KR102498090B1 - Apparatus of atmospheric pressure plasma for harmful gas decomposition of pipe - Google Patents

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Abstract

Provided is an apparatus for generating atmospheric pressure plasma for decomposing harmful gas in a pipe, which blocks combustion or short circuit caused by insulation breakdown of an internal structure even if harmful gases are not supplied, and stabilizes the flow of harmful gases to prevent a plasma concentration phenomenon. The apparatus of the present invention comprises a plasma generation unit including: a high-voltage tip generating plasma along with a ground electrode; a conductor connected to the high-voltage tip to transmit a high voltage from a high-voltage electrode to the high-voltage tip; and a gas supply unit located between the high voltage tip and the conductor to supply harmful gases. The high voltage tip is located inside a space forming unit, and the space forming unit is coupled to the gas supply unit to provide a reaction space for generating plasma decomposing the harmful gases.

Description

배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치{Apparatus of atmospheric pressure plasma for harmful gas decomposition of pipe}Atmospheric pressure plasma device for harmful gas decomposition of pipe {Apparatus of atmospheric pressure plasma for harmful gas decomposition of pipe}

본 발명은 플라즈마 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 산업현장에서 적용되는 배관으로 유입되는 유해가스를 분해하여 인체에 무해한 가스로 변환시키는 대기압 고밀도 플라즈마 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma device, and more particularly, to an atmospheric pressure high-density plasma device that decomposes harmful gases flowing into pipes applied in industrial fields and converts them into gases harmless to the human body.

산업현장에서는 제조공정에서 발생하는 오염물질 및 유해물질을 처리하는 문제가 심각하게 부각되고 있다. 특히, 휘발성유기화합물은 발암성이나 독성을 가지고, 온난화를 가속시키며, 대기 중에서는 악취를 유발하는 물질로 환경에 악영향을 주고 있다. 산업체에서는 유해가스의 분해, 대기 환경개선에 관한 가스를 정화하는 시설이 도입되고 있다. 그런데, 실제 정화를 하기 위해서는 운전을 멈추고 세정해야 하므로, 생산성에 저하시키는 요인이다. 예컨대, 반도체 제조공정에서 상기 휘발성유기화합물의 원인이 되는 포토레지스트 퓸(fume)이 배관 내부에 침전물로 형성되어 2주~2개월마다 주기적으로 배관 세정작업을 하고 있다. 배관에서의 침전물을 제거하기 위하여, 장비의 가동이 정지되므로, 생산성 감소 및 수율저하가 발생한다. In the industrial field, the problem of handling pollutants and harmful substances generated in the manufacturing process has been seriously highlighted. In particular, volatile organic compounds have carcinogenicity or toxicity, accelerate global warming, and cause bad odors in the air, thereby adversely affecting the environment. In industries, facilities for decomposing harmful gases and purifying gases related to atmospheric environment improvement have been introduced. However, in order to perform actual purification, the operation must be stopped and cleaned, which is a factor that lowers productivity. For example, in a semiconductor manufacturing process, photoresist fume, which is the cause of the volatile organic compound, is formed as a precipitate inside the pipe, and the pipe is cleaned periodically every 2 weeks to 2 months. In order to remove the deposits in the pipe, the operation of the equipment is stopped, resulting in a decrease in productivity and yield.

상기 문제점을 해소하기 위해서, 배관에서의 침전물의 발생을 최대한으로 늦추거나 차단할 필요가 있다. 이를 위해, 중국공개특허 제201811407367호 등에서 저온 플라즈마를 활용하여 배관에서의 유해가스의 분해하는 방법이 제시되어 있다. 실제, 생산라인에서는 천재지변, 작업자의 실수 등에 의해 전기, 가스 등의 차단으로 시설이 정지하는 경우가 종종 발생한다. 그런데, 종래의 방식은 유해가스의 원인이 되는 공정가스가 공급이 되지 않으면, 내부구조물이 절연파괴되어 연소되거나 쇼트(short)가 일어나서 플라즈마 장치를 사용할 수 없다. 또한, 내부에서의 유해가스의 불균일한 유동에 의해 플라즈마가 불안해져서 유해가스의 분해가 제대로 이루어지지 않는다. In order to solve the above problem, it is necessary to delay or block the generation of sediment in the pipe as much as possible. To this end, Chinese Patent Publication No. 201811407367 and the like suggest a method of decomposing harmful gases in a pipe by utilizing low-temperature plasma. In fact, in production lines, facilities often stop due to cutoff of electricity, gas, etc. due to natural disasters or worker's mistakes. However, in the conventional method, if the process gas that causes the harmful gas is not supplied, the internal structure is insulated and burnt or a short circuit occurs, making it impossible to use the plasma device. In addition, the plasma becomes unstable due to the non-uniform flow of the harmful gas inside, so that the decomposition of the harmful gas is not properly performed.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 유해가스가 공급이 되지 않더라도 내부구조물의 절연파괴에 의한 연소 또는 쇼트를 차단하고, 유해가스의 유동을 안정하게 하여 플라즈마의 쏠림 현상을 방지하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치를 제공하는 데 있다. The problem to be solved by the present invention is to block combustion or short circuit due to insulation breakdown of the internal structure even if noxious gas is not supplied, and to stabilize the flow of noxious gas to prevent the plasma from drifting Decomposition of harmful gas It is to provide an atmospheric pressure plasma device for

본 발명의 과제를 해결하기 위한 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치는 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부를 포함하고, 상기 플라즈마 발생부는 접지전극과 함께 플라즈마를 발생시키는 고전압팁과, 상기 고전압팁에 접속되며 고전압 전극에 의한 고전압을 상기 고전압팁에 전달하는 전도체 및 상기 고전압팁과 상기 전도체 사이에 위치하며 유해가스를 공급하기 위한 가스공급부를 포함한다. 이때, 상기 고전압팁은 공간형성부의 내부에 위치하며, 상기 공간형성부는 상기 가스공급부에 결합되며 상기 유해가스를 분해하는 플라즈마를 형성하는 반응공간을 제공한다.An atmospheric pressure plasma device for decomposing harmful gases in a pipe to solve the problems of the present invention includes a plasma generating unit generating plasma, and the plasma generating unit is connected to a high voltage tip generating plasma together with a ground electrode and the high voltage tip. and a conductor for transmitting the high voltage from the high voltage electrode to the high voltage tip, and a gas supply unit positioned between the high voltage tip and the conductor to supply harmful gas. At this time, the high voltage tip is located inside the space forming unit, and the space forming unit is coupled to the gas supply unit and provides a reaction space in which plasma for decomposing the harmful gas is formed.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 공간형성부의 둘레에는 접지전극을 포함한다. 상기 고전압팁의 재질은 텅스텐 또는 모넬(Monel) 중의 어느 하나의 합금일 수 있다. 상기 전도체는 봉(bar) 또는 관(pipe) 형태를 가질 수 있다. 상기 전도체는 스프링 형상을 가질 수 있다. 상기 가스공급부는 원주방향을 따라 배치되는 복수의 공급홀을 포함할 수 있다. 상기 공급홀은 균일한 간격으로 배치될 수 있다. 상기 공간형성부는 상기 가스배출구로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 깔때기 형상을 가질 수 있다.In the apparatus of the present invention, a ground electrode is included around the space forming portion. The material of the high voltage tip may be any one alloy of tungsten or Monel. The conductor may have a bar or pipe shape. The conductor may have a spring shape. The gas supply unit may include a plurality of supply holes disposed in a circumferential direction. The supply holes may be arranged at regular intervals. The space forming part may have a funnel shape in which a width gradually becomes narrower toward the gas outlet.

본 발명의 장치에 있어서, 상기 플라즈마 발생부는 주변부에 의해 감싸이고, 상기 주변부는 유해가스가 유입되는 가스유입관 및 상기 가스유입관으로부터 유입된 상기 유해가스를 상기 가스공급부로 유동시키는 가스유로를 제공하는 절연구조체를 포함하며, 상기 가스유로는 상기 전도체 및 상기 절연구조체 사이에 형성된다. 상기 고전압팁은 팁고정부에 의해 상기 전도체와 결합되는 접속부에 고정될 수 있다.In the device of the present invention, the plasma generating unit is surrounded by a peripheral portion, and the peripheral portion provides a gas inlet pipe through which harmful gas flows and a gas flow path through which the harmful gas introduced from the gas inlet pipe flows to the gas supply unit. It includes an insulating structure, and the gas flow path is formed between the conductor and the insulating structure. The high voltage tip may be fixed to a connection portion coupled to the conductor by a tip fixing portion.

본 발명의 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치에 의하면, 고전압 차단구조 및 유해가스 분산 공급구조를 채용함으로써, 유해가스가 공급이 되지 않더라도 절연파괴에 의한 연소 또는 쇼트를 차단하고, 유해가스의 유동을 안정하게 하여 플라즈마의 쏠림 현상을 방지한다.According to the atmospheric pressure plasma device for decomposing harmful gases in piping of the present invention, by adopting a high voltage cut-off structure and a harmful gas dispersion supply structure, even if noxious gases are not supplied, combustion or short circuit due to insulation breakdown is blocked, and harmful gas It stabilizes the flow and prevents the plasma from drifting.

도 1은 본 발명에 의한 제1 플라즈마 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 2의 플라즈마 발생부를 보여주는 분해사시도이다.
도 4는 도 3의 가스공급부에 의한 유해가스의 유동을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5는 본 발명에 의한 제2 플라즈마 장치를 나타내는 단면도이다. 1 is a perspective view showing a first plasma device according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
FIG. 3 is an exploded perspective view showing the plasma generator of FIG. 2 .
4 are views for explaining the flow of harmful gas by the gas supply unit of FIG. 3 .
5 is a cross-sectional view showing a second plasma device according to the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 도면에서는 설명의 편의를 위하여 과장되게 표현하였다. 한편, 상부, 하부, 정면 등과 같이 위치를 지적하는 용어들은 도면에 나타낸 것과 관련될 뿐이다. 실제로, 플라즈마 장치는 임의의 선택적인 방향으로 사용될 수 있으며, 실제 사용할 때 공간적인 방향은 플라즈마 장치의 방향 및 회전에 따라 변한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below may be modified in many different forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. In the drawings, it is exaggeratedly expressed for convenience of explanation. On the other hand, terms indicating positions such as top, bottom, front, etc. are only related to those shown in the drawings. In practice, the plasma device can be used in any selective orientation, and in actual use the spatial orientation changes with the orientation and rotation of the plasma device.

본 발명의 실시예는 고전압 차단구조 및 유해가스 분산 공급구조를 채용함으로써, 유해가스가 공급이 되지 않더라도 절연파괴에 의한 연소 또는 쇼트를 차단하고, 유해가스의 유동을 안정하게 하여 플라즈마의 쏠림 현상을 방지하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치를 제시한다. 이를 위해, 고전압 차단구조 및 유해가스 분산 공급구조를 포함하는 플라즈마 장치에 대하여 자세하게 알아보고, 고전압 차단구조 및 유해가스 분산 공급구조를 이용하여 유해가스를 분해하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 이하에서는 반도체 공정에서 발생하는 포토레지스트의 퓸(fume)을 사례로 들었지만, 각종 산업현장에서 배출되는 배기가스 정화용에도 적용될 수 있다. The embodiment of the present invention adopts a high voltage blocking structure and a harmful gas dispersion supply structure, so that even if noxious gas is not supplied, combustion or short circuit due to insulation breakdown is blocked, and the flow of the harmful gas is stabilized to prevent plasma drifting. We present an atmospheric pressure plasma device for decomposing harmful gases in pipes that prevent To this end, a plasma device including a high voltage blocking structure and a harmful gas distributed supply structure will be studied in detail, and a process of decomposing harmful gases using the high voltage blocking structure and a harmful gas distributed supply structure will be described in detail. In the following, photoresist fume generated in the semiconductor process is cited as an example, but it can also be applied to exhaust gas purification from various industrial sites.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 제1 플라즈마 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 2의 플라즈마 발생부(10)를 보여주는 분해사시도이다. 다만, 엄밀한 의미의 도면을 표현한 것이 아니며, 설명의 편의를 위하여 도면에 나타나지 않은 구성요소가 있을 수 있다. 1 is a perspective view showing a first plasma device 100 according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1, and FIG. 3 is a plasma generator 10 of FIG. ) is an exploded perspective view showing the However, it is not a drawing in a strict sense, and there may be components not shown in the drawing for convenience of description.

도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 플라즈마 장치(100)는 플라즈마 발생부(10) 및 플라즈마 발생부(10)를 감싸며 플라즈마를 이용하여 상기 유해가스를 분해시키기 위한 구조물인 주변부(20)를 포함한다. 플라즈마 발생부(10) 및 주변부(20)는 유해가스를 상기 플라즈마를 분해시키는 반응공간(A)을 제공한다. 플라즈마 발생부(10)는 저온 대기압 플라즈마 장치가 바람직하며, 상기 장치는 진공을 요구하지 않은 특징을 가지고 있다. 예를 들어, 고전압 전극(11)과 접지전극(19) 사이에 20~40kHz, 4~8kV 피크(peak)의 교류전압을 인가시켜 아크(arc) 플라즈마 또는 다수의 스트리머(streamer)를 가진 비평형 플라즈마를 활용할 수 있다. 플라즈마 발생부(10)는 질량이 큰 이온과 분자는 가속되지 않는 특성을 가질 수 있다. 상기 저온 대기압 플라즈 장치는 공지된 방식이면, 모두 채용될 수 있다. 1 and 2, the first plasma device 100 surrounds the plasma generating unit 10 and the peripheral portion 20, which is a structure for decomposing the harmful gas by using plasma. include The plasma generating unit 10 and the peripheral unit 20 provide a reaction space A in which harmful gases decompose the plasma. The plasma generator 10 is preferably a low-temperature atmospheric pressure plasma device, and the device does not require a vacuum. For example, by applying an alternating voltage of 20 to 40 kHz and 4 to 8 kV peak between the high voltage electrode 11 and the ground electrode 19, arc plasma or a criterion with a plurality of streamers type plasma can be used. The plasma generating unit 10 may have a characteristic in which ions and molecules having a large mass are not accelerated. Any known low-temperature atmospheric pressure plasma device may be employed.

플라즈마 발생부(10)는 30℃~100℃ 정도의 저온 대기압 플라즈마를 이용하여 탄화수소계 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compound, VOC) 등의 유해가스를 인체에 무해한 배출가스로 변환시킨다. 포토레지스트 퓸(fume)을 예로 들면, 반응공간(A)에는 VOC, CO, NOx, 각종 부산물 등의 유해가스와, 오존(O3) 및 각종 활성종(OH-, O-, O* 등)이 포함된다. 상기 유해가스들은 오존 및 활성종에 의해 HCOOH, CH3COOH, CH3CHO, HNO3, CO2 등으로 변환되고, 최종적으로 CO2, N2, H2O 등과 같은 인체에 무해한 배출가스로 변환된다. 변환된 배출가스는 가스배출구(27)로 배출된다. 플라즈마 발생부(10)에 대해서는 도 3을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.The plasma generating unit 10 converts harmful gases such as hydrocarbon-based volatile organic compounds (VOCs) into exhaust gases harmless to the human body using low-temperature atmospheric pressure plasma of about 30°C to 100°C. Taking photoresist fume as an example, in the reaction space (A), harmful gases such as VOC, CO, NOx, various by-products, ozone (O 3 ) and various active species (OH - , O - , O *, etc.) This is included. The harmful gases are converted into HCOOH, CH 3 COOH, CH 3 CHO, HNO 3 , CO 2 , etc. by ozone and active species, and finally converted into exhaust gases harmless to the human body such as CO 2 , N 2 , H 2 O, etc. do. The converted exhaust gas is discharged through the gas outlet 27 . The plasma generator 10 will be described in detail with reference to FIG. 3 .

주변부(20)는 예컨대, 포토공정이 완료된 후의 유해가스가 유입되는 가스유입관(21)을 포함된다. 가스유입관(21)으로부터 유입된 유해가스는 가스유로(22)로 유동하여, 반응공간(A)으로 공급된다. 가스유로(22)는 제1 및 제2 절연체(23, 25)와, 플라즈마 발생부(10) 사이에 형성된다. 제1 및 제2 절연체(23, 25)는 플라즈마 발생부(10)에 인가되는 고전압을 외부환경으로부터 차단한다. 상기 고전압이 외부환경으로부터 차단되면, 상기 유해가스가 공급이 되지 않더라도, 상기 고전압에 기인하는 절연파괴에 의한 연소 또는 쇼트가 차단될 수 있다. The peripheral portion 20 includes, for example, a gas inlet pipe 21 into which harmful gas flows after the photo process is completed. Noxious gas introduced from the gas inlet pipe 21 flows into the gas flow path 22 and is supplied to the reaction space A. The gas flow path 22 is formed between the first and second insulators 23 and 25 and the plasma generator 10 . The first and second insulators 23 and 25 block the high voltage applied to the plasma generator 10 from the external environment. When the high voltage is blocked from the external environment, even if the noxious gas is not supplied, combustion or short circuit due to insulation breakdown caused by the high voltage can be blocked.

제1 절연체(23)는 플라즈마 발생부(10)의 고전압 전극(11)에 결합되고, 제2 절연체(25)는 가스공급부(16)에 결합된다. 즉, 가스유로(22)는 고전압 전극(11) 및 가스공급부(16) 사이에 제공된다. 이때, 제1 및 제2 절연체(23, 25)는 고정볼트와 같은 결합부(24)에 의해 결합된다. 결합부(24)는 앞에서 제시한 고정볼트 이외에도 용접, 접착 등과 같은 공지의 방법으로 결합시킬 수 있다. 제1 및 제2 절연체(23, 25)는 결합부(24)가 없이 일체로 만들어질 수 있다. 제1 및 제2 절연체(23, 25)는 통칭하여 절연구조체라고 한다. The first insulator 23 is coupled to the high voltage electrode 11 of the plasma generating unit 10, and the second insulator 25 is coupled to the gas supply unit 16. That is, the gas flow path 22 is provided between the high voltage electrode 11 and the gas supply unit 16 . At this time, the first and second insulators 23 and 25 are coupled by a coupling portion 24 such as a fixing bolt. Coupling part 24 can be coupled by a known method such as welding, bonding, etc. in addition to the fixing bolts presented above. The first and second insulators 23 and 25 may be integrally made without a coupling portion 24 . The first and second insulators 23 and 25 are collectively referred to as an insulating structure.

가스공급부(16)는 반응공간(A)을 제공하기 위한 공간형성부(26)에 결합된다. 공간형성부(26)의 둘레에는 플라즈마 발생부(10)에 접지전압을 제공하는 접지전극(19)이 마련되어 있다. 공간형성부(26)의 내측면(26a)은 가스배출구(27)로 갈수록 폭(W)이 점점 좁아지는 깔때기 형상을 가진다. 공간형성부(26)의 내측면(26a)이 깔때기 형상을 가지면, 접지전극(19)과 플라즈마 발생부(10)의 고전압팁(18)과의 간격이 좁아진다. 상기 간격은 마이크로미터(㎛) 단위로 조절이 가능하며, 상기 플라즈마를 발생하데 필요한 전압이 낮아진다. 전압이 낮아지면, 전류 역시 감소하여 플라즈마 온도는 감소한다. 내측면(26a)이 깔때기 형상을 가지면, 상기 배출가스가 좁은 곳을 통과할 때에는 배출속도가 증가하고 배출압력은 감소한다. The gas supply unit 16 is coupled to the space forming unit 26 for providing the reaction space A. A ground electrode 19 providing a ground voltage to the plasma generating unit 10 is provided around the space forming unit 26 . The inner surface 26a of the space forming portion 26 has a funnel shape in which the width W gradually becomes narrower toward the gas outlet 27 . When the inner surface 26a of the space forming part 26 has a funnel shape, the distance between the ground electrode 19 and the high voltage tip 18 of the plasma generator 10 is narrowed. The interval can be adjusted in units of micrometers (μm), and the voltage required to generate the plasma is lowered. When the voltage is lowered, the current also decreases and the plasma temperature decreases. If the inner surface 26a has a funnel shape, the discharge speed increases and the discharge pressure decreases when the exhaust gas passes through a narrow space.

도 3에 의하면, 플라즈마 발생부(10)는 고전압 전극(11), 제1 전도체(13), 접속부(14), 가스공급부(16), 고전압팁(18) 및 접지전극(19)을 포함한다. 고전압 전극(11)에는 외부로부터 고전압이 인가되며, 상기 고전압은 제1 전도체(13)를 거쳐 고전압팁(18)에 전달된다. 제1 전도체(13)는 도전성이 우수한 구리 등과 같은 금속재질로 이루어지며, 봉(bar), 관(pipe) 등과 같은 형상을 가진다. 제1 전도체(13)는 고전압 전극(11)의 돌출부(12) 및 접속부(14)에 고정된다. 고전압팁(18)의 체결부(17)는 접속부(14)에 삽입되어 결합되고, 무두볼트와 같은 팁고정부(15)로 확실하게 고정시킨다. 이때, 체결부(17)는 가스공급부(16)의 체결홀(16a)을 관통하여, 접속부(14)에 삽입된다. Referring to FIG. 3 , the plasma generator 10 includes a high voltage electrode 11, a first conductor 13, a connection part 14, a gas supply part 16, a high voltage tip 18 and a ground electrode 19. . A high voltage is applied to the high voltage electrode 11 from the outside, and the high voltage is transmitted to the high voltage tip 18 via the first conductor 13 . The first conductor 13 is made of a metal material such as copper having excellent conductivity and has a shape such as a bar or pipe. The first conductor 13 is fixed to the protruding portion 12 and the connecting portion 14 of the high voltage electrode 11 . The fastening part 17 of the high voltage tip 18 is inserted into and coupled to the connecting part 14, and is securely fixed with a tip fixing part 15 such as a no-bolt. At this time, the fastening part 17 passes through the fastening hole 16a of the gas supply part 16 and is inserted into the connecting part 14 .

가스공급부(16)는 가스유로(22)를 거쳐서 유입된 유해가스를 반응공간(A)에 공급한다. 가스공급부(16)는 중심에는 체결홀(16a)이 존재하고, 체결홀(16a)의 외측에는 원주방향을 따라 복수의 공급홀(16b)이 존재한다. 도면에서는 6개의 공급홀(16b)을 표현하였다. 복수의 공급홀(16b)은 균일한 간격으로 이격되는 것이 바람직하며, 상기 유해가스를 분해하는 플라즈마가 한쪽으로 쏠리는 현상을 방지한다. 즉, 가스공급부(16)는 고전압팁(18)의 중심을 설정하는 체결홀(16a) 및 플라즈마의 쏠림을 방지하는 복수의 공급홀(16b)을 구비한다. 고전압팁(18)의 재질은 불순물 입자의 발생을 고려하였을 때, 텅스텐 합금 또는 모넬(Monel)이 바람직하다.The gas supply unit 16 supplies the harmful gas introduced through the gas passage 22 to the reaction space A. The gas supply unit 16 has a fastening hole 16a at the center, and a plurality of supply holes 16b exist outside the fastening hole 16a along the circumferential direction. In the drawing, six supply holes 16b are represented. It is preferable that the plurality of supply holes 16b are spaced apart at regular intervals, and a phenomenon in which the plasma that decomposes the noxious gas is concentrated to one side is prevented. That is, the gas supply unit 16 includes a fastening hole 16a for setting the center of the high voltage tip 18 and a plurality of supply holes 16b for preventing the plasma from leaning. Considering the generation of impurity particles, the material of the high voltage tip 18 is preferably a tungsten alloy or Monel.

도 4는 도 3의 가스공급부(16)에 의한 유해가스의 유동을 설명하기 위한 시뮬레이션 도면들이다. 여기서, (a)는 본 발명의 복수의 공급홀(16b)이 존재하는 경우이고, (b)는 복수의 공급홀이 존재하지 않는 경우를 나타낸다. 이때, 제1 플라즈마 장치(100) 및 가스공급부(16)는 앞에서 설명한 바와 같으며, 상기 유해가스의 유속은 100~200m/sec로 설정하였다. 4 are simulation drawings for explaining the flow of harmful gas by the gas supply unit 16 of FIG. 3 . Here, (a) is a case where a plurality of supply holes 16b of the present invention exist, and (b) shows a case where a plurality of supply holes do not exist. At this time, the first plasma device 100 and the gas supply unit 16 are as described above, and the flow rate of the noxious gas is set to 100 to 200 m/sec.

도 4에 의하면, 복수의 공급홀(16b)이 존재하는 경우(a)는 가스유로(22)를 거친 유해가스는 복수의 공급홀(16b)로 균일하게 분산되어 반응공간(A)에 균일하게 공급된다. 상기 유해가스가 반응공간(A)의 위치에 따라 균일하게 공급되면, 반응공간(A)에서 형성되는 플라즈마가 한쪽으로 쏠리는 현상이 일어나지 않는다. 또한, 복수의 공급홀(16b)은 가스유로(22)에 비해 직경이 작으므로, 공급홀(16b)에서는 유해가스의 유속이 증가되고 공급압력이 감소된다. 유해가스의 유속이 증가하고 압력이 감소되면, 유해가스가 공급되는 유량이 커진다. 공급되는 유해가스의 유량이 커지면, 복수의 공급홀(16b)이 존재하지 않은 경우(b)에 비하여 상기 유해가스를 분해하는 용량이 증가된다. 여기서, 복수의 공급홀(16b)이 존재하지 않은 경우(b)는 하나의 공급홀이 존재한다.According to FIG. 4, when there are a plurality of supply holes 16b (a), the harmful gas passing through the gas flow path 22 is uniformly distributed to the plurality of supply holes 16b and is uniformly distributed in the reaction space (A). are supplied When the noxious gas is uniformly supplied according to the position of the reaction space (A), the phenomenon that the plasma formed in the reaction space (A) is concentrated to one side does not occur. In addition, since the diameter of the plurality of supply holes 16b is smaller than that of the gas flow path 22, the flow rate of harmful gas increases and the supply pressure decreases in the supply holes 16b. When the flow rate of the harmful gas increases and the pressure decreases, the flow rate through which the harmful gas is supplied increases. When the flow rate of the supplied noxious gas increases, the capacity to decompose the noxious gas is increased compared to the case (b) when the plurality of supply holes 16b do not exist. Here, when the plurality of supply holes 16b do not exist (b), there is one supply hole.

도 5는 본 발명의 실시예에 의한 제2 플라즈마 장치(200)를 나타내는 단면도이다. 이때, 제2 플라즈마 장치(200)는 제2 전도체(30)를 제외하고, 제1 플라즈마 장치(100)와 동일하다. 이에 따라, 중복되는 부분에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.5 is a cross-sectional view showing a second plasma device 200 according to an embodiment of the present invention. At this time, the second plasma device 200 is the same as the first plasma device 100 except for the second conductor 30 . Accordingly, a detailed description of the overlapping parts will be omitted.

도 5에 의하면, 제2 전도체(30)는 고전압 전극(11)의 돌출부(12) 및 접속부(14)에 고정된다. 제2 전도체(30)는 와이어를 이용한 스프링 형상으로, 길이인 돌출부(12) 및 접속부(14)인 간격(D)을 유연하게 변화시킬 수 있다. 간격(D)의 변화가 유연하게 되면, 제2 플라즈마 장치(200)를 제조하는 과정에서 고전압 전극(11)의 돌출부(12) 및 접속부(14)의 간격(D)이 설계상의 결함으로 편차가 있다고 하더라도, 제2 전도체(30)의 간격(D) 변화로 상기 편차를 해소할 수 있다. 또한, 고전압 전극(11)의 돌출부(12) 및 접속부(14)의 간격(D)이 다른 제2 플라즈마 장치(200)이 있더라도, 설계가 허용되는 범위 내에서 제2 전도체(30)의 간격(D) 변화로 대응할 수 있다. According to FIG. 5 , the second conductor 30 is fixed to the protruding portion 12 and the connecting portion 14 of the high voltage electrode 11 . The second conductor 30 has a spring shape using a wire, and can flexibly change the length of the protruding part 12 and the distance D of the connecting part 14. If the change in the gap D is flexible, the gap D between the protruding part 12 and the connecting part 14 of the high voltage electrode 11 may deviate due to a design defect in the process of manufacturing the second plasma device 200. Even if there is, the deviation can be solved by changing the distance D of the second conductor 30. In addition, even if there is a second plasma apparatus 200 in which the distance D between the protrusion 12 and the connection part 14 of the high voltage electrode 11 is different, the distance between the second conductors 30 ( D) Respond with change.

제2 전도체(30)의 탄성력은 고전압 전극(11)의 돌출부(12) 및 접속부(14)에 보다 확실하게 고정되게 하여, 제2 전도체(30)이 쉽게 조립되게 한다. 한편, 제1 전도체(13)는 고전압 전극(11)의 돌출부(12) 및 접속부(14)가 삽입되어 있으므로, 제1 전도체(13)의 교체가 쉽지 않다. 하지만, 제2 전도체(30)는 탄성력을 이용하여 교체하면 되므로, 교체가 상대적으로 수월하다.The elastic force of the second conductor 30 makes it more securely fixed to the protruding portion 12 and the connecting portion 14 of the high voltage electrode 11, allowing the second conductor 30 to be easily assembled. Meanwhile, since the first conductor 13 has the protruding portion 12 and the connecting portion 14 of the high voltage electrode 11 inserted therein, it is not easy to replace the first conductor 13. However, since the second conductor 30 can be replaced using elastic force, replacement is relatively easy.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. In the above, the present invention has been described in detail with preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. possible.

10; 플라즈마 발생부 11; 고전압 전극
12; 돌출부
13, 30; 제1 및 제2 전도체
14; 접속부 15; 팁고정부
16; 가스공급부 16a; 체결홀
16b; 공급홀 17; 체결부
18; 고전압팁 19; 접지전극
20; 주변부 21; 가스유입관
22; 가스유로
23, 25; 제1 및 제2 절연체
24; 결합부 26; 공간형성부
100, 200; 제1 및 제2 플라즈마 장치10; Plasma generator 11; high voltage electrode
12; projection part
13, 30; 1st and 2nd conductor
14; Connection 15; tip fixing part
16; Gas supply unit 16a; fastening hole
16b; supply hole 17; joint
18; high voltage tip 19; ground electrode
20; periphery 21; gas inlet pipe
22; gas oil
23, 25; First and second insulators
24; coupling part 26; space forming unit
100, 200; First and second plasma devices

Claims (10)

플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부를 포함하고,
상기 플라즈마 발생부는,
접지전극과 함께 플라즈마를 발생시키는 고전압팁;
상기 고전압팁에 접속되며, 고전압 전극에 의한 고전압을 상기 고전압팁에 전달하는 전도체; 및
상기 고전압팁과 상기 전도체 사이에 위치하며, 유해가스를 공급하기 위한 가스공급부를 포함하고,
상기 고전압팁은 공간형성부의 내부에 위치하며, 상기 공간형성부는 상기 가스공급부에 결합되며 상기 유해가스를 분해하는 플라즈마를 형성하는 반응공간을 제공하며,
상기 플라즈마 발생부는 주변부에 의해 감싸이고, 상기 주변부는 유해가스가 유입되는 가스유입관 및 상기 가스유입관으로부터 유입된 상기 유해가스를 상기 가스공급부로 유동시키는 가스유로를 제공하는 절연구조체를 포함하며, 상기 가스유로는 상기 전도체 및 상기 절연구조체 사이에 형성하는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.Including a plasma generator for generating plasma,
The plasma generator,
a high voltage tip generating plasma together with a ground electrode;
a conductor connected to the high voltage tip and transmitting a high voltage generated by a high voltage electrode to the high voltage tip; and
It is located between the high voltage tip and the conductor and includes a gas supply unit for supplying a harmful gas,
The high voltage tip is located inside the space forming unit, the space forming unit is coupled to the gas supply unit and provides a reaction space for forming plasma to decompose the harmful gas,
The plasma generator is surrounded by a periphery, and the periphery includes a gas inlet pipe through which noxious gas flows and an insulating structure providing a gas flow path through which the noxious gas introduced from the gas inlet pipe flows to the gas supply section, The gas flow path is an atmospheric pressure plasma device for decomposing harmful gases in a pipe, characterized in that formed between the conductor and the insulating structure. 제1항에 있어서, 상기 공간형성부의 둘레에는 접지전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.According to claim 1, Atmospheric pressure plasma device for decomposition of harmful gas in the pipe characterized in that it comprises a ground electrode around the space forming portion. 제1항에 있어서, 상기 고전압팁의 재질은 텅스텐 또는 모넬(Monel) 중의 어느 하나의 합금인 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.The atmospheric pressure plasma device for decomposing harmful gases in pipes according to claim 1, wherein the high voltage tip is made of any one alloy of tungsten or Monel. 제1항에 있어서, 상기 전도체는 봉(bar) 또는 관(pipe) 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.According to claim 1, wherein the conductor is bar (bar) or tube (pipe) shape characterized in that atmospheric pressure plasma device for decomposition of harmful gases in the pipe. 제1항에 있어서, 상기 전도체는 스프링 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.The atmospheric pressure plasma device for decomposing harmful gases in a pipe according to claim 1, wherein the conductor has a spring shape. 제1항에 있어서, 상기 가스공급부는 원주방향을 따라 배치되는 복수의 공급홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.[Claim 2] The atmospheric pressure plasma apparatus according to claim 1, wherein the gas supply unit comprises a plurality of supply holes arranged in a circumferential direction. 제6항에 있어서, 상기 공급홀은 균일한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.[Claim 7] The atmospheric pressure plasma apparatus for decomposing harmful gases in pipes according to claim 6, wherein the supply holes are arranged at regular intervals. 제1항에 있어서, 상기 공간형성부는 가스배출구로 갈수록 폭이 점점 좁아지는 깔때기 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.The atmospheric pressure plasma apparatus for decomposing harmful gases in pipes according to claim 1, wherein the space forming part has a funnel shape whose width gradually becomes narrower toward the gas outlet. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 고전압팁은 팁고정부에 의해 상기 전도체와 결합되는 접속부에 고정되는 것을 특징으로 하는 배관의 유해가스 분해를 위한 대기압 플라즈마 장치.
[4] The atmospheric pressure plasma device of claim 1, wherein the high voltage tip is fixed to a connecting portion coupled to the conductor by a tip fixing portion.
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