KR102520679B1 - A Device for ignition using plasma - Google Patents
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Abstract
본 발명의 플라즈마 점화 장치는, 플라즈마를 생성하는 점화 유닛과, 상기 점화 유닛으로 전압을 인가하는 고전압 생성 유닛 및 상기 점화 유닛과 연결되어 상기 플라즈마를 외부로 토출하기 위한 유체를 공급하기 위한 유체 공급 유닛을 포함하며, 상기 점화 유닛은, 전방 단부에 상기 플라즈마가 배출되도록 형성되는 개구부를 포함하며, 상기 유체 공급 유닛으로부터 공급되는 유체가 유동되어 전방 단부로 배출될 수 있도록 내부에 소정의 수용공간이 형성되는 하우징 및 상기 하우징의 후단에 구비되면서, 상기 유체 공급 유닛으로부터 유체를 공급받기 위해 형성되는 유체 주입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The plasma ignition device of the present invention includes an ignition unit for generating plasma, a high voltage generation unit for applying voltage to the ignition unit, and a fluid supply unit connected to the ignition unit and supplying fluid for discharging the plasma to the outside. The ignition unit includes an opening formed at a front end to discharge the plasma, and a predetermined accommodation space is formed therein so that the fluid supplied from the fluid supply unit flows and is discharged to the front end. and a housing provided at a rear end of the housing and a fluid injection unit formed to receive fluid from the fluid supply unit.
Description
본 발명은 플라즈마 점화 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 화력 발전소를 가동시키기 위한 버너에 탑재되어 플라즈마를 기반으로 점화를 진행할 수 있도록 하여, 보다 향상된 점화 안정성을 보유한 플라즈마 점화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma ignition device, and more particularly, to a plasma ignition device having improved ignition stability by being mounted on a burner for operating a thermal power plant and allowing ignition to proceed based on plasma.
화력 발전소는 석탄, 중유, 천연가스 등을 태워 얻은 열로 고온고압의 증기를 만들고, 증기 터빈을 회전시켜 발전기를 가동시켜 전기를 생산한다. 따라서 화력발전소에는 보통 대형 보일러 및 가스터빈이 설치되며, 보일러 및 가스터빈에는 천연가스, 경유 등을 점화시키기 위한 점화 장치가 구비된다.A thermal power plant generates high-temperature, high-pressure steam from heat obtained by burning coal, heavy oil, and natural gas, and generates electricity by operating a generator by rotating a steam turbine. Therefore, large boilers and gas turbines are usually installed in thermal power plants, and ignition devices for igniting natural gas, diesel, etc. are provided in the boilers and gas turbines.
이러한 점화 장치는 연료의 종류 및 성분에 따라 그 방전 횟수를 설계에 반영하여 제작, 사용해야 하며, 그렇지 않을 경우 점화 불량이 발생할 가능성이 높다. 또한 점화 장치 고장, 파손 등으로 인해 점화 불량이 발생하면 해당 장비의 구동실패로 인한 전력 공급 차질이 발생하며, 계통 운영의 예측을 어렵게 만들 수 있다.Such an ignition device must be manufactured and used by reflecting the number of discharges in the design according to the type and composition of the fuel, otherwise ignition failure is highly likely to occur. In addition, if ignition failure occurs due to failure or damage of the ignition device, power supply failure due to failure of the corresponding equipment may occur, and system operation may be difficult to predict.
한편, 상술한 점화 장치와 연결되어 스파크를 발생시키는 점화 플러그는 스파크 발생영역에 위치하는 (+)전극 부분의 면적 및/또는 부피(또는 크기)와, (-)전극 부분의 면적 및 부피(또는 크기)가 작아 점화 플러그의 전체 수명이 매우 짧다는 문제점을 가지고 있었다.On the other hand, the spark plug that is connected to the above-mentioned ignition device to generate a spark is the area and / or volume (or size) of the (+) electrode portion located in the spark generating area, and the area and volume (or size) of the (-) electrode portion size) had a problem that the overall life of the spark plug was very short.
게다가, 스파크 발생으로 인한 대향하는 (+)전극 부분과 (-)전극 부분의 소모속도는 고온의 가스터빈 내에서 보다 더 신속하게 진행되므로, 종래기술에 따른 점화 플러그는 전체 수명이 매우 짧을 수 밖에 없는 문제점을 가지고 있었다.In addition, since the consumption rate of the opposing (+) electrode part and (-) electrode part due to spark generation proceeds more rapidly than in a high-temperature gas turbine, the overall life of the spark plug according to the prior art is very short. had no problems.
특히, 종래 사용되고 있는 점화 플러그의 사용 시, 점화가 진행되는 점화로에 삽입된 상태에서 스파크를 발생시켰을 때, 상기 점화 플러그에서 발생되는 스파크가 점화로의 내벽면을 타고 흐르는 앵커(anchor) 현상이 종종 발생되어 점화 효율이 저하되는 문제점 또한 내포하고 있는 실정이다.In particular, when sparks are generated while being inserted into an ignition furnace where ignition is in progress when using a conventional spark plug, the spark generated from the spark plug flows along the inner wall surface of the ignition furnace. A problem that often occurs and the ignition efficiency is lowered is also included.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 고전압을 인가하여 플라즈마를 생성하고, 상기 플라즈마를 통해 점화를 진행하는 플라즈마 점화 장치가 개발되고 있으나, 상기 플라즈마를 생성하기 위해 마련되는 고전압 생성 장치의 구동 시 발생되는 고열에 의해 상기 고전압 생성 장치의 구동이 간헐적으로 중단되어 안정적인 가동이 어려운 문제점 또한 여전히 존재하고 있다.In order to solve this problem, a plasma ignition device that generates plasma by applying a high voltage and proceeds with ignition through the plasma has been developed. However, there is still a problem in that the operation of the high voltage generator is intermittently stopped, making stable operation difficult.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하는 플라즈마 점화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a plasma ignition device that solves the above problems.
보다 상세하게는, 고전압을 인가하기 위해 마련되는 고전압 생성 장치에 대한 보다 효율적인 냉각을 진행함으로써, 고열에 의해 고전압 생성 장치의 가동이 중단되는 것을 방지하여, 보다 안정적인 작동상태를 유지할 수 있는 플라즈마 점화 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.More specifically, a plasma ignition device capable of maintaining a more stable operating state by preventing the high voltage generator from being stopped due to high heat by more efficiently cooling the high voltage generator provided to apply the high voltage. Its purpose is to provide
아울러, 플라즈마를 생성함과 동시에 고압의 유체를 점화로 측을 향해 분사하여, 플라즈마의 도달 방향을 점화로의 내측방향으로 확장시킬 수 있도록 하여, 점화 효율을 보다 향상시킬 수 있는 플라즈마 점화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, a plasma ignition device capable of further improving ignition efficiency by generating plasma and injecting a high-pressure fluid toward the ignition furnace to expand the arrival direction of the plasma in the inward direction of the ignition furnace Provided aims to do
본 발명의 플라즈마 점화 장치는, 플라즈마를 생성하는 점화 유닛과, 상기 점화 유닛으로 전압을 인가하는 고전압 생성 유닛 및 상기 점화 유닛과 연결되어 상기 플라즈마를 외부로 토출하기 위한 유체를 공급하기 위한 유체 공급 유닛을 포함하며, 상기 점화 유닛은, 전방 단부에 상기 플라즈마가 배출되도록 형성되는 개구부를 포함하며, 상기 유체 공급 유닛으로부터 공급되는 유체가 유동되어 전방 단부로 배출될 수 있도록 내부에 소정의 수용공간이 형성되는 하우징 및 상기 하우징의 후단에 구비되면서, 상기 유체 공급 유닛으로부터 유체를 공급받기 위해 형성되는 유체 주입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The plasma ignition device of the present invention includes an ignition unit for generating plasma, a high voltage generation unit for applying voltage to the ignition unit, and a fluid supply unit connected to the ignition unit and supplying fluid for discharging the plasma to the outside. The ignition unit includes an opening formed at a front end to discharge the plasma, and a predetermined accommodation space is formed therein so that the fluid supplied from the fluid supply unit flows and is discharged to the front end. and a housing provided at a rear end of the housing and a fluid injection unit formed to receive fluid from the fluid supply unit.
보다 상세하게는, 상기 고전압 생성 유닛은, 내부에 소정의 수용 공간이 형성되는 케이스와, 상기 케이스 내부에 수용되며, 상기 점화 유닛 측으로 인가되는 전압을 생성할 수 있도록 구비되는 전압 생성 모듈 및 상기 전압 생성 모듈의 구동 시 발생되는 열을 배출시키기 위해 적어도 한 쌍 이상이 구비되는 냉각 수단을 포함하고, 상기 냉각 수단은, 상기 전압 생성 모듈을 사이에 두고 상호 마주보는 방향에 배치되도록 마련되며, 상호 동일 방향으로 상기 유체를 이동시키거나, 상호 반대 방향으로 상기 유체를 이동시켜 상기 전압 생성 모듈을 냉각시키도록 구비되는 것을 특징으로 한다.More specifically, the high voltage generating unit includes a case having a predetermined accommodating space therein, a voltage generating module accommodated in the case and provided to generate a voltage applied to the ignition unit, and the voltage and at least one pair of cooling means for discharging heat generated when the generating module is driven, wherein the cooling means are arranged in opposite directions with the voltage generating module interposed therebetween, and are identical to each other. It is characterized in that it is provided to cool the voltage generating module by moving the fluid in a direction or moving the fluid in a mutually opposite direction.
보다 상세하게는, 상기 점화 유닛은, 상기 하우징의 전방 단부에 배치되며, 상기 고전압 생성 유닛으로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 전극 부재와, 상기 전극 부재를 수용하면서, 상기 하우징의 전방 단부와 분리가능하도록 체결되며, 양단부가 개구된 형상을 보유한 헤드부 및 상기 하우징 내부에 수용되면서, 상기 전극 부재와 상기 헤드부를 전기적으로 분리하도록 마련되는 절연부를 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the ignition unit is disposed at the front end of the housing, receives an electrode member for generating plasma by receiving a voltage from the high voltage generating unit, and is separated from the front end of the housing while accommodating the electrode member. It is characterized in that it includes a head portion having an open shape at both ends and an insulating portion provided to electrically separate the electrode member and the head portion while being accommodated in the housing.
보다 상세하게는, 상기 헤드부는, 상기 헤드부의 유체 유출측 직경이 상기 헤드부의 유체 유입측 직경보다 작거나 같은 것을 특징으로 한다.More specifically, the head portion is characterized in that the fluid outlet side diameter of the head portion is smaller than or equal to the fluid inlet side diameter of the head portion.
보다 상세하게는, 상기 전극 부재는, 상기 절연부 내측에 수용되는 전압 인가부와, 상기 전압 인가부의 전방에 형성되며, 외주면이 상기 헤드부의 내벽면과 소정거리 이격되어 상호간 소정의 이격 공간을 형성하도록 구비되는 플라즈마 생성부를 포함하고, 상기 플라즈마 생성부는, 상기 이격 공간을 좁혀 방전을 진행시키는 구역인 방전갭을 형성할 수 있도록, 일부 구역이 양단부보다 두꺼운 형상을 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.More specifically, the electrode member is formed in front of the voltage application unit and the voltage application unit accommodated inside the insulating unit, and the outer circumferential surface is spaced apart from the inner wall surface of the head unit by a predetermined distance to form a predetermined separation space between them. and a plasma generating unit provided to form a discharge gap, which is a region in which discharge proceeds by narrowing the separation space, wherein a portion of the plasma generation unit has a shape thicker than both ends.
보다 상세하게는, 상기 절연부는, 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 전극 부재를 고정하도록 마련되는 기둥 형상의 제 1 절연체와, 상기 제 1 절연체의 전방에 구비되면서, 상기 전극 부재를 고정하도록 마련되며, 상기 유체가 관통할 수 있도록 적어도 하나 이상의 유통공이 형성되는 기둥형상의 제 2 절연체를 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the insulator includes a columnar first insulator accommodated inside the housing and provided to fix the electrode member, and provided in front of the first insulator to fix the electrode member. and a second insulator having a columnar shape in which at least one distribution hole is formed so that the fluid can pass therethrough.
보다 상세하게는, 상기 제 1 절연체는, 상기 제 2 절연체의 후방에 마련되면서, 상기 제 2 절연체에 형성되는 유통공을 폐쇄하지 않도록 상기 제 2 절연체의 직경보다 작은 직경을 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.More specifically, the first insulator is provided behind the second insulator and has a diameter smaller than that of the second insulator so as not to close a passage hole formed in the second insulator. to be
보다 상세하게는, 상기 제 2 절연체는, 상기 전극 부재를 수용하도록 형성되는 수용공과, 상기 유체 공급 유닛에서 공급된 유체가 유동 가능하도록 형성되며, 상기 수용공의 연장방향과 동일한 방향으로 형성되는 적어도 하나 이상의 유통공을 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the second insulator includes an accommodation hole formed to accommodate the electrode member, and at least one formed in the same direction as the extension direction of the accommodation hole, so that the fluid supplied from the fluid supply unit can flow. It is characterized in that it includes one or more distribution holes.
보다 상세하게는, 상기 제 1 절연체는, 상기 제 2 절연체에 형성되는 유통공 측으로 상기 유체를 유도하기 위해, 상기 제 1 절연체의 전방에 형성되는 제 1 유동 가이드면을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the first insulator further comprises a first flow guide surface formed in front of the first insulator to guide the fluid toward a flow hole formed in the second insulator. .
보다 상세하게는, 상기 제 2 절연체는, 상기 제 2 절연체의 후방 단부에 형성되면서, 상기 제 1 절연체의 전방 일부 구역을 수용하도록 형성되는 수용홈부와, 상기 제 2 절연체에 형성되는 유통공 측으로 상기 유체를 유도하기 위해, 상기 수용홈부의 내측 둘레면에 형성되며, 상기 유통공을 향해 경사진 형상을 가지도록 형성되는 제 2 유동 가이드면을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.More specifically, the second insulator includes an accommodation groove formed at a rear end of the second insulator and accommodating a portion of the front area of the first insulator, and a distribution hole formed in the second insulator toward the side. and a second flow guide surface formed on an inner circumferential surface of the accommodating groove and inclined toward the distribution hole to guide the fluid.
보다 상세하게는, 상기 고전압 생성 유닛은, 상기 점화 유닛 측으로 전압을 전달하기 위한 케이블 부재를 포함하고, 상기 점화 유닛은, 상기 고전압 생성 유닛과 체결되어 상기 고전압 생성 유닛으로부터 전압을 인가받을 수 있도록 마련되며 상기 케이블 부재와 체결 가능하도록 마련되는 커넥터부를 더 포함하고, 상기 커넥터부는, 상기 커넥터부의 외주면을 따라 적어도 하나 이상 형성되며, 나선형상을 보유하도록 구비되는 안내홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.More specifically, the high voltage generating unit includes a cable member for transmitting voltage to the ignition unit, and the ignition unit is coupled to the high voltage generating unit to receive voltage from the high voltage generating unit. and further comprising a connector portion provided to be fastened to the cable member, wherein the connector portion includes at least one guide groove formed along an outer circumferential surface of the connector portion and provided to retain a spiral shape.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치는 상기 전압 생성 모듈을 사이에 두고, 상호 마주보도록 배치되는 냉각 수단을 통해, 상기 고전압 생성 유닛에 대한 냉각을 보다 효율적으로 진행할 수 있도록 함으로써, 상기 전압 생성 모듈의 가열에 의해 점화 장치의 가동이 중단되는 것을 방지할 수 있어 보다 안정적인 구동 성능을 확보할 수 있는 효과를 제공 가능하다.The plasma ignition device according to an embodiment of the present invention generates the voltage by allowing the high voltage generating unit to be cooled more efficiently through cooling means disposed to face each other with the voltage generating module interposed therebetween. It is possible to prevent the operation of the ignition device from being stopped due to the heating of the module, thereby providing an effect of securing more stable driving performance.
그리고, 분리가능한 헤드부를 구비함으로써, 상기 전극 부재 또는 절연부의 교체가 필요한 경우, 상기 헤드부만을 분리하여 상기 전극 부재와 절연부에 대한 유지 보수 작업을 보다 간편하게 진행할 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, by providing a detachable head unit, when replacement of the electrode member or the insulation unit is required, only the head unit can be separated to perform maintenance work on the electrode member and the insulation unit more conveniently.
또한, 헤드부의 유체 유출측 직경을 좁도록 형성하여, 상기 헤드부를 통해 토출되는 유체를 집중시켜 배출할 수 있도록 함으로써, 상기 플라즈마의 도달 거리를 확장시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다. In addition, the fluid discharged through the head portion is formed to narrow the diameter of the fluid outlet side of the head portion so that the fluid discharged through the head portion can be concentrated and discharged, thereby providing an effect of extending the reach distance of the plasma.
그리고, 전극 부재와 헤드부 사이에 방전갭을 별도로 형성할 수 있도록 하여, 전극 부재를 통해 보다 안정적인 플라즈마 발생을 유도할 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, it is possible to provide an effect of inducing more stable plasma generation through the electrode member by separately forming a discharge gap between the electrode member and the head unit.
또한, 유통공이 형성되는 제 2 절연체를 통해, 전극 부재를 견고하게 고정하면서도, 유체의 유동을 원활하게 진행시켜 플라즈마의 도달 범위를 확장시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, through the second insulator in which the distribution hole is formed, it is possible to provide an effect of extending the reach of the plasma by smoothly proceeding the flow of the fluid while firmly fixing the electrode member.
그리고, 제 2 절연체의 후방에 마련된 상태로 전극 부재의 위치를 고정하며, 제 2 절연체의 직경보다 작은 직경을 보유하도록 구비되는 제 1 절연체에 의해 상기 유체의 유동 경로가 폐쇄되는 것을 방지할 수 있어, 전극 부재의 견고한 지지를 진행하면서도, 보다 원활한 유체의 배출을 진행하여 플라즈마 아크의 도달 범위를 확장시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, the position of the electrode member is fixed in a state provided behind the second insulator, and the flow path of the fluid is prevented from being blocked by the first insulator provided to have a diameter smaller than the diameter of the second insulator. , It is possible to provide an effect of extending the reach of the plasma arc by proceeding with more smooth fluid discharge while firmly supporting the electrode member.
또한, 유통공의 연장 형성 방향이 상기 수용공의 연장방향과 동일한 방향으로 형성될 수 있도록 하여, 상기 유체가 유동하는 유동 경로를 최소화 시킬 수 있어, 보다 신속하게 상기 유체를 외부로 배출할 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, the flow path through which the fluid flows can be minimized by allowing the distribution hole to be formed in the same direction as the extension direction of the receiving hole, so that the fluid can be discharged to the outside more quickly. effect can be provided.
그리고, 제 1 유동 가이드면의 형성을 통해, 보다 많은 양의 유체를 상기 유통공 측으로 집중시켜 배출할 수 있도록 함으로써, 상기 유체의 배출량을 보다 증가시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, by forming the first flow guide surface, a larger amount of fluid can be discharged by concentrating toward the flow hole, thereby providing an effect of increasing the amount of fluid discharged.
또한, 제 2 유동 가이드면의 형성을 통해, 보다 많은 양의 유체를 상기 유통공 측으로 집중시켜 배출할 수 있도록 함으로써, 상기 유체의 배출량을 보다 증가시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, by forming the second flow guide surface, a larger amount of fluid can be discharged by concentrating toward the flow hole, thereby providing an effect of increasing the amount of fluid discharged.
그리고, 나선 형상을 보유한 안내홈이 형성되는 커넥터부를 통해, 상기 고전압 생성 유닛을 구성하는 케이블 부재와 보다 간편한 탈착을 진행할 수 있어, 보다 향상된 사용 편의성을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to more easily attach and detach from the cable member constituting the high voltage generating unit through the connector portion in which the guide groove having the spiral shape is formed, thereby providing improved convenience in use.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 도식화한 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 점화 유닛이 조립된 상태의 측단면을 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 점화 유닛이 분리된 상태의 측단면을 도시한 측단면도이다.
도 4는 도 3의 A 구역을 확대 도시한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치를 구성하는 점화 유닛의 제 2 절연체를 정면에서 도시한 정면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛의 우측면을 도시한 측면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛의 좌측면을 도시한 측면도이다.1 is an overall configuration diagram illustrating a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view showing an assembled ignition unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
3 is a side cross-sectional view illustrating a state in which an ignition unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention is separated.
FIG. 4 is an enlarged view illustrating area A of FIG. 3 .
5 is a front view showing a second insulator of an ignition unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention from the front.
6 is a perspective view illustrating a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
7 is a side view illustrating a right side of a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
8 is a side view showing a left side of a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and can be implemented in various different forms, only these embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and are common in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the knowledgeable person of the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims.
또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. Also, terms used in this specification are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of other components than the recited components.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in this specification may be used in a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 플라즈마 점화 장치에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the plasma ignition device of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치에 대해 설명하도록 한다. First, with reference to FIG. 1, a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 도식화한 전체 구성도이다.1 is an overall configuration diagram illustrating a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 점화 장치는, 점화 유닛(100), 고전압 생성 유닛(200) 및 유체 공급 유닛(300)을 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 1 , the plasma ignition device of the present invention is characterized by including an
먼저, 상기 점화 유닛(100)은, 고전압을 인가 받아 특정 구역에서 점화를 진행하기 위한 플라즈마를 생성하기 위해 마련되는 것으로, 소정 길이 연장된 형상을 보유한 바 형상을 보유하도록 구비된다.First, the
그리고, 상기 고전압 생성 유닛(200)은 상기 점화 유닛(100)에서 상기 플라즈마를 생성하기 위한 고전압을 생성하기 위해 구비되는 것으로, 상기 점화 유닛(100)과의 전기적 연결을 진행하여, 상기 점화 유닛(100) 측으로 고전압을 인가하기 위해, 전압 케이블(C)을 포함하도록 구비될 수 있다.The high
그리고, 상기 유체 공급 유닛(300)은 상기 점화 유닛(100)과 연결되어 상기 플라즈마의 도달 거리를 확장시킬 수 있는 유체를 공급하기 위해 구비되는 것으로, 상기 유체가 고압을 보유하도록 함으로써, 상기 플라즈마를 소정의 도달 거리만큼 토출시킬 수 있는 각종 펌프 수단을 포함할 수 있다.And, the
이때, 상기 유체는 상기 점화 유닛(100)에서 생성되는 플라즈마의 도달 거리를 확장시키기 위해, 기체, 액체 중 선택된 어느 하나 이상의 유체가 사용될 수 있음은 물론이다.At this time, it goes without saying that any one or more fluids selected from gas and liquid may be used in order to extend the reach distance of the plasma generated in the
덧붙여, 상기 유체 공급 유닛(300)은 상기 유체 공급 유닛(300)에서 생성된 고압의 유체를 상기 점화 유닛(100)측으로 공급하기 위해, 유체 공급 부재(F)를 포함할 수 있다.Additionally, the
상술한 바와 같이, 유체의 주입 및 배출을 진행하여 플라즈마의 도달 지점을 확장함으로써, 가열로 내부의 벽면을 따라 발생하는 플라즈마의 앵커를 방지하여 점화율을 보다 향상시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.As described above, it is possible to provide an effect of further improving the ignition rate by preventing anchoring of plasma generated along the inner wall of the heating furnace by expanding the arrival point of the plasma by proceeding with the injection and discharge of the fluid.
다음으로, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 점화 유닛(100)에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Next, with reference to FIGS. 2 and 3 , the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 점화 유닛이 조립된 상태의 측단면을 도시한 측단면도이다.2 is a side cross-sectional view showing an assembled ignition unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 점화 유닛이 분리된 상태의 측단면을 도시한 측단면도이다.3 is a side cross-sectional view illustrating a state in which an ignition unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention is separated.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 점화 유닛(100)은, 하우징(110), 유체 주입부(120), 전극 부재(130), 헤드부(140), 절연부(150), 커넥터부(160), 전압 이송 부재(170) 및 지지부재(180)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 2, the
먼저, 상기 하우징(110)은 상기 유체 공급 유닛(300)으로부터 공급되는 유체가 유동되어 전방 단부로 배출될 수 있도록 내부에 소정의 수용공간이 형성되는 것을 특징으로 한다.First, the
이때, 상기 하우징(110)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 분리 가능할 수 있도록 상호간 분리 가능하도록 결합되는 제 1 하우징(111) 및 제 2 하우징(112)을 포함할 수 있다.At this time, as shown in FIG. 3 , the
그리고, 상기 유체 주입부(120)는 상기 유체 공급 유닛(300)으로부터 생성된는 유체를 상기 하우징(110)의 내부로 주입하기 위해 구비되는 것으로, 상기 하우징(110)의 후단에 형성되는 것을 특징으로 한다.And, the
이때, 상기 유체 주입부(120)에서 주입되는 유체의 유동경로를 최소화 시켜, 보다 신속하게 유체의 배출이 진행될 수 있도록, 상기 유체 주입부(120)에 형성되는 주입구는 상기 하우징(110) 내부의 수용공간의 중심축선 상에 배치될 수 있도록 설계될 수 있다.At this time, by minimizing the flow path of the fluid injected from the
다음으로, 상기 전극 부재(130)는 상기 고전압 생성 유닛(200)으로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키기 위해 구비된다.Next, the
보다 상세하게는, 상기 전극 부재(130)는 상기 하우징(110) 중, 제 2 하우징(112)의 전방 단부, 즉 상기 하우징의 내부를 유동하는 유체가 배출되는 위치와 인접한 구역에 배치되는 것을 특징으로 한다.More specifically, the
그리고, 상기 헤드부(140)는 상기 전극 부재를 수용하도록 마련되는 것으로, 상기 하우징(110)의 전방 단부와 분리가능하도록 체결된다.In addition, the
이때, 분리가능한 상기 헤드부(140)를 구비함으로써, 상기 전극 부재(130) 또는 절연부(150)의 교체가 필요한 경우, 상기 헤드부(140)만을 분리하여 상기 전극 부재(130)와 절연부(150)에 대한 유지 보수 작업을 보다 간편하게 진행할 수 있는 효과를 제공 가능하다.At this time, by providing the
보다 상세하게는, 상기 헤드부(140)는 상기 하우징(110) 내부를 유동하는 유체가 통과할 수 있도록 양단부가 개구된 개구부를 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.More specifically, the
이때, 상기 헤드부(140)상에 형성되는 개구부는 상기 하우징(110) 내부를 유동한 유체가 보다 빠른 속도로 배출될 수 있도록, 상기 하우징(110) 내부에 형성되는 수용공간의 중심축선 상에 배치될 수 있도록 설계될 수 있다.At this time, the opening formed on the
즉, 상기 개구부는 상술한 유체 주입부(120)의 주입구와 상호 동일한 선상에 배치될 수 있다.That is, the opening may be disposed on the same line as the inlet of the
다음으로, 상기 절연부(150)는 상기 전극 부재(130)와 상기 헤드부(140)를 전기적으로 분리하도록 마련되며, 상기 하우징(110) 내부에 수용되는 것을 특징으로 한다.Next, the insulating
이때, 상기 절연부(150)는 상기 전극 부재(130)의 위치를 고정하는 기능을 수행할 수 있으며, 상세한 내용은 아래 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하도록 한다. At this time, the insulating
그리고, 상기 커넥터부(160)는 상기 고전압 생성 유닛으로부터 전압을 인가받을 수 있도록 마련되는 것으로, 상기 고전압 생성 유닛(200)과의 전기적 연결을 진행하기 위해 마련된다.Also, the
보다 상세하게는, 상기 커넥터부(160)는 상기 케이블 부재(C)와 체결 가능하도록 마련되는데, 상기 케이블 부재(C)와의 간편한 체결을 진행하기 위해, 상기 커넥터부(160) 상에는 적어도 하나 이상의 안내홈(161)이 형성될 수 있다.More specifically, the
특히, 상기 안내홈(161)은 상기 커넥터부의 외주면을 따라 적어도 하나 이상 형성되며, 나선형상을 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In particular, at least one
이때, 도면에는 특별히 도시하지는 않았으나, 상기 케이블 부재(C)의 커넥터부측 단부에는 상기 커넥터부와의 체결을 진행하기 위해, 결속구가 구비될 수 있으며, 상기 결속구에는 상기 안내홈(161)에 체결될 수 있도록 형성되는 돌기가 적어도 하나 이상 형성될 수 있고, 상기 결속구와 상기 커넥터부(160) 간의 나사식 결합을 진행하여 보다 간편한 결합을 진행할 수 있게 된다.At this time, although not particularly shown in the drawing, a binding hole may be provided at an end of the connector part of the cable member C to proceed with the connection with the connector part, and the binding hole may be provided in the
이처럼, 나선 형상을 보유한 상기 안내홈(161)이 형성되는 커넥터부(160)를 통해, 상기 고전압 생성 유닛을 구성하는 케이블 부재(C)와 보다 간편한 탈착을 진행할 수 있어, 보다 향상된 사용 편의성을 제공할 수 있다.As such, through the
그리고, 상기 전압 이송 부재(170)은 상술한 전극 부재(130)측으로 전압을 전달하기 위해 구비되는 것으로, 일단이 상기 커넥터부(160)와 연결되고, 타단이 상기 전극 부재(130)와 연결되어 상기 고전압 생성 유닛(200)으로부터 생성된 고전압을 상기 전극 부재(130)측으로 제공할 수 있도록, 상기 점화 유닛(100)의 하우징(110)내부에 수용되는 것을 특징으로 한다.The
그리고, 상기 케이블 지지부재(180)는, 상기 전압 이송 부재(170)을 상기 점화 유닛(100)의 하우징(110) 내부에서 그 위치가 고정될 수 있도록 마련되는 것으로, 상기 케이블 지지부재(180)를 통해 상기 전압 이송 부재(170)의 위치를 고정할 수 있도록 하여, 보다 우수한 조립 품질을 확보할 수 있는 효과를 제공할 수 있다.In addition, the
다음으로, 도 4를 참조하여, 상기 점화 유닛(100)의 세부 구성에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Next, with reference to FIG. 4 , the detailed configuration of the
도 4는 도 3의 A 구역을 확대 도시한 확대도이다.FIG. 4 is an enlarged view illustrating area A of FIG. 3 .
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 플라즈마 점화 장치를 구성하는 상기 점화 유닛(100)은 전극 부재(130), 헤드부(140) 및 절연부(150)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 4, the
먼저 상기 전극 부재(130)는 상술한 바와 같이, 전압을 인가받아 상기 헤드부(140) 내에서 플라즈마를 생성하기 위해 구비되는 것으로, 전압 인가부(131) 및 플라즈마 생성부(132)를 포함한다.First, as described above, the
이때, 상기 전압 인가부(131)는 상술한 전압 이송 부재과 연결되어 전압을 인가받아 상기 플라즈마 생성부 측으로 상기 전압을 제공하기 위해 구비되며, 상기 절연부(150) 내측에 수용되도록 구비된다.At this time, the
그리고, 상기 플라즈마 생성부(132)는, 상기 전압 인가부의 전방에 형성되며, 외주면이 상기 헤드부의 내벽면과 소정거리 이격되어 상호간 소정의 이격 공간을 형성하여 플라즈마를 생성하도록 구비된다.The
보다 상세하게는, 상기 이격 공간을 좁혀 방전을 진행시키는 구역인 방전갭을 형성할 수 있도록, 일부 구역의 두께(d2)가 양단부(d1, d3)의 두께보다 두꺼운 형상을 보유하도록 구비된다.More specifically, in order to form a discharge gap, which is a region in which discharge proceeds by narrowing the separation space, the thickness d2 of a partial region is provided to have a shape thicker than the thickness of both ends d1 and d3.
상술한 바와 같이, 상기 플라즈마 생성부(132)의 외주면과 상기 헤드부(140)의 내벽면 사이에 방전갭을 별도로 형성할 수 있도록 하여, 보다 안정적인 플라즈마 발생을 유도할 수 있는 효과를 제공 가능하다.As described above, a discharge gap can be separately formed between the outer circumferential surface of the
그리고, 상기 헤드부(140)는 상기 전극 부재(130)를 수용하여 플라즈마를 생성하도록 구비되면서, 동시에 유체(g)의 유출이 진행될 수 있도록 구비되어, 상기 방전 갭에서 생성되는 플라즈마의 도달 거리를 향상시킬 수 있도록 구비된다.In addition, the
보다 상세하게는, 상기 헤드부(140)의 유체 유출측 직경(D2)이 상기 헤드부(140)의 유체 유입측 직경(D1)보다 작거나 같도록 형성될 수 있으며, 상기 헤드부(140)의 유체 유출측 직경(D2)을 좁도록 형성하여, 상기 헤드부(140)를 통해 토출되는 유체를 집중시켜 배출할 수 있도록 함으로써, 상기 플라즈마의 도달 거리를 확장시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다. More specifically, the fluid outlet side diameter D2 of the
그리고, 상기 절연부(150)는 상기 전극 부재(130)와 상기 헤드부(140)를 전기적으로 분리하여, 특정 위치에서 방전이 진행될 수 있도록 구비된다.The insulating
이때, 상기 절연부(150)는 제 1 절연체(151) 및 제 2 절연체(152)를 포함하도록 구비될 수 있다.At this time, the insulating
여기서, 상기 제 1 절연체(151)는 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 전극 부재(130)를 고정하도록 마련된다.Here, the
그리고, 상기 제 1 절연체(151)는, 소정길이 연장 형성되는 기둥 형상을 보유하도록 마련되면서, 상기 전극 부재(130)의 전압 인가부(131)가 수용될 수 있도록 수용공이 형성될 수 있다.In addition, the
특히, 상기 제 1 절연체(151)는, 상기 제 2 절연체(152)의 후방에 마련된 상태로, 상기 전압 인가부(131)의 위치를 고정하도록 마련된다.In particular, the
이때, 상기 제 1 절연체(151)는 상기 제 2 절연체(152)에 형성되는 유통공(152b)을 폐쇄하지 않도록 상기 제 2 절연체(152)의 직경보다 작은 직경을 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.At this time, the
상술한 바와 같이, 상기 제 1 절연체(151)는, 상기 제 2 절연체(152)의 후방에 마련된 상태로 상기 전압 인가부(131)의 위치를 고정하면서, 상기 제 2 절연체(152)의 직경보다 작은 직경을 보유하도록 구비되어 상기 유체(g)의 유동 경로가 폐쇄되는 것을 방지할 수 있어, 상기 전압 인가부(131)의 견고한 지지를 진행하면서도, 보다 원활한 유체(g)의 배출을 진행하여 상기 전극 부재(130)에 의해 발생되는 플라즈마의 도달 범위를 확장시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.As described above, the
또한, 상기 제 1 절연체(151)는 제 1 유동 가이드면(151a)을 포함할 수 있다.In addition, the
여기서, 상기 제 1 유동 가이드면(151a)은, 상기 제 2 절연체(152)에 형성되는 유통공(152b) 측으로 상기 유체(g)를 유도하기 위해 구비되는 것으로, 상기 제 1 절연체(151)의 전방 둘레를 따라 형성되는 것을 특징으로 한다.Here, the first
이때, 상기 제 1 유동 가이드면(151a)은 상기 제 1 절연체의 연장방향 중심축을 향해 경사진 형상을 보유하도록 구비될 수 있으며, 상기 제 1 유동 가이드면(151a)을 보유한 상기 제 1 절연체(151)의 직경은, 후술할 제 2 절연체(152)에 형성되는 유통공(152b)들의 중심을 상호 가상으로 연결한 가상선이 이루는 범위를 벗어나지 않도록 형성될 수 있다.In this case, the first
이처럼, 상기 제 1 유동 가이드면(151a)의 형성을 통해, 보다 많은 양의 유체(g)를 상기 유통공 측으로 집중시켜 배출할 수 있도록 함으로써, 상기 유체(g)의 배출량을 보다 증가시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.In this way, through the formation of the first
그리고, 상기 제 2 절연체(152)는, 상기 제 1 절연체(151)의 전방에 구비되면서, 상기 전극 부재(130)와 제 1 절연체를 고정함과 동시에 상술한 유체(g)를 상기 점화 유닛(100)의 외측을 향해 배출할 수 있도록 구비된다.In addition, the
이때, 상기 제 2 절연체(152)는 기둥 형상을 보유하도록 구비되며, 상기 유체(g)가 관통할 수 있도록 적어도 하나 이상의 유통공(152b)이 형성된다.At this time, the
보다 상세하게는, 상기 제 2 절연체(152)는 수용공(152a) 및 유통공(152b)을 포함한다.More specifically, the
먼저, 상기 수용공(152a)은 상기 전극 부재(130)를 수용하도록 형성된다.First, the
그리고, 상기 유통공(152b)은, 상기 유체 공급 유닛에서 공급되어 상기 하우징의 내부를 유동하는 유체(g)가 통과할 수 있도록 형성되며, 상기 수용공(152a)의 연장방향과 동일한 방향 즉, 상기 제 2 절연체(152)의 후방에서 전방을 향해 형성된다.The
특히, 상기 유통공(152b)은 적어도 하나 이상이 마련되고, 상기 수용공(152a)을 중심으로 상호 등간격을 유지하면서 배치될 수 있다.In particular, at least one
상기 유통공(152b) 배치 구조에 대해서는 후술할 도 5를 통해 보다 상세히 설명하도록 한다.The arrangement structure of the
이처럼, 상기 유통공(152b)이 형성되는 제 2 절연체(152)를 통해, 상기 전극 부재(130)를 견고하게 고정하면서도, 유체(g)의 유동을 원활하게 진행시켜 플라즈마 의 도달 범위를 확장시킬 수 있는 효과를 제공할 수 있다.As such, while firmly fixing the
또한, 상기 유통공(152b)의 연장 형성 방향이 상기 수용공(152a)의 연장방향과 동일한 방향으로 형성될 수 있도록 하여, 상기 유체(g)가 유동하는 유동 경로를 최소화 시킬 수 있어, 보다 신속하게 상기 유체(g)를 외부로 배출할 수 있는 효과를 제공 가능하다.In addition, the flow path through which the fluid g flows can be minimized by allowing the
그리고, 상기 제 2 절연체(152)는 수용홈부(152c) 및 제 2 유동 가이드면(152d)를 포함하는 것을 특징으로 한다.And, the
먼저, 상기 수용홈부(152c)는, 상기 제 2 절연체의 후방 단부에 형성되면서, 상기 제 1 절연체의 전방 일부 구역을 수용하도록 형성된다.First, the
이때, 상기 수용홈부(152c)는, 후방에서 전방을 향해 오목하게 형성되면서, 상기 제 1 절연체(151)의 전단부가 일부 수용될 수 있도록 형성된다.At this time, the
즉, 상기 수용홈부(152c)의 형성을 통해, 상기 하우징의 내부를 유동하는 유체(g)를 상기 제 2 절연체(152)의 내측으로 집중시킬 수 있도록 하여, 보다 많은 양의 유체(g)를 상기 플라즈마 생성부(132) 측으로 제공할 수 있게 된다. That is, through the formation of the receiving
그리고, 상기 제 2 유동 가이드면(152d)은, 상기 제 2 절연체(152)에 형성되는 유통공(152b) 측으로 상기 유체(g)를 유도하기 위해 형성된다.And, the second
보다 상세하게는, 상기 제 2 유동 가이드면(152d)는 상기 수용홈부(152c)의 내측 둘레면을 따라 형성되며, 상기 제 2 절연체(152)의 후방 단부에서 상기 유통공(152b)을 향해 경사진 형상을 가지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.More specifically, the second
이처럼 상기 제 2 유동 가이드면(152d)의 형성을 통해, 보다 많은 양의 유체(g)를 상기 유통공(152b) 측으로 집중시켜 배출할 수 있도록 함으로써, 상기 유체(g)의 배출량을 보다 증가시킬 수 있는 효과를 제공 가능하다.As such, through the formation of the second
다음으로, 도 5를 참조하여, 앞서 설명한 제 2 절연체에 대해 보다 상세히 설명하도록 한다.Next, with reference to FIG. 5, the above-described second insulator will be described in more detail.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화장치를 구성하는 점화 유닛의 제 2 절연체를 정면에서 도시한 정면도이다.5 is a front view showing a second insulator of an ignition unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention from the front.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 절연체(152)는, 수용공(152a) 및 유통공(152b)을 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIG. 5 , the
먼저, 상기 수용공(152a)은, 상기 전극 부재를 수용하도록 형성되며, 상기 제 2 절연체(152)의 연장 방향 중심을 관통하도록 형성된다.First, the
그리고, 상기 유통공(152b)은 상기 유체 공급 유닛에서 공급된 유체가 유동 가능하도록 형성되며, 상기 수용공(152a)의 연장방향과 동일한 방향으로 적어도 하나 이상 형성된다.Also, the
이때, 상기 유통공(152b)의 중심이, 상기 수용공(152a)의 중심으로부터 소정거리(l) 이격된 위치에 배치되도록 상기 유통공(152b)이 형성될 수 있는데, 복수의 유통공(152b)이 형성되는 경우, 복수의 유통공(152b) 중 어느 하나의 유통공(152b)중심과 상기 수용공(152a) 중심간의 이격거리(l)는 다른 유통공의 중심과 상기 수용공(152a)의 중심간의 이격거리가 상호 동일하도록 형성될 수 있다.At this time, the
즉, 상기 복수의 유통공은 상호 등간격, 등각도로 배치될 수 있다.That is, the plurality of distribution holes may be arranged at equal intervals and at equal angles.
다음으로, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.Next, a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 8 .
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛을 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛의 우측면을 도시한 측면도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 점화 장치를 구성하는 고전압 생성 유닛의 좌측면을 도시한 측면도이다.6 is a perspective view illustrating a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a right side view of a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention. This is a side view, and FIG. 8 is a side view showing a left side of a high voltage generating unit constituting a plasma ignition device according to an embodiment of the present invention.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 고전압 생성 유닛(200)은 케이스(210), 전압 생성 모듈(220), 냉각 수단(230), 제어부(240)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 6 to 8 , the high
먼저, 상기 케이스(210)는 내부에 상술한 전압 생성 모듈(220), 냉각 수단(230) 및 제어부(240)를 수용하기 위한 소정의 수용 공간이 형성된다.First, the
그리고, 상기 전압 생성 모듈(220)는 상기 점화 유닛 측으로 인가되는 전압을 생성할 수 있도록 구비되는 것으로, 상기 케이스 내부에 수용되는 것을 특징으로 한다.The
다음으로, 상기 냉각 수단(230)은 상기 전압 생성 모듈(220)의 구동 시 발생되는 열을 배출시키기 위해 구비된다.Next, the cooling means 230 is provided to discharge heat generated when the
그리고, 상기 냉각 수단(230)을 통해, 상기 전압 생성 모듈(220)에 대한 냉각 효율을 향상시키기 위해, 적어도 한 쌍 이상이 상기 케이스 내부에 구비되는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to improve the cooling efficiency of the
특히, 상기 냉각 수단(230)은, 상기 전압 생성 모듈(220)을 사이에 두고 상호 마주보는 방향에 배치되도록 마련되는 것을 특징으로 한다.In particular, the
이때, 상기 냉각 수단(230)은 제 1 냉각 수단(231) 및 제 2 냉각 수단(232)을 포함할 수 있으며, 상기 전압 생성 모듈(220)을 사이에 둔 상태에서, 상기 제 1 냉각 수단(231)과 상기 제 2 냉각 수단(232)이 상호 마주보는 위치에 배치되는 것을 특징으로 한다.At this time, the
그리고, 상기 냉각 수단(230)의 구동 시, 상호 동일 방향으로 상기 유체를 이동시키거나, 상호 반대 방향으로 상기 유체를 이동시켜 상기 전압 생성 모듈을 냉각시키도록 구비될 수 있다.Also, when the
보다 상세하게는, 상기 제 1 냉각 수단(231)에서 외기를 흡입하여 상기 제 2 냉각 수단(232)측으로 내기를 배출하거나, 상기 제 2 냉각 수단(232)에서 외기를 흡입하여 상기 제 1 냉각 수단(231)측으로 상기 케이스(210) 내부의 공기를 배출하도록 작동될 수 있다.More specifically, the outside air is sucked in from the first cooling means 231 and discharged to the second cooling means 232, or outside air is sucked from the second cooling means 232 to cool the first cooling means. It can be operated to discharge the air inside the
덧붙여, 상기 제 1 냉각 수단(231)과 제 2 냉각 수단(232)에서 동시에 상기 케이스(210) 내부의 공기를 배출하도록 작동될 수 있으며, 반대로, 상기 제 1 냉각 수단(231)과 제 2 냉각 수단(232)에서 동시에 외기를 흡입하도록 작동될 수 있음은 물론이다.In addition, the first cooling means 231 and the second cooling means 232 can be operated to discharge the air inside the
상술한 바와 같이, 상기 전압 생성 모듈(220)을 사이에 두고, 상호 마주보도록 배치되는 냉각 수단(220)을 통해, 상기 전압 생성 모듈(220)에 대한 냉각을 보다 효율적으로 진행할 수 있도록 함으로써, 상기 전압 생성 모듈(220)의 가열에 의해 점화 장치의 가동이 중단되는 것을 방지할 수 있어 보다 안정적인 구동 성능을 확보할 수 있는 효과를 제공 가능하다. As described above, the
다음으로, 상기 제어부(240)는 상기 전압 생성 모듈(220)의 가동 제어를 진행하여, 상술한 점화 유닛에서의 플라즈마 발생을 제어하기 위해 마련되는 것으로, 상기 전압 생성 모듈(220)과 통신 연결되어, 상기 점화 유닛에서의 플라즈마 발생 횟수를 제어할 수 있는 제어 신호를 생성하기 위해 마련된다.Next, the
보다 상세하게는, 상기 제어 신호는 소정 단위 시간당 방전 횟수만큼 상기 플라즈마를 발생시키는 제어 명령을 포함할 수 있으며, 상기 제어부(240)를 통해, 상기 단위 시간과 방전 횟수를 사용자가 원하는 만큼 설정할 수 있다.More specifically, the control signal may include a control command for generating the plasma as many times as the number of discharges per predetermined unit time, and the
이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. As described above, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but this is only for explaining the present invention, and those skilled in the art to which the present invention belongs may make various modifications or equivalents from the detailed description of the present invention. It will be appreciated that one embodiment is possible.
따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.Therefore, the true scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the claims.
1000 : 플라즈마 점화 장치
100 : 점화 유닛
110 : 하우징
111 : 제 1 하우징
112 : 제 2 하우징
120 : 유체 주입부
130 : 전극 부재
131 : 전압 인가부
132 : 플라즈마 생성부
140 : 헤드부
150 : 절연부
151 : 제 1 절연체
151a : 제 1 유동 가이드면
152 : 제 2 절연체
152a : 수용공
152b : 유통공
152c : 수용홈부
152d : 제 2 유동 가이드면
160 : 커넥터부
161 : 안내홈
170 : 전압 이송 부재
180 : 지지부재
200 : 고전압 생성 유닛
210 : 케이스
220 : 전압 생성 모듈
230 : 냉각 수단
231 : 제 1 냉각 수단
232 : 제 2 냉각 수단
300 : 유체 공급 유닛
C : 전압 케이블
F: 유체 공급 부재
g : 유체1000: plasma ignition device
100: ignition unit
110: housing
111: first housing
112: second housing
120: fluid injection unit
130: electrode member
131: voltage application unit
132: plasma generating unit
140: head part
150: insulation
151: first insulator
151a: first flow guide surface
152: second insulator
152a: receiving hole
152b: distributor
152c: receiving groove
152d: second flow guide surface
160: connector part
161: guide groove
170: voltage transfer member
180: support member
200: high voltage generating unit
210: case
220: voltage generation module
230: cooling means
231: first cooling means
232: second cooling means
300: fluid supply unit
C: voltage cable
F: fluid supply member
g : fluid
Claims (11)
상기 점화 유닛으로 전압을 인가하는 고전압 생성 유닛(200); 및
상기 점화 유닛과 연결되어 상기 플라즈마를 외부로 토출하기 위한 유체를 공급하기 위한 유체 공급 유닛(300);을 포함하며,
상기 점화 유닛(100)은 전방 단부에 상기 플라즈마가 배출되도록 형성되는 개구부를 포함하며, 상기 유체 공급 유닛으로부터 공급되는 유체가 유동되어 전방 단부로 배출될 수 있도록 내부에 소정의 수용공간이 형성되는 하우징(110)과; 상기 하우징의 후단에 구비되면서, 상기 유체 공급 유닛으로부터 유체를 공급받기 위해 형성되는 유체 주입부(120)와; 상기 하우징의 전방 단부에 배치되며, 상기 고전압 생성 유닛으로부터 전압을 인가받아 플라즈마를 발생시키는 전극 부재(130)와; 상기 전극 부재를 수용하면서, 상기 하우징의 전방 단부와 분리가능하도록 체결되며, 양단부가 개구된 형상을 보유한 헤드부(140); 및 상기 하우징 내부에 수용되면서, 상기 전극 부재와 상기 헤드부를 전기적으로 분리하도록 마련되는 절연부(150);를 포함하며,
상기 절연부(150)는 상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 전극 부재를 고정하도록 마련되는 기둥 형상의 제 1 절연체(151); 및 상기 제 1 절연체의 전방에 구비되면서, 상기 전극 부재를 고정하도록 마련되며, 상기 유체가 관통할 수 있도록 적어도 하나 이상의 유통공이 형성되는 기둥형상의 제 2 절연체(152);를 포함하고,
상기 제 2 절연체(152)는 상기 전극 부재를 수용하도록 형성되는 수용공(152a); 및 상기 유체 공급 유닛에서 공급된 유체가 유동 가능하도록 형성되며, 상기 수용공의 연장방향과 동일한 방향으로 형성되는 적어도 하나 이상의 유통공(152b);을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.an ignition unit 100 generating plasma;
a high voltage generating unit 200 for applying a voltage to the ignition unit; and
A fluid supply unit 300 connected to the ignition unit to supply fluid for discharging the plasma to the outside;
The ignition unit 100 includes an opening formed to discharge the plasma at the front end, and a housing having a predetermined accommodation space formed therein so that the fluid supplied from the fluid supply unit can flow and be discharged to the front end. (110) and; a fluid injection unit 120 provided at a rear end of the housing and configured to receive fluid from the fluid supply unit; an electrode member 130 disposed at a front end of the housing and receiving a voltage from the high voltage generating unit to generate plasma; a head portion 140 that accommodates the electrode member, is detachably fastened to the front end of the housing, and has an open shape at both ends; And an insulating part 150 provided to electrically separate the electrode member and the head part while being accommodated in the housing; includes,
The insulator 150 includes a columnar first insulator 151 accommodated inside the housing and provided to fix the electrode member; and a columnar second insulator 152 provided in front of the first insulator, provided to fix the electrode member, and formed with at least one distribution hole through which the fluid passes,
The second insulator 152 includes a receiving hole 152a formed to accommodate the electrode member; and at least one distribution hole (152b) formed to allow the fluid supplied from the fluid supply unit to flow, and formed in the same direction as the extending direction of the receiving hole.
상기 고전압 생성 유닛(200)은,
내부에 소정의 수용 공간이 형성되는 케이스(210);
상기 케이스 내부에 수용되며, 상기 점화 유닛 측으로 인가되는 전압을 생성할 수 있도록 구비되는 전압 생성 모듈(220); 및
상기 전압 생성 모듈의 구동 시 발생되는 열을 배출시키기 위해 적어도 한 쌍 이상이 구비되는 냉각 수단(230);을 포함하고,
상기 냉각 수단(230)은,
상기 전압 생성 모듈을 사이에 두고 상호 마주보는 방향에 배치되도록 마련되며, 상호 동일 방향으로 상기 유체를 이동시키거나, 상호 반대 방향으로 상기 유체를 이동시켜 상기 전압 생성 모듈을 냉각시키도록 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.According to claim 1,
The high voltage generating unit 200,
Case 210 in which a predetermined accommodation space is formed therein;
a voltage generating module 220 accommodated inside the case and provided to generate a voltage applied to the ignition unit; and
Including; at least one pair of cooling means 230 provided to dissipate heat generated when the voltage generating module is driven;
The cooling means 230,
It is provided to be disposed in opposite directions with the voltage generating module interposed therebetween, and is provided to cool the voltage generating module by moving the fluid in the same direction or moving the fluid in mutually opposite directions. Plasma ignition device with.
상기 헤드부(140)는,
상기 헤드부의 유체 유출측 직경이 상기 헤드부의 유체 유입측 직경보다 작거나 같은 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.According to claim 1,
The head part 140,
Plasma ignition device, characterized in that the fluid outlet side diameter of the head portion is smaller than or equal to the fluid inlet side diameter of the head portion.
상기 전극 부재(130)는,
상기 절연부 내측에 수용되는 전압 인가부(131); 및
상기 전압 인가부의 전방에 형성되며, 외주면이 상기 헤드부의 내벽면과 소정거리 이격되어 상호간 소정의 이격 공간을 형성하도록 구비되는 플라즈마 생성부(132);를 포함하고,
상기 플라즈마 생성부(132)는,
상기 이격 공간을 좁혀 방전을 진행시키는 구역인 방전갭을 형성할 수 있도록, 일부 구역이 양단부보다 두꺼운 형상을 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.According to claim 1,
The electrode member 130,
a voltage applying unit 131 accommodated inside the insulating unit; and
A plasma generating unit 132 formed in front of the voltage applying unit and having an outer circumferential surface spaced apart from the inner wall surface of the head unit by a predetermined distance to form a predetermined separation space between them;
The plasma generating unit 132,
Plasma ignition device, characterized in that provided to have a shape thicker than both ends to form a discharge gap, which is a region in which discharge proceeds by narrowing the separation space.
상기 제 1 절연체(151)는,
상기 제 2 절연체(152)의 후방에 마련되면서, 상기 제 2 절연체에 형성되는 유통공을 폐쇄하지 않도록 상기 제 2 절연체(152)의 직경보다 작은 직경을 보유하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.According to claim 1,
The first insulator 151,
Plasma ignition device characterized in that it is provided at the rear of the second insulator 152 and has a smaller diameter than the diameter of the second insulator 152 so as not to close the through hole formed in the second insulator .
상기 제 1 절연체(151)는,
상기 제 2 절연체(152)에 형성되는 유통공 측으로 상기 유체를 유도하기 위해, 상기 제 1 절연체의 전방에 형성되는 제 1 유동 가이드면(151a);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.According to claim 1,
The first insulator 151,
Plasma ignition device further comprising a first flow guide surface (151a) formed in front of the first insulator to guide the fluid toward the flow hole formed in the second insulator (152).
상기 제 2 절연체(152)는,
상기 제 2 절연체의 후방 단부에 형성되면서, 상기 제 1 절연체의 전방 일부 구역을 수용하도록 형성되는 수용홈부(152c); 및
상기 제 2 절연체에 형성되는 유통공 측으로 상기 유체를 유도하기 위해, 상기 수용홈부의 내측 둘레면에 형성되며, 상기 유통공을 향해 경사진 형상을 가지도록 형성되는 제 2 유동 가이드면(152d);을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.According to claim 1,
The second insulator 152,
an accommodating groove 152c formed at a rear end of the second insulator and accommodating a portion of the front area of the first insulator; and
a second flow guide surface 152d formed on an inner circumferential surface of the accommodating groove and inclined toward the distribution hole to guide the fluid toward the distribution hole formed in the second insulator; Plasma ignition device comprising a.
상기 고전압 생성 유닛은,
상기 점화 유닛 측으로 전압을 전달하기 위한 케이블 부재(C);를 포함하고,
상기 점화 유닛은,
상기 고전압 생성 유닛과 체결되어 상기 고전압 생성 유닛으로부터 전압을 인가받을 수 있도록 마련되며 상기 케이블 부재와 체결 가능하도록 마련되는 커넥터부(160);를 더 포함하고,
상기 커넥터부는,
상기 커넥터부의 외주면을 따라 적어도 하나 이상 형성되며, 나선형상을 보유하도록 구비되는 안내홈(161);을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 점화 장치.
According to claim 1,
The high voltage generating unit,
Including; a cable member (C) for transmitting voltage to the ignition unit side,
The ignition unit is
A connector part 160 coupled to the high voltage generating unit to receive voltage from the high voltage generating unit and coupled to the cable member;
the connector part,
Plasma ignition apparatus comprising: a guide groove (161) formed along an outer circumferential surface of the connector part and provided to hold a spiral shape.
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