KR102541918B1 - Plasma torch, and s plasma torch operating method - Google Patents

Plasma torch, and s plasma torch operating method Download PDF

Info

Publication number
KR102541918B1
KR102541918B1 KR1020210009669A KR20210009669A KR102541918B1 KR 102541918 B1 KR102541918 B1 KR 102541918B1 KR 1020210009669 A KR1020210009669 A KR 1020210009669A KR 20210009669 A KR20210009669 A KR 20210009669A KR 102541918 B1 KR102541918 B1 KR 102541918B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
processing gas
guide member
plasma torch
flow guide
electrode
Prior art date
Application number
KR1020210009669A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20220036830A (en
Inventor
이대훈
강홍재
김관태
송영훈
송호현
이희수
김유나
Original Assignee
한국기계연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국기계연구원 filed Critical 한국기계연구원
Publication of KR20220036830A publication Critical patent/KR20220036830A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102541918B1 publication Critical patent/KR102541918B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/70—Organic halogen compounds
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/34—Details, e.g. electrodes, nozzles
    • H05H1/3405—Arrangements for stabilising or constricting the arc, e.g. by an additional gas flow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

본 발명은 아크를 안정적으로 회전시킬 수 있는 플라즈마 토치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는, 제1 방전 공간을 형성하며 방전 전압으로 대전된 구동 전극, 제2 방전 공간을 형성하며 접지된 접지 전극, 상기 구동 전극과 상기 접지 전극 사이에 위치하며 반응가스를 공급하는 반응가스 주입부, 및 상기 제1 방전 공간 내부로 돌출된 유동 가이드부재를 포함하고, 상기 구동 전극에는 처리가스를 분사하는 처리가스 공급부가 형성될 수 있다.The present invention provides a plasma torch capable of stably rotating an arc.
Plasma torch according to an embodiment of the present invention, a driving electrode that forms a first discharge space and is charged with a discharge voltage, a ground electrode that forms a second discharge space and is grounded, and is located between the driving electrode and the ground electrode, A reaction gas injection unit for supplying a reaction gas and a flow guide member protruding into the first discharge space may be formed, and a processing gas supply unit for injecting a processing gas may be formed at the driving electrode.

Description

플라즈마 토치 및 플라즈마 토치의 구동 방법{PLASMA TORCH, AND S PLASMA TORCH OPERATING METHOD}Plasma torch and plasma torch driving method {PLASMA TORCH, AND S PLASMA TORCH OPERATING METHOD}

본 발명은 반도체 제조 공정 등에서 발생되는 다량의 파우더와 함께 배출되는 과불화화합물(PFCs)이나 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거하기 위한 플라즈마 토치, 및 플라즈마 토치의 구동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma torch for removing perfluorinated compounds (PFCs) or volatile organic compounds (VOC) discharged together with a large amount of powder generated in a semiconductor manufacturing process, and a method for driving the plasma torch.

알려진 바에 따르면, 플라즈마로 고온의 반응을 유도하거나 고온의 환경을 만들어 주기 위해, 아크 플라즈마(Arc Plasma), 마이크로웨이브 플라즈마(Microwave Plasma), 용량결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 및 유도 결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 등의 기술이 사용된다. 이 기술들은 각 기술에 따른 장점과 단점 및 플라즈마 발생을 위한 반응기에서 구조적인 차이점을 가진다.As is known, arc plasma, microwave plasma, capacitively coupled plasma, and inductively coupled plasma are used to induce a high-temperature reaction with plasma or to create a high-temperature environment. Plasma) is used. These technologies have advantages and disadvantages according to each technology and structural differences in a reactor for generating plasma.

플라즈마 토치는 막대형 전극을 갖는 구조와 관형상의 할로우 전극을 갖는 구조가 알려져 있다. 막대형 전극 또는 할로우 전극을 갖는 플라즈마 토치의 경우, 아크가 집중되면 전극이 과도하게 식각되는 문제가 발생할 수 있다.Plasma torches are known to have a rod-shaped electrode structure and a tubular hollow electrode structure. In the case of a plasma torch having a rod-shaped electrode or a hollow electrode, excessive etching of the electrode may occur when the arc is concentrated.

본 발명의 목적은 아크를 안정적으로 회전시킬 수 있는 플라즈마 토치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 아크의 집중을 방지하고 전극의 식각을 최소화할 수 있는 플라즈마 토치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a plasma torch capable of stably rotating an arc. Another object of the present invention is to provide a plasma torch capable of preventing arc concentration and minimizing electrode etching.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는, 제1 방전 공간을 형성하며 방전 전압으로 대전된 구동 전극, 제2 방전 공간을 형성하며 접지된 접지 전극, 상기 구동 전극과 상기 접지 전극 사이에 위치하며 반응가스를 공급하는 반응가스 주입부, 및 상기 제1 방전 공간 내부로 돌출된 유동 가이드부재를 포함하고, 상기 구동 전극에는 처리가스를 분사하는 처리가스 공급부가 형성될 수 있다.Plasma torch according to an embodiment of the present invention, a driving electrode that forms a first discharge space and is charged with a discharge voltage, a ground electrode that forms a second discharge space and is grounded, and is located between the driving electrode and the ground electrode, A reaction gas injection unit for supplying a reaction gas and a flow guide member protruding into the first discharge space may be formed, and a processing gas supply unit for injecting a processing gas may be formed at the driving electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 처리가스 공급부는 상기 유동 가이드부재의 외주면을 향하여 상기 처리가스를 공급할 수 있다.The processing gas supply unit according to an embodiment of the present invention may supply the processing gas toward an outer circumferential surface of the flow guide member.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 처리가스 공급부는 처리가스가 유입되는 처리가스 유입부, 상기 처리가스 유입부와 연결되어 상기 구동 전극의 둘레방향으로 이어진 처리가스 통로, 상기 처리가스 통로와 연결되어 상기 제1 방전 공간으로 처리가스를 분사하는 처리가스 분사홀을 포함하고, 상기 처리가스 분사홀은 회전 유동을 형성하도록 상기 구동 전극의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the processing gas supply unit is connected to a processing gas inlet into which processing gas flows, a processing gas passage connected to the processing gas inlet and extending in a circumferential direction of the driving electrode, and the processing gas passage. and a processing gas dispensing hole for injecting processing gas into the first discharge space, and the processing gas dispensing hole extends in a direction eccentric with respect to the center of the driving electrode to form a rotational flow.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유동 가이드부재는 원통 형상의 베이스부와 상기 베이스부에서 돌출되며 선단으로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 경사부를 포함할 수 있다.The flow guide member according to an embodiment of the present invention may include a cylindrical base portion and an inclined portion protruding from the base portion and gradually decreasing in diameter toward the front end.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유동 가이드부재는 상기 경사부에서 돌출된 선단 가이드부를 더 포함할 수 있다.The flow guide member according to an embodiment of the present invention may further include a tip guide portion protruding from the inclined portion.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 구동 전극은 상기 베이스부를 감싸며 원형의 관으로 이루어진 제1 튜브와 상기 제1 튜브와 연결되되 상기 경사부와 선단 가이드부를 감싸는 제2 튜브와 상기 제2 튜브와 연결되되 상기 접지 전극을 향하여 개방된 제3 튜브를 포함할 수 있다.The driving electrode according to an embodiment of the present invention is connected to a first tube made of a circular tube surrounding the base and connected to the first tube and a second tube surrounding the inclined portion and the tip guide portion and connected to the second tube. However, it may include a third tube open toward the ground electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 처리가스 분사홀은 상기 베이스부를 향하여 처리가스를 분사할 수 있다.The process gas dispensing hole according to an embodiment of the present invention may inject the process gas toward the base part.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유동 가이드부재는 방전 전압으로 대전될 수 있다.The flow guide member according to an embodiment of the present invention may be charged with a discharge voltage.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 접지 전극의 길이는 상기 구동 전극의 길이 보다 더 길게 형성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the length of the ground electrode may be longer than that of the driving electrode.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유동 가이드부재의 외주면에는 나선방향으로 이어진 가이드 홈이 형성될 수 있다.Guide grooves extending in a spiral direction may be formed on an outer circumferential surface of the flow guide member according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 유동 가이드부재의 외주면에는 나선방향으로 이어진 가이드 리브가 형성될 수 있다.Guide ribs extending in a spiral direction may be formed on an outer circumferential surface of the flow guide member according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 구동 전극 또는 접지 전극의 외주면에는 관 형상으로 이루어진 자석부재가 설치될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a magnet member having a tubular shape may be installed on an outer circumferential surface of the driving electrode or the ground electrode.

본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 토치의 구동 방법은 구동 전극에 전압을 인가하여 아크를 생성하는 아크 형성 단계, 반응 가스를 상기 구동 전극과 접진 전극 사이로 주입하여 플라즈마를 생성하고 아크를 연장시키는 플라즈마 생성 단계, 및 상기 구동 전극으로 처리 가스를 회전시키면서 주입하여 아크를 회전시키는 아크 회전 단계를 포함하며, 상기 아크 회전 단계는 상기 처리 가스를 상기 구동 전극의 내부로 돌출된 유동 가이드부재의 외주면을 향하여 분사할 수 있다.A plasma torch driving method according to another embodiment of the present invention includes an arc forming step of generating an arc by applying a voltage to a driving electrode, injecting a reactive gas between the driving electrode and the ground electrode to generate plasma and extending the arc. a generating step, and an arc rotating step of rotating an arc by injecting a process gas into the drive electrode while rotating it, wherein the arc rotation step directs the process gas toward an outer circumference of the flow guide member protruding into the drive electrode. can spray.

본 발명의 다른 실시예에 따른 상기 아크 회전 단계에서 상기 처리 가스는 상기 유동 가이드부재의 외주면을 따라 이동하면서 회전할 수 있다.In the arc rotating step according to another embodiment of the present invention, the processing gas may rotate while moving along an outer circumferential surface of the flow guide member.

상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는 제1 방전 공간 내부로 돌출된 유동 가이드부재를 포함하므로 처리가스가 보다 용이하게 회전할 수 있다. 또한, 처리가스가 회전함에 따라 아크가 안정적으로 회전될 수 있다. 또한, 구동 전극과 연결된 유동 가이드부재는 필요 시 구동 전극과 동일한 구조적 역할을 하여, 구동 전극 마모를 지연시키는 보조적인 역할을 수행한다. 그 결과, 플라즈마 토치의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 유동 가이드부재에 공급 홀이 형성되면 유동 가이드 부재를 통해서 플라즈마 토치 내부로 액체 또는 기체가 분사될 수 있다.As described above, since the plasma torch according to an embodiment of the present invention includes a flow guide member protruding into the first discharge space, the processing gas can rotate more easily. Also, the arc can be stably rotated as the processing gas rotates. In addition, the flow guide member connected to the driving electrode performs the same structural role as the driving electrode when necessary, and plays an auxiliary role of delaying wear of the driving electrode. As a result, durability of the plasma torch may be improved. In addition, when a supply hole is formed in the flow guide member, liquid or gas may be injected into the plasma torch through the flow guide member.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치를 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 개스킷을 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 토치를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유동 가이드부재 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a plasma torch according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view showing a portion of a plasma torch according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3 .
5 is a perspective view showing a flow guide member according to a first embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a gasket according to a first embodiment of the present invention.
7 is a flowchart illustrating a plasma torch driving method according to a first embodiment of the present invention.
8 is a perspective view showing a flow guide member according to a second embodiment of the present invention.
9 is a perspective view showing a flow guide member according to a third embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a plasma torch according to a fourth embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view showing a flow guide member according to a fifth embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments will be exemplified and described in detail in the detailed description. However, it should be understood that this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and includes all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. Terms used in the present invention are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present invention, terms such as 'include' or 'having' are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that in the accompanying drawings, the same components are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치에 대해서 설명한다.Hereinafter, a plasma torch according to a first embodiment of the present invention will be described.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치를 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1에서 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 잘라 본 단면도이며, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치의 일부를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3에서 Ⅳ-Ⅳ선을 따라 잘라 본 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a plasma torch according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a plasma torch according to the first embodiment of the present invention. A cross-sectional view showing a part of the torch, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in Figure 3, Figure 5 is a perspective view showing a flow guide member according to the first embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5를 참조하여 설명하면, 본 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치(101)는 아크와 반응가스에 의하여 형성되는 고온의 플라즈마를 이용하여 처리가스를 분해한다. 플라즈마 토치(101)는 방전 전압으로 대전된 구동 전극(110)과 접지된 접지 전극(120)과 구동 전극(110)과 접지 전극(120) 사이에 위치하는 반응가스 주입부(130)와 구동 전극(110) 내에 삽입된 유동 가이드부재(140)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동 전극(110)과 접지 전극(120)은 관형상으로 이루어지며, 플라즈마 토치(101)는 공동형(hollow type) 플라즈마 토치로 이루어진다.Referring to FIGS. 1 to 5 , the plasma torch 101 according to the first embodiment decomposes the processing gas using high-temperature plasma formed by an arc and a reaction gas. The plasma torch 101 includes a driving electrode 110 charged with a discharge voltage, a ground electrode 120 grounded, a reaction gas injection unit 130 positioned between the driving electrode 110 and the ground electrode 120, and a driving electrode. It may include a flow guide member 140 inserted into 110. The driving electrode 110 and the ground electrode 120 according to the present embodiment are formed in a tubular shape, and the plasma torch 101 is formed of a hollow type plasma torch.

유동 가이드부재(140)는 구동 전극(110) 내부에 삽입되어 접지 전극(120)을 향하여 돌출된다. 유동 가이드부재(140)는 구동 전극(110)의 길이방향으로 이어져 형성되며, 구동 전극(110) 내부로 공급된 처리가스가 회전 유동을 하도록 안내한다.The flow guide member 140 is inserted into the driving electrode 110 and protrudes toward the ground electrode 120 . The flow guide member 140 is formed in a longitudinal direction of the drive electrode 110 and guides the processing gas supplied into the drive electrode 110 to rotate.

유동 가이드부재(140)는 원통 형상의 베이스부(141)와 베이스부(141)에서 돌출되며 선단으로 갈수록 외경이 점진적으로 감소하는 경사부(142)와 경사부(142)에서 돌출된 선단 가이드부(143)를 포함할 수 있다. 이와 같이 유동 가이드부재(140)가 베이스부(141), 경사부(142), 및 선단 가이드부(143)를 포함하면 보다 안정적으로 처리가스를 가이드할 수 있다. 특히 경사부(142)가 형성되면 처리가스의 회전반경이 감소하면서 회전 속도가 증가하여 더욱 빠른 회전 유동을 유도할 수 있으며, 선단 가이드부(143)는 처리가스의 볼텍스가 회전 반경을 유지하면서 회전하도록 안내한다.The flow guide member 140 protrudes from the cylindrical base portion 141 and the base portion 141 and has an inclined portion 142 whose outer diameter gradually decreases toward the tip and a tip guide portion protruding from the inclined portion 142. (143) may be included. In this way, when the flow guide member 140 includes the base part 141, the inclined part 142, and the tip guide part 143, the process gas can be guided more stably. In particular, when the inclined portion 142 is formed, the rotational speed of the processing gas decreases while the rotational speed increases to induce a faster rotational flow, and the tip guide portion 143 rotates while the vortex of the processing gas maintains the rotational radius. guide you to do

유동 가이드부재(140)의 내부에는 냉각수가 이동하는 냉각수 통로(145)가 형성되고, 유동 가이드부재(140)에는 냉각수를 공급하기 위한 냉각수 공급포트(146)와 냉각수 배출포트(147)가 연결될 수 있다. 또한, 유동 가이드부재(140)는 전원(HV)이 연결되어 구동전압으로 대전될 수 있으며, 이에 따라 아크는 구동 전극(110) 또는 유동 가이드부재(140)에 형성될 수 있다.A cooling water passage 145 through which cooling water moves is formed inside the flow guide member 140, and a cooling water supply port 146 and a cooling water discharge port 147 for supplying cooling water may be connected to the flow guide member 140. there is. In addition, the flow guide member 140 may be charged with a driving voltage when the power source HV is connected, and accordingly, an arc may be formed on the drive electrode 110 or the flow guide member 140 .

구동 전극(110)은 길이방향 일측이 막힌 관 형상으로 이루어질 수 있으며, 접지 전극(120)을 향하는 향하는 길이방향 단부가 개방된다. 구동 전극(110)의 내부에는 아크가 방전되는 제1 방전 공간(DS1)이 형성된다.The driving electrode 110 may be formed in a tubular shape with one side in the longitudinal direction blocked, and an end in the longitudinal direction toward the ground electrode 120 is open. A first discharge space DS1 in which an arc is discharged is formed inside the driving electrode 110 .

구동 전극(110)은 유동 가이드부재(140)를 감싸며 원형의 관으로 이루어진 제1 튜브(112)와 제1 튜브(112)에 연결되며 선단으로 갈수록 내경이 점진적으로 감소하는 제2 튜브(113)와 제2 튜브(113)에 연결되며 접지 전극(120)을 향하여 개방된 제3 튜브(114)를 포함할 수 있다. 제1 튜브(112)는 베이스부(141)를 감싸도록 형성될 수 있으며, 제2 튜브(113)는 경사부(142)와 선단 가이드부(143)를 감싸도록 형성될 수 있다. 제3 튜브(114)에는 유동 가이드부재(140)가 삽입되지 않을 수 있다.The drive electrode 110 surrounds the flow guide member 140 and is connected to a first tube 112 made of a circular tube and a second tube 113 whose inner diameter gradually decreases toward the front end. and a third tube 114 connected to the second tube 113 and opened toward the ground electrode 120 . The first tube 112 may be formed to surround the base portion 141, and the second tube 113 may be formed to surround the inclined portion 142 and the tip guide portion 143. The flow guide member 140 may not be inserted into the third tube 114 .

구동 전극(110)에는 전원(HV)이 연결되어 구동전압이 인가되며, 여기서 전원(HV)은 교류 전원으로 이루어질 수 있을 뿐만 아니라 직류 전원으로 이루어질 수 있으며, 구동전압은 아크의 형성을 위한 충분한 전압으로 이루어질 수 있다.A power supply (HV) is connected to the driving electrode 110 to apply a driving voltage. Here, the power supply (HV) may be made of AC power as well as DC power, and the driving voltage is a sufficient voltage for arc formation. can be made with

한편, 구동 전극(110)에는 처리가스를 분사하는 처리가스 공급부(160)와 구동 전극(110)을 냉각하는 제1 냉각부(115)가 형성될 수 있다. 처리가스 공급부(160)는 처리가스를 구동 전극(110) 내부로 분사하되 유동 가이드부재(140)의 외주면을 향하여 처리가스를 공급한다. 이에 따라 처리가스는 유동 가이드부재(140)의 외주면을 따라 회전하면서 이동할 수 있다. 여기서 처리가스는 과불화화합물을 포함하는 분해대상 가스를 의미한다. 처리가스 공급부(160)는 반응가스 주입부(130) 보다 더 상류측에 위한다. 여기서 상류측이라 함은 플라즈마의 이동 방향을 기준으로 상류에 위치함을 의미한다.Meanwhile, a processing gas supply unit 160 for injecting processing gas and a first cooling unit 115 for cooling the driving electrode 110 may be formed in the driving electrode 110 . The processing gas supply unit 160 supplies the processing gas toward the outer circumferential surface of the flow guide member 140 while injecting the processing gas into the driving electrode 110 . Accordingly, the processing gas may move while rotating along the outer circumferential surface of the flow guide member 140 . Here, the processing gas means a gas to be decomposed including a perfluorinated compound. The processing gas supply unit 160 is further upstream than the reaction gas injection unit 130 . Here, the upstream side means located upstream with respect to the moving direction of the plasma.

처리가스 공급부(160)는 처리가스가 유입되는 처리가스 유입부(162), 처리가스 유입부(162)와 연결되며 처리가스를 분배하는 처리가스 통로(161), 처리가스 통로(161)와 연결되어 제1 방전 공간(DS1)으로 처리가스를 분사하는 처리가스 분사홀(163)을 포함할 수 있다 The processing gas supply unit 160 is connected to the processing gas inlet 162 through which processing gas flows and the processing gas inlet 162, and is connected to the processing gas passage 161 distributing the processing gas and the processing gas passage 161. and a process gas injection hole 163 through which process gas is sprayed into the first discharge space DS1.

처리가스 유입부(162)는 관 형상으로 이루어지며, 처리가스 통로(161)에 처리가스를 공급한다. 처리가스 통로(161)는 구동 전극(110)의 둘레 방향으로 이어져 형성되며, 처리가스 분사홀(163)은 처리가스 통로(161)와 구동 전극(110)의 내부 공간을 연결한다. 복수의 처리가스 분사홀(163)은 구동 전극(110)의 둘레 방향으로 이격 배치되며, 처리가스 분사홀(163)은 회전 유동을 유도할 수 있도록 구동 전극(110)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어질 수 있다. 이에 따라 처리가스 분사홀(163)은 구동 전극(110)의 반경 방향에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.The processing gas inlet 162 has a tubular shape and supplies processing gas to the processing gas passage 161 . The processing gas passage 161 is formed to extend in the circumferential direction of the driving electrode 110 , and the processing gas injection hole 163 connects the processing gas passage 161 to the inner space of the driving electrode 110 . A plurality of processing gas injection holes 163 are spaced apart from each other in the circumferential direction of the driving electrode 110, and the processing gas injection holes 163 are eccentric with respect to the center of the driving electrode 110 to induce rotational flow. can lead to Accordingly, the process gas injection hole 163 may be inclined with respect to the radial direction of the driving electrode 110 .

제1 냉각부(115)는 냉각수가 이동하는 제1 냉각수 통로(116)와 제1 냉각수 통로(116)에 냉각수를 공급하는 제1 냉각수 공급관(117)과 제1 냉각수 통로(116)에서 냉각수를 배출시키는 제1 냉각수 배출관(118)을 포함할 수 있다. 제1 냉각수 통로(116)는 제2 튜브(113)의 외측에 위치할 수 있다.The first cooling unit 115 supplies cooling water from a first cooling water passage 116 through which cooling water moves, a first cooling water supply pipe 117 supplying cooling water to the first cooling water passage 116, and a first cooling water passage 116. It may include a first cooling water discharge pipe 118 for discharging. The first cooling water passage 116 may be located outside the second tube 113 .

반응가스 주입부(130)는 구동 전극(110)과 접지 전극(120) 사이에 설치되어 구동 전극(110)과 접지 전극(120) 사이로 방전 개시 유동을 형성하는 반응가스를 공급한다. 여기서 반응가스는 질소, 이산화탄소 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 처리가스 일부가 처리가스 유입부(162)에서 분기되어 반응가스 공급관(132)로 공급될 수 있으며, 이 경우, 처리가스가 반응가스로 활용될 수 있다.The reaction gas injector 130 is installed between the driving electrode 110 and the ground electrode 120 to supply a reaction gas forming discharge initiation flow between the driving electrode 110 and the ground electrode 120 . Here, the reaction gas may be composed of nitrogen, carbon dioxide, or the like. In addition, a portion of the processing gas may be branched from the processing gas inlet 162 and supplied to the reaction gas supply pipe 132, and in this case, the processing gas may be used as the reaction gas.

반응가스 주입부(130)는 구동 전극(110)과 접지 전극(120) 사이에 설치되는 미들 블록(131)과 미들 블록(131) 내부에 형성된 반응가스 통로(135)와 반응가스 통로(135)에 반응가스를 공급하는 반응가스 공급관(132)과 반응가스 통로(135)와 연결되어 반응가스를 분사하는 반응가스 분사홀(133)을 포함할 수 있다.The reaction gas injection unit 130 includes a middle block 131 installed between the driving electrode 110 and the ground electrode 120, a reaction gas passage 135 formed inside the middle block 131, and a reaction gas passage 135 It may include a reaction gas supply pipe 132 for supplying a reaction gas to the reaction gas supply pipe 132 and a reaction gas injection hole 133 connected to the reaction gas passage 135 and injecting the reaction gas.

미들 블록(131)의 내부에는 제1 방전 공간(DS1) 및 제2 방전 공간(DS2)과 연결된 연결 공간이 형성된다. 반응가스 공급관(132)은 미들 블록(131)과 연결되며, 반응가스 통로(135)는 미들 블록(131)의 둘레방향으로 이어져 형성된다. 반응가스 분사홀(133)은 미들 블록의 둘레 방향으로 이격 배치되며 미들 블록(131) 내부로 반응가스를 분사한다. 반응가스 분사홀(133)은 회전 유동을 유도할 수 있도록 구동 전극(110)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어질 수 있다. 이에 따라 반응가스 분사홀(133)은 구동 전극(110)의 반경 방향에 대하 경사지게 형성될 수 있다. A connection space connected to the first discharge space DS1 and the second discharge space DS2 is formed inside the middle block 131 . The reaction gas supply pipe 132 is connected to the middle block 131 , and the reaction gas passage 135 is formed in a circumferential direction of the middle block 131 . The reaction gas injection holes 133 are spaced apart in the circumferential direction of the middle block and inject the reaction gas into the middle block 131 . The reaction gas injection hole 133 may lead in a direction eccentric with respect to the center of the driving electrode 110 so as to induce rotational flow. Accordingly, the reaction gas injection hole 133 may be formed inclined with respect to the radial direction of the driving electrode 110 .

또한, 미들 블록(131)은 전기적으로 접지될 수 있다. 한편, 미들 블록(131)과 구동 전극(110) 사이에는 절연을 위한 절연 블록(150)이 설치될 수 있다. 절연 블록(150)은 세라믹으로 이루어질 수 있다.Also, the middle block 131 may be electrically grounded. Meanwhile, an insulating block 150 for insulation may be installed between the middle block 131 and the driving electrode 110 . The insulating block 150 may be made of ceramic.

도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 미들 블록(131)과 구동 전극(110) 및 미들 블록(130)과 접지 전극(120) 사이에는 밀봉을 위한 가스켓(151)이 설치될 수 있다. 가스켓(151)은 그라파이트로 이루어질 수 있으며, 원형의 고리 형상으로 이어져 형성된다. 가스켓(151)은 판 형상으로 이루어지며 균일한 두께를 갖는 외측 지지부(151a)와 외측 지지부(151a)에서 내측으로 갈수록 두께가 점진적으로 감소하는 웨지부(151b)와 웨지부(151b)와 연결되며 웨지부(151b)에서 돌출된 내측 돌출부(151c)를 포함할 수 있다. 이에 따라 가스켓(151)은 움직이지 않고 안정적으로 고정되며, 정확한 위치에 설치될 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 6 , gaskets 151 for sealing may be installed between the middle block 131 and the driving electrode 110 and between the middle block 130 and the ground electrode 120 . The gasket 151 may be made of graphite and is formed in a circular ring shape. The gasket 151 is formed in a plate shape and is connected to an outer support portion 151a having a uniform thickness, a wedge portion 151b whose thickness gradually decreases toward the inside from the outer support portion 151a, and a wedge portion 151b. An inner protrusion 151c protruding from the wedge portion 151b may be included. Accordingly, the gasket 151 is stably fixed without moving, and can be installed in an accurate position.

접지 전극(120)은 관 형상으로 이루어지며, 반응가스 주입부(130)를 매개로 구동 전극(110)과 연결된다. 접지 전극(120)의 길이는 구동 전극(110)의 길이 보다 더 길게 형성되는데, 접지 전극(120)의 길이는 구동 전극의 길이의1배 내지 10배로 이루어질 수 있다. 접지 전극(120)은 전기적으로 접지된다.The ground electrode 120 has a tubular shape and is connected to the driving electrode 110 via the reaction gas injection unit 130 . The length of the ground electrode 120 is longer than that of the driving electrode 110, and the length of the ground electrode 120 may be 1 to 10 times the length of the driving electrode. The ground electrode 120 is electrically grounded.

접지 전극(120)의 외측에는 제2 냉각부(121)가 형성되며, 제2 냉각부(121)는 냉각수가 이동하는 제2 냉각수 통로(122)와 제2 냉각수 통로에 냉각수를 공급하는 제2 냉각수 공급관(123)과 제2 냉각수 통로(122)에서 냉각수를 배출시키는 제2 냉각수 배출관(124)을 포함할 수 있다. A second cooling unit 121 is formed outside the ground electrode 120, and the second cooling unit 121 supplies cooling water to the second cooling water passage 122 through which the cooling water moves and the second cooling water passage. A second cooling water discharge pipe 124 for discharging cooling water from the cooling water supply pipe 123 and the second cooling water passage 122 may be included.

최초 아크(AC)는 구동 전극(110)과 접지 전극에서 반응가스 주입부(130)를 사이에 두고 짧게 형성되며, 회전하는 반응가스에 의하여 아크(AC)의 길이는 길어지고 아크(AC)는 회전하게 된다. 또한, 처리가스가 회전하면서 구동 전극(110)에서 접지 전극(120)으로 이동하는 과정에서 아크(AC)는 더욱 길어져 접지 전극(120)의 길이방향 단부까지 이어지며, 더욱 안정적으로 회전하게 된다.The initial arc (AC) is formed short at the driving electrode 110 and the ground electrode with the reaction gas injection unit 130 interposed therebetween, and the length of the arc (AC) is increased by the rotating reaction gas, and the arc (AC) will rotate In addition, while the processing gas rotates and moves from the driving electrode 110 to the ground electrode 120, the arc AC becomes longer and extends to the longitudinal end of the ground electrode 120, and rotates more stably.

상기한 바와 같이 본 실시예에 따르면 구동 전극(110) 내부에 돌출된 유동 가이드부재(140)가 설치되므로 처리가스가 안정적으로 회전할 수 있으며, 처리가스의 회전에 의하여 아크가 회전할 수 있다. 또한, 아크(AC)가 구동 전극(110) 또는 유동 가이드부재(140)에 위치하여 구동 전극(110)의 마모를 최소화할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, since the protruding flow guide member 140 is installed inside the drive electrode 110, the process gas can rotate stably, and the arc can rotate by the rotation of the process gas. Also, since the arc AC is positioned on the driving electrode 110 or the flow guide member 140, wear of the driving electrode 110 can be minimized.

이하에서는 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치 구동 방법에 대해서 설명한다. 도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치 구동 방법을 설명하기 위한 순서도이다.Hereinafter, a plasma torch driving method according to a first embodiment of the present invention will be described. 7 is a flowchart illustrating a plasma torch driving method according to a first embodiment of the present invention.

도 1 및 도 7을 참조하여 설명하면, 본 실시예에 따른 플라즈마 토치 구동 방법은 아크 형성 단계(S101), 아크 연장 단계(S102), 아크 회전 단계(S103)를 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 7 , the plasma torch driving method according to the present embodiment may include an arc forming step ( S101 ), an arc extending step ( S102 ), and an arc rotating step ( S103 ).

아크 형성 단계(S101)는 구동 전극(110)에 전압을 인가하여 구동 전극(110)과 접지 전극(120)을 연결하는 아크(AC)를 형성한다. 아크 연장 단계(S102)는 반응가스를 구동 전극(110)과 접지 전극(120) 사이로 주입하여 아크(AC)를 연장시킨다. 이때, 반응가스는 구동 전극(110)의 중심에 대하여 편심된 방향으로 분사되어 회전 유동을 유발할 수 있다. In the arc forming step ( S101 ), an arc (AC) connecting the driving electrode 110 and the ground electrode 120 is formed by applying a voltage to the driving electrode 110 . In the arc extension step ( S102 ), the arc (AC) is extended by injecting a reaction gas between the driving electrode 110 and the ground electrode 120 . At this time, the reaction gas may be injected in a direction eccentric with respect to the center of the driving electrode 110 to induce rotational flow.

아크 회전 단계(S103)는 처리가스를 구동 전극(110)의 내부로 돌출된 유동 가이드부재(140)의 외주면을 향하여 분사하며 처리가스는 유동 가이드부재(140)의 외주면을 따라 이동하면서 회전한다. In the arc rotation step (S103), the processing gas is sprayed toward the outer circumferential surface of the flow guide member 140 protruding into the driving electrode 110, and the processing gas rotates while moving along the outer circumferential surface of the flow guide member 140.

이에 따라 본 실시예에 따르면 유동 가이드부재(140)에 의하여 처리가스가 보다 안정적으로 회전하여 아크(AC)를 회전시키며, 아크(AC)의 회전에 따라 전극이 과도하게 식각되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, according to the present embodiment, the processing gas rotates more stably by the flow guide member 140 to rotate the arc AC, and excessive etching of the electrode according to the rotation of the arc AC can be prevented. .

이하에서는 본 발명의 제2 실시예에 따른 플라즈마 토치에 대해서 설명한다. 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.Hereinafter, a plasma torch according to a second embodiment of the present invention will be described. 8 is a perspective view showing a flow guide member according to a second embodiment of the present invention.

도 8을 참조하여 설명하면, 본 제2 실시예에 따른 플라즈마 토치는 유동 가이드부재(140)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIG. 8, since the plasma torch according to the second embodiment has the same structure as the plasma torch according to the first embodiment except for the flow guide member 140, description of the same configuration is duplicated. is omitted.

유동 가이드부재(140)는 구동 전극(110) 내부에 삽입되어 접지 전극(120)을 향하여 돌출된다. 유동 가이드부재(140)는 구동 전극(110)의 길이방향으로 이어져 형성되며, 구동 전극(110) 내부로 공급된 처리가스가 회전 유동을 하도록 안내한다.The flow guide member 140 is inserted into the driving electrode 110 and protrudes toward the ground electrode 120 . The flow guide member 140 is formed in a longitudinal direction of the drive electrode 110 and guides the processing gas supplied into the drive electrode 110 to rotate.

유동 가이드부재(140)는 원통 형상의 베이스부(141)와 베이스부(141)에서 돌출되며 선단으로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 경사부(142)와 경사부(142)에서 돌출된 선단 가이드부(143)를 포함할 수 있다. 유동 가이드부재(140)의 외주면에는 처리가스의 유동을 안내하는 가이드 홈(149)이 형성될 수 있다. 가이드 홈(149)은 나선방향으로 이어져 형성될 수 있으며, 베이스부(141)에서 경사부(142)를 거쳐서 선단 가이드부(143)까지 이어질 수 있다.The flow guide member 140 protrudes from the cylindrical base part 141 and the base part 141, and the inclined part 142 whose diameter gradually decreases toward the tip, and the tip guide part protrudes from the inclined part 142. (143) may be included. A guide groove 149 for guiding the flow of the processing gas may be formed on an outer circumferential surface of the flow guide member 140 . The guide groove 149 may be formed in a spiral direction, and may extend from the base part 141 to the tip guide part 143 via the inclined part 142.

이와 같이 유동 가이드부재(140)의 외주면에 가이드 홈(149)이 형성되면, 처리가스가 보다 용이하게 회전하면서 이동할 수 있다.In this way, when the guide groove 149 is formed on the outer circumferential surface of the flow guide member 140, the processing gas can rotate and move more easily.

이하에서는 본 발명의 제3 실시예에 따른 플라즈마 토치에 대해서 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.Hereinafter, a plasma torch according to a third embodiment of the present invention will be described. 9 is a perspective view showing a flow guide member according to a third embodiment of the present invention.

도 9를 참조하여 설명하면, 본 제3 실시예에 따른 플라즈마 토치는 유동 가이드부재(140)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIG. 9, since the plasma torch according to the third embodiment has the same structure as the plasma torch according to the first embodiment except for the flow guide member 140, overlapping descriptions of the same configuration are made. is omitted.

유동 가이드부재(140)는 구동 전극(110) 내부에 삽입되어 접지 전극(120)을 향하여 돌출된다. 유동 가이드부재(140)는 구동 전극(110)의 길이방향으로 이어져 형성되며, 구동 전극(110) 내부로 공급된 처리가스가 회전 유동을 하도록 안내한다.The flow guide member 140 is inserted into the driving electrode 110 and protrudes toward the ground electrode 120 . The flow guide member 140 is formed in a longitudinal direction of the drive electrode 110 and guides the processing gas supplied into the drive electrode 110 to rotate.

유동 가이드부재(140)는 원통 형상의 베이스부(141)와 베이스부(141)에서 돌출되며 선단으로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 경사부(142)와 경사부(142)에서 돌출된 선단 가이드부(143)를 포함할 수 있다. 유동 가이드부재(140)의 외주면에는 처리가스의 유동을 안내하는 가이드 리브(148)가 돌출 형성될 수 있다. 가이드 리브(148)는 나선방향으로 이어져 형성될 수 있으며, 베이스부(141)에서 경사부(142)를 거쳐서 선단 가이드부(143)까지 이어질 수 있다.The flow guide member 140 protrudes from the cylindrical base part 141 and the base part 141, and the inclined part 142 whose diameter gradually decreases toward the tip, and the tip guide part protrudes from the inclined part 142. (143) may be included. A guide rib 148 for guiding the flow of the processing gas may protrude from an outer circumferential surface of the flow guide member 140 . The guide rib 148 may be formed in a spiral direction, and may be continued from the base portion 141 to the tip guide portion 143 via the inclined portion 142 .

이와 같이 유동 가이드부재(140)의 외주면에 가이드 리브(148)가 형성되면, 처리가스가 보다 용이하게 회전하면서 이동할 수 있다.In this way, when the guide rib 148 is formed on the outer circumferential surface of the flow guide member 140, the processing gas can rotate and move more easily.

이하에서는 본 발명의 제4 실시예에 따른 플라즈마 토치에 대해서 설명한다. 도 10은 본 발명의 제4 실시예에 따른 유동 가이드부재를 도시한 사시도이다.Hereinafter, a plasma torch according to a fourth embodiment of the present invention will be described. 10 is a perspective view showing a flow guide member according to a fourth embodiment of the present invention.

도 10을 참조하여 설명하면, 본 제4 실시예에 따른 플라즈마 토치(101)는 자석부재(180)를 제외하고는 상기한 제1 실시예에 따른 플라즈마 토치와 동일한 구조로 이루어지므로 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략한다.Referring to FIG. 10, the plasma torch 101 according to the fourth embodiment has the same structure as the plasma torch according to the first embodiment except for the magnet member 180. Redundant descriptions are omitted.

접지 전극(120)의 외주면에는 자석부재(180)가 설치되며 자석부재(180)는 관 형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 자석부재(180)는 구동 전극(110)의 외주면에 설치될 수도 있다. 자석부재(180)는 영구자석으로 이루어지거나 전자석으로 이루어질 수 있다. 이와 같이 접지 전극(120) 또는 구동 전극(110)의 외주면에 자석부재(180)가 설치되면 아크(AC)에 로렌츠의 힘이 작용하여 아크(AC)가 보다 용이하게 회전할 수 있다.A magnet member 180 is installed on the outer circumferential surface of the ground electrode 120, and the magnet member 180 may have a tubular shape. Also, the magnet member 180 may be installed on the outer circumferential surface of the driving electrode 110 . The magnet member 180 may be made of a permanent magnet or an electromagnet. In this way, when the magnet member 180 is installed on the outer circumferential surface of the ground electrode 120 or the driving electrode 110, the Lorentz force acts on the arc AC so that the arc AC can rotate more easily.

이하에서는 본 발명의 제5 실시예에 따른 유동 가이드부재에 대해서 설명한다. 도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 유동 가이드부재 도시한 단면도이다.Hereinafter, a flow guide member according to a fifth embodiment of the present invention will be described. 11 is a cross-sectional view showing a flow guide member according to a fifth embodiment of the present invention.

도 11을 참조하여 설명하면, 유동 가이드부재(240)는 구동 전극 내부에 삽입되어 접지 전극을 향하여 돌출된다. 유동 가이드부재(240)는 원통 형상의 베이스부(241)와 베이스부(241)에서 돌출되며 선단으로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 경사부(242)와 경사부(242)에서 돌출된 선단 가이드부(243)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, the flow guide member 240 is inserted into the driving electrode and protrudes toward the ground electrode. The flow guide member 240 protrudes from the cylindrical base part 241 and the base part 241, and the inclined part 242 whose diameter gradually decreases toward the tip, and the tip guide part protrudes from the inclined part 242. (243).

또한, 유동 가이드부재(240)에는 공급 홀(245)이 형성될 수 있으며, 공급 홀(245)을 통해서 기체 또는 액체가 공급될 수 있다. 공급 홀(245)을 통해서 반응가스 또는 처리가스가 공급될 수 있다. 또한, 공급 홀(245)을 통해서 물이 분사될 수도 있다. 이를 위해서 유동 가이드부재(240)에는 기체 또는 액체를 공급하는 관이 연결될 수 있다. 이와 같이 유동 가이드부재(240)를 통해서 액체 또는 기체가 공급되면 플라즈마 토치의 효율성이 향상될 수 있을 뿐만 아니라 보다 용이하게 회전 유동을 유도할 수 있다.In addition, a supply hole 245 may be formed in the flow guide member 240 , and gas or liquid may be supplied through the supply hole 245 . A reaction gas or processing gas may be supplied through the supply hole 245 . Also, water may be sprayed through the supply hole 245 . To this end, a pipe supplying gas or liquid may be connected to the flow guide member 240 . In this way, when liquid or gas is supplied through the flow guide member 240, the efficiency of the plasma torch can be improved and rotational flow can be more easily induced.

이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.Although one embodiment of the present invention has been described above, those skilled in the art can add, change, delete, or add components within the scope not departing from the spirit of the present invention described in the claims. The present invention can be variously modified and changed by the like, and this will also be said to be included within the scope of the present invention.

101: 플라즈마 토치 110: 구동 전극
112: 제1 튜브 113: 제2 튜브
114: 제3 튜브 115: 제1 냉각부
116: 제1 냉각수 통로 117: 제1 냉각수 공급관
118: 제1 냉각수 배출관 120: 접지 전극
121: 제2 냉각부 122: 제2 냉각수 통로
123: 제2 냉각수 공급관 124: 제2 냉각수 배출관
130: 반응가스 주입부 131: 미들 블록
132: 반응가스 공급관 135: 반응가스 통로
133: 반응가스 분사홀 140: 유동 가이드부재
141: 베이스부 142: 경사부
143: 선단 가이드부 145: 냉각수 통로
146: 냉각수 공급포트 147: 냉각수 배출포트
148: 가이드 리브 149: 가이드 홈
150: 절연 블록 151: 가스켓
160: 처리가스 공급부 161: 처리가스 통로
162: 처리가스 유입부 163: 처리가스 분사홀
180: 자석부재101: plasma torch 110: driving electrode
112: first tube 113: second tube
114: third tube 115: first cooling unit
116: first cooling water passage 117: first cooling water supply pipe
118: first cooling water discharge pipe 120: ground electrode
121: second cooling unit 122: second cooling water passage
123: second cooling water supply pipe 124: second cooling water discharge pipe
130: reaction gas injection unit 131: middle block
132: reaction gas supply pipe 135: reaction gas passage
133: reaction gas injection hole 140: flow guide member
141: base part 142: inclined part
143: tip guide portion 145: cooling water passage
146: cooling water supply port 147: cooling water discharge port
148: guide rib 149: guide groove
150: insulation block 151: gasket
160: processing gas supply unit 161: processing gas passage
162: processing gas inlet 163: processing gas injection hole
180: magnet member

Claims (14)

제1 방전 공간을 형성하며 방전 전압으로 대전된 구동 전극;
제2 방전 공간을 형성하며 접지된 접지 전극;
상기 구동 전극과 상기 접지 전극 사이에 위치하며 반응가스를 공급하는 반응가스 주입부; 및
상기 제1 방전 공간 내부로 돌출된 유동 가이드부재;
를 포함하고,
상기 구동 전극에는 처리가스를 분사하는 처리가스 공급부가 형성되고,
상기 처리가스 공급부는 상기 유동 가이드부재의 외주면을 향하여 상기 처리가스를 공급하며,
상기 처리가스는 관 형상의 구동 전극에서 돌기 형상의 유동 가이드부재의 외주면으로 분사되되, 상기 구동 전극의 내부에 형성된 제1 방전 공간으로 분사되는 플라즈마 토치.a driving electrode that forms a first discharge space and is charged with a discharge voltage;
a ground electrode that forms a second discharge space and is grounded;
a reaction gas injection unit positioned between the driving electrode and the ground electrode and supplying a reaction gas; and
a flow guide member protruding into the first discharge space;
including,
A processing gas supply unit for injecting processing gas is formed on the driving electrode,
The processing gas supply unit supplies the processing gas toward the outer circumferential surface of the flow guide member,
The processing gas is sprayed from the tubular drive electrode to the outer circumferential surface of the protruding flow guide member, and is sprayed into a first discharge space formed inside the drive electrode. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 처리가스 공급부는 처리가스가 유입되는 처리가스 유입부, 상기 처리가스 유입부와 연결되어 상기 구동 전극의 둘레방향으로 이어진 처리가스 통로, 상기 처리가스 통로와 연결되어 상기 제1 방전 공간으로 처리가스를 분사하는 처리가스 분사홀을 포함하고, 상기 처리가스 분사홀은 회전 유동을 형성하도록 상기 구동 전극의 중심에 대하여 편심된 방향으로 이어진 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 1,
The processing gas supply unit includes a processing gas inlet into which processing gas is introduced, a processing gas passage connected to the processing gas inlet and extending in a circumferential direction of the driving electrode, and a processing gas passage connected to the processing gas passage to supply the processing gas to the first discharge space. A plasma torch, characterized in that it includes a processing gas injection hole for injecting, wherein the processing gas injection hole extends in a direction eccentric with respect to the center of the driving electrode to form a rotational flow. 제3 항에 있어서,
상기 유동 가이드부재는 원통 형상의 베이스부와 상기 베이스부에서 돌출되며 선단으로 갈수록 직경이 점진적으로 감소하는 경사부를 가지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 3,
The plasma torch, characterized in that the flow guide member has a cylindrical base portion and an inclined portion protruding from the base portion and gradually decreasing in diameter toward the tip. 제4 항에 있어서,
상기 유동 가이드부재는 상기 경사부에서 돌출된 선단 가이드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 4,
The flow guide member further comprises a front guide portion protruding from the inclined portion plasma torch. 제5 항에 있어서,
상기 구동 전극은 상기 베이스부를 감싸며 원형의 관으로 이루어진 제1 튜브와 상기 제1 튜브와 연결되되 상기 경사부와 선단 가이드부를 감싸는 제2 튜브와 상기 제2 튜브와 연결되되 상기 접지 전극을 향하여 개방된 제3 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 5,
The drive electrode surrounds the base portion and is connected to a first tube formed of a circular tube and connected to the first tube and surrounded by the inclined portion and the tip guide portion, and connected to the second tube but opened toward the ground electrode. Plasma torch, characterized in that it comprises a third tube. 제4 항에 있어서,
상기 처리가스 분사홀은 상기 베이스부를 향하여 처리가스를 분사하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 4,
The processing gas injection hole is a plasma torch, characterized in that for injecting the processing gas toward the base portion. 제1 항에 있어서,
상기 유동 가이드부재는 방전 전압으로 대전된 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 1,
The flow guide member is a plasma torch, characterized in that charged with a discharge voltage. 제1 항에 있어서,
상기 접지 전극의 길이는 상기 구동 전극의 길이 보다 더 길게 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 1,
Plasma torch, characterized in that the length of the ground electrode is formed longer than the length of the drive electrode. 제1 항에 있어서,
상기 유동 가이드부재의 외주면에는 나선방향으로 이어진 가이드 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 1,
Plasma torch, characterized in that the outer circumferential surface of the flow guide member is formed with a guide groove extending in a spiral direction. 제1 항에 있어서,
상기 유동 가이드부재의 외주면에는 나선방향으로 이어진 가이드 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 1,
Plasma torch, characterized in that the outer peripheral surface of the flow guide member is formed with a guide rib leading in a spiral direction. 제1 항에 있어서,
상기 접지 전극 또는 상기 구동 전극의 외주면에는 관 형상으로 이루어진 자석부재가 설치된 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치.According to claim 1,
Plasma torch, characterized in that a magnet member made of a tubular shape is installed on the outer circumferential surface of the ground electrode or the driving electrode. 구동 전극에 전압을 인가하여 아크를 생성하는 아크 형성 단계;
반응 가스를 상기 구동 전극과 접진 전극 사이로 주입하여 플라즈마를 생성하고 아크를 연장시키는 플라즈마 생성 단계; 및
상기 구동 전극으로 처리 가스를 회전시키면서 주입하여 아크를 회전시키는 아크 회전 단계;
를 포함하며,
상기 아크 회전 단계는 상기 처리 가스를 상기 구동 전극의 내부로 돌출된 유동 가이드부재의 외주면을 향하여 분사하며,
상기 아크 회전 단계에서 상기 처리가스는 관 형상의 구동 전극에서 돌기 형상의 유동 가이드부재의 외주면으로 분사되되, 상기 구동 전극의 내부에 형성된 제1 방전 공간으로 분사되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치의 구동 방법.an arc forming step of generating an arc by applying a voltage to a driving electrode;
a plasma generation step of injecting a reactive gas between the drive electrode and the ground electrode to generate plasma and extend an arc; and
an arc rotation step of rotating an arc by injecting processing gas into the driving electrode while rotating it;
Including,
The arc rotating step sprays the processing gas toward the outer circumferential surface of the flow guide member protruding into the driving electrode,
In the arc rotation step, the process gas is sprayed from the tubular drive electrode to the outer circumferential surface of the protruding flow guide member, and is sprayed into a first discharge space formed inside the drive electrode. . 제13 항에 있어서,
상기 아크 회전 단계에서 상기 처리 가스는 상기 유동 가이드부재의 외주면을 따라 이동하면서 회전하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치의 구동 방법.
According to claim 13,
The method of driving a plasma torch, characterized in that in the arc rotating step, the processing gas rotates while moving along the outer circumferential surface of the flow guide member.
KR1020210009669A 2020-09-16 2021-01-22 Plasma torch, and s plasma torch operating method KR102541918B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200119495 2020-09-16
KR20200119495 2020-09-16

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220036830A KR20220036830A (en) 2022-03-23
KR102541918B1 true KR102541918B1 (en) 2023-06-12

Family

ID=80963781

Family Applications (4)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210007066A KR102521378B1 (en) 2020-09-16 2021-01-18 Scrubber, scrubber system including the same, and scrubber operating method
KR1020210007065A KR102520818B1 (en) 2020-09-16 2021-01-18 Scrubber having protrude electrode, scrubber system including the same, and scrubber operating method
KR1020210009669A KR102541918B1 (en) 2020-09-16 2021-01-22 Plasma torch, and s plasma torch operating method
KR1020210009668A KR102603051B1 (en) 2020-09-16 2021-01-22 Plasma torch, and s plasma torch operating method

Family Applications Before (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210007066A KR102521378B1 (en) 2020-09-16 2021-01-18 Scrubber, scrubber system including the same, and scrubber operating method
KR1020210007065A KR102520818B1 (en) 2020-09-16 2021-01-18 Scrubber having protrude electrode, scrubber system including the same, and scrubber operating method

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210009668A KR102603051B1 (en) 2020-09-16 2021-01-22 Plasma torch, and s plasma torch operating method

Country Status (1)

Country Link
KR (4) KR102521378B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102686257B1 (en) * 2024-01-08 2024-07-19 영진아이엔디(주) Plasma scrubber having insulation structure on the upper and lower portions of the reaction chamber

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100320561B1 (en) * 1998-12-25 2002-01-16 카메이 미치오 Nozzle for plasma torch
KR100568238B1 (en) 2002-09-03 2006-04-05 주식회사 에이피시스 Plasma Apparatus for treating hazardous gas
KR101152406B1 (en) * 2010-09-16 2012-06-05 한국기계연구원 arc plasma torch
JP2020066783A (en) * 2018-10-25 2020-04-30 三菱重工業株式会社 Atomization nozzle, atomization device, method for producing metal powder, and metal powder

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100636845B1 (en) * 2004-09-15 2006-10-19 (주)오토엠아이티 Plasma apparatus for treating harmful gas
KR100881286B1 (en) * 2007-05-30 2009-02-03 크린시스템스코리아(주) Plasma Torch and Scrubber System using the Same
KR100945038B1 (en) * 2008-01-22 2010-03-05 주식회사 아론 Plasma reactor and plasma scrubber using the same
KR101313696B1 (en) * 2011-12-29 2013-10-02 한국에너지기술연구원 High performance particle separating apparatus using particle separator and granular filter
JP5896152B2 (en) * 2012-08-01 2016-03-30 ウシオ電機株式会社 High pressure discharge lamp lighting device
KR101573844B1 (en) * 2013-11-11 2015-12-02 한국기계연구원 Plasma torch
KR101525140B1 (en) * 2013-11-11 2015-06-02 한국기계연구원 Plasma burner
KR101498392B1 (en) * 2013-12-11 2015-03-03 주식회사 에이피아이 Plasma generating apparatus
KR101635979B1 (en) * 2014-09-19 2016-07-06 한국기계연구원 Scrubber
KR101688611B1 (en) 2015-06-15 2016-12-21 한국기계연구원 Plasma-catalyst type scrubber
WO2016204522A1 (en) * 2015-06-15 2016-12-22 한국기계연구원 Plasma-catalyst type scrubber
KR102646623B1 (en) * 2017-01-23 2024-03-11 에드워드 코리아 주식회사 Plasma generating apparatus and gas treating apparatus
KR102068318B1 (en) * 2018-04-25 2020-01-20 한국기계연구원 Scrubber
KR20200057162A (en) * 2018-11-15 2020-05-26 엘지전자 주식회사 Thermal plasmatron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100320561B1 (en) * 1998-12-25 2002-01-16 카메이 미치오 Nozzle for plasma torch
KR100568238B1 (en) 2002-09-03 2006-04-05 주식회사 에이피시스 Plasma Apparatus for treating hazardous gas
KR101152406B1 (en) * 2010-09-16 2012-06-05 한국기계연구원 arc plasma torch
JP2020066783A (en) * 2018-10-25 2020-04-30 三菱重工業株式会社 Atomization nozzle, atomization device, method for producing metal powder, and metal powder

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220036830A (en) 2022-03-23
KR102521378B1 (en) 2023-04-13
KR20220036828A (en) 2022-03-23
KR20220036827A (en) 2022-03-23
KR102520818B1 (en) 2023-04-12
KR102603051B1 (en) 2023-11-16
KR20220036829A (en) 2022-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102541918B1 (en) Plasma torch, and s plasma torch operating method
CN110463357B (en) Plasma generating apparatus and gas processing apparatus
KR101041887B1 (en) Nontransferred plasma torch having constricted electrode
KR20100124967A (en) Apparatus for generating plasma
KR101525140B1 (en) Plasma burner
KR101152406B1 (en) arc plasma torch
JPS6327840B2 (en)
KR102686242B1 (en) Nitrogen oxide reduction apparatus and gas treating apparatus
KR100568238B1 (en) Plasma Apparatus for treating hazardous gas
KR100526653B1 (en) Apparatus for treating hazardous gas using plasma
KR20110072674A (en) Water jet cutting device
WO2016124887A1 (en) Thermal plasma torch
KR20140115830A (en) Plasma burner
KR20150131865A (en) Plasma urea scr system
US20220151053A1 (en) Thermal plasma processing apparatus
KR20200057162A (en) Thermal plasmatron
KR102423771B1 (en) Hybride plasma device
RU2783203C1 (en) Plasma coating torch
KR20180110442A (en) ignition-reinforced plasma torch device
RU2818187C1 (en) Electric arc plasmatron and unit for annular input of initial reagents into plasmatron
RU180547U1 (en) SYSTEM FOR PLASMA-ARC CUTTING, INCLUDING SWIRLING RINGS AND OTHER CONSUMPTION COMPONENTS, AND RELATED METHODS OF WORK
KR20040091448A (en) A plasma gun
KR20140083732A (en) Arc-jet plasma generator
RU2150360C1 (en) Plasmotron
KR20140031654A (en) Atmospheric pressure ion plasma generating system

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant