KR102597333B1 - 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 생성기 내부의 방전관이 방전하여 플라즈마를 생성할 수 있도록 공기 및 전원을 유입시키되 구조와 재질을 최적화하여 수명을 향상시킨 공기 및 전원 유입 장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는 양단이 외부로 개방된 ‘ㄱ’자형 유로가 내부에 형성되고, ‘ㄱ’자형 유로에 연결되는 수직 유로가 상단을 관통하여 형성되며, 전원이 인가되는 인가부가 수직 유로에 삽입 체결되는 원통형의 헤드부와, 양단이 외부로 개방된 수평 유로가 내부에 형성되고, 수직부의 개방된 일단에 수평으로 삽입 체결되는 원통형의 삽입부 및 헤드부의 일부가 삽입 체결되는 헤드부 홈이 상부에 형성되고, 헤드부 홈과 연결되며 방전관의 일부가 삽입 체결되는 방전관 홈이 하부에 형성되는 원통형의 지지부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치{Air and power input devices be furnished plasma generator}
본 발명은 플라즈마 생성기의 내부로 공기 및 전원을 유입시키는 장치에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 플라즈마 생성기 내부의 방전관이 방전하여 플라즈마를 생성할 수 있도록 공기 및 전원을 유입시키되 구조와 재질을 최적화하여 수명을 향상시킨 공기 및 전원 유입 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 플라즈마는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태로써 ‘제4의 물질상태’라 불리고 있으며, 생성 방식에 따라 각기 다른 물리화학적 특징을 가지게 되므로 반도체, 조명, 디스플레이, 의료장비, 환경 개선 사업 및 신에너지 개발 등 다양한 분야에 복합적으로 이용 가능한 장점이 있다.
이러한 플라즈마를 생성하기 위한 장치는 아직까지 일반화된 형태가 없으므로 사용자 등이 선택한 플라즈마의 생성 방식에 따라 다양하게 구성하여 사용 가능하나, 플라즈마의 생성에 필요한 공기 또는 가스 등을 내부로 유입시키기 위한 유입 장치는 대부분의 장치에 공통되는 사항이다.
상기 유입 장치와 관련하여, 대한민국 등록특허공보 제10-1111207호의 “플라즈마 발생장치”에는 내부에 석영관이 고정되는 세라믹헤드가 제안되었고, 대한민국 공개특허공보 10-2006-0097344호의 “플라즈마 생성장치”에는 공정챔버에 고정되어 석영 재질의 플라즈마 생성관에 공정가스를 공급하는 고정부가 제안되었으나, 이러한 유입 장치들은 플라즈마 생성시 발생하는 진동에 의하여 석영관이 파손되는 주기가 수개월 정도로 짧은 문제가 발생하며, 이에 따라 내부에 구비되는 석영관의 수명을 연장시킬 수 있는 유입 장치가 요구되는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-1111207호(2012. 01. 25.) 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0097344호(2006. 09. 14.)
본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는 상기와 같은 종래 발명들의 문제점들을 해결하기 위해 제안된 기술로써,
플라즈마 생성시 발생하는 진동에 의하여 수개월 주기로 석영관이 파손되는 문제가 있었기 때문에, 이에 대한 해결책을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는 상기와 같은 목적을 실현하고자,
양단이 외부로 개방된 ‘ㄱ’자형 유로가 내부에 형성되고, 상기 ‘ㄱ’자형 유로에 연결되는 수직 유로가 상단을 관통하여 형성되며, 전원이 인가되는 인가부가 상기 수직 유로에 삽입 체결되는 원통형의 헤드부; 양단이 외부로 개방된 수평 유로가 내부에 형성되고, 상기 수직부의 개방된 일단에 수평으로 삽입 체결되는 원통형의 삽입부; 및 상기 헤드부의 일부가 삽입 체결되는 헤드부 홈이 상부에 형성되고, 상기 헤드부 홈과 연결되며 방전관의 일부가 삽입 체결되는 방전관 홈이 하부에 형성되는 원통형의 지지부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치를 제시한다.
이때, 상기 헤드부 및 상기 삽입부는 세라믹 재질로 구성되는 것을 특징으로 하고, 상기 지지부는 실리콘 재질로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 헤드부는 중단부 일부의 둘레를 따라 고정 홈이 형성되어 상부 및 하부로 구분되되, 상기 고정 홈의 폭에 대한 상기 헤드부 상부 길이의 비는 1:5로 형성되고, 상기 고정 홈의 폭에 대한 상기 헤드부 하부 길이의 비는 1:2로 형성되며, 상기 헤드부 홈의 내부에는, 상기 둘레 홈에 대응하는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 ‘ㄱ’자형 유로의 직경에 대한 상기 헤드부 직경의 비는 1:2인 것을 특징으로 하고, 상기 방전관 홈의 직경에 대한 상기 지지부 직경의 비는 1:4인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는,
헤드부, 삽입부 및 지지부의 재질 및 내부 구조의 개선을 통해 진동의 전달을 최소화함으로써, 플라즈마 생성시 발생하는 진동에 의하여 석영관이 파손되는 주기가 연장되는 효과가 발생하였다.
도 1은 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치의 외부 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치의 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치 중 헤드부 및 삽입부의 단면도.
도 4는 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치 중 지지부의 단면도.
도 5는 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치의 헤드부, 삽입부 및 지지부가 상호 결합된 모습을 나타낸 단면도.
본 발명은 플라즈마 생성기의 내부로 공기 및 전원을 유입시키는 장치에 관한 것으로써,
양단이 외부로 개방된 ‘ㄱ’자형 유로(101)가 내부에 형성되고, 상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)에 연결되는 수직 유로(102)가 상단을 관통하여 형성되며, 전원이 인가되는 인가부(103)가 상기 수직 유로(102)에 삽입 체결되는 원통형의 헤드부(100); 양단이 외부로 개방된 수평 유로(111)가 내부에 형성되고, 상기 수직부의 개방된 일단에 수평으로 삽입 체결되는 원통형의 삽입부(110); 및 상기 헤드부(100)의 일부가 삽입 체결되는 헤드부 홈(121)이 상부에 형성되고, 상기 헤드부 홈(121)과 연결되며 방전관의 일부가 삽입 체결되는 방전관 홈(122)이 하부에 형성되는 원통형의 지지부(120); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치에 관한 것이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
우선, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는 양단이 외부로 개방된 ‘ㄱ’자형 유로(101)가 내부에 형성되고, 상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)에 연결되는 수직 유로(102)가 상단을 관통하여 형성되며, 전압이 인가되는 인가부(103)가 상기 수직 유로(102)에 삽입 체결되는 원통형의 헤드부(100)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 헤드부(100)는 외부로부터 유입되는 공기 및 전원을 상기 플라즈마 생성기 내부로 진입시키기 위한 매개체가 되는 본 발명의 일 구성요소로써, 세라믹 재질로 구성된다.
상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)는 외부로부터 유입되는 공기 및 전류가 상기 플라즈마 생성기의 내부를 향해 이동 또는 전달되는 통로이고, 상기 수직 유로(102)는 상기 인가부(103)로부터의 전류를 ‘ㄱ’자형 유로(101)를 거쳐 상기 플라즈마 생성기 내부로 전달하기 위한 통로이며 그 길이는 10mm 임이 바람직하고, 이에 따라 상기 헤드부(100) 상단의 두께 또한 10mm 임이 바람직하다.
상기 인가부(103)에는 상기 플라즈마 생성기 내부에 구비되는 방전관에 전압을 인가하기 위한 전압이 인가되며, 그에 따른 전류는 인가부(103)로부터 상기 수직 유로(102) 및 상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)를 거쳐 방전관까지 전달되는 구성이다.
또한, 상기 헤드부(100)는 중단부 일부의 둘레를 따라 고정 홈(104)이 형성되어 상부 및 하부로 구분되되, 상기 고정 홈(104)의 폭에 대한 상기 헤드부(100) 상부 길이의 비는 1:5로 형성되고, 상기 고정 홈(104)의 폭에 대한 상기 헤드부(100) 하부 길이의 비는 1:2로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고정 홈(104)은 하기 지지부(120)의 내부에 돌출 형성되는 돌출부에 대응하여 상기 헤드부(100)와 지지부(120) 상호 간의 결합을 견고히 하며, 이에 관한 상세한 설명은 아래에서 이어진다.
또한, 상기 헤드부(100)의 내부에 형성된 ‘ㄱ’자형 유로(101)의 직경에 대한 상기 헤드부(100)의 직경의 비는 1:2인 것을 특징으로 한다.
또한, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는 양단이 외부로 개방된 수평 유로(111)가 내부에 형성되고, 상기 수직부의 개방된 일단에 수평으로 삽입 체결되는 원통형의 삽입부(110)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 삽입부(110)는 상기 플라즈마 생성기 내부, 보다 상세하게는 플라즈마 생성기 내부에 구비되는 방전관에 공기를 공급하기 위한 용도로 상기 헤드부(100)에 부가되는 본 발명의 일 구성요소로써, 세라믹 재질로 구성된다.
상기 삽입부(110)가 상기 헤드부(100)에 삽입 체결되면 삽입부(110) 내부의 수평 유로(111)는 헤드부(100) 내부의 ‘ㄱ’자형 유로(101)와 연결되므로, 수평 유로(111)로 진입한 공기가 ‘ㄱ’자형 유로(101)로 이동 가능하게 되고 이후 플라즈마 생성기 내부로 진입하게 되는 구성이다.
이때, 상기 헤드부(100)의 개방된 일단 측 입구에는 나사 홈이 형성되고, 상기 삽입부(110)에는 외주연을 따라 나사 산이 형성되어, 삽입부(110)와 헤드부(100)가 나사 체결 방식에 의하여 견고하게 상호 체결되도록 할 수 있다.
또한, 도 1, 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치는 상기 헤드부(100)의 일부가 삽입 체결되는 헤드부 홈(121)이 상부에 형성되고, 상기 헤드부 홈(121)과 연결되며 방전관의 일부가 삽입 체결되는 방전관 홈(122)이 하부에 형성되는 원통형의 지지부(120)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 지지부(120)는 몸체의 일부가 상기 플라즈마 생성기에 삽입 체결된 상태로 상기 헤드부(100)를 지지하는 본 발명의 일 구성요소로써, 상기 삽입부(110)를 통해 유입된 공기가 플라즈마 생성기 내부로 유입될 수 있도록 하며, 플라즈마 생성기에 긴밀하게 체결되어 내부 기체의 외부로의 유출을 방지하고 플라즈마 생성시 발생하는 진동의 저감을 위하여 실리콘 재질로 구성된다.
즉, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 헤드부 홈(121)에 상기 헤드부(100)의 일부가 삽입 체결되면 상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)는 상기 방전관 홈(122)과 연결되므로, 상기 수평 유로(111)로 유입되어 ‘ㄱ’자형 유로(101)를 통과한 공기가 방전관 홈(122)을 통해 플라즈마 생성기 내부로 유입되는 구성이다.
상기 헤드부 홈(121)의 내부에는 상기 고정 홈(104)에 대응하는 돌출부가 돌출 형성되어 헤드부 홈(121)에 상기 헤드부(100)의 일부가 끼워맞춤될 수 있도록 하며, 돌출부는 라운드지게 형성되어 헤드부 홈(121)에 헤드부(100)가 용이하게 삽입 체결될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 방전관 홈(122)의 직경에 대한 상기 지지부(120) 직경의 비는 1:4인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방전관 홈(122)의 내부 입구 측에는 라운드부(124)가 돌출 형성됨으로써 방전관 홈(122)에 삽입되는 방전관의 말단과 상기 헤드부(100)의 직접 접촉을 방지하며, 이에 따라 공기의 흐름에 따른 헤드부(100)의 진동이 방전관에 직접 전달되는 것이 방지되는 구성이다.
또한, 상기 지지부(120)에는 상단부 일부의 둘레를 따라 체결 홈(123)이 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 체결 홈(123)은 상기 플라즈마 생성기 상단의 두께와 동일한 길이의 폭으로 형성됨으로써 플라즈마 생성기 상단에 형성된 통공에 지지부(120)가 긴밀하게 끼워맞춤 될 수 있도록 한다.
위에서 소개된 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해, 예로써 제공되는 것이며, 본 발명은 위에서 설명된 실시예들에 한정되지 않고, 다른 형태로 구체화 될 수도 있다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장 또는 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
100 : 헤드부
101 : ‘ㄱ’자형 유로
102 : 수직 유로
103 : 인가부
104 : 고정 홈
110 : 삽입부
111 : 수평 유로
120 : 지지부
121 : 헤드부 홈
122 : 방전관 홈
123 : 체결 홈
124 : 라운드부

Claims (6)

  1. 양단이 외부로 개방된 ‘ㄱ’자형 유로(101)가 내부에 형성되고, 상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)에 연결되는 수직 유로(102)가 상단을 관통하여 형성되며, 전원이 인가되는 인가부(103)가 상기 수직 유로(102)에 삽입 체결되는 원통형의 헤드부(100);
    양단이 외부로 개방된 수평 유로(111)가 내부에 형성되고, 수직부의 개방된 일단에 수평으로 삽입 체결되는 원통형의 삽입부(110);
    상기 헤드부(100)의 일부가 삽입 체결되는 헤드부 홈(121)이 상부에 형성되고, 상기 헤드부 홈(121)과 연결되며 방전관의 일부가 삽입 체결되는 방전관 홈(122)이 하부에 형성되는 원통형의 지지부(120); 를 포함하여 구성되되,
    상기 방전관 홈(122)의 직경에 대한 상기 지지부(120) 직경의 비는 1:4이고,
    상기 방전관 홈(122)의 내부 입구 측에는 상기 방전관 홈(122)에 삽입되는 방전관의 말단과 상기 헤드부(100)의 직접 접촉을 방지하는 라운드부(124)가 돌출 형성되고,
    상기 지지부(120)는,
    상단부 일부의 둘레를 따라 체결 홈(123)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부(100) 및 상기 삽입부(110)는 세라믹 재질로 구성되는 것을 특징으로 하고,
    상기 지지부(120)는 실리콘 재질로 구성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 헤드부(100)는,
    중단부 일부의 둘레를 따라 고정 홈(104)이 형성되어 상부 및 하부로 구분되되,
    상기 고정 홈(104)의 폭에 대한 상기 헤드부(100) 상부 길이의 비는 1:5로 형성되고,
    상기 고정 홈(104)의 폭에 대한 상기 헤드부(100) 하부 길이의 비는 1:2로 형성되며,
    상기 헤드부 홈(121)의 내부에는,
    상기 둘레 홈에 대응하는 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 ‘ㄱ’자형 유로(101)의 직경에 대한 상기 헤드부(100) 직경의 비는 1:2인 것을 특징으로 하는 플라즈마 생성기에 구비되는 공기 및 전원 유입 장치.
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