KR20120011370A - 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마 제트를 인체의 피부나 물체의 표면에 조사하여 소정의 처리를 목적으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 관한 것이다. 각각의 채널을 형성하는 단위 플라즈마 제트 발생 장치는 가스 공급 튜브 내부에 금속재의 내부 전극에 직접 교류의 고전압을 인가하고, 소정의 가스를 주입하여 플라즈마 제트를 방출한다. 이와 같은 단위 플라즈마 제트 발생 장치 복수 개를 배치하여 다중 채널을 형성하고, 각각의 채널에 동일한 가스를 주입하여 각 채널에 균일한 플라즈마 제트를 방출하거나, 서로 다른 가스를 주입하여 대면적의 표면에 플라즈마 제트를 방출한다. 동일한 가스를 주입하여 균일한 량의 플라즈마 방출을 목적으로 하는 경우, 각각의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 내부 전극에 커패시터와 저항을 연결하여 하나의 DC-AC 인버터 전원으로 구동한다. 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 하나의 전원으로 구동하는 경우에는 동일한 위상의 전압을 인가하는 경우와 극성이 서로 다른 전압을 인가하는 두 가지의 방식을 채용할 수 있다. 다중 채널 중에 일부에는 다른 가스를 주입하여 각각의 채널에 플라즈마 제트를 발생하는 경우, 독립적인 플라즈마 제트의 발생을 위하여 다른 가스가 주입된 채널에 별도의 전원을 사용할 수도 있다.

Description

다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치{Multi channel plasma jet generator}
본 발명은 플라즈마 제트 발생 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인체 피부의 치료, 각종 물체의 살균 및 멸균, 유리 표면의 세정, 금속 또는 비금속 표면의 처리 등에 사용되는 플라즈마 제트를 발생하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로 플라즈마 제트 발생 장치는 양측 전극에 고주파 또는 고전압을 공급하면 양측 전극 사이에 가스 원자나 분자가 양이온과 전자로 분리되도록 하는 장치로써, 이러한 양측 전극은 진공 상태에 설치되거나, 대기 중에 설치되기도 한다. 이러한 플라즈마 제트 발생 장치는 반도체, PCB, 신소재 합성, 고분자의 표면처리, 금속의 표면처리, 환경 정화, 의료기기, 식료품의 살균 및 소독 기술 등에 적용되고 있으며, 그 적용 분야도 점점 확대되고 있다.
특히 대기압에서의 방전에 의해 플라즈마 제트를 발생시키는 상압 플라즈마 제트 발생 장치는 인체 피부의 치료, 각종 물체의 살균 및 멸균, 유리 표면의 세정, 금속 또는 비금속 표면의 처리 등에 사용된다. 이때 플라즈마 제트에 의한 작용은 활성 산소에 의한 표면의 산화, 라디칼의 활성화 작용, 전자 및 이온의 작용, 자외선 작용 및 오존의 작용 등이 있다.
일반적으로 상압 플라즈마 제트 발생 장치는 직경이 수mm이기 때문에, 플라즈마 제트의 방사 면적도 수mm로 작다. 이로 인해 플라즈마 제트로 처리할 수 있는 면적이 작기 때문에, 치료나 작업에 많은 시간이 소요되는 문제점을 안고 있다.
또한 가스의 종류에 따라 플라즈마 제트 발생 조건에 차이가 있기 때문에, 종래의 상압 플라즈마 제트 발생 장치는 한 종류의 가스를 방전시켜 발생된 플라즈마 제트를 이용하여 치료나 작업을 진행한다. 이때 한 종류의 가스로 발생되는 플라즈마 제트의 활성종의 종류에는 한계가 있기 때문에, 다양한 활성종을 이용하는 것에 비해서 치료나 작업의 효율이 떨어지는 문제점을 안고 있다. 물론 다양한 활성종을 이용하기 위해서, 동시에 다수의 가스를 방전시켜 발생된 플라즈마 제트를 이용하면 좋겠지만, 전술된 바와 같이 가스의 종류에 따라 플라즈마 제트의 발생 조건에 차이가 있기 때문에, 하나의 플라즈마 제트 발생 장치로 다수의 가스를 동시에 방전시킬 수 없었다.
따라서 본 발명의 목적은 복수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 채널로 연결하여 대면적용으로 사용할 수 있는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 각 채널의 플라즈마 제트 발생량을 균일하게 제어할 수 있는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 두 종류 이상의 가스를 주입하여 다양한 종류의 활성종을 갖는 플라즈마 제트를 제공하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정 간격을 두고 서로 연결된 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 포함하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 제공한다. 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치는 각각, 가스 공급 튜브, 내부 전극, 유리관 및 접지 전극을 포함한다. 상기 가스 공급 튜브는 플라즈마 제트 발생에 필요한 가스를 공급한다. 상기 내부 전극은 관형으로 일측이 상기 가스가 배출되는 상기 가스 공급 튜브의 일단에 연통되게 접합되며, 상기 일측과 연결된 타측이 상기 일측에 비해 폭이 좁게 형성되어 상기 가스 공급 튜브로부터 공급되는 상기 가스를 통과시키고 고전압이 인가된다. 상기 유리관은 상기 가스 공급 튜브에서 노출된 상기 내부 전극을 둘러싸며, 상기 내부 전극의 하단보다는 아래로 연장된다. 그리고 상기 접지 전극은 상기 내부 전극의 하단보다는 아래로 연장된 상기 유리관의 외측면에 형성되며, 상기 내부 전극과의 상호작용에 의해 상기 내부 전극을 통과한 상기 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 발생시킨다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치는, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 내부 전극에 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압을 인가하는 전원 공급부를 더 포함한다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 전원 공급부는, 상용 교류 전원을 수십V의 직류 전압으로 변환하는 SMPS(Switching Mode Power Supply)와, 상기 SMPS로 입력받은 수십V의 직류 전압을 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압으로 변환하여 상기 내부 전극에 인가하는 DC-AC 인버터를 포함한다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 DC-AC 인버터에서 출력되는 교류 전압은 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 내부 전극에 각각 연결된 커패시터와 저항을 통해 인가될 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 DC-AC 인버터 하나가 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 병렬로 교류 전압을 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 DC-AC 인버터 복수개가 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 병렬 또는 직렬로 연결되어 교류 전압을 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치 중 적어도 하나에 다른 가스가 주입될 수 있다. 이때 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치 중 적어도 하나에 다른 가스가 주입되며, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 주입되는 가스의 종류 수에 대응되는 상기 복수 개의 DC-AC 인버터를 구비하며, 상기 복수 개의 DC-AC 인버터는 각각 같은 종류의 가스가 주입되는 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 연결될 수 있다.
또는 상기 DC-AC 인버터에 짝수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치가 연결되는 경우, 상기 DC-AC 인버터는 상기 짝수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 두 그룹으로 나누어 서로 반대되는 극성의 교류 전압을 인가할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 유리관의 단부는 각각 포커스 지점을 향하도록 형성될 수 있다. 이때 상기 포커스 지점은 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 중심 부분에 위치하는 유리관에서 일정 간격 이격된 지점에 위치할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 유리관의 단부를 서로 연결하며, 중심 부분의 하부에 플라즈마 제트를 배출하는 배출구가 형성된 연결관을 더 포함할 수 있다. 이때 상기 연결관은 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 유리관의 단부를 수평하게 연결하거나, 상기 배출구를 향하여 경사지게 연결될 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 가스 공급 튜브의 일단의 내측에 접합되는 접합부와, 상기 접합부와 일체로 형성되어 상기 가스 공급 튜브의 일단 외측으로 형성되며 상기 접합부의 내경보다는 폭이 좁게 형성되어 유입되는 가스를 가압 분사하는 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 연결부는 상기 접합부에 연결되어 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 제1 연결부 및 상기 제1 연결부에 연결되며 일정한 내경을 갖는 제2 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 유리관은 상기 제2 연결부의 외주면에 접합될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치에 있어서, 상기 접지 전극은 상기 내부 전극의 하단보다는 아래로 연장된 상기 유리관의 외측면에 환형으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 채널 형태로 연결함으로써, 대면적을 처리하는 용도로 사용할 수 있다.
다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치는 상용 교류 전원을 변환하여 저주파의 교류 전압, 예컨대 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압을 내부 전극에 인가함으로써, 효과적으로 플라즈마 제트 발생을 유도할 수 있다. 내부 전극에 교류 전압을 인가하는 DC-AC 인버터에 인가되는 DC 전압의 조정을 통하여 균일한 플라즈마 제트의 발생 및 플라즈마 제트의 방출량을 제어할 수 있다. 특히 교류 전압은 각 채널의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 커패시터와 저항을 통해 인가되기 때문에, 각 채널의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 플라즈마 제트 발생량을 균일하게 제어할 수 있다. 즉 커패시터와 저항은 발생되는 플라즈마 제트의 양과 급격한 전류량의 증가를 방지하는 보호 기능을 수행하기 때문이다.
두 종류 이상의 가스를 주입하여 다양한 종류의 활성종을 갖는 플라즈마 제트를 이용하여 치료나 작업을 수행할 수 있기 때문에, 한 종류의 가스를 방전시켜 발생된 플라즈마 제트를 이용하는 것에 비해서 치료나 작업 효율을 향상시킬 수 있다. 특히 본 발명에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치는 주입되는 가스의 종류에 따라 적절한 교류 전압을 인가할 수 있는 복수 개의 교류 전압 공급부를 구비하기 때문에, 주입되는 가스의 종류에 따라 적절한 교류 전압을 인가하여 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에서 각각 발생되는 플라즈마 제트의 양을 균일하게 유지할 수 있다.
그리고 각 채널의 단위 플라즈마 제트 발생 장치는 가스 공급 튜브의 말단에 깔때기 형상의 내부 전극이 설치되어 가스를 통과시키고, 내부 전극의 외곽을 둘러싸는 유리관의 외측면에 내부 전극의 하단 아래쪽으로 연장되게 접지 전극을 형성함으로써, 내부 전극과 접지 전극의 상호작용에 의해 내부 전극을 통과하는 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 원활하게 발생시킬 수 있다. 특히 접지 전극을 내부 전극의 아래에 연장되게 형성함으로써, 내부 전극 아래의 유리관에서 발생되는 플라즈마 제트를 원활하게 유리관 밖으로 배출시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 3-3선 단면도이다.
도 4는 도 3의 내부 전극의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4의 내부 전극이 가스 공급 튜브에 접합되는 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4의 내부 전극에 유리관이 접합되는 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 7은 도 4의 내부 전극에 고전압선이 연결되는 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 8은 도 4의 유리관에 접지 전극이 형성된 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 9는 유리관에 접지 전극을 형성한 실험예를 보여주는 도면이다.
도 10은 도 4의 접지 전극이 절연성 보호층에 의해 덮인 상태를 보여주는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치의 사용 상태도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
제1 실시예
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10) 및 전원 공급부(60)를 포함하여 구성된다. 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)는 서로 일정 간격을 두고 설치되어 다중 채널을 형성한다. 그리고 전원 공급부(60)는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 각각 저주파의 교류 전압을 인가한다. 이때 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)는 전원 공급부(60)로부터 인가된 저주파의 교류 전압을 이용하여 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 표면에 조사한다. 각각의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)가 채널을 형성한다.
이때 전원 공급부(60)는 인가되는 상용 교류 전원(60Hz의 100V 또는 220V)을 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압으로 변환하여 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)로 공급한다. 이와 같은 전원 공급부(60)는 SMPS(61; Switching Mode Power Supply) 및 DC-AC 인버터(63)를 구비하는 교류 전압 공급부(65)를 포함한다. SMPS(61)는 인가되는 상용 교류 전원을 수십V의 직류 전압으로 변환한다. DC-AC 인버터(63)는 SMPS(61)로 입력받은 수십V의 직류 전압을 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압으로 변환하여 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)로 인가한다. 이때 DC-AC 인버터(63)에서 출력되는 교류 전압은 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 각각 연결된 커패시터(C) 및 저항(R)을 통하여 인가된다. 이때 커패시터(C)와 저항(R)은 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에서 발생되는 플라즈마 제트의 양과 급격한 전류량의 증가를 방지하는 보호 기능을 수행한다. SMPS(61)에서 DC-AC 인버터(63)로 입력되는 DC 전압을 조정하는 방식으로 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 인가하는 교류 전압을 조정하여 플라즈마 제트의 발생량을 제어한다.
한편 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)는 3개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(30)를 포함하는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 3개 이상을 일직선상의 선형결합하거나 가로 및 세로 방향으로 면형결합할 수 있다. 면결합도 사각형 및 원형 등 다양한 형태로 구현할 수 있다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서 도 2는 도 1의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 보여주는 분해 사시도이다. 도 3은 도 2의 3-3선 단면도이다.
단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)는 가스 공급 튜브(12), 내부 전극(20), 유리관(30) 및 접지 전극(40)을 포함한다. 가스 공급 튜브(12)는 플라즈마 제트 발생에 필요한 가스를 공급한다. 내부 전극(20)은 관형으로 일측이 가스가 배출되는 가스 공급 튜브(12)의 일단에 연통되게 접합된다. 내부 전극(20)은 일측과 연결된 타측이 일측에 비해 폭이 좁게 형성되어 가스 공급 튜브(12)로부터 공급되는 가스를 통과시키고 고전압이 인가된다. 유리관(30)은 가스 공급 튜브(12)에서 노출된 내부 전극(20)을 둘러싸며, 내부 전극(20)의 하단보다는 아래로 연장되어 있다. 그리고 접지 전극(40)은 내부 전극(20)의 하단보다는 아래로 연장된 유리관(30)의 외측면에 형성되며, 내부 전극(20)과의 상호작용에 의해 내부 전극(20)을 통과한 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 발생시킨다.
가스 공급 튜브(12)는 전술된 바와 같이 플라즈마 제트 발생에 필요한 가스를 공급한다. 가스 공급 튜브(12)로는 유연성이 있는 테프론 소재의 튜브가 사용될 수 있다. 이때 도 3에서는 피복(14)이 제거된 가스 공급 튜브(12)의 말단부에 내부 전극(20)이 설치된 예를 개시하였지만, 피복(14)이 있는 가스 공급 튜브(12)의 말단부에 내부 전극(20)이 설치될 수 있다.
내부 전극(20)은 관 형상으로, 가스 공급 튜브(12)에 접합되는 부분이 유리관(30)에 삽입되는 부분에 비해서 상대적으로 큰 직경을 갖는 깔때기 형상을 갖는다. 즉 내부 전극(20)은 접합부(21) 및 연결부(23)를 포함한다. 접합부(21)는 가스 공급 튜브(12)의 일단의 내측에 접합된다. 연결부(23)는 접합부(21)와 일체로 형성되어 가스 공급 튜브(12)의 일단 외측으로 연장되어 형성되며, 접합부(21)의 내경보다는 작은 내경을 갖는다. 연결부(23)는 접합부(21)에 연결되어 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 제1 연결부(23a)와, 제1 연결부(23a)에 연결되어 아래로 연장되며 일정한 내경을 갖는 제2 연결부(23b)를 포함한다. 이때 고전압선(65)은 가스 공급 튜브(12)의 내부를 통하여 내부 전극(20)의 접합부(21)에 연결될 수도 있다. 내부 전극(20)은 전기 전도성이 양호한 금속 소재로 제조될 수 있다.
이때 접합부(21)에 비해서 연결부(23)를 상대적으로 작은 내경을 갖도록 형성하는 이유는, 접합부(21)로 공급되는 가스를 연결부(23)의 말단을 통하여 가압 분사하기 위해서이다. 즉 도 4의 (c)에 도시된 바와 같이, 내부 전극(20c)을 일정 내경을 관 형태로 형성할 경우, 접지 전극(40)이 형성된 유리관(30) 부분에서 플라즈마 제트가 발생한다. 하지만 이 경우, 가스 공급 튜브(12)에서 내부 전극(20c)으로 진입하는 가스의 유속과, 내부 전극(20c)을 통과하는 가스의 유속 간에 차이가 크지 않기 때문에, 즉 내부 전극(20c)을 통과하는 가스가 가압 분사되지 않기 때문에, 방전 전압이 높고, 플라즈마 제트가 내부 전극(20c)의 후방으로 확산되며, 장기간의 사용으로 내부 전극(20c)의 끝이 손상되는 단점이 있다. 따라서 접합부(21)에 비해서 연결부(23)를 상대적으로 작은 내경을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
한편 제1 실시예에서는 내부 전극(20)이 가스 공급 튜브(12)의 내측에 접합되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 내부 전극(20)의 접합부(21)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 가스 공급 튜브(12)의 외측에 접합될 수 있다. 즉 내부 전극(20)의 접합부(21)에 가스 공급 튜브(12)의 하단이 삽입되어 접합될 수 있다.
DC-AC 인버터(63)에서 출력되는 교류 전압을 내부 전극(20)으로 인가하는 고전압선(65)은 제1 연결부(23a)의 내측면에 연결되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 고전압선(65)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 연결부(23a)의 외측면에 연결될 수 있다.
그리고 내부 전극(20)의 말단부(25)는 일측으로 경사진 경사면으로 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 내부 전극(20a)의 말단부(25)를 평탄하게 형성할 수 있다. 또는 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 내부 전극(20b)의 말단부(25)는 양측 또는 둘레면 전체를 경사면으로 형성할 수 있다.
유리관(30)은 제2 연결부(23b)의 외주면에 접합되며, 제2 연결부(23b)의 하단부 아래로 일정 길이가 연장되어 있다. 유리관(30)과 제2 연결부(23b) 간에는 틈새가 거의 없는 경우가 방전에 유리하며, 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 굵기를 슬림하게 제작할 수 있다. 유리관(30)의 내경은 제2 연결부(23b)의 외경에 거의 동일하게 제작될 수 있다. 예컨대 유리관(30)의 내경은 수mm 내지 수cm이며, 플라즈마 제트 발생량에 따라 결정될 수 있다. 유리관(30)의 두께는 1mm이하로서, 고전압에 견디는 범위 이내에서 두께를 얇게 하는 것이 방전에 유리하다. 이때 유리관(30)에 삽입되는 내부 전극(20)의 길이는 수cm가 바람직하다. 내부 전극(20)의 끝 즉 제2 연결부(23b)의 끝에서 유리관(30) 끝 간의 거리는 수mm이다.
한편 제1 실시예에서는 유리관(30)이 내부 전극(20)의 제2 연결부(23b)에 접합되는 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 유리관(30)은 제2 연결부(23b)에서 이격되어 상단부가 제1 연결부(23a)의 외측면에 접합될 수 있다. 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 유리관(30)과 내부 전극(20) 사이에 절연층(81)이 개재될 수 있다. 또는 내부 전극의 접합부의 내측에 가스 공급 튜브의 말단이 삽입되어 접합되는 경우, 유리관은 접합부의 외측면에 접합될 수 있고, 유리관과 내부 전극 사이에 절연층이 형성될 수 있다. 아울러 유리관을 내부 전극에 접합할 때 절연성 접착제를 매개로 접합할 수 있다.
접지 전극(40)은 내부 전극(20)의 하단보다는 아래로 연장된 유리관(30)의 외측면에 환형으로 형성되며, 접지선(67)에 의해 접지된다. 접지 전극(40)은 유리관(30)의 외측면에 도전성이 양호한 금속을 코팅, 증착 또는 솔더링 방법으로 형성할 수 있다. 예컨대 접지 전극(40)은 내부 전극(30)의 하단 아래로 연장되게 수mm 내지 수cm의 폭을 갖는 환형으로 형성될 수 있다. 제1 실시예에서는 접지 전극(40)은 내부 전극(30)의 끝에서 이격된 유리관(30) 부분에 형성된 예를 개시하였다. 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 접지 전극(40)은 공통으로 접지되거나 개별적으로 접지될 수 있다. 제1 실시예에서는 공통으로 접지된 예를 개시하였다.
이때 플라즈마는 유리관(30) 내부의 내부 전극(20)에 인가되는 고전압과, 유리관(30) 외부의 접지 전극(40) 사이에 형성되는 전기장에 의해 가스 공급 튜브(12), 내부 전극(20)을 통과한 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 발생시킨다. 발생되는 플라즈마 제트는 유리관(30)의 끝으로 방출된다. 방출되는 플라즈마 제트의 길이는 내부 전극(20)에 인가되는 고전압과 가스의 유량에 따라서 조정된다. 유리관(30) 끝으로부터 방출되는 플라즈마 제트의 길이는 대개 수mm 내지 수cm이다.
이와 같이 가스 공급 튜브(12)의 말단에 깔때기 형상의 내부 전극(20)이 설치되어 가스를 통과시키고, 내부 전극(20)의 외곽을 둘러싸는 유리관(30)의 외측면에 내부 전극(20)의 하단 아래쪽으로 연장되게 접지 전극(40)을 형성함으로써, 내부 전극(20)과 접지 전극(40)의 상호작용에 의해 내부 전극(20)을 통과하는 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 원활하게 발생시킬 수 있다. 특히 접지 전극(40)을 내부 전극(20)의 아래에 형성함으로써, 내부 전극(20) 아래의 유리관(30)에서 발생되는 플라즈마 제트를 원활하게 유리관(30) 밖으로 배출시킬 수 있다.
이때 제1 실시예에서는 접지 전극(40)이 내부 전극(20)의 하단에서 이격되어 아래로 연장된 유리관(30)의 외측면에 형성된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 8의 (a)에 도시된 바와 같이 접지 전극(40)이 내부 전극(20)의 끝에서부터 유리관(30)의 끝 부분에 근접하게 넓게 형성할 수 있다. 또는 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 내부 전극(20)의 끝 부분을 포함하도록 넓게 접지 전극(40)을 형성할 수 있다.
하지만 접지 전극(40)을 도 9에 도시된 바와 같이 형성하지 않거나 형성하는 것은 바람직하지 않음을 실험을 통하여 확인하였다.
즉 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이 유리관(30) 외부에 설치된 접지 전극을 설치하지 않거나, 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이 전극(40b)을 접지시키기 않는 경우, 방전이 용이하지 않으며 플라즈마 제트의 발생을 용이하게 조정할 수 없었다. 또한 전극을 유리관의 내부에 형성하되 접지시키기 않는 경우에도, 방전이 용이하지 않으며 플라즈마 제트의 발생을 용이하게 조정할 수 없었다.
도 9의 (c)에 도시된 바와 같이 접지 전극(40c)을 유리관(30) 내부에 설치하거나, 도 9의 (d)에 도시된 바와 같이 유리관(30)의 내부와 외부가 연결되게 영문자 U자형으로 접지 전극(40d)을 형성하는 경우, 접지 전극(40c,40d)에 직접 발생된 플라즈마 제트가 노출된다. 이 경우, 발생된 플라즈마 제트는 접지 전극(40c,40d)을 통하여 전류의 형태로 흘러버리기 때문에, 플라즈마 제트가 유리관(30) 끝에서 방출되지 못한다.
그리고 유리관 대신에 실린더형의 금속 전극을 접지 전극으로 사용하는 경우에도 플라즈마 제트의 방사는 불가능함을 실험을 통하여 확인하였다. 마찬가지로 접지 전극을 내부 혹은 유리관 끝에 설치하되, 접지를 하지 않는 경우에도 유리관 끝으로 방사되는 플라즈마 제트의 발생량을 용이하게 조정할 수 없었다.
한편 상용 교류 전원을 변환하여 저주파의 교류 고전압, 예컨대 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압을 내부 전극(20)에 인가함으로써, 효과적으로 플라즈마 제트 발생을 유도할 수 있다. 내부 전극(20)에 교류 전압을 인가하는 DC-AC 인버터(63)에 인가되는 직류 전압의 조정을 통하여 균일한 플라즈마 제트의 발생 및 플라즈마 제트의 방출량을 제어할 수 있다.
여기서 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 내부 전극(20)에 각각 커패시터(C) 및 저항(R)을 연결한 이유는 다음과 같다. 만약 DC-AC 인버터에서 내부 전극으로 교류 전압을 직접 인가할 경우, 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에서 각각 발생되는 플라즈마 제트의 발생량을 균일하게 유지하기 어렵고, 근접하게 설치된 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10) 간의 간섭에 의한 불안정한 방전이 유발될 수 있다. 즉 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 내부 전극에 각각의 DC-AC 인버터를 사용하여 동일한 크기의 전압을 인가하여도 각 채널에서 불균일하게 플라즈마 제트가 방출된다. 또한, 하나의 DC-AC 인버터에 커패시터와 저항을 연결하여 각각의 내부 전극에 교류 전압을 공급하는 방식을 채용하는 경우에도 각 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 균일한 플라즈마 제트와 안정된 방전이 불가능하다.
하지만 도 1에 도시된 바와 같이, 각 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 내부 전극(20)에 동일한 용량의 커패시터(C)와 저항(R)을 연결하고, 동일한 교류 전원에 연결하는 방식을 채용함으로써, 전술된 바와 같은 문제를 해소할 수 있다. 그리고 유리관(30) 말단의 환원형 접지 전극(40)은 동일하게 접지된다. 이때 각 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 구조가 동일한 형태를 유지해야 함은 물론이고, 각 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 동일한 유속의 가스를 주입하는 것이 전제된다. 그리고 하나의 교류 전원을 사용하여 각 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 인가되는 교류 전압의 위상을 동일하게 유지하여야 한다.
내부 전극(20)과 접지 전극(40) 간에 고주파(MHz)인 RF-전원 혹은 마이크로파(GHz)-전원을 사용하는 경우 플라즈마 제트의 발생량의 조정이 용이하지 않고, 전원장치의 소형화가 불가능하므로 바람직하지 않다.
한편 도 10에 도시된 바와 같이, 접지 전극(40)을 둘러싸는 절연성 보호층(83)을 더 형성할 수 있다. 도 10의 (a)와 같이 유리관(30) 외부에 형성된 접지 전극(40)을 절연성 보호층(83)으로 도포하면, 유리관(30) 끝으로 방출되는 플라즈마 제트가 접지 전극(40)으로 직접 흘러가는 것을 방지할 수 있다. 도 10의 (b)와 같이 접지 전극(40)을 유리관(30) 내부로 연장하여 설치하는 경우는 절연성 보호층(83)을 반드시 도포하여야 플라즈마 제트의 발생량을 조절할 수 있다. 일반적으로 접지 전극(40)에 플라즈마가 직접 접촉되면, 순간적으로 플라즈마 전류의 양이 급격하게 증가하고, 플라즈마가 접지 전극으로 모두 흘러가 버리므로 플라즈마 제트의 방출이 용이하지 않다.
제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)는 하나의 교류 전압 공급부(62)가 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 병렬로 교류 전압을 인가한다. 이로 인해 교류 전압 공급부(62)는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)로 동일한 위상의 교류 전압을 인가할 수 있다.
복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에서 발생되는 각각의 플라즈마 제트가 특정 지점에 포커싱될 수 있도록, 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 유리관(30)의 단부는 각각 포커스 지점(F)을 향하도록 형성된다. 이때 포커스 지점(F)은 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 중심 부분에 위치하는 유리관(30)에서 일정 간격 이격된 지점에 위치할 수 있다. 예컨대 제1 실시예와 같이 3개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)를 포함하고, 포커스 지점(F)이 가운데 위치하는 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 유리관(30) 아래에 위치하는 경우, 가운데 위치하는 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 유리관930)은 포커스 지점(F)을 향하여 직선 형태로 형성되고, 그 외 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 유리관(30)의 단부는 포커스 지점(F)을 향하여 일정각도로 휘어져 있다.
한편 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)는 세 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10a,10b,10c)를 포함하며, 일렬로 설치된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 세 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10a,10b,10c)는 포커스 지점(F)을 중심으로 일정 반경을 갖는 원주상에 정삼각형을 이루는 지점에 설치될 수 있다. 이 경우 세 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10a,10b,10c)의 유리관(30) 단부는 모두 포커스 지점(F)을 향하여 일정각도로 휘어져 있다. 또는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치는 격자 배열된 형태로 배치될 수 있다. 또는 복수 개의 궤도 상에 각각 단위 플라즈마 제트 발생 장치들이 배치될 수 있다. 이때 궤도는 타원 또는 사각 형태일 수 있다. 예컨대 궤도가 원인 경우, 포커스 지점에 대해서 서로 다른 복수 개의 반경을 갖는 원주상에 각각 단위 플라즈마 제트 발생 장치들이 배치될 수 있다. 그 외 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 배치를 달리하게 다양한 구현할 수 있음은 물론이다.
이와 같은 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)를 이용하여 표면(S)을 처리하는 상태를 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 11에서 3개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10a,10b,10c) 중 왼쪽에 위치하는 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 제1 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10a)라 하고, 가운데 위치하는 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 제2 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10b)라 하고, 그리고 오른쪽에 위치하는 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 제2 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10c)라 한다.
도 11을 참조하면, 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 가스 공급 튜브(12)로 각각 가스를 공급되는 동시에 내부 전극(20)에 저주파의 교류 전압이 인가된다. 이때 가스가 내부 전극(20)을 따라 유입되면서 접합부(21)에서 연결부(23)로 갈수록 내경이 줄어듦에 따라 가압되어 분사된다.
다음으로 내부 전극(20)에 저주파의 교류 전압이 인가되고 접지 전극(40)이 접지되어 형성되는 전기장에 의해 내부 전극(20)의 끝단으로 분출된 가스는 방전되어 플라즈마 제트를 발생시킨다.
그리고 발생된 플라즈마 제트는 가스의 흐름에 의해 유리관(30)을 통과한 후 표면(S)으로 조사된다. 이때 플라즈마 제트에 의해 생성된 O, OH, O3 등의 화학종(chemical species)과 플라즈마 제트 내부의 이온들과 자외선이 표면(S), 예컨대 피부나 치아 표면을 치료, 살균 또는 멸균하거나, 유리 면의 세정, 금속 또는 비금속 표면을 개질할 수 있다.
이때 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 동일한 가스가 주입될 수도 있고, 적어도 하나에 다른 가스가 주입될 수 있다. 즉 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)의 대부분에는 동일한 불활성 가스가 주입되고, 적어도 하나에 산소 가스나 공기가 주입될 수 있다. 예컨대 제2 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10b)에는 산소 가스가 주입되고, 제1 및 제3 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10a,10c)에는 아르곤 가스가 주입될 수 있다.
이와 같이 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)는 두 종류 이상의 가스를 주입하여 다양한 종류의 활성종을 갖는 플라즈마 제트를 이용하여 치료나 작업을 수행할 수 있기 때문에, 한 종류의 가스를 방전시켜 발생된 플라즈마 제트를 이용하는 것에 비해서 치료나 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 실시예
한편 제1 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(100)는 하나의 교류 전압 공급부(62)가 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(10)에 병렬로 연결된 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 12에 도시된 바와 같이, 복수 개의 교류 전압 공급부(162,164)가 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110)에 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(200)를 보여주는 도면이다.
도 12를 참조하여, 제2 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(200)는 복수 개의 교류 전압 공급부(162,164)를 갖는 전원 공급부(160)를 포함한다. 교류 전압 공급부(162,164)의 수는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110)에 각각 공급되는 가스의 종류의 수에 대응될 수 있다. 즉 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110) 중 적어도 하나에 다른 종류의 가스가 주입되며, 복수 개의 교류 전압 공급부(162,164)는 각각 같은 종류의 가스가 주입되는 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 연결될 수 있다. 교류 전압 공급부에 짝수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치가 연결되는 경우, 교류 전압 공급부는 짝수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 두 그룹으로 나누어 서로 반대되는 극성의 교류 전압을 인가할 수 있다. 이때 서로 반대되는 극성의 교류 전압을 인가하는 이유는, 동일한 극성을 모든 채널에 연결하면, 각 채널의 플라즈마 발생량의 차이로 인하여 방출 플라즈마의 균일도에 차이를 유발할 수도 있기 때문이다. 따라서 서로 반대되는 극성의 전압을 교차로 인가하면, 모든 채널에서 방사되는 플라즈마 제트의 량이 동일하게 유지되어 방사량의 균일도가 증가한다.
이때 복수 개의 교류 전압 공급부(162,164)는 각각 DC-AC 인버터 및 SMPS를 포함할 수 있다. 또는 복수 개의 교류 전압 공급부(162,164)는 각각 DC-AC 인버터를 포함하고, SMPS를 공용으로 사용할 수 있다.
예컨대 제2 실시예에 따른 전원 공급부(160)는 제1 및 제3 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110a,110c)에 병렬로 연결되는 제1 교류 전압 공급부(162)와, 제2 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110b)에 직렬로 연결된 제2 교류 전압 공급부(164)를 포함한다. 제1 및 제3 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110a,110c)로는 아르곤 가스와 같은 불활성 가스가 주입되고, 제2 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110b)에는 산소 가스 또는 공기가 주입될 수 있다. 이때 제1 내지 제3 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110a,110c)에서 발생되는 플라즈마 제트의 양을 동일하게 하기 위해서, 제2 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110b)에 상대적으로 높은 교류 전압을 인가할 수 있다. 이와 같은 제1 및 제2 교류 전압 공급부(162,164)에서 서로 다른 크기의 교류 전압을 인가하는 이유는, 산소 가스의 방전 전압이 아르곤 가스의 방전 전압보다 높기 때문이다.
이와 같이 제2 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(200)는 두 종류 이상의 가스를 주입하여 다양한 종류의 활성종을 갖는 플라즈마 제트를 이용하여 치료나 작업을 수행할 수 있기 때문에, 한 종류의 가스를 방전시켜 발생된 플라즈마 제트를 이용하는 것에 비해서 치료나 작업 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 제2 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(200)는 주입되는 가스의 종류에 따라 적절한 교류 전압을 인가할 수 있는 복수 개의 교류 전압 공급부(162,164)를 구비하기 때문에, 주입되는 가스의 종류에 따라 적절한 교류 전압을 인가하여 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(110)에서 각각 발생되는 플라즈마 제트의 양을 균일하게 유지할 수 있다.
제3 및 제4 실시예
한편 제1 및 제2 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치는 유리관의 단부를 포커스 지점을 향하도록 절곡한 예를 개시하였지만 이것에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(210,310)의 유리관(230,330)의 단부를 플라즈마 제트의 배출구(251,351)를 갖는 연결관(250,350)으로 연결할 수도 있다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(300)를 보여주는 도면이다. 도 14는 본 발명의 제4 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(400)를 보여주는 도면이다.
도 13 및 도 14를 참조하면, 제3 및 제4 실시예에 따른 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치(300,400)는 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(210,310)의 유리관(230,330)의 단부가 연결관(250,350)을 매개로 서로 연결된 구조를 갖는다. 이때 연결관(250,350)은 중심 부분의 하부에 플라즈마 제트를 배출할 수 있는 배출구(251,351)가 형성되어 있다.
제3 실시예에 따른 연결관(250)은 유리관(230)의 단부를 수평하게 연결할 수 있다.
제4 실시예에 따른 연결관(350)은 유리관(330)의 단부를 배출구(351)를 향하여 경사지게 형성할 수 있다. 이때 연결관(350)의 배출구(351)는 유리관(330)의 단부 보다는 아래쪽에 위치하며, 연결관(350)은 곡선관 형태나 V자형 관 형태로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성한 이유는 유리관(330)에서 배출된 플라즈마 제트가 연결관(350)의 배출구(351)로 원활하게 배출될 수 있도록 하기 위해서이다.
한편 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(210,310)의 유리관(230,330)과 연결관(250,350)은 일체로 형성할 수 있다. 예컨대 제3 및 제4 실시예와 같이 두 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(210a,201b,310a,310b)를 포함하는 경우, 일체로 형성된 유리관(230,330)과 연결관(250,350)은 양단부를 갖는 U자형이나 V자형의 관 형태로 구현될 수 있다. 양단부는 각각 두 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(210a,201b,310a,310b)의 내부 전극(220,320)에 접합된다.
그리고 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치(210,310)의 접지 전극(240,340)은 개별적으로 접지될 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10 : 단위 플라즈마 제트 발생 장치 12 : 가스 공급 튜브
14 : 피복 20 : 내부 전극
21 : 접합부 23 : 연결부
23a : 제1 연결부 23b : 제2 연결부
30 : 유리관 40 : 접지 전극
60 : 전원 공급부 61 : SMPS
63 : DC-AC 인버터 65 : 교류 전압 공급부
100,200,300,400 : 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치
250,350 : 연결관

Claims (17)

  1. 일정 간격을 두고 서로 연결된 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 포함하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치로서,
    상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치는 각각,
    플라즈마 제트 발생에 필요한 가스를 공급하는 가스 공급 튜브;
    관형으로 일측이 상기 가스가 배출되는 상기 가스 공급 튜브의 일단에 연통되게 접합되며, 상기 일측과 연결된 타측이 상기 일측에 비해 폭이 좁게 형성되어 상기 가스 공급 튜브로부터 공급되는 상기 가스를 통과시키고 고전압이 인가되는 내부 전극;
    상기 가스 공급 튜브에서 노출된 상기 내부 전극을 둘러싸며, 상기 내부 전극의 하단보다는 아래로 연장된 유리관;
    상기 내부 전극의 하단보다는 아래로 연장된 상기 유리관의 외측면에 형성되며, 상기 내부 전극과의 상호작용에 의해 상기 내부 전극을 통과한 상기 가스를 방전시켜 플라즈마 제트를 발생시키는 접지 전극;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 내부 전극에 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압을 인가하는 전원 공급부;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전원 공급부는,
    상용 교류 전원을 수십V의 직류 전압으로 변환하는 SMPS(Switching Mode Power Supply);
    상기 SMPS로 입력받은 수십V의 직류 전압을 수십kHz 내지 수백kHz의 주파수를 갖는 수백V 내지 수kV의 교류 전압으로 변환하여 상기 내부 전극에 인가하는 DC-AC 인버터;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 DC-AC 인버터에서 출력되는 교류 전압은 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 내부 전극에 각각 연결된 커패시터와 저항을 통해 인가되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 DC-AC 인버터 하나가 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 병렬로 교류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 DC-AC 인버터 복수개가 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 병렬 또는 직렬로 연결되어 교류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치 중 적어도 하나에 다른 가스가 주입되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치 중 적어도 하나에 다른 가스가 주입되며, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 주입되는 가스의 종류 수에 대응되는 상기 복수 개의 DC-AC 인버터를 구비하며, 상기 복수 개의 DC-AC 인버터는 각각 같은 종류의 가스가 주입되는 단위 플라즈마 제트 발생 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 DC-AC 인버터에 짝수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치가 연결되는 경우, 상기 DC-AC 인버터는 상기 짝수개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치를 두 그룹으로 나누어 서로 반대되는 극성의 교류 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 유리관의 단부는 각각 포커스 지점을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 포커스 지점은 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 중심 부분에 위치하는 유리관에서 일정 간격 이격된 지점에 위치하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 유리관의 단부를 서로 연결하며, 중심 부분의 하부에 플라즈마 제트를 배출하는 배출구가 형성된 연결관;
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 연결관은 상기 복수 개의 단위 플라즈마 제트 발생 장치의 유리관의 단부를 수평하게 연결하거나, 상기 배출구를 향하여 경사지게 연결되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  14. 제1항에 있어서, 상기 내부 전극은
    상기 가스 공급 튜브의 일단의 내측에 접합되는 접합부;
    상기 접합부와 일체로 형성되어 상기 가스 공급 튜브의 일단 외측으로 형성되며, 상기 접합부의 내경보다는 폭이 좁게 형성되어 유입되는 가스를 가압 분사하는 연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 연결부는,
    상기 접합부에 연결되어 아래로 갈수록 내경이 좁아지는 제1 연결부;
    상기 제1 연결부에 연결되며 일정한 내경을 갖는 제2 연결부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 유리관은
    상기 제2 연결부의 외주면에 접합되는 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 접지 전극은
    상기 내부 전극의 하단보다는 아래로 연장된 상기 유리관의 외측면에 환형으로 형성된 것을 특징으로 하는 다중 채널 플라즈마 제트 발생 장치.
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