KR20120025196A - 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조 - Google Patents

플라즈마 토치 전극의 주입관 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 관한 것으로, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관, 상기 주입관을 내부로 삽입하는 가둠관, 상기 주입관과 가둠관 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구 및 주입관 냉각수 출구, 플라즈마 가스를 가둠관 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관과 플라즈마 가스 유도관 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구, 상기 가둠관 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관, 상기 유도코일 지지관 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일, 상기 가둠관의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구 및 가둠관 냉각수 출구로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서, 상기 가둠관에 위치되는 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면으로 형성된다. 따라서, 본 발명은 주입관 하부 끝단 형상을 나팔 모양으로 펴지는 구조로 형성하여 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되도록 하고, 냉각수가 흐르는 주입관을 3중 구조로 형성하여 냉각효율을 증대시키는 효과가 있다.

Description

플라즈마 토치 전극의 주입관 구조{Structure for injection pipe of plasma torch electrode}
본 발명은 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 관한 것으로, 더욱 세부적으로는 나노 분말을 제조하는 장치의 플라즈마 영역 내부에 벌크 분말을 분사하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 관한 것이다.
최근 들어, 크기가 작고 구형의 모양을 가진 미세 분말에 대한 수요가 증가하고 있는데, 이러한 미세 분말은 항공학, 전자공학, 정밀 전자공학, 요업 및 의학 등과 같은 여러 분야에서 광범위한 용도를 가지며 이용되고 있으며, 미세 분말이 상기와 같이 여러 분야에서 광범위하게 이용될 수 있는 이유는 미세 분말이 높은 부피당 표면적을 가지고 있기 때문으로, 이러한 미세 분말의 장점을 보다 적극적으로 이용하고자 근래에는 미세 분말의 크기를 더욱 작게 하려는 노력이 계속되고 있다.
종래의 대표적인 미세 분말 제조 기술로는 원하는 조성의 덩어리 또는 분말을 기계적으로 분쇄하는 방식이 있다.
그러나, 상기 기계적인 분쇄방식은 미세 분말의 크기를 500nm 이하로 줄이는 것은 불가능하기 때문에 기계적인 분쇄방식을 대체하여 플라즈마를 이용하여 미세 분말의 크기를 줄이는 기술이 이용되고 있다.
미세 분말을 제조하기 위한 플라즈마로서 초고온의 열 플라즈마가 주로 이용되는데, 상기 초고온의 열 플라즈마를 이용하는 경우 극히 낮은 나노 단위의 분말을 제조하는 것이 가능하며, 나노 분말을 제조하기 위한 원료 물질도 고상, 액상, 기상을 선택적으로 사용하는 것이 용이하다.
이러한 초고온 열 플라즈마를 발생시키기 위해서 플라즈마 토치, 그 중에서도 고주파 유도 결합 플라즈마 토치가 일반적으로 사용되고 있으며, 최근에는 균일한 나노 분말을 제조하기 위한 토치 전극에 많은 연구가 이루어지고 있는데, 구체적인 전극 구성요소로는 플라즈마를 균일하게 발생시키고 유지시키는 기술 및 전극의 내구성을 향상시키기 위한 기술이 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 토치 전극 구조에 따른 벌크 분말 분사 상태를 나타낸 참고도이고, 도 2는 상기 주입관(1) 하부 끝단 구조를 상세하게 나타낸 도면으로, 종래의 주입관(1)은 끝단이 원통형으로 직선화되어 있기 때문에 상기 주입관(1)을 통해 분사되는 벌크 분말(2)들은 챔버 내부에서 균일하게 분포되기 보다는 직선방향으로 집진되는 문제점이 발생되고, 냉각수 유입 및 배출 구조가 이중 구조로 되어 있는데, 이 구조는 냉각수가 주입관(1)의 외관을 통해서 내관으로 흐르게 되는데(또는 반대로 내관을 통해서 외관으로 흐름), 이와 같은 이중 구조는 주입관(1)을 효율적으로 냉각시킬 수 없는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사될 수 있도록 주입관 하부 끝단 형상을 일자형 구조가 아닌 나팔 모양으로 펴지는 구조로 형성하여 플라즈마 영역에서 분사될 때 보다 넓은 범위에서 균일하게 분포되도록 하고, 냉각수가 흐르는 기존 이중 구조의 주입관을 3중 구조로 형성하여 냉각효율을 증대시키는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적으로는 주입관 외측에 형성되는 이중 구조의 냉각수관을 수평으로 관통하도록 벌크 분말 배출홀을 형성하여, 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사될 수 있도록 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조를 제공한다.
목적을 달성하기 위한 구성으로는 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관과, 상기 주입관을 내부로 삽입하는 가둠관과, 상기 주입관과 가둠관 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구 및 주입관 냉각수 출구와, 플라즈마 가스를 가둠관 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관과 플라즈마 가스 유도관 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구와, 상기 가둠관 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관과, 상기 유도코일 지지관 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일과, 상기 가둠관의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구 및 가둠관 냉각수 출구로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서, 상기 가둠관에 위치되는 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면으로 형성된다.
목적을 달성하기 위한 다른 구성으로는 상기 가둠관에 위치되는 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면이 형성되고, 상기 경사면 끝단은 막음부재인 바닥면이 형성되며, 상기 바닥면에는 다수의 홀이 형성된다.
또한, 상기 주입관 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구가 구비된다.
목적을 달성하기 위한 또 다른 구성으로는 상기 가둠관에 위치되는 주입관 외측으로는 냉각수 유입구와 냉각수 배출구로 구비되는 2중 구조의 냉각수 이송관이 형성되고, 상기 주입관 상단부에는 벌크 분말 유입구가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구가 수직방향의 일자형으로 형성되되, 상기 주입관 하부 외측으로는 상기 냉각수 유입구와 냉각수 배출구를 관통하여 벌크 분말 유입구로부터 유입되는 벌크 분말 일부가 주입관 측면으로 배출되도록 벌크 분말 배출홀이 수평으로 형성된다.
상기한 바와 같이, 본 발명은 주입관 하부 끝단 형상을 나팔 모양으로 펴지는 구조로 형성하여 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되도록 하고, 냉각수가 흐르는 주입관을 3중 구조로 형성하여 냉각효율을 증대시켜, 주입관의 내구성을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 외측에 2중 구조를 갖는 냉각수 이송관을 형성하는 주입관 하부 수평방향으로 상기 냉각수 이송관을 관통하는 벌크 분말 배출홀을 형성하여 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되는 효과가 있다.
도 1은 종래의 플라즈마 토치 전극 구조에 따른 벌크 분말 분사 상태를 나타낸 참고도.
도 2는 종래의 플라즈마 토치 전극 구조에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제1실시 예.
도 4는 상기 도 3의 제1실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제2실시 예.
도 6은 상기 도 5의 제2실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제3실시 예.
도 8은 상기 도 7의 제3실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제1실시 예이고, 도 4는 상기 도 3의 제1실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제2실시 예이고, 도 6은 상기 도 5의 제2실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명에 따른 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제3실시 예이고, 도 8은 상기 도 7의 제3실시 예에 따른 주입관 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 도면을 참고로 구성요소를 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사되도록 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 하부 끝단 형상에 관한 것으로, 도 3과 도 4는 상기 주입관의 제1실시 예를 나타내며, 도 5와 도 6은 상기 주입관의 제2실시 예를 나타내고 있다.
도 3은 본 발명의 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제1실시 예로서, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20)과, 상기 주입관(20)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성된다.
도 4는 상기 도 3의 제1실시 예에 따른 주입관(20) 구조를 나타낸 세부적으로 나타낸 도면으로, 도 4(a)는 상기 주입관(20)의 정단면도를 도시하며, 도 4(b)는 저면도를 도시하는 것으로, 도 3의 A부분을 확대한 도 4를 참조하면, 상기 플라즈마 토치 전극의 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23)으로 형성시켜, 벌크 분말이 플라즈마 영역에서 분출시 넓은 범위에서 분사되도록 한다.
상기 주입관(20) 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(26)가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구(27)를 구비하여, 냉각효율을 증대시키도록 한다.
도 5는 본 발명의 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제2실시 예로서, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20a)과, 상기 주입관(20a)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20a)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성된다.
도 6은 상기 도 5의 제2실시 예에 따른 주입관(20a) 구조를 나타낸 세부적으로 나타낸 도면으로, 도 6(a)는 상기 주입관(20a)의 정단면도를 도시하며, 도 6(b)는 저면도를 도시하는 것으로, 도 5의 B부분을 확대한 도 6을 참조하면, 상기 플라즈마 토치 전극의 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20a) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21a)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22a)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22a) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23a)이 형성되고, 상기 경사면(23a) 끝단은 막음부재인 바닥면(24a)이 형성되며, 상기 바닥면(24a)에는 다수의 홀(25a)을 형성시켜, 벌크 분말이 플라즈마 영역에서 분출시 넓은 범위에서 분사되도록 한다.
상기 바닥면(24a)에 형성되는 홀(25a)은 유입되는 벌크 분말이 막히지 않고, 홀(25a)을 원활히 빠져나갈 수 있도록 직경 2mm ~ 3mm 크기로 가공한다.
상기 주입관(20) 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(26)가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구(27)를 구비하여, 냉각효율을 증대시키도록 한다.
도 7는 본 발명의 플라즈마 토치 전극 구조를 나타낸 제3실시 예로서, 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20b)과, 상기 주입관(20b)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20a)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성된다.
도 8은 상기 도 7의 제3실시 예에 따른 주입관(20b) 구조를 나타낸 세부적으로 나타낸 도면으로, 도 8(a)는 상기 주입관(20b)의 정단면도를 도시하며, 도 8(b)는 저면도를 도시하는 것으로, 도 7의 C부분을 확대한 도 8을 참조하면, 상기 플라즈마 토치 전극의 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20b) 외측으로는 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)로 구비되는 2중 구조의 냉각수 이송관이 형성되고, 상기 주입관(20b) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21b)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22b)가 수직방향의 일자형으로 형성되되, 상기 주입관(20b) 하부 외측으로는 상기 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)를 관통하여 벌크 분말 유입구(21b)로부터 유입되는 벌크 분말 일부가 주입관(20b) 측면으로 배출되도록 벌크 분말 배출홀(28b)이 수평으로 형성됨으로써, 벌크 분말이 플라즈마 영역에서 분출시 넓은 범위에서 분사되도록 한다.
상기 벌크 분말 배출홀(28b)은 도 8에 도시된 것과 같이, 수평방향으로 형성될 수도 있으며, 내측에서 외측방향으로 갈수록 하부로 경사진 형태로도 선택적으로 형성시켜, 수평방향으로 배출되는 벌크 분말의 배출을 원활하게 할 수 있다.
따라서, 본 발명은 주입관(20,20a) 형상을 종래의 일자형 구조가 아닌 나팔 모양으로 펴지는 구조를 가짐으로써, 벌크 분말이 상기 주입관(20,20a)을 통해 유입되어 플라즈마 영역으로 분출될 때 도 3과 도 5와 같이 보다 넓은 범위에서 분사될 수 있는 구조를 가지며, 이는 벌크 분말이 균일하게 플라즈마 영역으로 투입되도록 하여 입자 분포가 일정한 나노 분말을 형성하게 한다.
본 발명은 주입관(20,20a)의 냉각수 이동 통로를 종래의 2중 구조에서 3중 구조로 개선하여, 양쪽에서 냉각수가 유입되어 중간에 있는 관(영역)을 통해서 냉각수가 흐르게 되어 냉각효율을 증대시켜 주입관(20,20a)의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 기존과 동일한 형태인 주입관(20b) 외측의 냉각수관을 이중 구조로 형성하되, 상기 냉각수관을 수평으로 관통하는 벌크 분말 배출홀(28b)을 형성하여, 벌크 분말이 플라즈마 영역 내부로 균일하게 분사될 수 있다.
본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부된 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
10 : 캐리어 가스 투입구 20,20a : 주입관
21,21a : 벌크 분말 유입구 22,22a : 벌크 분말 배출구
23,23a : 경사면 24a : 바닥면
25a : 홀 26,26a : 냉각수 유입구
27,27a : 냉각수 배출구 28b : 벌크 분말 배출홀
30 : 가둠관 40 : 플라즈마 가스 유도관
50 : 주입관 냉각수 입구 60 : 주입관 냉각수 출구
70 : 플라즈마 가스 투입구 80 : 쉬스 가스 투입구
90 : 유도코일 지지관 100 : 유도코일
110 : 가둠관 냉각수 입구 120 : 가둠관 냉각수 출구

Claims (5)

  1. 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20)과, 상기 주입관(20)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서,
    상기 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.
  2. 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20a)과, 상기 주입관(20a)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20a)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서,
    상기 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20a) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21a)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22a)가 형성되되, 상기 벌크 분말 배출구(22a) 끝단은 외측방향으로 직경이 점점 증가되는 경사면(23a)이 형성되고, 상기 경사면(23a) 끝단은 막음부재인 바닥면(24a)이 형성되며, 상기 바닥면(24a)에는 다수의 홀(25a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 바닥면(24a)에 형성되는 홀(25a)은 유입되는 벌크 분말이 원활히 빠져나갈 수 있도록 직경 2mm ~ 3mm 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.
  4. 제 1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 주입관(20,20a) 외측으로는 3중 구조의 냉각수 이송관이 형성되되, 양측으로 냉각수가 유입되도록 냉각수 유입구(26,26a)가 구비되며, 중앙부로는 유입된 냉각수가 배출되도록 냉각수 배출구(27,27a)가 구비되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.
  5. 벌크 분말을 플라즈마 영역에 공급시키는 캐리어 가스 투입구(10)와, 플라즈마 토치 내부로 벌크 분말을 주입시키는 주입관(20b)과, 상기 주입관(20b)을 내부로 삽입하는 가둠관(30)과, 상기 주입관(20)과 가둠관(30) 사이에 구비되어 플라즈마 가스를 분포시키는 플라즈마 가스 유도관(40)과, 플라즈마 열을 냉각시키는 주입관 냉각수 입구(50) 및 주입관 냉각수 출구(60)와, 플라즈마 가스를 가둠관(30) 내부에 분사시키는 플라즈마 가스 투입구(70)와, 쉬스 가스를 공급하여 가둠관(30)과 플라즈마 가스 유도관(40) 사이에 분사시키는 쉬스 가스 투입구(80)와, 상기 가둠관(30) 외주면에 이격 설치되는 유도코일 지지관(90)과, 상기 유도코일 지지관(90) 외주면에 나선형태로 감겨져 가둠관(30) 내부에 플라즈마를 생성시키는 유도코일(100)과, 상기 가둠관(30)의 온도를 낮추도록 냉각수를 주입시키는 가둠관 냉각수 입구(110) 및 가둠관 냉각수 출구(120)로 구성되는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조에 있어서,
    상기 가둠관(30)에 위치되는 주입관(20b) 외측으로는 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)로 구비되는 2중 구조의 냉각수 이송관이 형성되고, 상기 주입관(20b) 상단부에는 벌크 분말 유입구(21b)가 형성되며, 하단부에는 벌크 분말 배출구(22b)가 수직방향의 일자형으로 형성되되, 상기 주입관(20b) 하부 외측으로는 상기 냉각수 유입구(26b)와 냉각수 배출구(27b)를 관통하여 벌크 분말 유입구(21b)로부터 유입되는 벌크 분말 일부가 주입관(20b) 측면으로 배출되도록 벌크 분말 배출홀(28b)이 수평으로 형성되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 토치 전극의 주입관 구조.
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