KR20120135976A - Steam plasma torch - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A steam plasma torch is provided to produce an optimal processing condition by using steam as necessary plasma gas for generating flame emitted from a positive electrode part. CONSTITUTION: A positive electrode part(20) comprises a first positive electrode part and a second positive electrode part. The first positive electrode part is formed at an upper side of the negative electrode part for maintaining a gap from the upper side of the negative electrode part. The second positive electrode part is formed at the upper side of the first positive electrode part to be connected to a first positive electrode part. A steam and air supply pipe(30) supply steam and air between the negative electrode part and the positive electrode part. The negative electrode part comprises a first negative electrode part, a second negative electrode part, a third negative electrode part, and a fourth negative electrode part.

Description

스팀 플라즈마토치{STEAM PLASMA TORCH}Steam Plasma Torch {STEAM PLASMA TORCH}

본 발명은 양전극부에서 발사되는 플레임을 발생시키는데 필요한 플라즈마 가스로서 스팀을 사용함에 따라 플레임에 대기오염의 한 원인인 질소산화물(NOx) 등을 포함한 2차오염원이 발생되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있음은 물론 스팀의 분해성분들이 로내 분위기 형성 및 반응에 직접 참여할 수 있기 때문에 최적의 공정조건을 확립할 수 있고, 나아가 특히 장시간의 플레임 발생에 따른 과도한 마모 등의 손상이 상기 양전극부에 발생된 경우 작업자가 손상된 상기 양전극부 전체 또는 상기 양전극부의 제 1양전극부와 제 2양전극부 중 손상된 해당부분만을 보다 용이하게 교체보수할 수 있는 스팀 플라즈마토치에 관한 것이다.The present invention can more easily prevent the generation of secondary pollution sources including nitrogen oxides (NOx), which is a cause of air pollution, by using steam as the plasma gas required to generate the flames emitted from the positive electrode portion. Of course, since the decomposition components of steam can directly participate in the formation and reaction of the atmosphere in the furnace, it is possible to establish the optimum process conditions, and furthermore, especially when damage such as excessive wear due to long flame generation occurs in the positive electrode portion. The present invention relates to a steam plasma torch in which an operator can easily replace and repair only the damaged part of the positive electrode part or the first positive electrode part and the second positive electrode part damaged.

일반적으로, 플라즈마는 본래 바다에 무한히 많이 존재하는 중수소를 이용하여 핵융합을 일으킬 목적으로 미국과 소련을 중심으로 많이 연구되어 오고 있었던 것으로, 1970년대 2차례에 걸친 에너지 파동 이후 각 분야에서 에너지 절약 방안의 하나로 전기에너지로부터 열에너지로의 전환효율이 80% 이상에 달하는 플라즈마 프로세스가 각광을 받게 되었다.In general, plasma has been studied in the United States and the Soviet Union for the purpose of nuclear fusion by using deuterium which is infinitely large in the sea. Hanaro's plasma process, which has more than 80% conversion efficiency from electric energy to thermal energy, is in the spotlight.

플라즈마는 근접된 음전극과 양전극 사이에서 고주파에 의해 발생된 전기 아크의 국부적인 고열에 의하여 가스들이 해리 및 전리되어 플라즈마 상태로 된다.The plasma is dissociated and ionized by the local high heat of the electric arc generated by the high frequency between the adjacent negative electrode and the positive electrode to be in the plasma state.

근래에는 산화, 환원(탈산) 등의 화학반응을 동반하지 않고 단지 고열만을 발생시켜서 광석 용융이나 폐기물 처리 등에 사용하기 위해 공기를 플라즈마 가스로 사용하는 예가 많이 제시되고 있다.Recently, many examples of using air as a plasma gas for use in melting ore or waste treatment by generating only high heat without accompanying chemical reactions such as oxidation and reduction (deoxidation) have been proposed.

플라즈마 발생열은 수십만도에 이르는 것도 있으나, 핵융합 목적 이외의 분야에 이용되는 것은 수천도에서 수만도 정도에 이르며, 특히 금속공업에 이용되는 플라즈마로는 5,000℃ ~ 10,000℃의 온도범위가 사용되고 있다.Plasma generated heat may reach several hundred thousand degrees, but it is used in fields other than nuclear fusion purposes in the range of thousands to tens of thousands of degrees. Especially, the plasma used in the metal industry has a temperature range of 5,000 ° C to 10,000 ° C.

이와 같이 플라즈마는 고온, 고엔탈피 특성을 가지므로 통상적으로 유해 폐기물 용융처리, 플라즈마 용사, 다이아몬드 필름 형성, 금속가공 등의 작업에 많이 이용된다.As such, since plasma has high temperature and high enthalpy properties, the plasma is commonly used for hazardous waste melting, plasma spraying, diamond film formation, and metal processing.

이러한 고온의 플라즈마 가스를 발생시키는 특성을 가지는 대표적인 장치로서, 플라즈마 아크 토치가 있다.As a representative apparatus having the characteristic of generating such a high temperature plasma gas, there is a plasma arc torch.

플라즈마 아크 토치는 음전극과 양전극을 갖고 있어 이들 음전극과 양전극 사이에서 아크열에 의해 플라즈마를 형성시키게 된다.The plasma arc torch has a negative electrode and a positive electrode to form a plasma by arc heat between these negative and positive electrodes.

구체적으로, 종래의 플라즈마 아크 토치는 통상적으로 원통형 케이스의 내부에 음전극과 양전극이 설치된다.Specifically, the conventional plasma arc torch is typically provided with a negative electrode and a positive electrode inside the cylindrical case.

음전극은 상기 케이스 내부의 일단에 설치되며, 양전극은 원통형상을 가지고 상기 케이스 내부의 타단에 설치된다.The negative electrode is installed at one end inside the case, the positive electrode has a cylindrical shape and is installed at the other end inside the case.

양전극은 노즐의 역할도 겸하게 되는데, 이때에는 상기 케이스의 바깥쪽, 즉 플라즈마 토출단까지 연장되어 설치된다.The positive electrode also serves as a nozzle. In this case, the positive electrode extends to the outside of the case, that is, to the plasma discharge end.

또한, 상기 음전극과 양전극 사이에는 초기방전을 일으키는 중간전극이 설치되어 있는 경우도 있으며, 음전극과 중간전극은 절연체로 절연되어 있다.In addition, an intermediate electrode for initial discharge may be provided between the negative electrode and the positive electrode, and the negative electrode and the intermediate electrode are insulated with an insulator.

플라즈마 공정에서는 반응에 참여하는 모든상들의 변화가 정확하게 예측되어야 하므로 공정분위기를 정확하게 조절할 필요가 있다.In the plasma process, it is necessary to accurately control the process atmosphere since the change of all phases participating in the reaction must be accurately predicted.

플라즈마 기술에 사용되는 가스들은 불활성인 기체들이 대부분이다.The gases used in plasma technology are mostly inert gases.

따라서, 이 기체들은 공정분위기를 화학적으로 중성으로 한다.Therefore, these gases make the process atmosphere chemically neutral.

그러나, 때로는 산화, 환원, 질화, 염화반응을 일으키기 위해 분위기를 부분적으로 또는 전체적으로 조절할 수 있는 경우도 있게 된다.However, sometimes the atmosphere can be partially or wholly controlled to cause oxidation, reduction, nitriding and chloride reactions.

플라즈마 가스로는 아르곤, 수소, 산소, 질소 및 공기들이 사용되며, 각 가스마다 특성이 있다.Argon, hydrogen, oxygen, nitrogen and air are used as the plasma gas, and each gas has characteristics.

아르곤은 아크 방전을 안정화하는데 사용되며, 처리물을 가열하는데 열전달매체로도 사용된다.Argon is used to stabilize the arc discharge and is also used as a heat transfer medium to heat the treatment.

또한, 분해 후에도 처리용기내에서 열전달매체로도 사용된다.It is also used as a heat transfer medium in a processing vessel even after decomposition.

수소는 환원이나 탈산을 목적으로 사용된다.Hydrogen is used for the purpose of reduction or deoxidation.

질소는 비교적 값이 싸고 일부 대상물질에 대해서는 강도와 내식성을 증대시키는 효과가 있다.Nitrogen is relatively inexpensive and has the effect of increasing strength and corrosion resistance for some target materials.

산소는 He, Ne, Ar 등을 제외하고는 모든 원소들과 반응을 할 수 있으므로 모든 온도범위에서 화합물을 생성할 수 있다.Oxygen can react with all elements except He, Ne, Ar, etc., and thus can produce compounds in all temperature ranges.

공기는 양이 아주 풍부하고 값이 싸다는 장점이 있으며, 매체에 대한 특별한 요구조건이 없으면서 처리물과 화학반응이 중요하지 않은 경우에 이용할 수 있다.Air has the advantage of being very rich in quantity and inexpensive, and can be used where treatment and chemical reactions are not important, without special requirements for the medium.

따라서, 공기는 용융이나 폐기물 처리용으로 많이 적용되는 플라즈마 가스이다.Therefore, air is a plasma gas that is widely applied for melting or waste treatment.

그러나, 공기성분에는 질소가 21%정도 존재하므로 아크가 만들어내는 고온에서 질소산화물(NOx)가 수만 ppm정도로 발생할 수 있음으로, 대기오염의 한 원인이 되기도 하여 이에 대한 개선책이 시급한 실정이다.However, since nitrogen is present in the air component of about 21%, nitrogen oxides (NOx) may be generated in the order of tens of thousands of ppm at the high temperature generated by the arc.

이에 비해, 플라즈마 가스로 스팀을 사용할 경우 스팀의 성분이 물(H2O)임으로 분해시 수소와 산소 성분으로 분해가 되어 2차오염원이 되지 않으며, 이 성분들이 로내 부위기 조정이나 반응에 직접 참여할 수 있는 장점이 있다.In comparison, when steam is used as a plasma gas, the steam is water (H 2 O), so when it is decomposed into hydrogen and oxygen, it is not a secondary source of pollution. There are advantages to it.

본 발명자는 양전극부에서 발사되는 플레임을 발생시키는데 필요한 플라즈마 가스로서 스팀을 사용함에 따라 플레임에 대기오염의 한 원인인 질소산화물(NOx) 등을 포함한 2차오염원이 발생되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있음은 물론 스팀의 분해성분들이 로내 분위기 형성 및 반응에 직접 참여할 수 있기 때문에 최적의 공정조건을 확립할 수 있고, 나아가 특히 장시간의 플레임 발생에 따른 과도한 마모 등의 손상이 상기 양전극부에 발생된 경우 작업자가 손상된 상기 양전극부 전체 또는 상기 양전극부의 제 1양전극부와 제 2양전극부 중 손상된 해당부분만을 보다 용이하게 교체보수할 수 있는 스팀 플라즈마토치를 제안하고자 한다.The present inventors can more easily prevent the generation of secondary pollutants, including nitrogen oxides (NOx), which are a cause of air pollution, by using steam as the plasma gas necessary to generate the flames emitted from the positive electrode portion. Of course, since the decomposition components of steam can directly participate in the formation and reaction of the atmosphere in the furnace, it is possible to establish the optimum process conditions, and furthermore, especially when damage such as excessive wear due to long flame generation occurs in the positive electrode portion. The present invention proposes a steam plasma torch which can easily replace and repair only the damaged part of the positive electrode part or the damaged part of the first positive electrode part and the second positive electrode part.

본 발명은 양전극부에서 발사되는 플레임을 발생시키는데 필요한 플라즈마 가스로서 스팀을 사용함에 따라 플레임에 대기오염의 한 원인인 질소산화물(NOx) 등을 포함한 2차오염원이 발생되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있음은 물론 스팀의 분해성분들이 로내 분위기 형성 및 반응에 직접 참여할 수 있기 때문에 최적의 공정조건을 확립할 수 있고, 나아가 특히 장시간의 플레임 발생에 따른 과도한 마모 등의 손상이 상기 양전극부에 발생된 경우 작업자가 손상된 상기 양전극부 전체 또는 상기 양전극부의 제 1양전극부와 제 2양전극부 중 손상된 해당부분만을 보다 용이하게 교체보수할 수 있는 스팀 플라즈마토치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention can more easily prevent the generation of secondary pollution sources including nitrogen oxides (NOx), which is a cause of air pollution, by using steam as the plasma gas required to generate the flames emitted from the positive electrode portion. Of course, since the decomposition components of steam can directly participate in the formation and reaction of the atmosphere in the furnace, it is possible to establish the optimum process conditions, and furthermore, especially when damage such as excessive wear due to long flame generation occurs in the positive electrode portion. It is an object of the present invention to provide a steam plasma torch that can easily replace and repair only the damaged part of the entire positive electrode part or the first positive electrode part and the second positive electrode part damaged by the worker.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 음전극부와; 상기 음전극부의 상측과 간극이 유지되도록 상기 음전극부의 상부방향에 구비되는 제 1양전극부와, 상기 제 1양전극부와 연통되도록 상기 제 1양전극부의 상측에 구비되는 제 2양전극부로 구성되는 양전극부와; 상기 음전극부와 상기 양전극부 사이로 스팀과 공기를 공급하는 스팀 및 공기공급관;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치를 제공한다.
The present invention for achieving the above object is a negative electrode unit; A positive electrode portion including a first positive electrode portion provided in an upper direction of the negative electrode portion so as to maintain a gap with an upper side of the negative electrode portion, and a second positive electrode portion provided on an upper side of the first positive electrode portion to communicate with the first positive electrode portion; It provides a steam plasma torch comprising a; and a steam and air supply pipe for supplying steam and air between the negative electrode portion and the positive electrode portion.

여기서, 상기 음전극부는 상기 양전극부의 하측에 상측이 체결부재에 의해 분리가능하게 체결되는 제 1음전극부와; 상기 제 1음전극부의 하측에 상측이 상기 체결부재에 의해 분리가능하게 체결되는 제 2음전극부와; 상기 제 2음전극부의 하측에 상측이 상기 체결부재에 의해 분리가능하게 체결되는 제 3음전극부;와; 상기 제 1, 2, 3음전극부내에 수용되고, 하측이 상기 체결부재에 의해 상기 제 3음전극부의 하측에 분리가능하게 체결되는 제 4음전극부;를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
Here, the negative electrode portion and the first negative electrode portion is coupled to the lower side of the positive electrode portion detachably by a fastening member; A second negative electrode part having an upper side detachably fastened by the fastening member to a lower side of the first negative electrode part; A third negative electrode part having an upper side detachably fastened by the fastening member to a lower side of the second negative electrode part; And a fourth negative electrode part accommodated in the first, second and third negative electrode parts, the lower side being detachably fastened to the lower side of the third negative electrode part by the fastening member.

그리고, 상기 제 1음전극부의 일측에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관이 구비되고, 상기 제 4음전극부의 내부에 상기 냉각수 유입관으로 유입된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구가 형성되며, 상기 제 1음전극부의 내부에 상기 냉각수 유입관의 내부로 유입된 냉각수를 상기 냉각수 배출구로 안내하는 냉각수 안내로가 형성되는 것이 바람직하다.
In addition, a coolant inlet tube having a coolant introduced therein is provided at one side of the first negative electrode unit, and a coolant outlet for discharging the coolant introduced into the coolant inlet tube is formed inside the fourth negative electrode unit, and inside the first negative electrode unit. It is preferable that a coolant guide path for guiding the coolant introduced into the coolant inlet pipe to the coolant outlet.

나아가, 상기 제 1음전극부의 상측 중간에 중간전극이 구비되고, 상기 중간전극의 하측과 간극이 유지되도록 상기 중간전극의 하부방향에 위치한 상태로 상기 제 4음전극부의 상측에 음전극이 구비되는 것이 바람직하다.
Further, it is preferable that an intermediate electrode is provided in the middle of the upper side of the first negative electrode part, and a negative electrode is provided in the upper side of the fourth negative electrode part in a state of being located in the lower direction of the intermediate electrode so as to maintain a gap with the lower side of the intermediate electrode. .

그리고, 상기 음전극의 중심부에 텅스텐을 포함한 고융점합금이 구비되는 것이 바람직하다.
The high melting point alloy including tungsten is preferably provided at the center of the negative electrode.

더불어, 상기 제 2음전극부의 일측에 아르곤 가스가 유입되는 아르곤 가스 유입관이 구비되고, 상기 제 1음전극부의 내부에 상기 아르곤 가스 유입관의 내부로 유입된 아르곤 가스를 상기 중간전극의 하측과 음전극의 상측 사이에 형성된 상기 간극으로 안내하는 아르곤 가스 안내로가 형성되는 것이 바람직하다.
In addition, an argon gas inflow pipe through which argon gas flows is provided at one side of the second negative electrode part, and the argon gas introduced into the argon gas inflow pipe inside the first negative electrode part is disposed on the lower side of the intermediate electrode and the negative electrode. It is preferable that an argon gas guide path leading to the gap formed between the upper sides is formed.

아울러, 상기 양전극부를 내부에 수용하는 관체가 구비되고, 상기 관체의 일측에 상기 관체의 내부로 냉각수를 유입시키는 냉각수 유입관이 구비되고, 상기 관체의 타측에 상기 냉각수 유입관으로 유입된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출관이 구비되며, 상기 관체의 내부에 상기 냉각수 유입관으로 유입된 냉각수를 상기 냉각수 배출관으로 안내하는 냉각수 안내로가 형성되는 것이 바람직하다.
In addition, a pipe body is provided to accommodate the positive electrode portion therein, a coolant inlet pipe is provided on one side of the pipe body to introduce the coolant into the inside of the pipe body, and discharges the coolant introduced into the coolant inlet pipe to the other side of the pipe body. Cooling water discharge pipe is provided, it is preferable that a cooling water guide path for guiding the cooling water introduced into the cooling water inlet pipe to the cooling water discharge pipe inside the pipe body.

그리고, 상기 양전극부의 외주면에 일정간격으로 홈이 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that grooves are formed at a predetermined interval on the outer circumferential surface of the positive electrode portion.

본 발명은 양전극부에서 발사되는 플레임을 발생시키는데 필요한 플라즈마 가스로서 스팀을 사용함에 따라 플레임에 대기오염의 한 원인인 질소산화물(NOx) 등을 포함한 2차오염원이 발생되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있음은 물론 스팀의 분해성분들이 로내 분위기 형성 및 반응에 직접 참여할 수 있기 때문에 최적의 공정조건을 확립할 수 있고, 나아가 특히 장시간의 플레임 발생에 따른 과도한 마모 등의 손상이 상기 양전극부에 발생된 경우 작업자가 손상된 상기 양전극부 전체 또는 상기 양전극부의 제 1양전극부와 제 2양전극부 중 손상된 해당부분만을 보다 용이하게 교체보수할 수 있는 효과가 있다.The present invention can more easily prevent the generation of secondary pollution sources including nitrogen oxides (NOx), which is a cause of air pollution, by using steam as the plasma gas required to generate the flames emitted from the positive electrode portion. Of course, since the decomposition components of steam can directly participate in the formation and reaction of the atmosphere in the furnace, it is possible to establish the optimum process conditions, and furthermore, especially when damage such as excessive wear due to long flame generation occurs in the positive electrode portion. There is an effect that the operator can more easily replace and repair only the damaged portions of the entire positive electrode portion or the first positive electrode portion and the second positive electrode portion of the positive electrode portion.

도 1은 본 발명의 일실시예인 스팀 플라즈마토치를 개략적으로 나타내는 단면도이고,
도 2는 음전극부를 확대한 일부확대단면도이고,
도 3은 도 2의 A - A선에 따른 일부확대단면도이고,
도 4는 제 1음전극부의 일측에 구비된 냉각수 유입관으로 유입된 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이고,
도 5는 제 2음전극부의 일측에 구비된 아르곤 가스 유입관으로 유입된 아르곤 가스의 흐름을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이고,
도 6은 양전극부를 확대한 일부확대단면도이고,
도 7은 관체의 일측에 구비된 냉각수 유입관으로 유입된 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a steam plasma torch which is an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged partial cross-sectional view of the negative electrode portion,
3 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
4 is a partially enlarged cross-sectional view schematically illustrating the flow of the coolant introduced into the coolant inlet tube provided at one side of the first negative electrode unit;
FIG. 5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically illustrating a flow of argon gas introduced into an argon gas inlet pipe provided on one side of a second negative electrode part;
6 is an enlarged partial cross-sectional view of the positive electrode unit;
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view schematically illustrating a flow of coolant introduced into a coolant inlet pipe provided on one side of a pipe.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the technical scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예인 스팀 플라즈마토치를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
1 is a cross-sectional view schematically showing a steam plasma torch which is an embodiment of the present invention.

본 발명의 일실시예인 스팀 플라즈마토치는 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 음전극부(10), 양전극부(20) 및 스팀 및 공기공급관(30)을 포함하여 이루어진다.
As shown in FIG. 1, a steam plasma torch, which is an embodiment of the present invention, includes a negative electrode part 10, a positive electrode part 20, and a steam and air supply pipe 30.

도 2는 음전극부(10)를 확대한 일부확대단면도이고, 도 3은 도 2의 A - A선에 따른 일부확대단면도이고, 도 4는 제 1음전극부(100)의 일측에 구비된 냉각수 유입관(180)으로 유입된 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.
FIG. 2 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating the enlarged negative electrode part 10, FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 2, and FIG. 4 is a coolant inlet provided at one side of the first negative electrode part 100. Partial enlarged cross-sectional view schematically showing the flow of the coolant flowed into the pipe (180).

먼저, 상기 음전극부(10)의 보수점검 및 상기 음전극부(10)에 마모 등의 손상이 발생되었을 시 손상된 상기 음전극부(10) 전체 또는 손상된 해당부위만의 교체보수의 용이성을 위해,First, in order to facilitate maintenance of the negative electrode unit 10 and replacement and repair of only the negative electrode unit 10 or the corresponding damaged part when damage such as wear occurs in the negative electrode unit 10,

상기 음전극부(10)는 도 2에서 보는 바와 같이 크게, 제 1음전극부(100), 제 2음전극부(110), 제 3음전극부(120) 및 제 4음전극부(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.As shown in FIG. 2, the negative electrode unit 10 includes a first negative electrode unit 100, a second negative electrode unit 110, a third negative electrode unit 120, and a fourth negative electrode unit 130. Can be.

상기 제 1음전극부(100)는 상기 양전극부(20)의 하측에 상측이 체결부재(40)에 의해 분리가능하게 체결될 수 있다.The first negative electrode unit 100 may be detachably fastened by an upper fastening member 40 to the lower side of the positive electrode unit 20.

상기 제 2음전극부(110)의 상측은 상기 제 1음전극부(100)의 하측 내부에 수용된 상태로 상기 체결부재(40)에 의해 분리가능하게 체결될 수 있다.The upper side of the second negative electrode unit 110 may be detachably fastened by the fastening member 40 in a state accommodated inside the lower side of the first negative electrode unit 100.

상기 제 3음전극부(120)의 상측은 상기 제 2음전극부(110)의 하측 내부에 수용된 상태로 상기 체결부재(40)에 의해 분리가능하게 체결될 수 있다.The upper side of the third negative electrode unit 120 may be detachably fastened by the fastening member 40 in a state accommodated inside the lower side of the second negative electrode unit 110.

상기 제 4음전극부(130)는 상기 제 1, 2, 3음전극부(100, 110, 120)내에 수직으로 수용될 수 있다.The fourth negative electrode unit 130 may be vertically accommodated in the first, second and third negative electrode units 100, 110, and 120.

상기 제 4음전극부(130)의 하측은 상기 체결부재(40)에 의해 상기 제 3음전극부(120)의 하측에 분리가능하게 체결될 수 있다.The lower side of the fourth negative electrode unit 130 may be detachably fastened to the lower side of the third negative electrode unit 120 by the fastening member 40.

상기 제 1음전극부(100)의 상측 외주면, 상기 제 2음전극부(110)의 상측 외주면, 상기 제 3음전극부(120)의 상측 외주면 및 상기 제 4음전극부(130)의 하측 외주면에는 각각 '┓'형상의 단차홈(170)이 형성될 수 있다.The upper outer circumferential surface of the first negative electrode unit 100, the upper outer circumferential surface of the second negative electrode unit 110, the upper outer circumferential surface of the third negative electrode unit 120, and the lower outer circumferential surface of the fourth negative electrode unit 130 are each '. A stepped groove 170 of a '' shape may be formed.

상기 단차홈(170)은 제 1단차홈(171), 제 2단차홈(172), 제 3단차홈(173) 및 제 4단차홈(174)으로 이루어질 수 있다.The stepped groove 170 may include a first stepped groove 171, a second stepped groove 172, a third stepped groove 173, and a fourth stepped groove 174.

상기 제 1단차홈(171)은 상기 제 1음전극부(100)의 상측 외주면에서 상기 제 1음전극부(100)의 내측으로 일정깊이 함몰형성될 수 있다.The first stepped groove 171 may be formed to have a predetermined depth recessed inwardly of the first negative electrode part 100 on the upper outer circumferential surface of the first negative electrode part 100.

상기 제 2단차홈(172)은 상기 제 2음전극부(110)의 상측 외주면에서 상기 제 2음전극부(110)의 내측으로 일정깊이 함몰형성될 수 있다.The second stepped groove 172 may be recessed in a predetermined depth into the second negative electrode part 110 on the upper outer circumferential surface of the second negative electrode part 110.

상기 제 3단차홈(173)은 상기 제 3음전극부(120)의 상측 외주면에서 상기 제 3음전극부(120)의 내측으로 일정깊이 함몰형성될 수 있다.The third stepped groove 173 may be formed to have a predetermined depth recessed into the third negative electrode part 120 on the upper outer circumferential surface of the third negative electrode part 120.

상기 제 4단차홈(174)은 상기 제 4음전극부(130)의 하측 외주면에서 상기 제 4음전극부(130)의 내측으로 일정깊이 함몰형성될 수 있다.The fourth stepped groove 174 may be formed to have a predetermined depth recessed into the fourth negative electrode part 130 on the lower outer circumferential surface of the fourth negative electrode part 130.

상기 체결부재(40)는 환형의 수평판(40a)과 환형의 수직벽(40b)으로 구성될 수 있다.The fastening member 40 may be composed of an annular horizontal plate 40a and an annular vertical wall 40b.

환형의 상기 수직벽(40b)은 환형의 상기 수평판(40a)의 상부면 가장자리에 일체형성될 수 있다.The annular vertical wall 40b may be integrally formed at the edge of the top surface of the annular horizontal plate 40a.

환형의 상기 수평판(40a)과 환형의 상기 수직벽(40b)으로 구성되는 상기 체결부재(40)는 각각 제 1체결부재(410), 제 2체결부재(420), 제 3체결부재(430) 및 제 4체결부재(440)로 이루어질 수 있다.The fastening member 40 including the annular horizontal plate 40a and the annular vertical wall 40b has a first fastening member 410, a second fastening member 420, and a third fastening member 430, respectively. ) And the fourth fastening member 440.

상기 제 1체결부재(410)의 상기 수평판(40a)은 상기 제 1단차홈(171)내에 수용될 수 있다.The horizontal plate 40a of the first fastening member 410 may be accommodated in the first step groove 171.

상기 제 1체결부재(410)의 상기 수직벽(40b)의 내주면은 상기 양전극부(20)를 내부에 수용하는 후술할 관체(90)의 하측 외주면에 나사결합될 수 있다.An inner circumferential surface of the vertical wall 40b of the first fastening member 410 may be screwed to a lower outer circumferential surface of the tubular body 90 to be described later to accommodate the positive electrode portion 20 therein.

상기 제 2체결부재(420)의 상기 수평판(40a)은 상기 제 2단차홈(172)내에 수용될 수 있다.The horizontal plate 40a of the second fastening member 420 may be accommodated in the second stepped groove 172.

상기 제 2체결부재(420)의 상기 수직벽(40b)의 내주면은 상기 제 1음전극부(100)의 하측 외주면에 나사결합될 수 있다.An inner circumferential surface of the vertical wall 40b of the second fastening member 420 may be screwed to a lower outer circumferential surface of the first negative electrode part 100.

상기 제 3체결부재(430)의 상기 수평판(40a)은 상기 제 3단차홈(173)내에 수용될 수 있다.The horizontal plate 40a of the third fastening member 430 may be accommodated in the third step groove 173.

상기 제 3체결부재(430)의 상기 수직벽(40b)의 내주면은 상기 제 2음전극부(110)의 하측 외주면에 나사결합될 수 있다.An inner circumferential surface of the vertical wall 40b of the third fastening member 430 may be screwed to a lower outer circumferential surface of the second negative electrode unit 110.

상기 제 4체결부재(440)의 상기 수평판(40a)은 상기 제 4단차홈(174)내에 수용될 수 있다.The horizontal plate 40a of the fourth fastening member 440 may be accommodated in the fourth step groove 174.

상기 제 4체결부재(440)의 상기 수직벽(40b)의 내주면은 상기 제 3음전극부(120)의 하측 외주면에 나사결합될 수 있다.An inner circumferential surface of the vertical wall 40b of the fourth fastening member 440 may be screwed to a lower outer circumferential surface of the third negative electrode part 120.

다음으로, 상기 양전극부(20)에서 플레임이 발사되는 과정 중에 상기 음전극부(10)를 냉각시키기 위해,Next, in order to cool the negative electrode unit 10 while the flame is fired from the positive electrode unit 20,

도 2에서 보는 바와 같이 상기 제 1음전극부(100)의 일측에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관(180)이 구비되고, 상기 제 4음전극부(130)의 내부에 상기 냉각수 유입관(180)으로 유입된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구(50)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 2, a coolant inlet tube 180 through which coolant is introduced is provided at one side of the first negative electrode unit 100, and the coolant inlet tube 180 is disposed inside the fourth negative electrode unit 130. Cooling water outlet 50 for discharging the introduced cooling water may be formed.

상기 냉각수 유입관(180)은 관상의 호스 또는 관상의 파이프 등을 포함한 공급라인(41)을 통해 공지된 냉각수 공급부(미도시)와 연결될 수 있다.The cooling water inlet pipe 180 may be connected to a known cooling water supply unit (not shown) through a supply line 41 including a tubular hose or a tubular pipe.

상기 제 4음전극부(130)는 하측음전극부(131)와 상측음전극부(132)로 구성될 수 있다.The fourth negative electrode unit 130 may include a lower negative electrode unit 131 and an upper negative electrode unit 132.

상기 하측음전극부(131)는 상기 제 2, 3음전극부(110, 120)내에 수직으로 수용될 수 있다.The lower negative electrode unit 131 may be vertically accommodated in the second and third negative electrode units 110 and 120.

상기 상측음전극부(132)의 하단부는 상기 하측음전극부(131)의 상측 내부에 수용된 상태로 상기 제 1음전극부(100)내에 수직으로 수용될 수 있다.The lower end of the upper negative electrode unit 132 may be vertically accommodated in the first negative electrode unit 100 in a state accommodated inside the upper side of the lower negative electrode unit 131.

상기 냉각수 배출구(50)는 하측 냉각수 배출구(510)와 상측 냉각수 배출구(520)로 이루어질 수 있다.The cooling water outlet 50 may include a lower cooling water outlet 510 and an upper cooling water outlet 520.

상기 하측 냉각수 배출구(510)는 상기 하측음전극부(131)의 내부에 형성될 수 있다.The lower cooling water outlet 510 may be formed in the lower negative electrode unit 131.

상기 상측 냉각수 배출구(520)는 상기 하측 냉각수 배출구(510)와 연통되도록 상기 상측음전극부(132)의 내부에 형성될 수 있다.The upper coolant outlet 520 may be formed in the upper negative electrode unit 132 to communicate with the lower coolant outlet 510.

상기 제 1음전극부(100)의 내부에는 상기 냉각수 유입관(180)의 내부로 유입된 냉각수를 상기 냉각수 배출구(50)로 안내하는 냉각수 안내로(60)가 형성될 수 있다.A cooling water guide path 60 may be formed inside the first negative electrode part 100 to guide the cooling water introduced into the cooling water inlet pipe 180 to the cooling water discharge port 50.

도 4에서 보는 바와 같이 상기 제 1음전극부(100)의 내부에는 상기 냉각수 안내로(60)를 형성하기 위한 보조관체(61)가 구비될 수 있다.As shown in FIG. 4, an auxiliary pipe 61 for forming the coolant guide path 60 may be provided inside the first negative electrode part 100.

상기 보조관체(61)는 제 1보조관체(611)와 제 2보조관체(612) 및 제 3보조관체(613)로 구성될 수 있다.The auxiliary pipe 61 may be composed of a first auxiliary pipe 611, a second auxiliary pipe 612 and a third auxiliary pipe 613.

상기 제 1보조관체(611)의 내부에는 상기 상측음전극부(132)가 수용될 수 있다.The upper negative electrode part 132 may be accommodated in the first auxiliary tube 611.

상기 제 1보조관체(611)의 내부 하측에는 상기 하측음전극부(131)의 상측이 수용될 수 있다.An upper side of the lower negative electrode unit 131 may be accommodated in an inner lower side of the first auxiliary tube 611.

상기 제 1보조관체(611)의 중간부 일측과 중간부 타측에 관통구(611a)가 형성될 수 있다.A through hole 611a may be formed at one side of the middle portion and the other side of the middle portion of the first auxiliary tube 611.

상기 제 2보조관체(612)의 내부에는 상기 제 1보조관체(611)가 수용될 수 있다.The first auxiliary body 611 may be accommodated in the second auxiliary body 612.

상기 제 2보조관체(612)의 일측과 타측에는 상기 제 1보조관체(611)의 관통구(611a)와 연통되는 관통구(612a)가 형성될 수 있다.One side and the other side of the second auxiliary pipe 612 may be formed with a through hole 612a in communication with the through hole 611a of the first auxiliary pipe 611.

상기 관통구(612a)는 상단부에서 하단부로 갈수록 상기 제 1보조관체(611)의 관통구(611a)방향으로 하향경사질 수 있다.The through hole 612a may be inclined downward toward the through hole 611a of the first auxiliary pipe body 611 from the upper end to the lower end.

상기 제 3보조관체(613)의 내부에는 상기 제 2보조관체(612)가 수용될 수 있다.The second auxiliary pipe 612 may be accommodated in the third auxiliary pipe 613.

상기 냉각수 안내로(60)는 제 1냉각수 안내로(610), 제 2냉각수 안내로(620) 및 제 3냉각수 안내로(630)로 이루어질 수 있다.The coolant guide path 60 may include a first coolant guide path 610, a second coolant guide path 620, and a third coolant guide path 630.

상기 제 1냉각수 안내로(610)는 상기 냉각수 배출구(50)와 연통되도록 상기 상측음전극부(132)와 상기 제 1보조관체(611) 사이에 형성될 수 있다.The first coolant guide path 610 may be formed between the upper negative electrode part 132 and the first auxiliary pipe 611 to communicate with the coolant outlet 50.

상기 제 2냉각수 안내로(620)는 상기 제 2보조관체(612)와 상기 제 3보조관체(613) 사이에 형성될 수 있다.The second coolant guide path 620 may be formed between the second auxiliary pipe 612 and the third auxiliary pipe 613.

상기 제 3냉각수 안내로(630)는 상기 제 2냉각수 안내로(620)와 연통되도록 상기 제 3보조관체(613)와 상기 제 1음전극부(100) 사이에 형성될 수 있다.The third coolant guide path 630 may be formed between the third auxiliary pipe 613 and the first negative electrode part 100 to communicate with the second coolant guide path 620.

상기 냉각수 공급부(미도시)가 상기 공급라인(41)을 통해 상기 냉각수 유입관(180)내로 유입시킨 냉각수는 도 4에서 보는 바와 같이 상기 제 3냉각수 안내로(630) → 상기 제 2냉각수 안내로(620) → 상기 제 2보조관체(612)의 관통구(612a) → 상기 제 1보조관체(611)의 관통구(611a) → 상기 제 1냉각수 안내로(610) → 상기 냉각수 배출구(50)를 각각 순차적으로 통과하여 상기 음전극부(10)의 외부로 열교환된 상태로 배출될 수 있다.As the cooling water supply unit (not shown) introduced into the cooling water inlet pipe 180 through the supply line 41 is shown in FIG. 4, the third cooling water guide path 630 → the second cooling water guide path. 620 → a through hole 612a of the second auxiliary pipe 612 → a through hole 611a of the first auxiliary pipe 611 → the first coolant guide path 610 → the cooling water discharge port 50 Pass through each of them sequentially may be discharged to the heat exchange state to the outside of the negative electrode portion (10).

다음으로, 도 2에서 보는 바와 같이 중간전극(140)과 음전극(150)이 구비될 수 있다.Next, as shown in FIG. 2, an intermediate electrode 140 and a negative electrode 150 may be provided.

상기 중간전극(140)은 상기 제 1음전극부(100)의 상측 중간에 구비될 수 있다.The intermediate electrode 140 may be provided in the middle of the upper side of the first negative electrode unit 100.

상기 중간전극(140)의 하측과 간극(G2)이 유지되도록 상기 중간전극(140)의 하부방향에 위치한 상태로 상기 제 4음전극부(130)의 상측음전극부(132)의 상측에는 음전극(150)이 구비될 수 있다.A negative electrode is formed on the upper side of the upper negative electrode unit 132 of the fourth negative electrode unit 130 in a state in which the lower side of the intermediate electrode 140 and the gap G 2 are maintained in a lower direction of the intermediate electrode 140. 150 may be provided.

상기 중간전극(140)의 내부에는 상기 양전극부(20)의 후술할 제 1양전극부(210)의 하측과 상기 제 1음전극부(100)의 상측 사이에 형성되는 간극(G1) 및 상기 중간전극(140)의 하측과 상기 음전극(150)의 상측 사이에 형성되는 간극(G2)과 연통되는 관통구(141)가 형성될 수 있다.The gap G 1 and the middle formed between the lower side of the first positive electrode unit 210 and the upper side of the first negative electrode unit 100, which will be described later, on the inside of the intermediate electrode 140. A through hole 141 communicating with the gap G 2 formed between the lower side of the electrode 140 and the upper side of the negative electrode 150 may be formed.

다음으로, 상기 양전극부(20)에서 플레임을 발사하기 위해 상기 음전극부(10)와 양전극부(20)에 전원이 공급될 시 상기 중간전극(140)과 상기 음전극(150) 사이에 발생되는 아크에 의해 특히, 상기 음전극(150) 등에 부식이 발생되는 것을 방지하여 상기 음전극(150) 등의 수명을 연장하기 위해, 상기 음전극(150) 전체는 텅스텐 등을 포함한 고융점합금으로 이루어지거나, 도 2에서 보는 바와 같이 상기 음전극(150)의 중심부에 텅스텐 또는 텅스텐 등을 준하는 고융점합금(160)이 일정깊이로 삽입고정된 상태로 구비될 수 있다.
Next, an arc generated between the intermediate electrode 140 and the negative electrode 150 when power is supplied to the negative electrode unit 10 and the positive electrode unit 20 to fire a flame from the positive electrode unit 20. In particular, in order to prevent corrosion from occurring in the negative electrode 150 and the like to extend the life of the negative electrode 150, the whole of the negative electrode 150 is made of a high melting point alloy including tungsten or the like, or FIG. 2. As can be seen in the central portion of the negative electrode 150, a high melting point alloy 160 that conforms to tungsten or tungsten may be provided in a fixed state inserted into a predetermined depth.

도 5는 제 2음전극부(110)의 일측에 구비된 아르곤 가스 유입관(70)으로 유입된 아르곤 가스의 흐름을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.
5 is a partially enlarged cross-sectional view schematically illustrating a flow of argon gas introduced into an argon gas inflow pipe 70 provided at one side of the second negative electrode unit 110.

다음으로, 상기 양전극부(20)에서 플레임을 발사하기 위해 상기 음전극부(10)와 양전극부(20)에 전원이 공급될 시 상기 중간전극(140)과 상기 음전극(150) 사이에 발생되는 아크로부터 상기 음전극(150) 등이 부식되지 않도록 상기 음전극(150) 등을 보다 더욱 안전하게 보호하기 위해,Next, an arc furnace generated between the intermediate electrode 140 and the negative electrode 150 when power is supplied to the negative electrode unit 10 and the positive electrode unit 20 to fire a flame from the positive electrode unit 20. In order to more securely protect the negative electrode 150 and the like so that the negative electrode 150 is not corroded,

도 5에서 보는 바와 같이 상기 제 2음전극부(110)의 일측에 아르곤 가스가 유입되는 아르곤 가스 유입관(70)이 구비되고, 상기 제 1음전극부(100)의 내부에 상기 아르곤 가스 유입관(70)의 내부로 유입된 아르곤 가스를 상기 중간전극(140)의 하측과 음전극(150)의 상측 사이에 형성된 상기 간극(G2)으로 안내하는 아르곤 가스 안내로(80)가 형성될 수 있다.As shown in FIG. 5, an argon gas inflow pipe 70 through which argon gas is introduced is provided at one side of the second negative electrode part 110, and the argon gas inflow pipe ( An argon gas guide path 80 may be formed to guide the argon gas introduced into the interior 70 to the gap G 2 formed between the lower side of the intermediate electrode 140 and the upper side of the negative electrode 150.

상기 아르곤 가스 유입관(70)은 관상의 호스 또는 관상의 파이프 등을 포함한 공급라인(71)을 통해 공지된 아르곤 가스 공급부(미도시)와 연결될 수 있다.The argon gas inlet pipe 70 may be connected to a known argon gas supply unit (not shown) through a supply line 71 including a tubular hose or a tubular pipe.

상기 아르곤 가스 안내로(80)는 도 3 및 도 5에서 보는 바와 같이 제 1아르곤 가스 안내로(810)와 제 2아르곤 가스 안내로(820)로 이루어질 수 있다.As shown in FIGS. 3 and 5, the argon gas guide path 80 may include a first argon gas guide path 810 and a second argon gas guide path 820.

상기 제 1아르곤 가스 안내로(810)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 제 2보조관체(612)의 관통구(612a)와 일정간격을 유지한 상태로 상기 관통구(612a)의 후방에 위치하도록 상기 제 2보조관체(612)의 일측 내부와 타측 내부에 수직형성될 수 있다.As shown in FIG. 3, the first argon gas guide path 810 is located behind the through hole 612a while maintaining a predetermined distance from the through hole 612a of the second auxiliary pipe 612. The second auxiliary pipe 612 may be vertically formed in the inside of one side and the inside of the other side.

상기 제 2아르곤 가스 안내로(820)는 상기 제 1아르곤 가스 안내로(810) 및 상기 간극(G2)과 각각 연통되도록 상기 제 1보조관체(611)의 상측과 상기 제 2보조관체(612)의 상측 사이에 수직형성될 수 있다.The second argon gas guide path 820 is an upper side of the first auxiliary pipe 611 and the second auxiliary pipe 612 so as to communicate with the first argon gas guide path 810 and the gap G 2 , respectively. It can be vertically formed between the upper side of ().

상기 아르곤 가스 공급부(미도시)가 상기 공급라인(71)을 통해 상기 아르곤 가스 유입관(70)내로 유입시킨 아르곤 가스는 도 5에서 보는 바와 같이 상기 제 2음전극부(110)의 내부 → 상기 제 1아르곤 가스 안내로(810) → 상기 제 2아르곤 가스 안내로(820)를 각각 순차적으로 통과하여 상기 간극(G2)으로 공급될 수 있다.
The argon gas introduced into the argon gas inlet pipe 70 through the supply line 71 by the argon gas supply unit (not shown) is internal to the second negative electrode unit 110 as shown in FIG. 5. The first argon gas guide path 810 → the second argon gas guide path 820 may be sequentially supplied to the gap G 2 .

도 6은 양전극부(20)를 확대한 일부확대단면도이다.
6 is an enlarged partial cross-sectional view of the positive electrode unit 20.

다음으로, 상기 양전극부(20)는 도 6에서 보는 바와 같이 크게, 제 1양전극부(210)와 제 2양전극부(220)로 구성된다.Next, as shown in FIG. 6, the positive electrode unit 20 is composed of a first positive electrode unit 210 and a second positive electrode unit 220.

상기 제 1양전극부(210)와 제 2양전극부(220)는 다양한 재질로 이루어질 수 있겠으나, 바람직하게는 시중에서 쉽게 구입할 수 있고, 가공하기 쉬우며, 전기전도도가 매우 우수하여 전극으로 사용하기 적합한 순동 재질 등으로 이루어지는 것이 좋다.The first positive electrode part 210 and the second positive electrode part 220 may be made of various materials, but are preferably easily purchased on the market, are easy to process, and have excellent electrical conductivity. It is preferred to be made of a suitable pure copper material.

상기 제 1양전극부(210)는 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상측과 간극(G1)이 유지되도록 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상부방향에 수직구비된다.The first positive electrode part 210 has an upper portion of the first negative electrode part 100 of the negative electrode part 10 such that the gap G 1 is maintained with an upper side of the first negative electrode part 100 of the negative electrode part 10. It is perpendicular to the direction.

상기 제 2양전극부(220)는 상기 제 1양전극부(210)와 연통되도록 상기 제 1양전극부(20)의 상측에 수직구비될 수 있다.The second positive electrode unit 220 may be vertically provided on the upper side of the first positive electrode unit 20 to communicate with the first positive electrode unit 210.

상기 제 2양전극부(220)의 하측 내부에 상기 제 1양전극부(210)의 상측이 나사결합된 상태로 수용될 수 있다.An upper side of the first positive electrode unit 210 may be accommodated in a screwed state inside the lower side of the second positive electrode unit 220.

다음으로, 도 6에서 보는 바와 같이 상기 양전극부(20)를 내부에 수용하는 스테인레스 스틸 재질 등의 관체(90)가 구비될 수 있다.Next, as shown in FIG. 6, a tubular body 90 made of stainless steel or the like for accommodating the positive electrode unit 20 therein may be provided.

그리고, 상기 양전극부(20)에서 플레임이 발사되는 과정 중에 상기 양전극부(20)를 냉각시키기 위해,In addition, in order to cool the positive electrode unit 20 while the flame is emitted from the positive electrode unit 20,

도 6에서 보는 바와 같이 상기 관체(90)의 하부 일측에 상기 관체(90)의 내부로 냉각수를 유입시키는 냉각수 유입관(910)이 구비되고, 상기 관체(90)의 하부 타측에 상기 냉각수 유입관(910)으로 유입된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출관(920)이 구비될 수 있다.As shown in FIG. 6, a coolant inlet pipe 910 is provided at one lower side of the tubular body 90 to introduce coolant into the tubular body 90, and the coolant inlet tube is located at the bottom of the tubular body 90. Cooling water discharge pipe 920 for discharging the cooling water introduced into the 910 may be provided.

상기 냉각수 유입관(910)은 관상의 호스 또는 관상의 파이프 등을 포함한 공급라인(42)을 통해 공지된 냉각수 공급부(미도시)와 연결될 수 있다.The cooling water inlet pipe 910 may be connected to a known cooling water supply unit (not shown) through a supply line 42 including a tubular hose or a tubular pipe.

나아가, 상기 관체(90)의 내부에는 상기 냉각수 유입관(910)으로 유입된 냉각수를 상기 냉각수 배출관(920)으로 안내하는 냉각수 안내로(930)가 형성될 수 있다.Furthermore, a coolant guide path 930 may be formed in the pipe 90 to guide the coolant introduced into the coolant inlet 910 to the coolant discharge pipe 920.

도 6에서 보는 바와 같이 상기 관체(90)의 내부에는 상기 냉각수 안내로(930)를 형성하기 위한 보조관체(200)가 구비될 수 있다.As shown in FIG. 6, an auxiliary pipe 200 for forming the coolant guide path 930 may be provided inside the pipe 90.

상기 보조관체(200)는 제 1보조관체(201)와 제 2보조관체(202)로 구성될 수 있다.The auxiliary pipe 200 may be composed of a first auxiliary pipe 201 and a second auxiliary pipe 202.

상기 제 1보조관체(201)의 내부에는 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)가 수용될 수 있다.The first positive electrode unit 210 of the positive electrode unit 20 may be accommodated in the first auxiliary tube 201.

상기 제 1보조관체(201)의 하부 일측과 하부 타측에는 관통구(201a)가 형성될 수 있다.A through hole 201a may be formed at one lower side and the other lower side of the first auxiliary tube 201.

상기 관통구(201a)는 하단부에서 상단부로 갈수록 상기 제 1양전극부(210) 방향으로 상향경사질 수 있다.The through hole 201a may be inclined upward in the direction from the lower end to the upper end in the direction of the first positive electrode unit 210.

상기 제 2보조관체(202)의 하측 내부에는 상기 제 1보조관체(201)의 상측이 수용될 수 있다.An upper side of the first auxiliary tube 201 may be accommodated in the lower side of the second auxiliary tube 202.

상기 냉각수 안내로(930)는 제 1냉각수 안내로(931)와 제 2냉각수 안내로(932)로 이루어질 수 있다.The coolant guide path 930 may include a first coolant guide path 931 and a second coolant guide path 932.

상기 제 1냉각수 안내로(931)는 상기 제 1양전극부(210)와 상기 제 1보조관체(201) 사이 및 상기 제 2양전극부(220)와 상기 제 2보조관체(202) 사이에 수직형성될 수 있다.The first coolant guide path 931 is vertically formed between the first positive electrode unit 210 and the first auxiliary tube 201 and between the second positive electrode unit 220 and the second auxiliary tube 202. Can be.

상기 제 2냉각수 안내로(932)는 상기 제 1냉각수 안내로(931) 및 상기 냉각수 배출관(920)과 연통되도록 상기 제 1보조관체(201)와 상기 관체(90)의 하측 사이 및 상기 제 2보조관체(202)와 상기 관체(90)의 상측 사이에 수직형성될 수 있다.
The second coolant guide path 932 is in communication with the first coolant guide path 931 and the coolant discharge pipe 920 between the first auxiliary pipe body 201 and the lower side of the pipe body 90 and the second. It may be formed vertically between the auxiliary tube 202 and the upper side of the tube (90).

도 7은 관체(90)의 일측에 구비된 냉각수 유입관(910)으로 유입된 냉각수의 흐름을 개략적으로 나타내는 일부확대단면도이다.
7 is a partially enlarged cross-sectional view schematically showing the flow of the coolant introduced into the coolant inlet pipe 910 provided on one side of the tube 90.

상기 냉각수 공급부(미도시)가 상기 공급라인(42)을 통해 상기 냉각수 유입관(910)내로 유입시킨 냉각수는 도 7에서 보는 바와 같이 상기 제 1보조관체(201)의 관통구(201a) → 상기 제 1냉각수 안내로(931) → 상기 제 2냉각수 안내로(932) → 상기 냉각수 배출관(920)을 각각 순차적으로 통과하여 상기 관체(90)의 외부로 열교환된 상태로 배출될 수 있다.The cooling water introduced by the cooling water supply unit (not shown) into the cooling water inlet pipe 910 through the supply line 42 is the through hole 201a of the first auxiliary pipe 201 as shown in FIG. 7. The first coolant guide path 931 → the second coolant guide path 932 → sequentially pass through the coolant discharge pipe 920 may be discharged in a state of being heat-exchanged to the outside of the tube 90.

다음으로, 상기 냉각수 안내로(930)를 통과하는 냉각수와 상기 양전극부(20)의 접촉면적을 넓혀 상기 냉각수와 상기 양전극부(20)의 열교환효율을 향상시킴으로써 상기 양전극부(20)의 냉각효율을 극대화하기 위해,Next, the contact area between the coolant passing through the coolant guide path 930 and the positive electrode unit 20 is increased to improve the heat exchange efficiency of the coolant and the positive electrode unit 20, thereby improving the cooling efficiency of the positive electrode unit 20. To maximize,

도 7에서 보는 바와 같이 상기 양전극부(20)의 외주면에는 상하방향으로 일정간격으로 홈(21)이 형성될 수 있다.As shown in FIG. 7, grooves 21 may be formed on the outer circumferential surface of the positive electrode unit 20 at regular intervals in the vertical direction.

상기 홈(21)은 상기 양전극부(20)의 외주면에서 상기 양전극부(20)의 내측방향으로 일정깊이로 함몰형성될 수 있다.The groove 21 may be recessed to a predetermined depth in the inward direction of the positive electrode unit 20 on the outer circumferential surface of the positive electrode unit 20.

다음으로, 상기 스팀 및 공기공급관(30)은 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이 상기 냉각수 배출관(920)의 하측방향에 위치하도록 상기 관체(90)의 하부 타측에 구비된다.Next, the steam and air supply pipe 30 is provided on the other side of the lower lower portion of the tubular body 90 so as to be located in the lower direction of the cooling water discharge pipe 920 as shown in FIGS.

상기 스팀 및 공기공급관(30)은 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상측과 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)의 하측 사이에 형성되는 상기 간극(G1)으로 스팀과 공기를 순차적으로 공급한다.The steam and air supply pipe 30 is formed between the upper side of the first negative electrode unit 100 of the negative electrode unit 10 and the lower side of the first positive electrode unit 210 of the positive electrode unit 20. 1 ) to supply steam and air sequentially.

상기 스팀 및 공기공급관(30)은 관상의 호스 또는 관상의 파이프 등을 포함한 공급라인(43)을 통해 공지된 스팀 및 공기공급부(미도시)와 연결될 수 있다.The steam and air supply pipe 30 may be connected to a known steam and air supply unit (not shown) through a supply line 43 including a tubular hose or a tubular pipe.

상기 음전극부(10)와 양전극부(20)에 전원이 공급될 시 상기 중간전극(140)과 상기 음전극(150) 사이에 발생되는 아크에 의해 상기 양전극부(20)내에 상하방향으로 길게 연장된 상태로 일어난 플레임은 상기 양전극부(20)의 내부를 지나 상기 양전극부(20)의 외부방향으로 발사된다.When the power is supplied to the negative electrode portion 10 and the positive electrode portion 20 is extended in the positive electrode portion 20 in the vertical direction by an arc generated between the intermediate electrode 140 and the negative electrode 150 The flame that occurs in the state passes through the inside of the positive electrode unit 20 and is fired outward from the positive electrode unit 20.

한편, 상기 양전극부(20)는 용융시키고자 하는 폐기물이 수용되는 공지된 용융실에 장착되어 상기 용융실내로 플레임을 발사하여 폐기물을 용융시킬수 있다.On the other hand, the positive electrode unit 20 may be mounted in a known melting chamber in which the waste to be melted is accommodated to fire a flame into the melting chamber to melt the waste.

이때, 도면에서는 도시되지 않았으나, 상기 용융실내에는 상기 용융실내에서 발생되는 고온의 열의 온도를 측정하는 공지된 열전대 등을 포함한 온도센서와;At this time, although not shown in the drawing, the melting chamber has a temperature sensor including a known thermocouple for measuring the temperature of the high temperature heat generated in the melting chamber;

상기 온도센서가 측정한 온도값과 미리 설정된 기준 온도값을 비교하여 상기 스팀 및 공기공급부(미도시)를 제어하는 제어부(미도시);가 구비될 수 있다.And a control unit (not shown) for controlling the steam and air supply unit (not shown) by comparing the temperature value measured by the temperature sensor with a preset reference temperature value.

상기 온도센서가 측정한 온도값이 상기 제어부(미도시)에 미리 설정된 기준 온도값 이상인 경우,When the temperature value measured by the temperature sensor is equal to or greater than a reference temperature value preset in the controller (not shown),

상기 제어부(미도시)는 상기 스팀 및 공기공급부(미도시)가 상기 스팀 및 공기공급관(30)을 통해 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상측과 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)의 하측 사이에 형성되는 상기 간극(G1)으로 공급하는 공기의 양을 서서히 줄이면서 완전 중지시킬 수 있도록 제어함과 동시에,The control unit (not shown) is the steam and air supply unit (not shown) through the steam and air supply pipe 30 and the upper side of the first negative electrode unit 100 of the negative electrode unit 10 and the positive electrode unit 20 While controlling the amount of air supplied to the gap (G 1 ) formed between the lower side of the first positive electrode unit 210 of the lower and completely stop,

상기 스팀 및 공기공급부(미도시)가 상기 스팀 및 공기공급관(30)을 통해 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상측과 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)의 하측 사이에 형성되는 상기 간극(G1)으로 스팀을 공급할 수 있도록 제어하게 된다.The steam and air supply unit (not shown) is formed on the upper side of the first negative electrode unit 100 of the negative electrode unit 10 and the first positive electrode unit 210 of the positive electrode unit 20 through the steam and air supply pipe 30. Steam is supplied to the gap (G 1 ) formed between the lower side of the).

상기 온도센서가 측정한 온도값이 상기 제어부(미도시)에 미리 설정된 기준온도값 이하인 경우,When the temperature value measured by the temperature sensor is equal to or less than the reference temperature value preset in the controller (not shown),

상기 제어부(미도시)는 상기 스팀 및 공기공급부(미도시)가 상기 스팀 및 공기공급관(30)을 통해 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상측과 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)의 하측 사이에 형성되는 상기 간극(G1)으로 공급하는 스팀의 양을 서서히 줄이면서 완전 중지시킬 수 있도록 제어함과 동시에,The control unit (not shown) is the steam and air supply unit (not shown) through the steam and air supply pipe 30 and the upper side of the first negative electrode unit 100 of the negative electrode unit 10 and the positive electrode unit 20 While controlling the amount of steam supplied to the gap (G 1 ) formed between the lower side of the first positive electrode unit 210 to be completely stopped while,

상기 스팀 및 공기공급부(미도시)가 상기 스팀 및 공기공급관(30)을 통해 상기 음전극부(10)의 제 1음전극부(100)의 상측과 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)의 하측 사이에 형성되는 상기 간극(G1)으로 공기를 공급할 수 있도록 제어하게 된다.The steam and air supply unit (not shown) is formed on the upper side of the first negative electrode unit 100 of the negative electrode unit 10 and the first positive electrode unit 210 of the positive electrode unit 20 through the steam and air supply pipe 30. It is controlled to supply air to the gap (G 1 ) formed between the lower side of the).

상기 양전극부(20)내에 상하방향으로 길게 연장된 상태로 일어난 플레임과 제 1, 2양전극부(210, 220)로 구성되는 상기 양전극부(20)로 인해 상기 양전극부(20)내에 체류하는 스팀의 체류시간이 상대적으로 길어질 수 있게 되고, 이 과정에 대기오염원이 아닌 수소와 산소 성분으로 분해되는 스팀의 분해효율이 보다 더욱 향상될 수 있게 된다.Steam staying in the positive electrode portion 20 due to the positive electrode portion 20 composed of a flame and the first and second positive electrode portions 210 and 220 extending in the vertical direction in the positive electrode portion 20. The residence time of can be relatively long, and in this process, the decomposition efficiency of steam which is decomposed into hydrogen and oxygen components rather than air pollution sources can be further improved.

한편, 상기 양전극부(20)가 플레임을 발사하는 과정 중에 상기 제 1양전극부(210)에 비해 상기 제 2양전극부(220)에 마모 등을 포함한 손상발생률이 상대적으로 높다.On the other hand, the rate of damage including wear and the like on the second positive electrode unit 220 is relatively higher than that of the first positive electrode unit 210 during the process of firing the flame by the positive electrode unit 20.

이때 작업자는 상기 제 1양전극부(210)에서 상대적으로 많이 손상된 상기 제 2양전극부(220)를 분리하여 교체보수할 수 있다.In this case, the worker may separate and repair the second positive electrode unit 220 that is relatively damaged in the first positive electrode unit 210.

본 발명은 상기 양전극부(20)에서 발사되는 플레임을 발생시키는데 필요한 플라즈마 가스로서 특히 스팀을 사용함에 따라 플레임에 대기오염의 한 원인인 질소산화물(NOx) 등을 포함한 2차오염원이 발생되는 것을 보다 용이하게 방지할 수 있음은 물론 스팀의 분해성분들이 로내 분위기 형성 및 반응에 직접 참여할 수 있기 때문에 최적의 공정조건을 확립할 수 있고, 나아가 특히 장시간의 플레임 발생에 따른 과도한 마모 등의 손상이 상기 양전극부(20)에 발생된 경우 작업자가 손상된 상기 양전극부(20) 전체 또는 상기 양전극부(20)의 제 1양전극부(210)와 제 2양전극부(220) 중 손상된 해당부분만을 보다 용이하게 교체보수할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, as the plasma gas is required to generate the flame emitted from the positive electrode unit 20, a secondary pollution source including nitrogen oxide (NOx), which is a cause of air pollution, is generated in the flame. It can be easily prevented, and since the decomposition components of steam can directly participate in the formation and reaction of the atmosphere in the furnace, it is possible to establish the optimal process conditions, and in particular, damage such as excessive wear caused by long flame generation can be caused by the positive electrode. In the case of the part 20, the worker may easily replace only the damaged part of the positive electrode part 20 or the damaged part of the first positive electrode part 210 and the second positive electrode part 220 of the positive electrode part 20. There is an advantage to repair.

10; 음전극부, 20; 양전극부,
30; 스팀 및 공기공급관.10; A negative electrode portion 20; Positive Electrode,
30; Steam and air supply lines.

Claims (8)

음전극부(10)와;
상기 음전극부(10)의 상측과 간극(G1)이 유지되도록 상기 음전극부(10)의 상부방향에 구비되는 제 1양전극부(210)와, 상기 제 1양전극부(210)와 연통되도록 상기 제 1양전극부(210)의 상측에 구비되는 제 2양전극부(220)로 구성되는 양전극부(20)와;
상기 음전극부(10)와 상기 양전극부(20) 사이로 스팀과 공기를 공급하는 스팀 및 공기공급관(30);을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
A negative electrode portion 10;
The first positive electrode unit 210 provided in an upper direction of the negative electrode unit 10 so that the gap G 1 and the upper side of the negative electrode unit 10 is maintained, and the first positive electrode unit 210 communicates with the first positive electrode unit 210. A positive electrode unit 20 including a second positive electrode unit 220 provided above the first positive electrode unit 210;
And a steam and air supply pipe (30) for supplying steam and air between the negative electrode portion (10) and the positive electrode portion (20).
제 1항에 있어서,
상기 음전극부(10)는 상기 양전극부(20)의 하측에 상측이 체결부재(40)에 의해 분리가능하게 체결되는 제 1음전극부(100)와;
상기 제 1음전극부(100)의 하측에 상측이 상기 체결부재(40)에 의해 분리가능하게 체결되는 제 2음전극부(110)와;
상기 제 2음전극부(110)의 하측에 상측이 상기 체결부재(40)에 의해 분리가능하게 체결되는 제 3음전극부(120);와;
상기 제 1, 2, 3음전극부(100, 110, 120)내에 수용되고, 하측이 상기 체결부재(40)에 의해 상기 제 3음전극부(120)의 하측에 분리가능하게 체결되는 제 4음전극부(130);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
The method of claim 1,
The negative electrode unit 10 includes a first negative electrode unit 100, the upper side of which is detachably fastened by the fastening member 40 to the lower side of the positive electrode unit 20;
A second negative electrode part 110 having an upper side detachably fastened to the lower side of the first negative electrode part 100 by the fastening member 40;
A third negative electrode part 120 having an upper side detachably fastened by the fastening member 40 to a lower side of the second negative electrode part 110;
The fourth negative electrode part accommodated in the first, second and third negative electrode parts 100, 110 and 120, and the lower side is detachably fastened to the lower side of the third negative electrode part 120 by the fastening member 40. (130); steam plasma torch characterized in that it comprises a.
제 2항에 있어서,
상기 제 1음전극부(100)의 일측에 냉각수가 유입되는 냉각수 유입관(180)이 구비되고,
상기 제 4음전극부(130)의 내부에 상기 냉각수 유입관(180)으로 유입된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출구(50)가 형성되며,
상기 제 1음전극부(100)의 내부에 상기 냉각수 유입관(180)의 내부로 유입된 냉각수를 상기 냉각수 배출구(50)로 안내하는 냉각수 안내로(60)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
The method of claim 2,
One side of the first negative electrode unit 100 is provided with a coolant inlet tube 180 through which the coolant flows.
A cooling water discharge port 50 for discharging the cooling water introduced into the cooling water inlet pipe 180 is formed in the fourth negative electrode unit 130.
The steam plasma torch, characterized in that the cooling water guide path 60 for guiding the cooling water introduced into the cooling water inlet pipe 180 to the cooling water discharge port 50 inside the first negative electrode unit 100. .
제 2항에 있어서,
상기 제 1음전극부(100)의 상측 중간에 중간전극(140)이 구비되고,
상기 중간전극(140)의 하측과 간극(G2)이 유지되도록 상기 중간전극(140)의 하부방향에 위치한 상태로 상기 제 4음전극부(130)의 상측에 음전극(150)이 구비되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
The method of claim 2,
The intermediate electrode 140 is provided in the middle of the upper side of the first negative electrode unit 100,
The negative electrode 150 is provided on the upper side of the fourth negative electrode unit 130 in a state in which the lower side of the intermediate electrode 140 and the gap (G 2 ) is maintained in the lower direction of the intermediate electrode 140. Steam plasma torch.
제 4항에 있어서,
상기 음전극(150)의 중심부에 텅스텐을 포함한 고융점합금(160)이 구비되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
5. The method of claim 4,
Steam plasma torch, characterized in that the high melting point alloy 160 including tungsten is provided in the center of the negative electrode 150.
제 4항에 있어서,
상기 제 2음전극부(110)의 일측에 아르곤 가스가 유입되는 아르곤 가스 유입관(70)이 구비되고,
상기 제 1음전극부(100)의 내부에 상기 아르곤 가스 유입관(70)의 내부로 유입된 아르곤 가스를 상기 중간전극(140)의 하측과 음전극(150)의 상측 사이에 형성된 상기 간극(G2)으로 안내하는 아르곤 가스 안내로(80)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
5. The method of claim 4,
An argon gas inflow pipe 70 through which argon gas is introduced is provided at one side of the second negative electrode part 110,
The gap G 2 formed between the lower side of the intermediate electrode 140 and the upper side of the negative electrode 150 with the argon gas introduced into the argon gas inflow pipe 70 inside the first negative electrode unit 100. Steam plasma torch, characterized in that the argon gas guide (80) is guided to.
제 1항에 있어서,
상기 양전극부(20)를 내부에 수용하는 관체(90)가 구비되고,
상기 관체(90)의 일측에 상기 관체(90)의 내부로 냉각수를 유입시키는 냉각수 유입관(910)이 구비되고,
상기 관체(90)의 타측에 상기 냉각수 유입관(910)으로 유입된 냉각수를 배출하는 냉각수 배출관(920)이 구비되며,
상기 관체(90)의 내부에 상기 냉각수 유입관(910)으로 유입된 냉각수를 상기 냉각수 배출관(920)으로 안내하는 냉각수 안내로(930)가 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.
The method of claim 1,
A tubular body 90 is provided to accommodate the positive electrode portion 20 therein,
Cooling water inlet pipe 910 is provided on one side of the tubular body 90 to introduce the coolant into the tubular body 90,
The other side of the tube 90 is provided with a cooling water discharge pipe 920 for discharging the cooling water introduced into the cooling water inlet pipe 910,
Steam plasma torch, characterized in that the coolant flow path 930 for guiding the coolant introduced into the coolant inlet pipe (910) to the coolant discharge pipe (920) is formed in the tube (90).
제 1항에 있어서,
상기 양전극부(20)의 외주면에 일정간격으로 홈(21)이 형성되는 것을 특징으로 하는 스팀 플라즈마토치.The method of claim 1,
Steam plasma torch, characterized in that the groove 21 is formed at a predetermined interval on the outer peripheral surface of the positive electrode unit 20.
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