KR20140084552A - Microwave plasma torch - Google Patents

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KR20140084552A
KR20140084552A KR1020120154133A KR20120154133A KR20140084552A KR 20140084552 A KR20140084552 A KR 20140084552A KR 1020120154133 A KR1020120154133 A KR 1020120154133A KR 20120154133 A KR20120154133 A KR 20120154133A KR 20140084552 A KR20140084552 A KR 20140084552A
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신동훈
조창현
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한국기초과학지원연구원
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Abstract

Disclosed is a microwave plasma torch. The microwave plasma torch includes: a discharge tube; a power supply unit which oscillates a microwave; and a waveguide which transmits the microwave generated from the power supply unit to the discharge tube. Plasma forming gas is injected into the discharge tube. Plasma is generated in the discharge tube by the microwave in the waveguide. The waveguide includes a tapered guide region and a folded part which is located on the end of the tapered guide region and is vertically folded from the tapered guide region. The discharge tube vertically passes through the folded region of the end of the waveguide.

Description

전자파 플라즈마 토치{MICROWAVE PLASMA TORCH}[0001] MICROWAVE PLASMA TORCH [0002]

본 발명은 전자파 플라즈마 토치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구조물에 설치가 용이한 전자파 플라즈마 토치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electromagnetic plasma torch, and more particularly, to an electromagnetic plasma torch which is easy to install in a structure.

전자파 플라즈마 토치는 마이크로웨이브(Microwave)를 전송하는 도파관 내를 방전관이 관통하고, 도파관 내로 전송 및 반사되는 상기 마이크로웨이브에 의해 방전관 내에 강한 전기장이 발생되고, 방전관 내에 플라즈마 발생 가스가 주입되면 방전관 내에 플라즈마가 발생되고, 점화장치로 점화하여 화염을 발생시키는 장치로서 잘 알려져 있다.The electromagnetic wave plasma torch has a discharge tube that penetrates a waveguide through which a microwave is transmitted, a strong electric field is generated in the discharge tube by the microwave transmitted and reflected into the waveguide, and when a plasma generating gas is injected into the discharge tube, And is well known as a device for generating a flame by ignition by an ignition device.

이러한 전자파 플라즈마 토치 및 전자파 플라즈마 토치를 이용하는 장치에 대한 종래 기술로서, 본 발명자는 대한민국 등록특허공보 제0394994호에서 전자파를 이용한 플라즈마토치를 제시한 바 있으며, 또한 대한민국 등록특허공보 제10-0638109호에서 플라즈마 토치에 연료를 주입하여 플라즈마크기를 개선하는 플라즈마 화염장치를 제시한 바 있다. 이러한 종래 기술들은 방전관 및 도파관의 배치 구조로서, 방전관 및 도파관이 서로 수직하게 배치되어 있다. 이러한 방전관 및 도파관의 수직 배치 구조에서는 도파관의 특성상 플라즈마 토치는 도파관의 상, 하로 형성될 수 밖에 없었다.As a conventional technique for using such an electromagnetic plasma torch and an electromagnetic plasma torch, the present inventor has proposed a plasma torch using electromagnetic waves in Korean Patent Registration No. 0394994, and also disclosed in Korean Patent Registration No. 10-0638109 A plasma flame apparatus has been proposed which improves the plasma size by injecting fuel into the plasma torch. These prior arts have a disposition structure of a discharge tube and a wave guide, in which a discharge tube and a wave guide are arranged perpendicular to each other. In the vertical arrangement structure of the discharge tube and the waveguide, the plasma torch has to be formed up and down the waveguide due to the characteristics of the waveguide.

한편, 본 발명자는 대한민국 특허출원 10-2012-0110623호 플라즈마 토치를 이용한 반응 장치를 제시한 바 있다. 이 특허에서는 플라즈마 토치를 도파관의 좌, 우로 형성시키기 위하여 마이크로웨이브 전송라인으로서 트위스트(Twist)된 트위스트 웨이브가이드(Twist Waveguide)를 장착하여 마이크로웨이브의 방향을 전환시키는 구조가 개시되어 있다. 그러나 이 특허에서 개시되는 도파관 및 방전관 역시 수직 배치 구조를 갖는 것은 여전하였다.On the other hand, the present inventor has proposed a reaction apparatus using a plasma torch in Korean patent application No. 10-2012-0110623. In this patent, a twisted twisted waveguide is installed as a microwave transmission line in order to form a plasma torch to the left and right of a waveguide, thereby to change the direction of the microwave. However, the waveguides and discharge tubes disclosed in this patent also have a vertical arrangement structure.

이러한 본 발명자에 의한 종래 기술들은 도파관 및 방전관이 수직하게 배치됨에 따라 가스화기, 개질기, 반응기 등의 플라즈마 토치를 이용하는 구조물들에 설치되는 경우, 구조물에 관통하는 방전관에 수직한 도파관이 위치하기 위한 충분한 공간의 확보가 필요하였고, 플라즈마 토치가 구조물에 다수 설치되는 경우에는 설치되는 플라즈마 토치의 수가 제한적이었다. 따라서 구조물에 플라즈마 토치를 설치하는 것이 용이하지 못하고, 공간 활용에 제약이 있었다.When the waveguide and the discharge tube are vertically arranged, the inventors of the present invention have found that when the waveguide and the discharge tube are installed in structures using a plasma torch such as a gasifier, a reformer, a reactor, etc., It was necessary to secure space, and in the case where a large number of plasma torches were installed in the structure, the number of plasma torches to be installed was limited. Therefore, it is not easy to install the plasma torch on the structure, and space utilization is restricted.

이에, 본 발명자는 종래 기술들의 문제점을 인식하고, 연구 끝에, 아래와 같은 구성을 도입함으로서, 종래의 플라즈마 토치의 문제점을 해결하여, 플라즈마 토치가 이용되는 구조물들에 플라즈마 토치를 설치할 때 공간 활용이 자유롭고, 효율적인 공간 활용이 가능하며, 설치 개수가 증가될 수 있는, 전자파 플라즈마 토치를 개발하기에 이르렀다.The inventor of the present invention has recognized the problems of the prior art, and after studying it, solved the problem of the conventional plasma torch by introducing the following structure, and thus the space utilization is free when the plasma torch is installed in the structures using the plasma torch To develop an electromagnetic plasma torch capable of utilizing an efficient space and increasing the number of installations.

본 발명은 방전관; 전자파를 발진하는 전원공급부; 상기 전원공급부로부터 발생된 전자파를 상기 방전관으로 전송하는 도파관을 포함하고, 상기 방전관으로 플라즈마 형성 가스가 주입되고, 상기 방전관 내에는 상기 도파관 내의 전자파에 의해 플라즈마가 발생되는 전자파 플라즈마 토치로서, 상기 도파관은 테이퍼된(Tapered) 가이드 영역과, 상기 테이퍼된 가이드 영역의 말단에 위치하고 상기 테이퍼된 가이드 영역으로부터 수직으로 꺽인, 꺽인 영역을 포함하고, 상기 방전관은 상기 도파관 종단부의 꺽인 영역에 수직으로 관통하여 위치하는, 전자파 플라즈마 토치를 제공한다.The present invention relates to a discharge tube, A power supply unit for oscillating electromagnetic waves; An electromagnetic wave plasma torch including a waveguide for transmitting electromagnetic waves generated from the power supply unit to the discharge tube, a plasma forming gas is injected into the discharge tube, and a plasma is generated in the discharge tube by electromagnetic waves in the waveguide, A tapered guide region and a tapered region located at the distal end of the tapered guide region and perpendicularly bent from the tapered guide region, the discharge tube being positioned vertically through the angled region of the waveguide end portion , And an electromagnetic plasma torch.

상기 토치는 반응기에 연결될 때, 상기 도파관 및 상기 방전관은 서로 평행하게 위치된다.When the torch is connected to the reactor, the waveguide and the discharge tube are positioned parallel to each other.

상기 꺽인 영역은 상기 도파관의 말단부로부터 관내파장의 ½의 정수배의 거리에서 상기 테이퍼된 가이드 영역에 직각되게 꺽인다.The bent area is bent at a right angle to the tapered guide area at a distance of an integral multiple of 1/2 of the in-pipe wavelength from the distal end of the waveguide.

상기 방전관은 상기 도파관의 말단부로부터 관내파장의 ¼의 거리에 위치한다.The discharge tube is located at a distance of 1/4 of the in-tube wavelength from the distal end of the waveguide.

본 발명에서 "테이퍼된(Tapered) 가이드 영역"은 도파관의 입구단으로부터 말단을 향해 갈수록 단면적이 감소하는 영역을 말한다.In the present invention, the "tapered guide region" refers to a region where the cross-sectional area decreases from the entrance end to the distal end of the wave guide.

본 발명에서 "꺽인 영역"은 상기 테이퍼된 가이드 영역으로부터 수직하게 꺽인 상태로 고정되어 있는 영역을 말한다.In the present invention, the "bent area" refers to an area fixed in a vertically bent state from the tapered guide area.

도 1은 본 발명의 전자파 플라즈마 토치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 도파관 및 방전관을 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 전자파 플라즈마 토치가 반응기에 설치된 상태를 나타낸 사시도이다.
도 5는 도 4의 개략적 평면도이다.
도 6은 도 1에 도시된 전자파 플라즈마 토치가 반응기에 다수 설치된 상태를 나타낸 평면도이다.1 is a perspective view showing a configuration of an electromagnetic wave plasma torch of the present invention.
2 and 3 are a perspective view and a cross-sectional view for explaining the waveguide and the discharge tube shown in Fig.
FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the electromagnetic wave plasma torch shown in FIG. 1 is installed in a reactor.
Figure 5 is a schematic plan view of Figure 4;
FIG. 6 is a plan view showing a state where a plurality of electromagnetic wave plasma torches shown in FIG. 1 are installed in a reactor.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전자파 플라즈마 토치에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, an electromagnetic plasma torch according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged to illustrate the present invention in order to clarify the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a part or a combination thereof is described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

도 1은 본 발명의 전자파 플라즈마 토치의 구성을 나타낸 사시도이다. 1 is a perspective view showing a configuration of an electromagnetic wave plasma torch of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 전자파 플라즈마 토치(100)는, 방전관(110), 전원공급부(120), 도파관(130)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the electromagnetic plasma torch 100 includes a discharge tube 110, a power supply 120, and a waveguide 130.

방전관(110)은 도파관(130) 내로 입력되는 전자파에 의해 내부 공간에서 플라즈마 가 발생된다. 상기 전자파는 방전관(110) 내에 자기장을 형성할 수 있고, 이를 위해 상기 방전관(110)은 도파관(130)에 관통된다. 또한 방전관(110)은 내부 공간에 플라즈마가 발생되기 위하여, 도파관(130) 내에는 플라즈마 형성 가스가 주입된다. 플라즈마 형성 가스는 방전관(110)의 일측을 통해 주입되고, 플라즈마 형성 가스는 방전관(110) 내에서, 상기 전기장에 의해 플라즈마가 형성된다. 상기 플라즈마가 형성되는 영역에 점화장치(미도시)를 통한 점화가 이루어지면 화염이 발생된다.Plasma is generated in the inner space by the electromagnetic wave input into the discharge tube 110 into the waveguide 130. The electromagnetic wave can form a magnetic field in the discharge tube 110, and the discharge tube 110 penetrates the waveguide 130 for this purpose. In addition, plasma generating gas is injected into the waveguide 130 so that plasma is generated in the inner space of the discharge tube 110. The plasma forming gas is injected through one side of the discharge tube 110, and the plasma forming gas is formed in the discharge tube 110 by the electric field. A flame is generated when the region where the plasma is formed is ignited through an ignition device (not shown).

전원공급부(120)는 전파전압배율기와 펄스 및 직류(DC)장치, 그리고 마이크로웨이브 발진기(121)를 포함한다. 전파전압배율기와 펄스 및 직류장치를 통해 마이크로웨이브 발진기(121)에는 전원이 공급되고, 마이크로웨이브 발진기(121)는 소정의 대역의 전자파를 발진한다. 예를 들면, 마이크로웨이브 발진기(121)는 10MHz 내지 10GHz 대역의 전자파를 발진하는 마그네트론이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 마이크로웨이브 발진기(121)는 2.45GHz 전자파를 발진한다.Power supply 120 includes a full wave voltage multiplier, a pulse and direct current (DC) device, and a microwave oscillator 121. Power is supplied to the microwave oscillator 121 through the pulse wave voltage multiplier and the pulse and direct current device, and the microwave oscillator 121 oscillates electromagnetic waves in a predetermined band. For example, the microwave oscillator 121 may be a magnetron that oscillates electromagnetic waves in the 10 MHz to 10 GHz band. Preferably, the microwave oscillator 121 oscillates 2.45 GHz electromagnetic waves.

마이크로웨이브 발진기(121)로부터의 전자파는 도파관(130) 내로 입력된다. 예를 들면, 상기 전자파는 순차적으로 순환기(141), 방향성 결합기(142), 정합기(143)를 통해 도파관(130) 내로 입력될 수 있다. 상기 순환기(141), 방향성 결합기(142), 정합기(143)는 도파관(130)의 입구단측에 설치되는 장치들이고, 도파관(130) 내로 전자파가 입력되기 위한 마이크로웨이브 전송라인을 형성한다. 이러한 마이크로웨이브 전송라인은 생략될 수 있으며, 마이크로웨이브 전송라인이 생략되는 경우 도파관(130)에는 마이크로웨이브 발진기(121)가 직접 연결될 수 있다.The electromagnetic wave from the microwave oscillator 121 is input into the waveguide 130. For example, the electromagnetic waves may be sequentially input into the waveguide 130 through the circulator 141, the directional coupler 142, and the matching unit 143. The circulator 141, the directional coupler 142 and the matching unit 143 are devices installed at the inlet end of the waveguide 130 and form a microwave transmission line for inputting electromagnetic waves into the waveguide 130. The microwave transmission line may be omitted, and the microwave oscillator 121 may be directly connected to the waveguide 130 when the microwave transmission line is omitted.

도파관(130)은 상기 마이크로웨이브 발진기(121) 및 순환기(141), 방향성 결합기(142), 정합기(143)를 통해 내부로 입력된 전자파를 도파관(130)의 말단을 향해 전송한다. 도파관(130)의 말단을 향해 전송되는 전자파는 도파관(130)의 말단이 막혀있으므로 반사된다. 반사되는 전자파는 도파관(130)에 관통되어 있는 방전관(110) 내에 강한 전기장을 형성시킨다.The waveguide 130 transmits the electromagnetic wave inputted to the inside through the microwave oscillator 121, the circulator 141, the directional coupler 142 and the matching device 143 toward the end of the waveguide 130. The electromagnetic wave transmitted toward the end of the waveguide 130 is reflected because the end of the waveguide 130 is blocked. The reflected electromagnetic waves form a strong electric field in the discharge tube 110 passing through the waveguide 130.

도 2 및 도 3은 도 1에 도시된 도파관 및 방전관을 설명하기 위한 사시도 및 단면도이다.2 and 3 are a perspective view and a cross-sectional view for explaining the waveguide and the discharge tube shown in Fig.

도 2 및 도 3을 참조하면, 이러한 전자파 플라즈마 토치(100)는 전자파 플라즈마 토치가 이용되는 구조물들(예를 들면, 가스화기, 개질기, 반응기 등)에 용이하게 설치될 수 있는 구조를 갖는다. 이를 위해, 도파관(130)은 테이퍼된(Tapered) 가이드 영역(131) 및 꺽인 영역(132)을 포함한다. Referring to FIGS. 2 and 3, the electromagnetic plasma torch 100 has a structure that can be easily installed in structures (for example, a gasifier, a reformer, a reactor, and the like) in which an electromagnetic plasma torch is used. To this end, the waveguide 130 includes a tapered guide region 131 and a bent region 132.

상기 테이퍼된 가이드 영역(131)은 도파관(130)의 입구단측으로부터 말단측을 향해 테이퍼되어 있다. 바람직하게는 테이퍼된 가이드 영역은, 말단측 높이가 입구단측 높이의 ½ 높이가 되도록 테이퍼된다. 이러한 테이퍼된 가이드 영역(131)은 도파관(130)의 입구단측으로부터 말단측을 향해 갈수록 그의 단면적이 감소하는 형태이므로 마이크로웨이브 발진기(121)로부터 입력된 전자파가 도파관(130)의 말단측으로 갈수록 에너지 밀도가 증가하도록 구성된다. 이에 의해 테이퍼된 가이드 영역(131)의 말단측에서는 플라즈마를 발생시키기에 가장 적합하며, 에너지를 높일 수 있다.The tapered guide region 131 is tapered from the entrance end side to the distal end side of the wave guide 130. Preferably, the tapered guide region is tapered such that the height at the distal end is equal to the height of the height at the inlet end. Since the sectional area of the tapered guide region 131 decreases from the entrance end to the distal end of the waveguide 130, the electromagnetic wave input from the microwave oscillator 121 increases in energy density toward the distal end of the waveguide 130, Is increased. Thus, at the distal end side of the tapered guide region 131, it is most suitable for generating plasma, and energy can be increased.

꺽인 영역(132)은 테이퍼된 가이드 영역(131)으로부터 소정의 각도로 꺽여 있는, 예를 들면 가이드 영역(131)에 수직(직각)하도록 꺽여 있는 영역이다. 꺽인 영역(132)은 테이퍼된 가이드 영역(131)의 말단에 위치한다. 꺽인 영역(132)은 도파관(130)의 말단부로부터 관내파장의 ½의 정수배의 거리에서 테이퍼된 가이드 영역(131)에 직각되게 꺽여 있다. 이러한 꺽인 영역(132)은 앞서 언급된 바와 같이 플라즈마를 발생시키기에 가장 적합하고 에너지를 높일 수 있는, 테이퍼된 가이드 영역(131)의 말단측에 위치하므로 꺽인 영역(132)에 방전관(110)이 관통되면 에너지의 손실 없이 방전관(110) 내에 고온의 플라즈마를 형성할 수 있다. 따라서 이러한 꺽인 영역(132)에는 상기 방전관(110)이 관통된다.The bent area 132 is an area bent at a predetermined angle from the tapered guide area 131, for example, perpendicularly (right-angled) to the guide area 131. The bent area 132 is located at the end of the tapered guide area 131. The bent region 132 is bent at right angles to the guide region 131 tapered from the distal end of the waveguide 130 at a distance of an integral multiple of the wavelength of the in-pipe. Since the bent area 132 is positioned at the distal end of the tapered guide area 131, which is most suitable for generating plasma and can increase the energy as mentioned above, the discharge tube 110 is formed in the bent area 132 The plasma of the high temperature can be formed in the discharge tube 110 without loss of energy. Therefore, the discharge tube 110 penetrates the bent region 132.

이러한 꺽인 영역(132)에 관통되는 방전관(110)은 도파관(130)의 말단부로부터 관내파장의 ¼의 거리에 위치하여, 도파관(130) 내에 전송되는 전자파에 의해 가장 강한 전기장이 방전관(110) 내에 나타난다. 일 예로, 방전관(110)은 원통형일 수 있고, 원통형의 종축방향이 도파관(130)의 테이퍼된 가이드 영역(131)에 평행한, 즉 전자파의 진행 방향과 평행하도록 방전관(110)은 배치된다.The discharge tube 110 passing through the bent region 132 is located at a distance of a quarter of the wavelength from the distal end of the waveguide 130 so that the strongest electric field is generated within the discharge tube 110 by electromagnetic waves transmitted in the waveguide 130 appear. For example, the discharge tube 110 may be cylindrical, and the discharge tube 110 is disposed so that the longitudinal axis of the cylindrical shape is parallel to the tapered guide area 131 of the wave guide 130, that is, parallel to the traveling direction of the electromagnetic wave.

도 4는 도 1에 도시된 전자파 플라즈마 토치가 반응기에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 개략적 평면도이고, 도 6은 도 1에 도시된 전자파 플라즈마 토치가 반응기에 다수 설치된 상태를 나타낸 평면도이다.FIG. 4 is a perspective view showing a state in which the electromagnetic plasma torch shown in FIG. 1 is installed in a reactor, FIG. 5 is a schematic plan view of FIG. 4, and FIG. 6 shows a state in which a plurality of electromagnetic plasma torches shown in FIG. FIG.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전자파 플라즈마 토치(100)가 반응기(10)에 설치된다. 이때, 도파관(130)의 꺽인 영역(132) 및 방전관(110)은 반응기(10)에 인접하여 있고, 도파관(130)의 테이퍼된 가이드 영역(131)과 방전관(110)은 서로 평행하게 위치되어 있다. 또한 도파관(130) 내로 전자파를 입력하기 위한 장치들(마이크로웨이브 발진기, 순환기, 방향성 결합기, 정합기) 역시 방전관(110)과 평행한 방향에 위치된다. Referring to FIGS. 4 and 5, an electromagnetic plasma torch 100 according to an embodiment of the present invention is installed in a reactor 10. At this time, the bent region 132 and the discharge tube 110 of the waveguide 130 are adjacent to the reactor 10, and the tapered guide region 131 and the discharge tube 110 of the waveguide 130 are positioned in parallel with each other have. Devices (microwave oscillators, circulators, directional couplers, matching devices) for inputting electromagnetic waves into the waveguide 130 are also located in a direction parallel to the discharge tube 110.

이와 같이 반응기(10)에 본 발명의 전자파 플라즈마 토치(100)가 설치되는 경우, 토치 전체가 갖는 폭, 예를 들면, 도 5의 A의 폭만을 차지하므로 반응기(10) 주변에 넓은 반경, 예를 들면, 도 5의 B의 반경 내의 넓은 공간이 확보될 수 있고, 이에 따라 도 6과 같이 전자파 플라즈마 토치(100)를 다수로 설치하는데 어려움이 없다. When the electromagnetic plasma torch 100 of the present invention is installed in the reactor 10 as described above, the entire radius of the torch, for example, only the width of A in FIG. 5, A large space within the radius of B in Fig. 5 can be ensured, so that it is not difficult to install a plurality of the electromagnetic plasma torch 100 as shown in Fig.

따라서 본 발명의 전자파 플라즈마 토치(10)를 설치하기 위한 넓은 공간의 확보가 필요 없으므로 쉽게 설치가 가능하고, 구조물에 설치되는 전자파 플라즈마 토치의 개수가 증가될 수 있다. Therefore, since it is not necessary to secure a large space for installing the electromagnetic plasma torch 10 of the present invention, it can be easily installed and the number of electromagnetic plasma torches installed in the structure can be increased.

한편, 본 발명의 전자파 플라즈마 토치(100)는 비교적 전자파 플라즈마 토치의 설치 공간이 협소해지는 원통형 구조의 구조물에도 효율적인 설치가 가능하다.Meanwhile, the electromagnetic wave plasma torch 100 of the present invention can be installed efficiently in a cylindrical structure in which the installation space of the electromagnetic wave plasma torch is relatively narrow.

즉, 종래의 경우에는 도파관이 방전관과 수직하게 배치되는 구조를 가질 수 밖에 없었기 때문에 원통형 구조의 구조물에 설치될 때, 도파관이 원통형 구조물의 둘레면의 접선 방향에 평행하게 배치되므로 원통형 구조의 구조물에 설치될 때는 더욱 설치가 용이하지 못하였다.In other words, in the conventional case, since the waveguide has a structure in which it is disposed perpendicular to the discharge tube, when the waveguide is installed in a structure having a cylindrical structure, the waveguide is arranged parallel to the tangential direction of the circumferential surface of the cylindrical structure, When installed, it was not easy to install.

그러나 본 발명의 전자파 플라즈마 토치(100)는 방전관(110) 및 도파관(130)이 서로 평행하는 배치 구조를 가지므로 원통형 구조의 구조물에 설치될 때, 도파관(130)이 원통형 구조물의 둘레면의 접선 방향에 수직하게 배치된다. 따라서 설치 공간이 협소한 원통형 구조물에도 효과적인 설치가 가능하고, 설치 개수 역시 종래에 비해 증가될 수 있는 등의 장점이 있다.However, since the electromagnetic wave plasma torch 100 of the present invention has an arrangement structure in which the discharge tube 110 and the waveguide 130 are parallel to each other, when the waveguide 130 is installed in a structure having a cylindrical structure, Direction. Therefore, it is possible to effectively install a cylindrical structure having a small installation space, and the number of installation can also be increased compared with the conventional one.

이와 같이 본 발명의 전자파 플라즈마 토치(100)는, 플라즈마 토치가 이용되는 각종 구조물에 장착시 공간 활용이 자유롭고, 효율적인 공간 활용이 가능하다.As described above, the electromagnetic wave plasma torch 100 of the present invention is free to utilize the space when mounting the plasma torch to various structures using the plasma torch and to efficiently utilize the space.

Claims (4)

방전관; 전자파를 발진하는 전원공급부; 상기 전원공급부로부터 발생된 전자파를 상기 방전관으로 전송하는 도파관을 포함하고, 상기 방전관으로 플라즈마 형성 가스가 주입되고, 상기 방전관 내에는 상기 도파관 내의 전자파에 의해 플라즈마가 발생되는 전자파 플라즈마 토치로서,
상기 도파관은 테이퍼된(Tapered) 가이드 영역과, 상기 테이퍼된 가이드 영역의 말단에 위치하고 상기 테이퍼된 가이드 영역으로부터 수직으로 꺽인, 꺽인 영역을 포함하고,
상기 방전관은 상기 도파관 종단부의 꺽인 영역에 수직으로 관통하여 위치하는,
전자파 플라즈마 토치.discharge pipe; A power supply unit for oscillating electromagnetic waves; An electromagnetic wave plasma torch including a waveguide for transmitting electromagnetic waves generated from the power supply unit to the discharge tube, a plasma forming gas is injected into the discharge tube, and a plasma is generated in the discharge tube by electromagnetic waves in the waveguide,
Wherein the waveguide includes a tapered guide region and a bent region located at a distal end of the tapered guide region and bent perpendicularly from the tapered guide region,
Wherein the discharge tube is positioned vertically through the angled region of the waveguide end,
Electromagnetic wave plasma torch. 제1항에 있어서,
상기 토치는 반응기에 연결될 때, 상기 도파관 및 상기 방전관은 서로 평행하게 위치되는,
전자파 플라즈마 토치.The method according to claim 1,
Wherein when the torch is connected to the reactor, the waveguide and the discharge tube are positioned parallel to each other,
Electromagnetic wave plasma torch. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 꺽인 영역은 상기 도파관의 말단부로부터 관내파장의 ㅍ의 정수배의 거리에서 상기 테이퍼된 가이드 영역에 직각되게 꺽이는,
전자파 플라즈마 토치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the bent region is bent at a right angle to the tapered guide region at a distance of an integral multiple of the in-tube wavelength from the distal end of the waveguide,
Electromagnetic wave plasma torch. 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 방전관은 상기 도파관의 말단부로부터 관내파장의 ㅌ의 거리에 위치하는,
전자파 플라즈마 토치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the discharge tube is located at a distance < RTI ID = 0.0 > of < / RTI > in-tube wavelength from the distal end of the waveguide,
Electromagnetic wave plasma torch.
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