KR20150054280A - Plasma torch - Google Patents

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Abstract

The objective of the present invention is to provide a plasma torch capable of improving an efficiency of processing process gas by directly passing the process gas to an arc area. According to an embodiment of the present invention, the plasma torch comprises: an electrode protruding in a specific direction to which voltage is applied; a first housing engaged with an insulation member to receive the electrode, having a first passage formed between the electrode and the first housing to supply electric discharge gas, and discharging arc generated when primarily ground connected to a first outlet; and a second housing having a second passage formed by receiving the front end of the first housing to supply the process gas, and secondarily ground connected to extend the arc such that arc flames occurred by combusting substances to be process contained in the process gas can be discharged to a second outlet.

Description

플라즈마 토치 {PLASMA TORCH}Plasma torch {PLASMA TORCH}

본 발명은 플라즈마 토치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 처리기체를 아크 영역으로 직접 통과시키는 플라즈마 토치에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a plasma torch, and more particularly, to a plasma torch for directly passing a processing gas into an arc region.

종래의 플라즈마 토치는 직류(DC) 전압이 인가되는 고전압 전극, 고전압 전극과의 사이에 좁은 간격을 형성하는 접지 전극을 구비하며, 고전압 전극의 전방에 접지 전극으로 설정되는 반응부를 구비한다.A conventional plasma torch has a high voltage electrode to which a direct current (DC) voltage is applied, a ground electrode which forms a narrow gap between the high voltage electrode and the high voltage electrode, and a reaction unit which is set as a ground electrode in front of the high voltage electrode.

즉 플라즈마 토치는 고전압 전극과 접지 전극 사이의 좁은 간격에서 플라즈마 방전으로 아크를 발생시키고, 반응부 내에서 아크 화염을 안정시켜 처리기체 측으로 토출한다. 즉 반응부의 전방으로 처리기체가 진행된다.That is, the plasma torch generates an arc by a plasma discharge at a narrow gap between the high voltage electrode and the ground electrode, and stabilizes the arc flame in the reaction part and discharges it to the processing gas side. That is, the processing gas advances forward of the reaction section.

예를 들면, 처리기체는 반도체 공정에서 발생되는 CF4, 식각공정과 세정공정에서 발생되는 NF3와 같은 불소(F)계 가스를 포함하며, CF4, NF3, 및 C2F6, C3F8, C4F10, CHF3, SF6 등과 같은 과불화합물(Perfluorocompounds; PFCs)은 지구 온난화를 유발시킨다.For example, the treatment gas includes CF 4 generated in the semiconductor process, fluorine (F) based gas such as NF 3 generated in the etching process and the cleaning process, and CF 4 , NF 3 , and C 2 F 6 , C Perfluorocompounds (PFCs), such as 3 F 8 , C 4 F 10 , CHF 3 , SF 6, etc., cause global warming.

처리기체가 플라즈마 토치의 아크 영역을 직접 지나지 못하고 반응부의 전방에 형성되는 아크 화염의 후류에 접하게 된다. 따라서 플라즈마 토치에서 아크 화염에 의한 처리기체의 처리 효율이 떨어진다.The processing gas does not directly pass through the arc region of the plasma torch but comes into contact with the wake of the arc flame formed in front of the reaction region. Therefore, the processing efficiency of the processing gas by the arc flame is lowered in the plasma torch.

본 발명의 목적은 처리기체를 아크 영역으로 직접 통과시켜 처리기체의 처리 효율을 높이는 플라즈마 토치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a plasma torch which directly passes the processing gas to the arc region to enhance the processing efficiency of the processing gas.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는, 일 방향으로 신장되고 전압이 인가되는 전극, 절연부재를 개재하여 상기 전극을 수용하고 상기 전극과의 사이에 방전기체를 공급하는 제1통로를 형성하며, 1차로 접지되어 생성되는 아크를 제1토출구로 토출하는 제1하우징, 및 상기 제1하우징의 선단을 수용하여 처리기체를 공급하는 제2통로를 형성하고, 2차로 접지되어 상기 아크를 연장하여 상기 처리기체에 포함된 처리 대상물질을 연소시킨 아크 화염을 제2토출구로 토출하는 제2하우징을 포함한다.A plasma torch according to an embodiment of the present invention includes a first elongated electrode to which a voltage is applied and a first path for receiving the electrode through an insulating member and supplying a discharge gas between the electrode and the electrode, A first housing for discharging an arc generated by being grounded at a first time to a first discharge port and a second passage for receiving a tip of the first housing to supply a processing gas, And a second housing for discharging the arc flame from the processing gas to the second discharge port.

상기 전극은, 내부에 제1냉각 챔버를 형성하고, 상기 절연부재를 관통하여 상기 제1냉각 챔버에 2중으로 결합되어 상기 제1냉각 챔버에 냉각수를 순환시키는 내부관과 외부관을 더 포함할 수 있다.The electrode may further include an inner tube and an outer tube which form a first cooling chamber therein and which are doubly joined to the first cooling chamber through the insulating member to circulate the cooling water to the first cooling chamber have.

상기 제1하우징은, 상기 절연부재에 결합되고 상기 제1통로를 설정하여 상기 방전기체를 공급하는 내부 관체, 상기 내부 관체의 선단에 연결되고 상기 제1토출구를 형성하여 상기 제1토출구에 상기 제1통로를 연결하는 중간 부재, 및 상기 내부 관체에 결합되고 상기 중간 부재에 연결되어, 상기 내부 관체 및 상기 중간 부재와의 사이에 제2냉각 챔버를 설정하는 외부 관체를 포함할 수 있다.The first housing includes an inner tube coupled to the insulating member and configured to supply the discharge gas by setting the first passage, a second housing connected to a front end of the inner tube and configured to form the first outlet, And an outer tubular body coupled to the inner tubular body and connected to the intermediate tubular member and defining a second cooling chamber between the inner tubular body and the intermediate member.

상기 외부 관체는, 상기 내부 관체에 결합되고 상기 제2냉각 챔버에 냉각수를 순환시키는 공급구와 배출구를 구비하는 제1관체, 및 상기 제1관체에 결합되고 상기 중간 부재에 연결되어 상기 제2냉각 챔버를 설정하는 제2관체를 포함할 수 있다.The outer tube body includes a first tube coupled to the inner tube and having a supply port and an outlet for circulating the cooling water to the second cooling chamber and a second tube coupled to the first tube and connected to the intermediate member, And a second tube for setting the second tube.

상기 제2하우징은, 상기 외부 관체에 결합되고 상기 처리기체를 상기 제2통로로 유입하는 유입구를 구비하며, 상기 외부 관체를 수용하고 상기 외부 관체의 단부에서 상기 제2통로를 좁아지게 형성하여 상기 제2토출구에 연결하는 목부를 포함할 수 있다.Wherein the second housing has an inlet for being connected to the outer tubular body and for introducing the processing gas into the second passage, wherein the second housing receives the outer tubular body and narrows the second passage at the end of the outer tubular body, And a neck connected to the second discharge port.

상기 제2하우징은, 스팀을 공급하는 스팀 공급구에 연결되어 상기 목부의 시작 지점에 스팀을 분사하는 스팀 분사구를 구비하는 노즐을 더 포함할 수 있다.The second housing may further include a nozzle connected to a steam supply port for supplying steam and having a steam injection hole for spraying steam at a starting point of the neck.

상기 제2하우징은, 상기 제1토출구로부터 토출되는 아크를 회전시키는 나선홈을 내주면에 구비하는 회전 유도부를 더 포함할 수 있다.The second housing may further include a rotation guide portion having a spiral groove on the inner circumferential surface for rotating the arc discharged from the first discharge port.

상기 제2하우징은, 상기 외부 관체에 결합되고 상기 유입구를 구비하는 본체, 및 상기 본체의 끝에 상기 노즐과 상기 회전 유도부를 배치하고, 상기 회전 유도부를 지지하여 상기 본체에 결합되는 결합체를 포함할 수 있다.The second housing may include a main body coupled to the outer tubular body and having the inlet, and a coupling body having the nozzle and the rotation guide portion disposed at an end of the main body and coupled to the main body by supporting the rotation guide portion. have.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 전극에 전압을 인가하고 제1하우징을 1차 접지하여 제1하우징의 제1토출구로 플라즈마 방전에 의한 아크를 토출하며, 제1하우징을 수용하는 제2하우징으로 처리기체를 공급하면서 2차 접지함으로써 아크 영역을 연장하여 처리기체에 포함된 처리 대상물질을 더 연소시킬 수 있다.As described above, according to an embodiment of the present invention, a voltage is applied to an electrode and the first housing is first grounded to discharge an arc by a plasma discharge to a first discharge port of the first housing, and a second housing So as to further burn out the substance to be treated contained in the processing gas.

이와 같이, 제1토출구와 제2토출구 사이에서 아크 영역이 연장되고, 처리기체가 연장된 아크 영역을 직접 통과함으로써 처리기체의 처리 효율이 높아질 수 있다. 처리기체가 연소된 아크 화염을 제2하우징의 제2토출구로 토출할 수 있다.As described above, the arc region extends between the first discharge port and the second discharge port, and the processing gas can be efficiently treated by passing the processing gas directly through the extended arc region. The processing gas can discharge the burned arc flame to the second discharge port of the second housing.

또한, 처리기체에 포함된 미처리 대상물질은 제2토출구에서 아크 화염의 후류로 분사되어 추가적으로 연소될 수 있다. 따라서 처리기체의 처리 효율이 더욱 높아질 수 있다.In addition, the untreated target substance contained in the processing gas may be further injected into the wake of the arc flame at the second discharge port. Therefore, the treatment efficiency of the treatment gas can be further increased.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 토치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 플라즈마 토치로 처리기체를 처리하는 작동 상태도이다.1 is a cross-sectional view of a plasma torch according to an embodiment of the present invention.
2 is an operational state diagram for processing the processing gas with the plasma torch of FIG.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 플라즈마 토치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 플라즈마 토치로 처리기체를 처리하는 작동 상태도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 플라즈마 토치는 전압이 인가되는 전극(30), 1차로 접지되는 제1하우징(10) 및 2차로 접지되는 제2하우징(20)을 포함한다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a plasma torch according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an operational state diagram for processing a processing gas with the plasma torch of FIG. Referring to FIGS. 1 and 2, a plasma torch according to an embodiment includes an electrode 30 to which a voltage is applied, a first housing 10 that is grounded first, and a second housing 20 that is grounded secondarily .

플라즈마 토치는 전극(30)과 제1하우징(10) 사이에서 플라즈마 방전으로 아크를 발생시키고, 제2하우징(20)의 2차 접지로 인하여 제1하우징(10)의 단부에서 제2하우징(20)으로 아크 영역(A)을 연장시킨다.The plasma torch generates an arc by the plasma discharge between the electrode 30 and the first housing 10 and causes the arc of the second housing 20 at the end of the first housing 10 due to the secondary grounding of the second housing 20. [ ) To extend the arc region (A).

처리 대상물질을 포함하는 처리기체는 제1하우징(10)의 전방에서 아크에 의하여 연소 처리되고, 제2하우징(20)을 경유하면서 연장된 아크 영역(A)에서 더욱 연소 처리된다. 예를 들면, 처리기체는 CF4, NF3, 및 C2F6, C3F8, C4F10, CHF3, SF6 등과 같은 과불화합물(Perfluorocompounds; PFCs)일 수 있다.The processing gas containing the substance to be treated is burned by the arc in front of the first housing 10 and further burned in the extended arc region A via the second housing 20. [ For example, the process gas may be CF 4 , NF 3 , and perfluorocompounds (PFCs) such as C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 10 , CHF 3 , SF 6, and the like.

전극(30)은 일 방향(도 1에서는 상하 방향)으로 신장 형성된다. 전극(30)은 내부에 제1냉각 챔버(C1)를 형성하고, 제1냉각 챔버(C1)에 2중으로 결합되어 제1냉각 챔버(C1)에 냉각수를 순환시키는 내부관(31)과 외부관(32)을 포함한다.The electrode 30 is elongated in one direction (the up-down direction in Fig. 1). The electrode 30 includes an inner tube 31 which forms a first cooling chamber C1 and which is doubly joined to the first cooling chamber C1 to circulate the cooling water to the first cooling chamber C1, (32).

즉 내부관(31)과 외부관(32)은 절연부재(40)를 관통하여 설치되며, 내부관(31)이 외부관(32) 보다 길게 형성된다. 따라서 내부관(31)으로 공급되는 냉각수는 제1냉각 챔버(C1)를 순환하여 전극(30)을 냉각시킨 후, 외부관(32)으로 배출된다.That is, the inner tube 31 and the outer tube 32 are installed through the insulating member 40, and the inner tube 31 is formed longer than the outer tube 32. Accordingly, the cooling water supplied to the inner tube 31 is circulated through the first cooling chamber C1 to cool the electrode 30, and then is discharged to the outer tube 32.

제1하우징(10)은 일측에 절연부재(40)를 개재하여 전극(30)을 수용하며, 이때 전극(30)의 외면과 제1하우징(10)의 내면은 서로의 사이에 방전기체(예를 들면, 공기)를 공급하는 제1통로(P1)를 형성한다.The outer surface of the electrode 30 and the inner surface of the first housing 10 are connected to each other with a discharge gas (for example, A first passage P1 for supplying air (for example, air) is formed.

제1통로(P1)는 전극(30)의 단부 인접측에 제1토출구(O1)를 구비한다. 제1토출구(O1) 측에서, 전극(30)과 제1하우징(10)은 방전갭(G)을 형성한다. 제1통로(P1)로 방전기체가 공급되는 상태에서, 전극(30)에 전압(H.V)이 인가되고 제1하우징(10)이 접지되면, 방전갭(G)에서 플라즈마 방전으로 아크가 발생되어 제1토출구(O1)로 토출된다.The first passage P1 has a first discharge port O1 on the side adjacent to the end of the electrode 30. [ The electrode 30 and the first housing 10 form a discharge gap G on the side of the first discharge port O1. When the voltage HV is applied to the electrode 30 and the first housing 10 is grounded with the discharge device being supplied to the first passage P1, an arc is generated by the plasma discharge at the discharge gap G, 1 discharge port O1.

예를 들면, 제1하우징(10)은 내부 관체(11), 중간 부재(12) 및 외부 관체(13)를 결합하여 형성된다. 내부 관체(11)는 절연부재(40)에 결합되고, 전극(30)과 함께 제1통로(P1)를 설정하여 방전기체를 공급한다. 즉 제1통로(P1)는 전극(30)의 외주면과 내부 관체(11)의 내주면이 이격됨으로써 설정된다.For example, the first housing 10 is formed by combining the inner tubular body 11, the intermediate member 12, and the outer tubular body 13. The inner tube 11 is coupled to the insulating member 40 and sets the first passage P1 together with the electrode 30 to supply the discharge gas. The first passage P1 is set by separating the outer circumferential surface of the electrode 30 and the inner circumferential surface of the inner tubular body 11 from each other.

내부 관체(11)는 방전기체를 공급하는 공급구(111)를 구비하고 제1통로(P1)에 연결되어, 외부로부터 방전기체를 제1통로(P1) 및 방전갭(G)으로 공급한다. 중간 부재(12)는 내부 관체(11)의 선단에 연결되고, 제1토출구(O1)를 형성하여 제1통로(P1)에 연결한다. 즉 방전갭(G)은 중간 부재(12)와 전극(30) 사이에 설정된다.The inner tube 11 has a supply port 111 for supplying a discharge gas and is connected to the first passage P1 to supply the discharge gas to the first passage P1 and the discharge gap G from the outside. The intermediate member 12 is connected to the tip of the inner tube 11 and forms a first discharge port O1 to connect to the first passage P1. The discharge gap G is set between the intermediate member 12 and the electrode 30.

외부 관체(13)는 일측으로 내부 관체(11)에 결합되고 다른 일측으로 중간 부재(12)에 연결되어, 내부 관체(11) 및 중간 부재(12)와의 사이에 제2냉각 챔버(C2)를 설정한다. 즉 제2냉각 챔버(C2)는 외부 관체(13)와 내부 관체(11) 사이 및 중간 부재(12)와 외부 관체(13) 사이를 연결하여 형성된다.The outer tubular body 13 is coupled to the inner tubular body 11 on one side and to the intermediate member 12 on the other side to form a second cooling chamber C2 between the inner tubular body 11 and the intermediate member 12 Setting. The second cooling chamber C2 is formed by connecting between the outer tubular body 13 and the inner tubular body 11 and between the intermediate member 12 and the outer tubular body 13. [

예를 들면, 외부 관체(13)는 제1관체(131)와 제2관체(132)로 형성될 수 있다. 제1관체(131)는 내부 관체(11)에 결합되고, 공급구(311)와 배출구(312)를 양측에 구비하여 제2냉각 챔버(C2)에 연결함으로써, 제2냉각 챔버(C2)에 냉각수를 순환시킬 수 있다. 제2관체(132)는 제1관체(131)에 결합되고, 중간 부재(12)에 연결되어 제2냉각 챔버(C2)를 설정한다. 또한 제2관체(132)는 1차로 접지된다.For example, the outer tubular body 13 may be formed of the first tubular body 131 and the second tubular body 132. The first tube body 131 is coupled to the inner tube body 11 and has a supply port 311 and an outlet port 312 on both sides thereof to be connected to the second cooling chamber C2, The cooling water can be circulated. The second tube 132 is coupled to the first tube 131 and is connected to the intermediate member 12 to set the second cooling chamber C2. The second tube 132 is also grounded first.

즉 전극(30)과 내부 관체(11) 사이에 설정되는 제1통로(P1)로 방전기체를 공급하고, 외부 관체(13)의 제2관체(132)를 접지한 상태에서 전극(30)에 전압(H.V)을 인가하면, 중간 부재(12)와 전극(30) 사이의 방전갭(G)에서 점화되어 아크가 발생된다.The discharge gas is supplied to the first passage P1 set between the electrode 30 and the inner tubular body 11 and the second tubular body 132 of the outer tubular body 13 is grounded, When a voltage (HV) is applied, an arc is generated by ignition at a discharge gap (G) between the intermediate member (12) and the electrode (30).

아크의 발생으로 인하여 전극(30)과 제1하우징(10)이 가열된다. 이때, 제1냉각 챔버(C1)는 냉각수로 전극(30)을 냉각시키고, 제2냉각 챔버(C2)는 냉각수로 제1하우징(10), 즉 내부 관체(11)와 중간 부재(12) 및 외부 관체(13)를 냉각시킨다.The electrode 30 and the first housing 10 are heated by the generation of an arc. At this time, the first cooling chamber C1 cools the electrode 30 with the cooling water, and the second cooling chamber C2 is connected to the first housing 10, that is, the inner tube 11 and the intermediate member 12, Thereby cooling the outer tubular body 13.

제2하우징(20)은 제1하우징(10)의 선단을 수용하여 제1하우징(10)에 결합되며, 이때 제1하우징(10)의 외면과 제2하우징(20)의 내면은 서로의 사이에 처리기체를 공급하는 제2통로(P2)를 형성한다.The second housing 20 receives the front end of the first housing 10 and is coupled to the first housing 10. The outer surface of the first housing 10 and the inner surface of the second housing 20 are connected to each other And a second passage P2 for supplying a processing gas to the second passage P2.

즉 제2통로(P2)로 공급되는 처리기체는 전극(30)과 제1하우징(10)에서 생성되어 제1토출구(O1)로 토출되는 아크에 공급된다. 따라서 처리기체는 아크 영역(A)에 직접 접하게 된다.The processing gas supplied to the second passage P2 is supplied to the arc generated in the electrode 30 and the first housing 10 and discharged to the first discharge port O1. Thus, the processing gas is brought into direct contact with the arc region (A).

제2통로(P2)는 제2하우징(20)의 단부에 제2토출구(O2)를 구비한다. 제2하우징(20)은 2차로 접지되어 제1토출구(O1)에서 토출되는 아크를 연장하여, 처리기체에 포함된 처리 대상물질을 아크 영역(A)에서 연소시키고, 연소로 발생되는 아크 화염(F)을 제2토출구(O2)로 토출한다.The second passage P2 has a second discharge port O2 at an end of the second housing 20. [ The second housing 20 is secondarily grounded to extend the arc discharged from the first discharge port O1 to burn the object to be treated contained in the processing gas in the arc region A and to discharge the arc flame F to the second discharge port O2.

제2하우징(20)은 제1하우징(10)의 외부 관체(13)에 결합되고, 유입구(201)를 구비하여 처리기체를 제2통로(P2)로 유입한다. 제1토출구(O1)와 제2토출구(O2)가 일직선 상에 배치되고, 유입구(201)가 제1토출구(O1)의 후방 측면에 배치되어 처리기체를 공급한다.The second housing 20 is coupled to the outer tubular body 13 of the first housing 10 and has an inlet 201 to introduce the processing gas into the second passage P2. The first discharge port O1 and the second discharge port O2 are arranged in a straight line and the inlet port 201 is disposed on the rear side surface of the first discharge port O1 to supply the processing gas.

또한, 제2하우징(20)은 외부 관체(13)를 수용하고, 외부 관체(13)의 단부의 주위에서 목부(202)를 구비하여 제2통로(P2)를 좁아지게 형성하여 제2토출구(O2)에 연결한다. 즉 제2통로(P2)는 외부 관체(13)의 단부에서 넓게 형성되고, 목부(202)에서 좁게 형성된다.The second housing 20 accommodates the outer tubular body 13 and is provided with a neck 202 around the end of the outer tubular body 13 to narrow the second passage P2, O2. The second passage P2 is formed to be wide at the end portion of the outer tubular body 13 and narrowly formed at the neck portion 202. [

제2하우징(20)의 목부(202)가 2차로 접지됨에 따라 제1토출구(O1)에서 목부(202)를 통하여 제2하우징(20)의 내부로 아크 영역(A)이 연장된다. 따라서 제2통로(P2)로 공급되는 처리기체는 연장된 아크 영역(A)을 직접 통과하면서 연소 처리될 수 있다.The arc region A extends from the first discharge port O1 to the inside of the second housing 20 through the neck portion 202 as the neck portion 202 of the second housing 20 is secondarily grounded. Thus, the processing gas supplied to the second passage P2 can be subjected to the combustion treatment while passing directly through the extended arc region A.

예를 들면, 제2하우징(20)은 목부(202)의 시작 지점 측에 노즐(21)을 구비할 수 있다. 노즐(21)은 스팀을 공급하는 스팀 공급구(211)에 연결되는 스팀 분사구(212)를 구비하여, 목부(202)의 시작 지점 주위에 스팀을 분사한다.For example, the second housing 20 may have a nozzle 21 at the starting point side of the neck 202. The nozzle 21 has a steam injection port 212 connected to a steam supply port 211 for supplying steam and injects steam around the starting point of the neck 202.

즉 목부(202)에서 분사된 스팀은 아크 영역(A) 및 처리기체에 포함된 대상물질에 수소와 산소를 공급한다. 따라서 과불화합물(Perfluorocompounds; PFCs)이 분해되는 과정에서 발생하는 불소(F)가 스팀을 통해 공급되는 수소(H)와 결합하여 HF 형태로 고정되어(Fix) 카본(C)과의 재결합을 통해 PFC 물질이 재생성되는 것을 방지하게 된다. 이에 따라 처리 대상물질의 불소(F) 성분의 처리 효율이 향상될 수 있다.That is, the steam injected from the neck portion 202 supplies hydrogen and oxygen to the arc region A and the target material contained in the processing gas. Therefore, fluorine (F) generated during the decomposition of perfluorocompounds (PFCs) is combined with hydrogen (H) supplied through steam and fixed in HF form. (Fix) Thereby preventing the material from being regenerated. Accordingly, the treatment efficiency of the fluorine (F) component of the substance to be treated can be improved.

또한, 제2하우징(20)은 제1토출구(O1)와 제2토출구(O2) 사이에 회전 유도부(22)를 더 구비할 수 있다. 예를 들면, 회전 유도부(22)는 내주면에 나선홈(221)으로 형성되어, 제1토출구(O1)로부터 토출되는 아크 및 처리기체를 제2토출구(O2)로 회전 유도시킨다.The second housing 20 may further include a rotation inducing part 22 between the first discharge port O1 and the second discharge port O2. For example, the rotation inducing portion 22 is formed as a spiral groove 221 on the inner circumferential surface to induce the arc and the processing gas discharged from the first discharge port O1 to rotate to the second discharge port O2.

즉 회전 유도부(22)의 나선홈(221)은 제2토출구(O2)로 토출되는 아크 화염(F)을 회전시킨다. 따라서 처리기체에 포함된 처리 대상물질과 아크의 믹싱 효과가 높아지고, 이에 따라 처리 대상물질의 처리 효율이 향상될 수 있다.That is, the spiral groove 221 of the rotation inducing portion 22 rotates the arc flame F discharged to the second discharge port O2. Therefore, the effect of mixing the arc of the object to be treated and the arc contained in the processing gas is enhanced, and thus the treatment efficiency of the object to be treated can be improved.

예를 들면, 제2하우징(20)은 본체(23)와 결합체(24)로 형성될 수 있다. 본체(23)는 외부 관체(13)에 결합되고 처리기체를 유입하는 유입구(201)를 구비한다. 결합체(24)는 본체(23)의 끝에 결합되어 본체(23)의 끝에 배치되는 노즐(21)과 회전 유도부(22)를 지지한다.For example, the second housing 20 may be formed of a body 23 and a coupling body 24. The body (23) has an inlet (201) which is coupled to the outer tube (13) and into which the processing gas is introduced. The coupling body 24 is coupled to the end of the main body 23 and supports the nozzle 21 and the rotation inducing portion 22 disposed at the end of the main body 23.

회전 유도부(22)는 제1하우징(10)에서 목부(202)로 연장되는 아크 영역(A)을 제2하우징(20)의 끝까지 더 연장한다. 따라서 제2통로(P2)로 공급되는 처리기체는 더욱 연장된 아크 영역(A)을 직접 통과하면서 더욱 아크와 혼합되고 효과적으로 연소 처리될 수 있다.The rotation inducing portion 22 further extends the arc region A extending from the first housing 10 to the neck portion 202 to the end of the second housing 20. Thus, the processing gas supplied to the second passage P2 can be further mixed with the arc and effectively burned, while passing directly through the further extended arc region A.

또한, 아크는 회전 유도부(22) 끝에서 후류로 아크 화염(F)을 형성하여, 아크 영역(A)을 경유하면서 처리기체에 포함된 대상물질을 추가로 처리할 수 있다.Further, the arc can form an arc flame F from the end of the rotation inducing portion 22 to the wake, and can further process the target substance contained in the processing gas while passing through the arc region A.

예를 들면, NF3는 비교적 분해가 용이하지만, CF4는 분해가 어려운 난분해성 물질이다. 난분해성 물질을 포함하는 처리기체는 아크 영역(A)을 직접 통과하지 않으면 처리 효율이 낮아진다.For example, NF 3 is relatively easy to decompose, but CF 4 is a hardly decomposable substance that is difficult to decompose. If the processing gas containing the refractory material does not directly pass through the arc region A, the processing efficiency is lowered.

본 실시예의 플라즈마 토치는 이와 같은 난분해성 물질을 분해하는데 더욱 효과적으로 사용될 수 있다. 이와 같이, 난분해성 물질을 분해하면서 아크 영역(A)이 길어지고 제2토출구(O2)에서 아크 화염(F)이 형성되므로 제2하우징(20)이 더욱 과열될 수 있다.The plasma torch of this embodiment can be used more effectively to decompose such a refractory material. As described above, since the arc region A is lengthened and the arc flame F is formed at the second discharge port O 2, the second housing 20 can be further heated.

이를 방지하기 위하여, 결합체(24)는 회전 유도부(22)와의 사이에 제3냉각 챔버(C3)를 구비한다. 제3냉각 챔버(C3)는 일측으로 공급되는 냉각수에 의하여 제2통로(P2) 및 제2토출구(O2)를 냉각시킬 수 있다.In order to prevent this, the coupling body 24 has the third cooling chamber C3 between the rotation inducing portion 22 and the rotation inducing portion 22. The third cooling chamber (C3) can cool the second passage (P2) and the second discharge port (O2) by the cooling water supplied to one side.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

10: 제1하우징 11: 내부 관체
12: 중간 부재 13: 외부 관체
20: 제2하우징 21: 노즐
22: 회전 유도부 23: 본체
24: 결합체 30: 전극
31: 내부관 32: 외부관
40: 절연부재 111: 공급구
131: 제1관체 132: 제2관체
201: 유입구 202: 목부
211: 스팀 공급구 212: 스팀 분사구
221: 나선홈 311: 공급구
312: 배출구 C1, C2, C3: 제1, 제2, 제3냉각 챔버
G: 방전갭 P1, P2: 제1, 제2통로
O1, O2: 제1, 제2토출구10: first housing 11: inner tube
12: intermediate member 13: outer tubular body
20: second housing 21: nozzle
22: rotation induction unit 23:
24: assembly 30: electrode
31: inner tube 32: outer tube
40: Insulating member 111:
131: first tube 132: second tube
201: inlet 202: neck
211: Steam supply port 212: Steam nozzle
221: spiral groove 311:
312: Outlets C1, C2, C3: First, second, and third cooling chambers
G: discharge gap P1, P2: first and second passages
O1, O2: First and second outlets

Claims (8)

일 방향으로 신장되고 전압이 인가되는 전극;
절연부재를 개재하여 상기 전극을 수용하고 상기 전극과의 사이에 방전기체를 공급하는 제1통로를 형성하며, 1차로 접지되어 생성되는 아크를 제1토출구로 토출하는 제1하우징; 및
상기 제1하우징의 선단을 수용하여 처리기체를 공급하는 제2통로를 형성하고, 2차로 접지되어 상기 아크를 연장하여 상기 처리기체에 포함된 처리 대상물질을 연소시킨 아크 화염을 제2토출구로 토출하는 제2하우징
을 포함하는 플라즈마 토치.
An electrode extended in one direction and applied with a voltage;
A first housing which forms a first passage for receiving the electrode through an insulating member and supplying a discharge gas between the electrode and the electrode, and discharging an arc generated by being grounded to the first discharge port; And
A second passage for receiving a tip of the first housing and supplying a processing gas is formed and an arc flame which is grounded secondarily and extends the arc to burn a target substance contained in the processing gas is discharged to a second discharge port The second housing
.
제1항에 있어서,
상기 전극은,
내부에 제1냉각 챔버를 형성하고,
상기 절연부재를 관통하여 상기 제1냉각 챔버에 2중으로 결합되어 상기 제1냉각 챔버에 냉각수를 순환시키는 내부관과 외부관
을 더 포함하는 플라즈마 토치.
The method according to claim 1,
The electrode
Forming a first cooling chamber therein,
An inner tube which is doubly joined to the first cooling chamber through the insulating member to circulate the cooling water to the first cooling chamber,
And a plasma torch.
제1항에 있어서,
상기 제1하우징은,
상기 절연부재에 결합되고 상기 제1통로를 설정하여 상기 방전기체를 공급하는 내부 관체,
상기 내부 관체의 선단에 연결되고 상기 제1토출구를 형성하여 상기 제1토출구에 상기 제1통로를 연결하는 중간 부재, 및
상기 내부 관체에 결합되고 상기 중간 부재에 연결되어, 상기 내부 관체 및 상기 중간 부재와의 사이에 제2냉각 챔버를 설정하는 외부 관체
를 포함하는 플라즈마 토치.
The method according to claim 1,
The first housing includes:
An inner tube coupled to the insulating member and supplying the discharge gas by setting the first passage,
An intermediate member connected to the tip of the inner tube for forming the first discharge port and connecting the first passage to the first discharge port,
An outer tubular member coupled to the inner tubular body and connected to the intermediate member, the outer tubular member defining a second cooling chamber between the inner tubular member and the intermediate member
.
제3항에 있어서,
상기 외부 관체는,
상기 내부 관체에 결합되고 상기 제2냉각 챔버에 냉각수를 순환시키는 공급구와 배출구를 구비하는 제1관체, 및
상기 제1관체에 결합되고 상기 중간 부재에 연결되어 상기 제2냉각 챔버를 설정하는 제2관체
를 포함하는 플라즈마 토치.
The method of claim 3,
The outer tubular body may include:
A first tube coupled to the inner tube and having a supply port and an outlet for circulating cooling water to the second cooling chamber,
A second tube coupled to the first tube and connected to the intermediate member to set the second cooling chamber;
.
제1항에 있어서,
상기 제2하우징은,
상기 제1하우징에 결합되고 상기 처리기체를 상기 제2통로로 유입하는 유입구를 구비하며,
상기 제1하우징을 수용하고 상기 외부 관체의 단부에서 상기 제2통로를 좁아지게 형성하여 상기 제2토출구에 연결하는 목부
를 포함하는 플라즈마 토치.
The method according to claim 1,
The second housing includes:
And an inlet connected to the first housing and introducing the processing gas into the second passage,
A neck portion that receives the first housing and narrows the second passage at the end portion of the outer tube to connect to the second outlet,
.
제5항에 있어서,
상기 제2하우징은,
스팀을 공급하는 스팀 공급구에 연결되어 상기 목부의 시작 지점에 스팀을 분사하는 스팀 분사구를 구비하는 노즐을 더 포함하는 플라즈마 토치.
6. The method of claim 5,
The second housing includes:
Further comprising a nozzle connected to a steam supply port for supplying steam and having a steam injection hole for injecting steam at a starting point of the throat.
제5항에 있어서,
상기 제2하우징은,
상기 제1토출구로부터 토출되는 아크를 회전시키는 나선홈을 내주면에 구비하는 회전 유도부를 더 포함하는 플라즈마 토치.
6. The method of claim 5,
The second housing includes:
Further comprising: a rotation inducing portion provided on an inner circumferential surface of a helical groove for rotating an arc discharged from the first discharge port.
제7항에 있어서,
상기 제2하우징은,
상기 외부 관체에 결합되고 상기 유입구를 구비하는 본체, 및
상기 본체의 끝에 상기 노즐과 상기 회전 유도부를 배치하고, 상기 회전 유도부를 지지하여 상기 본체에 결합되는 결합체
를 포함하는 플라즈마 토치.8. The method of claim 7,
The second housing includes:
A body coupled to the outer tubular body and having the inlet; and
Wherein the nozzle and the rotation induction portion are disposed at an end of the main body,
.
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