KR20180056171A - Underwater plasma torch - Google Patents

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KR20180056171A
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황정민
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농업회사법인 주식회사 부림아그로텍
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Abstract

The present invention relates to an underwater plasma torch. More specifically, the underwater plasma torch has an improved structure to effectively sterilize the water by using plasma, thereby enhancing the plasma generation effects and extending the service life. According to the present invention, the underwater plasma torch includes: a torch head which is arranged in the shape of a disc, is made of an insulation material, and has through gas injection holes formed to be connected to the lower center shaft from a side of the upper part to inject gas thereto; a discharge electrode which is arranged in the shape of a conductive bar and has an end connected to the center shaft of the torch head in a through shape; a quartz tube which uses the discharge electrode as the center shaft, is in the shape of a cylinder having a storage space therein, and has an end connected to the gas injection holes on the lower surface of the torch head; a bubble device which is connected to the other end of the quartz tube and is made of a porous material to discharge the gas and air injected into the made of a quartz tube under the water as bubbles; and a facing electrode which is in the shape of a conductive bar, has an end connected to a side lower surface of the torch head in a through shape, and is arranged to be parallel to the conductive discharge electrode. The underwater plasma torch can effectively generate high-density plasma. The underwater plasma torch can prevent high-density plasma generation from causing damage to the torch head, thereby extending the service life of the device.

Description

수중 플라즈마 토치{Underwater plasma torch}Underwater plasma torch

본 발명은 수중 플라즈마 토치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용하여 물을 효과적으로 살균하기 위해, 플라즈마 토치의 구조를 개선하여 플라즈마 생성 효과 및 사용수명을 향상시킨 기술에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an underwater plasma torch, and more particularly, to a technique for improving plasma generating effect and service life by improving the structure of a plasma torch to effectively sterilize water using plasma.

일반적으로 사용되는 종래의 플라즈마 토치는, 토치헤드에 삽입된 도전성 방전극과 도전성 대향전극 사이에 플라즈마를 발생시켜 이로 인해, 활성화 된 OH 라디칼을 이용하여 수중 미생물을 살균하고 정화시키는 것이다.A conventional plasma torch generally used is to generate a plasma between a conductive discharge electrode inserted in a torch head and a conductive counter electrode to thereby sterilize and purify an underwater microorganism using an activated OH radical.

하지만, 이로 인해 발생되는 고밀도 플라즈마에 의해, 상기 도전성 방전극과 도전성 대향전극을 지지하고 있는 토치헤드 부분이 녹아 형체가 손상되어 장치의 수명이 저하되는 문제점이 있었다. However, due to the high-density plasma generated by this, the torch head portion supporting the conductive discharge electrode and the conductive counter electrode is melted and the shape of the torch is damaged, so that the life of the device is deteriorated.

이를 방지하기 위해, 상기 도전성 방전극과 도전성 대향전극의 간극을 멀리 하면, 플라즈마의 생성이 용이하지 않게 되어 살균 효과가 떨어지게 된다.In order to prevent this, if the gap between the conductive discharge electrode and the conductive counter electrode is distant, plasma generation is not easy and the sterilizing effect is deteriorated.

이와 관련하여, 종래의 기술을 살펴보면, '수중 설치 플라즈마토치 구조'가 대한민국 공개특허 제10-2013-0028184호에 개시되고 있고, '고밀도 수중 플라즈마 토치를 이용한 수질정화방법'이 대한민국 등록특허 제10-0932377호에 개시되고 있다. 상기의 플라즈마 토치는 효과적으로 고밀도 플라즈마를 생성하기 위한 기술이 개시되어 있으나 그로 인해 발생되는 토치 헤드 부분의 손상에 대한 대비책이 없어 여전히 장치의 수명이 저하되는 문제점을 가지고 있다.In this regard, in the related art, an 'underwater installed plasma torch structure' is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0028184, and a 'method for purifying water using a high-density underwater plasma torch' -0932377. The above plasma torch effectively discloses a technique for generating a high-density plasma. However, there is a countermeasure against the damage of the torch head which is generated thereby, and thus the lifetime of the apparatus is deteriorated.

대한민국 공개특허 제10-2013-0028184호 (2013.03.19)Korean Patent Publication No. 10-2013-0028184 (March 19, 2013) 대한민국 등록특허 제10-0932377호 (2009.12.08)Korean Patent No. 10-0932377 (2009.12.08)

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 플라즈마 토치를 이용하여 효과적으로 고밀도 플라즈마를 생성시키면서, 고밀도 플라즈마에 의해 손상되는 플라즈마 토치 헤드의 손상을 방지할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a plasma torch which can effectively prevent damage to a plasma torch head damaged by a high-density plasma while generating a high- The purpose is to provide.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems to be solved by the present invention, which are not mentioned here, As will be appreciated by those skilled in the art.

본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치는, 절연재질의 원판 형상으로 마련되어, 상부 일측으로부터 하부 중심축을 향해 가스가 주입될 수 있도록 관통 연결되는 가스주입홀이 형성되는 토치헤드, 도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 상기 토치헤드의 중심축에 일단부가 관통 연결되는 방전극, 상기 방전극을 중심축으로 하고, 내부에 수용공간이 형성되는 원기둥 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드 하부면의 상기 가스주입홀에 연결되는 석영관, 상기 석영관의 타단부에 연결되어, 상기 석영관 내부로 주입되는 가스 및 공기를 수중에서 기포 형태로 배출할 수 있도록 다공성 재질로 구성되는 버블장치, 도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드의 하부 일측면에 관통 연결되며, 상기 도전성 방전극과 평행하게 마련되는 대향전극을 포함 하여 구성된다.The underwater plasma torch according to the present invention comprises a torch head provided in a disc shape of an insulating material and formed with a gas injection hole through which gas can be injected from one side of the upper side toward a lower central axis thereof, A torch head having one end thereof connected to the center axis of the torch head and having a cylindrical shape having a receiving space defined therein with the discharge electrode as a center axis and having one end connected to the gas injection hole of the lower surface of the torch head, A bubble device connected to the other end of the quartz tube and made of a porous material so as to discharge gas and air injected into the quartz tube in the form of bubbles in water, A counter electrode electrically connected to the lower side of the torch head and electrically connected to the conductive discharge electrode, It is configured to include.

본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치는, 고밀도 플라즈마를 효과적으로 생성할 수 있는 효과가 있다.The underwater plasma torch according to the present invention has an effect of effectively generating a high-density plasma.

또한, 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치는, 고밀도 플라즈마 생성에 따른 토치헤드의 손상을 방지하여 장치의 수명을 높일 수 있는 효과가 있다.In addition, the underwater plasma torch according to the present invention has an effect of preventing the torch head from being damaged due to generation of high-density plasma, thereby increasing the service life of the apparatus.

또한 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치는, 수살균 처리장치에 효과적으로 적용할 수 있는 효과가 있다.Further, the underwater plasma torch according to the present invention can be effectively applied to a water sterilization apparatus.

도 1은 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치의 상부 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치의 하부 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치의 단면도를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치의 과열방지튜브를 나타낸 모식도이다.
도 5는 기존의 발명에 따른 수중 플라즈마 토치를 500시간 수처리 실시 후, 관찰한 사시도이다.
도 6 (a)는 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치를 이용하여 100시간 동안 수처리를 실시 후, 상기 토치헤드의 표면을 관찰한 것이다.
도 6 (b)는 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치를 이용하여 500시간 동안 수처리를 실시 후, 상기 토치헤드의 표면을 관찰한 것이다.
도 6 (c)는 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치를 이용하여 1000시간 동안 수처리를 실시 후, 상기 토치헤드의 표면을 관찰한 것이다.
도 6 (d)는 본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치를 이용하여 2500시간 동안 수처리를 실시 후, 상기 토치헤드의 표면을 관찰한 것이다.
1 is a top perspective view of an underwater plasma torch according to the present invention.
2 is a bottom perspective view of an underwater plasma torch according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of an underwater plasma torch according to the present invention.
4 is a schematic view illustrating an overheat prevention tube of an underwater plasma torch according to the present invention.
FIG. 5 is a perspective view of an underwater plasma torch according to the conventional method after 500 hours of water treatment. FIG.
6 (a) is a view of the surface of the torch head after performing water treatment for 100 hours using an underwater plasma torch according to the present invention.
FIG. 6 (b) shows the surface of the torch head after water treatment for 500 hours using an underwater plasma torch according to the present invention.
FIG. 6 (c) shows the surface of the torch head after water treatment for 1000 hours using an underwater plasma torch according to the present invention.
FIG. 6 (d) is a view showing the surface of the torch head after performing water treatment for 2500 hours using an underwater plasma torch according to the present invention.

이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings.

본 발명에 따른 수중 플라즈마 토치는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 절연재질의 원판 형상으로 마련되어, 상부 일측으로부터 하부 중심축을 향해 가스가 주입될 수 있도록 관통 연결되는 가스주입홀(11)이 형성되는 토치헤드(10), 도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 상기 토치헤드(10)의 중심축에 일단부가 관통 연결되는 방전극(20), 상기 방전극(20)을 중심축으로 하고, 내부에 수용공간이 형성되는 원기둥 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드(10) 하부면의 상기 가스주입홀(11)에 연결되는 석영관(30), 상기 석영관(30)의 타단부에 연결되어, 상기 석영관(30) 내부로 주입되는 가스 및 공기를 수중에서 기포 형태로 배출할 수 있도록 다공성 재질로 구성되는 버블장치(40), 도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드(10)의 하부 일측면에 관통 연결되며, 상기 방전극(20)과 평행하게 마련되는 대향전극(50)을 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the underwater plasma torch according to the present invention includes a gas injection hole 11 which is provided in the shape of a disc of an insulating material and is connected to the lower central axis through an upper portion so as to inject gas, A discharge electrode 20 provided in the shape of a bar made of a conductive material and having one end connected to the central axis of the torch head 10 through the discharge electrode 20, A quartz tube 30 having a cylindrical shape in which a receiving space is formed and having one end connected to the gas injection hole 11 on the lower surface of the torch head 10 and a quartz tube 30 connected to the other end of the quartz tube 30, A bubble device 40 made of a porous material for discharging the gas and air injected into the quartz tube 30 in the form of bubbles in water, a bubble device 40 made of a conductive material, the one on the lower side And an opposite electrode 50 connected to the discharge electrode 20 in parallel with the discharge electrode 20.

먼저, 상기 토치헤드(10)는, 절연재질의 원판 형상으로 마련되어, 상부 일측으로부터 하부 중심축을 향해 가스가 주입될 수 있도록 관통 연결되는 가스주입홀(11)이 형성된다.First, the torch head 10 is provided in the shape of a disc of an insulating material, and a gas injection hole 11 is formed through which the gas can be injected from the upper side to the lower central axis.

구체적으로, 상기 토치헤드(10)는, 절연재질로 구성되되, 기계적 강도가 크고, 내마모성이 우수하며, 내열성이 우수한 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 아세탈(acetal)이 상기 조건에 충족된다.Specifically, it is preferable that the torch head 10 is made of an insulating material, and is made of a material having high mechanical strength, excellent abrasion resistance, and excellent heat resistance. Acetal meets the above conditions.

상기 가스주입홀(11)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 외부에서 공급되는 공기 및 가스를 하기의 석영관(30) 내부로 주입하기 위한 관통홀로 상기 토치헤드(10)의 상부 일측으로부터 하부 중심축으로 통로가 형성된다.As shown in FIG. 3, the gas injection hole 11 is a through hole for injecting air and gas supplied from the outside into the quartz tube 30 from the upper side of the torch head 10 to the lower side A passage is formed on the central axis.

상기 통로를 통해 공기 및 가스가 상기 석영관(30) 내부로 주입될 수 있다.Air and gas can be injected into the quartz tube 30 through the passage.

다음으로, 상기 방전극(20)은, 도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 상기 토치헤드(10)의 중심축에 일단부가 관통 연결된다.Next, the discharge electrode 20 is provided in the shape of a bar made of a conductive material, and one end of the discharge electrode 20 is connected to the central axis of the torch head 10.

상기 방전극(20)은, 플라즈마를 발생시키기 위한 방전전극을 형성하는 부분으로, 도전성 소재라면 어느 것이라도 사용 가능하고, 얇은 막대 형상을 이용하는 것이 바람직하다.The discharge electrode 20 is a portion for forming a discharge electrode for generating plasma, and any conductive material can be used, and a thin rod shape is preferably used.

다음으로, 상기 석영관(30)은, 상기 방전극(20)을 중심축으로 하고, 내부에 수용공간이 형성되는 원기둥 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드(10) 하부면의 상기 가스주입홀(11)에 연결된다.The quartz tube 30 is formed in a cylindrical shape having a receiving space in the inside thereof with the discharge electrode 20 as a center axis and has one end connected to the gas injection hole 11).

상기 석영관(30)은, 상기 방전극(20)의 외경과 상기 석영관(30)의 내경사이에 방전전극 갭을 형성하기 위한 구성이다.The quartz tube 30 has a structure for forming a discharge electrode gap between the outer diameter of the discharge electrode 20 and the inner diameter of the quartz tube 30.

이는, 플라즈마를 수중에서 생성하므로 상기 방전극(20)과 물과의 전로를 차단하여 안정적으로 고밀도 플라즈마를 발생시키기 위함으로, 스트리머 방전에 의해서 생성된 전하의 양 만큼만 수중에 플라즈마 에너지를 전달시키기 때문에 단락이 발생되지 않고 스트리머 방전에서 생성된 전하의 양 만큼만 포화되어 전류가 흐르기 때문에 전원장치의 용량을 초과하지 않는 안정적인 플라즈마를 발생시킬 수 있다. In order to generate a high-density plasma stably by shutting off the electric conduction between the discharge electrode 20 and the water because the plasma is generated in water, plasma energy is transferred into the water only by the amount of charge generated by the streamer discharge It is possible to generate a stable plasma that does not exceed the capacity of the power supply apparatus because the short circuit is not generated and the current is saturated only by the amount of the charge generated in the streamer discharge.

또한, 상기 석영관(30)은 고밀도 플라즈마 영역에서 발생되는 자외선을 배출하는 용도로도 사용되므로 절연성 소재이면서 투명한 소재를 이용하는 것이 유리하고, 바람직하게는 석영관(30)이 사용된다.In addition, since the quartz tube 30 is also used for discharging ultraviolet rays generated in a high-density plasma region, it is advantageous to use an insulating material and a transparent material, and preferably a quartz tube 30 is used.

또한, 상기 석영관(30)의 직경은, 상기 방전극(20) 직경의 5~7배로 구성되는 것이 바람직하다.The diameter of the quartz tube (30) is preferably 5 to 7 times the diameter of the discharge electrode (20).

이는, 상기 석영관(30)의 직경이 상기 방전극(20) 직경의 5배 미만으로 형성되면, 상기 석영관(30)과 상기 방전극(20) 사이에 충분한 방전전극 갭이 형성되지 못하여 고밀도 플라즈마 형성이 용이하지 않을 수 있고, 상기 석영관(30)의 직경이 상기 방전극(20) 직경의 7배를 초과하여 형성되면, 상기 석영관(30)과 상기 방전극(20) 사이에 과도하게 넓은 방전전극 갭이 형성되어 역시 고밀도 플라즈마 형성이 용이하지 않을 수 있고, 상기 석영관(30) 내부로 투입되는 가스 및 공기량이 많아져 에너지 효율을 떨어뜨릴 수 있기 때문이다.If the diameter of the quartz tube 30 is less than 5 times the diameter of the discharge electrode 20, a sufficient discharge electrode gap can not be formed between the quartz tube 30 and the discharge electrode 20, If the diameter of the quartz tube 30 is larger than 7 times the diameter of the discharge electrode 20, an excessively wide discharge electrode 20 is formed between the quartz tube 30 and the discharge electrode 20, The gap may be formed and the formation of the high-density plasma may not be easy, and the amount of the gas and the air injected into the quartz tube 30 may increase, which may degrade the energy efficiency.

다음으로, 상기 다공성 버블장치(40)는, 상기 석영관(30)의 타단부에 연결되어, 상기 석영관(30) 내부로 주입되는 가스 및 공기를 수중에서 기포 형태로 배출할 수 있도록 다공성 재질로 구성된다.Next, the porous bubble device 40 is connected to the other end of the quartz tube 30, and the porous bubble device 40 is made of a porous material such that gas and air injected into the quartz tube 30 can be discharged in the form of bubbles in water .

상기 다공성 버블장치(40)는, 상기 석영관(30)에 투입된 가스 및 공기를 수중으로 배출하는 곳으로, 상기 석영관(30)의 타단부에 마련되어 수중에서 플라즈마에 의해 활성화 된 공기 및 가스를 미세한 마이크론 사이즈의 기포 형태로 수중에 발생시켜, 물과의 접촉표면적을 넓혀 수처리 효과를 증대시키는 역할을 한다.The porous bubble device 40 is a place for discharging the gas and air introduced into the quartz tube 30 into the water and is provided at the other end of the quartz tube 30 so that air and gas activated by plasma in the water It is generated in water in the form of fine micron-size bubbles, and enlarges the contact surface area with water, thereby enhancing the water treatment effect.

이를 위해, 상기 다공성 버블장치(40)의 표면재질은 마이크로 단위의 초미세 다공성 재질로 구성되는 것이 바람직하다.For this purpose, it is preferable that the surface material of the porous bubble device 40 is composed of micro-porous material.

다음으로, 상기 대향전극(50)은, 도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드(10)의 하부 일측면에 관통 연결되며, 상기 도전성 방전극(20)과 평행하게 마련된다.Next, the counter electrode 50 is provided in the shape of a bar made of a conductive material, one end of which is connected to the lower side of the lower surface of the torch head 10, and is provided in parallel with the conductive discharge electrode 20.

상기 대향전극(50)은, 상기 방전극(20)에 대한 대향전극(50)을 형성하는 부분으로 상기 방전극(20)과 마찬가지로 도전성 소재라면 어느 것이라도 사용 가능하고, 얇은 막대 형상을 이용하는 것이 바람직하다.The counter electrode 50 is a portion forming the counter electrode 50 with respect to the discharge electrode 20 and can be any conductive material as in the case of the discharge electrode 20 and is preferably formed in a thin rod shape .

상기 방전극(20) 및 상기 대향전극(50) 사이의 간격은 플라즈마 생성 정도에 따라 유동적으로 조절할 수 있으나, 10~30mm의 간격으로 구성되는 것이 바람직하다.The distance between the discharge electrode 20 and the counter electrode 50 can be controlled by the plasma generation degree, but it is preferably 10 to 30 mm.

이는, 안정적이고 높은 밀도의 스트리머 플라즈마를 효과적으로 생성시키기 위한 것으로, 상기 간격이 10mm 미만이면, 플라즈마 생성 전극간의 거리가 가까워지고, 상기 석영관(30)과 상기 대향전극(50) 사이의 거리도 가까워져 안정적인 형태의 고밀도 플라즈마를 생성하기가 어려울 수 있고, 상기 간격이 30mm를 초과하면, 상기 플라즈마 생성 전극간의 거리가 다소 멀어 마찬가지로 생성되는 플라즈마의 밀도가 낮아져 고밀도의 플라즈마 생성이 용이하지 않을 수 있기 때문이다.When the distance is less than 10 mm, the distance between the plasma generating electrodes is shortened, and the distance between the quartz tube 30 and the counter electrode 50 is also shortened. It may be difficult to generate a stable high-density plasma. If the interval exceeds 30 mm, the distance between the plasma generating electrodes may be somewhat distant, and similarly, the density of generated plasma may be lowered and high density plasma generation may not be easy to be.

다음으로, 상기 방전극(20)과 상기 대향전극(50)의 사이에 위치하는 상기 토치헤드(10) 하단면에는 상방으로 홈이 형성되는 전로차단방지홈(60)이 마련된다.Next, on the lower end surface of the torch head 10 positioned between the discharge electrode 20 and the counter electrode 50, a passage blocking prevention groove 60 having a groove formed upward is provided.

상기 전로차단방지홈(60)은 상기 토치헤드(10)의 하단면에 접하고 있는 상기 방전극(20)의 일단부와 상기 대향전극(50)의 일단부에서 발생하는 플라즈마로 인한 상기 토치헤드(10)의 표면결함을 방지하기 위해 전로를 차단하는 것이다.The transfer blocking prevention groove 60 is formed in the center of the torch head 10 due to the plasma generated at one end of the discharge electrode 20 and one end of the counter electrode 50 which are in contact with the lower end surface of the torch head 10, ) To prevent surface defects on the converter.

구체적으로, 상기 토치헤드(10)가 플라즈마를 발생시키기 위해, 고전압의 전기를 투입 시, 가스 및 공기가 주입되고, 상기 토치헤드(10)의 하방에서는 가스 및 공기로 인하여 상기 토치헤드(10)와 접하고 있는 상기 방전극(20)의 일단부와 상기 대향전극(50)의 일단부에 플라즈마가 발생된다.Specifically, the torch head 10 injects gas and air when high-voltage electricity is applied to generate plasma, and below the torch head 10, the torch head 10, due to gas and air, A plasma is generated at one end of the discharge electrode 20 and at one end of the counter electrode 50.

이때, 상기 토치헤드(10)가 수중에 완전히 잠기지 않아 상기 방전극(20)의 일단부와 상기 대향전극(50)의 일단부가 수면에 노출되었을 때에는 공기중에 일부 노출되어 상기 방전극(20)의 일단부와 상기 대향전극(50)의 일단부 사이에 발생하는 고밀도 플라즈마로 인해, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 방전극(20)의 일단부와 상기 대향전극(50)의 일단부 사이에 위치하는 상기 토치헤드(10)의 하단면이 타거나 녹는 현상이 발생된다.When the one end of the discharge electrode 20 and the one end of the counter electrode 50 are exposed to the water surface because the torch head 10 is not completely immersed in water, a part of the air is partially exposed to the one end of the discharge electrode 20 The plasma is generated between the one end of the discharge electrode 20 and the one end of the counter electrode 50 due to the high density plasma generated between the counter electrode 50 and one end of the counter electrode 50, The bottom surface of the torch head 10 rubs or melts.

이는, 상기 방전극(20) 일단부와 상기 대향전극(50) 일단부의 사이에 위치하는 상기 토치헤드(10)의 하단면에 수분(물)이 묻어서 전로가 형성되어, 전압이 집중되어 고열이 발생하기 때문으로 이로 인해, 상기 토치헤드(10)의 하부 표면이 타거나 재질이 녹는 등의 현상이 빈번히 발생된다.This is because the water is adhered to the lower end surface of the torch head 10 positioned between the one end of the discharge electrode 20 and the one end of the counter electrode 50 to form a converter, The lower surface of the torch head 10 is burnt or the material is often melted.

이를 해결하기 위해, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 토치헤드(10)의 하단면에서 상기 방전극(20) 및 대향전극(50) 사이에 위치하는 부분에 기 설정된 깊이 및 너비로 형성되는 홈 형태의 전로차단방지홈(60)이 마련된다.2 and 3, a portion of the lower surface of the torch head 10, which is positioned between the discharge electrode 20 and the counter electrode 50, is formed to have a predetermined depth and width Is provided on the bottom surface of the housing.

상기 전로차단방지홈(60)이 형성되면 인가된 고전압이 상기 방전극(20)에서 출발하여 대향전극(50) 사이에서 방전이 시작될 때, 전기적인 성질로 인해, 수분이 묻은 표면을 따라 직진으로 뻗어나가게 된다.When the transfer blocking prevention groove 60 is formed, an applied high voltage starts to flow from the discharge electrode 20 and starts to discharge between the counter electrodes 50, and due to the electrical property, I will go.

하지만, 상기 전로차단방지홈(60)을 만나 방전 전로가 형성되지 않아 상기 토치헤드(10)의 하부면에 발생되는 수표면 부하가 발생하지 않게 되어 상기 토치헤드(10)하부면이 손상되는 현상을 방지할 수 있다.However, since the discharge passage is not formed, the water surface load generated on the lower surface of the torch head 10 is not generated, and the lower surface of the torch head 10 is damaged Can be prevented.

상기 전로차단방지홈(60)은, 상기 전로를 늘여줄 수 있는 형태라면 어떠한 형태의 홈으로도 구성될 수 있다.The transition blocking prevention groove 60 may be formed in any shape as long as it can extend the converter.

보다 바람직하게는 '┌┐'형태로 구성되어, 깊이 3 ~ 10mm, 폭너비 3~10mm으로 구성된다.More preferably, it is formed in the form of "┌┐", and has a depth of 3 to 10 mm and a width of 3 to 10 mm.

또한, 상기 석영관(30)의 일단부에는, 과열방지튜브(70)가 마련된다.In addition, an overheat preventing tube 70 is provided at one end of the quartz tube 30.

이는, 상기 플라즈마에 의해, 상기 석영관(30)과 상기 토치헤드(10)의 접촉면에 고온의 열이 집중되어 손상될 수 있으므로 이를 방지하기 위함이다.This is to prevent such high temperature heat from being concentrated on the contact surface between the quartz tube 30 and the torch head 10 by the plasma, so that the plasma can be damaged.

구체적으로, 상기 과열방지튜브(70)는, 고내열성 재질로 구성되어, 상기 석영관(30)의 외주면을 감싸는 형태로 마련된다.Specifically, the overheat preventing tube 70 is made of a high heat-resistant material and is formed to surround the outer circumferential surface of the quartz tube 30.

보다 바람직하게는, 알루미나, 실리카 등과 같은 세라믹소재로 구성되는 것이 유리하다.More preferably, it is advantageously made of a ceramic material such as alumina, silica or the like.

또한, 상기 과열방지튜브(70)는, 상기 석영관(30)에 접착 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 내열 효율을 높이고, 접착면의 손상을 방지하기 위해, 상기 석영관(30)과의 접착면에 내열성의 에폭시수지(71)를 도포하여 접착한다.4, in order to increase the heat resistance efficiency and to prevent the bonding surface from being damaged, when the quartz tube 30 is bonded to the quartz tube 30, A heat-resistant epoxy resin 71 is applied and adhered to the bonding surface of the substrate.

상기 석영관(30)에 접착 후, 상기 과열방지튜브(70)의 외부면에는 수질이 오염되지 않도록 친환경 에폭시수지(72)를 이용하여 코팅을 실시한다.After adhering to the quartz tube 30, the outer surface of the overheat preventing tube 70 is coated with an environmentally friendly epoxy resin 72 so that water quality is not contaminated.

이하에서는 본 발명에 따라 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성된 수중 플라즈마 토치의 결함방지효과를 실시예 및 비교예를 이용하여 나타낸다.Hereinafter, the effect of preventing defects of an underwater plasma torch in which the passage blocking prevention groove 60 and the overheat preventing tube 70 are formed according to the present invention is shown by using examples and comparative examples.

<실시예 1>&Lt; Example 1 >

본 발명에 따라 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성된 수중 플라즈마 토치를 이용하여 100시간 동안 수처리 실시.(도 6의 (a))The water treatment is performed for 100 hours using an underwater plasma torch having the passage blocking prevention groove 60 and the overheat preventing tube 70 according to the present invention (FIG. 6 (a)).

<실시예 2>&Lt; Example 2 >

본 발명에 따라 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성된 수중 플라즈마 토치를 이용하여 500시간 동안 수처리 실시.(도 6의 (b))The water treatment is performed for 500 hours using an underwater plasma torch having the passage blocking prevention groove 60 and the overheat preventing tube 70 according to the present invention (FIG. 6 (b)).

<실시예 3>&Lt; Example 3 >

본 발명에 따라 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성된 수중 플라즈마 토치를 이용하여 1000시간 동안 수처리 실시.(도 6의 (c))The water treatment is performed for 1000 hours by using an underwater plasma torch having the passage blocking prevention groove 60 and the overheat preventing tube 70 according to the present invention (Fig. 6 (c)).

<실시예 4><Example 4>

본 발명에 따라 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성된 수중 플라즈마 토치를 이용하여 2500시간 동안 수처리 실시.(도 6의 (d))The water treatment is performed for 2500 hours by using an underwater plasma torch having the passage blocking prevention groove 60 and the overheat preventing tube 70 according to the present invention (FIG. 6 (d)).

<비교예 1>&Lt; Comparative Example 1 &

전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성되지 않은 기존의 수중 플라즈마 토치를 이용하여 500시간 동안 수처리 실시.(도 5)The water treatment is performed for 500 hours by using a conventional underwater plasma torch in which the passage blocking preventing groove 60 and the overheat preventing tube 70 are not formed (Figure 5)

비교compare 수처리 시간(hour)Water treatment time (hour) 토치헤드(10) 표면 상태Torch head (10) Surface condition 실시예 1Example 1 100100 양호Good 실시예 2Example 2 500500 양호Good 실시예 3Example 3 10001000 양호Good 실시예 4Example 4 25002500 양호Good 비교예 1Comparative Example 1 500500 손상damaged

표 1은 실시예 및 비교예에 따라 수처리 실시 후, 상기 토치헤드(10)의 표면상태를 관찰한 것이다.Table 1 shows the state of the surface of the torch head 10 after water treatment according to the examples and the comparative examples.

상기 표 1의 결과를 비교해 보면, 비교예 1에 의해 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성되지 않은 수중 플라즈마 토치를 이용하여 수처리를 실시했을 때는, 약 500시간 수처리 실시했을 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 하부 표면에 일부가 녹아 형체가 일그러진 결함이 발생되었다.When the results of Table 1 are compared, when the water treatment was performed using an underwater plasma torch in which the converter blocking prevention groove 60 and the overheat preventing tube 70 were not formed in Comparative Example 1, water treatment was performed for about 500 hours As shown in Fig. 5, a portion of the lower surface melted to cause a defective shape.

실시예 1 내지 4에 의해 수처리를 실시했을 때는, 도 6에 도시된 바와 같이, 2500시간 수처리를 실시했을 때도 상기 토치헤드(10)의 하부 표면상태가 양호한 것을 확인하였다.When water treatment was carried out according to Examples 1 to 4, it was confirmed that the state of the lower surface of the torch head 10 was good even when water treatment for 2500 hours was performed, as shown in Fig.

이를 통해, 본 발명에 따라 플라즈마 토치에 전로차단방지홈(60) 및 과열방지튜브(70)가 형성 시, 상기 토치헤드(10)에 가해지는 플라즈마에 의한 과부하가 방지되어 표면의 손상이 방지되는 것을 확인 할 수 있었다.Accordingly, when the plasma cut-off preventing groove 60 and the overheat preventing tube 70 are formed on the plasma torch according to the present invention, overload due to the plasma applied to the torch head 10 is prevented, .

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As described above, it is to be understood that the technical structure of the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위에 의하여 나타나며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, the scope of the invention being indicated by the appended claims rather than the foregoing description, All changes or modifications that come within the scope of the equivalent concept are to be construed as being included within the scope of the present invention.

10 : 토치헤드
11 : 가스주입홀
20 : 방전극
30 : 석영관
40 : 버블장치
50 : 대향전극
60 : 전로차단방지홈
70 : 과열방지튜브
71 : 내열성 에폭시수지
72 : 친환경 에폭시수지
10: Torch head
11: gas injection hole
20: Discharge electrode
30: Quartz tube
40: bubble device
50: counter electrode
60: Conversion blocking prevention groove
70: Heat protection tube
71: Heat resistant epoxy resin
72: Eco-friendly epoxy resin

Claims (5)

절연재질의 원판 형상으로 마련되어, 상부 일측으로부터 하부 중심축을 향해 가스가 주입될 수 있도록 관통 연결되는 가스주입홀;이 형성되는 토치헤드;
도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 상기 토치헤드의 중심축에 일단부가 관통 연결되는 방전극;
상기 방전극을 중심축으로 하고, 내부에 수용공간이 형성되는 원기둥 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드 하부면의 상기 가스주입홀에 연결되는 석영관;
상기 석영관의 타단부에 연결되어, 상기 석영관 내부로 주입되는 가스 및 공기를 수중에서 기포 형태로 배출할 수 있도록 다공성 재질로 구성되는 버블장치;
도전성 재질의 바 형태로 마련되어, 일단부가 상기 토치헤드의 하부 일측면에 관통 연결되며, 상기 도전성 방전극과 평행하게 마련되는 대향전극;을 포함하고,
상기 방전극과 상기 대향전극의 사이에 위치하는 상기 토치헤드 하단면에는 상방으로 홈이 형성되는 전로차단방지홈이 마련되는 것을 특징으로 하는 수중 플라즈마 토치.
A torch head provided in a disc shape of an insulating material and formed with a gas injection hole penetratingly connected to the lower central axis so that gas can be injected from the upper side;
A discharge electrode provided in the shape of a bar made of a conductive material and having one end connected to the central axis of the torch head;
A quartz tube having a central axis around the discharge electrode and a cylindrical shape having a receiving space formed therein and having one end connected to the gas injection hole on the lower surface of the torch head;
A bubble device connected to the other end of the quartz tube and made of a porous material so as to discharge gas and air injected into the quartz tube in the form of bubbles in water;
And an opposing electrode which is provided in the form of a bar made of a conductive material and one end portion of which is connected to one side of the lower portion of the torch head and which is provided in parallel with the conductive discharge electrode,
Wherein the torch head has a groove formed upwardly at a lower end surface of the torch head located between the discharge electrode and the counter electrode.
제 1 항에 있어서,
상기 석영관의 일단부에는,
고내열성 재질로 구성되어, 외주면을 감싸는 형태로 마련되는 과열방지튜브;가 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 플라즈마 토치.
The method according to claim 1,
At one end of the quartz tube,
And an overheat preventing tube formed of a highly heat resistant material and provided in a form to surround the outer circumferential surface.
제 2 항에 있어서,
상기 과열방지튜브는,
알루미나, 실리카 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 수중 플라즈마 토치.
3. The method of claim 2,
The overheat protection tube includes:
Alumina, and silica. &Lt; RTI ID = 0.0 &gt; 11. &lt; / RTI &gt;
제 2 항에 있어서,
상기 과열방지튜부는,
상기 석영관과의 접착면에 내열성의 에폭시수지를 도포하여 접착하고, 외부에는 친환경 에폭시수지를 이용하여 코팅하는 것을 특징으로 하는 수중 플라즈마 토치.
3. The method of claim 2,
The overheat prevention unit
Wherein a heat resistant epoxy resin is applied to the adhesion surface of the quartz tube and adhered to the quartz tube, and the outer surface is coated with an environmentally friendly epoxy resin.
제 1 항에 있어서,
상기 전로차단방지홈은,
깊이 3~10mm, 너비 3~10mm의 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 수중 플라즈마 토치.


The method according to claim 1,
The transfer blocking prevention groove is formed,
Wherein a groove having a depth of 3 to 10 mm and a width of 3 to 10 mm is formed.


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