KR20180075726A - Plume controllable surface-discharged low temperature atmospheric pressure plasma jet - Google Patents

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이승호
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안지호
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Abstract

The objective of the present invention is to provide a plasma jet source in which the shape of a plasma discharge flame discharged from a plasma jet source is controlled as desired. A cylindrical internal electrode is disposed inside a cylindrical dielectric, a cylindrical external electrode is disposed outside the dielectric. The distance difference l_1 between an end of the internal electrode and an end of the dielectric, the distance difference l_2 between the end of the dielectric and an end of the external electrode are controlled, and an end shape of the external electrode is controlled, such that the length and shape of the jet discharge flame and a discharge voltage are controlled.

Description

방전불꽃을 제어하는 저온 대기압 표면방전 플라즈마 제트{PLUME CONTROLLABLE SURFACE-DISCHARGED LOW TEMPERATURE ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA JET}DISCHARGED LOW TEMPERATURE ATMOSPHERIC PRESSURE PLASMA JET < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 플라즈마 제트에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 대기압 플라즈마 제트에서 플라즈마 방전 형상, 즉, 방전불꽃의 형상을 제어한 플라즈마 제트 구조에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a plasma jet, and more particularly, to a plasma jet structure in which a plasma discharge shape, i.e., a shape of a discharge flame is controlled in an atmospheric plasma jet.

플라즈마는 반도체, 디스플레이 소자, 각종 부품의 표면처리 등에 널리 사용되어 왔으며, 더욱 그 응용성을 넓혀 생명공학 연구, 의료용, 공기 청정, 소각로 등에도 사용되는 융합적인 기술분야로 자리매김하고 있다. 특히, 치아미백, 암세포 사멸, 혈액 응고속도촉진 등의 의료용으로 종래 주로 사용되던 레이저의 경우, 스팟(spot) 형태로 작용하기 때문에 치료부위의 면적이 넓을 경우, 처리 효율이 낮은 데 비해, 플라즈마의 경우 대면적 발생이 가능하여 처리 효율을 높일 수 있는 장점이 있다. DBD(Dielectric Barrier Discharge) 플라즈마의 경우, 면 방전 구조의 플라즈마 소스를 구성하여 2 kV 정도의 전압을 인가하여 의료용으로 시험 되고 있다. 지금까지 사용되고 있는 DBD 플라즈마 소스의 경우, 유리와 같은 유전체 위 또는 아래의 같은 면에 일정한 간격을 유지하여 X 전극 및 Y 전극을 설치하는 구조로 구성하며, 방전 가스를 공급하기도 하지만 공기를 방전 가스로 사용하는 경우가 많다. 이러한 플라즈마 소스는 방전으로 인한 각종 활성종과 오존을 생성하며, 이들을 이용하여 살균, 소독, 수처리, 미용, 치료 등 각종 처치를 실시한다. Plasma has been widely used for the surface treatment of semiconductors, display devices, and various parts, and has expanded its applicability to become a fusion technology field for biotechnology research, medical use, air cleaning, and incinerator. Particularly, in the case of lasers conventionally used for medical purposes such as tooth whitening, cancer cell death, and blood coagulation speed promotion, since they act in a spot form, the treatment efficiency is low when the treatment area is wide, It is possible to generate a large area, thereby improving the processing efficiency. In the case of a DBD (Dielectric Barrier Discharge) plasma, a plasma source of a surface discharge structure is constituted, and a voltage of about 2 kV is applied and it is tested for medical use. In the case of the DBD plasma source used up to now, it is constituted by arranging the X electrode and the Y electrode while keeping a constant interval on the same surface on or below the dielectric such as glass, and the discharge gas is supplied. It is often used. These plasma sources generate various kinds of active species and ozone due to discharge and use them to perform various treatments such as sterilization, disinfection, water treatment, beauty treatment, and treatment.

상기와 같은 바이오 플라즈마 처리에 있어서, 플라즈마 방전이 활발히 일어나고 처리하고자 하는 물체 또는 물질에 플라즈마 자체가 충분히 도달할 수 있는 플라즈마 소스로서 플라즈마 제트 소스를 들 수 있다. 플라즈마 제트에 대한 다수의 특허문헌이 개시되어 있으며, 등록특허 10-1150382호의 경우, 저온 상압 플라즈마 제트의 전극 구조를 상세히 밝히고 있다. 그러나 플라즈마 제트 소스의 전극을 포함하는 노즐의 구성으로부터 형성되는 플라즈마 방전불꽃의 형상을 제어하는 기술에 대해서는 나와있지 않다. 실질적으로 플라즈마 처리를 하는 대상물에 따라 방전불꽃이 확장되어 어느 정도 면적을 이루어 형성되는 것이 유리할 경우가 있고, 스팟 구조의 방전불꽃이 길게 생성되는 것이 유리할 경우가 있다. 따라서 플라즈마 제트 소스의 노즐 구조와 전극 구조를 통해 방전불꽃을 제어할 수 있는 기술이 필요하다. In the above-mentioned bio-plasma treatment, a plasma jet source is exemplified as a plasma source in which a plasma discharge is actively occurring and a plasma itself can sufficiently reach an object or a substance to be treated. A large number of patent documents relating to plasma jet are disclosed, and in the case of patent No. 10-1150382, the electrode structure of a low temperature atmospheric plasma jet is described in detail. However, there is no description of a technique for controlling the shape of the plasma discharge flame formed from the configuration of the nozzle including the electrode of the plasma jet source. It may be advantageous for the discharge flame to expand to some extent in accordance with the object to be substantially subjected to the plasma treatment, and it may be advantageous that the discharge flame of the spot structure is formed long. Therefore, there is a need for a technique capable of controlling the discharge flame through the nozzle structure and the electrode structure of the plasma jet source.

상기 필요에 따라 본 발명의 목적은 플라즈마 제트 소스에서 방전되는 플라즈마 방전불꽃의 형상을 목적하는 바에 따라 제어한 플라즈마 제트 소스를 제공하고자 하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a plasma jet source in which the shape of a plasma discharge flame discharged from a plasma jet source is controlled as desired.

본 발명은 실린더형 내부전극을 실린더형 유전체 내측에 배치하고 유전체 외측에 실린더형 외부전극을 배치하고, 내부전극의 단부와 유전체 단부의 거리차 l1과 유전체 단부와 외부전극 단부의 거리차 l2를 조절하고, 외부전극의 단부 형상을 조절함으로써 방전 전압과 제트 방전불꽃의 길이와 형상을 조절하게 하였다. The present invention is characterized in that the cylindrical internal electrode is disposed inside the cylindrical dielectric body, the cylindrical external electrode is disposed outside the dielectric body, and the difference in distance l 1 between the end portion of the internal electrode and the dielectric end portion and the difference in distance between the dielectric end portion and the external electrode end portion l 2 And the length and shape of the discharge voltage and the jet discharge flame were controlled by controlling the shape of the end portion of the external electrode.

상기에서, 외부전극의 내측 단부는 수직 또는 안팎으로 경사지게 내려오게 하고, 외측 단부는 일정 거리를 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하여 l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃이 l2를 거치면서 영역이 확장되는 형상을 나타내게 한다. In this case, the inner end of the outer electrode is inclined downward in a vertical or inward direction, and the outer end of the outer electrode is inclined downward to a certain distance so that the plasma discharge flame passing through l 1 extends through the l 2 Shape.

또한, 외부전극의 내측 단부는 하단부를 최대한 덮도록 하고, 외측 단부는 l2를 거치면서 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하여 l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃이 l2를 거치면서 영역이 유지되는 형상을 나타내게 한다. Further, the inner end of the outer electrode is shaped to and as far as to cover the lower end, the distal end is to come down obliquely toward the inside while passing through the plasma discharge, flame coming down through a l 1 through while regions maintain l 2 to l 2 .

또한, 실린더형 내부전극을 유전체 내측에 배치하되, 유전체는 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형으로 구성하고, 유전체 외측에 유전체를 따라 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형 외부전극을 배치하고, 내부전극의 단부는 유전체 단부 위쪽에 위치하도록 하고, 외부전극과 내부전극 사이에서 발생한 플라즈마 방전 불꽃이 단면적을 좁힌 유전체와 외부전극에 의해 가늘게 형성되게 한다.A cylindrical external electrode having a lower end cross-sectional area gradually narrowed along the dielectric body is disposed outside the dielectric body, and an end of the internal electrode is disposed on the outer periphery of the dielectric body. The cylindrical internal electrode is disposed inside the dielectric body. So that the plasma discharge flame generated between the external electrode and the internal electrode is formed thinly by the dielectric and the external electrode having a narrow cross-sectional area.

또한, 내면이 일정 단면적을 갖는 실린더형인 내부전극을 유전체 내측에 배치하되, 유전체는 하단부 단면적을 점차 좁히고 최하단은 안쪽을 향해 오므려 개구부를 좁힌 실린더형으로 구성하고, 유전체 외측에 유전체를 따라 하단부 단면적을 점차 좁히고 최하단은 안쪽을 향해 오므려 유전체 단부를 지지하는 실린더형 외부전극을 배치하고, 내부전극의 단부는 유전체 단부에 의해 지지되어 방전불꽃이 전극 외부를 향해 길게 형성되게 한다. In addition, a cylindrical internal electrode having a cylindrical inner surface with a certain cross-sectional area is disposed inside the dielectric, and the dielectric has a cylindrical shape in which the cross-sectional area of the lower end is gradually narrowed and the lowermost end is narrowed toward the inside to form a cylindrical shape. And a lowermost end of the cylindrical outer electrode is supported by the inner end of the cylindrical outer electrode. The end of the inner electrode is supported by the dielectric end so that the discharge spark is formed long toward the outside of the electrode.

즉, 본 발명은, That is,

실린더형 유전체;A cylindrical dielectric;

상기 유전체 내측에 배치되는 실린더형 내부전극; 및A cylindrical internal electrode disposed inside the dielectric; And

상기 유전체 외측에 배치되는 실린더형 외부전극;을 포함하고,And a cylindrical external electrode disposed outside the dielectric,

상기 내부전극의 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l1만큼 높은 곳에 배치되고, 유전체 단부와 The end of the internal electrode is disposed at a distance l < 1 > relative to the dielectric end,

상기 외부전극 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l2만큼 아래로 내려온 곳에 배치되고,The outer electrode end portion is arranged where descended down by a distance l 2 than in the dielectric end,

상기 외부전극의 내측 단부는 수직으로 내려오게 하고, 외측 단부는 일정 거리를 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하여 l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃이 l2를 거치면서 방전불꽃 단면적이 확장되는 형상을 나타내게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스를 제공한다.The inner end of the outer electrode is vertically lowered and the outer end thereof is inclined downward to a certain distance so that the plasma discharge flame passing through l 1 has a shape in which the discharge flame sectional area is expanded while passing through l 2 And a plasma jet source.

본 발명은, According to the present invention,

실린더형 유전체;A cylindrical dielectric;

상기 유전체 내측에 배치되는 실린더형 내부전극; 및A cylindrical internal electrode disposed inside the dielectric; And

상기 유전체 외측에 배치되는 실린더형 외부전극;을 포함하고,And a cylindrical external electrode disposed outside the dielectric,

상기 내부전극의 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l1만큼 높은 곳에 배치되고, 유전체 단부와 The end of the internal electrode is disposed at a distance l < 1 > relative to the dielectric end,

상기 외부전극 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l2만큼 아래로 내려온 곳에 배치되고,The outer electrode end portion is arranged where descended down by a distance l 2 than in the dielectric end,

상기 외부전극의 내측 단부는 안쪽을 향한 턱이 형성되어 유전체 단부와 닿아 지지하게 하고, 외측 단부는 일정 거리를 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하며, 유전체 내벽면이 형성하는 개구부를 외부전극의 내벽면이 그대로 유지하여, l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃의 형상이 l2를 거치면서 유지되게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스를 제공한다.The inner end of the outer electrode is formed with an inwardly directed tapered portion to be in contact with the dielectric end portion. The outer end portion of the outer electrode is inclined downward at a predetermined distance. So that the shape of the plasma discharge flame passing through l 1 is maintained through l 2 .

본 발명은, 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형 유전체;The present invention relates to a cylindrical dielectric body having a lower end sectional area gradually narrowed;

상기 유전체 내측에 배치되는 실린더형 내부전극; 및A cylindrical internal electrode disposed inside the dielectric; And

상기 유전체 외측에 배치되고, 유전체 외측에 유전체를 따라 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형 외부전극;을 포함하고,And a cylindrical external electrode disposed outside the dielectric body and having a lower end cross-sectional area gradually narrowed along the dielectric body outside the dielectric body,

상기 내부전극의 단부는 유전체 단부가 일정한 단면을 유지하는 지점에 배치되고, The end portion of the internal electrode is disposed at a position where the dielectric end portion maintains a constant cross section,

상기 외부전극은 유전체 하단부의 면적을 최대한 덮도록 하고, 유전체 단부가 형성하는 개구부를 유지하여 방전불꽃의 확장을 제한하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스를 제공한다.Wherein the outer electrode covers the area of the dielectric lower end as much as possible and maintains an opening formed by the dielectric end to limit expansion of the discharge spark.

상기에 있어서, In the above,

상기 실린더형 유전체의 최하단은 안쪽을 향해 오므려 개구부를 좁히도록 구성되고,The lowermost end of the cylindrical dielectric member is configured to be narrowed toward the inside to narrow the opening,

상기 내부전극의 외벽면은 성기 유전체 내벽면에 접하도록 안쪽을 향해 경사지게 형성되고, 상기 내부전극의 단부는 유전체 단부에 의해 지지되어 방전불꽃이 전극 외부를 향해 뻗어나가게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스를 제공한다.Wherein an outer wall surface of the inner electrode is formed so as to be inclined inward so as to be in contact with a wall surface of the genital dielectric, and an end of the inner electrode is supported by a dielectric end portion so that a discharge flame extends toward the outside of the electrode. Lt; / RTI >

상기에 있어서, 상기 내부전극는 밑면이 없거나 개구부를 갖는 고리형 밑면을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스를 제공한다. In this case, the inner electrode has an underside or an annular bottom surface having an opening.

본 발명에 따르면, 플라즈마 방전불꽃을 대면적, 중면적, 소면적으로 조절할 수 있으며, 플라즈마 방전불꽃이 노즐과 같이 형성된 플라즈마 제트 소스 외부로 길게 형성될 수 있어, 목적에 따라 선택적으로 플라즈마 제트 소스를 구성할 수 있게 하였다. According to the present invention, the plasma discharge flame can be adjusted to a large area, a medium area, and a small area, and the plasma discharge flame can be formed long outside the plasma jet source formed with the nozzle, .

즉, 본 발명의 플라즈마 제트 소스는 치주 세포 치료, 손톱 치료, 치아 미백과 같은 시술에 활용되기에 적합하고, 특히 상처치료 및 피부미용의 목적으로 사용하는데 장점이 있다.That is, the plasma jet source of the present invention is suitable for use in procedures such as periodontal cell therapy, nail treatment, and tooth whitening, and is especially advantageous for wound healing and skin care.

도 1은 본 발명의 플라즈마 제트 소스의 구성들을 보여주는 단면 구성도들이다.
도 2와 도 3은 본 발명의 플라즈마 제트 소스 구성에 따라 방전 불꽃 형상이 달라진 것을 보여주는 사진으로, 도 2는 도 1의 (A)와 같은 제트 소스에 의한 방전을 보여주고 도 3은 도 1의 (C)와 같은 제트 소스의 방전을 보여준다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configurations of a plasma jet source of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a photograph showing a discharge flame shape according to the plasma jet source configuration of the present invention. FIG. 2 shows discharge by a jet source as shown in FIG. 1 (A) (C). ≪ / RTI >

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 보면 네 종류의 플라즈마 제트 소스의 구성이 나와있다. The configuration of four types of plasma jet sources is shown in Fig.

플라즈마 제트는 기본적으로 노즐 형태를 나타내는 방전 전극을 구비하여 노즐로부터 제트형태의 플라즈마 방전 방전불꽃이 뻗어 나와 처리하고자 하는 물체 또는 물질에 플라즈마 처리가 되는 것을 비교적 명확하게 육안으로 확인할 수 있다. 이러한 점은 플라즈마 제트의 장점이며, 플라즈마 처리 대상인 피 처리물의 면적에 따라 방전불꽃의 단면적을 조절할 수 있다면 플라즈마 제트의 유용성을 더욱 높여줄 것이다. 특히, 미용용이나 의료용, 또는 생체 실험용으로 플라즈마 처리를 할 경우, 비가열(저온)로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 1의 플라즈마 제트 소스들은 모두 이러한 비가열 플라즈마를 제공하며, 상압에서 사용할 수 있는 것들이다. The plasma jet is basically provided with a discharge electrode having a nozzle shape, so that a plasma discharge discharge flame of a jet shape extends from the nozzle, and plasma processing of an object or a substance to be treated can be relatively visually confirmed. This is an advantage of the plasma jet, and if the cross-sectional area of the discharge flame can be adjusted according to the area of the object to be treated, the plasma jet will be more useful. Particularly, when the plasma treatment is performed for a beauty, a medical treatment, or a living body experiment, it is preferable that the plasma treatment is not conducted (low temperature). The plasma jet sources of FIG. 1 all provide such a non-heated plasma and are those that can be used at normal pressure.

도 1의 가장 왼편에 도시된 (A)에서 플라즈마 제트 소스는 실린더형 내부전극(100)을 실린더형 유전체(300) 내측에 배치하고 유전체(300) 외측에 실린더형 외부전극(200)을 배치하여 구성된다. 일반적으로 공기를 방전 가스로 사용할 수 있지만 상황에 따라 특정 가스들을 방전 가스로 사용할 수 있으며, 방전 가스는 내부전극(100) 안으로 주입되며, 위에서 아래로 흘려준다. 내부전극(100)/유전체(300)/외부전극(200) 구조의 플라즈마 소스에서 전극에 방전을 위한 전압을 인가하면, 방전 가스는 내부전극(100)과 외부전극(200) 사이에서 유전체 장벽 방전 플라즈마를 방전한다. 본 실시예는, 방전되는 플라즈마 방전불꽃의 형상, 특히, 방전불꽃의 단면적을 조절하여 처리하고자 하는 물체 또는 물질에 대한 시술의 효율을 높일 수 있게 한다.1, the plasma jet source includes a cylindrical internal electrode 100 disposed inside the cylindrical dielectric body 300 and a cylindrical external electrode 200 disposed outside the dielectric body 300 . Generally, air can be used as a discharge gas, but specific gases can be used as a discharge gas depending on the situation, and the discharge gas is injected into the inner electrode 100 and flows from the top to the bottom. When a voltage for discharging is applied to the electrode in the plasma source having the structure of the internal electrode 100, the dielectric 300, and the external electrode 200, the discharge gas is discharged between the internal electrode 100 and the external electrode 200, The plasma is discharged. This embodiment makes it possible to control the shape of the discharge plasma flame to be discharged, in particular, the cross-sectional area of the discharge flame to increase the efficiency of the treatment on an object or substance to be treated.

실린더형 내부전극(100)은 실린더형 유전체(300) 안에 꼭 맞게(틈새없이) 조립되며, 그 하단부는 유전체(300) 하단부보다 높은 곳에서 끝난다. 즉, 유전체(300) 단부에 못 미치는 곳에 단부를 두게 되며, 그 거리차를 l1이라 하였다. The cylindrical internal electrode 100 is assembled tightly (without a gap) in the cylindrical dielectric body 300, and the lower end thereof is finished higher than the lower end of the dielectric body 300. In other words, the end portion of the dielectric 300 is located below the end of the dielectric 300, and the distance difference is denoted by l 1 .

외부전극(200)은 유전체(300) 외측에 접하여 배치되며, 그 길이는 유전체(300) 몸체 중하단부부터 유전체 전체를 덮는 길이까지 조절 가능하다. 외부전극(200)의 하단부는 유전체(300) 하단부보다 좀 더 아래로 연장되어 그 거리차룰 l2이라 하였다. 외부전극(200)의 하단부는 겉보기에 뾰족한 형상으로 마무리된다. 즉, 외부전극(200)의 내면은 일정한 단면적의 실린더형이지만 외면은 점차 단면적을 좁혀 테이퍼형을 이룬다. 다시 말해, 내측 단부는 수직으로 내려오게 하고, 외측 단부는 일정 거리를 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 한다. 이러한 구성은 내부전극(100)과 외부전극(200) 사이에서 방전된 플라즈마 방전불꽃이 l1을 거쳐 내려오다가 l2를 거치면서 영역이 확장되는 형상을 나타내게 한다. 이러한 구조는 내부전극(100)이 유전체(300)보다 더 위쪽에서 종료되어 생기는 공간과 외부전극(200)에 비해 유전체(300) 단부가 더 위쪽에서 종료되어 생기는 공간이 결과적으로 하단부로 갈수록 공간적 여유가 더 넓어져 플라즈마 방전불꽃의 확장을 유도하기 때문이다. 그에 따라, 플라즈마 방전불꽃이 대면적화되어 처리하고자 하는 물체 또는 물질에 대해 플라즈마 제트 노즐을 여러 번 스캔하지 않고 그대로 처리할 수 있다.The external electrode 200 is arranged in contact with the outside of the dielectric 300 and the length thereof is adjustable from the lower end of the dielectric 300 to the length covering the entire dielectric. The lower end portion of the external electrode 200 extends further downward than the lower end portion of the dielectric body 300 and is called a distance ratio l 2 . The lower end of the external electrode 200 is finished to an apparently pointed shape. That is, although the inner surface of the outer electrode 200 has a cylindrical shape with a constant cross-sectional area, the outer surface gradually becomes tapered by narrowing its cross-sectional area. In other words, the inner end is caused to descend vertically, and the outer end is inclined downward to a certain distance. This configuration shows a shape in which the plasma discharge flame discharged between the internal electrode 100 and the external electrode 200 passes through l 1 , and the region extends through l 2 . Such a structure is advantageous in that the space generated when the internal electrode 100 is terminated at a position higher than the dielectric 300 and the space generated when the end of the dielectric 300 is terminated at the upper end as compared with the external electrode 200, Is widened to induce expansion of the plasma discharge flame. Accordingly, the plasma discharge flame can be made large, and the object or the substance to be treated can be treated as it is without scanning the plasma jet nozzle several times.

상기에서 l1의 길이는 플라즈마 방전불꽃의 일정 단면적이 유지되는 길이를 조절하고 l2의 길이는 플라즈마 방전불꽃의 단면적이 확장되는 길이를 조절한다. l2의 길이가 길수록 방전불꽃의 단면적은 대면적화된다. In the above, the length of l 1 controls the length of the plasma discharge flame to maintain a certain cross-sectional area, and the length of l 2 controls the length of the plasma discharge flame that extends the cross-sectional area. The longer the length of l 2, the larger the cross-sectional area of the discharge flame.

도 1의 (B)는 도 1의 (A)에서 외부전극(200)의 형상만을 바꾼 형태이다. FIG. 1B is a view in which only the shape of the external electrode 200 is changed in FIG. 1A.

즉, 외부전극(200)의 내측면을 수직으로 내려오는 실린더형으로 두지 않고, 유전체(300) 단부를 최대한 덮도록 하였다. 유전체(300)의 내벽면이 형성하는 하단의 개구부는 외부전극(200) 내벽면을 통해 그대로 연장 유지되게 한 것이다. That is, the inner surface of the external electrode 200 is not placed in a vertically downward cylindrical shape so that the end of the dielectric 300 is covered as much as possible. The opening of the lower end formed by the inner wall surface of the dielectric 300 is maintained to extend through the inner wall surface of the outer electrode 200.

이로써 도 1(A)에서 형성하였던 하단부로 갈수록 넓어졌던 공간적 여유가 없어지고 방전불꽃 발생 공간을 일정한 공간으로 두었다. 그에 따라 플라즈마 방전불꽃은 하향하면서 확장되지 못하고 거의 일정하게 뻗어나온다. 즉, 외부전극(200)의 내측 단부는 유전체(300) 단부와 닿아 지지하게 하고, 외측 단부는 l2를 거치면서 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하여 l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃이 l2를 거치면서 영역이 유지되는 형상을 나타내게 한다. 이러한 플라즈마 제트 구조는 중간 정도의 단면적을 갖는 플라즈마 방전불꽃을 형성하며, 그에 맞는 처리하고자 하는 물체 또는 물질에 처리된다. As a result, there was no spatial margin that was widened toward the lower end formed in FIG. 1 (A), and the space for generating the discharge flame was set as a constant space. As a result, the plasma discharge flame spreads downward, but does not expand, and extends almost constantly. That is, the inside end of the outer electrode 200, a dielectric 300 is supported in contact with the end, and the distal end is pulled down obliquely toward the inside over the course of l 2 by a plasma discharge, flame l 2 descending through the l 1 To show the shape in which the region is maintained. This plasma jet structure forms a plasma discharge flame having a medium cross-sectional area, and is processed into the object or material to be processed.

상기에서 l1의 길이와 l2의 길이는 플라즈마 방전불꽃의 단면적이 유지되는 길이를 조절한다. In the above, the length of l 1 and the length of l 2 control the length in which the cross-sectional area of the plasma discharge flame is maintained.

또한, 도 1(A)와 (B)에서 l1의 길이가 짧고 l2의 길이 길수록 방전을 위한 인가전압을 낮출 수 있어 전기적 열적 안전성이 향상된다. 1 (A) and 1 (B), the longer the length of I 1 and the longer the length of I 2 , the lower the applied voltage for discharging, and thus the electrical and thermal stability is improved.

도 1의 (C)에는 유전체(300) 단부와 외부전극(200)의 단부를 모두 변형한 것을 보여준다. FIG. 1C shows a modification of the end of the dielectric 300 and the end of the external electrode 200.

실린더형 내부전극(100)을 유전체(300) 내측에 배치하되, 유전체(300)는 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형으로 구성하고, 유전체(300) 외측에 유전체를 따라 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형 외부전극(200)을 배치하고, 내부전극(100)의 단부는 유전체(300) 단부의 위쪽에 위치하도록 하고, 유전체(300) 단부가 외부전극(200) 단부에 의해 지지되게 한다. The cylindrical internal electrode 100 is disposed inside the dielectric 300. The dielectric 300 has a cylindrical shape with a lower end sectional area gradually reduced and a cylindrical external electrode 300 having a lower end cross- The electrode 200 is disposed so that the end of the internal electrode 100 is located above the end of the dielectric 300 and the end of the dielectric 300 is supported by the end of the external electrode 200.

즉, 유전체(300) 단부를 연필 끝처럼 가늘게 테이퍼링 하여 유전체 몸체에 비해 단면적이 좁은 개구부를 형성하고, 내부전극(100)의 하단부를 테이퍼링이 시작되는 지점에 오게 배치하며, 외부전극(200)은 유전체(300)에 맞추어 그 형상을 테이퍼링 되게 하되, 하단부를 오므려 단턱을 만들어 유전체(300)의 단부를 지지하면서 유전체(300)가 형성한 개구부 직경을 그대로 유지하게 구성하였다. 이러한 구조는 플라즈마 방전불꽃이 확장될 여유공간이 없어 방전불꽃이 가늘게 형성되게 한다. 즉, 소면적형 플라즈마 방전불꽃이 형상되고 그에 따라 미세하게 처리되어야 하는 처리하고자 하는 물체 또는 물질에 유용하게 사용될 수 있다. That is, the end of the dielectric 300 is tapered like a pencil end to form an opening having a smaller cross-sectional area than the dielectric body, and the lower end of the internal electrode 100 is disposed at a point where tapering starts, The shape of the dielectric 300 is tapered in accordance with the dielectric 300 so that the lower end of the dielectric 300 is formed to be rounded to form a step so as to maintain the diameter of the opening formed by the dielectric 300 while supporting the end of the dielectric 300. Such a structure allows the discharge flame to be narrowly formed because there is no space to expand the plasma discharge flame. That is, it can be usefully used for an object or material to be treated which is formed with a small-area plasma discharge flame and needs to be finely processed accordingly.

도 1의 (D)는 (C)의 아래쪽 노즐부분만을 확대한 구조를 보여준다.1 (D) shows a structure in which only the lower nozzle portion of (C) is enlarged.

내부전극(100)은 그 내측면은 일정한 단면적을 형성하는 실린더형이지만, 외측면은 유전체(300) 내측면에 맞추어 테이퍼링 되어있다. 유전체(300) 하단부는 단면적이 점차 좁아지게 테이퍼링 되고 최하단은 오므려져 개구부를 형성하며, 내부전극(100)을 지지한다. 외부전극(200)은 유전체(300)에 맞추어 하단부로 갈수록 단면적을 점차 좁혀 테이퍼링 되고 최하단은 안쪽을 향해 오므려 유전체(300) 단부를 지지한다. 이때, 외부전극(200)의 최하단부가 형성하는 개구부의 크기는 유전체(300) 단부가 형성하는 개구부의 크기에 비해 약간 더 넓게 하거나 완전히 동일하게 할 수도 있다. 이러한 구성은 플라즈마 방전불꽃의 형상을 각각 확장형, 축소형, 유지형으로 만들 수 있다. The inner electrode 100 has a cylindrical shape whose inner surface forms a constant cross-sectional area. The outer surface of the inner electrode 100 is tapered to fit the inner surface of the dielectric 300. The lower end of the dielectric 300 is tapered so that its cross-sectional area becomes gradually narrower, and the lowermost end thereof is hollowed to form an opening and supports the internal electrode 100. The outer electrode 200 is tapered to gradually narrow the cross-sectional area toward the lower end in accordance with the dielectric 300, and the lowermost end of the outer electrode 200 swells inward to support the end of the dielectric 300. At this time, the size of the opening formed by the lowermost end of the external electrode 200 may be slightly wider or completely the same as the size of the opening formed by the end of the dielectric 300. Such a configuration can make the shape of the plasma discharge flame be expanded, reduced, or maintained.

상기에서 도 1의 (A)와 (B)의 경우 내부전극(100)은 밑면이 없는 개방형 실린더형이고, (C)와 (D)의 경우, 내부전극(100)은 밑면이 없는 개방형 실린더형 또는 고리형 밑면을 구비할 수 있다. 고리형 밑면의 내부전극(100)의 개구부를 조절하여 방전불꽃의 단면적을 조절한다. 개구부의 크기는 (C)의 경우, 1 내지 3mm 정도로 할 수 있고, (A)와 (B)의 경우, 1cm 정도에 이를 수 있다. 1 (A) and 1 (B), the internal electrode 100 is an open cylindrical type having no bottom face, and in the case of (C) and (D), the internal electrode 100 is an open cylindrical Or an annular bottom surface. The opening of the internal electrode 100 on the bottom of the annular shape is adjusted to adjust the cross-sectional area of the discharge flame. The size of the opening can be about 1 to 3 mm in the case of (C), and can reach about 1 cm in the case of (A) and (B).

또한, (C)의 구조는 인가전압을 낮출 수 있어 전기적 열적 안전성이 향상된다. Further, the structure (C) can lower the applied voltage and improve the electrical and thermal stability.

한편, 상기한 네 종류의 플라즈마 제트 소스에서 방전 가스는 모두 위에서 아래로 주입된다. On the other hand, in the above-mentioned four types of plasma jet sources, all of the discharge gas is injected from the top to the bottom.

또한, 상기의 플라즈마 제트 소스들의 실질적인 크기는 손에 잡고 시술하기에 편리한 펜슬형에서부터 좀 더 크기가 큰 것으로 구성될 수 있다. Further, the practical size of the above plasma jet sources may be composed of a pencil type, which is convenient for hand holding, and a larger size.

상기에서 내부전극(100), 유전체(300) 및 외부전극(200)은 서로 벽면을 접하여 조립되어 별도의 틈새를 두지 않지만 기계적인 공차는 존재한다.The internal electrode 100, the dielectric 300, and the external electrode 200 are assembled by contacting their wall surfaces to each other, and there is no mechanical clearance.

본 발명의 플라즈마 제트 소스는 치주 세포 치료, 손톱 치료, 치아 미백 등 다양하게 활용될 수 있다. The plasma jet source of the present invention can be utilized variously, such as periodontal cell treatment, nail treatment, tooth whitening, and the like.

도 2와 도 3은 본 발명의 플라즈마 제트 소스의 실질적인 플라즈마 방전 사진이다. 도 2는 도 1의 (A)와 같은 구조의 플라즈마 제트 소스에 의한 방전 불꽃으로 어느 정도 면적을 형성하되 비교적 짧은 길이로 뻗어져 나오고 있다. 도 3은 도 1의 (C)와 같은 플라즈마 제트 소스에 의한 것으로 방전 불꽃은 펜슬형으로 테이퍼링된 하단의 개구부를 통해 좁은 단면으로 비교적 길게 뻗어 나오고 있다. 2 and 3 are actual plasma discharge photographs of the plasma jet source of the present invention. FIG. 2 is a discharge flame generated by a plasma jet source having a structure as shown in FIG. 1 (A), and a relatively small area is formed with a relatively short length. FIG. 3 shows a plasma jet source as shown in FIG. 1 (C), in which the discharge flame extends relatively long in a narrow cross section through a lower opening tapered in a pencil shape.

따라서 상술한 바와 같이 어느 정도 넓은 면적 단위로 처치해야 하는 경우와 스팟 단위로 정밀 처치해야 하는 경우에 대해 용도별로 전극 구조를 선별하여 사용할 수 있다. Therefore, as described above, the electrode structure can be selectively used for each use for cases where treatment is to be carried out by a unit of a large area to some extent and when precise treatment is required for each spot.

이와 같이 하여 플라즈마 제트 소스의 방전불꽃을 제어한 플라즈마 제트 소스를 제공할 수 있다. Thus, a plasma jet source in which the discharge flame of the plasma jet source is controlled can be provided.

한편, 상기 실시 예와 실험 예들에서 제시한 구체적인 수치들은 예시적인 것으로 필요에 따라 변형 가능함은 물론이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.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, It will be understood that the invention may be practiced otherwise than as described. It is therefore to be understood that the embodiments described above are in all respects illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: 내부전극
200: 외부전극
300: 유전체100: internal electrode
200: external electrode
300: Dielectric

Claims (5)

실린더형 유전체;
상기 유전체 내측에 배치되는 실린더형 내부전극; 및
상기 유전체 외측에 배치되는 실린더형 외부전극;을 포함하고,
상기 내부전극의 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l1만큼 높은 곳에 배치되고, 유전체 단부와
상기 외부전극 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l2만큼 아래로 내려온 곳에 배치되고,
상기 외부전극의 내측 단부는 수직 또는 안팎으로 경사지게 내려오게 하고, 외측 단부는 일정 거리를 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하여 l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃이 l2를 거치면서 방전불꽃 단면적이 확장되는 형상을 나타내게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스.A cylindrical dielectric;
A cylindrical internal electrode disposed inside the dielectric; And
And a cylindrical external electrode disposed outside the dielectric,
The end of the internal electrode is disposed at a distance l < 1 > relative to the dielectric end,
The outer electrode end portion is arranged where descended down by a distance l 2 than in the dielectric end,
The inner end of the outer electrode is inclined downward in a vertical direction or inward and outward, and the outer end of the outer electrode is inclined downward to a certain distance so that the discharge flame cross-sectional area of the discharge flame crosses l 2 through the l 1 , Wherein the plasma jet source is a plasma jet source. 실린더형 유전체;
상기 유전체 내측에 배치되는 실린더형 내부전극; 및
상기 유전체 외측에 배치되는 실린더형 외부전극;을 포함하고,
상기 내부전극의 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l1만큼 높은 곳에 배치되고, 유전체 단부와
상기 외부전극 단부는 상기 유전체 단부에 비해 거리 l2만큼 아래로 내려온 곳에 배치되고,
상기 외부전극의 내측 단부는 안쪽을 향한 턱이 형성되어 유전체 단부와 닿아 지지하게 하고, 외측 단부는 일정 거리를 안쪽을 향해 경사지게 내려오게 하며, 유전체 내벽면이 형성하는 개구부를 외부전극의 내벽면이 그대로 유지하여, l1을 거쳐 내려오는 플라즈마 방전불꽃의 형상이 l2를 거치면서 유지되게 한 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스.A cylindrical dielectric;
A cylindrical internal electrode disposed inside the dielectric; And
And a cylindrical external electrode disposed outside the dielectric,
The end of the internal electrode is disposed at a distance l < 1 > relative to the dielectric end,
The outer electrode end portion is arranged where descended down by a distance l 2 than in the dielectric end,
The inner end of the outer electrode is formed with an inwardly directed tapered portion to be in contact with the dielectric end portion. The outer end portion of the outer electrode is inclined downward at a predetermined distance. And the shape of the plasma discharge flame passing through l 1 is maintained through l 2 . 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형 유전체;
상기 유전체 내측에 배치되는 실린더형 내부전극; 및
상기 유전체 외측에 배치되고, 유전체 외측에 유전체를 따라 하단부 단면적을 점차 좁힌 실린더형 외부전극;을 포함하고,
상기 내부전극의 단부는 유전체 단부가 일정한 단면을 유지하는 지점에 배치되고,
상기 외부전극의 하단부는 유전체 단부를 지지하도록 안쪽을 향한 턱을 구비하여 유전체 단부가 형성하는 개구부를 유지하여 방전불꽃의 확장을 제한하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스.A cylindrical dielectric body having a lower end cross-sectional area gradually narrowed;
A cylindrical internal electrode disposed inside the dielectric; And
And a cylindrical external electrode disposed outside the dielectric body and having a lower end cross-sectional area gradually narrowed along the dielectric body outside the dielectric body,
The end portion of the internal electrode is disposed at a position where the dielectric end portion maintains a constant cross section,
Wherein the lower end of the outer electrode has an inwardly directed tine to support the dielectric end to maintain an opening formed by the dielectric end to limit expansion of the discharge spark. 제3항에 있어서,
상기 실린더형 유전체의 최하단은 안쪽을 향해 오므려 개구부를 좁히도록 구성되고,
상기 내부전극의 외벽면은 성기 유전체 내벽면에 접하도록 안쪽을 향해 경사지게 형성되고, 상기 내부전극의 단부는 유전체 단부에 의해 지지되어 방전불꽃이 전극 외부를 향해 뻗어나가게 하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스.The method of claim 3,
The lowermost end of the cylindrical dielectric member is configured to be narrowed toward the inside to narrow the opening,
Wherein an outer wall surface of the inner electrode is formed so as to be inclined inward so as to be in contact with a wall surface of the genital dielectric, and an end of the inner electrode is supported by a dielectric end portion so that a discharge flame extends toward the outside of the electrode. . 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 내부전극는 밑면이 없거나 개구부를 갖는 고리형 밑면을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 제트 소스. The plasma jet source according to claim 3 or 4, wherein the inner electrode has an annular bottom surface having no bottom surface or an opening.
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