KR20210033675A - 유해가스 처리용 플라즈마 토오치 - Google Patents

Abstract

이 발명은 상압으로 작동하는 플라즈마 토오치에 관한 것으로서, 전원이 인가되는 제1 전극, 제1 전극을 둘러싸도록 배치되고 접지되는 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 절연체, 중심에 제1 전극의 선단이 배치되고 제2 전극 및 절연체의 일부가 둘러싸서 형성되는 플라즈마 챔버, 및 플라즈마 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하고, 절연체와 제2 전극에는 플라즈마 챔버의 하류에 개구가 형성되어 플라즈마 가스가 토출되는 가스 출구를 이루고, 가스 공급부는 가스 공급원으로부터의 가스가 유동하는 가스 공급 튜브를 포함하며, 제1 전극의 일부는 중공형 튜브로 형성되어 가스 공급 튜브과 유체 연통되고 전기 절연되게 결합되고 플라즈마 챔버에 가스를 공급하는 가스 배출공이 마련되어 가스 공급부로부터의 가스를 플라즈마 챔버에 공급하는 것이다.

Description

유해가스 처리용 플라즈마 토오치{Plasma Torch for Treating Harmful Gas}

이 발명은 유해 가스 처리용의 플라즈마 토오치에 관한 것으로서, 구체적으로는 각종 산업 공정이나 폐기물의 처리 또는 내연 기관에서 발생하는 유해 가스를 처리하는 데 사용하는 플라즈마 토오치에 관한 것이다.

반도체 제조 공정이나 화학물질 제조 공정과 같은 각종 산업 공정이나 폐기물의 처리 과정에서 발생하는 유해 가스 또는 녹스(NOx)와 같은 유해 성분을 포함하는 내연 기관에서 배출되는 배기 가스를 처리하거나 병원균 등에 의해 오염된 대기를 처리하는 기술로서 상압 플라즈마에 의해 가스 중의 유해 성분을 분해하는 기술이 개발되고 있다.

그러한 상압 플라즈마에 의한 처리 방식의 하나로서, 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge: DBD) 플라즈마를 이용하는 연구가 이루어지고 있다.

유전체 장벽 방전은 고전압 전극과 접지 전극 사이에 유전체를 삽입하고 두 전극에 교류 전압을 인가하면 전자들이 두 전극 사이의 전기장 영역에서 가속되어 주입된 가스를 이온화시켜 플라즈마를 발생시키는 방식으로서, 비교적 플라즈마 발생이 용이하여 오염물의 세정 및 표면 개질 분야에서 자주 이용되고 있다.

그러나, 이러한 유전체 장벽 방전 방식의 플라즈마는 통상 분당 mL 단위의 가스 유량을 이용할 수 있기 때문에 대용량의 가스를 처리하는 데에는 적합하지 않다.

대용량의 유해 가스를 처리하는 기술로서 상압 상태에서 교류 전원에 의해 작동하는 플라즈마 토오치를 활용하는 방안이 연구되고 있다.

플라즈마 토오치는 공기 또는 질소를 플라즈마 생성 가스로서 이용하며 촉매와 함께 결합하여 사용하면 분당 수십 리터 수준의 가스를 처리할 수 있다.

그러나, 플라즈마 토오치는 상온의 가스를 사용하는데 적합하고 고온의 가스를 사용하기에는 적합하지 아니하며 장치의 가스 기밀성이 낮아서 처리하고자 하는 유해 가스의 누출이 문제로 된다.

도 1은 현재 개발되어 있는 유해 가스 처리용 플라즈마 토오치의 단면도이다.

플라즈마 토오치는 고전압이 인가되는 제1 전극(102)이 전기 절연성의 장착 블록(101)에 결합되어 배치되고, 접지되는 제2 전극(104)이 제1 전극(102)을 둘러싸는 형태로 장착 블록(101)에 결합되어 있다. 제1 전극(102)과 제2 전극(104) 사이에는 절연체(105)가 배치되어 있다.

제1 전극의 선단(102)에는 플라즈마가 형성되는 플라즈마 챔버(106)가 절연체(105)의 내측으로 마련되고 그 하류에는 플라즈마 가스의 노즐(107)이 마련되어 있으며, 노즐(107)의 하류에는 촉매 장착용 블록(110)의 내측에 촉매체(111)가 마련되어 있다.

촉매 장착용 블록(110)에는 플라즈마 가스 유출 도관(120)이 결합된 장착 블록(121)이 결합되어 있어서, 노즐(107)로부터 분출되는 플라즈마 가스는 촉매체(111)를 거쳐 유출 도관(120)으로 배출된다.

한편, 제1 전극(102)와 절연체(105) 사이에는 가스 유통로(109)가 형성되어 있고, 그 상류에는 전극들(102, 104)이 장착되는 장착 블록(101)에 가스 공급용 포트(108)가 결합되어 있다.

플라즈마 생성용 가스와 처리하고자 하는 유해 가스는 이 포트(108)를 통하여 가스 유통로(109)에 유입되는데, 포트(108)와 장착 블록(101) 사이에는 누설이 생길 가능성이 매우 높다.

포트(108)는 나사 결합 등에 의해 장착 블록(101)에 결합되고, 나사 결합 부위에는 실링재가 배치되지만, 실링재의 배치에도 불구하고 누설의 우려가 있다. 특히, 유해 가스가 반도체 처리 공정에서 발생하는 것과 같이 독성을 갖는 것이라면 약간의 누설로도 매우 큰 위험을 초래한다.

한편, 장착 블록(101), 포트(108) 및 도관을 유연한 재질의 합성수지로 형성할 수도 있고, 그러한 경우에 누설의 우려가 상대적으로 적어진다. 그러나, 장착 블록(101), 포트(108) 및 도관 등을 합성 수지로 마련하면, 처리하려는 유해 가스가 고온인 경우에 사용할 수 없다는 문제점이 있다.

대한민국 특허공보 제10-1995469호 대한민국 특허공보 제10-1930486호 대한민국 특허공보 제10-1498392호

이 발명은 반도체 제조 공정이나 폐기물의 처리에서 발생하는 유해 가스 또는 내연 기관의 배기 가스의 유해 성분을 처리하는 데 사용하는 플라즈마 토오치를 제공하려는 것이다.

구체적으로, 이 발명은 토오치에 공급되어 처리되는 가스의 누설 우려가 적고, 고온의 가스를 처리할 수 있으며, 가스의 공급을 위한 요소들의 장착이 간단한 구조의 플라즈마 토오치를 제공하려는 것이다.

앞서 설명한 이 발명의 해결 과제는 이 발명에 따른 플라즈마 토오치에 의해 달성된다.

이 발명의 플라즈마 토오치는,

전원이 인가되는 제1 전극, 제1 전극을 둘러싸도록 배치되고 접지되는 제2 전극, 제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 절연체, 중심에 제1 전극의 선단이 배치되고 제2 전극 및 절연체의 일부가 둘러싸서 형성되는 플라즈마 챔버, 및 플라즈마 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급부를 포함하고,

절연체와 제2 전극에는 플라즈마 챔버의 하류에 개구가 형성되어 플라즈마 가스가 토출되는 가스 출구를 이루고, 가스 공급부는 가스 공급원으로부터의 가스가 유동하는 가스 공급 튜브를 포함하며, 제1 전극의 일부는 중공형 튜브로 형성되어 가스 공급 튜브과 유체 연통되고 전기 절연되게 결합되고 플라즈마 챔버에 가스를 공급하는 가스 배출공이 마련되어 가스 공급부로부터의 가스를 플라즈마 챔버에 공급하는 것이다.

이러한 구성의 플라즈마 토오치에서는 플라즈마 챔버로 연장되는 제1 전극을 통하여 외부로부터 가스가 공급된다. 공급된 가스는 제1 전극의 가스 배출공으로부터 플라즈마 챔버에 공급되어 플라즈마에 의해 분해되어 가스 출구를 통하여 배출된다.

가스가 별도의 토오치의 하우징이나 전극들 또는 절연체를 관통하여 삽입되는 포트에 의해 플라즈마 챔버에 공급되지 않고 튜브로 형성되는 제1 전극을 통하여 공급되므로 포트의 삽입에 의한 가스의 누설 우려가 없고 포트의 삽입과 가스의 유통로 확보에 관한 구성이 생략되어 토오치의 구성이 간략하게 된다.

제1 전극에는 전원이 인가되지만, 외부의 가스 공급원과 연결되는 가스 공급 튜브와 제1 전극은 전기 절연되게 결합되므로, 제1 전극에 인가되는 전원이 가스 공급부나 외부의 가스 공급원에 인가되는 일은 발생하지 않는다.

또한, 가스의 공급과 유통을 위한 각종 요소를 금속 또는 알루미나 등의 절연성의 재질 등으로 구성할 수 있어서 처리하려는 유해 가스가 고온인 경우에도 이 발명의 플라즈마 토오치를 이용할 수 있다.

가스 공급 튜브와 제1 전극 사이의 전기 절연을 위한 구체적인 구성으로서,

가스 공급 튜브와 제1 전극 사이에는 중공의 절연체로 이루어지는 제1 절연 튜브가 결합되어, 가스 공급원으로부터의 가스는 순차로 가스 공급 튜브, 제1 절연 튜브 및 제1 전극를 통하여 플라즈마 챔버에 공급되는 것으로 구성할 수 있다.

이러한 구성에서는 제1 절연 튜브의 하류에서 제1 전극에 전원을 인가할 수 있다.

이와 같이 절연 튜브에 의해 가스 공급 튜브와 제1 전극을 결합하므로 간단한 구조에 의해 가스 공급 튜브와 제1 전극 사이에 가스의 누설 우려가 없고 유체 연통 가능한 구성을 달성할 수 있다.

이 발명의 추가의 특징으로서, 이 발명의 플라즈마 토오치에서,

제1 전극과 절연체 사이에는 가스 공급원으로부터의 가스가 배출되고 플라즈마 챔버와 연통하는 가스 유통로가 마련되고, 이 가스 유통로에는 제1 전극과 절연체 사이에 제1 전극의 축선에 대해 경사진 유통로가 마련되어 가스 유통로를 유동하는 가스는 경사진 유통로에 의해 와류를 형성하는 것으로 구성할 수 있다.

이러한 구성에 따르면, 가스의 공급원으로부터 가스 유통로나 플라즈마 챔버에 환형의 가스 분출구를 형성하는 종래 기술에 비해 가스의 와류 발생을 위한 구성을 매우 효율적이면서도 간단하게 구성할 수 있다.

이러한 경사진 유통로의 구체적인 실시 양태로서, 이 발명의 플라즈마 토오치에서,

제1 전극의 외표면에는 가스 유통로에 놓이는 링이 장착되고, 링에는 복수 개의 상기 경사진 유통로가 원주 방향으로 서로 이격되어 형성되는 것으로 구성할 수 있다.

이와 같이, 가스 유통로에 경사진 유통로를 갖는 링을 장착함으로써 매우 간단하게 가스 유동에서의 와류 생성이 가능하게 된다.

이 발명의 추가의 특징으로서, 이 발명의 플라즈마 토오치는,

제1 전극이 결합되는 제1 플랜지 및 제2 전극의 하류측 단부가 결합되는 제2 플랜지가 마련되어 제1 플랜지와 제2 플랜지의 결합에 의해 제1 전극과 제2 전극이 서로 결합되어 배치되고, 제1 플랜지를 관통하여 결합되는 전기 절연성의 제2 절연 튜브가 마련되어 제1 전극이 이 절연 튜브를 통과하도록 배치되는 것으로 구성할 수 있다.

제1 전극이 제1 플랜지에 결합되고 제2 전극이 제2 플랜지에 결합되어 2개의 플랜지를 결합함으로써 제1 전극과 제2 전극이 서로 결합 관계를 가질 수 있다.

이러한 구성에서 절연체는 단지 제2 전극의 내측에 놓이도록 함으로써 간단하게 배치될 수 있고, 제1 전극이 제1 플랜지를 관통하는 제2 절연 튜브를 관통하여 결합됨으로써 제1 전극과 제2 전극 사이의 절연이 이루어진다.

도 1은 종래 기술에 따른 플라즈마 토오치의 길이 방향에 따른 단면도이다.
도 2는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 토오치의 길이 방향에 따른 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분의 확대도이다.
도 4는 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 토오치의 와류링의 사시도와 평면도이다.

이하, 이 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 이 발명의 실시예에 따른 플라즈마 토오치의 구성과 작용에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.

이하의 설명을 포함한 이 명세서 전반에서 '상류' 및 '하류'라는 용어는 가스가 유동하는 방향을 기준으로 하는 것이며, '전'과 '후'라는 방향을 나타내는 용어는 가스의 유동 방향을 기준으로 하류측을 향하는 방향을 전방, 상류측을 향하는 방향을 후방으로 사용한다.

이 실시예의 플라즈마 토오치의 종단면도인 도 2을 참조하여 살펴보면, 이 실시예의 플라즈마 토오치는 대별하여, 전원이 인가되는 제1 전극(10), 원통형으로 형성되어 제1 전극(10)을 둘러싸도록 배치되고 접지되는 제2 전극(20), 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 배치되는 절연체로서의 제1 및 제2 절연체(31, 32), 처리할 유해 성분을 함유하는 가스와 플라즈마 형성용 분위기 가스를 공급하는 가스 공급부로서의 가스 공급 튜브(40)를 포함하여 구성되어 있다.

제1 전극(10)은 길게 연장되는 중공 원통형의 튜브로 형성되어, 내부의 공간은 가스가 유동하는 통로를 이루고 있다.

제1 전극(10)은 제1 플랜지(19)를 관통하는 상태로 제1 플랜지(19)에 고정 결합되어 있다. 제1 전극(10)은, 제1 플랜지(19)를 중심으로 가스 유동의 상류측에서 분리 기구(41)에 의해 가스 공급 튜브(40)와 전기 절연 상태로 결합되고, 하류측에서는 제2 전극(20)과 제1 및 제2 절연체(31, 32)로 둘러싸이는 공간으로 삽입되어 있다.

제1 플랜지(19)와 제1 전극(10) 사이에는 알루미나 재질의 원통형의 제2 절연 튜브(17)가 배치되어 있고, 제1 전극(10)은 제2 절연 튜브(17)에 삽입되어 제1 플랜지(19)를 관통하고 있다. 제1 절연 튜브(17)에서 제1 플랜지(19)와 맞닿는 부분은 금속제의 결합용 튜브(18)가 둘러싸서 결합용 튜브(18)가 플랜지(19)에 압입 또는 용접에 의해 결합되어 있다. 이에 따라 제1 전극(10)은 제1 플랜지(19)와 절연된 상태로 관통 결합되어 있다.

제1 전극(10)의 상류측 단부와 가스 공급 튜브(40)는 분리 기구(41)에 의해 서로 전기 절연 상태로 가스가 통하게 결합되어 있다.

분리 기구(41)는 전기 절연성의 알루미나 재질로 이루어지고 내부에 원통형의 가스 유통로(43)를 갖는 제1 절연 튜브(42), 가스 공급 튜브(40) 및 제1 전극(10)을 서로 결합하여 주는 금속제의 고정 요소(44)로 이루어져 있다.

고정 요소(44)는 절연 튜브(42), 가스 공급 튜브(40) 및 제1 전극(10)에 맞대어지고 압착 또는 코킹에 의해 가스가 누설되지 않도록 이들과 고정 결합되어 있다.

외부의 가스 공급원으로부터 공급되는 가스는 가스 공급 튜브(40)를 통하여 고정 요소의 절연 튜브(42)를 거쳐 제1 전극(10)으로 공급된다.

분리 기구(41)와 제2 절연 튜브(17) 사이에는 전원 공급 블록(15)이 제1 전극(10)을 둘러싸는 형태로 결합되어 있고, 전원 공급 블록(15)에 결합된 단자(16)를 통하여 외부로부터 제1 전극(10)에 전원이 공급된다.

제1 전극(10)에서 제1 플랜지(19)의 하류측으로 연장된 부분은 제2 전극(20) 및 절연체(31, 32)로 둘러싸여 있다.

제2 전극(20)은 내측에 환형의 공간을 갖는 원통형으로 형성되고, 제1 플랜지(19)에 볼트(22)로 체결되는 제2 플랜지(21)에 삽입되어 고정되어 있다.

제2 전극(20)의 내측으로는 제2 플랜지(21)에 삽입되는 제2 절연체(32)와 제2 절연체로부터 동심으로 연장되는 제1 절연체(31)가 서로 맞닿아 배치되어 있다. 이들은 서로 별개로 형성되어 배치되지만, 이들을 일체로 형성할 수도 있다.

제1 전극(10)과 제2 전극(20) 및 절연체(31, 32)는 서로 동심으로 배치되고, 절연체(31, 32)와 제1 전극(10) 사이에는 간극이 형성되어서 제1 전극(10)으로부터 배출되는 가스가 유동하는 가스 유통로(2)를 이루고 있다.

제1 전극(10)에는 둘레를 따라 가스 배출공(111)이 형성되어 있어서, 가스 공급 튜브(40)로부터 공급되는 가스가 가스 배출공(111)을 통하여 가스 유통로(2)로 배출되어 가스 유통로(2)를 따라 하류로 흐르게 된다.

도 2의 'A' 부분의 확대도인 도 3을 참조하여 제1 전극(10)의 하류측 선단의 구조를 설명한다.

제1 전극(10)의 하류측 선단은 플러그(12)에 의해 폐쇄되어 있다. 제1 전극(10)의 선단을 막는 플러그(12)에는 전극 선단체(13)가 나사 결합되어 있다. 전극 선단체(13)는 하류 측으로부터 선단부(131), 원통형의 중간부(132) 및 플러그(12)에 나사 결합되는 숫나사(133)가 순차로 형성되어 있다.

선단부(131)는 제1 절연체(31)에 의해 둘러싸인 플라즈마 챔버(1)에 놓이며, 플라즈마 챔버(1)에서 국부적인 아크가 발생하지 않도록 전체적으로 반구형으로 형성되어 있다.

중간부(132)는 선단부(131)의 최대 직경보다 작은 직경의 원통형으로 형성되어 있고, 중간부(132)의 외표면에는 와류링(14)이 결합되어 있다.

와류링(14)의 사시도와 평면도를 도시하는 도 4를 참조하여 살펴보면, 와류링(14)은 전체적으로 원통형으로 형성되며, 중심에는 전극 선단체의 중간부(132)가 관통하는 홀(141)이 형성되어 있고, 외주로는 가스 유통로(2)를 유동하는 가스가 통과하는 가스 통로(142)가 형성되어 있다.

가스 통로(142)는 와류링(14)의 외표면으로부터 직경 방향 내측으로 연장되는 홈의 형태로 형성되는 것이며, 제1 전극(10)의 축선 방향에 대해 소정 각도 경사져서 연장되어 있다. 가스 통로(142)는 복수 개가 형성되어 있으며, 이들은 서로 원주 방향으로 등간격으로 이격되어 있다.

다시 도 3을 참조하면, 와류링(14)은 직경 방향 내측으로는 전극 선단체의 중간부(132)가 관통하고 외표면은 제1 절연체(31)와 마주하고 있어서, 가스 유통로(2)를 유동하는 가스는 와류링의 경사진 유통로(142)를 통과하면서 제1 전극(10)의 축선 방향에 평행한 축류가 아닌 와류를 형성하게 된다.

한편, 와류링(14)은 전극 선단체(13)와 접촉할 뿐이고 서로 고정되지 않아서 전극 선단체(13)에 대해 자유 회전 가능하게 구성할 수 있다. 이와 같이 하는 경우, 유통로(142)를 통과하는 가스에 의해 와류링(14)이 회전함으로써 가스 유동에서 와류의 형성이 촉진될 수 있다. 다만, 와류링(14)은 전극 선단체(13)에 고정되는 것으로 구성할 수 있고, 전극 선단체(13)와 일체 또는 플러그(12)와 일체의 것으로 구성할 수도 있다.

플라즈마 챔버(1)의 하류에서 제1 절연체(31)와 제2 전극(20)는 개구되어 플라즈마 챔버(1)에서 형성된 플라즈마 가스가 배출되는 가스 출구를 형성되어 있다. 제2 전극(20)의 하류측 선단에는 노즐(23)이 결합되어서 플라즈마 챔버(1)에서 형성된 플라즈마 가스가 노즐을 통하여 유동한다.

제2 전극(20)의 하류측 선단에는 제3 플랜지(24)가 마련되어 있고, 제3 플랜지(24)에는 촉매체(52)가 배치되어 있는 촉매 블록(50)이 결합되어 있다. 촉매 블록(50)의 상류측에는 제4 플랜지(56)가 마련되어 있어서 제2 전극의 제3 플랜지(24)와 결합되어 있다.

촉매 블록(50)의 내측에는 공간이 형성되어서 노즐(23)이 놓이며, 노즐(23)이 배치된 위치의 하류쪽에는 촉매체(52)가 놓여 있다. 촉매체(52)는 하니컴(Honeycomb) 구조로 형성되어 플라즈마 가스가 유통되며, 가스가 접촉하는 표면에 가스의 유해 성분의 분해를 촉진하는 물질이 코팅된다.

촉매 블록(50)의 하류측 단부에는 제5 플랜지(53)가 고정 결합되어 있고, 여기에는 플라즈마 가스 출구(60)가 제6 플랜지(65)에 의해 결합되어 있다.

플라즈마 가스 출구(60)는 블록(63)에 유통로(64)가 형성되어 있고, 여기에 외부로 연결되는 도관(61)이 결합 블록(62)에 의해 나사 결합되어 있다.

이상과 같은 구성을 갖는 플라즈마 토오치의 작용을 설명한다.

외부의 가스 공급원(미도시)로부터 가스 공급 튜브(40)를 통하여 플라즈마 토오치에 가스가 공급된다. 플라즈마 생성용 가스로서의 질소 가스와 플라즈마 토오치에 의해 처리하려는 유해 가스가 혼합된 가스가 공급된다.

플라즈마 생성용 가스로서는 질소 외에도 공기를 사용할 수 있다. 한정되지는 않지만, 반도체 제조 공정에서나 알루미늄 제련 과정에서 발생하는 사불화탄소(CF4), 내연기관에서 발생하는 NOx나 매연을 포함하는 배기 가스, 또는 기타 화학공정에서 발생하는 유기물질의 화합물 가스가 처리 대상인 유해 가스로 이용될 수 있다.

가스 공급 튜브(40)에 공급되는 가스는 분리 기구(41)의 제1 절연 튜브(42)를 거쳐 제1 전극(10)에 도입되어 가스 배출공(111)을 통하여 제1 전극(10)과 제1 절연체(31) 사이에 형성되는 가스 유통로(2)로 배출되어 하류쪽, 즉 노즐(23)쪽으로 흐른다.

가스는 가스 유통로(2)를 흘러 전극 선단체(13)에 마련된 와류링(14)을 통과하면서 와류링의 경사진 가스 통로(142)에 의해 와류를 형성한다. 와류링(14)을 통과한 가스는 플라즈마 챔버(1)로 유입된다.

제1 전극(10)에는 전원 공급 블록(15)을 통하여 고전압이 인가되고 제2 전극(20)은 접지되어 있으며, 이들 사이에는 제1 절연체(31)가 배치되어 있어서, 제1 전극(10)의 전극 선단체(13)가 배치된 플라즈마 챔버(1)에서 플라즈마가 생성된다.

제1 전극(10)은 절연 튜브(42)를 갖는 분리 기구(41)에 의해 가스 공급 튜브(40)에 결합되어 있으므로 가스 공급 튜브(40)에는 전압이 인가되지 않는다.

또한, 제1 전극(10)은 제1 플랜지(19)와 제2 플랜지(21)에 의해 제2 전극(20) 및 절연체(31, 32)와 결합되지만, 전기 절연성의 제1 절연 튜브(17)에 삽입되어 제1 플랜지(19)와 결합되므로 제2 전극(20)과의 절연 상태가 유지된다.

가스는 플라즈마 챔버(1)를 통과하면서 플라즈마에 의해 해리되어 분해되고 노즐(23)을 통과하여 촉매체(52)에 유입되어 촉매체(52)에 코팅된 물질에 의해 분해가 촉진되고, 플라즈마 가스 출구(60)를 통하여 배출된다.

한편, 이 실시예에서는 노즐(23)을 이용하고, 가스는 촉매체(52)를 통과하지만, 이들이 필수적인 것은 아니고, 플라즈마 챔버(1) 하류의 제2 전극(20)의 개구를 통하여 플라즈마 가스가 바로 사용처 또는 그 밖의 가스를 처리하는 설비로 배출될 수 있다.

이상 이 발명의 실시예의 구성과 작용을 설명하였는바, 이 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변형이 가능하고 구성 요소를 부가하는 것도 가능하며, 그러한 변형된 지지 구조물과 구성 요소가 부가된 지지 구조물은 이 발명의 범위에 속하는 것이다.

1: 플라즈마 챔버 2: 가스 유통로
10: 제1 전극 13: 전극 선단체
14: 와류링 20: 제2 전극
31: 제1 절연체 32: 제2 절연체
40: 가스 공급 튜브 50: 촉매 블록
60: 플라즈마 가스 출구

Claims (6)

1. 플라즈마 토오치로서,
   전원이 인가되는 제1 전극,
   제1 전극을 둘러싸도록 배치되고 접지되는 제2 전극,
   제1 전극과 제2 전극 사이에 배치되는 절연체,
   중심에 제1 전극의 선단이 배치되고 제2 전극 및 절연체의 일부가 둘러싸서 형성되는 플라즈마 챔버, 및
   플라즈마 챔버에 가스를 공급하는 가스 공급부
   를 포함하고,
   절연체와 제2 전극에는 플라즈마 챔버의 하류에 개구가 형성되어 플라즈마 가스가 토출되는 가스 출구를 이루고,
   가스 공급부는 가스 공급원으로부터의 가스가 유동하는 가스 공급 튜브를 포함하며, 제1 전극의 일부는 중공형 튜브로 형성되어 가스 공급 튜브과 유체 연통되고 전기 절연되게 결합되고 플라즈마 챔버에 가스를 공급하는 가스 배출공이 마련되어 가스 공급부로부터의 가스를 플라즈마 챔버에 공급하는 것인, 플라즈마 토오치.
2. 청구항 1에 있어서,
   가스 공급 튜브와 제1 전극 사이에는 중공의 절연체로 이루어지는 제1 절연 튜브가 결합되어, 가스 공급원으로부터의 가스는 순차로 가스 공급 튜브, 제1 절연 튜브 및 제1 전극를 통하여 플라즈마 챔버에 공급되는 것인, 플라즈마 토오치.
3. 청구항 2에 있어서,
   제1 전극에는 제1 절연 튜브의 하류에서 전원이 인가되는 것인, 플라즈마 토오치.
4. 청구항 1에 있어서,
   제1 전극과 절연체 사이에는 가스 공급원으로부터의 가스가 배출되고 플라즈마 챔버와 연통하는 가스 유통로가 마련되고, 이 가스 유통로에는 제1 전극과 절연체 사이에 제1 전극의 축선에 대해 경사진 가스 통로가 마련되어 가스 유통로를 유동하는 가스는 경사진 가스 통로에 의해 와류를 형성하는 것인, 플라즈마 토오치.
5. 청구항 4에 있어서,
   제1 전극의 외표면에는 가스 유통로에 놓이는 링이 장착되고, 링에는 복수 개의 상기 경사진 가스 통로가 원주 방향으로 서로 이격되어 형성되는 것인, 플라즈마 토오치.
6. 청구항 1에 있어서,
   제1 전극이 결합되는 제1 플랜지 및 제2 전극의 하류측 단부가 결합되는 제2 플랜지가 마련되어 제1 플랜지와 제2 플랜지의 결합에 의해 제1 전극과 제2 전극이 서로 결합되어 배치되고,
   제1 플랜지를 관통하여 결합되는 전기 절연성의 제2 절연 튜브가 마련되어 제1 전극이 이 절연 튜브를 통과하도록 배치되는 것인, 플라즈마 토오치.

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