WO2015005667A1 - Apparatus for generating liquid plasma torch - Google Patents

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WO2015005667A1
WO2015005667A1 PCT/KR2014/006143 KR2014006143W WO2015005667A1 WO 2015005667 A1 WO2015005667 A1 WO 2015005667A1 KR 2014006143 W KR2014006143 W KR 2014006143W WO 2015005667 A1 WO2015005667 A1 WO 2015005667A1
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electrode
flow path
liquid
dielectric
conductive liquid
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/006143
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French (fr)
Korean (ko)
Inventor
석동찬
노태협
정용호
유승민
유승열
박준석
홍은정
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/26Plasma torches
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05HPLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • HELECTRICITY
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    • H05H1/00Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24Generating plasma
    • H05H1/2406Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes
    • H05H1/2443Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube
    • H05H1/246Generating plasma using dielectric barrier discharges, i.e. with a dielectric interposed between the electrodes the plasma fluid flowing through a dielectric tube the plasma being activated using external electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a plasma torch generator, and more particularly, to an apparatus capable of generating a plasma torch based on a liquid.
  • Plasma refers to an ionized gas, and excitation using energy to a gas composed of atoms or molecules forms a plasma composed of electrons, ions, decomposed gases, photons, and the like.
  • plasma is used in various ways, such as fusion power generation, surface treatment of a substrate in the semiconductor field, or surface treatment of a powder.
  • the plasma is generated as follows. When energy is applied to a solid, it becomes a liquid. When energy is applied to a liquid, it becomes a gas. When high energy is applied to a gas, a plasma is generated by separating the gas into negatively charged electrons and positively charged ions.
  • Patent Application No. 2009-0045210 discloses "Generation apparatus and method of a high density underwater plasma torch".
  • the apparatus and method for generating a high density underwater plasma torch require a regulator for controlling the injection of gas or air into the space between the transparent quartz tube and the conductive discharge electrode of the underwater plasma reactor, the plasma cannot be generated using only pure liquid. There is this.
  • the present inventors have recognized the problems of the prior arts and, after research, have introduced the following configuration, and have developed an apparatus capable of generating plasma based on pure liquids while supplying an appropriate amount of energy.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus capable of generating a plasma torch based on pure liquid only without a separate gas source.
  • the liquid plasma torch generating apparatus comprises a first electrode; Second electrode; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; And a flow path penetrating the first electrode, the second electrode, and the first dielectric, and when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode, the plasma is based on the conductive liquid passing through the flow path. Generates.
  • a liquid plasma torch generator in another aspect, includes a liquid supply unit for supplying a conductive liquid to the flow path; And a power supply unit applying a voltage to the first electrode and the second electrode.
  • the power supply unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the magnitude of the voltage may be 300 V or more.
  • the conductive liquid is supplied to one side of the flow path, and in the area of the flow path penetrating through the first dielectric, the conductive liquid is vaporized to generate a plasma, and the generated plasma is formed on the other side of the flow path. Discharged to the side.
  • the flow path is open at both ends, and one side of the flow path means either one of the open ends, and the other side of the flow path means the other side.
  • the distance between the second electrodes and the magnitude of the voltage are respectively determined.
  • the conductivity of the conductive liquid is 10 ⁇ S / cm to 1S / cm.
  • the flow path is a capillary tube (capillaty tube), it may be configured to supply the conductive liquid to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by the capillary phenomenon.
  • a liquid plasma torch generator includes a first electrode; Second electrode; Third electrode; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; A second dielectric disposed between the second electrode and the third electrode; And a flow path passing through the first electrode, the second electrode, the third electrode, the first dielectric, and the second dielectric, wherein a voltage is applied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode. When applied, a plasma is generated based on the conductive liquid passing through the flow path.
  • two ground electrodes are spaced apart from each other by a predetermined distance with one electrode applied to a high voltage therebetween. May be in a closed state.
  • two electrodes having a high voltage may be disposed to be spaced apart from each other by one ground electrode.
  • the conductive liquid is supplied to one side of the flow path, and vaporizes the conductive liquid passing through the flow path in a region penetrating the first dielectric, and passes through the second dielectric in the region of the flow passage.
  • Plasma generated by generating a plasma based on the vaporized liquid is discharged to the other side of the flow path.
  • the flow path is open at both ends, and one side of the flow path means either one of the open ends, and the other side of the flow path means the other side.
  • a liquid plasma torch generator in another aspect, includes a liquid supply unit for supplying a conductive liquid to the flow path; And a power supply unit applying a voltage to the first electrode, the second electrode, and the third electrode.
  • the power supply unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the magnitude of the voltage may be 300 V or more.
  • the distance between the second electrodes and the magnitude of the voltage are respectively determined.
  • all of the conductive liquid passing through the area of the flow path that penetrates the first dielectric may be vaporized.
  • the plasma may be generated based on some of the vaporized liquid. That is, all of the liquid may be vaporized, or some of the liquid may be vaporized and the remaining vaporized liquid may be plasmalized.
  • the distance between the third electrodes and the magnitude of the voltage are respectively determined.
  • a glow discharge or an arc discharge occurs when the liquid vaporized through the region of the flow path penetrating the first dielectric material passes through the region of the flow path penetrating the second dielectric material, vaporization occurs.
  • Plasma can be generated based on the prepared liquid.
  • a glow discharge or an arc discharge occurs when a plasma generated by passing through a region of a flow path that passes through the first dielectric material passes through a region that passes through the second dielectric of the flow path region. Since the generated plasma can be discharged once again, more ions or radicals can be generated.
  • the conductivity of the conductive liquid may be 10 ⁇ S / cm to 1S / cm.
  • the flow path may be a capillary tube, and the conductive liquid may be supplied to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by capillary action.
  • the present invention as described above, there is an effect that can generate a plasma based on the liquid without a separate gas supply device.
  • the plasma can be generated on the basis of the liquid, the plasma can be generated using water which can be easily obtained in the vicinity.
  • FIG. 1 is a first embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a view for explaining a principle that glow discharge or arc discharge occurs in a region of the flow path that passes through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1.
  • FIG. 2B is a diagram for describing a glow discharge or an arc discharge occurring in a region of the flow path that passes through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1.
  • FIG 3 is a view for explaining a condition under which glow discharge or arc discharge may occur.
  • Figure 4 is a second embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a third embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a fourth embodiment of a liquid plasma torch generating device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a first embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
  • the liquid plasma torch generator 100 includes a first electrode 110, a second electrode 120, a first dielectric 130, a flow path 140, and a power supply unit ( 150).
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first dielectric 130 is located between the first electrode 110 and the second electrode 120.
  • the flow path 140 has a hollow formed along the axial direction of the flow path 140, and penetrates through the first electrode 110, the second electrode 120, and the first dielectric 130, respectively.
  • one side of the flow path 140 may be connected to a liquid supply part (not shown).
  • the flow path 140 when the flow path 140 is a narrow and long capillary tube, when one side of the flow path 140 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the ground, the cohesion of the liquid and the flow path 140
  • the conductive liquid may be supplied to the flow path 140 by capillary phenomenon due to the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 140 is a capillary tube, the conductive liquid may be supplied to the flow path 140 even when there is no liquid supply unit, which is a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid.
  • the liquid supply part may supply the conductive liquid to the flow path 140.
  • the conductive liquid is supplied to one side of the flow path 140 connected with the liquid supply part, and the liquid supplied by the liquid supply part passes through the flow path 140.
  • the power supply unit 150 is connected to the first electrode 110 and the second electrode 120, respectively, and applies a voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120.
  • the power supply unit 150 may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage.
  • the magnitude of the voltage applied by the power supply unit 150 is preferably 300V or more, since a high voltage is required to generate a plasma based on the liquid.
  • the liquid plasma torch generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention generates plasma based on a conductive liquid passing through the flow path 140 when a voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120. The generated plasma is discharged to the other side of the flow path 140.
  • FIG. 2A is a view for explaining the principle of glow discharge or arc discharge occurring in a region penetrating the first dielectric of the flow path region in the liquid plasma torch generator of FIG. 1.
  • FIG. 1 In the liquid plasma torch generator of FIG. 1, a glow discharge or arc discharge occurs in a region of the flow path passing through the first dielectric, and
  • FIG. 3 is a glow discharge or arc. (arc) It is a figure for demonstrating the conditions which can generate discharge.
  • the liquid when a voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120 when the conductive liquid passes through the flow path 140, the liquid is electrolyzed or the liquid generates thermal energy. It can be supplied and vaporized, and bubbles are generated around the electrode. For example, bubbles may be generated around the second electrode 120.
  • the glow discharge or the arc discharge may be started in the generated bubbles.
  • the bubbles generated around the electrode continue to grow, and the area where the glow discharge or the arc discharge occurs also increases as the bubbles grow.
  • the state in which the glow discharge or the arc discharge occurs in the region penetrating the first dielectric 130 in the region of the flow path 140 is maintained. Therefore, even if the conductive liquid is directly supplied to the flow path 140, the resistance of the liquid passing through the flow path 140 is destroyed, so that the plasma can be generated based on the liquid.
  • the conductivity of the conductive liquid, the flow path 40 is increased.
  • the cross-sectional area of, the distance between the first electrode 10 and the second electrode 20, and the magnitude of the voltage should be determined in advance, and the following Equation 1 should be satisfied.
  • Equation 1 S is the conductivity of the conductive liquid, A 1 is the cross-sectional area of the flow path, L 1 is the distance between the first electrode and the second electrode.
  • the resistance R 1 of the region penetrating the first dielectric 130 in the region of the flow path 140 should be configured to be 40 ⁇ or more.
  • the conductivity of the conductive liquid is preferably 10 ⁇ S / cm to 1S / cm.
  • Figure 4 is a second embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
  • the liquid plasma torch generator 100 may include a first electrode 110, a second electrode 120, a first dielectric 130, a flow path 140, and a power supply unit ( 150).
  • the first electrode 110 and the second electrode 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first dielectric 130 is located between the first electrode 110 and the second electrode 120.
  • An area in which the glow discharge or the arc discharge may occur is formed in the first dielectric 130, and the area is configured to communicate with the first electrode 110. That is, a hollow is formed in the first electrode 110 and is connected to an area formed inside the first dielectric 130.
  • the flow passage 140 has a hollow formed along the axial direction of the flow passage 140 and penetrates through the first dielectric 130.
  • one side of the flow path 140 may be connected to a liquid supply part (not shown).
  • the flow path 140 when the flow path 140 is a narrow and long capillary tube, when one side of the flow path 140 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the ground, the cohesion of the liquid and the flow path 140
  • the conductive liquid may be supplied to the flow path 140 by capillary phenomenon due to the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 140 is a capillary tube, the conductive liquid may be supplied to the flow path 140 even when there is no liquid supply unit, which is a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid.
  • the liquid supply part may supply the conductive liquid to the flow path 140.
  • the conductive liquid is supplied to one side of the flow path 140 connected with the liquid supply part, and the liquid supplied by the liquid supply part passes through the flow path 140.
  • the power supply unit 150 is connected to the first electrode 110 and the second electrode 120, respectively, and applies a voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120.
  • the power supply unit 150 may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage.
  • the magnitude of the voltage applied by the power supply unit 150 is preferably 300V or more, since a high voltage is required to generate a plasma based on the liquid.
  • the liquid plasma torch generator 100 generates plasma based on a conductive liquid passing through the flow path 140 when a voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120.
  • the generated plasma is discharged and discharged through an opening formed in the first electrode 110.
  • FIG. 5 is a third embodiment of the liquid plasma torch generator according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a fourth embodiment of the liquid plasma torch generator according to the embodiment of the present invention.
  • the first electrode 210, the second electrode 220, the third electrode 230, the first dielectric 240, the second dielectric 250, The flow path 260 and the power supply unit 270 may be included.
  • the first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first dielectric 240 is positioned between the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the second dielectric 250 is positioned between the second electrode 220 and the third electrode 230.
  • the first dielectric 240 constituting the liquid plasma torch generator 200 may be connected to the second dielectric 250 to form a dielectric. have.
  • the flow path 260 is hollow along the axial direction of the flow path 260, and includes a first electrode 210, a second electrode 220, a third electrode 230, a first dielectric 240, and a second. Each penetrates through the dielectric 250.
  • one side of the flow path 260 may be connected to a liquid supply part (not shown).
  • the flow path 260 when the flow path 260 is a narrow and long capillaty tube, when one side of the flow path 260 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the ground, the cohesion of the liquid and the flow path 260
  • the conductive liquid may be supplied to the flow path 260 by capillary phenomenon due to the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 260 is a capillary tube, the conductive liquid may be supplied to the flow path 260 even when there is no liquid supply unit, which is a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid.
  • the liquid supply part may supply the conductive liquid to the flow path 260.
  • the conductive liquid is supplied to one side of the flow path 260 connected to the liquid supply part, and the liquid supplied by the liquid supply part passes through the flow path 260.
  • the power supply unit 270 is connected to the first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230, respectively, between the first electrode 210 and the second electrode 220 and the second electrode 220. ) And a third electrode 230 are applied.
  • the power supply unit 270 may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage.
  • the magnitude of the voltage applied by the power supply unit 270 is preferably 300 V or more, and a high voltage is required to generate a plasma based on the liquid.
  • the liquid plasma torch generator 200 has a conductivity passing through the flow path 260 when a voltage is applied to the first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230. Generate a plasma based on the liquid.
  • the region in which the plasma is generated is a region penetrating the first dielectric material 240 and a region penetrating the second dielectric material 250, and the conductive liquid supplied to the flow channel 260 is a first dielectric ( 240 and the second dielectric 250 are sequentially penetrated.
  • all of the conductive liquid passing through the flow path 260 may be vaporized by glow discharge or arc discharge, or part of the liquid may be vaporized, and the rest may be plasma.
  • plasma may be generated based on the liquid vaporized by the glow discharge or the arc discharge, or the plasma generated in the region penetrating the first dielectric 240 may be discharged again. have.
  • the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path 260, and the first electrode The distance between the 210 and the second electrode 220 and the magnitude of the voltage must be determined in advance, and the following Equation 2 must be satisfied.
  • Equation 2 S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-sectional area of the flow path 260, L 2 is the distance between the first electrode 210 and the second electrode 220.
  • the resistance R 1 of the region penetrating the first dielectric material 240 in the region of the flow path 260 should be configured to be 40 ⁇ or more, and the conductivity of the conductive liquid ( conductivity) is preferably 10 ⁇ S / cm to 1S / cm.
  • the conductivity of the conductive liquid and the cross-sectional area A of the flow path 260 are defined. 2 ), the distance L 3 and the magnitude of the voltage between the second electrode 220 and the third electrode 230 must be determined in advance, and the following Equation 2 must be satisfied.
  • Equation 3 (1 / S) ⁇ (L 3 / A 2 )
  • Equation 3 S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-sectional area of the flow path 260, L 3 is the distance between the second electrode 220 and the third electrode 230.
  • the resistance R 3 of the region penetrating the second dielectric 250 of the region of the flow path 260 should be configured to be 40 ⁇ or more, and the conductivity of the conductive liquid ( conductivity) is preferably 10 ⁇ S / cm to 1S / cm.
  • Winries and conditions for causing a glow discharge or an arc discharge in a region penetrating the first dielectric material 240 and a region penetrating the second dielectric material 250 in the region of the flow path 260 are respectively It is the same as the method described with reference to FIG.
  • the liquid plasma torch generator 200 may generate two times of a glow discharge or an arc discharge in succession. Therefore, the amount of generated ions or radicals in the plasma may be higher than in the case of only causing the glow discharge or the arc discharge once, and the plasma flame length may be further increased.

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Abstract

Disclosed is an apparatus for generating a liquid plasma torch. The apparatus for generating a liquid plasma torch according to an embodiment of the present invention comprises: a first electrode; a second electrode; a first dielectric located between the first electrode and the second electrode; and a flow path penetrating the first electrode, the second electrode and the first dielectric, wherein if a voltage is applied to the first electrode and the second electrode, the apparatus generates plasma on the basis of a conductive liquid passing through the flow path.

Description

액체 플라즈마 토치 발생장치Liquid Plasma Torch Generator
본 발명은 플라즈마 토치 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체를 기초로하여 플라즈마 토치를 발생시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma torch generator, and more particularly, to an apparatus capable of generating a plasma torch based on a liquid.
플라즈마(plasma)란 이온화된 가스를 의미하고, 원자 또는 분자로 이루어진 가스에 에너지를 이용하여 여기시키면, 전자, 이온, 분해된 가스, 및 광자(photon) 등으로 이루어진 플라즈마가 형성된다. 이러한 플라즈마는 핵융합 발전, 반도체 분야에서의 기판의 표면 처리, 또는 분말의 표면 처리 등 다양하게 이용되고 있다. Plasma refers to an ionized gas, and excitation using energy to a gas composed of atoms or molecules forms a plasma composed of electrons, ions, decomposed gases, photons, and the like. Such plasma is used in various ways, such as fusion power generation, surface treatment of a substrate in the semiconductor field, or surface treatment of a powder.
플라즈마가 발생되는 단계는 다음과 같다. 고체에 에너지를 가하면 액체가 되고, 액체에 에너지를 가하면 기체가 되며, 기체에 높은 에너지를 가하면 기체가 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리됨으로써 플라즈마가 발생된다. The plasma is generated as follows. When energy is applied to a solid, it becomes a liquid. When energy is applied to a liquid, it becomes a gas. When high energy is applied to a gas, a plasma is generated by separating the gas into negatively charged electrons and positively charged ions.
고체나 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키기 위해서는 기체에 열에너지를 가하여 플라즈마를 발생시키는 경우보다 많은 양의 열에너지 공급이 필요하다. In order to generate a plasma based on a solid or a liquid, a larger amount of heat energy is required than when a plasma is generated by applying heat energy to a gas.
그러므로, 기체에 열에너지를 가하는 것이 열에너지를 많이 공급하지 않아도 되기 때문에 가장 효율적이고, 용이하게 플라즈마를 발생시킬 수 있는 방법이다. Therefore, applying heat energy to the gas is the most efficient and easy way to generate plasma because it does not have to supply much heat energy.
그러나, 기체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키는 경우에 발생되는 이온 또는 라티칼의 양은 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키는 경우에 발생되는 이온 또는 라디칼의 양에 비해 매우 적다는 문제점이 있다. 이는, 기체가 액체에 비하여 부피는 크지만 밀도가 작기 때문이다. However, there is a problem that the amount of ions or radicals generated when generating plasma based on gas is very small compared to the amount of ions or radicals generated when generating plasma based on liquid. This is because the gas is larger in volume but smaller in density than the liquid.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 액체에 에너지를 가하여 플라즈마를 발생시키는 장치들이 개발되고 있으며, 특허출원번호 제2009-0045210호는 "고밀도 수중 플라즈마 토치의 발생장치 및 방법"을 개시하고 있다. 그러나, 고밀도 수중 플라즈마 토치의 발생장치 및 방법은 수중 플라즈마 반응기의 투명 석영관과 도전성 방전극 사이의 공간으로 가스 또는 공기를 조절하여 주입시키는 레귤레이터가 필요하므로, 순수한 액체만을 이용하여 플라즈마를 발생시키지 못하는 문제점이 있다. In order to solve such a problem, apparatuses for generating plasma by applying energy to liquids have been developed, and Patent Application No. 2009-0045210 discloses "Generation apparatus and method of a high density underwater plasma torch". However, since the apparatus and method for generating a high density underwater plasma torch require a regulator for controlling the injection of gas or air into the space between the transparent quartz tube and the conductive discharge electrode of the underwater plasma reactor, the plasma cannot be generated using only pure liquid. There is this.
이에, 본 발명자는 종래 기술들의 문제점을 인식하고, 연구 끝에, 아래와 같은 구성을 도입함으로써, 적절한 양의 에너지를 공급하면서도 순수한 액체만을 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있는 장치를 개발하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have recognized the problems of the prior arts and, after research, have introduced the following configuration, and have developed an apparatus capable of generating plasma based on pure liquids while supplying an appropriate amount of energy.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 별도의 기체 공급원이 없이 순수한 액체만을 기초로하여 플라즈마 토치를 발생시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다. The technical problem to be solved by the present invention is to provide an apparatus capable of generating a plasma torch based on pure liquid only without a separate gas source.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해, 일 측면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치는 제1전극; 제2전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 제1유전체; 및 상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제1유전체를 관통하는 유로를 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극에 전압이 인가되는 경우 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킨다. In order to solve the above technical problem, in one aspect, the liquid plasma torch generating apparatus according to an embodiment of the present invention comprises a first electrode; Second electrode; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; And a flow path penetrating the first electrode, the second electrode, and the first dielectric, and when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode, the plasma is based on the conductive liquid passing through the flow path. Generates.
다른 일 측면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치는 상기 유로로 전도성 액체를 공급하는 액체 공급부; 및 상기 제1전극과 상기 제2전극에 전압을 인가하는 전원부를 더 포함한다. In another aspect, a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention includes a liquid supply unit for supplying a conductive liquid to the flow path; And a power supply unit applying a voltage to the first electrode and the second electrode.
상세하게는, 상기 전원부는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있고, 상기 전압의 크기는 300V 이상일 수 있다. In detail, the power supply unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the magnitude of the voltage may be 300 V or more.
상세하게는, 상기 전도성 액체는 상기 유로의 일 측으로 공급되고, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에서, 상기 전도성 액체가 기화되어 플라즈마가 발생되고, 발생된 플라즈마는 상기 유로의 타측으로 배출된다. In detail, the conductive liquid is supplied to one side of the flow path, and in the area of the flow path penetrating through the first dielectric, the conductive liquid is vaporized to generate a plasma, and the generated plasma is formed on the other side of the flow path. Discharged to the side.
유로는 양 단이 개방되어 있고, 유로의 일 측은 개방되어 있는 양 단 중 어느 한쪽을 의미하고, 유로의 타 측은 나머지 다른 한쪽을 의미한다. The flow path is open at both ends, and one side of the flow path means either one of the open ends, and the other side of the flow path means the other side.
상세하게는, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록, 상기 전도성 액체의 전도도, 상기 유로의 단면적, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리 및 상기 전압의 크기가 각각 결정되어 있다. Specifically, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, the first electrode and the so that a glow discharge or an arc discharge occurs in a region of the flow path penetrating the first dielectric. The distance between the second electrodes and the magnitude of the voltage are respectively determined.
상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위해서는, 하기 수학식 1을 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역의 저항(R1)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성될 수 있고, 수학식 1은 R1=(1/S)×(L1/A1)이고, 상기 수학식 1에서, S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, A1은 상기 유로의 단면적이며, L1은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다. In order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in an area of the flow path that passes through the first dielectric material, the first dielectric of the flow path area is penetrated by using Equation 1 below. The resistance (R 1 ) of the region to be configured to be 40 ohms (Ω) or more, Equation 1 is R 1 = (1 / S) × (L 1 / A 1 ), in the equation (1), S is the conductivity of the conductive liquid, A 1 is the cross-sectional area of the flow path, and L 1 is the distance between the first electrode and the second electrode.
상세하게는, 상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝이다. Specifically, the conductivity of the conductive liquid is 10 μS / cm to 1S / cm.
하나의 실시예로, 상기 유로는 모세관(capillaty tube)이고, 모세관현상에 의하여 상기 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치가 없어도 상기 유로에 상기 전도성 액체가 공급되도록 구성될 수 있다. In one embodiment, the flow path is a capillary tube (capillaty tube), it may be configured to supply the conductive liquid to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by the capillary phenomenon.
일 측면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치는 제1전극; 제2전극; 제3전극; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 제1유전체; 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이에 위치하는 제2유전체; 및 상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제1유전체 및 상기 제2유전체를 관통하는 유로를 포함하고, 상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제3전극에 전압이 인가되는 경우, 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킨다. In one aspect, a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention includes a first electrode; Second electrode; Third electrode; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; A second dielectric disposed between the second electrode and the third electrode; And a flow path passing through the first electrode, the second electrode, the third electrode, the first dielectric, and the second dielectric, wherein a voltage is applied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode. When applied, a plasma is generated based on the conductive liquid passing through the flow path.
예를 들면, 제1전극(210), 제2전극(220) 및 제3전극(230)의 배치 상태는 고전압이 걸리는 하나의 전극을 사이에 두고, 두 개의 접지전극이 서로 일정거리 이격되어 배치된 상태일 수 있다. 또한, 하나의 접지전극을 사이에 두고, 고전압이 걸리는 두 개의 전극이 서로 일정거리 이격되어 배치된 상태일 수 있다.For example, in an arrangement state of the first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230, two ground electrodes are spaced apart from each other by a predetermined distance with one electrode applied to a high voltage therebetween. May be in a closed state. In addition, two electrodes having a high voltage may be disposed to be spaced apart from each other by one ground electrode.
상세하게는, 상기 전도성 액체는 상기 유로의 일 측으로 공급되고, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에서 상기 유로를 통과하는 전도성 액체 기화시키고, 상기 제2유전체를 관통하는 영역에서 상기 기화된 액체를 기초로 플라즈마를 발생시켜 발생된 플라즈마는 상기 유로의 타측으로 배출된다. In detail, the conductive liquid is supplied to one side of the flow path, and vaporizes the conductive liquid passing through the flow path in a region penetrating the first dielectric, and passes through the second dielectric in the region of the flow passage. Plasma generated by generating a plasma based on the vaporized liquid is discharged to the other side of the flow path.
유로는 양 단이 개방되어 있고, 유로의 일 측은 개방되어 있는 양 단 중 어느 한쪽을 의미하고, 유로의 타 측은 나머지 다른 한쪽을 의미한다. The flow path is open at both ends, and one side of the flow path means either one of the open ends, and the other side of the flow path means the other side.
다른 일 측면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치는 상기 유로로 전도성 액체를 공급하는 액체 공급부; 및 상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제3전극에 전압을 인가하는 전원부를 더 포함한다. In another aspect, a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention includes a liquid supply unit for supplying a conductive liquid to the flow path; And a power supply unit applying a voltage to the first electrode, the second electrode, and the third electrode.
상세하게는, 상기 전원부는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있고, 상기 전압의 크기는 300V 이상일 수 있다. In detail, the power supply unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the magnitude of the voltage may be 300 V or more.
상세하게는, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록, 상기 전도성 액체의 전도도, 상기 유로의 단면적, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리 및 상기 전압의 크기가 각각 결정되어 있다. Specifically, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, the first electrode and the so that a glow discharge or an arc discharge occurs in a region of the flow path penetrating the first dielectric. The distance between the second electrodes and the magnitude of the voltage are respectively determined.
상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 경우, 제1유전체를 관통하는 유로의 영역을 통과하는 전도성 액체의 전부가 기화될 수 있고, 기화된 액체 중 일부를 기초로하여 플라즈마가 발생될 수 있다. 즉, 액체 전부가 기화되거나, 액체의 일부는 기화되고 나머지 기화된 액체는 플라즈마화 될 수 있다. When a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the flow path that passes through the first dielectric material, all of the conductive liquid passing through the area of the flow path that penetrates the first dielectric may be vaporized. The plasma may be generated based on some of the vaporized liquid. That is, all of the liquid may be vaporized, or some of the liquid may be vaporized and the remaining vaporized liquid may be plasmalized.
상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위해서는, 하기 수학식 2를 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역의 저항(R2)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성될 수 있고, 수학식 2는 R2=(1/S)×(L2/A2)이고, 상기 수학식 2에서, S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, A2는 상기 유로의 단면적이며, L2은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다. In order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in an area of the flow path that passes through the first dielectric material, the first dielectric of the flow path is penetrated by using Equation 2 below. The resistance (R 2 ) of the region to be configured to be 40 ohms (Ω) or more, Equation 2 is R 2 = (1 / S) × (L 2 / A 2 ), in the equation (2), S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-sectional area of the flow path, and L 2 is the distance between the first electrode and the second electrode.
상세하게는, 상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록, 상기 전도성 액체의 전도도, 상기 유로의 단면적, 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 거리 및 상기 전압의 크기가 각각 결정되어 있다. Specifically, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, the second electrode and the so as to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in the area of the flow path penetrating the second dielectric. The distance between the third electrodes and the magnitude of the voltage are respectively determined.
제1유전체를 관통하는 유로의 영역을 통과하여 기화된 액체가 상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역을 통과하는 경우에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 경우, 기화된 액체를 기초로 플라즈마가 발생될 수 있다. 또한, 제1유전체를 관통하는 유로의 영역을 통과하여 발생된 플라즈마가 상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역을 통과하는 경우에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 경우에는, 발생된 플라즈마를 다시 한번 더 방전시킬 수 있기 때문에 더욱 많은 양의 이온 또는 라디칼들을 생성할 수 있다. When a glow discharge or an arc discharge occurs when the liquid vaporized through the region of the flow path penetrating the first dielectric material passes through the region of the flow path penetrating the second dielectric material, vaporization occurs. Plasma can be generated based on the prepared liquid. In addition, a glow discharge or an arc discharge occurs when a plasma generated by passing through a region of a flow path that passes through the first dielectric material passes through a region that passes through the second dielectric of the flow path region. Since the generated plasma can be discharged once again, more ions or radicals can be generated.
상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위해서는, 하기 수학식 3을 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역의 저항(R3)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성될 수 있고, 수학식 3은 R3=(1/S)×(L3/A2)이고, 상기 수학식 2에서, S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, A2는 상기 유로의 단면적이며, L3은 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 거리이다. In order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in an area of the flow path that passes through the second dielectric, the second dielectric of the flow path is penetrated by using Equation 3 below. The resistance (R 3 ) of the region to be configured to be 40 ohms (Ω) or more, Equation 3 is R 3 = (1 / S) × (L 3 / A 2 ), in the equation (2), S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-sectional area of the flow path, and L 3 is the distance between the second electrode and the third electrode.
상세하게는, 상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝일 수 있다. In detail, the conductivity of the conductive liquid may be 10 μS / cm to 1S / cm.
상세하게는, 상기 유로는 모세관(capillaty tube)이고, 모세관현상에 의하여 상기 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치가 없어도 상기 유로에 상기 전도성 액체가 공급되도록 구성될 수 있다.In detail, the flow path may be a capillary tube, and the conductive liquid may be supplied to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by capillary action.
상기와 같은 본 발명은, 별도의 기체 공급장치가 없이도 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있는 효과가 있다. The present invention as described above, there is an effect that can generate a plasma based on the liquid without a separate gas supply device.
또한, 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있으므로, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 물을 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. In addition, since the plasma can be generated on the basis of the liquid, the plasma can be generated using water which can be easily obtained in the vicinity.
또한, 순수한 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있어, 기체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키는 경우보다 더욱 많은 양의 이온 또는 라디칼이 생성될 수 있다.It is also possible to generate a plasma based on a pure liquid, so that a greater amount of ions or radicals can be produced than when generating a plasma based on a gas.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제1실시예도이다. 1 is a first embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1의 액체 플라즈마 토치 발생장치에서 유로의 영역 중 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 원리를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2A is a view for explaining a principle that glow discharge or arc discharge occurs in a region of the flow path that passes through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1.
도 2b는 도 1의 액체 플라즈마 토치 발생장치에서 유로의 영역 중 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 것을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 2B is a diagram for describing a glow discharge or an arc discharge occurring in a region of the flow path that passes through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1.
도 3은 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어날 수 있는 조건을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining a condition under which glow discharge or arc discharge may occur.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제2실시예도이다. Figure 4 is a second embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제3실시예도이다. 5 is a third embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제4실시예도이다. 6 is a fourth embodiment of a liquid plasma torch generating device according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like numbers refer to like elements in the figures.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제1실시예도이다. 1 is a first embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(100)는 제1전극(110), 제2전극(120), 제1유전체(130), 유로(140) 및 전원부(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the liquid plasma torch generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a first electrode 110, a second electrode 120, a first dielectric 130, a flow path 140, and a power supply unit ( 150).
제1전극(110)과 제2전극(120)은 서로 일정거리 이격되어 위치하고, 제1유전체(130)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 위치한다. The first electrode 110 and the second electrode 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first dielectric 130 is located between the first electrode 110 and the second electrode 120.
유로(140)는 유로(140)의 축 방향을 따라 중공이 형성되어 있고, 제1전극(110), 제2전극(120) 및 제1유전체(130)를 각각 관통한다. 또한, 유로(140)의 일 측은 액체 공급부(미도시)와 연결될 수 있다. The flow path 140 has a hollow formed along the axial direction of the flow path 140, and penetrates through the first electrode 110, the second electrode 120, and the first dielectric 130, respectively. In addition, one side of the flow path 140 may be connected to a liquid supply part (not shown).
하나의 실시예로, 유로(140)가 폭이 좁고 긴 모세관(capillaty tube)인 경우, 지면과 수직한 방향으로 유로(140)의 일 측이 액체에 잠기게 되면, 액체의 응집력과 유로(140)와 액체 사이의 부착력에 의한 모세관현상에 의하여 유로(140)로 전도성 액체가 공급될 수 있다. 즉, 유로(140)가 모세관인 경우에는 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치인 액체 공급부가 없는 경우에도 유로(140)에 전도성 액체가 공급될 수 있다. In one embodiment, when the flow path 140 is a narrow and long capillary tube, when one side of the flow path 140 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the ground, the cohesion of the liquid and the flow path 140 The conductive liquid may be supplied to the flow path 140 by capillary phenomenon due to the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 140 is a capillary tube, the conductive liquid may be supplied to the flow path 140 even when there is no liquid supply unit, which is a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid.
액체 공급부는 유로(140)로 전도성 액체를 공급할 수 있다. 전도성 액체는 액체 공급부와 연결된 유로(140)의 일 측으로 공급되고, 액체 공급부에 의하여 공급된 액체는 유로(140)를 통과한다. The liquid supply part may supply the conductive liquid to the flow path 140. The conductive liquid is supplied to one side of the flow path 140 connected with the liquid supply part, and the liquid supplied by the liquid supply part passes through the flow path 140.
전원부(150)는 제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 연결되고, 제1전극(110)과 제2전극(120)에 전압을 인가한다. 전원부(150)는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있다. 또한, 전원부(150)가 인가하는 전압의 크기는 300V 이상인 것이 바람직하며, 이는 액체를 기초로 플라즈마를 발생시키기 위해서 고전압이 필요하기 때문이다. The power supply unit 150 is connected to the first electrode 110 and the second electrode 120, respectively, and applies a voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120. The power supply unit 150 may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage. In addition, the magnitude of the voltage applied by the power supply unit 150 is preferably 300V or more, since a high voltage is required to generate a plasma based on the liquid.
본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(100)는 제1전극(110)과 제2전극(120)에 전압이 인가되는 경우 유로(140)를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키고, 발생된 플라즈마는 유로(140)의 타 측으로 배출된다. The liquid plasma torch generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention generates plasma based on a conductive liquid passing through the flow path 140 when a voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120. The generated plasma is discharged to the other side of the flow path 140.
도 2a는 도 1의 액체 플라즈마 토치 발생장치에서 유로의 영역 중 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 원리를 설명하기 위한 도면이다고, 도 2b는 도 1의 액체 플라즈마 토치 발생장치에서 유로의 영역 중 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어날 수 있는 조건을 설명하기 위한 도면이다. FIG. 2A is a view for explaining the principle of glow discharge or arc discharge occurring in a region penetrating the first dielectric of the flow path region in the liquid plasma torch generator of FIG. 1. FIG. In the liquid plasma torch generator of FIG. 1, a glow discharge or arc discharge occurs in a region of the flow path passing through the first dielectric, and FIG. 3 is a glow discharge or arc. (arc) It is a figure for demonstrating the conditions which can generate discharge.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 전도성 액체가 유로(140)를 통과하는 경우에 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 전압이 인가되면, 액체가 전기 분해되거나 액체가 열에너지를 공급받아 기화될 수 있고, 전극주변에는 기포가 생성되게 된다. 일 예로, 제2전극(120) 주변에 기포가 생성될 수 있다. 2A and 2B, when a voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120 when the conductive liquid passes through the flow path 140, the liquid is electrolyzed or the liquid generates thermal energy. It can be supplied and vaporized, and bubbles are generated around the electrode. For example, bubbles may be generated around the second electrode 120.
제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에는 고전압이 인가되기 때문에 생성된 기포 내에서 글로우 방전 또는 아크 방전이 개시될 수 있다. 글로우 방전 또는 아크 방전이 개시되면, 전극주변에 생성된 기포는 계속해서 성장하게 되고, 기포의 성장에 따라 글로우 방전 또는 아크 방전이 일어나는 영역도 확대된다. Since a high voltage is applied between the first electrode 110 and the second electrode 120, the glow discharge or the arc discharge may be started in the generated bubbles. When the glow discharge or the arc discharge is started, the bubbles generated around the electrode continue to grow, and the area where the glow discharge or the arc discharge occurs also increases as the bubbles grow.
글로우 방전 또는 아크 방전이 일어나는 영역이 확대된 후에는, 유로(140)의 영역 중 제1유전체(130)를 관통하는 영역에서 글로우 방전 또는 아크 방전이 일어나는 상태가 계속 유지된다. 따라서, 전도성 액체가 바로 유로(140)로 공급되어도 유로(140)를 통과하는 액체의 저항이 파괴되어 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있게된다. After the region in which the glow discharge or the arc discharge occurs is enlarged, the state in which the glow discharge or the arc discharge occurs in the region penetrating the first dielectric 130 in the region of the flow path 140 is maintained. Therefore, even if the conductive liquid is directly supplied to the flow path 140, the resistance of the liquid passing through the flow path 140 is destroyed, so that the plasma can be generated based on the liquid.
유로(140)의 영역 중 제1유전체(130)를 관통하는 영역에 글로우 방전 또는 아크 방전이 일어나도록 하기 위해서는 아래에서 설명하는 조건을 만족하여야 한다. 이에 대하여는 도3을 참조하여 설명하기로 한다. In order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in a region of the flow path 140 that passes through the first dielectric 130, the conditions described below must be satisfied. This will be described with reference to FIG. 3.
도 3을 참조하면, 유로(140)의 영역 중 제1유전체(130)를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위해서는, 전도성 액체의 전도도, 유로(40)의 단면적, 제1전극(10)과 제2전극(20) 사이의 거리 및 전압의 크기가 각각 미리 결정되어야 하고, 아래의 수학식 1을 만족하여야 한다. Referring to FIG. 3, in order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in an area of the flow path 140 that passes through the first dielectric 130, the conductivity of the conductive liquid, the flow path 40, is increased. The cross-sectional area of, the distance between the first electrode 10 and the second electrode 20, and the magnitude of the voltage should be determined in advance, and the following Equation 1 should be satisfied.
수학식 1 R1=(1/S)×(L1/A1)Equation 1 R 1 = (1 / S) × (L 1 / A 1 )
상기 수학식 1에서, S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, A1는 상기 유로의 단면적이며, L1은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다. In Equation 1, S is the conductivity of the conductive liquid, A 1 is the cross-sectional area of the flow path, L 1 is the distance between the first electrode and the second electrode.
즉, 수학식 1을 이용하여, 유로(140)의 영역 중 제1유전체(130)를 관통하는 영역의 저항(R1)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성되어야 한다. 또한, 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인 것이 바람직하다. That is, by using Equation 1, the resistance R 1 of the region penetrating the first dielectric 130 in the region of the flow path 140 should be configured to be 40 Ω or more. In addition, the conductivity of the conductive liquid is preferably 10 μS / cm to 1S / cm.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제2실시예도이다. Figure 4 is a second embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(100)는 제1전극(110), 제2전극(120), 제1유전체(130), 유로(140) 및 전원부(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the liquid plasma torch generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include a first electrode 110, a second electrode 120, a first dielectric 130, a flow path 140, and a power supply unit ( 150).
제1전극(110)과 제2전극(120)은 서로 일정거리 이격되어 위치하고, 제1유전체(130)는 제1전극(110)과 제2전극(120) 사이에 위치한다. 제1유전체(130) 내부에는 글로우 방전 또는 아크 방전이 일어날 수 있는 영역이 형성되어 있고, 상기 영역은 제1전극(110)과 서로 소통될 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 제1전극(110)에는 중공이 형성되어 있고, 제1유전체(130) 내부에 형성된 영역과 서로 연결되어 있다. The first electrode 110 and the second electrode 120 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first dielectric 130 is located between the first electrode 110 and the second electrode 120. An area in which the glow discharge or the arc discharge may occur is formed in the first dielectric 130, and the area is configured to communicate with the first electrode 110. That is, a hollow is formed in the first electrode 110 and is connected to an area formed inside the first dielectric 130.
유로(140)는 유로(140)의 축 방향을 따라 중공이 형성되어 있고, 제1유전체(130)를 관통한다. 또한, 유로(140)의 일 측은 액체 공급부(미도시)와 연결될 수 있다. The flow passage 140 has a hollow formed along the axial direction of the flow passage 140 and penetrates through the first dielectric 130. In addition, one side of the flow path 140 may be connected to a liquid supply part (not shown).
하나의 실시예로, 유로(140)가 폭이 좁고 긴 모세관(capillaty tube)인 경우, 지면과 수직한 방향으로 유로(140)의 일 측이 액체에 잠기게 되면, 액체의 응집력과 유로(140)와 액체 사이의 부착력에 의한 모세관현상에 의하여 유로(140)로 전도성 액체가 공급될 수 있다. 즉, 유로(140)가 모세관인 경우에는 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치인 액체 공급부가 없는 경우에도 유로(140)에 전도성 액체가 공급될 수 있다. In one embodiment, when the flow path 140 is a narrow and long capillary tube, when one side of the flow path 140 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the ground, the cohesion of the liquid and the flow path 140 The conductive liquid may be supplied to the flow path 140 by capillary phenomenon due to the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 140 is a capillary tube, the conductive liquid may be supplied to the flow path 140 even when there is no liquid supply unit, which is a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid.
액체 공급부는 유로(140)로 전도성 액체를 공급할 수 있다. 전도성 액체는 액체 공급부와 연결된 유로(140)의 일 측으로 공급되고, 액체 공급부에 의하여 공급된 액체는 유로(140)를 통과한다. The liquid supply part may supply the conductive liquid to the flow path 140. The conductive liquid is supplied to one side of the flow path 140 connected with the liquid supply part, and the liquid supplied by the liquid supply part passes through the flow path 140.
전원부(150)는 제1전극(110)과 제2전극(120)에 각각 연결되고, 제1전극(110)과 제2전극(120)에 전압을 인가한다. 전원부(150)는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있다. 또한, 전원부(150)가 인가하는 전압의 크기는 300V 이상인 것이 바람직하며, 이는 액체를 기초로 플라즈마를 발생시키기 위해서는 고전압이 필요하기 때문이다. The power supply unit 150 is connected to the first electrode 110 and the second electrode 120, respectively, and applies a voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120. The power supply unit 150 may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage. In addition, the magnitude of the voltage applied by the power supply unit 150 is preferably 300V or more, since a high voltage is required to generate a plasma based on the liquid.
본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(100)는 제1전극(110)과 제2전극(120)에 전압이 인가되는 경우 유로(140)를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키고, 발생된 플라즈마는 제1전극(110)에 형성된 개구를 통하여 배출배출된다. The liquid plasma torch generator 100 according to an exemplary embodiment of the present invention generates plasma based on a conductive liquid passing through the flow path 140 when a voltage is applied to the first electrode 110 and the second electrode 120. The generated plasma is discharged and discharged through an opening formed in the first electrode 110.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제3실시예도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제4실시예도이다. 5 is a third embodiment of the liquid plasma torch generator according to the embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a fourth embodiment of the liquid plasma torch generator according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(200) 제1전극(210), 제2전극(220), 제3전극(230), 제1유전체(240), 제2유전체(250), 유로(260) 및 전원부(270)을 포함할 수 있다. Liquid plasma torch generator 200 according to an embodiment of the present invention, the first electrode 210, the second electrode 220, the third electrode 230, the first dielectric 240, the second dielectric 250, The flow path 260 and the power supply unit 270 may be included.
제1전극(210), 제2전극(220) 및 제3전극(230) 서로 일정거리 이격되어 위치하고, 제1유전체(240)은 제1전극(210)과 제2전극(220) 사이에 위치하며, 제2유전체(250)은 제2전극(220)과 제3전극(230) 사이에 위치한다. The first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230 are spaced apart from each other by a predetermined distance, and the first dielectric 240 is positioned between the first electrode 210 and the second electrode 220. The second dielectric 250 is positioned between the second electrode 220 and the third electrode 230.
또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(200)를 구성하는 제1유전체(240)는 제2유전체(250)와 서로 연결되어 하나의 유전체를 구성할 수도 있다. In addition, referring to FIG. 6, the first dielectric 240 constituting the liquid plasma torch generator 200 according to the exemplary embodiment of the present invention may be connected to the second dielectric 250 to form a dielectric. have.
유로(260)는 유로(260)의 축 방향을 따라 중공이 형성되어 있고, 제1전극(210), 제2전극(220), 제3전극(230), 제1유전체(240) 및 제2유전체(250)을 각각 관통한다. 또한, 유로(260)의 일 측은 액체 공급부(미도시)와 연결될 수 있다. The flow path 260 is hollow along the axial direction of the flow path 260, and includes a first electrode 210, a second electrode 220, a third electrode 230, a first dielectric 240, and a second. Each penetrates through the dielectric 250. In addition, one side of the flow path 260 may be connected to a liquid supply part (not shown).
하나의 실시예로, 유로(260)가 폭이 좁고 긴 모세관(capillaty tube)인 경우, 지면과 수직한 방향으로 유로(260)의 일 측이 액체에 잠기게 되면, 액체의 응집력과 유로(260)와 액체 사이의 부착력에 의한 모세관현상에 의하여 유로(260)로 전도성 액체가 공급될 수 있다. 즉, 유로(260)가 모세관인 경우에는 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치인 액체 공급부가 없는 경우에도 유로(260)에 전도성 액체가 공급될 수 있다. In one embodiment, when the flow path 260 is a narrow and long capillaty tube, when one side of the flow path 260 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the ground, the cohesion of the liquid and the flow path 260 The conductive liquid may be supplied to the flow path 260 by capillary phenomenon due to the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 260 is a capillary tube, the conductive liquid may be supplied to the flow path 260 even when there is no liquid supply unit, which is a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid.
액체 공급부는 유로(260)로 전도성 액체를 공급할 수 있다. 전도성 액체는 액체 공급부와 연결된 유로(260)의 일 측으로 공급되고, 액체 공급부에 의하여 공급된 액체는 유로(260)를 통과한다. The liquid supply part may supply the conductive liquid to the flow path 260. The conductive liquid is supplied to one side of the flow path 260 connected to the liquid supply part, and the liquid supplied by the liquid supply part passes through the flow path 260.
전원부(270)는 제1전극(210), 제2전극(220) 및 제3전극(230)에 각각 연결되고, 제1전극(210)과 제2전극(220) 사이 및 제2전극(220)과 제3전극(230)에 전압을 인가한다. 전원부(270)는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있다. 또한, 전원부(270)가 인가하는 전압의 크기는 300V 이상인 것이 바람직하며, 액체를 기초로 플라즈마를 발생시키기 위해서는 고전압이 필요하기 때문이다. The power supply unit 270 is connected to the first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230, respectively, between the first electrode 210 and the second electrode 220 and the second electrode 220. ) And a third electrode 230 are applied. The power supply unit 270 may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage. In addition, the magnitude of the voltage applied by the power supply unit 270 is preferably 300 V or more, and a high voltage is required to generate a plasma based on the liquid.
본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(200)는 제1전극(210), 제2전극(220) 및 제3전극(230)에 전압이 인가되는 경우 유로(260)를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킨다. The liquid plasma torch generator 200 according to an exemplary embodiment of the present invention has a conductivity passing through the flow path 260 when a voltage is applied to the first electrode 210, the second electrode 220, and the third electrode 230. Generate a plasma based on the liquid.
플라즈마가 발생되는 영역은 유로(260)의 영역 중 제1유전체(240)를 관통하는 영역 및 제2유전체(250)를 관통하는 영역이고, 유로(260)에 공급된 전도성 액체는 제1유전체(240) 및 제2유전체(250)을 차례로 관통한다. The region in which the plasma is generated is a region penetrating the first dielectric material 240 and a region penetrating the second dielectric material 250, and the conductive liquid supplied to the flow channel 260 is a first dielectric ( 240 and the second dielectric 250 are sequentially penetrated.
제1유전체(240)를 관통하는 영역에서는 글로우 방전 또는 아크 방전에 의해서 유로(260)을 통과하는 전도성 액체가 전부 기화되거나, 액체의 일부는 기화되고 나머지는 플라즈마가 될 수 있다. In the region penetrating the first dielectric material 240, all of the conductive liquid passing through the flow path 260 may be vaporized by glow discharge or arc discharge, or part of the liquid may be vaporized, and the rest may be plasma.
제2유전체(250)를 관통하는 영역에서는 글로우 방전 또는 아크 방전에 의해서 기화된 액체를 기초로 플라즈마가 발생되거나, 제1유전체(240)를 관통하는 영역에서 발생된 플라즈마가 다시 한번 더 방전될 수 있다. In the region penetrating the second dielectric 250, plasma may be generated based on the liquid vaporized by the glow discharge or the arc discharge, or the plasma generated in the region penetrating the first dielectric 240 may be discharged again. have.
유로(260)의 영역 중 제1유전체(240)를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위해서는, 전도성 액체의 전도도, 유로(260)의 단면적, 제1전극(210)과 제2전극(220) 사이의 거리 및 전압의 크기가 각각 미리 결정되어야 히며, 아래의 수학식 2를 만족하여야 한다. In order to cause glow discharge or arc discharge to occur in the region of the flow path 260 that passes through the first dielectric material 240, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path 260, and the first electrode The distance between the 210 and the second electrode 220 and the magnitude of the voltage must be determined in advance, and the following Equation 2 must be satisfied.
수학식 2 R2=(1/S)×(L2/A2) Equation 2 R 2 = (1 / S) × (L 2 / A 2 )
상기 수학식 2에서, S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, A2는 상기 유로(260)의 단면적이며, L2은 상기 제1전극(210)과 상기 제2전극(220) 사이의 거리이다. In Equation 2, S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-sectional area of the flow path 260, L 2 is the distance between the first electrode 210 and the second electrode 220.
즉, 수학식 2를 이용하여, 유로(260)의 영역 중 제1유전체(240)를 관통하는 영역의 저항(R1)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성되어야 하고, 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인 것이 바람직하다. That is, by using Equation 2, the resistance R 1 of the region penetrating the first dielectric material 240 in the region of the flow path 260 should be configured to be 40 Ω or more, and the conductivity of the conductive liquid ( conductivity) is preferably 10 µS / cm to 1S / cm.
또한, 유로(260)의 영역 중 제2유전체(250)를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위해서는, 전도성 액체의 전도도, 유로(260)의 단면적(A2), 제2전극(220)과 제3전극(230) 사이의 거리(L3) 및 전압의 크기가 각각 미리 결정되어야 하며, 아래의 수학식 2를 만족하여야 한다. In addition, in order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in an area of the flow path 260 that passes through the second dielectric 250, the conductivity of the conductive liquid and the cross-sectional area A of the flow path 260 are defined. 2 ), the distance L 3 and the magnitude of the voltage between the second electrode 220 and the third electrode 230 must be determined in advance, and the following Equation 2 must be satisfied.
수학식 3 R3=(1/S)×(L3/A2) Equation 3 R 3 = (1 / S) × (L 3 / A 2 )
상기 수학식 3에서, S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, A2는 상기 유로(260)의 단면적이며, L3은 상기 제2전극(220)과 상기 제3전극(230) 사이의 거리이다. In Equation 3, S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-sectional area of the flow path 260, L 3 is the distance between the second electrode 220 and the third electrode 230.
즉, 수학식 3을 이용하여, 유로(260)의 영역 중 제2유전체(250)를 관통하는 영역의 저항(R3)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성되어야 하고, 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인 것이 바람직하다. That is, by using Equation 3, the resistance R 3 of the region penetrating the second dielectric 250 of the region of the flow path 260 should be configured to be 40 Ω or more, and the conductivity of the conductive liquid ( conductivity) is preferably 10 µS / cm to 1S / cm.
유로(260)의 영역 중 제1유전체(240)를 관통하는 영역과 제2유전체(250)를 관통하는 영역에서 각각 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록하기 위한 윈리 및 조건은 도 3을 참조하여 설명한 방식과 동일하다. Winries and conditions for causing a glow discharge or an arc discharge in a region penetrating the first dielectric material 240 and a region penetrating the second dielectric material 250 in the region of the flow path 260 are respectively It is the same as the method described with reference to FIG.
이와 같은 방식을 통하여, 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치(200)는 글로우 방전 또는 아크 방전을 연속하여 두번 일으킬 수 있다. 따라서, 글로우 방전 또는 아크 방전을 한 번만 일으키는 경우보다 발생되는 플라즈마의 이온 또는 라디칼의 양이 더욱 많아질 수 있고, 플라즈마 불꽃 길이도 더욱 증가할 수 있다. Through this manner, the liquid plasma torch generator 200 according to the embodiment of the present invention may generate two times of a glow discharge or an arc discharge in succession. Therefore, the amount of generated ions or radicals in the plasma may be higher than in the case of only causing the glow discharge or the arc discharge once, and the plasma flame length may be further increased.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent embodiments of the present invention are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the following claims.
[부호의 설명][Description of the code]
100, 200: 액체 플라즈마 토치 발생장치 110, 210: 제1전극 100, 200: liquid plasma torch generator 110, 210: first electrode
120, 220: 제2전극 130, 240: 제1유전체 120, 220: second electrode 130, 240: first dielectric
230: 제3전극 140, 260: 유로 230: third electrode 140, 260: flow path
250: 제2유전체 150, 270: 전원부250: second dielectric 150, 270: power supply

Claims (18)

  1. 제1전극; A first electrode;
    제2전극; Second electrode;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 제1유전체; 및 A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; And
    상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제1유전체를 관통하는 유로를 포함하고, A flow path penetrating the first electrode, the second electrode, and the first dielectric,
    상기 제1전극과 상기 제2전극에 전압이 인가되는 경우 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.And a plasma is generated based on the conductive liquid passing through the flow path when voltage is applied to the first electrode and the second electrode.
  2. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 유로로 전도성 액체를 공급하는 액체 공급부; 및A liquid supply unit supplying a conductive liquid to the flow path; And
    상기 제1전극과 상기 제2전극에 전압을 인가하는 전원부를 더 포함하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.And a power supply unit applying a voltage to the first electrode and the second electrode.
  3. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 전원부는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있고, 상기 전압의 크기는 300V 이상인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The power supply unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the magnitude of the voltage is 300 V or more.
  4. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 전도성 액체는 상기 유로의 일 측으로 공급되고, The conductive liquid is supplied to one side of the flow path,
    상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에서, 상기 전도성 액체가 기화되어 플라즈마가 발생되고, 발생된 플라즈마는 상기 유로의 타측으로 배출되는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.In the region of the flow path penetrates through the first dielectric, the conductive liquid is vaporized to generate plasma, and the generated plasma is discharged to the other side of the flow path.
  5. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록, 상기 전도성 액체의 전도도, 상기 유로의 단면적, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리 및 상기 전압의 크기를 구성하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, between the first electrode and the second electrode so that a glow discharge or an arc discharge occurs in a region of the flow path that passes through the first dielectric. And a distance and a magnitude of the voltage.
  6. 제5항에 있어서, The method of claim 5,
    하기 수학식 1을 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역의 저항(R1)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치: A liquid plasma torch generator according to Equation 1, wherein the resistance R 1 of a region of the flow path penetrating through the first dielectric is 40 ohms or more:
    수학식 1Equation 1
    R1=(1/S)×(L1/A1)R 1 = (1 / S) × (L 1 / A 1 )
    상기 수학식 1에서, In Equation 1,
    S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, S is the conductivity of the conductive liquid,
    A1은 상기 유로의 단면적이며, A 1 is the cross-sectional area of the flow path,
    L1은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다.L 1 is a distance between the first electrode and the second electrode.
  7. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The conductivity of the conductive liquid (conductivity) is a liquid plasma torch generator, 10μS / ㎝ to 1S / ㎝.
  8. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 유로는 모세관(capillaty tube)이고, 모세관현상에 의하여 상기 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치가 없어도 상기 유로에 상기 전도성 액체가 공급되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The flow path is a capillary tube (capillaty tube), the liquid plasma torch generating device configured to supply the conductive liquid to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by the capillary phenomenon.
  9. 제1전극; A first electrode;
    제2전극; Second electrode;
    제3전극; Third electrode;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 위치하는 제1유전체; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode;
    상기 제2전극과 상기 제3전극 사이에 위치하는 제2유전체; 및 A second dielectric disposed between the second electrode and the third electrode; And
    상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제1유전체 및 상기 제2유전체를 관통하는 유로를 포함하고, A flow path penetrating the first electrode, the second electrode, the third electrode, the first dielectric, and the second dielectric,
    상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제3전극에 전압이 인가되는 경우, 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.And a voltage is applied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode to generate a plasma based on the conductive liquid passing through the flow path.
  10. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 전도성 액체는 상기 유로의 일 측으로 공급되고, The conductive liquid is supplied to one side of the flow path,
    상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에서 상기 유로를 통과하는 전도성 액체 기화시키고, Conductive liquid vaporization passing through the flow path in a region of the flow path that passes through the first dielectric material,
    상기 제2유전체를 관통하는 영역에서 상기 기화된 액체를 기초로 플라즈마를 발생시켜 발생된 플라즈마는 상기 유로의 타측으로 배출되는, 액체 플라즈마 토치 발생장치. And plasma generated based on the vaporized liquid in a region penetrating through the second dielectric is discharged to the other side of the flow path.
  11. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 유로로 전도성 액체를 공급하는 액체 공급부; 및A liquid supply unit supplying a conductive liquid to the flow path; And
    상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제3전극에 전압을 인가하는 전원부를 더 포함하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.And a power supply unit applying a voltage to the first electrode, the second electrode and the third electrode.
  12. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 전원부는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있고, 상기 전압의 크기는 300V 이상인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The power supply unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the magnitude of the voltage is 300 V or more.
  13. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록, 상기 전도성 액체의 전도도, 상기 유로의 단면적, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리 및 상기 전압의 크기를 구성하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, between the first electrode and the second electrode so that a glow discharge or an arc discharge occurs in a region of the flow path that passes through the first dielectric. And a distance and a magnitude of the voltage.
  14. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역에 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어나도록, 상기 전도성 액체의 전도도(S), 상기 유로의 단면적(A), 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 거리(L2) 및 상기 전압의 크기를 구성하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The conductivity (S) of the conductive liquid, the cross-sectional area (A) of the flow path, and the second electrode so that a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the flow path that passes through the second dielectric. And a distance (L 2 ) between the third electrode and the third electrode and the magnitude of the voltage.
  15. 제13항에 있어서, The method of claim 13,
    하기 수학식 1을 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역의 저항(R2)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치: A liquid plasma torch generator according to Equation 1, wherein the resistance R 2 of a region of the flow path penetrating through the first dielectric is 40 Ω or more:
    수학식 1 Equation 1
    R2=(1/S)×(L2/A2) R 2 = (1 / S) × (L 2 / A 2 )
    상기 수학식 1에서, In Equation 1,
    S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, S is the conductivity of the conductive liquid,
    A2는 상기 유로의 단면적이며, A 2 is the cross-sectional area of the flow path,
    L2은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다.L 2 is a distance between the first electrode and the second electrode.
  16. 제14항에 있어서, The method of claim 14,
    하기 수학식 2를 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역의 저항(R3)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치: A liquid plasma torch generator according to Equation 2, wherein the resistance R 3 of the region of the flow path penetrating the second dielectric is 40 ohms or more:
    수학식 2 Equation 2
    R3=(1/S)×(L3/A2) R 3 = (1 / S) × (L 3 / A 2 )
    상기 수학식 2에서, In Equation 2,
    S는 상기 전도성 액체의 전도도이고, S is the conductivity of the conductive liquid,
    A2는 상기 유로의 단면적이며, A 2 is the cross-sectional area of the flow path,
    L3은 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 거리이다.L 3 is a distance between the second electrode and the third electrode.
  17. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The conductivity of the conductive liquid (conductivity) is a liquid plasma torch generator, 10μS / ㎝ to 1S / ㎝.
  18. 제9항에 있어서, The method of claim 9,
    상기 유로는 모세관(capillaty tube)이고, 모세관현상에 의하여 상기 전도성 액체를 공급하는 별도의 액체 공급장치가 없어도 상기 유로에 상기 전도성 액체가 공급되는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.The flow path is a capillary tube (capillaty tube), the liquid plasma torch generator, the conductive liquid is supplied to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by the capillary phenomenon.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11283023B2 (en) 2017-06-08 2022-03-22 Corning Incorporated Doping of other polymers into organic semi-conducting polymers
DE102014202383B4 (en) 2013-03-01 2022-12-29 Hitachi Astemo, Ltd. Steering angle sensor and electric power steering that uses it

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180061967A (en) * 2016-11-30 2018-06-08 한국수력원자력 주식회사 Multi-Electrode Plasma Torch

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070085750A (en) * 2004-12-03 2007-08-27 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 Submerged plasma-use electrode, submerged plasma generating device and submerged plasma generating method
JP2009285529A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Clean Technology Co Ltd Plasma-treatment apparatus
KR20100032186A (en) * 2008-09-17 2010-03-25 (주)경우이앤씨 Hydroxyl radical generating plasma device for liquid flow
KR20100073320A (en) * 2008-12-23 2010-07-01 한국기초과학지원연구원 Plasma discharge apparatus in liquid medium

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4123432B2 (en) 2003-07-10 2008-07-23 国立大学法人東京工業大学 Liquid introduction plasma torch

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070085750A (en) * 2004-12-03 2007-08-27 가부시키가이샤 도요다 지도숏키 Submerged plasma-use electrode, submerged plasma generating device and submerged plasma generating method
JP2009285529A (en) * 2008-05-27 2009-12-10 Clean Technology Co Ltd Plasma-treatment apparatus
KR20100032186A (en) * 2008-09-17 2010-03-25 (주)경우이앤씨 Hydroxyl radical generating plasma device for liquid flow
KR20100073320A (en) * 2008-12-23 2010-07-01 한국기초과학지원연구원 Plasma discharge apparatus in liquid medium

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014202383B4 (en) 2013-03-01 2022-12-29 Hitachi Astemo, Ltd. Steering angle sensor and electric power steering that uses it
US11283023B2 (en) 2017-06-08 2022-03-22 Corning Incorporated Doping of other polymers into organic semi-conducting polymers

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