KR101493673B1 - Apparatus for generating liquid plasma torch - Google Patents

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Abstract

액체 플라즈마 토치 발생장치가 개시된다. 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. A liquid plasma torch generator is disclosed. A liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention includes a first electrode; A second electrode; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; And a flow path passing through the first electrode, the second electrode, and the first dielectric, wherein when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode, a plasma is generated based on the conductive liquid passing through the flow path, .

Description

액체 플라즈마 토치 발생장치{APPARATUS FOR GENERATING LIQUID PLASMA TORCH} [0001] APPARATUS FOR GENERATING LIQUID PLASMA TORCH [0002]

본 발명은 플라즈마 토치 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체를 기초로하여 플라즈마 토치를 발생시킬 수 있는 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma torch generating apparatus, 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 means an ionized gas. When a gas composed of atoms or molecules is excited by using energy, a plasma composed of electrons, ions, decomposed gases, and photons is formed. Such plasma has been used variously such as fusion power generation, surface treatment of a substrate in a 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 steps of generating the plasma are 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, the gas is separated into electrons having a negative charge 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 plasma based on solids or liquids, it is necessary to supply a larger amount of heat energy than when plasma is generated by applying thermal energy to the 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 does not need to supply a large amount of heat energy, and therefore, it is the most efficient and easy method of generating plasma.

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 latices generated when a plasma is generated based on a gas is very small compared with the amount of ions or radicals generated when a plasma is generated based on a liquid. This is because the gas is larger in volume than the liquid but is less dense.

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 problems, devices for generating plasma by applying energy to liquid have been developed. Patent Application No. 2009-0045210 discloses "Apparatus and Method for Generating High-Density Underwater Plasma Torch. &Quot; However, the apparatus and method for generating a high-density underwater plasma torch require a regulator that injects gas or air into the space between the transparent quartz tube and the conductive discharge electrode of the underwater plasma reactor, and thus can not generate plasma using only pure liquid .

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 art, and after research, have developed a device capable of generating a plasma based on only pure liquids while supplying an appropriate amount of energy by introducing the following constitution.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 별도의 기체 공급원이 없이 순수한 액체만을 기초로하여 플라즈마 토치를 발생시킬 수 있는 장치를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an apparatus capable of generating a plasma torch based on pure liquid without a separate gas supply 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. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid plasma torch generating apparatus including: a first electrode; A second electrode; A first dielectric disposed between the first electrode and the second electrode; And a flow path passing through the first electrode, the second electrode, and the first dielectric, wherein when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode, a plasma is generated based on the conductive liquid passing through the flow path, .

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. According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid plasma torch generating apparatus according to an embodiment of the present invention, comprising: a liquid supply unit for supplying a conductive liquid to the flow path; And a power unit for 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. Specifically, the power source unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the voltage may be 300V 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. Specifically, the conductive liquid is supplied to one side of the flow path, and in the region of the flow path through the first dielectric, the conductive liquid is vaporized to generate plasma, and the generated plasma is supplied to the flow path 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 one of both 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. In detail, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, the distance between the first electrode and the first electrode, and the area of the first electrode are determined such that a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the passage, The distance between the second electrodes and the magnitude of the voltage are 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 in the region of the flow path through the first dielectric material, the first dielectric material may be penetrated through the region of the flow path by using the following equation (1) in the resistance (R 1) is 40 ohms (Ω), and more than can be configured such that, equation (1) is R 1 = (1 / S) × (L 1 / a 1) of the region, the equation (1), S is a conductivity of the conductive liquid, A 1 is a cross-sectional area of the flow path, and L 1 is a distance between the first electrode and the second electrode.

상세하게는, 상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝이다. In detail, the conductivity of the conductive liquid is 10 mu S / cm to 1 S / 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, and the conductive liquid may be supplied to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by 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. According to an aspect of the present invention, there is provided a liquid plasma torch generating apparatus comprising: a first electrode; A second electrode; A 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, 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, the arrangement of the first electrode 210, the second electrode 220 and the third electrode 230 is such that two electrodes are spaced apart from each other by a distance of one electrode, Lt; / RTI > In addition, two electrodes with a high voltage may be disposed with a certain distance from each other with one ground electrode interposed therebetween.

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 of the flow path through the first dielectric, and in the region passing through the second dielectric, Plasma generated by generating 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 one of both 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. According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid plasma torch generating apparatus according to an embodiment of the present invention, comprising: a liquid supply unit for supplying a conductive liquid to the flow path; And a power unit for 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. Specifically, the power source unit may apply a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the voltage may be 300V 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. In detail, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, the distance between the first electrode and the first electrode, and the area of the first electrode are determined such that a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the passage, The distance between the second electrodes and the magnitude of the voltage are 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 the region of the flow passage through the first dielectric, all of the conductive liquid passing through the region of the flow passage passing through the first dielectric can be vaporized , A plasma may be generated based on some of the vaporized liquid. That is, all of the liquid may be vaporized, or a part of the liquid may be vaporized and the remaining vaporized liquid may be plasmaized.

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 glow discharge or arc discharge in the region of the flow path through the first dielectric material, the first dielectric material is allowed to penetrate through the region of the flow path using the following equation (2) And the resistance R 2 of the region to be formed may be equal to or greater than 40 ohms, and Equation 2 may be configured such that R 2 = (1 / S) × (L 2 / A 2 ) S is a conductivity of the conductive liquid, A 2 is a cross-sectional area of the flow path, and L 2 is a 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. In detail, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path, the cross-sectional area of the flow path of the conductive liquid, the cross-sectional area of the flow path of the flow path, 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 vaporized liquid passing through the region of the flow path passing through the first dielectric material passes through the region of the flow path passing through the second dielectric material, A plasma can be generated based on the liquid. Further, when a glow discharge or an arc discharge occurs when the plasma generated through the region of the flow path passing through the first dielectric material passes through the region of the flow path passing through the second dielectric material , It is possible to generate a larger amount of ions or radicals since the generated plasma can be discharged again.

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 in an area of the flow passage through the second dielectric material, the second dielectric material may be penetrated through the area of the flow passage using the following equation (3) ( 3 ), R 3 = (1 / S) x (L 3 / A 2 ), and in the above equation ( 2 ) S is a conductivity of the conductive liquid, A 2 is a cross-sectional area of the flow path, and L 3 is a 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 1 S / 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.
Specifically, the flow path is 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 phenomenon.

상기와 같은 본 발명은, 별도의 기체 공급장치가 없이도 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있는 효과가 있다. According to the present invention as described above, plasma can be generated based on liquid even without a separate gas supply device.

또한, 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있으므로, 주변에서 쉽게 구할 수 있는 물을 이용하여 플라즈마를 발생시킬 수 있다. Further, since the plasma can be generated based on the liquid, plasma can be generated by using water that can be easily obtained from the surroundings.

또한, 순수한 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시킬 수 있어, 기체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키는 경우보다 더욱 많은 양의 이온 또는 라디칼이 생성될 수 있다.
In addition, a plasma can be generated based on a pure liquid, and a larger amount of ions or radicals can be generated than when a plasma is generated based on a gas.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제1실시예도이다.
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.
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.
도 3은 글로우(glow) 방전 또는 아크(arc) 방전이 일어날 수 있는 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제2실시예도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제3실시예도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제4실시예도이다. 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 in which a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the flow path through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1; FIG.
FIG. 2B is a view for explaining a glow discharge or an arc discharge in an area of the flow path through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a view for explaining conditions under which glow discharge or arc discharge can occur. FIG.
4 is a second embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
5 is a third embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention.
6 is a fourth embodiment of a liquid plasma torch generator 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. While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Wherein like reference numerals refer to like elements throughout.

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, a liquid plasma torch generator 100 according to an embodiment of the present invention includes a first electrode 110, a second electrode 120, a first dielectric 130, a flow path 140, 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 is formed with a hollow along the axial direction of the flow path 140 and penetrates 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 unit (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 capillary tube having a narrow width, when one side of the flow path 140 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the paper surface, And the liquid may be supplied with the conductive liquid to the flow path 140 by the capillary phenomenon caused by the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 140 is a capillary, a conductive liquid can be supplied to the flow path 140 even when there is no liquid supply portion 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 portion can supply the conductive liquid to the flow path 140. The conductive liquid is supplied to one side of the flow path (140) connected to the liquid supply portion, and the liquid supplied by the liquid supply portion 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 and applies a voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120. The power supply unit 150 may apply a DC voltage, an AC voltage, a bi-directional voltage or a unidirectional pulse voltage. The magnitude of the voltage applied by the power supply unit 150 is preferably 300 V or more because a high voltage is required to generate the 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 apparatus 100 for generating a liquid plasma torch according to an embodiment of the present invention is a plasma torch generator for generating plasma based on a conductive liquid passing through a flow path 140 when a voltage is applied to a first electrode 110 and a second electrode 120 And 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 a principle in which a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the flow path through the first dielectric in the liquid plasma torch generator of FIG. 1, and FIG. FIG. 3 is a view for explaining a glow discharge or an arc discharge in an area of a flow passage through a first dielectric in a liquid plasma torch generator of FIG. 1. FIG. 3 is a view for explaining a glow discharge or an arc (arc) 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. Referring to FIGS. 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, It can be supplied and vaporized, and bubbles are generated around the electrodes. For example, air 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, glow discharge or arc discharge may be initiated in the generated bubbles. When the glow discharge or the arc discharge is started, the bubbles generated around the electrodes continue to grow, and the area where glow discharge or arc discharge occurs as the bubble grows is also widened.

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 where the glow discharge or the arc discharge is caused to expand, a state in which glow discharge or arc discharge occurs in the region passing through the first dielectric material 130 in the region of the flow passage 140 is maintained. Therefore, even when 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 arc discharge to occur in the region of the flow path 140 passing through the first dielectric layer 130, the following conditions must be satisfied. This will be described with reference to FIG.

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. 3, in order to cause glow discharge or arc discharge in the region of the flow path 140 through the first dielectric material 130, the conductivity of the conductive liquid, the flow path 40, The distance between the first electrode 10 and the second electrode 20, and the magnitude of the voltage, respectively, must be determined in advance and satisfy the following equation (1).

수학식 1 R1=(1/S)×(L1/A1)R 1 = (1 / S) x (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, and 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, the resistance R 1 of the region passing through the first dielectric material 130 in the region of the flow path 140 should be equal to or greater than 40 ohms (Ω) using Equation ( 1 ). Also, the conductivity of the conductive liquid is preferably 10 mu S / cm to 1 S / cm.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제2실시예도이다. 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, a liquid plasma torch generator 100 according to an embodiment of the present invention includes a first electrode 110, a second electrode 120, a first dielectric 130, a flow path 140, 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 제2전극(120)과 서로 소통될 수 있도록 구성되어 있다. 즉, 제2전극(120)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. A region where glow discharge or arc discharge may occur is formed in the first dielectric 130, and the region is configured to communicate with the second electrode 120. That is, a hollow is formed in the second electrode 120 and is connected to a region formed in 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 path 140 is formed with a hollow along the axial direction of the flow path 140 and penetrates the first dielectric 130. In addition, one side of the flow path 140 may be connected to a liquid supply unit (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 capillary tube having a narrow width, when one side of the flow path 140 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the paper surface, And the liquid may be supplied with the conductive liquid to the flow path 140 by the capillary phenomenon caused by the adhesion between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 140 is a capillary, a conductive liquid can be supplied to the flow path 140 even when there is no liquid supply portion 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 portion can supply the conductive liquid to the flow path 140. The conductive liquid is supplied to one side of the flow path (140) connected to the liquid supply portion, and the liquid supplied by the liquid supply portion 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 and applies a voltage to the first electrode 110 and the second electrode 120. The power supply unit 150 may apply a DC voltage, an AC voltage, a bi-directional voltage or a unidirectional pulse voltage. The voltage applied by the power supply unit 150 is preferably 300 V or more because a high voltage is required to generate 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 제2전극(120)에 형성된 개구를 통하여 배출된다.
The apparatus 100 for generating a liquid plasma torch according to an embodiment of the present invention is a plasma torch generator for generating plasma based on a conductive liquid passing through a flow path 140 when a voltage is applied to a first electrode 110 and a second electrode 120 And the generated plasma is discharged through the opening formed in the second electrode 120. [

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제3실시예도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 액체 플라즈마 토치 발생장치의 제4실시예도이다. FIG. 5 is a third embodiment of a liquid plasma torch generator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a fourth embodiment of a liquid plasma torch generator according to an 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. A liquid plasma torch generator 200 according to an embodiment of the present invention includes a first electrode 210, a second electrode 220, a third electrode 230, a first dielectric 240, a second dielectric 250, A flow path 260, and a power supply unit 270.

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 dielectric layer 240 is positioned between the first electrode 210 and the second electrode 220 at a predetermined distance from the first electrode 210, the second electrode 220 and the third electrode 230, And the second dielectric 250 is located 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. 6, the first dielectric 240 forming the apparatus 200 for generating a plasma torch according to an embodiment of the present invention may be connected to the second dielectric 250 to form one 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 has a 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, Dielectric 250, respectively. In addition, one side of the flow path 260 may be connected to a liquid supply unit (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 capillary tube having a narrow width, when one side of the flow path 260 is immersed in the liquid in a direction perpendicular to the paper surface, And the liquid may be supplied to the flow path 260 by the capillary phenomenon due to the adhesion force between the liquid and the liquid. That is, when the flow path 260 is a capillary, the conductive liquid may be supplied to the flow path 260 even when there is no liquid supply portion 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 portion can supply the conductive liquid to the flow path 260. The conductive liquid is supplied to one side of the flow passage 260 connected to the liquid supply portion, and the liquid supplied by the liquid supply portion passes through the flow passage 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 unit 270 is connected to the first electrode 210, the second electrode 220 and the third electrode 230 and is connected between the first electrode 210 and the second electrode 220 and between the second electrode 220 And the third electrode 230. In this case, The power supply unit 270 may apply a DC voltage, an AC voltage, a bi-directional voltage, or a unidirectional pulse voltage. The voltage applied by the power supply unit 270 is preferably 300 V or more, and a high voltage is required to generate 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 apparatus 200 for generating a liquid plasma torch according to an embodiment of the present invention may be configured such that when a voltage is applied to the first electrode 210, the second electrode 220 and the third electrode 230, A plasma is generated 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 where the plasma is generated is a region passing through the first dielectric material 240 and a region passing through the second dielectric material 250 among the regions of the flow path 260. The conductive liquid supplied to the flow path 260 is the first dielectric material 240 and the second dielectric 250 in this order.

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 passing through the first dielectric 240, the conductive liquid passing through the flow path 260 may be completely vaporized by glow discharge or arc discharge, or a part of the liquid may be vaporized and the remaining plasma 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. A plasma may be generated on the basis of the liquid vaporized by the glow discharge or the arc discharge in the region passing through the second dielectric 250 or the plasma generated in the region passing through 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 a glow discharge or an arc discharge to occur in the region of the channel 260 through the first dielectric 240, the conductivity of the conductive liquid, the cross-sectional area of the channel 260, The distance between the first electrode 210 and the second electrode 220 and the magnitude of the voltage should be determined in advance and satisfy the following Equation (2).

수학식 2 R2=(1/S)×(L2/A2) R 2 = (1 / S) x (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. A 2 is a cross-sectional area of the flow path 260, and L 2 is a distance between the first electrode 210 and the second electrode 220. In Equation 2, S is the conductivity of the conductive liquid, A 2 is the cross-

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, the resistance R 1 of the region passing through the first dielectric 240 in the region of the flow path 260 should be equal to or greater than 40 ohms (Ω) by using Equation 2, and the conductivity of the conductive liquid conductivity is preferably 10 mu S / cm to 1 S / 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 order to cause a glow discharge or an arc discharge to occur in the region of the channel 260 through the second dielectric 250, the conductivity of the conductive liquid and the cross-sectional area A 2 , the distance L 3 between the second electrode 220 and the third electrode 230, and the magnitude of the voltage should be determined in advance, respectively.

수학식 3 R3=(1/S)×(L3/A2) R 3 = (1 / S) x (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, and 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, the resistance R 3 of the region of the flow passage 260 passing through the second dielectric 250 should be equal to or greater than 40 ohms (Equation 3), and the conductivity of the conductive liquid conductivity is preferably 10 mu S / cm to 1 S / 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. The conditions and conditions for causing a glow discharge or an arc discharge to occur in the region of the flow passage 260 passing through the first dielectric layer 240 and the region passing through the second dielectric layer 250 are Is the same as that 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 such a method, the liquid plasma torch generator 200 according to the embodiment of the present invention can generate glow discharge or arc discharge twice in succession. Therefore, the amount of ions or radicals of the plasma generated more than when glow discharge or arc discharge is caused only once can be further increased, and the plasma flame length can 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.
While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the following claims.

100, 200: 액체 플라즈마 토치 발생장치 110, 210: 제1전극
120, 220: 제2전극 130, 240: 제1유전체
230: 제3전극 140, 260: 유로
250: 제2유전체 150, 270: 전원부 100, 200: liquid plasma torch generating device 110, 210: first electrode
120, 220: second electrode 130, 240: first dielectric
230: third electrode 140, 260:
250: second dielectric 150, 270:

Claims (18)

제1전극;
상기 제1전극의 위로 적층된 제1유전체;
상기 제1유전체의 위로 적층된 제2전극; 및
상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제1유전체 전체를 관통하는 유로를 포함하고,
상기 제1전극과 상기 제2전극에 전압이 인가되는 경우 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키고,
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 배출되고,
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.
A first electrode;
A first dielectric stacked over the first electrode;
A second electrode stacked over the first dielectric; And
And a flow path passing through the first electrode, the second electrode, and the first dielectric,
Generating a plasma based on the conductive liquid passing through the flow path when a voltage is applied to the first electrode and the second electrode,
The conductive liquid is supplied to one side of the flow path,
The conductive liquid is vaporized to generate a plasma in a region of the flow passage that passes through the first dielectric, the generated plasma is discharged to the other side of the flow passage,
Wherein a conductivity of the conductive liquid, a cross-sectional area of the flow path, a cross-sectional area of the flow path between the first electrode and the second electrode, such that a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the flow path, And the magnitude of the voltage,
Liquid plasma torch generator.
제1항에 있어서,
상기 유로로 전도성 액체를 공급하는 액체 공급부; 및
상기 제1전극과 상기 제2전극에 전압을 인가하는 전원부를 더 포함하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.
The method according to claim 1,
A liquid supply unit for supplying the conductive liquid with the flow path; And
Further comprising a power supply for applying a voltage to the first electrode and the second electrode.
제2항에 있어서,
상기 전원부는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있고, 상기 전압의 크기는 300V 이상인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.
3. The method of claim 2,
Wherein the power unit is capable of applying a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the voltage is greater than or equal to 300V.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
하기 수학식 1을 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역의 저항(R1)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치:
수학식 1
R1=(1/S)×(L1/A1)
상기 수학식 1에서,
S는 상기 전도성 액체의 전도도이고,
A1은 상기 유로의 단면적이며,
L1은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다.
The method according to claim 1,
(R1) of the region of the flow path passing through the first dielectric is equal to or larger than 40 ohms (Ω) by using the following equation ( 1 ):
Equation 1
R 1 = (1 / S) x (L 1 / A 1 )
In the above 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 a distance between the first electrode and the second electrode.
제1항에 있어서,
상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.
The method according to claim 1,
Wherein the conductivity of the conductive liquid is 10 mu S / cm to 1 S / cm.
제1항에 있어서,
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 method according to claim 1,
Wherein the flow path is a capillary tube and the conductive liquid is supplied to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by capillary phenomenon.
제1전극;
상기 제1전극의 위로 적층된 제1유전체;
상기 제1유전체의 위로 적층된 제2전극;
상기 제2전극의 위로 적층된 제2유전체;
상기 제2유전체의 위로 적층된 제3전극; 및
상기 제1전극, 상기 제2전극, 상기 제3전극, 상기 제1유전체 및 상기 제2유전체 전체를 관통하는 유로를 포함하고,
상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제3전극에 전압이 인가되는 경우, 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기초로하여 플라즈마를 발생시키고,
상기 전도성 액체는 상기 유로의 일 측으로 공급되고,
상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역에서 상기 유로를 통과하는 전도성 액체를 기화시키고,
상기 제2유전체를 관통하는 영역에서 상기 기화된 액체를 기초로 플라즈마를 발생시켜 발생된 플라즈마는 상기 유로의 타측으로 배출되고,
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.
A first electrode;
A first dielectric stacked over the first electrode;
A second electrode stacked over the first dielectric;
A second dielectric stacked over the second electrode;
A third electrode stacked over the second dielectric; And
And a flow path passing through the first electrode, the second electrode, the third electrode, the first dielectric, and the second dielectric,
Wherein when a voltage is applied to the first electrode, the second electrode, and the third electrode, a plasma is generated based on the conductive liquid passing through the flow path,
The conductive liquid is supplied to one side of the flow path,
Vaporizing a conductive liquid passing through the flow path in an area of the flow path through the first dielectric,
The plasma generated by generating the plasma based on the vaporized liquid in the region passing through the second dielectric is discharged to the other side of the flow path,
(S) of the conductive liquid, a cross-sectional area (A) of the flow path, a cross-sectional area (A) of the flow path, and a second electrode (L2) between the third electrode and the third electrode and the magnitude of the voltage,
Liquid plasma torch generator.
삭제delete 제9항에 있어서,
상기 유로로 전도성 액체를 공급하는 액체 공급부; 및
상기 제1전극, 상기 제2전극 및 상기 제3전극에 전압을 인가하는 전원부를 더 포함하는, 액체 플라즈마 토치 발생장치.
10. The method of claim 9,
A liquid supply unit for supplying the conductive liquid with the flow path; And
Further comprising: a power supply unit for applying a voltage to the first electrode, the second electrode, and the third electrode.
제11항에 있어서,
상기 전원부는 직류, 교류, 양방향 또는 단방향 펄스 전압을 인가할 수 있고, 상기 전압의 크기는 300V 이상인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.
12. The method of claim 11,
Wherein the power unit is capable of applying a direct current, alternating current, bidirectional or unidirectional pulse voltage, and the voltage is greater than or equal to 300V.
제9항에 있어서,
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.
10. The method of claim 9,
Wherein a conductivity of the conductive liquid, a cross-sectional area of the flow path, a cross-sectional area of the flow path between the first electrode and the second electrode, such that a glow discharge or an arc discharge occurs in an area of the flow passage, And the magnitude of the voltage.
삭제delete 제13항에 있어서,
하기 수학식 1을 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제1유전체를 관통하는 영역의 저항(R2)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치:
수학식 1
R2=(1/S)×(L2/A2)
상기 수학식 1에서,
S는 상기 전도성 액체의 전도도이고,
A2는 상기 유로의 단면적이며,
L2은 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이의 거리이다.
14. The method of claim 13,
A liquid plasma torch generator according to claim 1, wherein a resistance (R 2 ) of a region of the flow path passing through the first dielectric is equal to or greater than 40 ohms (Ω)
Equation 1
R 2 = (1 / S) x (L 2 / A 2 )
In the above equation (1)
S is the conductivity of the conductive liquid,
A 2 is the cross-sectional area of the flow path,
L 2 is a distance between the first electrode and the second electrode.
제9항에 있어서,
하기 수학식 2를 이용하여, 상기 유로의 영역 중 상기 제2유전체를 관통하는 영역의 저항(R3)이 40옴(Ω) 이상이 되도록 구성된, 액체 플라즈마 토치 발생장치:
수학식 2
R3=(1/S)×(L3/A2)
상기 수학식 2에서,
S는 상기 전도성 액체의 전도도이고,
A2는 상기 유로의 단면적이며,
L3은 상기 제2전극과 상기 제3전극 사이의 거리이다.
10. The method of claim 9,
Wherein a resistance (R 3 ) of a region of the flow path passing through the second dielectric material is not less than 40 ohms (Ω) using Equation (2) below:
Equation 2
R 3 = (1 / S) x (L 3 / A 2 )
In 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 a distance between the second electrode and the third electrode.
제9항에 있어서,
상기 전도성 액체의 전도도(conductivity)는 10μS/㎝ 내지 1S/㎝인, 액체 플라즈마 토치 발생장치.
10. The method of claim 9,
Wherein the conductivity of the conductive liquid is 10 mu S / cm to 1 S / cm.
제9항에 있어서,
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. 10. The method of claim 9,
Wherein the flow path is a capillary tube and the conductive liquid is supplied to the flow path without a separate liquid supply device for supplying the conductive liquid by capillary phenomenon.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20180061967A (en) * 2016-11-30 2018-06-08 한국수력원자력 주식회사 Multi-Electrode Plasma Torch
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005031020A (en) 2003-07-10 2005-02-03 Rikogaku Shinkokai Liquid introduction plasma torch
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
KR20100073320A (en) * 2008-12-23 2010-07-01 한국기초과학지원연구원 Plasma discharge apparatus in liquid medium

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101020190B1 (en) * 2008-09-17 2011-03-07 (주)경우이앤씨 Hydroxyl radical generating plasma device for liquid flow

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005031020A (en) 2003-07-10 2005-02-03 Rikogaku Shinkokai Liquid introduction plasma torch
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
KR20100073320A (en) * 2008-12-23 2010-07-01 한국기초과학지원연구원 Plasma discharge apparatus in liquid medium

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