KR102045008B1 - 플라즈마 발생장치 - Google Patents

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KR102045008B1
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조성권
이대훈
김관태
송영훈
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한국기계연구원
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
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    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05H2242/00—Auxiliary systems
    • H05H2242/10—Cooling arrangements

Abstract

본 발명의 목적은 회전 아크를 이용하여 대유량의 반응물을 처리하는 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치는, 일측으로 반응물을 유입하여 처리 후, 다른 일측으로 배출하도록 내부통로를 형성하며 전기적으로 접지되는 접지전극, 상기 접지전극의 내부에 전기적으로 절연되어 상기 접지전극의 내면과 나란하게 배치되며 구동전압이 인가되는 전압전극, 및 상기 전압전극과의 사이에 방전갭을 형성하여 상기 접지전극에 연결되어 상기 통로로 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도하며, 상기 전압전극과 함께 상기 내부통로의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지하는 점화부재를 포함한다.

Description

플라즈마 발생장치 {PLASMA GENERATING DEVICE}
본 발명은 플라즈마 발생장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 회전 아크를 이용하여 대유량의 반응물을 처리하는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.
플라즈마 발생장치는 회전 아크를 이용하도록 외부의 접지전극, 및 접지전극의 내부에 배치되는 원뿔형(cone 형태) 고전압 전극을 포함하고 있다. 접지전극과 고전압 전극은 서로의 사이에 설정되는 통로로 처리 대상의 반응물을 경유시킨다. 플라즈마 발생장치는 접지전극과 고전압 전극의 간격이 가장 좁은 방전갭에서 플라즈마를 발생시키고, 회전 유동장을 형성시켜 접지전극의 개방측(즉 하류 방향)으로 이동시킨다.
회전 아크의 플라즈마 발생장치에서, 고전압 전극은 원뿔형(cone)으로 형성되어, 초기 플라즈마 발생을 위한 방전갭을 형성하는 위치를 구비한다. 방전갭은 접지전극과 고전압 전극 사이에서 내부통로의 원주 방향으로 설정되며, 내부통로의 좁은 횡단면적으로 인하여, 대유량의 반응물 기체가 흐를 경우, 고전압 전극의 단부에서 높은 압력 강하를 발생시킨다.
또한, 원뿔형(cone) 고전압 전극은 플라즈마 발생을 위하여 고전압 전력을 사용하므로 손상된다. 이로 인하여, 고전압 전극과 접지전극의 형상이 지속적으로 유지되지 못하게 되고, 이로 인하여, 플라즈마 발생장치의 수명이 끝나게 된다. 다시 말해서, 고전압 전극의 교체가 필요하게 된다. 즉, 고출력 플라즈마 발생 조건에서 장시간 운전이 어려워진다.
본 발명의 목적은 회전 아크를 이용하여 대유량의 반응물을 처리하는 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 고출력 플라즈마를 발생하는 조건 하에서도 손상된 전극을 보충하여 장시간 운전을 가능하게 하는 플라즈마 발생장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치는, 일측으로 반응물을 유입하여 처리 후, 다른 일측으로 배출하도록 내부통로를 형성하며 전기적으로 접지되는 접지전극, 상기 접지전극의 내부에 전기적으로 절연되어 상기 접지전극의 내면과 나란하게 배치되며 구동전압이 인가되는 전압전극, 및 상기 전압전극과의 사이에 방전갭을 형성하고 상기 접지전극에 연결되어 상기 내부통로로 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도하며, 상기 전압전극과 함께 상기 내부통로의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지하는 점화부재를 포함한다.
상기 점화부재는 상기 전압전극의 길이 방향에 대하여 양측에서 최대 거리를 유지하고, 상기 길이 방향의 양측 사이의 설정된 위치에서 최소 간격의 상기 방전갭을 형성할 수 있다.
상기 점화부재는 상기 내부통로의 횡단면적 감소를 최소화 하기 위하여, 상기 접지전극에서 상기 전압전극을 향하여 볼록한 곡선의 고리로 형성될 수 있다.
상기 전압전극은 상기 접지전극의 중심에 배치되고, 상기 반응물을 유입하는 유입구는 상기 접지전극의 내면에 원주 방향의 접선 방향으로 연결될 수 있다.
상기 접지전극은 원통관으로 형성되고, 상기 전압전극은 상기 원통관의 중심에 배치되고 환봉으로 형성될 수 있다.
상기 점화부재는 상기 환봉의 길이 방향에 대하여 양측에서 최대 거리를 유지하고, 상기 길이 방향의 양측 사이에서 설정된 위치로 가면서 점진적으로 감소되며, 상기 설정된 위치에서 최소 간격의 상기 방전갭을 형성할 수 있다.
상기 점화부재는 상기 내부통로의 횡단면적 감소를 최소화 하기 위하여, 상기 원통관에서 상기 환봉을 향하여 볼록한 곡선의 고리로 형성될 수 있다.
상기 환봉은 상기 원통관의 중심에 배치되고, 상기 반응물을 유입하는 유입구는 상기 원통관의 내면에 원주 방향의 접선 방향으로 연결될 수 있다.
상기 접지전극은 길이 방향 일측에서 개방되고 다른 일측에서 밀폐부재로 폐쇄되며, 상기 전압전극은 상기 밀폐부재에 전기 절연부재를 개재하여 관통 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치는, 상기 전기 절연부재의 외측에서 상기 전압전극에 연결되어 상기 전압전극을 길이 방향으로 이동시키는 액츄에이터를 더 포함할 수 있다.
상기 밀폐부재는 상기 전기 절연부재의 외측에 구비되어 냉각수를 순환시키는 냉각 유로를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 발생장치는, 내부통로를 형성하고 처리 방향으로 신장 형성되는 접지전극, 상기 내부통로에 상기 처리 방향으로 이격 배치되는 복수의 전압전극들, 및 복수의 전압전극들 각각과 상기 접지전극의 마주하는 사이에 방전갭들을 각각 형성하여, 상기 접지전극에 연결되어 상기 내부통로로 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도하며, 상기 전압전극들과 함께 상기 내부통로의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지하는 복수의 점화부재들을 포함한다.
반응물을 상기 전압전극들 각 측으로 유입하도록 반응물을 각각 유입하는 복수의 유입구들은, 상기 전압전극들에 대응하도록 상기 접지전극에 설정된 간격으로 배치 및 형성될 수 있다.
상기 복수의 점화부재들은 상기 복수의 전압전극들에 각각 대응하도록 상기 접지전극의 내면에 설정된 간격으로 배치 및 형성될 수 있다.
반응물을 유입하여 상기 전압전극들을 따라 순차적으로 경유시키도록 반응물을 유입하는 유입구는, 상기 전압전극들 중 일측 전압전극에 대응하여 하나로 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 점화부재가 접지전극으로 형성되는 내부통로의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지하면서, 접지전극에 연결되는 점화부재와 전압전극 사이에서 플라즈마 방전을 유도하므로 회전 아크를 이용하여 대유량의 반응물을 처리할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다.
도 5는 도 4의 일부를 확대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예의 플라즈마 발생장치(1)는 일측으로 반응물 기체를 유입하여 내부에서 플라즈마 처리한 후, 다른 개방측으로 배출하도록 접지전극(10), 전압전극(20) 및 점화부재(30)를 포함한다.
접지전극(10)은 반응물이 유동되는 내부통로(11)를 형성하며, 플라즈마 방전을 위하여 전기적으로 접지된다. 전압전극(20)은 접지전극(10)의 내부에 접지전극(10)의 내면과 나란하게 배치되며, 플라즈마 방전을 위하여 접지전극(10)과 전기적으로 절연된다. 전압전극(20)에는 플라즈마 방전을 위한 구동전압(HV)이 인가된다.
점화부재(30)는 마주하는 전압전극(20)과의 사이에 방전갭(G)을 형성하여, 접지전극(10)에 연결된다. 따라서 점화부재(30)는 전기적으로 접지되어, 구동전압(HV) 인가시, 전압전극(20)과의 사이에서 내부통로(11)로 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도한다.
점화부재(30)는 전압전극(20)과 함께 내부통로(11)의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지한다. 즉 전압전극(20)과 점화부재(30)는 내부통로(11)에서 원활한 플라즈마 방전을 유도하고, 플라즈마의 회전 유동장을 형성하는 데 방해되지 않는 범위 내에서 내부통로(11)의 횡단면적을 최소로 차지하도록 형성된다.
점화부재(30)는 전압전극(20)의 길이 방향에 대하여 그 양측에서, 전압전극(20)과 최대 거리(L)를 유지하고, 길이 방향의 양측 사이의 설정된 위치에서 전압전극(20)과 최소 간격, 즉 방전갭(G)을 형성한다. 방전갭(G)에서 플라즈마 아크가 유도된다.
점화부재(30)는 전압전극(20)과의 방전갭(G)을 형성하면서 내부통로(11)의 횡단면적 감소를 최소화 한다. 이를 위하여, 점화부재(30)는 접지전극(10)에서 전압전극(20)을 향하여 볼록한 곡선의 고리로 형성된다.
또한, 고리의 내부 공간(31)은 내부통로(11)에서 회전하는 반응물을 통과시키므로 반응물의 회전 유동장을 방해하지 않게 된다. 즉 점화부재(30)는 전압전극(20)과 방전갭(G)을 형성하면서 유동장 면적을 크게 확보할 수 있게 한다.
전압전극(20)은 접지전극(10)의 중심에 배치되고, 반응물을 유입하는 유입구(12)는 접지전극(10)의 내면에 원주 방향의 접선 방향으로 연결된다. 따라서 유입되는 반응물은 유입구(12)에서 내부통로(11)의 접선 방향을 따라 접지전극(10)의 내면을 따라 내부통로(11)에 회전력을 제공한다. 즉 내부통로(11)에서 반응물의 회전 유동장이 효과적으로 형성될 수 있다.
이를 위하여, 접지전극(10)은 길이 방향의 일측에서 개방되고 다른 일측에서 밀폐부재(40)로 폐쇄된다. 전압전극(20)은 밀폐부재(40)에 전기 절연부재(41)를 개재하여 설치된다. 유입구(12)는 밀폐부재(40) 측에서 접지전극(10)에 연결된다. 따라서 유입구(12)로 유입되는 반응물은 밀폐부재(40) 측에서 반응물의 회전 유동장을 시작하여, 방전갭(G)을 경유하여 개방 측으로 진행된다.
보다 구체적으로 설명하면, 접지전극(10)은 원통관으로 형성되고, 전압전극(20)은 원통관의 중심에 배치되는 환봉으로 형성될 수 있다. 따라서 내부통로(11)에서 반응물의 회전 유동장이 효과적으로 형성될 수 있다.
점화부재(30)는 환봉의 길이 방향에 대하여 양측에서 최대 거리(L)를 유지하고, 길이 방향의 양측 사이에서 설정된 위치로 가면서 점진적으로 감소되며, 설정된 위치에서 최소 간격의 방전갭(G)을 형성한다.
점화부재(30)는 내부통로(11)의 횡단면적 감소를 최소화 한다. 이를 위하여, 점화부재(30)는 원통관에서 환봉을 향하여 볼록한 곡선의 고리로 형성된다. 또한 고리의 내부 공간(31)은 내부통로(11)에서 회전하는 반응물을 통과시키므로 반응물의 회전 유동장을 방해하지 않게 된다.
즉 점화부재(30)가 구비되어 전압전극(20)과의 방전갭(G)을 형성하면서 내부통로(11)에 배치됨에도 불구하고, 내부통로(11)에서 반응물의 회전 유동장의 방해가 최소화 된다.
환봉은 원통관의 중심에 배치되고, 반응물을 유입하는 유입구(12)는 원통관의 내주면에 원주 방향의 접선 방향으로 연결된다. 따라서 유입되는 반응물은 유입구(12)에서 내부통로(11)의 접선 방향을 따라 원통관의 내면을 따라 내부통로(11)에 회전력을 제공한다. 즉 내부통로(11)에서 반응물의 회전 유동장이 효과적으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 전압전극(20)이 환봉으로 형성되고, 점화부재(30)가 전압전극(20)의 측방에서 고리로 형성되고 위치하여 플라즈마 방전을 유도한다. 따라서 전압전극(20)은 형상에 제한되지 않고 자유롭게 선택될 수 있으며, 점화부재(30)의 고리 형태는 플라즈마 발생장치(1)의 형태에 따라서 플라즈마 점화의 유도 위치 및 방전갭(G)의 조절을 용이하게 한다.
또한, 전압전극(20)의 환봉 및 점화부재(30)의 고리 형태는 내부통로(11)에서 반응물 기체의 유동 단면적을 개선하므로 반응물 기체가 전압전극(20)을 경유할 때, 간격의 변화에 따른 압력 강하를 크게 줄일 수 있다. 즉 제1실시예는 대용량의 반응물의 처리에 적합하다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 평면도이다. 도 3을 참조하면, 제2실시예의 플라즈마 발생장치(2)는 점화부재(230)를 내부통로(211)에 복수로 구비한다.
즉 점화부재(230)는 접지전극(10)과 전압전극(20) 사이에서 접지전극(10)의 원주 방향을 따라 이격 배치되어 접지전극(10)과 전압전극(20) 사이의 원주 방향에 대한 복수의 위치에서 플라즈마 방전을 유도한다.
따라서 접지전극(10)과 전압전극(20) 사이에서 플라즈마 방전이 더 확실하게 유도될 수 있고, 회전 유동하는 반응물이 더 효과적으로 처리될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이고, 도 5는 도 4의 일부를 확대한 단면도이다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 제3실시예의 플라즈마 발생장치(3)에서, 접지전극(310)은 길이 방향의 일측에서 밀폐부재(340)로 폐쇄되고, 다른 일측에서 개방된다.
전압전극(320)은 밀폐부재(340)에 전기 절연부재(341)를 개재하여 슬라이드 가능하도록 관통 설치된다. 전기 절연부재(341)와 전압전극(320) 사이에 실링(342)이 개재된다. 실링(342)는 전압전극(320)와 전기 절연부재(341) 사이로 반응물 및 플라즈마 회전 유동장의 역류를 방지한다.
전압전극(320)은 전기 절연부재(341)의 외측에서 액츄에이터(50)에 연결된다. 액츄에이터(50)는 전압전극(320)에 연결되어, 접지전극(10)의 내부에서 전압전극(320)을 길이 방향으로 슬라이딩 이동시킬 수 있다.
액츄에이터(50)의 작동에 따라 전압전극(320)은 점화부재(30)와의 관계가 변경된다. 즉 고출력 플라즈마 발생시, 전압전극(320)은 고전압에 의하여 손상될 수 있는데, 점화부재(30)에 이르지 않은 여분의 길이는 손상된 부분을 보충할 수 있게 된다.
플라즈마 발생장치(3)에서 발생된 플라즈마는 반응물의 회전 유동장에 의하여 전압전극(320)의 단부에서 회전하며 유동장을 형성한다. 고출력 플라즈마의 경우, 전압전극(320)에 집중된 플라즈마 열에 의하여 전압전극(320)에 손상이 발생된다.
이때, 액츄에이터(50)의 구동에 따라 플라즈마 발생 부분의 반대편, 즉 밀폐부재(340) 측에서 접지전극(310)의 내부로 전압전극(320)이 슬라이딩 방식으로 유입된다. 전압전극(320)에서 손상된 부분이 점화부재(30)를 경유하여 개방측에 배치된다.
따라서 전압전극(320)에서 점화부재(30)에 마주하는 부분에는 손상되지 않는 부분이 위치하여 마주하면서 플라즈마 방전을 유도하게 된다. 즉 전압전극(320)은 플라즈마 발생장치(3)를 정지 및 분해하지 않고도 손상된 만큼 보충되어, 플라즈마 발생장치(3)를 지속적으로 구동될 수 있게 한다.
예를 들면, 액츄에이터(50)의 후진 구동시, 전압전극(320)의 단부가 점화부재(30)에 마주하여 플라즈마 방전을 유도하여 손상된다. 이 경우, 액츄에이터(50)를 전진시키면 전압전극(320)에서 손상된 단부가 점화부재(30)를 벗어나고 손상되지 않는 부분이 점화부재(30)를 마주하여 플라즈마 방전을 새롭게 유도할 수 있다. 즉 플라즈마는 일정한 위치에서 지속적으로 형성될 수 있다.
이와 같이, 전압전극(320)에서 여분의 길이는 전압전극(320)의 손상된 부분을 보충할 수 있다. 따라서 안정적인 플라즈마 발생 위치가 확보될 수 있고, 반응물에 대한 플라즈마 화학 반응이 안정적으로 유지될 수 있다. 전압전극(320)의 여분 길이는 플라즈마 발생장치(3)의 장시간 운전을 고려하여 설정되므로 원하는 운용 시간을 확보할 수 있게 한다.
또한, 밀폐부재(340)는 전기 절연부재(341)의 외측에 구비되어 냉각수를 순환시키는 냉각 유로(343)를 더 포함한다. 냉각수는 냉각 유로(343)에 공급되어 밀폐부재(340)와 전압전극(320) 및 이들 사이에 구비되는 실링(342)을 냉각시켜, 플라즈마 발생장치(3)의 장시간 운전을 가능케 한다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 제4실시예에 따른 플라즈마 발생장치(4)는 제1실시예의 플라즈마 발생장치(1)를 일방향으로 연결하여, 반응물을 분기하여 공급하는 구조로 형성된다.
플라즈마 발생장치(4)에서, 접지전극(410)은 내부통로(411)를 형성하고 반응물이 유동되는 처리 방향으로 신장 형성된다. 복수의 전압전극들(20)은 내부통로(411)에 처리 방향으로 이격 배치된다.
일례로써, 복수의 전압전극들(20)은 밀폐부재(40) 및 전기 절연부재(441)를 개재하여 접지전극(410)에 설치된다. 전기 절연부재(441)는 내부통로(411)의 횡단면적 감소를 최소화 할 수 있게 형성된다.
전압전극(20) 손상은 플라즈마 발생에 대한 소요 전력이 증가할수록 커지며, 손상 정도는 소요 전력에 지수형태로 증가한다. 이러한 특징은 곧 전압전극들(20)이 1/n로 소요 전력 부담을 분담할 경우, 고전압 손상을 크게 줄일 수 있다.
예를 들면, 전압전극들(20)이 직렬로 연결될 수 있다. 일례로써, 전압전극들(20) 중 단일 전압전극(20)에서 필요한 소모 전력이 10kW이고, n개의 전압전극들(20)을 직렬로 구성하므로 각 전압전극들(20)에서 소모되는 전력을 10/n kW로 줄일 수 있다. 이 경우, 각 전압전극들(20)에서 손상되는 정도가 감소되고, 이로 인하여, 플라즈마 발생장치(4)의 장시간 운전이 가능하게 된다.
복수의 점화부재들(30)은 복수의 전압전극들(20) 각각과 접지전극(410)의 마주하는 사이에서 방전갭들(G)을 각각 형성하여, 접지전극(410)에 연결되어 내부통로(411)로 각각 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도하며, 전압전극들(20)과 함께 내부통로(411)의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지한다.
복수의 유입구들(412)은 반응물을 전압전극들(420) 각 측으로 유입하도록 반응물을 유입하고, 전압전극들(420)에 대응하도록 접지전극(410)에 설정된 간격으로 배치 및 형성된다.
점화부재들(30)은 복수의 전압전극들(420)에 각각 대응하도록 접지전극(410)의 내면에 설정된 간격으로 배치 및 형성된다.
따라서 복수의 유입구(412)로 유입되는 반응물 기체는 전압전극들(420)과 점화부재들(430) 사이에서 플라즈마 처리된다. 밀폐부재(40) 측에 인접한 유입구(412)로 공급되는 반응물일수록 전압전극들(420)과 점화부재들(430) 사이를 순차적으로 더 여러 번 경유하면서 반복적으로 플라즈마 처리될 수 있다.
도 7은 도 1의 플라즈마 발생장치를 적용한 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마 발생장치의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제5실시예에 따른 플라즈마 발생장치(5)는 제1실시예의 플라즈마 발생장치(1)를 일방향으로 연결하여, 반응물을 단일 공급하는 구조로 형성된다.
플라즈마 발생장치(5)에서, 접지전극(510)은 내부통로(511)를 형성하고 반응물이 유동되는 처리 방향으로 신장 형성된다. 복수의 전압전극들(520)은 내부통로(511)에 처리 방향으로 이격 배치된다.
유입구(512)는 반응물을 전압전극들(520)을 따라 순차적으로 경유하도록 반응물을 유입하고, 전압전극들(520) 중 일측 전압전극에 대응하여 하나로 형성된다.
따라서 하나의 유입구(512)로 유입되는 반응물 기체는 전압전극들(520)과 점화부재들(530) 사이에서 플라즈마 처리된다. 유입구(512)로 공급되는 반응물은 전압전극들(520)과 점화부재들(530) 사이를 순차적으로 경유하면서 반복적으로 플라즈마 처리된다.
한편, 도시하지 않았으나, 플라즈마 발생장치에서 접지전극은 원통으로 형성되어 원통의 일측을 유입구로 하고 다른 일측을 출구로 할 수 있다. 이 경우, 유입구 측에 스월 배인(swirl vane)이 구비된다. 스월 배인은 내부통로로 유입되는 반응물에 회전력을 제공하여, 내부통로에서 반응물의 회전 유동장을 효과적으로 형성할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
1, 2, 3, 4, 5: 플라즈마 발생장치 10, 310, 410, 510: 접지전극
11, 211, 411, 511: 내부통로 12, 412, 512: 유입구
20, 320, 420, 520: 전압전극 30, 230, 430, 530: 점화부재
31: 내부 공간 40, 340: 밀폐부재
41, 341, 441: 전기 절연부재 50: 액츄에이터
342: 실링 343: 냉각 유로
G: 방전갭 L: 최대 거리

Claims (15)

  1. 일측으로 반응물을 유입하여 처리 후, 다른 일측으로 배출하도록 내부통로를 형성하며 전기적으로 접지되는 접지전극:
    상기 접지전극의 내부에 전기적으로 절연되어 상기 접지전극의 내면과 나란하게 배치되며 구동전압이 인가되는 전압전극: 및
    상기 전압전극과의 사이에 방전갭을 형성하고 상기 접지전극에 연결되어 상기 내부통로로 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도하며, 상기 전압전극과 함께 상기 내부통로의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지하는 점화부재
    를 포함하며,
    상기 점화부재는
    상기 내부통로의 횡단면적 감소를 최소화하기 위하여,
    상기 접지전극에서 상기 전압전극을 향하여 볼록한 고리로 형성되는 플라즈마 발생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점화부재는
    상기 전압전극의 길이 방향에 대하여 양측에서 최대 거리를 유지하고,
    상기 길이 방향의 양측 사이의 설정된 위치에서 최소 간격의 상기 방전갭을 형성하는
    플라즈마 발생장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고리는 곡선으로 형성되는
    플라즈마 발생장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전압전극은
    상기 접지전극의 중심에 배치되고,
    상기 반응물을 유입하는 유입구는
    상기 접지전극의 내면에 원주 방향의 접선 방향으로 연결되는
    플라즈마 발생장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 접지전극은 원통관으로 형성되고,
    상기 전압전극은 상기 원통관의 중심에 배치되고 환봉으로 형성되는
    플라즈마 발생장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 점화부재는
    상기 환봉의 길이 방향에 대하여 양측에서 최대 거리를 유지하고,
    상기 길이 방향의 양측 사이에서 설정된 위치로 가면서 점진적으로 감소되며,
    상기 설정된 위치에서 최소 간격의 상기 방전갭을 형성하는
    플라즈마 발생장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 점화부재는
    상기 내부통로의 횡단면적 감소를 최소화 하기 위하여,
    상기 원통관에서 상기 환봉을 향하여 볼록한 곡선의 고리로 형성되는
    플라즈마 발생장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 환봉은
    상기 원통관의 중심에 배치되고,
    상기 반응물을 유입하는 유입구는
    상기 원통관의 내면에 원주 방향의 접선 방향으로 연결되는
    플라즈마 발생장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 접지전극은
    길이 방향 일측에서 개방되고 다른 일측에서 밀폐부재로 폐쇄되며,
    상기 전압전극은
    상기 밀폐부재에 전기 절연부재를 개재하여 관통 설치되는
    플라즈마 발생장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 전기 절연부재의 외측에서 상기 전압전극에 연결되어,
    상기 전압전극을 길이 방향으로 이동시키는 액츄에이터
    를 더 포함하는 플라즈마 발생장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밀폐부재는
    상기 전기 절연부재의 외측에 구비되어 냉각수를 순환시키는 냉각 유로
    를 더 포함하는 플라즈마 발생장치.
  12. 내부통로를 형성하고 처리 방향으로 신장 형성되는 접지전극:
    상기 내부통로에 상기 처리 방향으로 이격 배치되는 복수의 전압전극들: 및
    복수의 전압전극들 각각과 상기 접지전극의 마주하는 사이에 방전갭들을 각각 형성하여, 상기 접지전극에 연결되어 상기 내부통로로 공급되는 반응물에 플라즈마 방전을 유도하며, 상기 전압전극들과 함께 상기 내부통로의 횡단면적을 설정된 범위 이하로 차지하는 복수의 점화부재들
    을 포함하며,
    상기 복수의 점화부재들은
    상기 내부통로의 횡단면적 감소를 최소화하기 위하여,
    상기 복수의 접지전극들에서 상기 전압전극을 향하여 각각 볼록한 고리로 형성되는 플라즈마 발생장치.
  13. 제12항에 있어서,
    반응물을 상기 전압전극들 각 측으로 유입하도록 반응물을 각각 유입하는 복수의 유입구들은
    상기 전압전극들에 대응하도록 상기 접지전극에 설정된 간격으로 배치 및 형성되는
    플라즈마 발생장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 점화부재들은
    상기 복수의 전압전극들에 각각 대응하도록 상기 접지전극의 내면에 설정된 간격으로 배치 및 형성되는
    플라즈마 발생장치.
  15. 제12항에 있어서,
    반응물을 유입하여 상기 전압전극들을 따라 순차적으로 경유시키도록 반응물을 유입하는 유입구는
    상기 전압전극들 중 일측 전압전극에 대응하여 하나로 형성되는
    플라즈마 발생장치.
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