KR102231371B1 - 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치 - Google Patents

콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 콜드 플라즈마의 점화(초기 방전)를 효율적으로 구현할 수 있고, 공동 임피던스의 매칭을 용이하게 행할 수 있으며, 나아가 다중 플라즈마 어레이 구성에서 단일 파워서플라이를 통해 복수의 플라즈마 소스에 균등한 파워 분배가 가능하고 유효 플라즈마 볼륨을 증대시킬 수 있어 살균 처리와 관련된 용도에 최적화 되는 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 일단에 방출구멍이 형성되는 장치 하우징; 상기 장치 하우징의 길이방향 센터라인을 따라 구비되는 전도성 재질의 중앙 컨덕터; 상기 장치 하우징의 일측에 구비되어 상기 장치 하우징의 공동으로 플라즈마 가스가 유입되도록 연결되는 니플 부재; 상기 중앙 컨덕터의 일측에 직교되는 방향으로 일체로 연장 형성되고, 마이크로웨이브 제너레이터의 마이크로웨이브를 상기 중앙 컨덕터로 전달하도록 구비되는 마이크로웨이브 전달 부재; 및 상기 장치 하우징의 타단부에 구비되되 마이크로웨이브 반사를 최소화하고 마이크로웨이브 소스에 대한 공동 임피던스를 매칭시키기 위하여 상기 장치 하우징의 공동에서 상기 중앙 컨덕터의 노출 길이가 조절되도록 하는 임피던스매칭 조절부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜드 플라즈마 소스장치가 제공된다.

Description

콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치 {COLD PLASMA GENERATING APPARATUS AND MULTI-COLD PLASMA GENERATOR COMPRISING THE SAME}
본 발명은 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 콜드 플라즈마의 점화(초기 방전)를 효율적으로 구현할 수 있고, 공동 임피던스의 매칭을 용이하게 행할 수 있으며, 나아가 다중 플라즈마 어레이 구성에서 단일 파워서플라이를 통해 복수의 플라즈마 소스에 균등한 파워 분배가 가능하고 유효 플라즈마 볼륨을 증대시킬 수 있어 살균 처리와 관련된 용도에 최적화 되는 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 관한 것이다.
플라즈마는 반도체, 디스플레이 소자, 각종 부품의 표면처리 등에 널리 사용되어 왔으며, 더욱 그 응용성을 넓혀 생명공학 연구, 의료, 공기 청정, 소각로 등에도 사용되는 융합적인 기술분야로 자리매김하고 있다.
즉, 일반적으로 플라즈마 발생 장치는 양측 전극에 고주파 또는 고전압을 공급하면 양측 전극 사이에 기체분자가 양이온과 전자로 분리되도록 하는 장치로써, 이러한 양측 전극은 진공 상태에 설치되거나, 대기 중에 설치되기도 한다. 이러한 플라즈마 발생 장치는 반도체, PCB, 신소재 합성, 고분자의 표면처리, 금속의 표면처리, 환경 정화, 의료기기, 식료품의 살균 및 소독 기술 등에 적용되고 있으며, 그 적용 분야도 점점 확대되고 있다.
특히, 치아미백, 암세포 사멸, 혈액 응고속도 촉진 등의 의료 분야로의 영역을 확대하고 있는데, 종래 주로 사용되던 레이저의 경우, 열 손상에 의한 화상 및 작은 레이저 반경에 의한 넓은 면적 치료시의 균일한 치료가 불가한 단점이 있었다. 하지만, 플라즈마의 경우는 열 손상이 없고, 플라즈마 발생장치에 따라 넓은 면적의 치료 부위를 균일하고 효율적으로 처리가 가능한 장점이 있다.
플라즈마에서 발생하는 자외선(UV), 오존 등의 산소 라디칼, 일산화질소 등의 질소산화물, 전류와 하전 입자들 각각은 인체 치료에 있어서, 세포 면역 증가, 살균, 암세포 괴사, 혈액순환 증가 등의 효과를 제공하는 것으로 보고되고 있다.
이와 같이 의료용으로 사용되는 플라즈마 발생 장치는 인체에 직접 플라즈마를 조사하기 때문에 안정성이 요구된다.
예컨대 플라즈마를 발생시키기 위해서 인가되는 고전압의 누전에 따른 감전 사고의 방지가 요구된다. 플라즈마의 조사량을 용이하게 조절하여 인체에 손상을 주는 것을 방지하거나, 플라즈마의 조사량을 증가하여 필요한 조직을 태워서 외과용으로 사용 가능하도록 플라즈마 방출량의 용이한 조절이 요구된다.
그리고 사용자가 플라즈마 발생 장치를 용이하게 취급할 수 있는 사용상의 편의성 및 소형화가 요구되고 있다. 특히 플라즈마 발생 장치를 특정 살균 처리에 적용하기 위해서는 소형화와 플라즈마 방출량의 용이한 조절이 필수적이라 할 수 있다.
그러나 종래의 플라즈마 발생 장치의 경우, 플라즈마 발생 시 높은 전압이 요구됨으로 절연이 어려울 수 있는 한편, 살균 처리나 세포 처리 등의 의료용으로 사용하기 위하여 저전력으로 플라즈마를 구현하기 위해서는 초기 방전의 효율적인 점화와 임피던스의 매칭이 매우 어려운 한계가 따르는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 10-0736218(2007.07.06. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-0786537(2007.12.18. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1740821(2017.05.26. 공고) 대한민국 등록특허공보 10-1940012(2019.01.18. 공고) 대한민국 공개특허공보 10-2019-0035052(2019.04.03. 공개)
따라서, 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 플라즈마의 점화(초기 방전)를 효율적으로 구현하며, 공동 임피던스를 용이하게 매칭시킬 수 있는 콜드 플라즈마 발생장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 플라즈마 소스에 균등한 파워 분배가 가능하고, 유효 플라즈마 볼륨을 증대시킬 수 있어, 살균 처리와 관련된 용도에 최적화 되도록 이루어지는 콜드 플라즈마 발생 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 본 발명의 목적들 및 다른 특징들을 달성하기 위한 본 발명의 일 관점에 따르면, 콜드 플라즈마 소스를 발생시키기 위한 콜드 플라즈마 발생장치로서, 일단에 방출구멍이 형성되는 장치 하우징; 상기 장치 하우징의 길이방향 센터라인을 따라 구비되는 전도성 재질의 중앙 컨덕터; 상기 장치 하우징의 일측에 구비되어 상기 장치 하우징의 공동으로 플라즈마 가스가 유입되도록 연결되는 니플 부재; 상기 중앙 컨덕터의 일측에 직교되는 방향으로 일체로 연장 형성되고, 마이크로웨이브 제너레이터의 마이크로웨이브를 상기 중앙 컨덕터로 전달하도록 구비되는 마이크로웨이브 전달 부재; 및 상기 장치 하우징의 타단부에 구비되되 마이크로웨이브 반사를 최소화하고 마이크로웨이브 소스에 대한 공동 임피던스를 매칭시키기 위하여 상기 장치 하우징의 공동에서 상기 중앙 컨덕터의 노출 길이가 조절되도록 하는 임피던스매칭 조절부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 콜드 플라즈마 발생장치가 제공된다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 장치 하우징의 방출 구멍은 상기 중앙 컨덕터의 외경보다 크게 형성되며, 상기 중앙 컨덕터의 외경은 상기 방출 구멍의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 마이크로웨이브 전달 부재는 상기 중앙 컨덕터의 직경과 동일한 직경을 가지며, 상기 중앙 컨덕터의 타단부에서 직교되게 일체로 연장 형성되며, 상기 마이크로웨이브 전달 부재는, 상기 장치 하우징와 동일한 직경을 가지며, 그 장치 하우징에 직교되게 연장되는 관형 연장부의 센터라인을 따라 연장될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 중앙 컨덕터의 직경은 상기 마이크로웨이브 전달 부재의 직경의 1/2이고, 상기 마이크로웨이브 전달 부재의 직경은 마이크로웨이브의 파장의 1/8이하가 되도록 이루어지며, 상기 마이크로웨이브 전달 부재를 기준으로 하여 상기 장치 하우징의 타단까지의 상기 중앙 컨덕터의 길이는 마이크로웨이브 파장의 1/2파장 또는 1파장인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 임피던스매칭 조절부재는 그 외연이 상기 장치 하우징의 타단부에 나사산결합되는 노브형 조절부재로 구성되며, 상기 중앙 컨덕터의 타단부는 상기 임피던스매칭 조절부재에 출입가능하게 수용되거나 나사산결합되어 구비될 수 있다.
본 발명의 일 관점에 있어서, 상기 마이크로웨이브 전달 부재를 기준으로 한 상기 중앙 컨덕터와 상기 임피던스매칭 조절 부재 간의 거리는 마이크로웨이브의 파장의 1/4보다 크고, 마이크로웨이브의 파장의 1/2보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 관점에 따르면, 내부 공간을 갖는 처리 챔버; 상기 처리 챔버의 내부 공간에 구비되어 처리 대상물이 설치되는 처리대상물 수용부재; 상기 처리대상물 수용부재를 회전시키도록 구성되는 회전 교반 장치; 상기한 일 관점에 따른 콜드 플라즈마 발생장치가 상기 처리 챔버에 배열 구비되는 복수의 콜드 플라즈마 발생장치; 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치를 점화시키도록 구성되는 점화 유닛; 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치에 파워를 공급하도록 구성되는 파워 서플라이; 상기 파워 서플라이에서 공급되는 파워를 복수의 콜드 플라즈마 발생장치에 균등 분배하도록 구성되는 파워 분배 유닛; 및 상기 처리 챔버로 가스 또는 가스 혼합물을 순환 공급하도록 구성되는 가스 순환공급 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 처리대상물 수용부재는 테프론 재질 또는 유리섬유 재질의 네팅(netting)으로 이루어지고, 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치는 상기 처리 챔버의 센터를 향하여 서로 대향하여 배열 배치되며, 상기 점화 유닛은 상기 콜드 플라즈마 발생장치 각각이 수용 장착되는 크레들(cradle)이 형성된 접지 박스와, 상기 콜드 플라즈마 발생장치를 탄성 지지하면서 상기 접지 박스에 접지시키는 판 스프링과, 상기 접지 박스의 일측에 구비되어 누름 조작되는 누름 조작 스위치와, 상기 누름 조작 스위치에 구비되어 그 누름 조작 스위치에 의해 연장되는 샤프트를 포함하여 구성되는 릴레이와, 상기 릴레이의 샤프트에 의해 회동하여 일단부가 상기 콜드 플라즈마 발생장치의 팁부로 이동하며 타단부가 상기 파워서플라이의 출력 측에 연결되도록 구성되는 작동 레버, 및 상기 작동 레버를 원위치로 탄성 복원시키도록 구성되는 텐션 스프링을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점에 있어서, 상기 파워 분배 유닛은, 도파관을 통해 상기 파워서플라이에 연결되어 그 파워서플라이의 초기 마이크로웨이브 파워를 제공받는 초기 로드부(nascent load)와, 상기 도파관에 구비되고, 상기 파워서플라이의 마이크로웨이브 파워를 전달받되 그 마이크로웨이브 파워의 반사파를 상기 초기 로드부로 다시보내도록 이루어지는 마이크로웨이브 써큘레이터, 및 상기 마이크로웨이브 파워를 전달받아 다방향으로 분할하여 상기 복수의 플라즈마 발생장치 각각으로 전달하는 파워분할 스플리터를 포함하며, 상기 가스 순환공급 유닛은, 상기 처리 챔버로부터 가스 또는 가스 혼합물이 배출되도록 펌핑하는 펌핑 장치와, 상기 펌핑 장치에 의해 펌핑되어 나오는 가스를 여과하는 여과 장치, 및 상기 여과 장치에서 여과된 가스와 외부 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 추가하여 상기 콜드 플라즈마 발생장치로 공급하는 가스 부가 장치를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 의하면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본 발명은 저온 플라즈마의 점화(초기 방전)를 효율적으로 구현하며, 공동 임피던스를 용이하게 매칭시킬 수 있는 콜드 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 본 발명은 복수의 플라즈마 소스에 균등한 파워 분배를 단일 파워서플라이를 통해 구현할 수 있어 소형이며 휴대 가능한 플라즈마 발생 장치를 도모할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 본 발명은 복수의 플라즈마 소스를 통해 균등한 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있어 유효 플라즈마 볼륨을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
넷째, 본 발명은 살균 처리와 관련된 용도에 최적화 된 콜드 플라즈마 발생 어레이 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 포함되어 콜드 플라즈마 소스를 점화시키기 위한 점화 유닛의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 포함되는 파워 분배 유닛의 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에서 단일의 파워서플라이로부터 복수의 플라즈마 발생장치로 마이크로웨이브 파워를 분배하여 플라즈마가 발생하는 실험을 촬영한 사진이다.
본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 본원 명세서 전체에서, 어떤 단계가 다른 단계와 "상에"또는 "전에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 단계가 다른 단계와 직접적 시계열적인 관계에 있는 경우 뿐만 아니라, 각 단계 후의 혼합하는 단계와 같이 두 단계의 순서에 시계열적 순서가 바뀔 수 있는 간접적 시계열적 관계에 있는 경우와 동일한 권리를 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치의 구성을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치는, 콜드 플라즈마 소스를 발생시키기 위한 장치로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 크게 장치 하우징(110); 중앙 컨덕터(120); 마이크로웨이브 전달 부재(130); 니플 부재(nipple member)(140); 임피던스매칭 조절부재(150);를 포함한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치(100)는, 콜드 플라즈마 소스(cold plasma source)를 발생시키기 위한 콜드 플라즈마 발생장치로서, 도 1에 나타낸 바와 같이, 이온화되는 가스가 방출되는 방출구멍(101)이 길이방향 일단에 형성되는 실린더형 또는 튜브형 장치 하우징(110); 상기 장치 하우징(110)의 길이방향 센터라인을 따라 구비되는 전도성 재질의 중앙 컨덕터(120); 상기 중앙 컨덕터(120)의 일측에서 일체로 직교하여 연장되며, 마이크로웨이브 제너레이터(microwave generator)(미도시)의 마이크로웨이브를 상기 장치 하우징(110)의 공동(cavity)의 중앙 컨덕터(120)로 전달하도록 구비되는 마이크로웨이브 전달 부재(130); 상기 장치 하우징(110)의 일측에 구비되어 상기 장치 하우징(110)의 공동으로 플라즈마 가스가 유입되도록 연결되는 니플 부재(nipple member)(140); 및 상기 장치 하우징(110)의 타단에 구비되고, 마이크로웨이브 반사(microwave reflection)를 최소화하고 마이크로웨이브 소스에 대한 공동 임피던스(cavity impedance)를 매칭시키기 위하여 상기 장치 하우징(110)의 중공에 노출되는 상기 중앙 컨덕터(120)의 길이가 조절되도록 하는 임피던스매칭 조절부재(150);를 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 실린더형 또는 튜브형 장치 하우징(110)은, 소정 크기의 내경(R)을 갖는 공동(cavity)을 가지며, 여기에서 상기 공동(즉, 장치 하우징(110)의 내부))은 준-공진 공동(quasi-resonant cavity)으로서 기능을 하게 된다.
또한, 상기 장치 하우징(110)의 방출 구멍(101)은 상기 중앙 컨덕터(120)의 외경(r)보다 크게 형성되며, 이에 따라 상기 니플 부재(140)를 통해 유입되는 플라즈마 가스는 중앙 컨덕터(120)의 주변으로 흐리고, 이온화되는 플라즈마 가스는 그 중앙 컨덕터(120)의 팁부를 거쳐 방출 구멍(101)을 통해 방출되게 된다.
즉, 전자파 장(microwave field)에 의해 상기 장치 하우징(110)의 공동이 여기(excitation)될 때, 가스는 중앙 컨덕터(120)의 팁부에서 이온화되고, 이온화된 가스 흐름(G/F: gas flow)을 형성하게 되며, 상기 이온화된 가스 흐름(G/F)은 상대적으로 저온(cold)이며 높은 에너지를 갖게 된다.
계속해서, 상기 중앙 컨덕터(120)는 상기 장치 하우징(110)의 중심축 선상으로 구비되며, 소정 크기의 외경(r)을 갖고 이루어진다. 여기에서, 상기 중앙 컨덕터(120)의 외경(r)은 상기 장치 하우징(110)의 방출 구멍(101)보다 작게 형성된다. 다시 말해서, 상기 장치 하우징(110)의 방출 구멍(101)은 상기 중앙 컨덕터(120)의 외경(r)보다 크게 형성된다.
또한, 상기 중앙 컨덕터(120)의 일단부는 첨단으로 형성되며 상기 장치 하우징(110)의 일단부에서 약간 돌출되게 구비될 수 있다. 여기에서, 상기 중앙 컨덕터(120)의 일단부의 돌출 길이(돌출 정도)는 조절되어 셋팅될 수 있다.
다음으로, 마이크로웨이브 전달 부재(130)는 상기 중앙 컨덕터(120)의 일측에서 직교되게 일체로 연장 형성되는, 즉 상기 중앙 컨덕터(120)에서 90°각도로 일체로 형성되는 스터브형(stub-like) 구조체로 이루어진다.
상기 마이크로웨이브 전달 부재(130)는 중앙 컨덕터(120)와 동일한 직경을 갖고 형성된다. 이러한 마이크로웨이브 전달 부재(130)는 마이크로웨이브 제너레이터(microwave generator)(미도시)의 마이크로웨이브를 상기 장치 하우징(110)의 공동에서 생성되도록 하는 구성부이다.
이때, 상기 마이크로웨이브 전달 부재(130)는 장치 하우징(110)와 동일한 직경을 가지며, 그 장치 하우징(110)에 직교되게 연장되는 연장부(111) 내에 구비되며, 상기 연장부(111)는 도파관 피팅(waveguide fitting)(102)을 통해 마이크로웨이브 제너레이터의 연결 라인(103)과 동축으로 연결된다. 상기 도파관 피팅(102)은 연결 라인(103)으로부터의 마이크로웨이브를 상기 장치 하우징(110)의 공동으로 전달하기 위하여 상기 연장부(111)에 연결되는 연결 수단으로서 기능을 한다.
본 발명에서, 상기 중앙 컨덕터(120)과 마이크로웨이브 전달 부재(130)는 구리, 황동, 또는 실버와 같은 고 전기전도성의 재질로 이루어진다.
계속해서, 상기 니플 부재(140)는 플라즈마가스 공급 장치로부터 상기 장치 하우징(110)의 공동으로 플라즈마 가스를 유입시키도록 연결되는 구성부를 구성한다.
바람직하게, 상기 니플 부재(140)가 장치 하우징(110)에 연통 형성됨에 있어, 상기 연장부(111)를 기준으로 전방 측(가스가 토출되는 측)에 형성되는 것이 바람직하다.
여기에서, 가스가 주입되는 니플 부재(140)는 도면에 예시한 바와 같이 장치 하우징(110)의 공동에 직교되거나 접선 방향으로 가스가 주입되도록 형성될 수 있으며, 또한 장치 하우징(110)의 길이방향으로 주입되게 구성될 수 있다.
또한, 상기 가스는 아르곤이나 헬륨과 같은 비활성 가스, 또는 질소, 산소 및 다른 가스들이 혼합된 공기로 이루어질 수 있다.
다음으로, 상기 임피던스매칭 조절부재(150)는 상기 장치 하우징(110)의 타단에 구비되되 마이크로웨이브 전달 부재(130)를 기준으로 해서 그 마이크로웨이브 전달부재(130)의 일측의 중앙 컨덕터(120)와 그 임피던스매칭 조절부재(150) 간의 거리(L1)가 조절가능하게 구성되어 상기 중앙 하우징(110)의 중공에 노출되는 상기 중앙 컨덕터(120)와 임피던스매칭 조절부재(150) 간의 거리가 조절되며, 이에 따라 장치 하우징(110)의 중공에서 마이크로웨이브 반사(microwave reflection)를 최소화하고 마이크로웨이브 소스에 대한 공동 임피던스(cavity impedance)를 매칭시키게 되는 것이다.
구체적으로, 상기 임피던스매칭 조절부재(150)는 상기 장치 하우징(110)의 타단부에 나사산 결합되는 조절 노브로 구성되고, 상기 중앙 컨덕터(120)의 타단부는 상기 임피던스매칭 조절부재(150)의 중앙부에 슬라이딩 이동가능하게 수용되도록(출입가능하게 수용되도록) 이루어진다. 여기에서, 상기 임피던스매칭 조절부재(150)와 중앙 컨덕터(120)의 타단부 간은 나사산 결합되어 이루어질 수 있다.
이와 같이 상기 장치 하우징(110)의 타단부에는 임피던스매칭 조절부재(150)가 구비되며, 상기 마이크로웨이브 전달 부재(130)를 기준으로 상기 중앙 컨덕터(120)의 타측이 장치 하우징(110)의 공동으로 노출되는 길이(L1)가 조절되게 된다.
상기 임피던스매칭 조절부재(150)의 거리 조정은 미리미터(mm) 단위로 이루어진다.
이러한 임피던스매칭 조절부재(150)의 미리미터 단위의 거리 조정은 마이크로웨이브 소스에 대한 마이크로웨이브 반사를 최소화하며 공동 임피던스(cavity impedance)를 매칭(matching)시킬 수 있게 된다.
이러한 거리는 사용되는 마이크로웨이브의 파장의 1/4보다 크지만, 그 파장의 1/2보다 작도록 이루어진다.
또한, 상기 장치 하우징(110)의 공동에서 상기 마이크로웨이브 전달 부재(130)를 기준으로 하여 상기 중앙 컨덕터(120)의 일측과 상기 장치 하우징(110)의 일단 간의 거리(L2)는 반파장(half-wavelength)의 진정수(integral number)이지만, 그 길이는 이용되는 마이크로웨이브 파장의 1/2파장 또는 1파장이다.
본 발명에서 마이크로웨이브 주파수는 800MHz 내지 50GHz 사이에서 변화될 수 있다.
계속해서, 상기 중앙 컨덕터(110)와 마이크로웨이브 전달 부재(130)의 기하학적 스케일링(scaling of geometry)는, 중앙 컨덕터(110)의 직경이 마이크로웨이브 전달 부재(130)의 직경의 약 1/2이고, 상기 마이크로웨이브 전달 부재(130)의 직경은 전형적으로 적용되는 마이크로웨이브의 파장의 1/8이하가 되도록 이루어진다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생장치는, 3차원적인 전달과 공급이 가능하도록 충분히 유연한 공급 라인을 통해 그 플라즈마 발생장치의 헤드 측으로 가스와 파워가 공급될 수 있으며, 소형으로 설계될 수 있다.
플라즈마의 점화(개시)는 고전압 또는 고주파수 방전(스파크)에 의해 발생되는 이온화된 가스를 장치 하우징(110)의 팁 영역 가까이에서 방출시킴으로써 이루어진다.
한편, 본 발명에 따른 플라즈마 발생장치의 변형 예로서, 상기 임피던스매칭 조절부재(150)를 회전시켜 상기 마이크로웨이브 전달 부재(130)를 기준으로 해서 그 마이크로웨이브 전달부재(130)의 일측의 중앙 컨덕터(120)와 그 임피던스매칭 조절부재(150) 간의 거리(L1)가 조절가능하게 구성하는 대신에, 상기 임피던스매칭 조절부재(150)를 커버 캡 형태의 구조체로 형성하여 장치 하우징(110)의 타단에 고정되고, 중앙 컨덕터(120)의 타단부는 소정 길이가 커버 캡 형태의 구조체의 중앙부에 슬라이딩 가능하게 구비된다. 그리고 상기 도파관 피팅(102)이 결합되는 연장부(111)를 장치 하우징(110)의 길이방향으로 미리미터 단위로 슬라이딩 이동가능하게 결합하여 상기 연장부(111)를 전방으로 미리미터 단위로 이동시킴으로써 중앙 컨덕터(120)의 타단부와 커버 캡 형태의 구조체 간의 거리가 조절되도록 구성함으로써 상기 장치 하우징(110)의 중공에 노출되는 상기 중앙 컨덕터(120)의 길이가 조절되도록 하여 마이크로웨이브 반사(microwave reflection)를 최소화하고 마이크로웨이브 소스에 대한 공동 임피던스(cavity impedance)를 매칭시키도록 할 수 있다.
다음으로, 상기한 바와 같은 콜드 플라즈마 발생장치를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 대하여 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 포함되어 콜드 플라즈마 소스를 점화시키기 위한 점화 유닛의 구성을 설명하기 위하여 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 4는 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 포함되는 파워 분배 유닛의 구성을 설명하기 위한 개략적인 구성도이다. 도 5는 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에서 단일의 파워서플라이로부터 복수의 플라즈마 발생장치로 마이크로웨이브 파워를 분배하여 플라즈마가 발생하는 실험을 촬영한 사진이다.
여기에서, 도 4는 1-5cm의 소형 대상물의 살균 처리에 이용되는 환경 제어가능한 처리 챔버를 예시로 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치는, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 크게 상기한 콜드 플라즈마 발생장치(100); 실린더형 처리 챔버(200); 처리대상물 수용부재(210); 회전 교반 장치; 점화 유닛(300); 파워 서플라이(400); 파워 분배 유닛(500); 및 가스 순환공급 유닛(600);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 본 발명에 따른 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치는, 도 2 내지도 4에 나타낸 바와 같이, 처리 대상물(T)이 수용되는 내부 공간을 가지며, 처리 환경 제어 가능하게 기밀 상태를 구현하도록 구성되는 실린더형 처리 챔버(200); 상기 처리 챔버(200)의 내부 공간에 구비되어 처리 대상물(T)이 설치되는 처리대상물 수용부재(210); 상기 처리대상물 수용부재(210)를 회전 교반시켜 처리 대상물(T)의 처리면이 소정 방향을 지향하도록 구성되는 회전 교반 장치(미도시); 상기 처리 챔버(210)의 벽면에 배열 구비되고, 접지되는 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100); 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)를 점화시키도록 구성되는 점화 유닛(300); 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)에 필요한 파워를 공급하도록 구성되는 파워 서플라이(400); 상기 파워 서플라이(300)에서 공급되는 파워를 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)에 균등하게 분배하도록 구성되는 파워 분배 유닛(500); 및 상기 처리 챔버(200)로 가스 또는 가스 혼합물을 순환 공급하도록 구성되는 가스 순환공급 유닛(600);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 실린더형 처리 챔버(200)는 기밀한 수용체로 이루어지되, 처리 대상물(T)을 그 내부에 수용시킬 수 있도록 일측에 개폐 도어(201)가 구성된다.
상기 처리대상물 수용부재(210)는 테프론 재질 또는 유리섬유 재질의 네팅(netting)으로 이루어지며, 상기 처리 대상물(T)은 네팅에 매달려서 구비되되, 상기 처리 챔버(200)의 센터 라인을 따라 정렬되도록 이루어지는 것이 바람직하며, 이는 처리 대상물(T)의 표면이 콜드 플라즈마 제트에 균일하게 노출되도록 한다.
상기 회전 교반 장치는 전기전자적 제어를 통해 회전 가능하며, 소정 위치에 위치 결정될 수 있는 공지의 회전 기계-교반 장치 또는 회전 기계 장치로 구성될 수 있다.
다음으로, 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)에서 각각의 콜드 플라즈마 발생장치(100)의 구성은 앞서 설명하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 본 발명의 콜드 플라즈마 발생 장치에서, 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)는 상기 처리 챔버(200)에 서로 대향하여 배열되게 구성된다.
이에 따라, 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)는 처리 챔버(200)의 센터를 향하여 콜드 플라즈마 제트를 방출하도록 이루어진다.
다음으로, 상기 점화 유닛(300)에 대하여 설명한다.
상기 점화 유닛(300)은 상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)를 점화시키도록 구성되는 것으로, 전자기간섭을 최소화하는 전기적으로 차폐된 함체에 안전하게 수용되면서 콜드 플라즈마 제트(cold plasma jet)를 점화시키도록 제공된다.
구체적으로, 상기 점화 유닛(300)은 상기 복수의 플라즈마 발생장치(100) 각각이 견고하게 수용 장착되는 크레들(cradle)(311)이 형성된 접지 박스(310)를 포함한다.
상기 접지 박스(310)의 크레들(311)에는 상기 플라즈마 발생장치(100)를 탄성 지지하면서 상기 접지 박스(310)에 전기적으로 접지시키는 판 스프링(320)을 포함한다. 상기 판 스프링(320)은 고전압 파워서플라이(400)에 의해 초기 충전되는 전기 시동 회로 모듈(후술됨)을 포함하는 상기 접지 박스(310)와 접촉하여 구비된다.
상기 접지 박스(310)의 일측에는 사용자가 누름 조작하여 콜드 플라즈마 제트를 개시하도록 누름 조작 스위치(330)를 포함한다.
상기 누름 조작 스위치(330)는 릴레이(340)를 작동시키고, 상기 릴레이(340)는 그 릴레이(340)에 의해 연장가능하게 구성되는 샤프트(341)를 연장시켜서 작동 레버(350)의 일단부가 플라즈마 발생장치(100)의 팁부에 가깝게 되도록 회동시킨다. 상기 작동 레버(350)의 타단부는 고전압 파워서플라이(400)의 출력 측에 연결된다.
상기 작동 레버(350)의 일단부가 플라즈마 발생장치(100)의 팁부에 가깝게 위치되게 되면, 상기 작동 레버(350)의 단부와 플라즈마 발생장치(100)의 팁부 사이에 스파크가 방전, 즉 불꽃방전이 발생하게 된다.
그리고 상기 누름 조작 스위치(330)가 누름 해제되게 되면, 텐션 스프링(360)은 탄성 복원되어 작동 레버(350)를 원위치시키게 된다.
다음으로, 상기 파워 서플라이(400)는 마이크로웨이브 파워서플라이로서 파워를 아래에서 설명될 파워 분배 유닛(500)을 통해 각각의 플라즈마 발생장치(100)로 제공하게 된다.
상기 고전압 파워서플라이(400)는 배터리에 의해 고전위로 차징(charging)되는 캐패시터(capacitor)로 이루어질 수 있다. 상기 캐패시터와 연속하여 위치되는 레지스터는 고전위로 재충전시키기 위하여 상기 작동 레버(350)의 작동 시간을 결정하도록 이루어진다.
다음으로, 상기 파워 분배 유닛(500)은 상기 처리 챔버(200)에 배열된 복수의 콜드 플라즈마 발생장치(100)에 균등한 파워를 제공하여 콜드 플라즈마 제트를 큰 영역에 걸쳐 노출시키도록 이루어진다.
상기 파워 분배 유닛(500)은 도파관(511)을 통해 상기 마이크로웨이브 파워서플라이(400)에 연결되어 그 파워서플라이(400)의 초기 파워를 제공받는 초기 로드부(nascent load)(510)를 포함한다.
그리고 상기 파워 분배 유닛(500)은 상기 도파관(511) 상에 구비되고, 상기 마이크로웨이브 파워서플라이(400)의 출력 파워를 전달받으며, 상기 마이크로웨이브 파워서플라이(400)로부터의 파워의 어떠한 반사파(reflected power)를 상기 초기 로드부(510)로 다시보내도록 이루어지는 마이크로웨이브 써큘레이터(microwave circulator)(520)를 포함한다.
이러한 마이크로웨이브 서큘레이터(520)는 반사파를 회귀시킴으로써 파워서플라이를 보호할 수 있게 된다.
계속해서, 상기 파워 분배 유닛(500)은 상기 마이크로웨이브 파워서플라이(400)로부터의 마이크로웨이브 파워를 전달받아 다방향(도면에서는 2방향으로) 분할하는 파워분할 스플리터(two-way splitter)(530)(즉, 제1 파워분할 스플리터(531))를 포함한다.
상기 파워분할 스플리터(530), 즉 제1 파워분할 스플리터(531)는 밸런스 파워(balanced power)를 다방향 경로(도면에서는 두 경로)로 분기시키도록 이루어지며, 또한 상기 각 경로는 다른 다방향 스플리터(즉, 제2의 2방향 스플리터)(532) 및 제3의 2방향 스플리터(533))에 연결되도록 이루어진다.
여기에서, 상기 각 스플리터(531 내지 533)의 경로(도면에서는 총 4개의 분기 경로)는 복수의 플라즈마 발생장치(100)(도면에서는 총 4개의 플라즈마 발생장치) 모두에서 대략 동일한 파워가 전달되게 된다.
이와 같이 본 발명은 단일의 파워서플라이를 통해 더 많은 플라즈마 발생장치에도 구현될 수 있으며, 실질적으로 도파관(511)과 파워분할 스플리터(531 내지 533)의 파워 부하 용량에 의해 제한된다.
다음으로, 상기 가스 순환공급 유닛(600)는 상기 처리 챔버(200)로부터 배출되는 소스 가스 및/또는 소스 가스 혼합물(일부)을 상기 복수의 플라즈마 발생장치(100)로 순환시켜 공급하도록 이루어진다.
구체적으로, 상기 가스 순환공급 유닛(600)은 처리 챔버(100) 내의 소스 가스 및/또는 소스가스 혼합물(이하, "가스"로 약칭함)을 펌핑하는 펌핑 장치(610)와, 상기 펌핑 장치(610)에 의해 펌핑되어 나오는 가스를 여과하는 여과 장치(620), 및 상기 여과 장치(620)에서 여과된 가스와 외부 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 추가하여 상기 콜드 플라즈마 발생장치(100)의 헤드 측으로 공급하는 가스/가스혼합물 부가 장치(630)를 포함하여 구성된다.
이러한 가스 순환공급 유닛(600)은 펌핑 장치(610)에 의해 펌핑되어 상기 처리 챔버(200)로부터 배출되는 소스 가스 및/또는 소스 가스 혼합물을 여과 장치(620)를 통해 여과한 다음, 가스/가스 혼합물 부가 장치(630)를 통해 외부의 소스 가스 또는 소스 가스 혼합물이 부가되어 상기 콜드 플라즈마 발생장치(100)의 헤드 측 또는 상단 측면으로 공급하게 된다.
상기한 바와 같이 본 발명의 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치는, 사용자의 필요에 따라 살균 처리할 처리 대상물의 다양한 표면에 대하여 대기 상태하에서 손에 파지하여 수동 조작하면서 점화시켜서 살균처리 또는 오염처리할 처리 대상물의 표면에 콜드 플라즈마(콜드 플라즈마 제트)를 최적으로 노출시키게 된다.
또한, 본 발명은 상기한 파워 분배 방식을 통해 파워가 제공되며, 콜드 플라즈마 제트의 어레이를 대기로 방출할 수 있는 한편, 밀폐된 챔버 내에서 보다 실용적으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명은 가스 순환공급 유닛을 통해 아르곤과 같은 소스 가스의 재순환을 가능하게 하며, 체계적이고 재생할 수 있는 살균 처리에 보다 유용하게 이용할 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치는 살균 처리를 증대시키기 위하여, 처리 대상물을 플라즈마에 노출되기 전에 초음파로 세정될 수 있다.
또한, 살균 처리를 더욱 향상시키기 위하여, 상기 처리 챔버(200)의 벽면에는 UV 램프가 구비될 수 있다. 잘 알려져 있는 바와 같이, 254nm 미만의 스펙트럼 범위에서의 UV광은 박테리어를 없앨 수 있다. 상기 UV 램프의 추가는 콜드 플라즈마 제트를 증대를 도모하지만, 이를 대신하는 것은 아니다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 콜드 플라즈마 발생장치 및 이를 포함하는 다중 콜드 플라즈마 어레이 장치에 의하면, 저온 플라즈마의 점화(초기 방전)를 효율적으로 구현하는 콜드 플라즈마 소스를 제공할 수 있으며, 복수의 플라즈마 소스에 균등한 파워 분배를 단일 파워서플라이를 통해 구현할 수 있어 소형이며 휴대 가능한 플라즈마 발생 장치를 도모할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명은 복수의 플라즈마 소스를 통해 균등한 저온 플라즈마를 발생시킬 수 있어 유효 플라즈마 볼륨을 증대시킬 수 있으며, 살균 처리와 관련된 용도에 최적화 된 콜드 플라즈마 발생 장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
상기한 바와 같은 실시 예들은 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 실시 예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 콜드 플라즈마 발생 장치
101: 방출 구멍
102: 도파관 피팅
103: 마이크로웨이브 제너레이터의 연결 라인
110: 장치 하우징
111: 연장부
120: 중앙 컨덕터
130: 마이크로웨이브 전달 부재
140: 니플 부재
150: 임피던스매칭 조절부재
200: 처리 챔버
201: 개폐 도어
210: 처리대상물 수용부재
300: 점화 유닛
310: 접지 박스
311: 크레들
320: 판 스프링
330: 누름 조작 스위치
340: 릴레이
341: 샤프트
350: 작동 레버
360: 텐션 스프링
400: 파워 서플라이
500: 파워 분배 유닛
510: 도파관
511: 초기 로드부
520: 마이크로웨이브 써큘레이터
530, 531 내지 533: 파워분할 스플리터
600: 가스 순환공급 유닛
610: 펌핑 장치
620: 여과 장치
630: 가스/가스혼합물 부가 장치
G/F: 가스 흐름
T: 처리 대상물

Claims (9)

  1. 내부 공간을 갖는 처리 챔버;
    상기 처리 챔버의 내부 공간에 구비되어 처리 대상물이 설치되는 처리대상물 수용부재;
    상기 처리대상물 수용부재를 회전시키도록 구성되는 회전 교반 장치;
    상기 처리 챔버에 배열 구비되는 복수의 콜드 플라즈마 발생장치;
    상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치를 점화시키도록 구성되는 점화 유닛;
    상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치에 파워를 공급하도록 구성되는 파워 서플라이;
    상기 파워 서플라이에서 공급되는 파워를 복수의 콜드 플라즈마 발생장치에 균등 분배하도록 구성되는 파워 분배 유닛; 및
    상기 처리 챔버로 가스 또는 가스 혼합물을 순환 공급하도록 구성되는 가스 순환공급 유닛;을 포함하고,
    상기 처리대상물 수용부재는 테프론 재질 또는 유리섬유 재질의 네팅(netting)으로 이루어지고,
    상기 콜드 플라즈마 발생장치는, 일단에 방출구멍이 형성되는 장치 하우징과, 상기 장치 하우징의 길이방향 센터라인을 따라 구비되는 전도성 재질의 중앙 컨덕터와, 상기 장치 하우징의 일측에 구비되어 상기 장치 하우징의 공동으로 플라즈마 가스가 유입되도록 연결되는 니플 부재와, 상기 중앙 컨덕터의 일측에 직교되는 방향으로 일체로 연장 형성되고, 마이크로웨이브 제너레이터의 마이크로웨이브를 상기 중앙 컨덕터로 전달하도록 구비되는 마이크로웨이브 전달 부재, 및 상기 장치 하우징의 타단부에 구비되되 마이크로웨이브 반사를 최소화하고 마이크로웨이브 소스에 대한 공동 임피던스를 매칭시키기 위하여 상기 장치 하우징의 공동에서 상기 중앙 컨덕터의 노출 길이가 조절되도록 하는 임피던스매칭 조절부재를 포함하고,
    상기 복수의 콜드 플라즈마 발생장치는 상기 처리 챔버의 센터를 향하여 서로 대향하여 배열 배치되며,
    상기 점화 유닛은 상기 콜드 플라즈마 발생장치 각각이 수용 장착되는 크레들(cradle)이 형성된 접지 박스와, 상기 콜드 플라즈마 발생장치를 탄성 지지하면서 상기 접지 박스에 접지시키는 판 스프링과, 상기 접지 박스의 일측에 구비되어 누름 조작되는 누름 조작 스위치와, 상기 누름 조작 스위치에 구비되어 그 누름 조작 스위치에 의해 연장되는 샤프트를 포함하여 구성되는 릴레이와, 상기 릴레이의 샤프트에 의해 회동하여 일단부가 상기 콜드 플라즈마 발생장치의 팁부로 이동하며 타단부가 상기 파워서플라이의 출력 측에 연결되도록 구성되는 작동 레버, 및 상기 작동 레버를 원위치로 탄성 복원시키도록 구성되는 텐션 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 장치 하우징의 방출 구멍은 상기 중앙 컨덕터의 외경보다 크게 형성되며,
    상기 중앙 컨덕터의 외경은 상기 방출 구멍의 직경보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 전달 부재는 상기 중앙 컨덕터의 직경과 동일한 직경을 가지며, 상기 중앙 컨덕터의 타단부에서 직교되게 일체로 연장 형성되며,
    상기 마이크로웨이브 전달 부재는, 상기 장치 하우징와 동일한 직경을 가지며, 그 장치 하우징에 직교되게 연장되는 관형 연장부의 센터라인을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 전달 부재의 직경은, 상기 마이크로웨이브 전달부재에서의 마이크로웨이브의 파장의 1/8이하가 되도록 이루어지며,
    상기 마이크로웨이브 전달 부재를 기준으로 하여 상기 장치 하우징의 타단까지의 상기 중앙 컨덕터의 길이는 상기 마이크로웨이브 전달부재에서의 마이크로웨이브 파장의 1/2파장 또는 1파장인 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 임피던스매칭 조절부재는 그 외연이 상기 장치 하우징의 타단부에 나사산결합되는 노브형 조절부재로 구성되고,
    상기 중앙 컨덕터의 타단부는 상기 임피던스매칭 조절부재에 출입가능하게 수용되거나 나사산결합되어 구비되는 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마이크로웨이브 전달 부재를 기준으로 한 상기 중앙 컨덕터와 상기 임피던스매칭 조절 부재 간의 거리는 상기 마이크로웨이브 전달부재에서의 마이크로웨이브의 파장의 1/4보다 크고, 마이크로웨이브의 파장의 1/2보다 작게 이루어지는 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파워 분배 유닛은, 도파관을 통해 상기 파워서플라이에 연결되어 그 파워서플라이의 초기 마이크로웨이브 파워를 제공받는 초기 로드부(nascent load)와, 상기 도파관에 구비되고, 상기 파워서플라이의 마이크로웨이브 파워를 전달받되 그 마이크로웨이브 파워의 반사파를 상기 초기 로드부로 다시보내도록 이루어지는 마이크로웨이브 써큘레이터, 및 상기 마이크로웨이브 파워를 전달받아 다방향으로 분할하여 상기 복수의 플라즈마 발생장치 각각으로 전달하는 파워분할 스플리터를 포함하며,
    상기 가스 순환공급 유닛은, 상기 처리 챔버로부터 가스 또는 가스 혼합물이 배출되도록 펌핑하는 펌핑 장치와, 상기 펌핑 장치에 의해 펌핑되어 나오는 가스를 여과하는 여과 장치, 및 상기 여과 장치에서 여과된 가스와 외부 가스공급 장치로부터 공급되는 가스를 추가하여 상기 콜드 플라즈마 발생장치로 공급하는 가스 부가 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는
    다중 콜드 플라즈마 어레이 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
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