KR102505634B1 - Atmospheric pressure plasma device for treating harmful gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각종 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 처리하거나, 내연 기관에서 발생하는 유해가스를 용이하게 처리할 수 있으며, 유해가스에 포함된 수증기 입자를 소정크기 이하로 제어하여 플라즈마를 안정적으로 운영할 수 있도록 한 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치에 관한 것이다.The present invention can treat wastes generated in various industrial processes or easily treat harmful gases generated from internal combustion engines, and can stably operate plasma by controlling water vapor particles included in harmful gases to a predetermined size or less. It relates to an atmospheric pressure plasma device for processing harmful gases.
Description
본 발명은 각종 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 처리하거나, 내연 기관에서 발생하는 유해가스를 용이하게 처리할 수 있는 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma device for treating harmful gases that can easily treat wastes generated from various industrial processes or harmful gases generated from internal combustion engines.
일반적으로, 반도체 제조나 화학물질 제조와 같은 각종 산업 공정이나, 폐기물의 처리 시 또는 내연 기관에서는 질소산화물(NOx) 등의 유해가스가 발생하게 된다. 이러한 유해가스를 처리하기 위해 대기압 플라즈마를 이용한 기술이 개발되고 있다.In general, harmful gases such as nitrogen oxides (NOx) are generated in various industrial processes such as semiconductor manufacturing or chemical manufacturing, waste treatment, or internal combustion engines. In order to treat these harmful gases, a technology using atmospheric pressure plasma has been developed.
구체적으로, 대기압 플라즈마에 의한 처리 방식의 하나로 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge: DBD) 방식을 이용하는 연구가 이루어지고 있다.Specifically, research using a dielectric barrier discharge (DBD) method is being conducted as one of the processing methods using atmospheric plasma.
유전체 장벽 방전은 고전압 전극과 접지 전극 사이에 유전체를 삽입하고 두 전극에 교류 전압을 인가하면 전자들이 두 전극 사이의 전기장 영역에서 가속되어 주입된 가스를 이온화시켜 플라즈마를 발생시키는 방식으로, 비교적 플라즈마 발생이 용이하여 오염물의 표면 세정 및 개질 분야에서 자주 이용되고 있다.Dielectric barrier discharge is a method in which a dielectric is inserted between a high voltage electrode and a ground electrode and an alternating voltage is applied to the two electrodes to generate plasma by accelerating electrons in the electric field region between the two electrodes and ionizing the injected gas. It is easy to use, so it is often used in the field of surface cleaning and modification of contaminants.
그러나 유전체 장벽 방전 방식의 대기압 플라즈마는 통상 분당 mL단위의 가스 유량을 이용할 수 있기 때문에 대용량의 가스를 처리하는 데에는 적합하지 않다.However, atmospheric pressure plasma of the dielectric barrier discharge method is not suitable for processing a large amount of gas because it can use a gas flow rate of mL per minute.
이에 따라 대용량의 유해 가스를 처리하는 기술로서 대기압 상태에서 교류 전원에 의해 작동하는 토치 방식의 대기압 플라즈마 장치를 활용하는 방안이 연구되고 있다.Accordingly, as a technology for processing a large amount of harmful gas, a method of utilizing a torch-type atmospheric pressure plasma device operated by an AC power source in an atmospheric pressure state is being studied.
구체적으로, 대기압 플라즈마 장치는 공기 또는 질소를 플라즈마 생성 가스로 이용하며, 촉매와 함께 결합하여 사용하면 분당 수십 리터 수준의 가스를 처리할 수 있다.Specifically, the atmospheric pressure plasma device uses air or nitrogen as a plasma generating gas, and can process several tens of liters of gas per minute when used in combination with a catalyst.
그러나 종래 토치 방식의 플라즈마 장치는 상온의 가스를 사용하는데 적합하고 고온의 가스를 사용하기에는 적합하지 않으며, 플라즈마 장치의 가스 기밀성이 낮아 처리하고자 하는 유해가스가 누출될 수 있다.However, the conventional torch-type plasma device is suitable for using room-temperature gas and not suitable for using high-temperature gas, and the gas tightness of the plasma device is low, so harmful gases to be treated may leak.
또한 유해가스에는 대부분 수증기가 포함되어 있으며, 이러한 유해가스에 포함된 수증기로 인해 플라즈마 방전이 불안정할 수 있다. 심할 경우 상기 수증기에 의해 플라즈마가 꺼질 수 있는 문제점이 있다.In addition, most of the noxious gases contain water vapor, and the water vapor contained in these noxious gases may cause unstable plasma discharge. In severe cases, there is a problem that the plasma can be turned off by the water vapor.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 각종 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 처리하거나, 내연 기관에서 발생하는 유해가스를 용이하게 처리할 수 있으며, 유해가스에 포함된 수증기 입자를 소정크기 이하로 제어하여 플라즈마를 안정적으로 운영할 수 있도록 한 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and can easily treat wastes generated from various industrial processes or harmful gases generated from internal combustion engines, and reduce water vapor particles included in harmful gases to a predetermined size or less. Its purpose is to provide an atmospheric pressure plasma device for processing harmful gases that can be controlled to stably operate the plasma.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치는, 일측에 가스투입구가 구비되고 타측에 가스배출구가 구비된 중공의 튜브형상으로 형성되며, 전원이 인가되는 제1전극부; 상기 제1전극부의 타측 외주면에 일측이 둘러싸도록 배치되며 접지되는 제2전극부; 상기 제1전극부의 외주면과 상기 제2전극부의 내주면 사이에 배치되며, 상기 제2전극부의 타측 내부 공간에 플라즈마 챔버가 마련되는 절연부; 상기 제1전극부의 가스투입구 및 가스배출구와 연결되어 상기 플라즈마 챔버 내에 가스를 공급해주는 가스공급부; 및 상기 플라즈마 챔버 내에 공급되는 유해가스에 포함된 수증기 입자를 소정크기 이하로 제어할 수 있도록 상기 가스배출구에 설치되어, 플라즈마가 생성되는 상기 제1전극부의 선단이 젖는 것을 방지해주는 노즐부;를 포함할 수 있다.An atmospheric pressure plasma device for processing harmful gases according to the present invention for realizing the above object is formed in the shape of a hollow tube having a gas inlet on one side and a gas outlet on the other side, and a first to which power is applied. electrode unit; a second electrode part disposed so that one side is surrounded by an outer circumferential surface of the other side of the first electrode part and grounded; an insulating part disposed between an outer circumferential surface of the first electrode part and an inner circumferential surface of the second electrode part, and having a plasma chamber provided in an inner space on the other side of the second electrode part; a gas supply unit connected to the gas inlet and gas outlet of the first electrode unit to supply gas into the plasma chamber; and a nozzle unit installed at the gas outlet so as to control the water vapor particles included in the harmful gas supplied into the plasma chamber to a predetermined size or less, and preventing the front end of the first electrode unit where plasma is generated from getting wet. can do.
이 경우 상기 제1전극부와 제2전극부는 플랜지부를 매개로 결합되며, 상기 플랜지부에는 상기 플라즈마 챔버 내에 에어를 공급하여 상기 유해가스에 포함된 수증기 입자 크기의 제어를 보조해주는 에어공급부;가 구비된 것을 더 포함할 수 있다.In this case, the first electrode unit and the second electrode unit are coupled via a flange unit, and the flange unit supplies air into the plasma chamber to assist in controlling the size of water vapor particles included in the noxious gas; It may further include what is provided.
또한 상기 플랜지부는, 상기 제1전극부의 타측 외주면에 절연튜브를 매개로 결합되는 제1플랜지; 및 상기 제1플랜지의 일면에 체결부재를 매개로 고정되며, 상기 제2전극부의 일측 외주면에 결합되는 제2플랜지;를 포함하여, 상기 제1, 2전극부 및 절연부가 동심을 이루도록 결합될 수 있다.In addition, the flange portion may include a first flange coupled to an outer circumferential surface of the other side of the first electrode portion via an insulating tube; And a second flange fixed to one surface of the first flange via a fastening member and coupled to an outer circumferential surface of one side of the second electrode unit; including, the first and second electrode units and the insulation unit may be coupled concentrically. there is.
또한 상기 가스배출구는 상기 제1전극부의 타측 외둘레에 복수 개가 소정각도 이격되게 관통 형성되고, 상기 가스배출구를 통해 배출되는 유해가스는 상기 제1전극부의 외주면과 상기 절연부 내주면 사이의 가스통로를 통해 상기 플라즈마 챔버 내에 공급될 수 있다.In addition, a plurality of gas outlets are formed through the outer circumference of the other side of the first electrode part at a predetermined angle, and the harmful gas discharged through the gas outlet passes through a gas passage between the outer circumferential surface of the first electrode part and the inner circumferential surface of the insulating part. It may be supplied into the plasma chamber through.
또한 상기 제1전극부의 타측 선단 내에는 플러그의 일측이 결합되어 폐쇄되고, 상기 플러그의 타측에는 플라즈마를 생성해주는 전극 선단체가 나사 결합된 것을 포함할 수 있다.In addition, one side of a plug is coupled to the front end of the other side of the first electrode unit to be closed, and an electrode front body for generating plasma may be screwed to the other side of the plug.
또한 상기 전극 선단체의 외주면에는, 상기 가스통로를 통해 이동하는 유해가스가 와류를 형성할 수 있도록 외주면에 복수의 나선홈이 형성된 와류링;이 결합된 것을 더 포함할 수 있다.In addition, a vortex ring having a plurality of spiral grooves formed on the outer circumferential surface of the electrode front end so that the harmful gas moving through the gas passage can form a vortex; may further include a combination.
또한 상기 제2전극부의 타측 외주면에는, 상기 플라즈마 챔버 내에서 생성된 후 가스출구를 통해 배출되는 플라즈마 가스를 세정대상 제품의 표면을 세정하는 용도로 사용 시, 상기 세정대상 제품의 표면을 향해 수증기를 분사하여 상기 세정대상 제품의 표면에 정전기가 발생하는 것을 방지해주는 수증기공급부;가 구비된 것을 더 포함할 수 있다.In addition, when the plasma gas generated in the plasma chamber and then discharged through the gas outlet is used for cleaning the surface of the product to be cleaned, water vapor is directed toward the surface of the product to be cleaned on the outer circumferential surface of the other side of the second electrode unit. It may further include a water vapor supply unit that sprays and prevents static electricity from being generated on the surface of the product to be cleaned.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치는, 각종 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 처리하거나, 내연 기관에서 발생하는 유해가스를 용이하게 처리할 수 있으며, 유해가스에 포함된 수증기를 소정 크기 이하로 제어하여 플라즈마를 안정적으로 운영할 수 있다.The atmospheric pressure plasma device for treating harmful gases according to the present invention configured as described above can treat wastes generated in various industrial processes or easily treat harmful gases generated from internal combustion engines, and can treat water vapor contained in harmful gases. It is possible to stably operate the plasma by controlling to a predetermined size or less.
또한 대기압 플라즈마 장치를 이용한 제품의 표면 세정 시 정전기 발생을 방지할 수 있다.In addition, generation of static electricity can be prevented when cleaning the surface of a product using an atmospheric plasma device.
도 1은 본 발명에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치의 내부 구성을 보여주는 단면도,
도 2는 도 1의 'A' 부분 상세도,
도 3의 (a), (b)는 본 발명에 따른 와류링의 사시도,
도 4는 본 발명에 따른 수증기공급부를 보여주는 부분 상세도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an atmospheric pressure plasma device for processing harmful gases according to the present invention;
Figure 2 is a detailed view of 'A' part of Figure 1;
Figure 3 (a), (b) is a perspective view of the vortex ring according to the present invention,
4 is a partial detailed view showing a steam supply unit according to the present invention.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the configuration and operation of specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.Here, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are marked with the same numerals as much as possible, even if they are displayed on different drawings.
도 1은 본 발명에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치의 내부 구성을 보여주는 단면도이고, 도 2는 도 1의 'A' 부분 상세도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of an atmospheric pressure plasma device for processing harmful gases according to the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of 'A' part in FIG.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치(100)는, 제1전극부(110), 제2전극부(120), 절연부(130), 가스공급부(140), 노즐부(150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, an atmospheric
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.The detailed description of the configuration of the present invention is as follows.
먼저, 제1전극부(110)는 중공의 튜브 형상으로 형성되는 것으로, 이러한 제1전극부(110)는 처리 대상 유해가스를 일방향으로 공급해줄 수 있도록 일측에 가스투입구(111)가 구비되고 타측에 가스배출구(113)가 구비될 수 있다.First, the
이 경우 상기 제1전극부(110)의 일측에는 전원공급블록(115)이 제1전극부(110)의 외주면을 감싸는 형태로 결합될 수 있다. 그리고 전원공급블록(115)에 구비된 단자(115a)를 통해 외부로부터 제1전극부(110)에 고전압이 인가될 수 있다.In this case, a
제2전극부(120)는 내부에 환형의 공간을 갖는 원통형으로 형성될 수 있다. 이러한 제2전극부(120)는 제1전극부(110)의 타측 외주면에 일측이 플랜지부(F)를 매개로 중첩되게 둘러싸도록 배치되며 접지될 수 있다.The
이 경우 상기 플랜지부(F)는 제1전극부(110)의 타측 외주면에 절연튜브(114)를 매개로 결합되는 제1플랜지(F1)와, 상기 제1플랜지(F1)의 일면에 체결부재(미도시)를 매개로 고정되며 제2전극부(120)의 일측 외주면에 결합되는 제2플랜지(F2)를 포함할 수 있다.In this case, the flange part (F) is a first flange (F1) coupled to the outer circumferential surface of the other side of the first electrode part (110) via an insulating tube (114), and a fastening member on one surface of the first flange (F1). (not shown) may include a second flange F2 that is fixed via a medium and coupled to an outer circumferential surface of one side of the
이러한 상기 플랜지부(F)는 후술할 절연부(130)를 매개로 결합되는 제1전극부(110)와 제2전극부(120)를 견고하게 고정해줌과 아울러, 그 사이의 연결 틈새를 막아주어 가스의 누출을 방지해줄 수 있다.The flange portion F firmly fixes the
절연부(130)는 제1전극부(110)의 외주면과 제2전극부(120)의 내주면 사이에 개재되는 것으로, 상기 제2전극부(120)의 타측 내부 공간에는 플라즈마가 생성되는 플라즈마 챔버(C)가 마련될 수 있다. 이러한 절연부(130)는 제1전극부(110)와 제2전극부(120)의 절연 상태를 유지해줄 수 있다. 절연부(130)는 다양한 재질로 형성될 수 있음에 따라 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다. 이러한 절연부(130)는 제1전극부(110) 및 제2전극부(120)와 동심을 이루도록 결합될 수 있다.The
상기 플라즈마 챔버(C) 내에 위치되는 제1전극부(110)의 타측 선단 내에는 플러그(117)의 일측이 결합되어 폐쇄될 수 있다. 그리고 상기 플러그(117)의 타측에는 플라즈마 챔버(C)에서 플라즈마가 생성될 수 있도록 전극 선단체(118)가 나사 결합될 수 있다.One side of the
이 경우 상기 제1전극부(110)의 가스배출구(113)는 제1전극부(110)의 타측 외둘레에 복수 개가 소정각도 이격되게 관통 형성될 수 있다. 이러한 가스배출구(113)를 통해 배출되는 유해가스는 제1전극부(110)의 외주면과 절연부(130) 내주면 사이에 마련된 가스통로(L)를 통해 플라즈마 챔버(C) 내에 공급될 수 있다.In this case, a plurality of
도 2를 참조하면, 상기 전극 선단체(118)의 단턱진 외주면에는 가스통로(L)를 통해 이동하는 유해가스가 와류를 형성할 수 있도록 와류링(119)이 결합될 수 있다.Referring to FIG. 2 , a
도 3을 참조하면, 상기 와류링(119)은 외주면에 복수의 나선홈(119a)이 형성될 수 있다. 그리고 와류링(119)의 중심축 선상에는 전극 선단체(110)의 외주면에 끼움 결합될 수 있도록 끼움공(119b)이 구비될 수 있다. 이러한 구조의 와류링(119)을 통해 플라즈마 챔버(C) 내에 공급되는 유해가스에 와류를 형성해줄 수 있고, 이에 따라 플라즈마의 생성 효율을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 3 , a plurality of
다시 도 1을 참조하면, 가스공급부(140)는 제1전극부(110)의 가스투입구(111) 및 가스배출구(113)와 연결되어 플라즈마 챔버(C) 내에 유해가스를 공급해줄 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
이 경우 상기 가스공급부(140)는 제1전극부(110)의 가스투입구(111)와 연통되어 가스투입구(111) 내에 처리대상 유해가스를 공급해주는 가스공급용 튜브(141)가 구비될 수 있다.In this case, the
노즐부(150)는 제1전극부(110)의 가스배출구(113)에 구비되는 것으로, 상기 노즐부(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 가스투입구(111)의 내경보다 작은 내경의 구멍으로 형성될 수 있다. 이러한 구조의 노즐부(150)는 가스배출구(113)를 통해 플라즈마 챔버(C) 내에 공급되는 유해가스에 포함된 수증기 입자를 소정크기 이하(예컨대 10㎛)로 제어해줄 수 있다. 노즐부(150)는 일반노즐 또는 초음파노즐을 적용할 수 있다.The
상기 가스배출구(113)에 노즐부(150)가 설치됨에 따라 플라즈마 챔버(C) 내에 플라즈마를 생성해주는 전극 선단체(118)에 물방울이 맺히게 되는 것을 방지해줄 수 있다. 이에 따라 상기 전극 선단체(118)가 젖는 것을 방지해줌으로써 수증기와 플라즈마 사이에 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 일반적으로 수증기 입자의 분무 시 수증기 입자 크기에 따라 대상물(전극 선단체)의 표면이 젖는 특성을 제어할 수 있다. 즉 수증기 입자가 큰 경우에는 대상물의 표면에서 충돌에 의해 수증기 입자가 파열되어 대상물 표면이 젖을 수 있다. 반대로, 수증기 입자가 작아지는 경우에는 대상물의 표면에 충돌 시 파열되지 않고 부딪히고 난 뒤 튕겨나가게 되고, 이에 따라 대상물 표면이 젖지 않을 수 있다.
한편, 상기 노즐부(150)가 일반노즐로 적용된 경우에는 유해가스가 공급되는 가스투입구(111)의 내경에 비해 상기 노즐부(150)의 내경이 작게 형성됨에 따라(도 1 참조), 상기 노즐부(150)를 통과하는 유해가스에 포함된 수증기 입자가 미세화될 수 있다. 아울러 유해가스가 상기 노즐부(150)를 통과하면서 속도가 빨라지게 되고, 이에 따라 수증기 입자가 미립화되어 전극 선단체(118)가 젖지 않을 수 있다.
상기 노즐부(150)가 초음파노즐로 적용된 경우에는 상기 노즐부(150)를 통과하는 수증기 입자에 초음파 진동을 가해줌으로써 수증기 입자가 미세화될 수 있다.As the
More specifically, in general, the wetting characteristics of the surface of the object (electrode front body) can be controlled according to the size of the water vapor particles when the vapor particles are sprayed. That is, when the water vapor particles are large, the water vapor particles are ruptured by collision on the surface of the object, and the surface of the object may be wet. Conversely, when the water vapor particles are small, they are not ruptured when they collide with the surface of the object, but are bounced off after colliding, and accordingly, the surface of the object may not be wet.
On the other hand, when the
When the
한편, 상기 플랜지부(F)에는 플라즈마 챔버(C) 내에 에어(CDA, Clean Dry Air)를 공급하여 유해가스에 포함된 수증기 입자 크기의 제어를 보조해주는 에어공급부(160)가 더 구비될 수 있다.On the other hand, the flange portion (F) may further include an
즉 상기 노즐부(150)를 통해 수증기의 입자크기를 제어해줌과 아울러, 상기 에어공급부(160)를 통해 플라즈마 챔버(C) 내에 에어를 공급해줌으로써 유해가스에 포함된 수증기의 양을 적절하게 조절해줄 수 있다.That is, by controlling the particle size of water vapor through the
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 대기압 플라즈마 장치(100)는 유해가스를 처리하는 용도 이외에 합성수지 재질의 병이나, PCB 기판 등의 제품의 표면을 세정하는 용도로 사용할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the atmospheric
즉 플라즈마 챔버(C)의 가스출구(C1)를 통해 배출되는 플라즈마 가스를 세정대상 제품의 표면을 향해 분사해줌으로써 제품 표면을 깨끗하게 세정해줄 수 있다.That is, the surface of the product can be cleanly cleaned by spraying the plasma gas discharged through the gas outlet C1 of the plasma chamber C toward the surface of the product to be cleaned.
상기 플라즈마 가스를 이용하여 제품의 표면 세정 시 플라즈마 이온에 의해 표면이 건조될 수 있으며, 이때 정전기가 발생할 수 있다.When cleaning the surface of a product using the plasma gas, the surface may be dried by plasma ions, and at this time, static electricity may be generated.
이 경우 상기 세정대상 제품 표면에 정전기가 발생하는 것을 방지할 수 있도록 상기 제2전극부(120)의 타측 외주면에는 수증기공급부(170)가 구비될 수 있다.In this case, a
상기 수증기공급부(170)는 공급되는 에어가 물탱크(미도시)를 통과하면서 수증기를 발생시켜주는 구조로 구성될 수 있다. 이러한 수증기공급부(170)에 의해 발생된 수증기는 제2전극부(120)의 타측 외주면에 소정각도 이격되게 구비된 복수의 분사노즐(171)을 통해 소정량 분사될 수 있다.The
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치(100)의 작용에 대하여 다시 도 1을 참조하여 설명해보기로 한다.The operation of the atmospheric
먼저, 외부의 가스 공급원(미도시)로부터 가스공급용 튜브(141)를 통해 대기압 플라즈마 장치(100)에 공급된다. 플라즈마 생성용 가스로는 질소 가스와 플라즈마 장치(100)에 의해 처리하려는 유해가스가 혼합된 가스가 공급될 수 있다. 플라즈마 생성용 가스로서는 질소 외에도 공기를 사용할 수 있다.First, an external gas supply source (not shown) is supplied to the atmospheric
가스공급용 튜브(141)에 공급되는 가스는 제1전극부(110)의 가스투입구(111)와 가스배출구(113)를 통해 공급된 후, 제1전극부(110)와 절연부(130) 사이의 가스통로(L) 측으로 이동하게 된다.After the gas supplied to the
이때, 가스배출구(113)에는 노즐부(150)가 구비되어 상기 가스배출구(113)를 통해 플라즈마 챔버(C) 내에 공급되는 가스에 포함된 수증기 입자를 소정크기 이하(예컨대 10㎛)로 제어해줄 수 있다. 이에 따라 상기 플라즈마 챔버(C) 내에 플라즈마를 생성해주는 전극 선단체(118)가 젖는 것을 방지해줌으로써 수증기와 플라즈마 사이에 문제가 발생하지 않도록 할 수 있다.At this time, a
아울러, 상기 플랜지부(F)에 구비된 에어공급부(160)를 통해 플라즈마 챔버(C) 내에 에어(CDA, Clean Dry Air)를 공급해줌으로써, 유해가스에 포함된 수증기 입자 크기의 제어를 보조해줄 수 있다.In addition, by supplying air (CDA, Clean Dry Air) into the plasma chamber (C) through the
상기 가스배출구(113)를 통과한 가스는 가스통로(L)를 따라 이동하게 되고, 전극 선단체(118)에 마련된 와류링(119)을 통과하면서 와류링(119)의 나선홈(119a)에 의해 와류를 형성해주게 된다. 와류링(119)을 통과한 가스는 플라즈마 챔버(C)로 유입된다.The gas passing through the
제1전극부(110)에는 전원공급블록(115)을 통해 고전압이 인가되고, 제2전극부(120)는 접지되어 있으며, 이들 사이에는 절연부(130)가 배치되어 있음에 따라, 상기 제1전극부(110)의 전극 선단체(118)가 배치된 플라즈마 챔버(C) 내에서 플라즈마가 생성된다. 이에 따라 유해가스 처리 공정을 수행할 수 있게 된다.A high voltage is applied to the
이상과 같은 본 발명에 따른 유해가스 처리용 대기압 플라즈마 장치(100)는, 각종 산업 공정에서 발생하는 폐기물을 처리하거나, 내연 기관에서 발생하는 유해가스를 용이하게 처리할 수 있으며, 유해가스에 포함된 수증기를 소정 크기 이하로 제어하여 플라즈마를 안정적으로 운영할 수 있다.The atmospheric
또한 대기압 플라즈마 장치(100)를 이용한 제품의 표면 세정 시 수증기공급부(170)를 통해 제품에 수증기를 분사해줌으로써, 정전기 발생을 방지할 수 있다.In addition, when the surface of a product is cleaned using the atmospheric
이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.In the above, the present invention has been shown and described with specific specific examples, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various changes and modifications are possible without departing from the technical spirit of the present invention.
100 : 대기압 플라즈마 장치 110 : 제1전극부
111 : 가스투입구 113 : 가스배출구
114 : 절연튜브 115 : 전원공급블록
115a : 단자 117 : 플러그
118 : 전극 선단체 119 : 와류링
119a : 나선홈 120 : 제2전극부
130 : 절연부 140 : 가스공급부
141 : 가스공급용 튜브 150 : 노즐부
160 : 에어공급부 170 : 수증기공급부
171 : 분사노즐100: atmospheric pressure plasma device 110: first electrode unit
111: gas inlet 113: gas outlet
114: insulation tube 115: power supply block
118: electrode front body 119: vortex ring
119a: spiral groove 120: second electrode unit
130: insulation part 140: gas supply part
141: gas supply tube 150: nozzle part
160: air supply unit 170: steam supply unit
171: injection nozzle
Claims (7)
상기 제1전극부의 타측 외주면에 일측이 둘러싸도록 배치되며 접지되는 제2전극부;
상기 제1전극부의 외주면과 상기 제2전극부의 내주면 사이에 배치되며, 상기 제2전극부의 타측 내부 공간에 플라즈마 챔버가 마련되는 절연부;
상기 제1전극부의 가스투입구 및 가스배출구와 연결되어 상기 플라즈마 챔버 내에 가스를 공급해주는 가스공급부; 및
상기 플라즈마 챔버 내에 공급되는 유해가스에 포함된 수증기 입자를 소정크기 이하로 제어할 수 있도록 상기 가스배출구에 설치되어, 플라즈마가 생성되는 상기 제1전극부의 선단이 젖는 것을 방지해주는 노즐부;를 포함하는 대기압 플라즈마 장치.
A first electrode unit formed in a hollow tube shape having a gas inlet on one side and a gas outlet on the other side, to which power is applied;
a second electrode part disposed so that one side is surrounded by an outer circumferential surface of the other side of the first electrode part and grounded;
an insulating part disposed between an outer circumferential surface of the first electrode part and an inner circumferential surface of the second electrode part, and having a plasma chamber provided in an inner space on the other side of the second electrode part;
a gas supply unit connected to the gas inlet and gas outlet of the first electrode unit to supply gas into the plasma chamber; and
A nozzle unit installed at the gas outlet to control the water vapor particles included in the harmful gas supplied into the plasma chamber to a predetermined size or less, and preventing the tip of the first electrode unit from getting wet. Atmospheric pressure plasma device.
상기 제1전극부와 제2전극부는 플랜지부를 매개로 결합되며,
상기 플랜지부에는 상기 플라즈마 챔버 내에 에어를 공급하여 상기 유해가스에 포함된 수증기 입자 크기의 제어를 보조해주는 에어공급부;가 구비된 것을 더 포함하는 대기압 플라즈마 장치.
According to claim 1,
The first electrode part and the second electrode part are coupled through a flange part,
Atmospheric pressure plasma device further comprising an air supply unit for supplying air into the plasma chamber to assist in controlling the size of water vapor particles included in the noxious gas.
상기 플랜지부는,
상기 제1전극부의 타측 외주면에 절연튜브를 매개로 결합되는 제1플랜지; 및
상기 제1플랜지의 일면에 체결부재를 매개로 고정되며, 상기 제2전극부의 일측 외주면에 결합되는 제2플랜지;를 포함하여,
상기 제1, 2전극부 및 절연부가 동심을 이루도록 결합되는 것인 대기압 플라즈마 장치.
According to claim 2,
The flange part,
a first flange coupled to an outer circumferential surface of the other side of the first electrode part via an insulating tube; and
A second flange fixed to one surface of the first flange via a fastening member and coupled to an outer circumferential surface of one side of the second electrode unit; including,
Atmospheric pressure plasma apparatus, wherein the first and second electrode parts and the insulating part are coupled concentrically.
상기 가스배출구는 상기 제1전극부의 타측 외둘레에 복수 개가 소정각도 이격되게 관통 형성되고,
상기 가스배출구를 통해 배출되는 유해가스는 상기 제1전극부의 외주면과 상기 절연부 내주면 사이의 가스통로를 통해 상기 플라즈마 챔버 내에 공급되는 것인 대기압 플라즈마 장치.
According to claim 1,
A plurality of gas outlets are formed through the outer circumference of the other side of the first electrode part, spaced apart at a predetermined angle,
Atmospheric pressure plasma device, wherein the noxious gas discharged through the gas outlet is supplied into the plasma chamber through a gas passage between an outer circumferential surface of the first electrode part and an inner circumferential surface of the insulating part.
상기 제1전극부의 타측 선단 내에는 플러그의 일측이 결합되어 폐쇄되고,
상기 플러그의 타측에는 플라즈마를 생성해주는 전극 선단체가 나사 결합된 것을 포함하는 대기압 플라즈마 장치.
According to claim 4,
One side of the plug is coupled and closed within the other end of the first electrode unit,
Atmospheric pressure plasma device comprising a threaded electrode tip for generating plasma on the other side of the plug.
상기 전극 선단체의 외주면에는,
상기 가스통로를 통해 이동하는 유해가스가 와류를 형성할 수 있도록 외주면에 복수의 나선홈이 형성된 와류링;이 결합된 것을 더 포함하는 대기압 플라즈마 장치.
According to claim 5,
On the outer circumferential surface of the electrode front end,
Atmospheric pressure plasma device further comprising a combination of a vortex ring having a plurality of spiral grooves formed on an outer circumferential surface so that the harmful gas moving through the gas passage can form a vortex.
상기 제2전극부의 타측 외주면에는,
상기 플라즈마 챔버 내에서 생성된 후 가스출구를 통해 배출되는 플라즈마 가스를 세정대상 제품의 표면을 세정하는 용도로 사용 시, 상기 세정대상 제품의 표면을 향해 수증기를 분사하여 상기 세정대상 제품의 표면에 정전기가 발생하는 것을 방지해주는 수증기공급부;가 구비된 것을 더 포함하는 대기압 플라즈마 장치.According to claim 1,
On the outer circumferential surface of the other side of the second electrode,
When the plasma gas generated in the plasma chamber and then discharged through the gas outlet is used for cleaning the surface of the product to be cleaned, water vapor is sprayed toward the surface of the product to be cleaned to generate static electricity on the surface of the product to be cleaned. Atmospheric pressure plasma device further comprising a water vapor supply unit that prevents the occurrence of water vapor.
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