KR102533737B1 - 플라즈마 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 전압 및 전류가 인가되어 전력이 발생하는 제1 전극과, 접지(ground)로 작용하도록 0V의 전위를 가지는 제2 전극 사이에 유전체층이 배치되어 격벽 방전의 형식으로 플라즈마를 발생한다. 한편, 발생한 플라즈마는 각 전극의 복수의 가지 사이에 형성되고 유전체층을 관통하도록 형성된 홀 내부에 생성될 수 있으며, 생성된 플라즈마는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 다양한 전극의 배치관계에 따라 그 두께와 유동방향 등이 결정될 수 있다. 이와 같은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치를 사용함에 따라 사용자는 다양한 조건 하에서 플라즈마를 발생시킬 수 있으며, 이에 따라 발생시키는 플라즈마 물질을 사용자가 원하는 환경에 더욱 용이하게 적용시킬 수 있는 이점이 있다.

Description

플라즈마 발생 장치{PLASMA GENERATION APPARATUS}
본 발명은 플라즈마 발생 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극 간 방전을 통해 플라즈마를 발생시키는 장치에 관한 것이다.
플라즈마(Plasma)란, 기체상의 분자 또는 원자가 가장 에너지가 높은 상태이며, 이러한 분자 혹은 원자들에 에너지를 가해주어 최외각 전자의 결합이 떨어지게 되면 이동이온 상태의 원자 또는 분자와 비결합 상태의 자유전자가 독립적으로 존재하는 상태를 의미한다. 플라즈마 상태는 고체상, 액체상, 기체상과는 구별되는 물질의 제4 상태로 명명되고 있으며, 드라이 에칭(dry etching), CVD(chemical vapor deposition), 플라즈마 중합, 표면개질, 스퍼터링(sputtering), 플라즈마 용접/절단, 플라즈마 소결 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있다. 특히, 플라즈마는 공장의 배기가스 중 NOx, SOx를 제거하거나 활성종을 발생시켜 대기 정화 또는 대상물 살균에 활용되고 있다.
한편, 플라즈마를 발생시키기 위하여 다양한 전극을 포함한 배치관계가 고안되어 사용되고 있다. 플라즈마 물질을 발생시키기 위한 장치로서 전압 및 전류가 인가되는 인가전극과, 0V의 전위를 가지는 접지전극이 형성되고, 인가전극과 접지전극 사이에는 유전체를 배치하여 유전체 격벽 방전(DBD; Dielectric Barrier Discharge)을 일으켜 플라즈마를 발생시키는 소스가 산업계에서 빈번하게 사용되고 있다.
KR 10-1933258 B1
본 발명에 따른 목적은, 제1 전극과 제2 전극 사이에 격벽이 존재하고, 적어도 하나의 제1 전극에 의하여 제2 전극과의 다양한 간격을 가지도록 함으로써 원하는 형태의 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 목적은 제1 전극과 제2 전극이 서로 교호적으로 배치되어 와류의 흐름을 가지는 플라즈마를 발생시키기 위한 플라즈마 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명에 따른 목적은 유전체층을 관통하도록 형성된 홀이 어레이의 형태로 형성되며, 서로 엇갈리게 비대칭적으로 배치되는 플라즈마 발생 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는, 적어도 두(2)개의 제1 전극, 제1 전극이 나열된 방향으로 대면하도록 마련되는 적어도 한(1)개의 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어 상기 제1 전극에 전력이 인가됨에 따라 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 격벽 방전을 발생시키는 유전체층, 상기 제1 전극을 적어도 일부 감싸도록 형성되는 제1 보호층, 및 상기 제2 전극을 적어도 일부 감싸도록 형성되는 제2 보호층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극에 인가되는 전력은 상기 제1 전극 중 한(1)개에 선택적으로 인가될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은 플라즈마 발생을 위하여 전력원으로부터 전압 및 전류가 인가되고, 상기 제2 전극은 접지(ground)로서 작용하도록 0V의 전위를 가지도록 할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은 복수의 가지로 분지되어 형성되고, 상기 제2 전극은 복수의 가지로 분지되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성되고, 상기 제2 전극의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극의 복수의 가지는 상기 유전체층의 일면에 접하도록 형성되고, 상기 제2 전극의 복수의 가지는 상기 유전체층의 일면과 대향되는 타면에 접하도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은 복수로 형성되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극에 대응되는 수로 복수로 형성되어, 각각 쌍(pair)을 이루어 서로 다른 전력원에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 내식성의 세라믹 소재로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극의 복수의 가지는 2 이상의 층을 형성하도록 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 전극의 복수의 가지는 2 이상의 층을 형성하도록 배치되어 상기 제1 전극의 복수의 가지와 서로 교호적으로 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극의 복수의 가지와 상기 제2 전극의 복수의 가지가 서로 교호적으로 배치되어 발생시키는 플라즈마는 일방향으로 회전하여 와류를 생성할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극의 복수의 가지 중 각각의 가지 사이에 형성되며, 상기 유전체층, 상기 제1 보호층, 및 상기 제2 보호층을 관통하도록 공간이 형성된 홀을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 홀은 복수개로 구성되며, 상기 제1 전극의 복수의 가지 중 각각의 가지 사이에 일정 개수가 일정 간격을 가지도록 어레이(array)의 형태로 형성될 수 있다.
또한, 어레이의 형태로 형성되는 상기 홀은, 상기 제1 전극의 복수의 가지 중 일 가지를 중심으로 비대칭적으로 배치되도록 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 다른 플라즈마 발생 장치는, 적어도 두(2)개의 제1 전극, 제1 전극이 나열된 방향으로 대면하도록 마련되는 적어도 한(1)개의 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어 상기 제1 전극에 전력이 인가됨에 따라 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 격벽 방전을 발생시키는 유전체층, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극을 적어도 일부 감싸도록 형성되는 보호층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치를 사용함으로써, 적어도 하나 이상의 전력이 인가되는 전극(제1 인가전극, 제2 인가전극, 제3 인가전극 등)이 하나의 플라즈마 발생 장치로 형성됨으로써, 사용자는 필요한 두께의 플라즈마를 조절하여 발생시킬 수 있으며, 각각의 인가전극에 인가되는 전력을 조절함으로써 발생하는 플라즈마의 세기 또는 활성종의 밀도 또한 조절이 가능한 이점이 있다.
나아가, 하나의 단위체로서, 2개 이상 병렬적으로 연결되어 플라즈마 발생영역을 확장시킬 수 있다.
또한, 제1 인가전극과 제1 접지전극 사이에 제1 전력원에 의하여 방전되는 제1 플라즈마를, 제2 인가전극과 제2 접지전극 사이에 제2 전력원에 의하여 방전되는 제2 플라즈마를 발생시킴으로써 하나의 플라즈마 발생 장치로 서로 다른 두 형태의 플라즈마를 생성할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치에서 제1 전극(전력이 인가되는 전극)의 복수의 가지와, 제2 전극(접지로 작용하는 전극)의 복수의 가지가 유전체층을 사이에 두고 서로 교호적으로 배치되도록 함으로써, 플라즈마가 특정 방향으로 회전하도록 발생하여 와류가 형성될 수 있으며, 와류의 형태로 생성된 플라즈마는 부피가 증가하여 반응성이 향상되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치에서 홀이 형성되고, 홀은 어레이(array)의 형태로 제1 전극의 가지들 또는 제2 전극의 가지들 사이에 배치되어 플라즈마가 홀 내부에 발생할 수 있다. 또한, 어레이 형태의 홀이 어레이 별로 비대칭적으로 엇갈리게 배치됨으로써 플라즈마가 작용할 수 있는 영역을 확장시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 2은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 3는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 4은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 7는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 평면도이다.
도 8 및 9은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 평면도이다.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 적어도 하나의 제1 전극(11), 및 적어도 하나의 제2 전극(21)을 포함할 수 있다. 도 1은 제1 전극이 2개 마련되고, 제2 전극이 1개 마련된 경우를 도시한 도면이다. 하지만, 전극의 개수는 이에 한정되지 않고, 다양하게 선택될 수 있다. 제1 전극(11) 및 제2 전극(21)으로 사용되는 소재로는 전기전도성이 우수한 금속의 재료가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag), 은-백금 합금(AgPt), 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등의 금속원소를 가지는 재료가 사용될 수 있다. 이와 같은 원소를 포함하는 제1 전극(11) 및 제2 전극(21)은 전압 및 전류 인가시 저항에 의하여 발생하는 열을 최소화할 수 있으며, 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
한편, 제2 전극(21)은 제1 전극(11)이 나열된 방향으로 대면하도록 마련될 수 있다. 도 1에서는 제1 전극(11)이 상하로 나열되어 있고, 제1 전극(11)에 나열된 방향으로 대면하는 방향 중 하나인 하측에 제2(21) 전극이 위치되어 있다. 제1 전극(11)과 제2 전극(21)은 서로 다른 전압을 가지도록 형성될 수 있다. 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에 전압차가 발생하지 않는다면 제1 전극(10)과 제2 전극(20)의 어느 일측으로 전류가 흐르지 않게 된다. 따라서 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에 전력원(본 명세서 상에서는 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이를 연결하고 있는 전원에 대하여, 그것이 전압원이든 전류원이든 구분하지 않도록 '전력원(S)'이라 지칭한다)이 연결되어 있고, 전력원(S)에서 공급하는 전압 만큼의 전위차가 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에 발생할 수 있다. 이 때, 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에 발생하는 전위차는 전력원(S)이 교류 전원(AC Power)인 경우에는 시간에 따른 정현파의 형태로 나타날 수 있고, 직류 전원(DC Power)인 경우에는 일정한 전압의 형태로 나타날 수 있다. 또한, 제1 전극(11)은 플라즈마 발생을 위하여 전력원(S)으로부터 전압 및 전류가 인가되고, 제2 전극(21)은 접지(ground; GND)로서 작용하도록 0V의 전위를 가질 수도 있다. 따라서, 전류는 제1 전극(11)으로부터 제2 전극(21)으로 흐르고자 하는 성질을 가진다.
제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이에는, 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이의 격벽(barrier)을 형성하여 격벽 방전(barrier discharge)을 발생시킬 수 있도록 유전체층이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 전극(11)에 전력이 인가되면 전류는 전위가 높은 제1 전극(11)으로부터 전위가 낮은 제2 전극(21)으로 흐르려는 성질을 가지며, 유전체층에 의하여 제1 전극(11)에 전하가 축적되어 있다. 즉, 제1 전극(11)과 제2 전극(21) 사이는 유전체층에 의하여 개방(open)된 것처럼 동작하게 되는데, 강한 에너지를 전극(11, 21) 사이에 걸어주게 되면 순간적으로 방전이 일어나면서 전하 이동에 따른 에너지 축적과 방출이 발생한다. 이를 유전체 격벽 방전(dielectric barrier discharge; DBD)라고 지칭하며, 유전체 격벽 방전 현상에 따라 축적된 에너지는 주변 물질을 플라즈마(P) 상태로 상변화시키고 활성종을 생성한다. 도 1의 플라즈마 발생 장치에서는, 플라즈마가 전극(11, 21)의 측면에 발생할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 병렬적으로 연속하여 이어질 수 있다. 이하의 실시예 설명에서는 도 1의 플라즈마 발생 장치가 병렬적으로 복수개 이어진 것에 대하여 주로 설명한다. 본 명세서에서는 병렬로 연결된 플라즈마 발생 장치 또는 동 플라즈마 발생 장치의 단위가 되는 하나의 단위체가 모두 플라즈마 발생 장치로 지칭될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치는 적어도 두(2)개의 제1 전극, 및 적어도 하나의 제2 전극을 포함할 수 있다. 제1 전극(10; 11~15) 및 제2 전극(20; 21~25) 각각은 전기적으로 연결되어 있을 수 있다. 사용되는 소재로는 전기전도성이 우수한 금속의 재료가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 은(Ag), 은-백금 합금(AgPt), 구리(Cu), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등의 금속원소를 가지는 재료가 사용될 수 있다. 이와 같은 원소를 포함하는 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 전압 및 전류 인가시 저항에 의하여 발생하는 열을 최소화할 수 있으며, 안정적으로 플라즈마를 발생시킬 수 있다.
제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에는, 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이의 격벽(barrier)을 형성하여 격벽 방전(barrier discharge)을 발생시킬 수 있도록 유전체층(30)이 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이, 유전체 격벽 방전 현상에 따라 축적된 에너지는 주변 물질을 플라즈마(P) 상태로 상변화시키고 활성종을 생성한다.
도 2에서는 플라즈마(P)가 단위체인 플라즈마 발생 장치 사이에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 단위체인 플라즈마 발생 장치의 사이에서 발생하는 플라즈마는 제1 전극(10) 측에서 서로 연결될 수 있으며, 이에 따라 제1 전극(10) 측(도 2의 상측)에 발생된 플라즈마가 위치될 수 있다.
한편, 제1 전극(10)은 복수개의 가지로 분지되어 전기적으로 연결되도록 형성될 수 있다. 도 2을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 적어도 하나의 제1 전극을 가질 수 있는데, 도시된 도 2에 따르면 예시적으로 3개(a, b, c)의 제1 전극을 가질 수 있고 각각의 제1 전극은 5개의 가지(11, 12, 13, 14, 15)를 가질 수 있다. 전술한 바와 같이 제1 전극에는 전력이 인가되므로 이를 제1 인가전극, 제2 인가전극, 제3 인가전극으로 지칭하자면, 제1 인가전극은 5개의 가지(11a, 12a, 13a, 14a, 15a), 제2 인가전극은 5개의 가지(11b, 12b, 13b, 14b, 15b), 제3 인가전극은 5개의 가지(11c, 12c, 13c, 14c, 15c)를 가질 수 있다. 다만, 반드시 전력원(S)에 의해 전력이 인가되는 전극이 항상 5개의 가지를 가져야 하는 것은 아니며, 사용자가 필요한 플라즈마의 형태 또는 부피 등을 구현하기 위하여 적절한 개수 및 사양을 가지도록 차용될 수 있다. 또한, 모든 인가전극이 동일한 수의 가지를 가지지 않아도 무방하다.
제1 전극(10)과 마찬가지로, 제2 전극(20) 또한 복수개의 가지로 분지되어 형성될 수 있다. 이 때, 제2 전극(20)의 복수개의 가지의 수는 사용자의 필요에 따라 선택적으로 차용되어 사용될 수 있는 것이나, 바람직하게는 제1 전극(10)에서 분지되어 형성된 가지의 수와 대응되는 수를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 전극(10)에서 5개의 가지(11, 12, 13, 14, 15)를 가지는 경우, 제2 전극(20) 또한 5개의 가지(21, 22, 23, 24, 25)를 가지도록 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같은 구성은 본 명세서에 첨부된 도면 전반에 걸쳐 나타난다.
제1 전극(10) 및 제2 전극(20)은 각각 매우 얇은 두께의 가지를 가지도록 형성될 수 있으므로 도면 상에서는 유전체층(30)에 포함되는 것 처럼 보여질 수 있다. 이는 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)을 사이에 두고 유전체층(30)이 그 사이를 메우도록 형성될 수 있는 것이기도 하지만 반드시 그러하여야 하는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 전극(10)의 복수의 가지(11, 12, 13, 14, 15)가 기 형성된 유전체층(30)의 일면에 접하도록 형성될 수 있고, 제2 전극(20)의 복수의 가지(21, 22, 23, 24, 25)는 기 형성된 유전체층(30)의 일면과 대향되는 타면에 접하도록 형성될 수 있다.
한편, 제1 전극(10)의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성될 수 있고, 제2 전극(20)의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 도 2을 참조하여 살펴보면, 전력이 인가될 수 있는 제1 전극(10) 중 제1 인가전극의 복수의 가지(11a, 12a, 13a, 14a, 15a)는 동일 평면(coplanar) 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 전극의 복수의 가지(21, 22, 23, 24, 25) 또한 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 이는 제2 인가전극의 복수의 가지(11b, 12b, 13b, 14b, 15b) 또는 제3 인가전극의 복수의 가지(11c, 12c, 13c, 14c, 15c)에서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 플라즈마 발생 장치는 하나의 제2 전극(20)층을 가지고 2 이상의 제1 전극(10)층을 가지도록 설계될 수 있다. 즉, 제1 전극(10)층은 제1 인가전극(11a, 12a, 13a, 14a, 15a의 가지를 포함하는 전극), 제2 인가전극(11b, 12b, 13b, 14b, 15b의 가지를 포함하는 전극), 및 제3 인가전극(11c, 12c, 13c, 14c, 15c의 가지를 포함하는 전극)이 형성될 수 있고, 이에 대응하는 제2 전극(21, 22, 23, 24, 25의 가지를 포함하는 전극)이 유전체층을 사이에 두고 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 제2 전극(20)은 접지(GND)에 연결되어 있고, 제1 전극(제1 인가전극, 제2 인가전극 또는 제3 인가전극 중 어느 하나 이상을 포함한다)은 전력원(S)에 의해 연결되어 있다. 전력원(S)에 의하여 전압 및 전류가 인가되면, 제1 전극(10)에 전력이 전달되고, 유전체 격벽 방전의 원리에 따라 방전이 수행, 플라즈마(P)가 생성된다.
이 때, 전력이 인가되는 전극이 어느 전극인지에 따라 플라즈마(P)가 발생하는 두께를 변화시킬 수 있다. 예를 들면, 제1 인가전극(11a, 12a, 13a, 14a, 15a의 가지를 포함하는 전극)에 전력이 인가되는 경우 생성되는 플라즈마(P)의 두께는 약 t3(제3 전극거리)의 두께를 가질 수 있다. 즉, 전력이 인가되는 제1 전극과 접지(GND)의 전위를 가지는 제2 전극간의 두께 간격에 대응되도록 플라즈마의 두께가 발생할 수 있는 것이다. 도 3에서는 제3 인가전극(11c, 12c, 13c, 14c, 15c의 가지를 포함하는 전극)에 전력원(S)이 연결된 것으로 표현되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 전력원(S)이 하나 이상의 제1 전극(예를 들면, 제1 인가전극과 제2 인가전극에 연결된다거나, 또는 제1 인가전극과 제3 인가전극에 연결되는 등의 다양한 변형이 가능하다)에 연결될 수도 있다. 또는, 전력원(S)과 하나 이상의 제1 전극이 필요에 따라서는 스위치부를 사이에 두고 연결될 수도 있어, 스위치부를 제어하는 제어시그널에 따라 하나 이상의 제1 전극(10)에 선택적으로 전력을 인가하는 것도 가능하다.
전술한 바와 같이, 형성된 하나 이상의 제1 전극 중 어느 제1 전극(예시적으로 제1 인가전극, 제2 인가전극, 제3 인가전극 중 선택적으로 전력이 인가될 수 있으며, 이는 더 많은 수의 인가전극이 배치되는 경우 더욱 다양한 경우의 수에 따라 전력을 인가할 전극이 선택될 수 있다. 이는 접지전극과 전력이 인가되는 인가전극 간의 전극 갭 조절에 해당한다)에 전력을 인가하는지, 어느 정도의 강도로 전력을 인가하는지, 및 제2 전극과 어느 정도 거리에 있는 제1 전극이 선택되어 플라즈마(P) 생성에 영향을 줄 수 있으며, 이러한 다양한 변수에 의하여 플라즈마의 특성을 변화시킬 수 있는 이점이 있다.
한편, 경우에 따라서는 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)이 유전체층(30)에 표면 일부가 둘러싸여져 외부 환경으로부터 보호받을 수 있으나, 이러한 전극들이 유전체층(30)의 외면에 형성되는 경우에는 전극이 대기중으로 노출될 수 있다. 노출된 전극은 기계적 마모 또는 화학적 부식 등에 손상될 우려가 있으며, 전극이 손상되는 경우 플라즈마 발생 장치가 플라즈마(P)를 생성하지 못하거나 생성된 플라즈마(P)가 사용자가 의도하지 않은 사양을 가질 가능성이 높아진다. 또한, 전극의 잦은 교체는 플라즈마 발생 장치의 유지비용을 높이는 문제가 있으며, 따라서 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)의 마모, 부식 등을 최소화시킬 필요가 있다.
따라서, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 제1 전극(10)을 적어도 일부 감싸도록 제1 보호층(40)을 형성할 수 있고, 제2 전극(20)을 적어도 일부 감싸도록 제2 보호층(50)을 형성할 수 있다. 제1 보호층(40)과 제2 보호층(50)은 유전체층(30)의 일면과 타면에 각각 형성될 수 있으며, 반드시 층의 일면을 모두 커버해야 하는 것은 아니고 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 대기와 직접 접촉하는 것을 방지하기 위한 정도로 형성될 수 있으면 어떠한 형태로 형성되더라도 무방하다. 한편, 제1 보호층(40) 및 제2 보호층(50)은 내식성의 세라믹 소재로 형성될 수 있다. 세라믹 소재는 고온에서 가공시 기계적인 강도가 높을 뿐만 아니라, 외부로부터의 화학적 반응 또한 효과적으로 차단할 수 있으므로, 제1 전극(10) 및 제2 전극(20)을 외부 환경으로부터 효율적으로 보호할 수 있는 이점이 있다. 또한, 제1 보호층(40)의 두께 T1과 제2 보호층(50)의 두께 T2에 관하여, T1/T2<1이 성립되도록 형성될 수 있다. T1/T2<1에 해당하도록 제1 보호층(40)의 두께와 제2 보호층(50)의 두께를 조절함으로써, 제1 전극(10)에 가까운 표면 방향으로 플라즈마(P)가 생성 및 방출될 때 더욱 신속하게 방출될 수 있도록 할 수 있다.
도 4은 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 단위체가 되는 플라즈마 발생 장치의 연결 시에 연결 부분에 슬릿 형태로 갭이 형성될 수도 있고, 홀이 형성되며 연결될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치는 제1 전극(10)이 복수로 형성되고, 제2 전극(20) 또한 복수로 형성되되 제1 전극(10)이 형성된 수에 대응되는 수로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(10)이 제1 인가전극과 제2 인가전극을 가지도록 2개로 형성된다면, 제2 전극(20)은 제1 접지전극과 제2 접지전극을 가지도록 2개로 형성될 수 있다. 또한, 제1 인가전극은 복수의 가지(11a, 12a, 13a, 14a, 15a)를 가지고, 제1 접지전극은 제1 인가전극이 가지는 가지의 수에 대응되는 복수의 가지(21a, 22a, 23a, 24a, 25a)를 가질 수 있다. 마찬가지로, 제2 인가전극 또한 복수의 가지(11b, 12b, 13b, 14b, 15b)를 가지고, 제2 접지전극은 제2 인가전극이 가지는 가지의 수에 대응되는 복수의 가지(21b, 22b, 23b, 24b, 25b)를 가질 수 있다.
한편, 제1 인가전극은 제1 접지전극과 제1 전력원(S1)을 통해 연결될 수 있고, 제2 인가전극은 제2 접지전극과 제2 전력원(S2)을 통해 연결될 수 있다. 즉, 제1 전극과 제2 전극이 각각 쌍(pair)을 이루어 서로 다른 전력원(S1, S2)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 제1 전력원(S1)과 제2 전력원(S2)은 서로 다른 전압 및 전류를 각각 제1 인가전극과 제2 인가전극에 인가할 수 있으며, 이에 따라서 제1 인가전극에서 제1 접지전극의 방향으로 격벽 방전이 수행되어 제1 플라즈마(P1)가, 제2 인가전극에서 제2 접지전극의 방향으로 격벽 방전이 수행되어 제2 플라즈마(P2)가 생성될 수 있다. 서로 다른 방향으로 생성된 제1 플라즈마(P1) 및 제2 플라즈마(P2)는 서로 다른 특성을 가질 수 있으며, 각각의 전극 간의 두께 간격, 인가된 전력에 따라 플라즈마(P1, P2)의 밀도 및 강도, 활성종의 양이 조절될 수 있다. 이와 같이 복수개의 제1 전극과 복수개의 제2 전극을 사용하여 2 이상의 플라즈마가 생성되도록 함으로써 하나의 플라즈마 발생 장치로부터 다양한 형태의 플라즈마를 생성할 수 있는 이점이 있다.
도 6는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 단면도이다. 대표적으로, 홀을 형성하며 플라즈마 발생 장치가 연결되는 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 슬릿 형태로 갭을 이루며 연결될 수 있음은 물론이다.
도 6를 참조하면, 제1 전극(10)의 복수의 가지는 2 이상의 층을 형성하도록 배치될 수 있다. 즉, 제1 전극(10)의 복수의 가지(11, 12, 13, 14, 15)는 동일 평면 상에 존재하지 않고 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 전극(10)의 가지가 5개인 것으로 가정할 때, 복수의 가지 중 일부(11, 13, 15)는 제1 전극(10)의 제1 층을 형성할 수 있고, 나머지 가지(12, 14)는 제1 전극(10)의 제2 층을 형성할 수 있다.
한편, 제2 전극(20)의 복수의 가지(21, 22, 23, 24, 25)는 전술한 바와 같이 동일 평면 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 이와 같은 경우에는 제2 전극(20)의 복수의 가지(21, 22, 23, 24, 25)가 형성하는 층을 기준으로 그 상부에 제1 전극(10)의 제1 층이 형성되고, 그 하부에 제1 전극(10)의 제2 층이 형성될 수 있다.
또는, 제2 전극(20)의 복수의 가지(21, 22, 23, 24, 25) 또한 2 이상의 층을 형성하도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극(20)의 복수의 가지(21, 22, 23, 24, 25)도 동일 평면 상에 존재하지 않고 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들면, 제2 전극(20)의 가지가 5개인 것으로 가정할 때, 복수의 가지 중 일부(21, 23, 25)는 제2 전극(20)의 제1 층을 형성할 수 있고, 나머지 가지(22, 24)는 제2 전극(20)의 제2 층을 형성할 수 있다. 또한, 제1 전극(10)과 제2 전극(20)의 배치관계와 관련하여, 제1 전극(10)의 제1 층과 제2 전극(20)의 제2 층이 서로 동일 평면 상에 형성될 수 있고, 제1 전극(10)의 제2 층과 제2 전극(20)의 제1 층이 서로 동일 평면 상에 형성될 수 있도록 하여, 두 전극(10, 20)의 복수의 가지가 서로 교호적으로 배치되도록 플라즈마 발생 장치가 형성될 수 있다.
두 전극(10, 20)의 복수의 가지가 서로 교호적으로 배치된 상태에서, 제1 전극(10)에 인가되는 전력에 의하여 플라즈마가 발생한다. 제1 전극의 가지들(11, 12, 13, 14, 15)에서 제2 전극의 가지들(21, 22, 23, 24, 25)의 방향으로 에너지 이동/방전이 일어나게 되는데, 더욱 상세하게는 11번 가지에서 21번 가지로, 12번 가지에서 22번 가지로, 13번 가지에서 23번 가지로, 14번 가지에서 24번 가지로, 그리고 15번 가지에서 25번 가지로 에너지 이동/방전이 발생한다.
한편, 에너지 이동/방전에 따라 발생한 플라즈마는 전극(10, 20)의 가지들이 배치된 부분에 인접한 공간에 형성될 수 있다. 예를 들면, 플라즈마(P)는 제1 전극(10)의 각각의 가지(11, 12, 13, 14, 15) 사이에 형성된 홀(h)에서 발생할 수 있다. 즉, 11번 가지와 12번 가지 사이에, 12번 가지와 13번 가지 사이에, 13번 가지와 14번 가지 사이에, 14번 가지와 15번 가지 사이에 홀(h)이 형성될 수 있다. 홀(h)은 유전체층(30), 제1 보호층(40), 및 제2 보호층(50)을 관통하여 공간을 형성할 수 있다.
홀(h)의 내부에서, 11번 가지와 21번 가지에 인접한 부분에서는 일방향(예시적으로는, 도면 상 상부에서 하부로 향하는 방향)으로 플라즈마(P)가 발생하고, 12번 가지와 22번 가지에 인접한 부분에서는 전술한 일방향의 반대방향인 타방향(예시적으로는, 도면 상 하부에서 상부로 향하는 방향)으로 플라즈마(P)가 발생할 수 있다. 이러한 현상은 동일한 홀(h) 내부에서 일어나는데, 따라서 플라즈마(P)는 발생 방향에 따른 회전력을 가질 수 있다. 회전력을 가지는 플라즈마(P)는 와류를 생성할 수 있으며, 회전하는 플라즈마(P)는 부피가 증가하여 접촉하는 공기와의 반응성이 향상될 수 있고, 따라서 플라즈마 처리가 용이하게 될 수 있는 이점이 있다.
도 7는 본 발명에 따른 플라즈마 발생 장치의 평면도이고, 도 8은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 플라즈마 발생 장치의 평면도이다. 대표적으로, 홀을 형성하며 플라즈마 발생 장치가 연결되는 경우가 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고 슬릿 형태로 갭을 이루며 연결될 수 있음은 물론이다. 다만, 이하의 설명에서는 홀(h)로서 형성되는 것에 대하여 주로 설명한다.
도 7을 참조하면, 홀(h)은 복수개로 구성될 수 있고, 제1 전극(10)의 복수의 가지(11, 12, 13, 14, 15) 중 각각의 가지 사이에 일정 개수가 일정 간격을 가지도록 어레이(array)의 형태로 형성될 수 있다. 즉, 11번 가지와 12번 가지 사이, 12번 가지와 13번 가지 사이, 13번 가지와 14번 가지 사이, 그리고 14번 가지와 15번 가지 사이에 복수개의 홀(h)이 일정한 간격으로 뚫리도록 될 수 있다. 복수개의 홀(h)에 형성된 공간에서 플라즈마가 형성되면 플라즈마 상태의 활성종이 살균 또는 세정의 대상이 되는 물체/장소로 공급될 수 있다. 마찬가지로, 제1 전극(10)과 대응되도록 배치된 제2 전극(20)을 기준으로 홀(h)의 배치관계를 설명할 수 있다. 즉, 21번 가지와 22번 가지 사이, 22번 가지와 23번 가지 사이, 23번 가지와 24번 가지 사이, 그리고 24번 가지와 25번 가지 사이에 복수개의 홀(h)이 일정한 간격으로 뚫리도록 될 수 있다.
도 8을 참조하면, 어레이의 형태로 형성되는 복수개의 홀들은 제1 전극(10)의 복수의 가지 중 일 가지를 중심으로 비대칭적으로 배치되도록 형성될 수 있다. 예시적으로, 13번 가지를 중심으로 양측에 형성된 홀(h)은 대칭적으로 형성되어 있지 않다. 더욱 상세하게는, 복수개의 홀(h)은 제1 배열의 형태를 가지는 제1 홀 어레이(h1)와, 제2 배열의 형태를 가지는 제2 홀 어레이(h2)를 가질 수 있다. 따라서, 제1 홀 어레이-제2 홀 어레이-제1 홀 어레이 순으로 배열되어 복수개의 홀이 지그재그 형식으로 어긋나게 배치될 수 있다. 한편, 반드시 홀 어레이의 형태가 2개로 제한되는 것은 아니며, 3 이상의 홀 어레이가 형성되어 비대칭적으로 배치될 수도 있다. 한편, 이와 같이 일(하나의) 가지를 중심으로 홀이 비대칭적으로 배치되도록 형성됨으로써, 홀(h) 내부에서 생성되는 플라즈마가 넓은 범위를 커버할 수 있도록 하며, 효율적인 플라즈마 이용을 가능하도록 하는 이점이 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 도면이다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 상기의 설명이 동일하게 적용될 수 있는 내용은 그 기재를 생략할 수 있다.
한편, 제1 전극(110)의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성될 수 있고, 제2 전극(120)의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 전력이 인가될 수 있는 제1 전극(110) 중 제1 인가전극의 복수의 가지는 동일 평면(coplanar) 상에 배치되도록 형성될 수 있다. 마찬가지로, 제2 전극의 복수의 가지 또한 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 이는 제2 인가전극의 복수의 가지에서도 동일하게 적용될 수 있다.
본 실시예에서는, 상기의 경우와 달리 전극이 도면의 좌우 방향으로 나열되어 있다. 구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)이 동일 평면 상에 형성될 수 있다. 여기서, 각 전극은 직류 또는 교류를 인가받을 수 있으며, 도 9에서는 교류를 인가받는 경우를 예시로 도시하였다.
먼저, 도 9를 참조하여 설명하면, 적어도 두(2)개의 제1 전극(110) 및 제1 전극(110)이 나열된 방향으로 대면하도록 마련되는 적어도 한(1)개의 제2 전극(120)을 포함할 수 있다. 이 때, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 의미는 교류 전류가 흐를 수 있는 기반이 되는 회로의 형성에서의 각 전극을 의미하는 개념으로서, 물리적으로 고정되는 부재를 지칭하는 것은 아니다. 즉, 도 9(a)에서의 제1 전극(110)이 도 2에서는 제2 전극(120)으로 기능할 수도 있다. 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 사이에는 제1 전극(110)에 전력이 인가됨에 따라 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)의 사이의 격벽 방전을 발생시키는 유전체층(130)이 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120)을 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 보호층(140)을 포함할 수 있다.
도 9(a) 및 도 9(b)에 도시된 바와 같이, 이와 같이 전극을 배치함으로써, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120), 구체적으로, 전류가 인가되는 두 전극의 선택에 의하여 플라즈마(PA 및 PB)의 발생위치를 조정할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 도 9(c) 및 도 9(d)에 도시된 바와 같이, 전극 간의 거리에 차등을 둠으로써, 제1 전극(110) 및 제2 전극(120), 구체적으로, 전류가 인가되는 두 전극의 선택에 의하여 플라즈마(P3)의 발생 길이를 조정할 수 있다. 나아가, 도 9(d)에 도시된 바와 같이, 제1 전극(110)과 제2 전극(120) 사이의 거리가 먼 경우에는, 음의 고전압 DC전원(150)을 추가로 사용할 수 있음은 물론이다. 이 경우, 넓은 영역의 (방전 면적 효율이 큰) 표면 플라즈마를 얻을 수 있어 플라즈마 발생 장치의 효율화를 도모할 수 있다. 이 뿐만 아니라, 도 9(e)에 도시된 바와 같이, 복수 개의 전원을 교차로 연결하여 서로 다른 플라즈마는 넓은 영역에 걸쳐 형성할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10, 110: 제1 전극
11, 12, 13, 14, 15: 제1 전극 가지
11a, 12a, 13a, 14a, 15a: 제1 인가전극 가지
11b, 12b, 13b, 14b, 15b: 제2 인가전극 가지
11c, 12c, 13c, 14c, 15c: 제3 인가전극 가지
20, 120: 제2 전극
21, 22, 23, 24, 25: 제2 전극 가지
21a, 22a, 23a, 24a, 25a: 제1 접지전극 가지
21b, 22b, 23b, 24b, 25b: 제2 접지전극 가지
30, 130: 유전체층
40, 140: 제1 보호층
50: 제2 보호층
S: 전력원
S1: 제1 전력원
S2: 제2 전력원
GND: 접지(ground)
h: 홀
P: 플라즈마
P1, P2, PA, PB: 플라즈마
t1: 제1 전극거리
t2: 제2 전극거리
t3: 제3 전극거리
h1: 제1 홀 어레이
h2: 제2 홀 어레이

Claims (15)

  1. 적어도 두(2)개의 제1 전극;
    상기 제1 전극이 나열된 방향으로 대면하는 제2 전극을 포함하되, 평행한 방향(in-plane)으로 마련되는 적어도 한(1)개의 제1 전극과 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어되, 표면 일부가 상기 제1 전극 및 제2 전극을 감싸지 않도록 형성되고, 상기 제1 전극 중 한(1)개에 전력이 인가됨에 따라 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 격벽 방전을 발생시키는 유전체층;
    상기 제1 전극을 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 유전체의 일면에 형성되는 세라믹 소재의 제1 보호층; 및
    상기 제2 전극을 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 유전체의 타면에 형성되는 세라믹 소재의 제2 보호층;을 포함하고,
    상기 제1 보호층의 두께 T1과 제2 보호층(50)의 두께 T2에 관하여, T1/T2<1이 성립되도록 형성되며,
    상기 제1 전극의 제1 인가전극과 상기 제2 전극의 제1 접지전극은 제1 전력원(S1)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극의 제2 인가전극과 상기 제2 전극의 제2 접지전극은 제2 전력원(S2)를 통해 연결되고,
    상기 제1 전극에 인가되는 전력은 상기 제1 전극 중 한(1)개에 선택적으로 인가되고, 상기 제1 전극은 플라즈마 발생을 위하여 전력원으로부터 전압 및 전류가 인가되고, 상기 제2 전극은 접지(ground)로서 작용하도록 0V의 전위를 가지며,
    상기 제1 전극의 복수의 가지와 상기 제2 전극의 복수의 가지는 서로 교호적으로 배치되며,
    상기 제1 전극의 복수의 가지 중 각각의 가지 사이에 형성되며, 상기 유전체층, 상기 제1 보호층, 및 상기 제2 보호층을 관통하도록 공간이 형성되어, 상기 공간 내부에서 발생하는 플라즈마의 회전력에 의해 플라즈마 와류가 생성되어 부피가 증가하도록 생성되는 홀;을 더 포함하며, 상기 복수의 가지들은 플라즈마 발생 영역을 확보하도록 이격되어 배치되는 플라즈마 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극은 복수의 가지로 분지되어 형성되고, 상기 제2 전극은 복수의 가지로 분지되어 형성되는 플라즈마 발생 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전극의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성되고, 상기 제2 전극의 복수의 가지는 동일 평면 상에 형성되는 플라즈마 발생 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 전극의 복수의 가지는 상기 유전체층의 일면에 접하도록 형성되고, 상기 제2 전극의 복수의 가지는 상기 유전체층의 일면과 대향되는 타면에 접하도록 형성되는 플라즈마 발생 장치.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 전극은 복수로 형성되고, 상기 제2 전극은 상기 제1 전극에 대응되는 수로 복수로 형성되어, 상기 제1 전극의 제1 인가전극과 상기 제2 전극의 제1 접지전극은 제1 전력원(S1)을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극의 제2 인가전극과 제2 전극의 제2 접지전극은 제2 전력원(S2)를 통해 전기적으로 연결된 플라즈마 발생 장치.
  8. 청구항 6 또는 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 보호층 및 상기 제2 보호층은 내식성의 세라믹 소재로 형성되는 플라즈마 발생 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극의 복수의 가지는 2 이상의 층을 형성하도록 배치되는 플라즈마 발생 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 전극의 복수의 가지는 2 이상의 층을 형성하도록 배치되어 상기 제1 전극의 복수의 가지와 서로 교호적으로 배치되는 플라즈마 발생 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 전극의 복수의 가지와 상기 제2 전극의 복수의 가지가 서로 교호적으로 배치되어 발생시키는 플라즈마는 일방향으로 회전하여 와류를 생성하는 플라즈마 발생 장치.
  12. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전극의 복수의 가지 중 각각의 가지 사이에 형성되며, 상기 유전체층, 상기 제1 보호층, 및 상기 제2 보호층을 관통하도록 공간이 형성된 홀;을 더 포함하는 플라즈마 발생 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 홀은 복수개로 구성되며, 상기 제1 전극의 복수의 가지 중 각각의 가지 사이에 일정 개수가 일정 간격을 가지도록 어레이(array)의 형태로 형성되는 플라즈마 발생 장치.
  14. 청구항 13에 있어서,
    어레이의 형태로 형성되는 상기 홀은, 상기 제1 전극의 복수의 가지 중 일 가지를 중심으로 비대칭적으로 배치되도록 형성되는 플라즈마 발생 장치.
  15. 적어도 두(2)개의 제1 전극;
    상기 제1 전극이 나열된 방향으로 대면하는 제2 전극을 포함하되, 평행한 방향(in-plane)으로 마련되는 적어도 한(1)개의 제1 전극과 제2 전극;
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이에 형성되어 상기 제1 전극 중 한(1)개에 전력이 인가됨에 따라 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 사이의 격벽 방전을 발생시키는 유전체층; 및
    상기 제1 전극을 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 유전체의 일면에 형성되는 세라믹 소재의 제1 보호층;과 상기 제2 전극을 적어도 일부를 감싸도록 형성되고, 상기 유전체의 타면에 형성되는 세라믹 소재의 제2 보호층;을 포함하고,
    상기 제1 전극의 복수의 가지와 상기 제2 전극의 복수의 가지는 서로 교호적으로 배치되며,
    상기 제1 전극의 복수의 가지 중 각각의 가지 사이에 형성되며, 상기 유전체층, 상기 제1 보호층, 및 상기 제2 보호층을 관통하도록 공간이 형성되어, 상기 공간 내부에서 발생하는 플라즈마의 회전력에 의해 플라즈마 와류가 생성되어 부피가 증가하도록 생성되는 홀;을 더 포함하며, 상기 복수의 가지들은 플라즈마 발생 영역을 확보하도록 이격되어 배치되는 플라즈마 발생 장치.


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