KR20040021285A - 플라즈마 유해가스 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 1,000℃의 플라즈마를 발생시켜 유해가스를 처리하는 플라즈마 유해가스 처리장치로서, 고전압의 인가에 의해 직류 아크 방전을 일으키는 음극조립체와, 상기 음극조립체와의 사이에 발생된 직류 아크 방전에 의해 플라즈마를 발생시키는 공간, 플라즈마발생가스주입통로 및 플라즈마를 안정되게 유지시키는 플라즈마유지부를 구비한 양극부재와, 상기 음극조립체, 상기 양극부재 및 상기 플라즈마유지부의 주위를 둘러싸며 유해가스의 유입, 분산 및 처리가 이루어지는 유해가스유입분산실을 갖고 유해가스유입통로를 갖는 하우징과, 상기 하우징의 하부에 결합되며 상기 유해가스유입분산실과 통하는 통로 및 반응성가스주입통로를 갖는 플랜지를 구비함으로써, 고온의 플라즈마를 효율적으로 이용하고 작동중의 플라즈마를 안정하게 유지하고 플라즈마를 형성하는 아크발생유형(type)을 조절하고 양극의 수명을 연장하고 유해가스의 대용량 처리가 가능한 효과를 갖는다.

Description

플라즈마 유해가스 처리장치{Plasma Apparatus for treating hazardous gas }
본 발명은 유해가스 처리장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라즈마를 이용한 유해가스 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 유해가스, 예컨대 과불화물(perfluoro compounds), 염화불화탄소(chlorofluoro carbons), 다이옥신(dioxin)과 같은 기상의 유해가스를 처리하는데 사용되는 플라즈마를 발생시키는 방법에는 쇼크(shock), 스파크 방전(spark discharge), 핵반응 및 본 발명에서와 같은 아크 방전(arc discharge) 등이 있다. 이러한 아크 방전은 두 개의 전극 사이에 고전압의 직류 전압을 인가함으로써 발생시킬 수 있다. 이와 같이 발생된 아크 사이에 불활성가스 및 질소 등의 플라즈마를 형성할 수 있는 가스를 통과시켜 매우 높은 고온까지 가열시키면 이러한 가스가 이온화하게 되는데, 이와 같은 방법에 의하여 다양한 종류의 반응성 입자를 생성함으로써 플라즈마를 형성하게 된다. 이러한 플라즈마의 온도는 적어도 1000℃가 된다. 이와 같이 발생된 1000℃ 이상의 플라즈마에 유해가스를 주입함으로써 이를 분해 처리하게 된다.
이러한 플라즈마 유해가스 처리장치는 아크의 발생 위치를 일정한 영역에 한정되도록 하는 비이송식(non-transferred) 아크 발생 유형과 아크의 발생 위치를 여러 영역으로 변화시킬 수 있는 이송식(transferred) 아크 발생 유형으로 대별될 수 있다.
종래의 플라즈마 유해가스 처리장치는 비이송식 또는 이송식 중 어느 하나의 아크 발생 유형으로만 작동됨으로써 유해가스의 종류나 용량에 적합한 플라즈마를 발생시키는데는 일정한 한계점이 있었다.
종래에는 플라즈마를 이용한 유해가스 처리장치에 있어서 플라즈마를 발생하는 장치와 이와 같이 발생된 플라즈마에 유해가스를 주입하여 분해 처리하는 장치가 서로 분리된 별개의 구조로 되어 있었다. 따라서 이러한 구조에서는 플라즈마의 고온 영역을 효율적으로 이용하지 못하여 에너지 효율 측면에서 손실이 큰 문제점이 있었다.
또한, 종래의 플라즈마를 이용한 유해가스 처리장치에서는 유해가스를 처리함에 있어서 유해가스가 플라즈마와 혼합될 때에 플라즈마의 흐름에 영향을 미침으로써 유해가스가 플라즈마와 충분히 혼합되지 못하고, 플라즈마를 안정적으로 유지하기 어렵게 되며, 저온의 유해가스가 고온의 플라즈마에 직접 혼합됨으로써 플라즈마의 온도를 떨어뜨리는 문제점이 있었고, 이러한 문제점은 대용량의 유해가스를 처리하는 경우에는 더욱 심각하게 대두되었다.
나아가, 파우더를 포함하거나 파우더가 생성될 수 있는 성분을 포함한 유해가스의 경우 유해가스가 유입되는 통로 또는 처리 후 배출되는 통로가 막히는 등 처리공정에서 차압현상이 발생하여 처리공정이 효과적으로 이루어지지 못하거나 대용량의 유해가스를 처리하는데 어려움이 많이 있었다.
더욱이, 종래의 플라즈마를 이용한 유해가스 처리장치에 있어서는 두 전극 사이에 고전압의 직류 전류를 인가함에 따라 전극의 수명이 짧게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 플라즈마의 고온 영역을 효율적이고 안정적으로 이용할 수 있는 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 유해가스를 효과적으로 처리함에 있어 고온의 플라즈마의 혼합이 충분히 이루어지는 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 직류 아크 방전을 발생시키는 두 전극의 마모를 감소시킬 수 있는 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 대용량의 유해가스의 처리시 플라즈마의 안정적인 유지를 위한 구조를 갖는 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 파우더를 포함하거나 파우더를 생성시킬 수 있는 성분을 포함한 유해가스도 처리공정상의 차압현상을 발생시키지 않고 대량으로 처리할 수 있는 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 비이송식(non-transferred)과 이송식(transferred) 아크발생유형(type)을 선택적으로 발생시킬 수 있는 수단을 구비한 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 유해가스의 분해 처리가 이루어지는 반응장치를 효율적으로 냉각할 수 있는 단순한 구조를 가짐으로써 제조 공정이 단순화하고 유지 보수가 간편하게 이루어지는 플라즈마 유해가스 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체 공정뿐만 아니라 액정제조 공정에서 발생하는 유해가스를 처리할 수 있는 플라즈마를 이용한 새로운 구조의 장치를 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치를 도시한 단면도.
도 2는 도 1의 음극조립체를 도시한 단면도.
도 3은 도 1의 플라즈마발생가스주입통로를 도시한 3-3 단면도.
도 4는 도 1의 자기발생수단을 도시한 4-4 단면도.
도 5는 도 1의 유해가스유입통로를 도시한 5-5 단면도.
도 6은 도 1의 반응성가스주입통로를 도시한 6-6 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 : 플라즈마 유해가스 처리장치
20 : 음극조립체 30 : 절연체
40 : 양극부재 45,46 : 자기발생수단
48 : 플라즈마유지수단 51 : 유해가스유입분산실
52 : 수렴노즐 53 : 목부
54 : 반응성가스유입분산실 55 : 반응성가스주입통로
56 : 축열체 60 : 하우징
61 : 유해가스유입통로 62 : 냉각수유동통로
70 : 플랜지 71 : 냉각수유동통로
72 : 반응성가스유입통로
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는, 적어도 1,000℃의 플라즈마를 발생시켜 유해가스를 처리하는 플라즈마 유해가스 처리장치로서, 고전압의 인가에 의해 직류 아크 방전을 일으키는 음극조립체와, 상기 음극조립체와의 사이에 발생된 직류 아크 방전에 의해 플라즈마를 발생시키는 공간을 내부에 가지며, 상기 플라즈마발생공간에 통하는 플라즈마발생가스주입통로를 갖는 양극부재로서, 상기 양극부재의 단부로부터 연장되어 발생된 플라즈마를 안정되게 유지시키는 플라즈마유지부를 구비한 양극부재, 상기 음극조립체와 상기 양극부재를 둘러싸고, 상기 플라즈마유지부와 소정의 간격이 유지되도록 그 주위를 둘러싸며 유해가스의 유입, 분산 및 처리가 이루어지는 유해가스유입분산실을 갖고, 적어도 하나의 유해가스유입통로를 갖는 하우징 및 상기 하우징의 하부에 결합되며, 상기 유해가스유입분산실과 통하는 통로가 중앙부에 관통되어 있고, 적어도 하나의 반응성가스주입통로를 갖는 플랜지를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
상기 음극조립체는 냉각수가 유동되는 통로를 내부에 갖는 음극본체와, 상기 음극본체와 교환 가능하도록 결합되며 상기 양극부재의 플라즈마발생공간 내에 위치하여 상기 양극부재와 직류 아크 방전을 일으키는 음극을 구비한 것이 바람직하다.
상기 음극의 재질은 하프늄이거나 또는 토륨이나 이트륨이 첨가된 텅스텐인 것이 바람직하다.
상기 음극본체의 냉각수유동통로는 내부통로와 상기 내부통로를 둘러싸는 외부통로를 포함하며, 상기 내부통로와 외부통로 중 어느 한 통로로 냉각수가 유입되고 다른 통로로 냉각수가 유출되는 것이 바람직하다.
상기 음극본체의 냉각수유동통로는 상기 음극의 내부에까지 연장되어 있는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마발생가스주입통로는 상기 음극조립체의 축의 방사방향에 대하여 나란하거나 소정 각도, 예컨대 1˚~ 89˚로 경사진 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 플라즈마발생가스주입통로의 출구는 상기 음극조립체에 대향하는 위치에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 유해가스유입통로의 출구는 상기 양극부재의 플라즈마유지부와 대향하는 부분에 형성되어 있는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 유해가스유입통로의 출구는 그 단면의 중심점이 상기 양극부재의 플라즈마유지부의 끝단보다 위에 위치하도록 형성되어 있는 것이 더욱 바람직하다.
상기 유해가스유입통로는 상기 양극부재의 플라즈마유지부의 축의 방사방향에 대하여 나란하거나 소정 각도, 예컨대 1˚~ 89˚로 경사진 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유해가스유입통로의 유효직경은 1mm 내지 500mm 인 것이 바람직하다.
상기 양극부재는 상기 하우징에 교환 가능하도록 결합되어 있어서 필요한 경우 하우징으로부터 단독으로 분리할 수 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
상기 양극부재 또는 상기 유해가스유입통로의 외부에는 적어도 하나의 자기를 발생시키는 수단이 구비됨으로써 상기 양극부재의 플라즈마발생공간 내부 또는 상기 유해가스유입분산실 내에 자기가 발생되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 자기발생수단은 영구자석 또는 전자석을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 자기발생수단은 상기 양극부재의 축방향으로 상하이동이 될 수 있는 구조인 것이 바람직하다.
상기 양극부재 또는 상기 유해가스유입분산실의 외부에는 적어도 두 개의 자기발생수단을 구비하고, 이들 중 어느 하나는 아크의 발생 위치를 일정한 영역에 한정시키고, 나머지는 아크의 발생 위치를 상기 양극부재 또는 상기 유해가스유입분산실의 축방향을 따라 여러 영역으로 변화시킬 수 있는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 플라즈마유지부의 내경은 축의 하방으로 갈수록 커지는 것이 바람직하다.
상기 플랜지의 중앙 통로에는 상기 유해가스유입분산실로 연장되어 상기 유해가스유입분산실 내의 유해가스 및 플라즈마를 수렴시키는 수렴노즐이 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐은 목부를 갖는 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐의 목부로부터 상기 플라즈마유지부의 끝단까지의 거리는 발생된 플라즈마의 축방향의 길이보다 작은 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐의 목부 하부의 직경은 발생된 플라즈마의 횡방향의 최대 직경보다 작은 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐에는 반응성가스주입통로를 구비하며, 상기 플랜지의 반응성가스유입통로와 연통되며 상기 수렴노즐 주위로 분산된 다음 상기 반응성가스주입통로를 거쳐 수렴노즐 내로 유입되도록 하는 반응성가스유입분산실을 가질 수 있다.상기 반응성가스주입통로는 상기 수렴노즐의 축의 방사방향에 대하여 나란하거나 소정의 각도, 예컨대 1˚~ 89˚로 경사진 부분을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 하우징에는 상기 수렴노즐의 반응성가스유입분산실과 통하는 반응성가스유입통로가 구비되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하우징은 상기 유해가스유입분산실과 상기 수렴노즐의 외부를 관통하는 냉각수유동통로를 가질 수 있다.
상기 유해가스유입분산실의 내측면에는 축열체가 설치되도록 하는 것이 수렴노즐로 분산되어 유입되기 전에 차가운 유해가스를 예열시켜 에너지 효율을 높이고 분해효율도 높일 수 있어 바람직하다.
상기 축열체의 재질은, 예컨대 세라믹이나 금속과 같이 다양한 물질이 될 수있으나, 가능한 한 열을 오랫동안 유지시킬 수 있는 것이 유해가스의 예열 효율을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
상기 하우징의 냉각수유동통로는 상기 음극본체 및 상기 양극부재의 냉각수유동통로와 연결되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하우징의 냉각수유동통로는 상기 양극부재의 축과 나란한 종방향으로 하우징을 관통하도록 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 하우징의 냉각수유동통로는 상기 유해가스유입통로와 통하지 않으면서 상기 유해가스유입분산실 주위에서 원주상에 복수개 형성되어 있는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치의 단면도이고, 도 2내지 도 6은 도 1에 도시된 플라즈마 유해가스 처리장치의 각 구성요소를 도시한 도면들이다.
도면을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치(10)는, 고전압의 인가에 직류 아크 방전을 발생시키는 음극조립체(20)와, 상기 음극조립체(20)와의 직류 아크 방전에 의해 내부에 형성된 플라즈마발생공간(39) 내에서 적어도 1000℃의 플라즈마를 발생시키는 양극부재(40)와, 상기 음극조립체(20)와 상기 양극부재(40)를 둘러싸고 내부에 형성된 유해가스유입분산실(51)에 유해가스를 유입, 분산시켜 처리하며 상기 유해가스유입분산실(51)과 통하는 적어도 하나의 유해가스유입통로(61)를 갖는 하우징(60)과, 상기 하우징(60)의 하부에 결합되며, 상기 유해가스유입분산실(51)과 통하는 통로가 중앙부에 관통되어 있는 플랜지(70)를 구비하고 있다.
상기 음극조립체(20)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 음극본체(21), 음극(22) 및 연결부재(23)로 구성되어 있다.
상기 음극본체(21)의 내부에는 냉각수가 유동되는 통로(24,25)가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 나아가, 상기 음극본체(21)의 냉각수유동통로(24)는 상기 음극(22)까지 연장되도록 하는 것이 음극조립체(20)의 작동시 고온의 음극(22)을 효율적으로 냉각함으로써 음극(22)의 마모를 방지할 수 있어서 바람직하다.
본 실시예에서는 도 2 에 도시된 바와 같이, 상기 음극본체(21)의 냉각수유동통로(24,25)는 내부통로(24)와, 상기 내부통로(24) 외부에 형성된 외부통로(25)로 이루어진 이중통로로 되어 있고, 상기 내부통로(24)와 외부통로(25) 중 어느 하나, 예컨대 내부통로(24)로 냉각수가 유입되고 외부통로(25)로 냉각수가 유출되는 구조로 될 수도 있다. 이 경우 상기 내부통로(24)는 음극(22)까지 연장되는 것이 바람직하다.
이러한 음극본체(21)의 냉각수유동통로(24,25)는, 도면에는 도시되어 있지 않지만, 양극부재(40) 및 하우징(60)의 냉각수유동통로(44,62)와 연결되도록 하는 것이 냉각수 이용의 효율을 높일 수 있어서 바람직하다.
상기 음극(22)의 재질은 하프늄이거나 또는 토륨이나 이트륨이 첨가된 텅스텐인 것이 바람직하다.
상기 음극(22)은 상기 음극본체(21)에 교환 가능하도록 결합시키는 것이 음극조립체(20)의 장기간 사용에 따른 음극(22)의 마모로 인해 이를 교체할 필요성이 있을 때, 용이하고 간단하며 저렴하게 이를 교체할 수 있어서 바람직하다.
예컨대, 본 실시예에서는 음극(22)을 동으로 된 연결부재(23)의 일 단부에 브레이징 등과 같은 방법으로 접합시키고, 상기 연결부재(23)의 타 단부는 상기 음극본체(21)에 나사 결합시키는 방법으로 상기 음극(22)을 상기 음극본체(21)에 교환 가능하도록 결합시킬 수 있다. 이 때 상기 연결부재(23)의 내부에는 냉각수유동통로(24,25)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 음극조립체(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 음극본체(21)쪽의 일 단부가 양극부재(40) 외부에 위치하고 타 단부, 예컨대 음극(22)쪽이 양극부재(40)의 플라즈마발생공간(39) 내부에 위치하도록 상기 양극부재(40)와 결합되는 것이 바람직하다.
상기 음극조립체(20)와 상기 양극부재(40)의 접촉 부위 및 음극조립체(20)와 하우징(60)의 접촉 부위는, 도 1에 도시된 바와 같이, 절연체(30)로 이루어지도록 상기 음극조립체(20)의 주위는 절연체(30)로 둘러싸는 것이 바람직하다.
이 때 상기 음극조립체(20)와 상기 절연체(30)와의 결합, 그리고 상기 절연체(30)와 상기 하우징(60)과의 결합은 일체 결합 등 다양하게 이루어질 수 있으나, 예컨대 나사 결합으로 이루어져 있는 것이 부품 교체 등을 위해 필요한 경우 이들을 상호 용이하게 분리할 수 있어서 바람직하다.
본 실시예에서는 상기 절연체(30)가 음극조립체(20)의 주위를 둘러싸는 구조로 되어 있으나, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상기 음극조립체(20)와 접촉하는 양극부재(40)의 상단 및 하우징(60)의 상부의 내측에 절연체(30)가 일체로 결합되도록 할 수도 있다.
상기 양극부재(40)의 내부에는 상기 음극조립체(20)와의 사이에 발생된 직류 아크 방전에 의해 플라즈마가 발생되는 공간인 플라즈마발생공간(39)이 형성되어 있다.
상기 플라즈마발생공간(39)의 상부에는 상기 음극조립체(20)의 음극(22)이 위치하고 있고, 상기 음극조립체(20)에 인가된 고전압에 의해 음극(22)과 양극부재(40) 사이에 직류 아크 방전이 발생하게 된다.
상기 직류 아크 방전은 반드시 음극(22)과 양극부재(40)의 사이에서만 발생하는 것은 아니고, 후술하는 바와 같이, 음극(22)과 양극부재(40) 하부에 위치하는 구성요소, 예컨대 수렴노즐(52)과의 사이에서도 발생될 수 있다.
상기 양극부재(40)에는 상기 플라즈마발생공간(39)에 통하는 플라즈마발생가스주입통로(43)가 적어도 한 개, 예컨대 본 실시예에서와 같이 네 개 형성되어 있어서, 이를 통해 유입된 가스, 예컨대 아르곤, 질소, 공기, 수소, 산소 및 이들 중 복수개를 혼합한 가스로 이루어진 군 중에서 선택된 하나가 플라즈마발생공간(39) 내에서 발생된 직류 아크 방전에 의해 이온화되어 플라즈마를 발생시키게 된다.
상기 플라즈마발생가스주입통로(43)는 상기 양극부재(40)의 축의 방사방향에 대하여 나란하게 할 수도 있으나, 도 3에 도시된 바와 같이, 소정 각도, 예컨대 1˚~ 89˚의 범위 내에서 경사진 부분을 포함하도록 하는 것이 플라즈마발생가스가플라즈마발생공간(39)에 고르게 유입될 수 있게 함으로써 플라즈마 발생 효율을 높일 수 있어 바람직하다.
본 실시예에서는 상기 플라즈마발생가스주입통로(43)가 상기 양극부재(40)의 축의 방사방향에 대하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 횡방향으로만 소정의 각도로 경사져 있지만, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 종방향으로도 소정의 각도로 경사져 있을 수 있거나 또는 횡방향 및 종방향 모두에서 소정의 각도로 경사져 있을 수 있다.
또한, 상기 플라즈마발생가스주입통로(43)의 출구(43a)는 상기 음극조립체(20), 구체적으로는 음극조립체(20)의 연결부재(23)나 음극(22)에 대향하는 위치에 형성되도록 하는 것이 상기 출구(43a)로부터 플라즈마발생공간(39) 내로 유입되는 플라즈마를 발생할 가스가 상기 음극조립체(20)의 주위를 회전하면서 유입됨으로써 플라즈마발생공간(39) 내에서 플라즈마의 발생이 균일하게 이루어질 수 있어 바람직하다.
상기 양극부재(40)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마발생가스주입통로(43)에 통하고 양극부재(40)의 둘레에 소정의 공간을 갖는 플라즈마발생가스유입분산실(42)을 형성하는 것이 플라즈마를 형성할 가스가 양극부재(40)의 주위로 분산된 다음 상기 복수개의 플라즈마발생가스주입통로(43)에 고르게 주입되어 플라즈마발생공간(39) 내의 아크에 고르게 분산될 수 있어 바람직하다.
상기 플라즈마발생가스주입통로(43)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마발생가스유입분산실(42)을 거쳐 상기 하우징(60)에 형성된 플라즈마발생가스유입통로(41)와 통해 있는 것이 바람직하다.
상기 양극부재(40)는 상기 음극조립체(20)와 그 축이 일치하도록 동일 축선상에서 결합되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 양극부재(40)의 하부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 단부로부터 연장되어 플라즈마발생공간(39) 내에서 발생된 플라즈마를 안정되게 유지시켜 유해가스유입분산실(51) 내로 배출시키는 플라즈마유지부(48)가 구비되어 있다.
상기 플라즈마유지부(48)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 양극부재(40)의 하단부로부터 연장되어 돌출되어 있으며, 그 내부에는 상기 플라즈마발생공간(39)이 연장될 수 있다.
이와 같이 상기 양극부재(40)의 하부에 플라즈마유지부(48)를 구비함으로써 상기 양극부재(40)의 플라즈마발생공간(39) 내에서 발생된 플라즈마를 유해가스의 유입으로부터 안정되게 유지하면서 하우징(60)의 유해가스유입분산실(51) 내로 유도할 수 있게 된다.
상기 플라즈마유지부(48) 내부의 공간은 상기 플라즈마발생공간(39)과 이어진 플라즈마유지부(48)의 내측면에서도 아크가 발생되도록 함으로써, 상기 플라즈마유지부(48)를 통해 배출된 플라즈마와 유해가스의 흐름이 모아지는 후술하는 수렴노즐(48)에서 플라즈마와 유해가스의 혼합이 보다 효과적으로 이루어지도록 플라즈마의 축방향의 길이와 횡방향의 직경을 크게 할 수 있어 바람직하다.
본 실시예에서는 플라즈마유지부(48)의 내부 형상이, 도 1에 도시된 바와 같이, 플라즈마발생공간(39)과 같은 직경으로 한정되었으나, 본 발명의 경우 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 발생된 플라즈마를 안정되게 유지하면서 유해가스유입분산실(51) 내로 플라즈마를 유도할 수 있는 구조이면, 예컨대 단차진 형상을 가지면서 내경이 점점 커지거나, 플라즈마발생공간(39)의 내경이 축의 하방으로 갈수록 연속적으로 커지게 하는 구조를 갖더라도 무방하다.
상기 하우징(60)의 유해가스유입통로(61)의 출구(61a)는 상기 플라즈마유지부(48)와 대향하는 위치에 형성하거나 출구(61a) 단면의 중심점이 상기 양극부재(40)의 플라즈마유지부(48)의 끝단(48a)보다 위에 위치하도록 형성하는 것이 유해가스, 특히 대용량의 유해가스가 직접 플라즈마에 분산됨으로써 플라즈마의 안정성을 해치는 것을 방지할 수 있어 바람직하다.
나아가, 위와 같은 구성에 의해 저온의 유해가스가 고온의 플라즈마에 즉시 분산, 혼합되는 것이 아니라, 일단 플라즈마유지부(48)의 외측면에 부딪힌 다음 그 외측면의 주위를 회전하면서 고온의 플라즈마로부터 열을 받아 고온 상태에 있는 외측면과의 접촉에 의해 점점 가열된 후 하부의 플라즈마에 분산, 혼합됨으로써 저온의 유해가스가 고온의 플라즈마에 즉시 혼합됨으로 인한 플라즈마의 온도 강하를 방지할 수도 있게 된다.
또한, 플라즈마유지부(48)에 대향하는 부분이 포함된 상기 유해가스유입분산실(51) 내측면에는 축열체(56)를 설치하는 것이 고온의 플라즈마의 방출열을 축열체(56)에 축적하여 저온상태로 유입된 유해가스를 예열할 수 있어 바람직하다.
상기 축열체(56)의 재질은, 예컨대 세라믹이나 금속 등 다양한 물질일 수 있으나, 가능한 한 고온의 플라즈마의 방출열을 축적할 수 있는 물질인 것이 바람직하다.
상기 하우징(60)의 유해가스유입통로(61)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마유지부(48)의 축의 방사방향에 대하여 나란하게 할 수도 있으나 종방향이나 횡방향 또는 종방향 및 횡방향으로 모두 소정 각도, 예컨대 1˚~ 89˚범위 내의 각도로 경사진 부분을 포함하도록 하는 것이 유해가스가 플라즈마유지부(48) 주위를 회전하면서 플라즈마유지부(48)로부터 배출되는 플라즈마에 원활하게 분산, 혼합될 수 있어 바람직하다.
상기 하우징(60)의 유해가스유입분산실(51)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 플라즈마유지부(48)와 소정의 간격을 유지하면서 그 주위를 둘러싸고 있는데, 이 때 그 간격은, 예컨대 적어도 유해가스유입통로(61)로부터 유입되는 유해가스가 원활히 유입될 수 있는 정도의 간격은 유지됨과 동시에 유해가스가 플라즈마유지부(48)의 외주면을 따라 회전하면서 플라즈마에 원활하게 혼합되는 것을 저해할 정도로 멀리 떨어지지는 않는 정도의 간격을 유지하도록 하는 것이 바람직하다.
상기 유해가스유입통로(61)는 상기 유해가스유입분산실(51)과 통하도록 되어 있다.
상기 하우징(60)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 유해가스유입분산실(51)의 외부를 관통하는 냉각수유동통로(62)를 갖도록 하는 것이 바람직하며, 나아가 상기 냉각수유동통로(62)는 상기 양극부재(40) 및 후술하는 수렴노즐(52)의 외부에도 형성되도록 하는 것이 바람직한데, 이 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉각수가 직접 양극부재(40)나 수렴노즐(52)의 외주면에 직접 접촉되도록 냉각수유동통로(62)를 형성하는 것이 냉각효율을 향상시킬 수 있어 바람직하다.
상기 하우징(60)에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 양극부재(40)의 플라즈마발생가스유입분산실(42)과 통하는 플라즈마발생가스유입통로(41)가 형성되어 있다.
상기 양극부재(40) 또는 상기 유해가스유입분산실(51)의 외부에는 자기를 발생시키는 수단으로 영구자석(45) 또는 전자석(46)과 같은 적어도 하나의 자기발생수단(45,46)이 설치되는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 양극부재(40)의 외측면에 여섯 개의 홈(47)들이 형성되어 있고 이들 각각에 영구자석(45) 6개가 결합되어 있다.
또한, 상기 양극부재(40)에 대응되는 상기 하우징(60)의 외부에는 전자석(46)이 설치되어 있다.
상기 전자석(46)은 하우징(60)의 축방향으로 상하 이동할 수 있도록 하는 것이 음극(22)과의 사이에서 양극부재(40)에 발생하는 아크점을 상하로 이동시키고 나아가 원주 방향으로 회전시켜 안정되고 균일한 플라즈마를 발생시킬 수 있음은 물론 양극부재(40)의 마모를 최소화시킬 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 전자석(46)은 도면에는 도시되어 있지 않지만 양극부재(40)보다 아래로 이동할 수 있게 하는 것이 아크점이 양극부재(40)를 벗어나 후술하는 유해가스유입분산실(51) 내의 수렴노즐(52) 부위까지 이동시킴으로써 아크의 발생유형을 비이송식(non-transferred)에서 이송식(transferred type)으로 전환시켜 실제 유해가스의 종류 및 용량 등에 따라 적절하게 아크 발생 유형을 조절할 수 있어 바람직하다.
여기서, 아크점이 아래로 이동함에 따라서 플라즈마는 축방향의 길이가 길어지고 발생전압이 높아지고 발생전류가 낮아지므로 에너지절약효과가 있으며 전극의 마모도 더욱 감소시킬 수 있게 된다.
또한, 양극부재(40)의 전체에서 고르게 아크점이 발생하도록 조절함으로써 양극부재(40)의 특정 부위에서만 집중적으로 아크가 발생됨에 따른 양극부재(40)의 마모 및 손실을 방지할 수 있어 양극부재(40)의 수명을 최대한 길게 할 수 있다.
상기 자기발생수단(45,46) 중 영구자석(45)의 축방향 위치는 다양한 위치에서 이루어질 수 있으나, 상기 양극부재(40)와 음극(22)과의 사이에서 직류 아크 방전의 형성이 용이하게 이루어지면서도 동시에 상기 두 전극(22)(40)의 마모가 최소화되도록 하는 위치에 있는 것이 바람직하다.
상기 플랜지(70)에는 반응성가스유입통로(72)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 플랜지(70)의 중앙부의 통로(75)에는 상기 유해가스유입분산실(61)로 연장되어 상기 유해가스유입분산실(61) 내의 유해가스 및 플라즈마를 수렴시키는 수렴노즐(52)이 더 구비되어 있는 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐(52)은 상기 유해가스유입분산실(51)쪽으로 확대된 노즐 형태로 되어 있는 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐(52)은 목부(53)를 갖는 것이 바람직하다.
상기 수렴노즐(52)의 목부(53)와 상기 플라즈마유지부(48)의 끝단 사이의 거리는 발생된 플라즈마의 축방향의 길이보다 작도록 하는 것이 플라즈마가 수렴노즐(52)의 목부(53)를 통과할 때에 목부(53) 근방에서 플라즈마에 의한 유해가스의 분해 처리가 잘 일어날 수 있도록 할 수 있어 바람직하다.
상기 수렴노즐(52)의 목부(53) 하부의 직경은 발생된 플라즈마의 횡방향의 최대 직경보다 작도록 하는 것이 플라즈마가 수렴노즐(52)의 목부(53)를 통과할 때에 빈틈없이 통과하게 됨으로써 목부(53) 근방에서 플라즈마에 의한 유해가스의 분해 처리가 원활하고 효율적으로 일어날 수 있어 바람직하다.
상기 수렴노즐(52)의 목부(53) 하부의 직경을 발생된 플라즈마의 횡방향의 최대 직경보다 작게 하는 방법은 목부(53) 하부의 직경을 플라즈마유지부(48)의 직경보다 작게 하거나 수렴노즐(52) 또는 수렴노즐(52)의 목부(53)를 플라즈마유지부(48)에 가깝게 위치시키는 방법 등 다양하게 마련할 수 있다.
상기 수렴노즐(52)은 반응성가스주입통로(55)를 구비하며, 반응성가스가 상기 플랜지(70)의 반응성가스유입통로(72)와 통하며 상기 수렴노즐(52) 주위로 분산된 다음 상기 반응성가스주입통로(55)를 거쳐 수렴노즐(52) 내로 유입되도록 하는 반응성가스유입분산실(54)을 갖도록 하는 것이 반응성 가스를 수렴노즐(52) 내로 고르게 분산시킬 수 있어 바람직하다.
상기 수렴노즐(52)의 반응성가스주입통로(55)의 위치는 상기 수렴노즐(52)의 목부(53) 하부에 위치하는 것이 바람직하다.
본 실시예에서는 상기 수렴노즐(52) 하부의 축방향의 길이가 짧게 도시되어 있으나, 본 발명에서는 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 축방향의 수렴노즐(52) 하부의 끝단의 위치는 대상 유해가스의 종류와 용량에 따라 조절될 수 있다.
상기 수렴노즐(52)의 반응성가스유입통로(55)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 수렴노즐(52)의 축의 방사방향에 대하여 나란하게 할 수도 있으나, 도 6에 도시된 바와 같이, 소정의 각도, 예컨대 1˚~ 89˚범위 내의 각도로 횡방향 또는 종방향으로 경사져 있도록 하는 것이 반응성 가스를 수렴노즐(52) 내로 고르게 분산시킬 수 있어 바람직하다.
상기 플랜지(70)는 체결부(73), 예컨대 나사 결합을 통해 상기 하우징(60)과 그 하부에서 결합되고, 이에 의해 플랜지(70)의 중앙부 통로(75)에 위치된 수렴노즐(52)이 고정되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 플랜지(70)에는 냉각수유동통로(71)가 구비될 수 있는데, 이는 상기 하우징(60)의 냉각수유동통로(62)와 통하도록 하는 것이 냉각수의 이용효율을 높일 수 있어 바람직하다.
상기 플랜지(70)에는 상기 수렴노즐(52)의 반응성가스유입분산실(54)과 통하는 반응성가스유입통로(72)가 구비되도록 하여 반응성 가스가 플랜지(70)의 반응성가스유입통로(72)를 통해 수렴노즐(52)의 반응성가스유입분산실(54) 및 반응성가스주입통로(55)를 거쳐 수렴노즐(52) 내로 분산되도록 할 수 있다.
상기 플랜지(70)의 냉각수유동통로(71)는 상기 수렴노즐(52), 양극부재(40) 및 상기 음극조립체(20) 외부의 냉각수유동통로(44,62)와 연결되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 하우징(60)의 냉각수유동통로(62)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수개로 이루어져 있으며, 상기 양극부재(40) 및 유해가스유입분산실(51) 주위에서 동일한 원주상에 균일한 간격으로 배열되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징(60)의 냉각수유동통로(62)는 상기 유해가스유입통로(61)와 통하지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서 플라즈마발생가스로는 아르곤, 질소, 공기, 수소, 산소 및 이들 중 복수개의 가스를 혼합한 가스로 구성된 군 중에서 하나일 수 있다.
본 발명에 있어서 유해가스로는 과불화물(perfluoro compounds), 염화불화탄소(chlorofluoro carbons), 다이옥신(dioxin), 퓨란(furan), 휘발성유기화합물(volatile organic compounds) 및 이들 중 복수개의 혼합물로 구성된 군 중에서 하나가 선택된 것일 수 있다.
본 발명에 있어서 유해가스로는 반도체 공정 또는 액정제조 공정에서 발생되는 물질일 수 있다.
본 발명에 있어서 반응성가스로는 수소나 산소로 구성된 물질 또는 수소나 산소가 혼합된 물질일 수 있다.
본 발명에 있어서 반응성가스로는 수증기 또는 미세입자의 H20일 수도 있다.
이하, 상기한 구성을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치의 작동을 설명한다.
음극조립체(20)에 인가된 적어도 100볼트(V) 이상의 고전압에 의하여음극(22)과 양극부재(40)의 사이에 아크 방전이 형성되고, 이 아크 방전 영역에 하우징(60)의 플라즈마발생가스유입통로(41)를 통해 유입된 아르곤, 질소와 같은 플라즈마발생가스가 플라즈마를 형성하게 된다. 이와 같이 형성된 플라즈마는 1000℃ 이상의 고온의 플라즈마로 되는데, 이러한 고온의 플라즈마를 양극부재(40)의 플라즈마유지부(48)가 플라즈마를 안정되게 유지하며 대용량의 유해가스로부터 보호역할(shield)을 하고 유해가스유입통로(61)를 통해 유입된 과불화물(perfluoro compounds) 등의 유해가스는 플라즈마유지부(48) 외부의 유해가스유입분산실(51)에서 고르게 분산되어 수렴노즐(52)의 목부(53) 근방에서 분해 처리된다. 이 때, 반응성가스유입통로(72)를 통해 유입된 산소, 수소 등의 반응성 가스에 의하여 분해효율이 향상되게 된다. 또한 양극부재(40) 외부에 설치된 자기발생수단(45,46)에 의하여 발생된 자기는 플라즈마의 축방향의 길이를 조정하고 양극부재의 마모를 줄일 뿐만 아니라, 수렴노즐(52)에서 유해가스와 플라즈마의 고른 혼합을 유도함으로써 유해가스의 분해효율을 향상시킬 수 있고, 대용량 처리가 가능한 플라즈마를 생성시킬 수 있게 한다. 이와 같이 분해된 유해가스는 수렴노즐(52)을 통해 외부로 배출되게 된다.
본 발명은 다음 실험예들에 의하여 더욱 상세하게 설명될 수 있다.
예 1
전력 6kW, 플라즈마발생가스 유량 18 l/min에서 1,000K 이상의 플라즈마를 발생시키고, 유해가스로서 질소와 CF4를 각각 100 l/min와 1 l/min의 유량비로 주입하였으며, 반응성 가스로서 산소를 2 l/min 내지 6 l/min 주입하여 CF4의 분해효율을 알아보았다. 이 경우 50% 내지 65%의 분해효율을 얻을 수 있었다.
예 2
플라즈마의 발생 및 유해가스의 주입조건은 예 1과 동일하며, 반응성 가스로서 수소를 사용하였다. 수소의 유량을 2 l/min 내지 8 l/min으로 변화시키면서 CF4의 분해효율을 알아보았다. 이 경우 수소의 유량이 8 l/min인 때에는 95% 이상의 분해효율을 얻었다. 그러나 산소가 없는 경우였기 때문에 탄소 원소가 유해가스유입분산실 내벽에 검뎅이를 형성하여 관내 유체 흐름을 방해하였다.
예 3
플라즈마의 발생 및 유해가스의 주입조건은 예 1과 동일하며, 반응성 가스로서 수증기화한 H2O와 산소를 사용하였다. 이 때 반응성 가스의 유량을 2 l/min 내지 8 l/min으로 변화시키면서 분해효율을 알아보았다. 이 경우 수소를 반응성 가스로 사용한 경우보다는 다소 낮은 90%의 분해효율을 얻었으나 유해가스유입분산실 내의 검뎅이는 완전히 제거되었다.
예 4
전력 6kW, 플라즈마발생가스 유량 18 l/min에서 1,000K 이상의 플라즈마를 발생시키고, 유해가스로서 질소와 NF3를 각각 100 l/min와 2 l/min의 유량비로 주입하였으며, 반응성 가스로서 H2O와 산소를 6 l/min 내지 12 l/min 주입하여 NF3의 분해효율을 알아보았다. 이 경우 80% 내지 90%의 분해효율을 얻었다.
예 5
전력 6kW, 플라즈마발생가스 유량 18 l/min에서 1,000K 이상의 플라즈마를 발생시키고, 유해가스로서 N2, SiH4및 O2를 각각 80 l/min, 1 l/min 및 1 l/min의 유량비로 주입하였고 반응성 가스로서 산소를 3 l/min 내지 4 l/min 주입하여 주입 도중에 생성된 SiO2의 분해효율을 알아보았다. 이 경우 95% 이상의 분해효율을 얻을 수 있었으며, 플라즈마 반응기내에는 Si 또는 SiO2분말이 검출되지 않았다.
상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치의 효과는 다음과 같다.
첫째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치 내에서 플라즈마의 발생과 유해가스의 분해가 동시에 이루어지므로 고온의 플라즈마를 효율적으로 이용할 수 있다.
둘째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 플라즈마가 안정되게 유지될 수 있으므로 대용량의 유해가스를 효율적으로 처리할 수 있다.
셋째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 양극부재의 외부에 자기를 발생시키는 수단을 부가함으로써 균일한 플라즈마가 생성되고 전극의 마모를 감소시킬 수 있다. 또한 자기 발생 수단의 상하 위치를 조절함으로서 플라즈마의 아크발생유형(type)을 조절하여 유해가스의 종류 및 용량 등에 적합하게 작동될 수 있도록 할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 절약효과도 얻을 수 있고 유해가스와 플라즈마와의 혼합이 충분히 이루어지고 그 체류시간을 증가시킴으로써 분해효율을 향상시킬 수 있다.
넷째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 파우더(powder)나 먼지(dust)를 함유한 유해가스나 분해·생성과정 중 파우더가 생성될 수 있는 유해가스의 처리에 효과적으로 이용할 수 있다.
다섯째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 처리과정 중에 생길 수 있는 차압효과를 감소시킴으로서 대용량의 유해가스를 안정적으로 처리할 수 있다.
여섯째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 음극조립체에 대향하도록 플라즈마발생가스주입통로의 출구를 형성함으로써 플라즈마를 형성하는 가스가 직류 아크 방전이 발생되는 두 전극 사이에 원활하게 주입될 수 있다.
일곱째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 양극부재 및 유해가스유입분산실을 냉각할 수 있는 수단을 하우징에 일체로 형성함으로써 유해가스의 분해 처리가 이루어지는 장치를 효율적으로 냉각할 수 있으며, 구조가 단순하고, 제조 공정이 단순화될 수 있다.
여덟째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 음극조립체, 양극부재, 플랜지 및 하우징으로 쉽게 분리할 수 있으므로 유지·보수가 간편하고 경제성을 높일 수 있다.
아홉째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 유해가스가 유해가스유입분산실로 효과적으로 소정의 각도를 가지면서 분산·회전되게 주입되게 함으로써 처리하고자 하는 유해가스를 반응장치 내로 균일하고 원활하게 주입하여 분해효율을 향상시킬 수 있다.
열번째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 기상의 지구오염물질뿐만 아니라 반도체 공정, 액정제조 공정에서 발생하는 유해가스 등을 처리할 수 있다.
열한번째, 본 발명에 따른 플라즈마 유해가스 처리장치는 유해가스 처리용량을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (23)

  1. 적어도 1,000℃의 플라즈마를 발생시켜 유해가스를 처리하는 플라즈마 유해가스 처리장치로서:
    고전압의 인가에 의해 직류 아크 방전을 일으키는 음극조립체;
    상기 음극조립체와의 사이에 발생된 직류 아크 방전에 의해 플라즈마를 발생시키는 공간을 내부에 가지며, 상기 플라즈마발생공간에 통하는 플라즈마발생가스주입통로를 갖는 양극부재로서, 상기 양극부재의 단부로부터 연장되어 발생된 플라즈마를 안정되게 유지시키는 플라즈마유지부를 구비한 양극부재;
    상기 음극조립체와 상기 양극부재를 둘러싸고, 상기 플라즈마유지부와 소정의 간격이 유지되도록 그 주위를 둘러싸며 유해가스의 유입, 분산 및 처리가 이루어지는 유해가스유입분산실을 갖고, 적어도 하나의 유해가스유입통로를 갖는 하우징; 및
    상기 하우징의 하부에 결합되며, 상기 유해가스유입분산실과 통하는 통로가 중앙부에 관통되어 있고, 적어도 하나의 반응성가스유입통로를 갖는 플랜지;
    를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 음극조립체는 냉각수가 유동되는 통로를 내부에 갖는 음극본체와, 상기 음극본체와 교환 가능하도록 결합되며 상기 플라즈마발생공간 내에 위치하여 상기 양극부재와 직류 아크 방전을 일으키는 음극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 음극본체의 냉각수유동통로는 내부통로와 상기 내부통로를 둘러싸는 외부통로를 포함하며, 상기 내부통로와 외부통로 중 어느 한 통로로 냉각수가 유입되고 다른 통로로 냉각수가 유출되는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마발생가스주입통로는 상기 음극조립체의 축의방사방향에 대하여 나란하거나 소정 각도로 경사진 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 유해가스유입통로의 출구는 상기 양극부재의 플라즈마유지부와 대향하는 부분에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유해가스유입통로는 상기 양극부재의 플라즈마유지부의 축의 방사방향에 대하여 나란하거나 소정 각도로 경사진 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 유해가스유입통로의 출구는 그 단면의 중심점(center point)이 상기 양극부재의 플라즈마유지부의 끝단보다 위에 위치하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 유해가스 처리장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 양극부재 또는 상기 유해가스유입분산실의 외부에는 적어도 하나의 자기를 발생시키는 수단이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 자기발생수단은 영구자석 또는 전자석인 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 자기발생수단은 상기 양극부재의 축방향의 상하로 이동할 수 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 양극부재 또는 상기 유해가스유입분산실의 외부에는 적어도 두 개의 자기발생수단을 구비하고, 이들 중 어느 하나는 아크의 발생 위치를 일정한 영역에 한정시키고, 나머지는 아크의 발생 위치를 상기 양극부재 또는 상기 유해가스유입분산실의 축방향을 따라 여러 영역으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 플라즈마유지부의 내경은 축의 하방으로 갈수록 커지는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  13. 제1항에 있어서, 상기 플랜지의 중앙부의 통로에는 상기 유해가스유입분산실로 연장되어 상기 유해가스유입분산실 내의 유해가스 및 플라즈마를 수렴시키는 수렴노즐이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 수렴노즐은 목부를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 수렴노즐의 목부와 상기 플라즈마유지부의 끝단 사이의 거리는 발생된 플라즈마의 축방향의 길이보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  16. 제14항에 있어서, 상기 수렴노즐의 목부 하부의 직경은 발생된 플라즈마의 횡방향의 최대 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  17. 제13항에 있어서, 상기 수렴노즐은 반응성가스주입통로를 구비하며, 상기 플랜지의 반응성가스유입통로와 통하며 반응성가스가 상기 수렴노즐 주위로 분산된 다음 상기 반응성가스주입통로를 거쳐 수렴노즐 내로 유입되도록 하는 반응성가스유입분산실을 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 수렴노즐의 반응성가스주입통로는 상기 수렴노즐의 축의 방사방향에 대하여 나란하거나 소정의 각도로 경사진 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  19. 제1항에 있어서, 상기 유해가스유입분산실 내측면은 축열체로 둘러싸인 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유해가스는 과불화물(perfluoro compounds), 염화불화탄소(chlorofluoro carbons), 다이옥신(dioxin), 퓨란(furan), 휘발성유기화합물(volatile organic compounds) 및 이들의 혼합물로 구성된 군 중에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유해가스는 반도체 제조공정에서 발생하는 물질인 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  22. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유해가스는 액정 제조공정에서 발생하는 물질인 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
  23. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유해가스는 파우더를 함유하거나 분해된 후 파우더를 생성할 수 있는 성분을 포함한 것을 특징으로 하는 플라즈마 유해가스 처리장치.
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