WO2015160057A1 - Plasma reactor for treating exhaust gas generated from processing facility - Google Patents

Abstract

The present invention relates to a plasma reactor, and more specifically, to a plasma reactor arranged between a process chamber and a vacuum pump so as to dissolve exhaust gas discharged from the process chamber, comprising: a tube through which the exhaust gas flows; a plasma generation means, which is provided on the tube, for dissolving the exhaust gas by causing plasma electric discharge; a housing which surrounds the tube and creates a separated space between the housing and the outer circumferential surface of the tube; a detection means for detecting environment conditions in the tube or in the separated space; and a control unit for determining the state of the tube or the separated space based on information on the environment conditions received from the detection means.

Description

공정설비에서 발생되는 배기가스 처리 플라즈마 반응기Exhaust Gas Treatment Plasma Reactor from Process Equipment

본 발명은 플라즈마 반응기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공정챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하며, 도관의 이상 여부를 감지할 수 있고 방전전류를 줄임으로써 전력소모를 줄일 수 있으며, 배기가스의 흐름을 도관의 내주면을 향한 방향으로 유도하면서, 스월의 형태로 형성되도록 할 수 있는 플라즈마 반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor, and more particularly, to decompose exhaust gas discharged from a process chamber, to detect an abnormality of a conduit, to reduce power consumption by reducing discharge current, and to reduce the flow of exhaust gas. It relates to a plasma reactor that can be formed in the form of swirl while guiding in a direction toward the inner circumferential surface of the conduit.

반도체, 디스플레이 장치, 태양전지 등의 제조공정에는 기능성 박막 형성, 건식식각 등과 같은 공정이 적용된다. 이러한 공정은 일반적으로 진공챔버에서 이루어지고, 기능성 박막형성에는 다양한 종류의 금속, 비금속 전구체들이 공정 가스로 이용되며, 건식식각에도 다양한 종류의 에칭 가스가 이용된다.In manufacturing processes of semiconductors, display devices, solar cells, etc., processes such as functional thin film formation and dry etching are applied. Such a process is generally performed in a vacuum chamber, and various kinds of metal and nonmetallic precursors are used as process gases for forming a functional thin film, and various kinds of etching gases are also used for dry etching.

공정챔버를 배기하기 위한 시스템은 공정챔버, 진공펌프, 스크러버 등으로 이루어지는 각 구성요소들은 서로 배기라인을 통하여 연결된다. 이때, 공정챔버에서 배기되는 가스는 공정에 따라 차이가 있지만, 기체분자 혹은 에어로졸 상태의 미반응 전구체(precursor), 고체성 시드 크리스탈(seed crystal) 등을 포함할 수 있고, 비활성 가스를 캐리어 가스로 더 포함할 수 있다. 이러한 배기가스들은 배기라인을 따라 진공펌프로 유입되는데, 진공펌프의 내부에서는 100 이상의 고온상태에서 배기가스들의 압축이 일어나므로, 배기가스들의 상변이가 쉽게 일어나 진공펌프 내부에 고체성 부산물이 쉽게 형성되고 축적되고, F, Cl 등을 포함하는 부식성 가스의 부산물들에 부식되어 진공펌프의 고장 원인이 된다.In the system for evacuating the process chamber, each component consisting of a process chamber, a vacuum pump, a scrubber, or the like is connected to each other through an exhaust line. At this time, the gas discharged from the process chamber is different depending on the process, but may include a gas molecule or an unreacted precursor (precursor), a solid seed crystal of the aerosol state, and the inert gas as a carrier gas It may further include. These exhaust gases are introduced into the vacuum pump along the exhaust line. Since the compression of the exhaust gases occurs at a high temperature of 100 or more inside the vacuum pump, phase shifts of the exhaust gases easily occur, and solid by-products are easily formed inside the vacuum pump. It accumulates and accumulates and corrodes by-products of corrosive gas including F, Cl, and the like, causing the vacuum pump to fail.

배기가스에 의한 진공펌프 고장을 개선하기 위한 종래의 방법으로는 배기가스를 펌핑 중인 진공펌프 내부로 퍼징 가스(purging gas)를 주입하여 배기가스 중에서 고체성 부산물을 형성할 수 있는 성분의 분압을 낮춰주어 부산물 형성을 최대한 억제하는 것이다. 가장 일반적으로 사용되는 퍼징 가스는 드라이 에어(dry air) 또는 질소이다.The conventional method for improving the vacuum pump failure due to the exhaust gas is to inject a purging gas into the vacuum pump while the exhaust gas is being pumped to lower the partial pressure of components that can form solid by-products in the exhaust gas. This is to minimize the formation of by-products. The most commonly used purge gas is dry air or nitrogen.

배기가스에 의하여 진공펌프 내부에 고상의 입자 등이 축적되는 문제점을 해결하기 위한 보다 적극적인 방법은 핫 트랩 또는 콜드 트랩을 배기라인에 설치하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 높은 에너지 소비와 낮은 처리 효율로 한계를 가지고 있다. 이러한 문제점을 종합적으로 개선하기 위하여 진공펌프의 전단에 저압 플라즈마 장치를 추가하여 메인장비-저압 플라즈마 장치-진공펌프-스크러버 형태로 전체 배기시스템을 재구성하는 새로운 접근이 시도되어 좋은 효과를 얻고 있다. 한국등록특허 제1065013호는 AC 구동 전압을 인가하여 도관 장벽에 방전을 일으키는 방법으로 배기가스를 분해하는 플라즈마 반응기 기술을 개시하고 있다.A more aggressive way to solve the problem of solid particles accumulated in the vacuum pump by the exhaust gas is to install a hot trap or a cold trap in the exhaust line. However, this method is limited by high energy consumption and low processing efficiency. In order to comprehensively improve this problem, a new approach of reconfiguring the entire exhaust system in the form of a main equipment-low pressure plasma apparatus-vacuum pump-scrubber by adding a low pressure plasma apparatus at the front end of the vacuum pump has been tried to obtain a good effect. Korean Patent No. 1065013 discloses a plasma reactor technology that decomposes exhaust gas by applying an AC driving voltage to cause a discharge to a conduit barrier.

그런데 플라즈마 반응기가 배관과 결합되는 위치의 틈새 또는 도관과 전극이 결합되는 위치의 틈새로 누설이 발생될 수 있는 문제점이 있다. 이는 플라즈마 반응기가 작동하는 동안 진동, 열수축, 열팽창 등에 의해 틈새들이 벌어지면서 배기가스가 누설될 가능성이 있다. 또한 F, Cl 등을 포함하는 부식성 공정가스는 상기 플라즈마 반응기의 온도가 상승하면 공정가스에 의한 부식속도가 빨라지고 이로 인해 플라즈마 반응기에 크랙(clack)이 생길 수 있다.However, there is a problem that leakage may occur in the gap between the position where the plasma reactor is coupled with the pipe or the position where the conduit and the electrode are coupled. This is likely to cause the exhaust gas to leak as gaps are opened by vibration, heat shrinkage, thermal expansion, etc. during the operation of the plasma reactor. In addition, the corrosive process gas including F, Cl, etc., when the temperature of the plasma reactor rises, the corrosion rate by the process gas is increased, which may cause a crack in the plasma reactor.

본 발명은 공정챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하며, 도관의 이상 여부를 감지할 수 있고 방전전류를 줄임으로써 전력소모를 줄일 수 있으며, 배기가스의 흐름을 도관의 내주면을 향한 방향으로 유도하면서, 스월의 형태로 형성되도록 할 수 있는 플라즈마 반응기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention can decompose the exhaust gas discharged from the process chamber, can detect the abnormality of the conduit and reduce the power consumption by reducing the discharge current, while inducing the flow of exhaust gas toward the inner peripheral surface of the conduit, It is an object to provide a plasma reactor capable of being formed in the form of swirl.

본 발명은 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서, 상기 배기가스가 유동하는 도관; 상기 도관에 구비되어 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 플라즈마 생성수단; 상기 도관을 감싸며, 상기 도관의 외주면과의 사이에 이격 공간이 형성되는 하우징; 상기 도관 또는 상기 이격 공간의 환경 조건을 감지하는 감지수단; 및 상기 감지수단으로부터 수신된 상기 환경 조건의 정보로부터 상기 도관 또는 상기 이격 공간의 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 플라즈마 반응기를 제공한다.The present invention provides a plasma reactor disposed between a process chamber and a vacuum pump to decompose exhaust gas discharged from a process chamber, comprising: a conduit through which the exhaust gas flows; Plasma generating means provided in the conduit to cause plasma discharge to decompose the exhaust gas; A housing surrounding the conduit and having a separation space formed between the outer circumferential surface of the conduit; Sensing means for sensing an environmental condition of said conduit or said space; And a controller configured to determine a state of the conduit or the separation space from the information of the environmental condition received from the sensing means.

본 발명에 따른 플라즈마 반응기는 다음과 같은 효과가 있다. The plasma reactor according to the present invention has the following effects.

첫째, 도관을 감싸는 하우징의 내부에 감지수단을 설치함으로써, 도관 또는 하우징 내부 이격 공간의 환경 조건을 통해 플라즈마 반응기의 이상 여부를 감지할 수 있다. 특히, 감지수단으로 적용되는 온도센서 및 가스 디텍터는 도관 또는 하우징 내부 이격 공간의 이상으로 인한 환경 조건에 대한 정보를 단 시간 내에 감지해 낼 수 있기 때문에 플라즈마 반응기의 이상 여부를 보다 신속하게 감지해낼 수 있다.First, by installing a sensing means inside the housing surrounding the conduit, it is possible to detect the abnormality of the plasma reactor through the environmental conditions of the spaced space inside the conduit or the housing. In particular, the temperature sensor and gas detector applied as the sensing means can detect the environmental conditions due to the abnormality of the space in the conduit or the housing within a short time, so that the abnormality of the plasma reactor can be detected more quickly. have.

둘째, 감지수단을 통해 전달된 정보로 제어부가 도관 또는 이격 공간의 이상 여부를 감지하면 알람을 울리거나, 플라즈마 반응기의 작동을 멈춤으로써 배기가스 유출에 의한 안전사고를 방지할 수 있다. 특히, 도관 또는 이격 공간의 이상 여부를 감지하는 순간 자동으로 플라즈마 반응기의 전원을 차단하도록 설정해둠으로써, 알람이 울린 후 작업자가 플라즈마 반응기의 전원을 차단하는 동안 시간이 지연될 때 보다 신속한 대응이 이루어지기 때문에 화재 발생 뿐 아니라 인명 사고도 예방할 수 있는 효과를 갖는다.Second, when the control unit detects an abnormality of the conduit or the separation space with the information transmitted through the sensing means, an alarm may be generated or the operation of the plasma reactor may be stopped to prevent a safety accident due to the exhaust gas leakage. In particular, it is set to automatically turn off the plasma reactor at the moment of detecting abnormality of the conduit or the separation space, so that when the time is delayed while the operator cuts off the power after the alarm, It can prevent not only fire but also human accidents.

셋째, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 어느 하나 이상은 면적을 줄일 수 있도록 슬릿 또는 개구부를 형성하여 플라즈마 방전 시 방전전류량을 감소시켜서 전력소모를 감소시킬 수 있어 플라즈마 반응기의 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 가질 수 있다.Third, at least one or more of the first electrode portion and the second electrode portion may form a slit or opening to reduce an area, thereby reducing the power consumption by reducing the amount of discharge current during plasma discharge, thereby improving energy efficiency of the plasma reactor. It can have an effect that can be made.

넷째, 제1 전극부 및 제2 전극부 중 적어도 어느 하나 이상의 전극부에 형성되는 슬릿 또는 개구부의 크기 혹은 개수로 면적을 조절할 수 있기 때문에 전력소모를 낮은 수준으로 유지함과 동시에 배기가스 분해효율이 낮아지는 것을 방지하는 효과를 가질 수 있다.Fourth, since the area can be adjusted by the size or number of slits or openings formed in at least one of the first electrode part and the second electrode part, the exhaust gas decomposition efficiency is low while maintaining the power consumption at a low level. It can have the effect of preventing losing.

다섯째, 반응성 가스를 주입함으로써 배기가스가 스월 형태로 변화하여 도관 내부를 유동하게 할 수 있다. 스월 형태는 플라즈마 방전이 집중되는 영역 가까이에 더 많은 양의 배기가스를 유도하므로 플라즈마 방전과 더 많이 접촉하여 더 많은 양의 배기가스를 분해시킬 수 있다. 특히, 반응성 가스는 배기가스 유입되는 방향을 향해 주입되므로 도관 내부로 유입되는 반응성 가스가 배기가스를 밀어내면서 배기가스가 도관 내부에 머무르는 시간을 지연시킬 수 있어 배기가스의 분해 효율을 더 많이 향상시키는 효과를 가질 수 있다.Fifth, by injecting the reactive gas, the exhaust gas can be changed into a swirl form to flow inside the conduit. The swirl shape induces a larger amount of exhaust gas near the area where the plasma discharge is concentrated, so that the exhaust gas is contacted with the plasma discharge more to decompose a larger amount of exhaust gas. In particular, the reactive gas is injected toward the inflow direction of the exhaust gas, so that the reactive gas flowing into the conduit pushes the exhaust gas and delays the time that the exhaust gas stays in the conduit, thereby improving the decomposition efficiency of the exhaust gas further. It can have an effect.

도 1은 공정챔버, 진공펌프, 스크러버 및 플라즈마 반응기의 연결관계를 도시한 것이다.1 illustrates a connection relationship between a process chamber, a vacuum pump, a scrubber, and a plasma reactor.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 것이다.Figure 2 shows the structure of a plasma reactor according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.3 is a perspective view showing the structure of the plasma reactor according to FIG.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 단면도이다.4 is a cross-sectional view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.6 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 7 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.7 to 9 are perspective views showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.10 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.11 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.12 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.13 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.14 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 15 및 도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.15 and 16 are perspective views showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.17 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 18은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.18 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.19 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 20은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.20 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구조가 도시된 사시도이다.21 is a perspective view showing the structure of a plasma reactor according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기의 구성에 대한 구체적인 설명에 앞서, 상기 플라즈마 반응기(100)는 공정챔버(10)에서 배출되는 금속 전구체, 비금속 전구체 및 공정가스, 클리닝(cleaning) 가스의 부산물들을 포함하는 배기가스를 분해하도록 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 상기 공정챔버(10)와 진공펌프(30) 사이에 배치된다. 상기 공정챔버(10)내 배기가스가 상기 진공펌프(30)에 의해 배출되면 상기 플라즈마 반응기(100)에 의해 분해되고, 정화된 후 상기 진공펌프(30)로 유동된다. 그러나 상기 플라즈마 반응기(100)가 반드시 상기 공정챔버(10)와 상기 진공펌프(30) 사이에 배치되어야 하는 것은 아니다. 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 상기 진공펌프(30)와 상기 스크러버(50) 사이에 배치될 수도 있다. 상기 플라즈마 반응기(100)를 복수 개 설치하여 상기 배기가스의 분해 및 정화 과정을 여러 번 반복할 수도 있다. 상기 공정챔버(110), 상기 플라즈마 반응기(100), 상기 진공펌프(130) 및 상기 스크러버(150)는 상호가 배기라인에 의해 연결된다.Prior to the detailed description of the configuration of the plasma reactor according to an embodiment of the present invention, the plasma reactor 100 is a by-product of the metal precursor, the non-metal precursor and the process gas, cleaning gas discharged from the process chamber 10 As shown in FIG. 1A to decompose the exhaust gas including the gas, it is disposed between the process chamber 10 and the vacuum pump 30. When the exhaust gas in the process chamber 10 is discharged by the vacuum pump 30, it is decomposed by the plasma reactor 100, purified, and then flows to the vacuum pump 30. However, the plasma reactor 100 does not necessarily have to be disposed between the process chamber 10 and the vacuum pump 30. As shown in FIG. 1B, the vacuum pump 30 and the scrubber 50 may be disposed. A plurality of plasma reactors 100 may be installed to repeat the decomposition and purification of the exhaust gas several times. The process chamber 110, the plasma reactor 100, the vacuum pump 130 and the scrubber 150 are connected to each other by an exhaust line.

상기 공정챔버(110)는 내부가 진공환경으로 조성되어 애싱(ashing), 증착, 식각, 사진, 세정 및 질화 등의 공정들을 수행한다. 본 실시예에서는 상기 공정챔버(110)에서 박막형성 또는 건식식각이 이루어지는 것을 예로 들어 설명한다. The process chamber 110 is formed in a vacuum environment to perform processes such as ashing, deposition, etching, photography, cleaning, and nitriding. In this embodiment, a thin film formation or dry etching is performed in the process chamber 110 as an example.

미반응 금속성 전구체 분자들이 분해된 후 금속성 부산물을 형성하거나, 미반응 비금속성 전구체 분자들이 분해된 후 비금속성 부산물을 형성할 경우, 상기 진공펌프(130)의 내면 또는 상기 스크러버(150)의 내면에 축적되어 많은 문제점을 야기한다. 반응성 가스는, 상기 미반응 금속성 전구체 분자들 또는 상기 미반응 비금속 전구체 분자들이 분해 된 후, 금속성 부산물 또는 비금속성 부산물을 형성하지 않고 미세입자의 금속 산화물 또는 비금속 산화물을 형성하도록 유도한다. 또한, F 원자 또는 Cl 원자를 포함하는 미반응 공정가스 및 미반응 클리닝가스 분자들의 분해 시 생성되어, 상기 진공펌프(130)에 유입 시 상기 진공펌프(130) 내면에 형성된 금속 표면과 반응하여 부식/식각을 야기하는 활성화된 F- 혹은 Cl- 들을, HF, HCl, 금속원자 F-0, 금속원자 Cl-0 또는 금속원자 F-Cl-0를 포함하는 비결정 합금 형태로 바꿔줄 수 있다. When unreacted metallic precursor molecules are decomposed to form metallic by-products, or when unreacted non-metallic precursor molecules are decomposed to form non-metallic by-products, an inner surface of the vacuum pump 130 or an inner surface of the scrubber 150 is formed. Accumulate and cause many problems. The reactive gas causes the unreacted metallic precursor molecules or the unreacted nonmetallic precursor molecules to decompose, thereby forming metal oxides or nonmetal oxides of the microparticles without forming metallic byproducts or nonmetallic byproducts. In addition, when the unreacted process gas and the unreacted cleaning gas molecules containing F atoms or Cl atoms are decomposed, they react with the metal surface formed on the inner surface of the vacuum pump 130 to corrode when introduced into the vacuum pump 130. Activated F- or Cl- to cause etching can be transformed into amorphous alloy forms including HF, HCl, metal atom F-0, metal atom Cl-0 or metal atom F-Cl-0.

도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100)가 도시되어 있다. 도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100)는, 도관(110), 플라즈마 생성수단, 완충부(미도시), 하우징(140), 감지수단(150) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 먼저, 상기 플라즈마 반응기(100)의 상기 도관(110)은 상기 배기가스가 유동하는 유동 경로로서, 내부가 길이 방향을 따라 관통된 원통형으로 형성된다. 상기 도관(110)은 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체로 형성된다. 특히, 알루미나와 이트리아 혼합파우더를 소결하여 사용하거나, 알루미나 소재에 내스퍼터링이 뛰어난 이트리아 등을 융사하여 코팅하면 내식각성이 향상된다.2 and 3 show a plasma reactor 100 according to one embodiment of the invention. 2 and 3, the plasma reactor 100 according to an embodiment of the present invention, the conduit 110, the plasma generating means, the buffer unit (not shown), the housing 140, the sensing means 150 And a controller (not shown). First, the conduit 110 of the plasma reactor 100 is a flow path through which the exhaust gas flows, and is formed in a cylindrical shape penetrating through the longitudinal direction. The conduit 110 is formed of a high dielectric material such as alumina, zirconia (ZrO 2), yttria (Y 2 O 3), sapphire, quartz tube, glass tube, and the like. In particular, when sintered alumina and yttria mixed powder are used, or if yttria having excellent sputtering resistance is coated on the alumina material, the etching resistance is improved.

상기 플라즈마 생성수단은 상기 도관(110)에 구비되어 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 도관(110)으로 유입되는 상기 배기가스를 분해한다. 본 실시예에서 상기 플라즈마 생성수단은 상기 도관(110) 상에 설치되는 제1 전극부(120) 및 상기 제1 전극부(120)와 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극부(120)와 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극부(130)를 포함한다. The plasma generating means is provided in the conduit 110 to generate a plasma discharge to decompose the exhaust gas flowing into the conduit 110. In the present embodiment, the plasma generating means is spaced apart from the first electrode portion 120 and the first electrode portion 120 installed on the conduit 110, the first electrode portion 120 and the plasma It includes a second electrode 130 to cause a discharge to decompose the exhaust gas.

상기 제1 전극부(120)는 상기 도관(110)의 외주면을 둘러싸도록 외삽되게 설치된다. 이에 따라 상기 제1 전극부(120)는 튜브 형태로 형성된다. 상기 제1 전극부(120)는 구동 전극의 역할을 하도록 AC 전압이 인가된다. 도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(120)는 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 길이가 길게 형성되나 이에 한정될 필요는 없다. 상기 도관(110)과 상기 제1 전극부(120) 사이에는 튜브 구조의 상기 완충부(미도시)가 삽입되어 있다. 상기 완충부(미도시)는 전기 전도성을 갖는 물질 또는 유전체로 형성되고, 상기 도관(110)과 상기 제1 전극부(120)가 밀착될 수 있도록 탄성을 갖는다. The first electrode portion 120 is extrapolated to surround the outer circumferential surface of the conduit 110. Accordingly, the first electrode part 120 is formed in a tube shape. AC voltage is applied to the first electrode part 120 to serve as a driving electrode. Referring to FIGS. 2 and 3, the first electrode part 120 is formed to have a long length in the longitudinal direction of the conduit 110, but is not limited thereto. The buffer part (not shown) of a tube structure is inserted between the conduit 110 and the first electrode part 120. The buffer part (not shown) is formed of an electrically conductive material or a dielectric material, and has an elasticity such that the conduit 110 and the first electrode part 120 may be in close contact with each other.

상기 제2 전극부(130)는 상기 도관(110)의 일 단 또는 양 단부에 상기 도관(110)과 연통되게 연결된다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 도관(110)의 양 단부에 연통되게 연결된다. 상기 제2 전극부(130)들은 상기 제1 전극부(120)와 플라즈마 방전을 일으킨다. 상기 플라즈마 방전을 일으키기 위해서는 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130)들 사이에는 전압차가 있어야 한다. 상기 제1 전극부(120)는 전술한 바와 같이 AC 전압이 인가되므로, 상기 제2 전극부(130)들이 상기 제1 전극부(120)와 전압차를 갖기 위해서는 상기 제2 전극부(130)들은 접지 전극이어야 한다. 따라서 상기 제2 전극부(130)들은 금속체로 형성된다. 도 2 및 도 3을 참조하여 보면, 상기 제2 전극부(130)는 횡단면이 길이 방향을 따라 점진적으로 작아지게 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제2 전극부(130)는 횡단면이 길이 방향을 따라 균일하게 형성될 수도 있다.The second electrode 130 is connected to one or both ends of the conduit 110 in communication with the conduit 110. In this embodiment, as shown in Figures 2 and 3, it is connected in communication with both ends of the conduit (110). The second electrode portions 130 cause plasma discharge with the first electrode portion 120. In order to cause the plasma discharge, there must be a voltage difference between the first electrode part 120 and the second electrode part 130. As the first electrode 120 is applied with an AC voltage as described above, in order for the second electrode 130 to have a voltage difference with the first electrode 120, the second electrode 130 is disposed. Should be the ground electrode. Therefore, the second electrode parts 130 are formed of a metal body. Referring to FIGS. 2 and 3, the second electrode unit 130 is formed to have a cross-section gradually smaller in the longitudinal direction, but is not limited thereto. The second electrode 130 may have a cross section uniformly formed in the longitudinal direction.

상기 공정챔버(10)에서 배출된 상기 배기가스는 상기 제2 전극부(130)들 중 어느 하나의 상기 제2 전극부(130)를 통해 유입되고, 상기 도관(110)을 유동하면서 분해된 후 다른 하나의 상기 제2 전극부(130)를 통해 배출된다. 도 2 및 도 3을 참조하면 상측의 상기 제2 전극부(130)를 통해 상기 배기가스가 유입되므로 상측의 상기 제2 전극부(130)에는 배기가스 유입구(131)가 형성되고, 하측의 상기 제2 전극부(130)를 통해서는 상기 배기가스가 배출되므로 하측의 상기 제2 전극부(130)에는 배기가스 배출부(132)가 형성된다.The exhaust gas discharged from the process chamber 10 is introduced through the second electrode unit 130 of any one of the second electrode units 130 and decomposed while flowing through the conduit 110. The other is discharged through the second electrode 130. 2 and 3, since the exhaust gas is introduced through the upper second electrode part 130, an exhaust gas inlet 131 is formed in the upper second electrode part 130, and the lower side of the upper electrode part 130 is formed. Since the exhaust gas is discharged through the second electrode unit 130, an exhaust gas discharge unit 132 is formed in the lower second electrode unit 130.

상기 배기가스가 상기 배기가스 유입구(131)를 통해 유입되어 상기 도관(110)으로 유동되고, 상기 도관(110) 내부에 일정 압력의 상기 배기가스가 존재하게 된다. 이때, 구동전극인 상기 제1 전극부(120)에 AC 전압이 인가되면, 접지전극인 상기 제2 전극부(130)들과의 사이에서 전자의 이동이 시작되며 배기가스를 분해하도록 플라즈마 방전이 발생된다.The exhaust gas flows into the conduit 110 through the exhaust gas inlet 131, and the exhaust gas having a predetermined pressure is present in the conduit 110. At this time, when an AC voltage is applied to the first electrode 120 which is a driving electrode, the movement of electrons is started between the second electrode 130, which is a ground electrode, and plasma discharge is performed to decompose the exhaust gas. Is generated.

상기 하우징(140)은 상기 도관(110)의 외주면과, 상기 도관(110)의 외주면에 형성된 상기 제1 전극부(120)를 보호하도록 상기 도관(110)을 감싼다. 상기 하우징(140)은 상기 도관(110)의 외주면과의 사이에 이격 공간을 형성한다.The housing 140 surrounds the conduit 110 to protect the outer circumferential surface of the conduit 110 and the first electrode portion 120 formed on the outer circumferential surface of the conduit 110. The housing 140 forms a space between the outer circumferential surface of the conduit 110.

상기 감지수단(150)은 상기 하우징(140)의 내부, 즉 상기 도관(110)의 외주면 상에 설치된다. 상기 감지수단(150)은 상기 도관(110) 또는 상기 이격 공간의 환경 조건을 감지하는 역할을 한다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 도관(110)의 표면 온도 또는 상기 이격 공간의 온도가 설정 온도 이상일 때를 감지하거나, 상기 이격 공간의 환경조건이 변하는 것을 감지하는 것이다. 상기 감지수단(150)이 상기 도관(110) 또는 상기 이격 공간의 환경 조건 정보를 감지하면, 이를 전달받은 제어부(미도시)가 상기 도관(110) 또는 상기 이격 공간의 이상 여부를 판단하고 알람을 울리거나 상기 플라즈마 방전을 중지시킨다. 따라서 상기 제어부는 알람을 울리는 알림부(미도시) 및 상기 플라즈마 방전을 중지시키도록 잠금(lock)하는 전원 스위치(미도시) 중 하나 이상을 포함한다.The sensing means 150 is installed inside the housing 140, that is, on the outer circumferential surface of the conduit 110. The sensing means 150 serves to detect an environmental condition of the conduit 110 or the separation space. In more detail, it is to detect when the surface temperature of the conduit 110 or the temperature of the space is greater than the set temperature, or to detect the environmental conditions of the space. When the detecting means 150 detects the environmental condition information of the conduit 110 or the separation space, the control unit (not shown) which has received this information determines whether the conduit 110 or the separation space is abnormal and generates an alarm. Ring or stop the plasma discharge. Therefore, the control unit includes one or more of a notification unit (not shown) for ringing an alarm and a power switch (not shown) for locking to stop the plasma discharge.

상기 환경 조건이 상기 도관(110) 또는 상기 이격 공간의 온도이면, 상기 감지수단(150)은 온도센서이고, 상기 환경 조건이 상기 이격 공간에 존재하는 설정된 특정 가스이면, 상기 감지수단(150)은 가스 디텍터이다.If the environmental condition is the temperature of the conduit 110 or the separation space, the sensing means 150 is a temperature sensor, and if the environmental condition is a predetermined specific gas present in the separation space, the sensing means 150 Gas detector.

먼저 상기 감지수단(150)이 온도센서인 경우를 설명하면, 상기 온도센서가 상기 도관(110) 또는 상기 이격 공간의 온도가 설정 온도 이상이 되는지를 감지한다. 상기 플라즈마 반응기가 장시간동안 상기 배기가스를 분해하면 상기 도관(110)과 상기 제2 전극부(130)가 연결된 부분의 틈새로 배기가스가 누설될 수 있으며, 상기 이격 공간으로 유입될 수 있다. 또는 상기 도관(110)이 과열되어 크랙이 발생되면 크랙을 통해서도 배기가스가 누설되는 문제가 야기될 수 있다.First, when the sensing means 150 is a temperature sensor, the temperature sensor detects whether the temperature of the conduit 110 or the space is greater than or equal to a set temperature. When the plasma reactor decomposes the exhaust gas for a long time, the exhaust gas may leak into a gap between a portion where the conduit 110 and the second electrode unit 130 are connected, and may flow into the space. Alternatively, if the conduit 110 is overheated and cracks are generated, a problem may occur in that exhaust gas leaks through the cracks.

한편, 상기 이격 공간으로 유입된 상기 배기가스는 상기 이격 공간을 채우게 된다. 상기 플라즈마 방전에 의해 분해가 일어난 상기 배기가스는 매우 높은 온도를 갖고 있기 때문에 누설된 상기 배기가스로 채워진 상기 이격 공간의 온도는 상승하게 된다. 따라서 상기 온도센서(150)는 상기 이격 공간의 온도가 점차 증가하여 설정 온도 이상이 되었음을 감지하면 감지된 정보를 상기 제어부로 전달하고, 상기 제어부가 알람을 울리거나 상기 플라즈마 반응기(100)의 작동을 멈추어 배기가스 유출에 의한 안전사고를 방지할 수 있다.On the other hand, the exhaust gas introduced into the separation space fills the separation space. Since the exhaust gas which has been decomposed by the plasma discharge has a very high temperature, the temperature of the separation space filled with the leaked exhaust gas is increased. Therefore, when the temperature sensor 150 detects that the temperature of the space is gradually increased to be above a set temperature, the temperature sensor 150 transmits the detected information to the controller, and the controller sounds an alarm or stops the operation of the plasma reactor 100. It can stop and prevent the safety accident by the outflow of exhaust gas.

또는 상기 감지수단(150)은 상기 도관(110)의 표면온도가 설정 온도 이상이 되는지를 감지하여 상기 도관(110)이 과열되는지 여부를 감지할 수도 있다. 전술한 바와 같이, 상기 플라즈마 반응기가 장시간동안 상기 배기가스를 분해하면서 상기 배기가스가 누설되지 않더라도, 상기 도관(110)이 지나치게 과열되는 문제점이 발생될 수 있다. 따라서 상기 감지수단(150)이 상기 도관(110)의 표면 온도를 감지하여 상기 도관(110)의 표면 온도가 설정 온도 이상이면 상기 플라즈마 반응기(100)의 작동을 멈추어 상기 도관(110)의 과열에 의한 손상 및 가스 누출에 의한 안전사고를 미연에 방지할 수 있다.Alternatively, the sensing means 150 may detect whether the conduit 110 is overheated by detecting whether the surface temperature of the conduit 110 is equal to or higher than a set temperature. As described above, even if the exhaust gas does not leak while the plasma reactor decomposes the exhaust gas for a long time, the conduit 110 may be overheated. Therefore, when the sensing means 150 detects the surface temperature of the conduit 110 and the surface temperature of the conduit 110 is higher than the set temperature, the operation of the plasma reactor 100 is stopped to prevent overheating of the conduit 110. Safety accidents caused by damages and gas leaks can be prevented.

상기 감지수단(150)이 가스디텍터인 경우를 설명하면, 상기 가스디텍터가 상기 이격 공간에서 설정된 특정 가스의 존재 유무를 감지한다. 상기 도관(110) 내에서 지속적으로 플라즈마 방전에 의한 상기 배기가스 분해가 진행되면 미세한 진동 및 열 변형에 의해 상기 도관(110)과 상기 제2 전극부(130)들의 연결된 부분이 헐거워져 상기 도관(110)과 상기 제2 전극부(130)들이 연결된 부분의 틈새로 배기가스가 누설되어, 상기 이격 공간으로 유입될 수 있다.In the case where the sensing means 150 is a gas detector, the gas detector detects the presence or absence of a specific gas set in the space. When the exhaust gas decomposition by the plasma discharge is continuously performed in the conduit 110, the connection portion between the conduit 110 and the second electrode part 130 is loosened due to minute vibration and thermal deformation. The exhaust gas may leak into a gap between the 110 and the second electrode 130 connected to each other, and may flow into the separation space.

상기 도관(110)과 상기 제2 전극부(130)가 연결된 틈새로 배기가스가 누설되면, 상기 이격 공간을 채우게 된다. 상기 배기가스에는 다양한 가스가 혼합되어 있는데, 이때 상기 이격 공간에 설치된 상기 가스디텍터(150)가 상기 이격 공간으로 누설된 상기 배기가스에서 미리 설정된 특정가스의 유무를 감지한다. 상기 가스디텍터(150)가 상기 배기가스를 감지하면 알람을 울리거나 상기 플라즈마 반응기의 작동을 멈추어 상기 도관(110)의 균열에 의한 손상으로 발생될 안전사고를 미연에 방지할 수 있다. When the exhaust gas leaks into a gap between the conduit 110 and the second electrode 130, the space is filled. Various gases are mixed in the exhaust gas. At this time, the gas detector 150 installed in the separation space senses the presence or absence of a predetermined gas in the exhaust gas leaked into the separation space. When the gas detector 150 detects the exhaust gas, an alarm may be triggered or the operation of the plasma reactor may be stopped to prevent a safety accident that may be caused by damage caused by cracking of the conduit 110.

도 4에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100a)가 도시된 것이다. 도 4에 도시된 상기 플라즈마 반응기(100a)는 전술한 일 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(100)와 대부분의 구성이 동일하다. 따라서 일 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하여 구체적인 설명은 생략하고 차이가 있는 구성에 대해서만 다른 도면부호를 사용하여 설명하기로 한다.4 shows a plasma reactor 100a according to another embodiment of the present invention. The plasma reactor 100a illustrated in FIG. 4 has the same configuration as that of the plasma reactor 100 according to the above-described embodiment. Therefore, the same components as in the exemplary embodiment will be described with the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted, and only different configurations will be described using the same reference numerals.

도 4를 참조하여 보면 상기 플라즈마 반응기(100a)은 일 실시예의 상기 플라즈마 반응기(100)와 상기 플라즈마 발생수단이 차이를 갖는다. 본 실시예에서도 상기 플라즈마 발생수단이 상기 제1 전극부(110)와 제2 전극부(130a)를 포함하지만, 본 실시예에서는 상기 제2 전극부(110)와 상기 제2 전극부(130a) 모두 상기 도관(110) 상에 설치된다. 다만, 본 실시예에서는 상기 제2 전극부(130a)를 상기 도관(110) 상에 설치하기 위해 상기 제1 전극부(120)의 길이가 일 실시예에서보다 짧다.Referring to FIG. 4, the plasma reactor 100a has a difference between the plasma reactor 100 and the plasma generating means. Although the plasma generating means includes the first electrode part 110 and the second electrode part 130a in this embodiment, in the present embodiment, the second electrode part 110 and the second electrode part 130a are used. All are installed on the conduit 110. However, in this embodiment, the length of the first electrode portion 120 is shorter than in the embodiment in order to install the second electrode portion 130a on the conduit 110.

전술한 바와 같이 상기 제2 전극부(130a)도 상기 도관(110) 상에 상기 도관(110)의 외주면을 둘러싸도록 설치된다. 따라서 상기 제2 전극부(130a)도 튜브 형태로 형성된다. 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130a)는 상기 도관(110) 상에 상호 이격되어 설치된다. 전술하였던 바와 같이, 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130a) 사이에서 플라즈마 방전을 일으키기 위해서는 상기 제1 전극부(120)와 상기 제2 전극부(130a)에 전압차가 있어야 하는데 구동전극과 접지전극이 아닌 다른 실시 형태를 갖는다. As described above, the second electrode part 130a is also installed on the conduit 110 to surround the outer circumferential surface of the conduit 110. Therefore, the second electrode portion 130a is also formed in a tube shape. The first electrode 120 and the second electrode 130a are spaced apart from each other on the conduit 110. As described above, in order to cause plasma discharge between the first electrode portion 120 and the second electrode portion 130a, there must be a voltage difference between the first electrode portion 120 and the second electrode portion 130a. It has other embodiments than the driving electrode and the ground electrode.

본 실시예에서는 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130a) 중 인, 하나에는 상대적이 양(+) 전압이 인가되고 다른 하나에는 상대적인 음(-) 전압이 인가된다. 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130a)가 구동전극과 접지전극으로 구비되지 않더라도 전술한 바와 같이 상대적인 양(+) 전압과 상대적인 음(-) 전압이 인가되면 상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130a) 사이에 전압차가 생겨 상기 플라즈마 방전이 일어나게 된다.In this embodiment, one of the first electrode part 120 and the second electrode part 130a, a relative positive voltage is applied, and the other a relative negative voltage is applied. Although the first electrode 120 and the second electrode 130a are not provided as driving electrodes and ground electrodes, as described above, when a relative positive voltage and a negative voltage are applied, The voltage difference is generated between the electrode unit 120 and the second electrode unit 130a to cause the plasma discharge.

한편, 본 실시예에서는 상기 제2 전극부(130a)가 도 4에 도시된 바와 같이 상기 도관(110) 상에 설치되므로, 상기 도관(110)의 양 단에는 상기 플라즈마 반응기(100a)를 상기 공정챔버(10) 및 상기 진공펌프(50)와 연결시키는 배기라인과 결합시킬 수 있도록 플랜지(미표기)가 형성된다. 그리고 상기 플랜지(미표기)에 배기가스 유입구(131), 배기가스 배출구(132)가 형성된다.Meanwhile, in the present embodiment, since the second electrode portion 130a is installed on the conduit 110 as shown in FIG. 4, the plasma reactor 100a is disposed at both ends of the conduit 110. A flange (not shown) is formed to be coupled with the exhaust line connecting the chamber 10 and the vacuum pump 50. An exhaust gas inlet 131 and an exhaust gas outlet 132 are formed in the flange (not shown).

도 5에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100b)가 도시된 것이다. 상기 플라즈마 반응기(100b)는 도 2 및 도 3, 도 4에 도시된 실시예와 상기 플라즈마 방전을 발생시키는 플라즈마 생성수단의 구성이 상이하다. 본 실시예에서 상기 플라즈마 생성수단은 코일부(120a)를 포함한다. 상기 코일부(120a)는 상기 도관(110)의 외주면을 나선형으로 감싸며 설치된다. 외부로부터 상기 코일부(120a)에 전류가 인가되면 상기 코일부(120a)에서 RF 플라즈마 방전이 발생되어 상기 도관(110)으로 유동된 상기 배기가스를 분해한다. 본 실시예에서는 RF 플라즈마 방전이 발생되는 상기 도관(110)은 유전체로 형성된다.5 shows a plasma reactor 100b according to another embodiment of the present invention. The plasma reactor 100b is different from the embodiment shown in FIGS. 2, 3, and 4 in the configuration of the plasma generating means for generating the plasma discharge. In the present embodiment, the plasma generating means includes a coil unit 120a. The coil unit 120a is installed while spirally wrapping the outer circumferential surface of the conduit 110. When a current is applied to the coil unit 120a from the outside, an RF plasma discharge is generated in the coil unit 120a to decompose the exhaust gas flowing into the conduit 110. In this embodiment, the conduit 110 in which the RF plasma discharge is generated is formed of a dielectric.

도 6에는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(100c)가 도시된 것이다. 본 실시예에서는 도 2 및 도 3에 도시된 플라즈마 반응기(100)에서 자기장 발생수단(120b)이 더 포함된 실시예이다. 6 shows a plasma reactor 100c according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the magnetic field generating means 120b is further included in the plasma reactor 100 shown in FIGS. 2 and 3.

상기 제1 전극부(120) 및 상기 제2 전극부(130)에 의해 플라즈마 방전이 일어나고 이때 상기 도관(110)의 내부로 유입된 상기 배기가스가 상기 플라즈마 방전에 의해 분해가 되는 과정이 지속되면 상기 플라즈마 반응기(100c)의 온도가 상승하고 F, Cl 등을 포함하는 부식성 가스의 부산물들은 상기 도관(110) 내부의 표면과 지속적으로 충돌하고 이로 인해 상기 도관(110) 내부의 표면에 침식이 발생할 가능성이 있다.When the plasma discharge is generated by the first electrode unit 120 and the second electrode unit 130, and the exhaust gas introduced into the conduit 110 is decomposed by the plasma discharge. The temperature of the plasma reactor 100c rises and byproducts of the corrosive gas including F, Cl, etc. continuously collide with the surface of the conduit 110, thereby causing erosion on the surface of the conduit 110. There is a possibility.

상기 자기장 발생수단(120b)은 이러한 상기 도관(110) 내부 표면의 침식 문제를 해결하기 위한 것이다. 상기 자기장 발생수단(120b)은 상기 도관(110)의 외부에 설치되는데, 코일 또는 영구자석으로 이루어진다. 상기 제2 전극부(130)들 및 상기 제1 전극부(120)에 의해 플라즈마 방전이 발생하는 플라즈마 영역에 자기장이 도입되면 플라즈마 내부의 전하입자들의 운동 궤적이 변화한다. 형성되는 자기장의 방향을 상기 도관(110)의 길이 방향과 평행한 방향으로 조절하면 상기 도관(110) 표면에 입사하는 이온들의 입사각을 가장 효과적으로 감소시킬 수 있다.The magnetic field generating means 120b is to solve the problem of erosion of the inner surface of the conduit 110. The magnetic field generating means (120b) is installed outside the conduit 110, made of a coil or permanent magnet. When the magnetic field is introduced into the plasma region where the plasma discharge is generated by the second electrode portions 130 and the first electrode portion 120, the motion trajectory of the charge particles in the plasma changes. By adjusting the direction of the magnetic field to be parallel to the longitudinal direction of the conduit 110, the incident angle of ions incident on the surface of the conduit 110 may be most effectively reduced.

상기 자기장 발생수단(120b)은 솔레노이드 코일로 이루어질 수 있다. 상기 솔레노이드 코일(120b)은 상기 제1 전극부(120)의 외부를 감싸는 구조로 형성된다. 상기 솔레노이드 코일(120b)의 권취 횟수나 형성 면적은 상기 제1 전극부(120)의 면적, 배기라인의 직경에 따라 조절이 가능하고, 상기 솔레노이드 코일(120b)에 흘릴 전류의 세기도 이에 따라 조절이 가능하다.The magnetic field generating means 120b may be formed of a solenoid coil. The solenoid coil 120b is formed to have a structure surrounding the outside of the first electrode 120. The number of windings or the forming area of the solenoid coil 120b may be adjusted according to the area of the first electrode part 120 and the diameter of the exhaust line, and the intensity of the current flowing through the solenoid coil 120b may be adjusted accordingly. This is possible.

상기 솔레노이드 코일(120b)은 상기 도관(110)의 전체를 감싸는 형태이거나, 상기 도관(110)의 면적을 초과하여 설치될 수도 있고, 복수 개의 솔레노이드 코일이 연결되거나 이격된 형태로 설치될 수도 있다. 또한, 상기 솔레노이드 코일(120b)은 전선에 절연막이 코팅된 형태로 상기 제1 전극부(120)와 접촉할 수도 있고, 별도의 수단에 의하여 상기 제1 전극부(120)와 이격된 형태로 설치될 수도 있다. 상기 솔레노이드 코일(120b)에 전류가 흐르면 상기 도관(110)의 길이 방향으로 자기장이 형성된다. 상기 솔레노이드 코일(120b)은 상기 하우징(140)에 의해 감싸져 보호되고 있으므로 상기 솔레노이드 코일(120b)에서 발생하는 전자기파를 외부와 차단할 수 있다.The solenoid coil 120b may cover the entire conduit 110, may be installed to exceed the area of the conduit 110, or may be installed in a plurality of solenoid coils connected or spaced apart from each other. In addition, the solenoid coil 120b may be in contact with the first electrode 120 in a form of an insulating film coated on an electric wire, and may be installed in a form spaced apart from the first electrode 120 by a separate means. May be When a current flows in the solenoid coil 120b, a magnetic field is formed in the longitudinal direction of the conduit 110. Since the solenoid coil 120b is wrapped and protected by the housing 140, electromagnetic waves generated from the solenoid coil 120b may be blocked from the outside.

다른 실시 형태로, 상기 자기장 발생수단(120b)은 헬름홀츠 코일이 적용될 수도 있다. 상기 헬름홀츠 코일은 복수 개의 상기 헬름홀츠 코일이 상기 도관(110)의 직경의 1/2에 해당하는 거리로 상호 이격된다. 상부와 하부에 설치된 코일은 상기 도관(110)의 상단 및 하단에서 각각 상기 도관(110)의 직경 1/2에 해당하는 거리만큼 이격되어 설치된다. 상기 헬름홀츠 코일은 상기 도관(110)의 내부에 자기장을 발생시킬 수 있고, 상기 도관(110)의 길이 방향으로 형성된 자기장은 플라즈마 내부의 전하 입자 운동 궤적을 변화시켜서 상기 도관(110)의 내부 표면에 충돌하는 전하입자의 입사 각도를 감소시킨다. 상기 헬름홀츠 코일은 상기 도관(110)의 길이와 직경, 상기 제1 전극부(120)의 형태 및 전압 등을 고려하여 구성되는 코일의 개수, 권취 횟수, 코일에 흐르는 전류세기 등이 조절된다.In another embodiment, the Helmholtz coil may be applied to the magnetic field generating means 120b. The Helmholtz coils are spaced apart from each other by a distance corresponding to one-half of the diameter of the conduit 110 of the plurality of Helmholtz coils. The upper and lower coils are spaced apart from each other by a distance corresponding to 1/2 of the diameter of the conduit 110 at the upper and lower ends of the conduit 110. The Helmholtz coil may generate a magnetic field in the conduit 110, and the magnetic field formed in the longitudinal direction of the conduit 110 may change the trajectory of the movement of charge particles in the plasma to the inner surface of the conduit 110. Reduce the angle of incidence of colliding charge particles. The Helmholtz coil is adjusted to the number of coils, the number of windings, the current strength flowing through the coil in consideration of the length and diameter of the conduit 110, the shape and voltage of the first electrode portion 120, and the like.

또 다른 실시 형태로, 상기 자기장 발생수단(120b)으로 영구자석이 적용될 수 있다. 상기 영구자석은 내부와 길이 방향을 따라 관통된 원통 형태로 형성된다. 상기 영구자석은 상기 제1 전극부(120)의 외주면을 감싸는 형태로 상기 도관(110)의 외부에 설치된다. 상기 영구자석은 상기 도관(110)의 내부에 자기장을 발생시킬 수 있고, 상기 도관(110)의 길이 방향으로 형성된 자기장은 플라즈마 내부의 전하 입자 운동 궤적을 변화시켜서 상기 도관(110)의 내부 표면에 충돌하는 전하입자의 입사 각도를 감소시킨다. 상기 영구자석이 가지는 자속은 상기 도관(110)의 길이와 직경, 상기 제1 전극부(120)의 형태 및 전압 등을 고려하여 결정된다.In another embodiment, a permanent magnet may be applied to the magnetic field generating means 120b. The permanent magnet is formed in a cylindrical shape penetrated along the inside and the longitudinal direction. The permanent magnet is installed on the outside of the conduit 110 to surround the outer circumferential surface of the first electrode portion 120. The permanent magnet may generate a magnetic field in the conduit 110, and the magnetic field formed in the longitudinal direction of the conduit 110 may change the trajectory of the movement of charge particles in the plasma to the inner surface of the conduit 110. Reduce the angle of incidence of colliding charge particles. The magnetic flux of the permanent magnet is determined in consideration of the length and diameter of the conduit 110, the shape and voltage of the first electrode portion 120, and the like.

한편, 상기 영구자석은 전술한 바와 같은 원통 형태가 아닌 복수 개의 링 형태로 구비될 수도 있다. 복수 개의 링 형태인 상기 영구자석은 상기 제1 전극부(120) 외주면을 감싸는 형태로 상기 도관(110)의 외부에 설치되는 차이점만 있을 뿐, 원통 형태로 형성되는 상기 영구자석과 동일한 기능을 수행한다.On the other hand, the permanent magnet may be provided in the form of a plurality of rings rather than the cylindrical form as described above. The permanent magnets in the form of a plurality of rings have only the difference of being installed on the outside of the conduit 110 in a form surrounding the outer circumferential surface of the first electrode 120, and perform the same function as the permanent magnets formed in a cylindrical shape. do.

상기 자기장 발생수단(120b)은 상기 플라즈마 반응기 수명에 영향을 미친다. 상기 도관(110)의 내부에 형성된 플라즈마는 반응성이 높은 라이칼, 이온, 활성종 등을 포함하는데, 상기 자기장 발생수단(120b)은 상기 도관(110) 내부에 축 방향에 평행한 자기장을 형성하고, 이에 의해 상기 도관(110) 내면에 수직에 가깝게 입사하는 이온의 입사각도를 수직이 아니게 크게 변화시킴으로써 상기 도관(110) 내부 표면의 침식을 크게 감소시키는 것이다.The magnetic field generating means 120b affects the lifetime of the plasma reactor. The plasma formed in the conduit 110 includes lycals, ions, active species, and the like, which are highly reactive, and the magnetic field generating means 120b forms a magnetic field parallel to the axial direction in the conduit 110. As a result, the angle of incidence of the ions incident close to the perpendicular to the inner surface of the conduit 110 is greatly changed, not vertical, to greatly reduce the erosion of the inner surface of the conduit 110.

도 7 내지 도 9는 본 발명이 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200)가 도시되어 있다. 도 7 내지 도 9에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200)의 상기 플라즈마 발생수단은 제1 전극부(220) 및 제2 전극부(130`)를 포함한다. 상기 제1 전극부(220) 및 상기 제2 전극부(130`) 중 적어도 어느 하나 이상은 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄임으로써 전력 소모를 줄일 수 있도록 면적이 줄어드는 구조로 형성된다. 본 실시예에서는 상기 제1 전극부(220)의 면적이 줄어들도록 슬릿 또는 개구부(225)가 형성된다.7-9 illustrate a plasma reactor 200 according to another embodiment of the present invention. The plasma generating means of the plasma reactor 200 illustrated in FIGS. 7 to 9 includes a first electrode portion 220 and a second electrode portion 130 ′. At least one or more of the first electrode portion 220 and the second electrode portion 130 ′ has a structure in which the area is reduced to reduce power consumption by reducing the discharge current during plasma discharge. In this embodiment, the slit or the opening 225 is formed to reduce the area of the first electrode portion 220.

도 7 내지 도 9를 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(220)에 복수 개의 개구부들(225)이 형성된다. 상기 제1 전극부(220)의 구조에 대해 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1 전극부(220)는 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부(221), 상기 제1 둘레부(221)와 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되며 상기 제1 둘레부(221)와 마찬가지로 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부(222), 상기 제1 둘레부(221)와 상기 제2 둘레부(222)를 전기적으로 연결하며 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제1 연결부(223)들, 상기 제1 둘레부(221)와 상기 제2 둘레부(222) 사이에 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제2 연결부(224)들을 포함한다. 따라서 상기 복수 개의 개구부(225)들은 상기 제1 둘레부(221), 상기 제2 둘레부(222), 상기 제1 연결부(223)들 및 상기 제2 연결부(224)들에 의해 형성된다.7 to 9, a plurality of openings 225 are formed in the first electrode part 220. Looking at the structure of the first electrode portion 220 in more detail, the first electrode portion 220 is a first circumference 221 formed along the circumferential direction of the conduit 110, the first circumference 221 and the second circumference 222 spaced apart from each other along the longitudinal direction of the conduit 110 and formed along the circumferential direction of the conduit 110 similarly to the first circumference 221, the first A plurality of first connecting portions 223 electrically connecting a circumference 221 and the second circumference 222 and spaced apart from each other along the circumferential direction of the conduit 110, and the first circumference 221. And a plurality of second connecting portions 224 spaced apart from each other along the longitudinal direction of the conduit 110 between the second circumferential portion 222. Accordingly, the plurality of openings 225 are formed by the first circumference 221, the second circumference 222, the first connection parts 223, and the second connection parts 224.

즉, 도 7 내지 도 9를 참고하여 보면, 상기 복수 개의 개구부(225)들 중 어느 하나의 상기 개구부(225)는 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제1 연결부(223)들 및 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제1 연결부(223)들을 가로지르며 상호 마주하는 한 쌍의 제2 연결부(224)들에 의해 형성된다. 다른 하나의 상기 개구부(225)를 살펴보면, 상기 개구부(225)는 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제2 연결부(224)들과 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제2 연결부(224)들의 일측을 가로지르는 상기 제1 둘레부(221) 및 상기 제1 둘레부(221)와 상호 마주하는 상기 제1 연결부(223)에 의해 형성된다. 이와 같은 상기 개구부(125)들은 도 2에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태의 배열로 배치되어 형성된다. 그리고 이와 같이 형성되는 상기 개구부(225)들은 직사각형의 형태로 형성된다. 그러나 상기 각 개구부(225)의 형상이 직사각형에 한정되는 것은 아니며, 보다 다양한 형상으로 형성될 수도 있다.That is, referring to FIGS. 7 to 9, one of the openings 225 of the plurality of openings 225 may be a pair of the first connecting portions 223 facing each other and a pair of mutually facing each other. It is formed by a pair of second connecting portion 224 across the first connecting portion 223 of each other. Looking at the other opening 225, the opening 225 crosses one side of the pair of second connecting portions 224 facing each other with the pair of second connecting portions 224 facing each other. It is formed by the first peripheral portion 221 and the first connecting portion 223 facing each other with the first peripheral portion 221. The openings 125 are formed in a matrix arrangement as shown in FIG. 2. The openings 225 formed as described above are formed in a rectangular shape. However, the shape of each of the openings 225 is not limited to a rectangle, and may be formed in more various shapes.

한편, 상기 제1 둘레부(221)와 상기 제2 둘레부(222)의 폭 너비는 같거나 다를 수 있으며, 상기 제1 연결부(223)와 상기 제2 연결부(224)의 폭 너비도 같거나 다를 수 있다. 상기 제1 둘레부(221)와 상기 제2 둘레부(222)의 폭, 상기 제1 연결부(223)와 상기 제2 연결부(224)의 폭 너비는 동일하게 형성되도록 한정될 필요 없이, 플라즈마 방전 시 전력소모 및 방전전류를 최소화할 수 있도록 제작자에 의해 다양하게 채택될 수 있다. 다만, 상기 제1 둘레부(221)와 상기 제2 둘레부(222)의 폭 너비는 플라즈마 방전 효율이 좋도록 동일하게 형성할 수 있다.Meanwhile, the widths of the first circumference 221 and the second circumference 222 may be the same or different, and the widths of the first connection 223 and the second connection 224 may also be the same. can be different. The width of the first circumference 221 and the second circumference 222 and the width of the first connection 223 and the second connection 224 need not be defined to be the same. It can be variously adopted by the manufacturer to minimize power consumption and discharge current. However, the widths of the first circumference 221 and the second circumference 222 may be equally formed to improve plasma discharge efficiency.

상기 플라즈마 반응기(200)는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 도관(110)의 내부로 반응성 가스를 주입하는 가스 주입관(240)을 더 포함한다. 상기 가스 주입관(240)을 통해 상기 도관(110)의 내부로 반응성 가스를 주입하면 상기 배기가스가 상기 반응성 가스와 혼합되면서 스월(swirl: 회오리)형태로 변한다. 그러나 상기 가스 주입관(240)에서 분사되는 상기 반응성 가스는 상기 배기가스를 스월 형태로 변화시키는 것에 한정되지 않는다. 상기 가스 주입관(240)은 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 다방향으로 상기 반응성 가스를 주입할 수 있도록 단부에 복수 개의 노즐이 형성된다. 따라서 상기 노즐의 방향에 따른 스월이나 상기 배기가스와 다른 속도 성분 등을 가지도록 할 수 있어, 상기 반응성 가스와 혼합되는 상기 배기가스는 다양한 형상으로 변화되어 상기 도관(110) 내부를 유동할 수 있다.The plasma reactor 200 further includes a gas injection tube 240 for injecting a reactive gas into the conduit 110, as shown in FIGS. 7 to 9. When a reactive gas is injected into the conduit 110 through the gas injection tube 240, the exhaust gas is mixed with the reactive gas and changes into a swirl form. However, the reactive gas injected from the gas injection pipe 240 is not limited to changing the exhaust gas into a swirl form. As illustrated in FIGS. 7 to 9, the gas injection pipe 240 has a plurality of nozzles formed at ends thereof to inject the reactive gas in multiple directions. Therefore, it is possible to have a swirl or a velocity component different from the exhaust gas according to the direction of the nozzle, and the exhaust gas mixed with the reactive gas may be changed into various shapes to flow inside the conduit 110. .

상기 플라즈마 반응기(200)에서 상기 가스 주입관(240)이 끼워져 결합되는 상기 제2 전극부(130`)에는 홀(미표기)이 형성된다. 상기 홀은 상기 제2 전극부(130`)에 둘레 방향을 따라 하나 또는 이격되어 복수 개 형성된다. 상기 홀은 상기 제2 전극부(130`) 둘레면 가상의 접선에 대해 설정 각도만큼 기울기를 갖도록 형성된다. 상기 홀은 플라즈마 방전이 집중되는 영역보다 상류에 형성되는 것이 가장 효율적이다. 따라서 도 9를 참조하여 보면, 두 개의 상기 제2 전극부(130`)들 중 상측의 상기 제2 전극부(130`)에 상기 홀이 형성되어 상기 가스 주입관(240)이 결합된다. 상기 가스 주입관(240)을 통해 주입되는 상기 반응성 가스와 상기 배기가스가 먼저 혼합된 후, 스월의 형태로 변화하여 상기 도관(110)의 내부를 유동한다.In the plasma reactor 200, a hole (not shown) is formed in the second electrode part 130 ′ to which the gas injection pipe 240 is inserted and coupled. A plurality of holes are formed in the second electrode part 130 ′ or spaced apart from each other in the circumferential direction. The hole is formed to have an inclination by a set angle with respect to the tangential line of the circumferential surface of the second electrode 130. The hole is most efficiently formed upstream than the region where the plasma discharge is concentrated. Therefore, referring to FIG. 9, the hole is formed in the second electrode part 130 ′ on the upper side of the two second electrode parts 130 ′ to couple the gas injection tube 240. The reactive gas and the exhaust gas injected through the gas injection tube 240 are first mixed and then changed into a swirl to flow inside the conduit 110.

상기 가스 주입관(240)이 상기 제2 전극부(130`)의 둘레면 가상의 접선에 대해 설정 각도만큼 기울기를 갖게 형성되면, 상기 가스 주입관(240)을 통해 주입된 상기 반응성 가스가 상기 제2 전극부(130`)의 내주면을 따라 유동되기 때문에 상기 배기가스와 혼합하여 상기 배기가스를 스월 형태로 변화시킬 수도 있다. 또한, 상기 가스 주입관(240)이 공급하는 상기 반응성 가스의 일부는 상기 제2 전극부(130`)에서도 상기 배기가스 유입구(131)를 향한 방향으로 분사되는데, 상기 반응성 가스의 속도 성분이 상기 배기가스의 유동 방향과 반대되는 속도 성분을 가지므로 상기 배기가스를 밀어내어, 상기 배기가스가 상기 배기가스 배출구(132)가 형성된 상기 제2 전극부(130`)를 향한 방향으로 유동되는 시간을 지연시키고 상기 도관(110)의 내부은 체류되는 시간을 증가시킨다.When the gas injection tube 240 is formed to have an inclination by a predetermined angle with respect to the tangential tangential of the second electrode portion 130 ′, the reactive gas injected through the gas injection tube 240 is Since it flows along the inner circumferential surface of the second electrode part 130 ′, the exhaust gas may be changed into a swirl form by mixing with the exhaust gas. In addition, a part of the reactive gas supplied from the gas injection tube 240 is also injected in the direction toward the exhaust gas inlet 131 in the second electrode portion 130`, and the velocity component of the reactive gas is Since it has a velocity component opposite to the flow direction of the exhaust gas, the exhaust gas is pushed out so that the exhaust gas flows in the direction toward the second electrode portion 130 ′ in which the exhaust gas outlet 132 is formed. Delay and the interior of the conduit 110 increases the time of stay.

따라서 상기 배기가스가 플라즈마 방전이 집중되는 영역과 가까워지도록 스월 형태로 변화하여 유동하면서도, 상기 반응성 가스에 의해 상기 도관(110) 내부에 머무르는 시간이 증가하여 상기 제1 전극부(220)와 상기 제2 전극부(130`) 사이에 일어나는 플라즈마 방전에 더 많이 노출되어 더 많은 양의 상기 배기가스를 분해시키고 상기 배기가스의 분해 효율을 향상시키는 효과를 갖는다.Accordingly, while the exhaust gas changes and flows in a swirl form so as to be close to the region where the plasma discharge is concentrated, the residence time of the inside of the conduit 110 is increased by the reactive gas, thereby increasing the first electrode portion 220 and the first electrode. It is more exposed to the plasma discharge occurring between the two electrode portion 130` has the effect of decomposing a larger amount of the exhaust gas and improving the decomposition efficiency of the exhaust gas.

도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200a)가 도시되어 있다. 도 10은 도 7 내지 도 9에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200)에서 상기 플라즈마 생성수단 중 상기 제1 전극부(220a)의 구성만 차이점을 가지므로 상기 제1 전극부(220a)에 대해서만 설명하기로 한다.10 shows a plasma reactor 200a in accordance with another embodiment of the present invention. FIG. 10 illustrates only the configuration of the first electrode part 220a among the plasma generating means in the plasma reactor 200 illustrated in FIGS. 7 to 9, so that only the first electrode part 220a will be described. Shall be.

본 실시예에서의 상기 제1 전극부(220a)는 도 7 내지 도 9에 도시되었던 바와 같이, 개구부(225a)들이 매트릭스 배열로 배치되지 않는다. 본 실시예에서는 상기 개구부(225a)들이 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배열된다. 도 10을 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(220a)는 제1 둘레부(221a), 제2 둘레부(222a) 및 연결부(223a)를 포함한다. 상기 제1 둘레부(221a)는 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성되며, 상기 제2 둘레부(222a)는 상기 제1 둘레부(221a)와 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되되 상기 제1 둘레부(221a)와 마찬가지로 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성된다. 상기 연결부(223a)는 상기 제1 둘레부(221a)와 상기 제2 둘레부(222a)를 연결하며, 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 형성된다.In the first electrode part 220a of the present embodiment, as shown in FIGS. 7 to 9, the openings 225a are not arranged in a matrix arrangement. In this embodiment, the openings 225a are arranged to be spaced apart from each other along the circumferential direction of the conduit 110. Referring to FIG. 10, the first electrode portion 220a includes a first circumference 221a, a second circumference 222a, and a connection 223a. The first circumference 221a is formed along the circumferential direction of the conduit 110, and the second circumference 222a is along the length direction of the first circumference 221a and the conduit 110. Spaced apart from each other but is formed along the circumferential direction of the conduit 110, similar to the first circumferential portion (221a). The connection part 223a connects the first circumference 221a and the second circumference 222a and is spaced apart from each other along the circumferential direction of the conduit 110.

따라서 본 실시예에서는 상호 마주하는 상기 제1 둘레부(221a), 상기 제2 둘레부(222a) 및 상기 제1 둘레부(221a)와 상기 제2 둘레부(222a)를 전기적으로 연결하며 상호 마주하는 한 쌍의 상기 연결부(223a)들에 의해 두개의 상기 개구부(225a)가 형성되며, 이러한 상기 개구부(225a)는 직사각형의 형태로 형성된다. 그러나 상기 개구부(225a)가 직사각형의 형태로 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서도 전술한 바와 같이, 상기 제1 둘레부(221a), 상기 제2 둘레부(222a) 및 상기 연결부(223a)의 폭 너비는 모두 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 폭 너비는 상기 제2 전극부(130`)와의 사이에서 발생되는 플라즈마 방전에 의해 상기 배기가스의 분해 효율을 유지하면서도 방전 전류량이 줄어들 수 있는 범위에서 다양하게 변경할 수 있다.Therefore, in the present embodiment, the first circumference 221a, the second circumference 222a, and the first circumference 221a and the second circumference 222a which face each other are electrically connected to each other. Two openings 225a are formed by a pair of connecting portions 223a, and the openings 225a are formed in a rectangular shape. However, the opening 225a is not limited to a rectangular shape and may be formed in various shapes. In this embodiment, as described above, the widths of the first circumference 221a, the second circumference 222a, and the connecting portion 223a may all be the same or different. The width can be varied in a range in which the amount of discharge current can be reduced while maintaining the decomposition efficiency of the exhaust gas by the plasma discharge generated between the second electrode portion 130 ′.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200b)가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 상기 제2 전극부(230b)가 상기 제1 전극부(220b)와 마찬가지로 상기 도관(110)상에 외삽 설치되되, 상기 제1 전극부(220b)와 설정 간격 이격된다. 본 실시예에서는 상기 제1 전극부(220b)와 상기 제2 전극부(230b)의 형상은 도 10에 도시된 상기 제1 전극부(220a)와 동일한 형상으로 형성된다. 11 shows a plasma reactor 200b according to another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the second electrode portion 230b is extrapolated to the conduit 110 similarly to the first electrode portion 220b, but spaced apart from the first electrode portion 220b by a predetermined interval. In the present embodiment, the first electrode portion 220b and the second electrode portion 230b have the same shape as that of the first electrode portion 220a shown in FIG. 10.

도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200c)가 도시되어 있다. 본 실시예에서는 도 11에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200b)와 마찬가지로 상기 제1 전극부(220c)와 상기 제2 전극부(230c)가 상기 도관(110) 상에 설치된다. 다만 상기 제1 전극부(220c)와 상기 제2 전극부(230c)의 형상에 있어서 도 11에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200b)와 차이점이 있다. 12 shows a plasma reactor 200c in accordance with another embodiment of the present invention. In the present embodiment, like the plasma reactor 200b illustrated in FIG. 11, the first electrode portion 220c and the second electrode portion 230c are installed on the conduit 110. However, there is a difference in the shape of the first electrode portion 220c and the second electrode portion 230c from the plasma reactor 200b shown in FIG. 11.

도 12를 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(220c)와 상기 제2 전극부(230c)는, 서로 거리가 먼 단부에 각각 제1 슬릿(222c)과 제2 슬릿(232c)이 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 전극부(220c)는 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성된 제1 둘레부(221c)에 상기 제2 전극부(230c)를 마주하지 않는 단부에 상기 제1 슬릿(222c)이 형성된다. 그리고 상기 제2 전극부(230c)는 상기 도관(110)의 둘레 방향을 따라 형성된 제1 둘레부(221c)에 상기 제1 전극부(220c)를 마주하지 않는 단부에 상기 제2 슬릿(232c)이 형성된다. 도 12에서와 같이 상기 제1 슬릿(222c)과 상기 제2 슬릿(232c)이 형성되는 이유는, 상기 제1 전극부(220c)과 상기 제2 전극부(230c) 사이 중 가까운 곳에서는 방전전압을 낮추기 위하여 슬릿 또는 개구부를 형성하지 않은 것이고, 서로 먼 곳에서는 방전전류를 감소시키기 위한 구조인 것이다.Referring to FIG. 12, the first electrode portion 220c and the second electrode portion 230c are formed with first slits 222c and second slits 232c at ends that are far from each other. In more detail, the first electrode portion 220c may be formed at an end portion of the first circumferential portion 221c formed along the circumferential direction of the conduit 110 and not facing the second electrode portion 230c. One slit 222c is formed. The second electrode portion 230c may have the second slit 232c at an end portion thereof not facing the first electrode portion 220c in the first circumference portion 221c formed along the circumferential direction of the conduit 110. Is formed. As shown in FIG. 12, the reason why the first slit 222c and the second slit 232c are formed is that the discharge voltage is closer to the position between the first electrode portion 220c and the second electrode portion 230c. In order to reduce the slit or the opening is not formed, it is a structure for reducing the discharge current in the distant place.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200d)가 도시되어 있다. 도 13은 도 12에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200c)에서 상기 제1 전극부(220c) 및 상기 제2 전극부(230c)를 변형한 것이다. 본 실시예에서의 제1 전극부(220d) 및 제2 전극부(230d) 각각은 이그나이팅(igniting) 전극(223d, 233d)을 더 포함한다. 상기 이그나이팅 전극(223d, 233d)은 상기 제1 전극부(220d)와 상기 제2 전극부(230d) 사이에 방전 개시 전압을 감소시키기 위하여 형성된다. 한편, 상기 이그나이팅 전극(223d, 233d)은 도 12에 도시된 바와 같이 상기 제1 전극부(220d) 및 상기 제2 전극부(230d) 둘 다에 형성되어도 되나, 상기 제1 전극부(220d) 및 상기 제2 전극부(230d) 중 어느 하나에만 형성되어도 무방하다.13 shows a plasma reactor 200d according to another embodiment of the present invention. FIG. 13 is a variation of the first electrode 220c and the second electrode 230c in the plasma reactor 200c shown in FIG. 12. Each of the first electrode portion 220d and the second electrode portion 230d in the present embodiment further includes igniting electrodes 223d and 233d. The igniting electrodes 223d and 233d are formed to reduce the discharge start voltage between the first electrode portion 220d and the second electrode portion 230d. Meanwhile, the igniting electrodes 223d and 233d may be formed in both the first electrode portion 220d and the second electrode portion 230d as shown in FIG. 12, but the first electrode portion 220d may be formed. ) And the second electrode portion 230d may be formed.

도 12 및 도 13에 도시된 상기 플라즈마 반응기(200c, 200d)는 상기 제1 전극부(220c, 220d) 및 상기 제2 전극부(230c, 230d) 사이에서는 낮은 방전전압에도 플라즈마 방전이 잘 일어날 수 있으며, 상기 제1 슬릿(222c)과 상기 제2 슬릿(232c)이 형성된 부분에서 방전전류를 감소시켜 에너지 효율이 향상되는 효과를 가질 수 있다.In the plasma reactors 200c and 200d illustrated in FIGS. 12 and 13, plasma discharge may occur well between the first electrode portions 220c and 220d and the second electrode portions 230c and 230d even at a low discharge voltage. In addition, energy efficiency may be improved by reducing a discharge current in a portion where the first slit 222c and the second slit 232c are formed.

도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(200e)가 도시되어 있다. 본 실시예에서 제2 전극부(130)는 전술한 일 실시예에서와 같이 도관(110)의 양 단에 구비된다. 본 실시예에서 상기 제1 전극부(220e)는 상기 도관(110)의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 단위 전극(221e, 222e)들 및 상기 단위 전극들(221e, 222e)을 전기적으로 연결하는 상기 도전성 연결부재(223e)를 포함한다. 상기 제1 전극부(221e, 222e)의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 상기 단위 전극(221e, 222e)은 일방이 개구되며 링구조로 형성되는 방전부(221e) 및 상기 개구된 일방에 연장 형성되는 플랜지부(222e)를 포함한다. 본 실시예에서 상기 방전부(221e)의 링구조는 원형 또는 다각형의 형태로 다양하게 형성될 수 있으며, 상기 도관(110)의 형상에 대응되게 형성된다.14 shows a plasma reactor 200e in accordance with another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the second electrode 130 is provided at both ends of the conduit 110 as in the above-described embodiment. In the present exemplary embodiment, the first electrode part 220e electrically connects the plurality of unit electrodes 221e and 222e spaced apart from each other along the longitudinal direction of the conduit 110 and the unit electrodes 221e and 222e. It includes the conductive connecting member 223e. Looking at the structure of the first electrode portion 221e, 222e in more detail, the unit electrode (221e, 222e) is one side is open and the discharge portion 221e formed in a ring structure and the plan is formed to extend to the opened one A branch 222e is included. In the present embodiment, the ring structure of the discharge unit 221e may be variously formed in a circular or polygonal shape, and formed to correspond to the shape of the conduit 110.

상기 도전성 연결부재(223e)는 상기 단위 전극들(221e, 222e)의 상기 플랜지부(222e)에 끼운 상태로 체결부재, 예를 들어 볼트 등으로 결합된다. 상기 도전성 연결부재(223e)가 결합됨으로써, 상기 단위 전극들(221e, 222e)이 전기적으로 연결된다. 다만, 체결부재에 의한 결합에 한정되지 않고, 용접 등에 의해서도 결합될 수 있다. 이러한 결합구조로 용이하게 전극부들이 서로 연결되므로 설치가 용이한 장점이 있다. 이렇게 연결된 상기 제1 전극부(220e)는 상기 도관(110)의 양 단에 연결된 상기 제2 전극부(130) 들과 플라즈마 방전을 일으킨다. The conductive connection member 223e is coupled to a fastening member, for example, a bolt, in a state of being fitted to the flange portion 222e of the unit electrodes 221e and 222e. The unit electrodes 221e and 222e are electrically connected to each other by coupling the conductive connection member 223e. However, it is not limited to the coupling by the fastening member, and may be coupled by welding or the like. Since the electrode parts are easily connected to each other by such a coupling structure, there is an advantage of easy installation. The first electrode portion 220e connected as described above generates plasma discharge with the second electrode portions 130 connected to both ends of the conduit 110.

도 15 및 도 16은 본 발명의 또 다른 실시에에 따른 플라즈마 반응기(300)가 도시되어 있다. 본 실시예에 따른 상기 플라즈마 반응기(300)는, 도관(310), 제1 전극부(320), 제2 전극부(330)들 및 하우징(340)을 포함한다. 먼저, 상기 플라즈마 반응기(300)의 상기 도관(310)은 상기 배기가스가 유동하는 유동 경로로서, 예시적으로 내부가 길이 방향을 따라 관통된 원통형으로 형성된다. 상기 도관(310)은 알루미나, 지르코니아(ZrO2), 이트리아(Y2O3), 사파이어, 석영관, 유리관 등의 고유전체를 포함하는 유전체로 형성된다. 15 and 16 show a plasma reactor 300 according to another embodiment of the present invention. The plasma reactor 300 according to the present embodiment includes a conduit 310, a first electrode part 320, a second electrode part 330, and a housing 340. First, the conduit 310 of the plasma reactor 300 is a flow path through which the exhaust gas flows. For example, the conduit 310 has a cylindrical shape through which the inside thereof is penetrated along the length direction. The conduit 310 is formed of a dielectric including a high dielectric material such as alumina, zirconia (ZrO 2), yttria (Y 2 O 3), sapphire, quartz tube, glass tube, and the like.

상기 제1 전극부(320)은 상기 도관(310)외 외주면을 둘러싸도록 상기 도관(310)의 외주면에 외삽 설치되고, 상기 제2 전극부(330)들과 상호 이격되어 있어 상기 제2 전극부(330)들과의 사이에 플라즈마 방전을 일으킨다. 상기 제1 전극부(320)은 상기 도관(310)의 외주면을 둘러싸며 설치될 수 있도록 튜브 형태로 형성된다. 일반적으로 상기 제1 전극부(320)은 상기 제2 전극부(330)들과의 사이에 플라즈마 방전이 일어날 수 있도록 구동전극의 기능을 한다. 따라서 상기 제1 전극부(320)에 AC 전압이 인가된다. 도 15를 참조하면, 상기 제1 전극부(320)은 상기 도관(310)의 길이 방향을 따라 길이가 길게 형성되나 이에 한정될 필요는 없다. 상기 도관(310)과 상기 제1 전극부(320) 사이에는 튜브 구조의 완충부(미도시)가 삽입되어 있는데, 상기 완충부는 전기 전도성을 갖는 물질 또는 유전체로 형성되고, 상기 도관(310)과 상기 제1 전극부(320)이 밀착될 수 있도록 탄성을 갖는다.The first electrode part 320 is extrapolated to an outer circumferential surface of the conduit 310 so as to surround the outer circumferential surface of the conduit 310, and is spaced apart from the second electrode parts 330 so as to be spaced apart from each other. Plasma discharge is caused between 330. The first electrode part 320 is formed in a tube shape so as to surround the outer circumferential surface of the conduit 310. In general, the first electrode part 320 functions as a driving electrode to allow plasma discharge to occur between the second electrode parts 330. Therefore, an AC voltage is applied to the first electrode part 320. Referring to FIG. 15, the first electrode part 320 is formed to have a long length in the longitudinal direction of the conduit 310, but is not limited thereto. Between the conduit 310 and the first electrode portion 320 is a buffer portion (not shown) of a tube structure is inserted, the buffer portion is formed of a material or dielectric having an electrical conductivity, and the conduit 310 and The first electrode 320 has elasticity to be in close contact.

상기 제2 전극부(330)들은 도 15 및 도 16에 따른 일 실시예에서는 상기 도관(310)의 일 단 또는 양 단부에 상기 도관(310)과 연통되게 연결된다. 본 실시예에서는 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 도관(310)의 양 단부에 연통되게 연결된 것으로 설명한다. 전술에서 상기 제1 전극부(320)은 AC 전압이 인가되는 구동 전극의 기능을 하므로, 상기 제2 전극부(330)들은 상기 제1 전극부(320)과 플라즈마 방전을 일으킬 수 있는 접지전극 기능을 한다. 따라서 상기 제2 전극부(330)들은 금속체로 형성된다. The second electrode portions 330 are connected to the conduit 310 at one or both ends of the conduit 310 in one embodiment according to FIGS. 15 and 16. In this embodiment, as shown in Figure 15 and 16, it will be described as being connected in communication with both ends of the conduit (310). Since the first electrode part 320 functions as a driving electrode to which an AC voltage is applied, the second electrode parts 330 may function as a ground electrode that may cause plasma discharge with the first electrode part 320. Do it. Therefore, the second electrode parts 330 are formed of a metal body.

도 15 및 도 16에서는 상기 제2 전극부(330)의 횡단면이 길이방향을 따라 점진적으로 작아지게 형성되어 있으나, 이에 한정되지 않고 상기 제2 전극부의 횡단면이 길이 방향을 따라 균일하게 형성될 수도 있다. 상기 제2 전극부(330)은 상기 도관(310)에 연결된 위치에 따라 배기가스 유입구(331) 또는 배기가스 배출구(332)가 형성된다. 본 실시예에서는 예시적으로 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 각각의 상기 제2 전극부(330)에 상기 배기가스 유입구(331), 상기 배기가스 배출구(332)가 형성된다. In FIGS. 15 and 16, the cross section of the second electrode part 330 is gradually reduced along the length direction, but the cross section of the second electrode part may be uniformly formed along the length direction. . The second electrode part 330 has an exhaust gas inlet 331 or an exhaust gas outlet 332 according to a position connected to the conduit 310. 15 and 16, the exhaust gas inlet 331 and the exhaust gas outlet 332 are formed in each of the second electrode units 330.

한편, 도 18 내지 도 20을 참조하여 보면, 상기 제2 전극부(330b, 330c, 330d)는 상기 도관(310)의 외주면에 외삽 설치될 수도 있다. 이 때, 상기 제2 전극부(330b, 330c, 330d)는 상기 제1 전극부(320b, 320c, 320d)와 설정 간격만큼 상호 이격되어 설치된다. 전술에서 상기 제1 전극부(320b, 320c, 320d)는 AC 전압이 인가되는 구동 전극이며, 제2 전극부(330b, 330c, 330d)는 상기 제1 전극부(320b, 320c, 320d)와의 사이에 플라즈마 방전을 일으킬 수 있도록 접지전극이 된다고 설명하였으나, 이에 한정될 필요는 없다. 예를 들어, 상기 제1 전극부(320b, 320c, 320d) 및 상기 제2 전극부(330b, 330c, 330d)에 모두 AC 전압이 인가되되, 상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 중 어느 하나에는 상대적으로 (+) 전압을 인가하고, 다른 하나에는 상대적으로 (-) 전압을 인가하여 두 전극부들 사이에 전압차를 주어 플라즈마 방전을 일으킬 수도 있다.Meanwhile, referring to FIGS. 18 to 20, the second electrode parts 330b, 330c, and 330d may be extrapolated to an outer circumferential surface of the conduit 310. In this case, the second electrode portions 330b, 330c, and 330d are spaced apart from each other by the set intervals with the first electrode portions 320b, 320c, and 320d. In the above description, the first electrode parts 320b, 320c, and 320d are driving electrodes to which an AC voltage is applied, and the second electrode parts 330b, 330c, and 330d are disposed between the first electrode parts 320b, 320c, and 320d. It has been described that the ground electrode is used to cause plasma discharge. However, the present invention is not limited thereto. For example, an AC voltage is applied to both the first electrode portions 320b, 320c, and 320d and the second electrode portions 330b, 330c, and 330d, and any one of the first electrode portion and the second electrode portion is applied. One may apply a relatively positive voltage, and the other may apply a relatively negative voltage to give a voltage difference between the two electrode parts to generate a plasma discharge.

상기 배기가스는 상기 배기가스 유입구(331)을 통해 유입되어 상기 도관(310)로 유동되고, 상기 도관(310) 내부에 일정 압력의 상기 배기가스가 존재하게 된다. 이때, 구동전극인 상기 제1 전극부(320b, 320c, 320d)에 AC 전압이 인가되면, 접지전극인 상기 제2 전극(330b, 330c, 330d)들과의 사이에서 전자의 이동이 시작되며 배기가스를 분해하도록 플라즈마 방전이 발생된다.The exhaust gas is introduced through the exhaust gas inlet 331 and flows into the conduit 310, and the exhaust gas having a predetermined pressure is present in the conduit 310. At this time, when an AC voltage is applied to the first electrode portions 320b, 320c, and 320d which are driving electrodes, movement of electrons is started and exhausted between the second electrodes 330b, 330c, and 330d which are ground electrodes. Plasma discharge is generated to decompose the gas.

다시 도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 하우징(340)은 상기 도관(310)의 외주면과, 상기 도관(310)의 외주면에 형성된 상기 제1 전극부(320)을 보호하도록 상기 도관(310)을 감싼다. 상기 하우징(340)은 상기 도관(310)의 외주면과의 사이에 이격 공간을 형성한다.15 and 16, the housing 340 may protect the outer circumferential surface of the conduit 310 and the first electrode portion 320 formed on the outer circumferential surface of the conduit 310. Wraps. The housing 340 forms a space between the outer circumferential surface of the conduit 310.

본원발명에서는 상기 제1 전극부(320) 및 상기 제2 전극부(330) 중 적어도 어느 하나 이상의 전극이 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄임으로써 전력 소모를 줄일 수 있도록 면적이 줄어드는 구조로 형성된다. 즉, 상기 제1 전극부(320)은 면적이 줄어들도록 슬릿 또는 개구부(325)가 형성된다.In the present invention, at least one of the first electrode unit 320 and the second electrode unit 330 has a structure in which the area is reduced to reduce power consumption by reducing the discharge current during plasma discharge. That is, the slit or opening 325 is formed in the first electrode 320 to reduce the area.

도 15 및 도 16을 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(320)에 복수 개의 개구부들(325)이 형성된다. 상기 제1 전극부(320)의 구조에 대해 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1 전극부(320)은 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부(321), 상기 제1 둘레부(321)과 상기 도관(310)의 길이 방향을 따라 상호 이격되며 상기 제1 둘레부(321)과 마찬가지로 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부(322), 상기 제1 둘레부(321)과 상기 제2 둘레부(322)를 전기적으로 연결하며 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제1 연결부(323)들, 상기 제1 둘레부(321)과 상기 제2 둘레부(322) 사이에 상기 도관(310)의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 제2 연결부(324)들을 포함한다. 따라서 상기 복수 개의 개구부(325)들은 상기 제1 둘레부(321), 상기 제2 둘레부(322), 상기 제1 연결부(323)들 및 상기 제2 연결부(324)들에 의해 형성된다.Referring to FIGS. 15 and 16, a plurality of openings 325 are formed in the first electrode part 320. Looking at the structure of the first electrode portion 320 in more detail, the first electrode portion 320 is a first circumference 321, the first circumference formed in the circumferential direction of the conduit 310 321 and the second circumference 322, which is spaced apart from each other along the longitudinal direction of the conduit 310 and is formed along the circumferential direction of the conduit 310 similarly to the first circumference 321, the first A plurality of first connecting portions 323 electrically connected to a circumference 321 and the second circumference 322 and spaced apart from each other along the circumferential direction of the conduit 310, and the first circumference 321. And a plurality of second connecting portions 324 spaced apart from each other along the longitudinal direction of the conduit 310 between the second circumferential portion 322. Therefore, the plurality of openings 325 are formed by the first circumference 321, the second circumference 322, the first connectors 323, and the second connectors 324.

즉, 도 15를 참고하여 보면, 상기 복수 개의 개구부들 중 어느 하나의 상기 개구부(325)는 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제1 연결부(323)들 및 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제1 연결부(323)들을 가로지르며 상호 마주하는 한 쌍의 제2 연결부(324)들에 의해 형성된다. 다른 하나의 상기 개구부(325)를 살펴보면, 상기 개구부(325)는 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제2 연결부(324)들과 상호 마주하는 한 쌍의 상기 제2 연결부(324)들의 일측을 가로지르는 상기 제1 둘레부(321) 및 상기 제1 둘레부(321)과 상호 마주하는 상기 제1 연결부(323)에 의해 형성된다. 이와 같은 상기 개구부(325)들은 도 15에 도시된 바와 같이 매트릭스 형태의 배열로 배치되어 형성된다. 그리고 이와 같이 형성되는 상기 개구부(325)들은 직사각형의 형태로 형성된다. 그러나 상기 각 개구부(325)의 형태가 직사각형에 한정되는 것은 아니며, 보다 다양한 형태로 형성될 수도 있다.That is, referring to FIG. 15, the opening 325 of any one of the plurality of openings may have a pair of first connecting portions 323 facing each other and a pair of first connecting portions facing each other ( It is formed by a pair of second connectors 324 crossing each other across the 323. Looking at the other opening 325, the opening 325 crosses one side of the pair of second connecting portions 324 facing each other with the pair of second connecting portions 324 facing each other. It is formed by the first peripheral portion 321 and the first connecting portion 323 facing each other. The openings 325 as described above are formed in an array in a matrix form as shown in FIG. 15. The openings 325 formed as described above are formed in a rectangular shape. However, the shape of each of the openings 325 is not limited to the rectangle, and may be formed in more various shapes.

한편, 상기 제1 둘레부(321)과 상기 제2 둘레부(322)의 폭 너비는 같거나 다를 수 있으며, 상기 제1 연결부(323)과 상기 제2 연결부(324)의 폭 너비도 같거나 다를 수 있다. 상기 제1 둘레부(321)과 상기 제2 둘레부(322)의 폭, 상기 제1 연결부(323)과 상기 제2 연결부(324)의 폭 너비는 동일하게 형성되도록 한정될 필요 없이, 플라즈마 방전 시 전력소모 및 방전전류를 최소화할 수 있도록 제작자에 의해 다양하게 채택될 수 있다. 다만, 상기 제1 둘레부(321)과 상기 제2 둘레부(322)의 폭 너비는 플라즈마 방전 효율이 좋도록 동일하게 형성할 수 있다.Meanwhile, widths of the first circumference 321 and the second circumference 322 may be the same or different, and widths of the first connection 323 and the second connection 324 may be the same or different. can be different. The width of the first circumference 321 and the second circumference 322 and the width of the first connection 323 and the second connection 324 need not be defined to be the same. It can be variously adopted by the manufacturer to minimize power consumption and discharge current. However, the widths of the first circumference 321 and the second circumference 322 may be equally formed to improve plasma discharge efficiency.

도 17에는 다른 실시 형태의 개구부(325a)가 도시되어 있다. 도 4를 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(320a)은 전술한 일 실시예에서 기재된 상기 개구부(325a)들과 같이 매트릭스 배열로 배치되지 않는다. 본 실시예에서는 상기 개구부(325a)들이 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 배열된다. 도 4를 참조하여 상기 제1 전극부(320a)의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 상기 제1 전극부(320a)은 제1 둘레부(321a), 제2 둘레부(322a) 및 연결부(323a)를 포함한다. 상기 제1 둘레부(321a)는 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 형성되며, 상기 제2 둘레부(322a)는 상기 제1 둘레부(321a)와 상기 도관(310)의 길이 방향을 따라 상호 이격되되 상기 제1 둘레부(321a)와 마찬가지로 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 형성된다. 상기 연결부(323a)는 상기 제1 둘레부(321a)와 상기 제2 둘레부(322a)를 연결하며, 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 상호 이격되어 복수 개 형성된다.17 shows an opening 325a of another embodiment. Referring to FIG. 4, the first electrode part 320a is not disposed in a matrix arrangement like the openings 325a described in the above-described embodiment. In this embodiment, the openings 325a are spaced apart from each other along the circumferential direction of the conduit 310. Referring to FIG. 4, the structure of the first electrode part 320a will be described in more detail. The first electrode part 320a may include a first circumference 321a, a second circumference 322a, and a connection part 323a. Include. The first circumference 321a is formed along the circumferential direction of the conduit 310, and the second circumference 322a is along the longitudinal direction of the first circumference 321a and the conduit 310. Spaced apart from each other, but is formed along the circumferential direction of the conduit 310 similarly to the first circumferential portion 321a. The connection part 323a connects the first circumference 321a and the second circumference 322a and is spaced apart from each other along the circumferential direction of the conduit 310.

따라서 본 실시예에서는 상호 마주하는 상기 제1 둘레부(321a), 상기 제2 둘레부(322a) 및 상기 제1 둘레부(321a)와 상기 제2 둘레부(322a)를 전기적으로 연결하며 상호 마주하는 한 쌍의 상기 연결부(323a)들에 의해 두개의 상기 개구부(325a)가 형성되며, 이러한 상기 개구부(325a)은 직사각형의 형태로 형성된다. Therefore, in the present embodiment, the first circumference 321a, the second circumference 322a, and the first circumference 321a and the second circumference 322a which face each other are electrically connected to each other. Two openings 325a are formed by a pair of connecting portions 323a, and the openings 325a are formed in a rectangular shape.

그러나 본 실시예에서도 상기 개구부(325a)의 형태는 직사각형의 형태에 한정되지 않고 다양한 형태로 형성될 수 있다. 본 실시예에서도 상기 제1 둘레부(321a), 상기 제2 둘레부(322a) 및 상기 연결부(323a)의 폭 너비는 모두 동일하거나 서로 다를 수 있다. 상기 폭 너비는 제작자에 의해 상기 제2 전극부(330)과의 사이에 발생되는 플라즈마 방전에 의해 배기가스 분해 효율이 유지되면서도 방전전류량이 줄어들 수 있는 범위에서 다양하게 채택될 수 있다.However, in the present embodiment, the shape of the opening 325a is not limited to the rectangular shape but may be formed in various shapes. In this embodiment, the widths of the first circumference 321a, the second circumference 322a, and the connecting portion 323a may be the same or different from each other. The width width may be variously adopted in the range that the discharge current amount can be reduced while maintaining the exhaust gas decomposition efficiency by the plasma discharge generated between the second electrode portion 330 by the manufacturer.

도 18에는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기(300b)가 도시된 것으로, 도 18에 도시된 상기 플라즈마 반응기(300b)는 전술한 일 실시예와 달리, 상기 제2 전극부(330b)도 상기 도관(310)의 외주면 상에 상기 제1 전극부(320b)와 이격되어 설치된다. 본 실시예에서는 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극부(320b) 및 상기 제2 전극부(330b)는 도 17에 도시된 상기 제1 전극부(320a)와 동일한 형상으로 형성된다. 따라서 본 실시예에서의 상기 제1 전극부(320b) 및 상기 제2 전극부(330b)의 형상에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 다만. 상기 제1 전극부(320b) 및 상기 제2 전극부(330b)의 형상은 도 18에 도시된 바와 같은 형상에만 한정되지 않고 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같은 형상으로도 형성될 수 있다.FIG. 18 illustrates a plasma reactor 300b according to another embodiment of the present invention. Unlike the above-described embodiment, the plasma reactor 300b illustrated in FIG. 18 may also include the second electrode part 330b. On the outer circumferential surface of the conduit 310 is installed spaced apart from the first electrode portion (320b). In the present embodiment, as shown in FIG. 18, the first electrode part 320b and the second electrode part 330b are formed in the same shape as the first electrode part 320a shown in FIG. 17. Therefore, detailed descriptions of the shapes of the first electrode part 320b and the second electrode part 330b are omitted. but. The shape of the first electrode part 320b and the second electrode part 330b is not limited to the shape shown in FIG. 18 but may be formed in the shape shown in FIGS. 15 and 16.

도 19은 도 18에 도시된 플라즈마 반응기(300b)의 상기 제1 전극부(320b) 및 상기 제2 전극부(330b)이 다른 실시 형태로 형성된 것이 도시된 사시도이다. 도 19를 참조하여 보면, 상기 제1 전극부(320c)과 상기 제2 전극부(330c)은, 서로 거리가 먼 단부에 각각 제1 슬릿(322c)과 제2 슬릿(322c)이 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 상기 제1 전극부(320c)은 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 형성된 제1 둘레부(321c)에 상기 제2 전극부(330c)을 마주하지 않는 단부에 상기 제1 슬릿(322c)이 형성된다. 그리고 상기 제2 전극부(330c)은 상기 도관(310)의 둘레 방향을 따라 형성된 제1 둘레부(321c)에 상기 제1 전극부(320c)을 마주하지 않는 단부에 상기 제2 슬릿(332c)이 형성된다. 도 19에서와 같이 상기 제1 슬릿(322c)과 상기 제2 슬릿(332c)이 형성되는 이유는, 상기 제1 전극부(320c)과 상기 제2 전극부(330c) 사이에어 가까운 곳에서는 방전전압을 낮추기 위하여 슬릿 또는 개구부를 형성하지 않은 것이고, 서로 먼 곳에서는 방전전류를 감소시키기 위한 구조인 것이다.19 is a perspective view illustrating that the first electrode portion 320b and the second electrode portion 330b of the plasma reactor 300b illustrated in FIG. 18 are formed in another embodiment. Referring to FIG. 19, first slit 322c and second slit 322c are formed at ends of the first electrode 320c and the second electrode 330c which are far from each other. In more detail, the first electrode part 320c may be formed at an end portion of the first electrode part 330c not facing the second electrode part 330c formed in the circumferential direction of the conduit 310. One slit 322c is formed. The second electrode portion 330c may have the second slit 332c at an end portion of the second electrode portion 330c which does not face the first electrode portion 320c in the first circumference portion 321c formed along the circumferential direction of the conduit 310. Is formed. The reason why the first slit 322c and the second slit 332c are formed as shown in FIG. 19 is that the discharge voltage is located between the first electrode part 320c and the second electrode part 330c. In order to reduce the slit or the opening is not formed, it is a structure for reducing the discharge current in the distant place.

한편, 도 20을 참조하여 보면 도 19에 도시된 플라즈마 반응기(300d)의 제1 전극부(320d) 및 상기 제2 전극부(330d)의 다른 실시 형태가 도시된 사시도인데, 여기서 상기 제1 전극부(320d) 및 상기 제2 전극부(330d)의 각각에 형성된 이그나이팅 전극(323d, 333d)을 더 포함한다. 상기 이그나이팅 전극(323d, 333d)은 상기 제1 전극부(320d)과 상기 제2 전극부(330d) 사이에 방전 개시 전압을 감소시키기 위하여 형성되는 것이다. 본 실시예에서는 도 20에 도시된 바와 같이 상기 제1 전극부(320d)와 상기 제2 전극부(330d) 중 어느 하나에만 형성되어도 무방하다.Meanwhile, referring to FIG. 20, another embodiment of the first electrode part 320d and the second electrode part 330d of the plasma reactor 300d illustrated in FIG. 19 is a perspective view, wherein the first electrode is shown in FIG. It further includes igniting electrodes 323d and 333d formed in each of the portion 320d and the second electrode portion 330d. The igniting electrodes 323d and 333d are formed to reduce the discharge start voltage between the first electrode 320d and the second electrode 330d. In the present exemplary embodiment, as shown in FIG. 20, only one of the first electrode part 320d and the second electrode part 330d may be formed.

따라서 도 19 및 도 20에 도시된 플라즈마 반응기(300c, 300d)는 상기 제1 전극부(320c, 320d)와 상기 제2 전극부(330c, 330d) 사이에서는 낮은 방전전압에도 플라즈마 방전이 잘 일어날 수 있으며, 상기 제1 슬릿(322c)과 상기 제2 슬릿(332c)이 형성된 부분에서 방전전류를 감소시켜 에너지 효율이 향상되는 효과를 가질 수 있다.Therefore, in the plasma reactors 300c and 300d illustrated in FIGS. 19 and 20, plasma discharge may occur well between the first electrode portions 320c and 320d and the second electrode portions 330c and 330d even at a low discharge voltage. In addition, energy efficiency may be improved by reducing a discharge current in a portion where the first slit 322c and the second slit 332c are formed.

도 21은 본 발명의 또 다른 실시 형태에 따른 플라즈마 반응기(300e)가 도시된 사시도이다. 도 21에 도시된 상기 플라즈마 반응기(300e)에서 상기 제1 전극부(320e)는 상기 도관(310)의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 단위 전극들(321e, 322e)과, 상기 복수 개의 단위 전극들(321e, 322e)을 전기적으로 연결하는 도전성 연결부재(323e)를 포함한다. 상기 각 단위 전극(321e, 322e)의 구조를 보다 상세히 살펴보면, 상기 단위 전극은 일방이 개구되며 링 구조로 형성되는 방전부(321e)와, 상기 개구된 일방에 연장 형성되는 플랜지부(322e)를 포함한다. 21 is a perspective view of a plasma reactor 300e according to another embodiment of the present invention. In the plasma reactor 300e illustrated in FIG. 21, the first electrode part 320e includes a plurality of unit electrodes 321e and 322e spaced apart from each other along a length direction of the conduit 310, and the plurality of units. And a conductive connection member 323e for electrically connecting the electrodes 321e and 322e. Looking at the structure of each of the unit electrodes 321e and 322e in more detail, the unit electrode has a discharge portion 321e having one opening and having a ring structure, and a flange portion 322e extending to the opened one. Include.

그리고 전술한 상기 도전성 연결부재(323e)가 상기 각 단위 전극의 상기 플랜지부(322e)에 끼운 상태로 체결부재, 예를 들어 볼트 등으로 결합되며, 상기 단위 전극들을 전기적으로 연결시키는 것이다. 다만, 체결부재에 의한 결합에 한정되지 않고, 용접 등에 의해서도 결합될 수 있다. 이러한 결합구조로 용이하게 전극부들이 서로 연결되므로 설치가 용이한 장점이 있다. 이렇게 연결된 상기 제1 전극부(320e)는 상기 도관(310)의 양 단에 연결된 상기 제2 전극부(330)과 플라즈마 방전을 일으킬 수 있다. 한편, 전술에서 상기 방전부(321e)의 링 구조는 원형 또는 다각형의 형태로 다양하게 형성될 수 있다.The conductive connection member 323e described above is coupled to a fastening member, for example, a bolt, etc. in a state of being fitted to the flange portion 322e of each unit electrode, and electrically connects the unit electrodes. However, it is not limited to the coupling by the fastening member, and may be coupled by welding or the like. Since the electrode parts are easily connected to each other by such a coupling structure, there is an advantage of easy installation. The first electrode portion 320e connected in this manner may cause plasma discharge with the second electrode portion 330 connected to both ends of the conduit 310. Meanwhile, in the above description, the ring structure of the discharge part 321e may be variously formed in a circular or polygonal shape.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

본 발명을 이용하면, 도관의 이상여부를 미리 감지하여 화재의 발생을 방지할 수 있으며, 방전전류를 줄여 효율을 향상시킨 플라즈마 반응기의 생산에 기여할 수 있다.By using the present invention, it is possible to prevent the occurrence of fire by detecting the abnormality of the conduit in advance, and contribute to the production of the plasma reactor to improve the efficiency by reducing the discharge current.

Claims (27)

1. 공정 챔버에서 배출되는 배기가스를 분해하도록 공정챔버와 진공펌프 사이에 배치되는 플라즈마 반응기에 있어서,In the plasma reactor disposed between the process chamber and the vacuum pump to decompose the exhaust gas discharged from the process chamber,

   상기 배기가스가 유동하는 도관;A conduit through which the exhaust gas flows;

   상기 도관에 구비되어 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 플라즈마 생성수단;Plasma generating means provided in the conduit to cause plasma discharge to decompose the exhaust gas;

   상기 도관을 감싸며, 상기 도관의 외주면과의 사이에 이격 공간이 형성되는 하우징;A housing surrounding the conduit and having a separation space formed between the outer circumferential surface of the conduit;

   상기 도관 또는 상기 이격 공간의 환경 조건을 감지하는 감지수단; 및Sensing means for sensing an environmental condition of said conduit or said space; And

   상기 감지수단으로부터 수신된 상기 환경 조건의 정보로부터 상기 도관 또는 상기 이격 공간의 상태를 판단하는 제어부를 포함하는 플라즈마 반응기.And a control unit for determining a state of the conduit or the separation space from the information of the environmental condition received from the sensing means.
2. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,

   상기 플라즈마 생성수단은,The plasma generating means,

   상기 도관 상에 설치되는 제1 전극부; 및A first electrode part installed on the conduit; And

   상기 제1 전극부와 이격되어 배치되며, 상기 제1 전극부와 플라즈마 방전을 일으켜서 상기 배기가스를 분해하는 제2 전극부를 포함하는 플라즈마 반응기.And a second electrode portion disposed to be spaced apart from the first electrode portion to cause plasma discharge with the first electrode portion to decompose the exhaust gas.
3. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,

   상기 플라즈마 생성수단은,The plasma generating means,

   상기 도관을 감싸며, 외부로부터 전류가 인가되어 상기 도관 내에 RF 플라즈마를 발생시켜서 상기 배기가스를 분해하는 코일부를 포함하는 플라즈마 반응기.And a coil portion surrounding the conduit, wherein a current is applied from the outside to generate an RF plasma in the conduit to decompose the exhaust gas.
4. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

   상기 제1 전극부는 상기 도관의 외주면에 외삽되도록 튜브 형태로 형성되는 플라즈마 반응기.The first electrode portion is a plasma reactor formed in the form of a tube to be extrapolated to the outer peripheral surface of the conduit.
5. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

   상기 제2 전극부는 상기 도관의 일 단 또는 양 단에 상기 도관과 연통되게 연결되는 플라즈마 반응기.And the second electrode portion is connected in communication with the conduit at one or both ends of the conduit.
6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3,

   상기 환경조건은 상기 도관의 표면온도 또는 상기 하우징의 표면온도 또는 상기 이격공간의 온도이며, 상기 감지수단은 온도센서인 플라즈마 반응기.The environmental condition is the surface temperature of the conduit or the surface temperature of the housing or the temperature of the separation space, the sensing means is a temperature sensor plasma reactor.
7. 청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,

   상기 감지수단이 온도센서인 경우,If the sensing means is a temperature sensor,

   상기 제어부는 상기 온도센서가 상기 도관 또는 상기 이격 공간의 온도가 설정 온도 이상인지의 여부를 판단하는 플라즈마 반응기.The controller is a plasma reactor for determining whether the temperature of the conduit or the separation space is above a set temperature.
8. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3,

   상기 환경조건은 상기 이격 공간에 존재하는 설정된 특정 가스이며, 상기 감지수단은 가스디텍터인 플라즈마 반응기.The environmental condition is a predetermined specific gas present in the separation space, and the sensing means is a gas detector.
9. 청구항 8에 있어서,The method according to claim 8,

   상기 감지수단이 상기 가스디텍터인 경우,When the sensing means is the gas detector,

   상기 제어부는 상기 가스디텍터가 상기 이격 공간에서 설정된 특정 가스를 검출하면 상기 도관에서 상기 배기가스가 누설된다고 판단하는 플라즈마 반응기.And the control unit determines that the exhaust gas leaks from the conduit when the gas detector detects a specific gas set in the separation space.
10. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,

    상기 제어부는 상기 감지수단을 통해 상기 도관의 배기가스의 누설여부를 판단하며, 상기 배기가스가 누설된 것으로 판단되면 알람을 울리거나, 상기 플라즈마 생성수단을 잠금(lock)하는 플라즈마 반응기. The control unit determines whether the exhaust gas of the conduit leaks through the sensing means, and if it is determined that the exhaust gas has leaked, an alarm or a plasma reactor for locking the plasma generating means.
11. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,

    상기 이격 공간에 배치되며, 상기 도관의 외주면을 감싸는 자기장 발생수단을 더 포함하는 플라즈마 반응기.The plasma reactor further comprises a magnetic field generating means disposed in the spaced space, surrounding the outer peripheral surface of the conduit.
12. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11,

    상기 자기장 발생수단은 솔레노이드 코일, 헬름홀츠 코일 또는 영구자석 중 어느 하나인 플라즈마 반응기.The magnetic field generating means is any one of a solenoid coil, Helmholtz coil or a permanent magnet plasma reactor.
13. 청구항 11에 있어서,The method according to claim 11,

    상기 자기장 발생수단은 상기 도관의 길이 방향과 실질적으로 평행한 방향의 자기장을 형성하는 플라즈마 반응기.And said magnetic field generating means forms a magnetic field in a direction substantially parallel to the longitudinal direction of said conduit.
14. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

    상기 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄이기 위하여 상기 제1 전극부에는 슬릿 또는 개구부가 형성되는 플라즈마 반응기.In the plasma discharge, a plasma reactor in which a slit or an opening is formed in the first electrode portion to reduce the discharge current.
15. 청구항 14에 있어서,The method according to claim 14,

    상기 제2 전극부는 상기 도관의 길이 방향을 따라 상기 제1 전극부와 이격된 상태로 상기 도관 상에 설치되고,The second electrode portion is installed on the conduit spaced apart from the first electrode portion along the longitudinal direction of the conduit,

    상기 플라즈마 방전 시, 방전 전류를 줄이기 위하여 상기 제2 전극부에는 슬릿 또는 개구부가 형성되는 플라즈마 반응기.In the plasma discharge, a plasma reactor in which a slit or an opening is formed in the second electrode portion to reduce the discharge current.
16. 청구항 14에 있어서,The method according to claim 14,

    상기 슬릿은 상기 제1 전극부에 복수 개가 매트릭스 배열로 형성되는 플라즈마 반응기.The plurality of slits are formed in a matrix array in the first electrode portion.
17. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

    상기 제1 전극부는,The first electrode unit,

    상기 도관의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부;A first circumference formed along the circumferential direction of the conduit;

    상기 제1 둘레부와 상기 도관의 길이 방향을 따라 상호 이격되되, 상기 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부; 및A second circumference portion spaced apart from each other in the longitudinal direction of the first circumference portion and the conduit, the second circumference portion formed in the circumferential direction; And

    상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 플라즈마 반응기.And a first connector electrically connecting the first and second circumferences.
18. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

    상기 제2 전극부는,The second electrode unit,

    상기 도관의 둘레 방향을 따라 형성되는 제1 둘레부;A first circumference formed along the circumferential direction of the conduit;

    상기 제1 둘레부와 상기 도관의 길이 방향을 따라 상호 이격되되, 상기 둘레 방향을 따라 형성되는 제2 둘레부; 및A second circumference portion spaced apart from each other in the longitudinal direction of the first circumference portion and the conduit, the second circumference portion formed in the circumferential direction; And

    상기 제1 둘레부와 상기 제2 둘레부를 전기적으로 연결하는 제1 연결부를 포함하는 플라즈마 반응기.And a first connector electrically connecting the first and second circumferences.
19. 청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

    상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부는 상기 도관의 외주면에 외삽 설치되되, 설정 간격만큼 상호 이격되고,The first electrode portion and the second electrode portion are extrapolated to the outer peripheral surface of the conduit, spaced apart from each other by a set interval,

    상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부에서 서로 거리가 먼 단부에 각각 제1 슬릿과 제2 슬릿이 형성되는 플라즈마 반응기.And a first slit and a second slit, respectively, formed at ends of the first electrode portion and the second electrode portion that are far from each other.
20. 청구항 19에 있어서,The method according to claim 19,

    상기 제1 전극부와 상기 제2 전극부 사이에는 방전 개시 전압을 감소시키기 위하여, 상기 제1 전극부 또는 상기 제2 전극부 중 어느 하나 또는 둘 다에 형성되는 이그나이팅(igniting) 전극을 더 포함하는 플라즈마 반응기.And an igniting electrode formed between one or both of the first electrode portion and the second electrode portion to reduce the discharge start voltage between the first electrode portion and the second electrode portion. Plasma reactor.
21. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1,

    상기 플라즈마 생성수단은 상기 도관 상에 설치되어, 상기 도관의 내부 공간과 차폐되는 제1 전극부를 포함하며,The plasma generating means is provided on the conduit, and includes a first electrode portion shielded from the inner space of the conduit,

    상기 제1 전극부는,The first electrode unit,

    상기 도관의 길이 방향을 따라 상호 이격되는 복수 개의 단위 전극들; 및A plurality of unit electrodes spaced apart from each other along the longitudinal direction of the conduit; And

    상기 단위 전극들을 전기적으로 연결시키는 도전성 연결부재를 포함하는 플라즈마 반응기.And a conductive connection member electrically connecting the unit electrodes.
22. 청구항 21에 있어서,The method according to claim 21,

    상기 각 단위 전극은,Each unit electrode,

    일방이 개구되며, 링 구조로 형성되는 방전부; 및A discharge portion having one opening formed in a ring structure; And

    상기 개구된 일방에 연장 형성되는 플랜지부를 포함하며,A flange portion extending in one of the openings;

    상기 도전성 연결부재는 상기 복수 개의 단위 전극들의 플랜지부들에 체결부재로 결합되는 플라즈마 반응기.The conductive connecting member is coupled to the flange portion of the plurality of unit electrodes of the plasma reactor.
23. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,The method according to claim 2 or 3,

    상기 배기가스가 스월(swirl)의 형태로 변화하여 유동할 수 있도록 상기 배기가스와 혼합되는 반응성 가스를 주입하는 가스 주입관을 더 포함하는 플라즈마 반응기.And a gas injection tube for injecting a reactive gas mixed with the exhaust gas so that the exhaust gas changes and flows in the form of a swirl.
24. 청구항 23에 있어서,The method according to claim 23,

    상기 가스 주입관은 유전체로 형성되는 플라즈마 반응기.The gas injection pipe is formed of a dielectric.
25. 청구항 23에 있어서,The method according to claim 23,

    상기 반응성 가스의 속도성분은 상기 배기가스의 유동방향과 반대되는 속도성분 또는 수직 방향 속도 성분을 가지는 플라즈마 반응기.The velocity component of the reactive gas has a velocity component or a vertical velocity component opposite to the flow direction of the exhaust gas.
26. 청구항 23에 있어서,The method according to claim 23,

    상기 제2 전극부에는 상기 가스 주입관이 삽입될 수 있도록 홀이 형성되며, 상기 홀은 상기 플라즈마 방전이 집중되는 영역보다 상류에 위치하는 플라즈마 반응기.A hole is formed in the second electrode portion to allow the gas injection tube to be inserted, and the hole is located upstream of the region where the plasma discharge is concentrated.
27. 청구항 23에 있어서,The method according to claim 23,

    상기 가스 주입관은 상기 제1 전극부 또는 상기 코일부보다 상류에 설치되는 플라즈마 반응기.The gas injection tube is installed upstream from the first electrode portion or the coil portion.

Images