KR20240145108A

KR20240145108A - Prefabricated non-transferred plasma torch with improving assembling structure and plasma generation apparatus including the same

Info

Publication number: KR20240145108A
Application number: KR1020230039456A
Authority: KR
Inventors: 유병주; 황순모
Original assignee: 주식회사 에스더블유케미컬즈
Priority date: 2023-03-27
Filing date: 2023-03-27
Publication date: 2024-10-07

Abstract

본 발명은 소정의 내부 공간이 형성되는 외부 본체, 상기 외부 본체에 수용되고, 일측과 타측이 각각 폐쇄 및 개방된 중공형의 후방전극, 상기 외부 본체에 수용되고, 상기 후방전극의 일측 또는 타측과 일정한 간격을 두고 동축 상에 배치되되 복수의 전방전극이 상호 결합되어 형성되는 중공형의 전방 전극군 및 상기 전방전극과 후방전극 사이에 형성되어 외부 유로를 통하여 공기 또는 가스가 유입될 수 있는 가스 공급 포트를 포함하는, 개선된 구조의 플라즈마 발생기 및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공할 수 있다.The present invention provides an improved structure of a plasma generator including an outer body in which a predetermined internal space is formed, a hollow rear electrode accommodated in the outer body and having one side and the other side closed and open respectively, a hollow front electrode group accommodated in the outer body and arranged coaxially with one side or the other side of the rear electrode at a predetermined interval and formed by a plurality of front electrodes being joined to each other, and a gas supply port formed between the front electrode and the rear electrode and through which air or gas can be introduced through an external passage, and a plasma generating device including the same.

Description

{PREFABRICATED NON-TRANSFERRED PLASMA TORCH WITH IMPROVING ASSEMBLING STRUCTURE AND PLASMA GENERATION APPARATUS INCLUDING THE SAME}

본 발명은 개선된 구조의 플라즈마 발생기 및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma generator having an improved structure and a plasma generating device including the same.

일반적으로 열 플라즈마를 이용해 물질을 용융시키는데, 보통 이송형 토치와 비이송형 토치가 활용되고 있다.Generally, materials are melted using thermal plasma, and usually a transfer type torch and a non-transfer type torch are used.

공동형 플라즈마 토치는 내부에 직류 아크를 발생시키는 전극으로 구성되며, 이 전극은 초고온의 전도성 유체인 플라즈마를 집속시키면서 용융대상 물체로 이동시키기 위해 전방전극 및 후방전극으로 형성되며, 공동형 특성상 플라즈마 기동이 쉽고 플라즈마 프레임을 집속시켜 출력 상승을 쉽게 하면서 원활한 플라즈마 프레임을 운영할 수 있게 해준다.A cavity plasma torch consists of an electrode that generates a direct current arc inside, and this electrode is formed as a front electrode and a rear electrode to focus the plasma, which is an ultra-high temperature conductive fluid, and move it to the object to be melted. Due to the cavity type characteristic, it is easy to start the plasma, and it focuses the plasma frame to easily increase the output while allowing smooth operation of the plasma frame.

일반적으로, 플라즈마 토치는 전기적인 구분에 따라 이송식(Transferred Type)과 비이송식(Non- Transferred Type)으로 분류된다. 이송식 플라즈마 토치는 토치 본체 내에 음극과 양극 중 어느 한 전극이 내장되고, 용융로에 다른 한전극이 위치하게 된다. 그로 인해, 이송식 플라즈마 토치는 비이송식 플라즈마 토치보다 에너지 전달이 효율적인 장점이 있지만 운전 동작이 불안정하다는 단점이 있다. 비이송식 플라즈마 토치는 음극과 양극이 각각 토치 본체에 내장되기 때문에 전기적 부도체의 대상물도 처리할 수 있으며, 운전 동작이 안정적인 장점이 있다. 또한, 비이송식 플라즈마 토치는 전극의 형상 및 방전 메커니즘에 따라 막대형(Solid)과 공동형(Hollow)으로 구분할 수 있다.In general, plasma torches are classified into transferred type and non-transferred type according to electrical distinction. In a transferred plasma torch, one of the cathode and the anode is built into the torch body, and the other electrode is located in the melting furnace. Therefore, a transferred plasma torch has the advantage of efficient energy transfer compared to a non-transferred plasma torch, but has the disadvantage of unstable operation. Since a non-transferred plasma torch has the cathode and the anode each built into the torch body, it can process electrically non-conductive objects and has the advantage of stable operation. In addition, a non-transferred plasma torch can be classified into a solid type and a hollow type according to the shape of the electrode and the discharge mechanism.

대한민국 등록특허공보 제10-1629683호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1629683

본 발명의 목적은, 플라즈마 발생기의 전극을 조립 및 분해가 용이하도록 하여 플라즈마 발생의 아크 발생 접점 부위의 전극 손상이 발생되는 경우에 해당 전극의 교체가 가능하도록 함으로써, 전극의 유지보수가 가능한 체결 구조가 개선된 플라즈마 발생기 및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공하기 위한 것이다.The purpose of the present invention is to provide a plasma generator having an improved fastening structure that enables maintenance of the electrode by making it easy to assemble and disassemble the electrode of the plasma generator so that the electrode can be replaced when damage occurs to the electrode at the arc generation contact point of plasma generation, and a plasma generation device including the same.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재들로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 발명에 따른 개선된 구조의 플라즈마 발생기는, The improved structure of the plasma generator according to the present invention comprises:

소정의 내부 공간이 형성되는 외부 본체;An outer body in which a predetermined internal space is formed;

상기 외부 본체에 수용되고, 일측과 타측이 각각 폐쇄 및 개방된 중공형의 후방전극;A hollow rear electrode accommodated in the outer body, one side and the other side being closed and open respectively;

상기 외부 본체에 수용되고, 상기 후방전극의 일측 또는 타측과 일정한 간격을 두고 동축 상에 배치되되 복수의 전방전극이 상호 결합되어 형성되는 중공형의 전방 전극군; 및A hollow front electrode group formed by a plurality of front electrodes being mutually connected and arranged coaxially with one or the other side of the rear electrode at a certain interval, accommodated in the above outer body; and

상기 전방전극과 후방전극 사이에 형성되어 외부 유로를 통하여 공기 또는 가스가 유입될 수 있는 가스 공급 포트;를 포함할 수 있다.It may include a gas supply port formed between the front electrode and the rear electrode and into which air or gas can be introduced through an external path.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전방 전극군은,In one embodiment of the present invention, the front electrode group comprises:

상기 가스 공급 포트에 인접하여 적어도 일부에 제1 단차부가 형성되는 제1 전방전극; 및A first front electrode having a first step formed at least partially adjacent to the gas supply port; and

상기 제1 전방전극의 제1 단차부에 대응하여 밀착되는 제2 단차부가 형성되는 제2 전방전극;을 포함할 수 있다.It may include a second front electrode having a second step portion formed in close contact with the first step portion of the first front electrode.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 전방전극은, 교체가 가능하도록 착탈이 가능한 구조로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second front electrode may be formed in a detachable structure to enable replacement.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 전방전극은, 외부에 관찰 가능하지 않는 구조의 매립형으로 배치될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the second front electrode may be disposed in a buried structure that is not observable externally.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 제2 전방전극의 일측 단부에는 외주방향으로 인입시에 정위치를 보장하는 플렌지부;가 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a flange portion that ensures a fixed position when introduced in an outer circumferential direction may be formed on one end of the second front electrode.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 외부 본체의 일측에 결합되는 본체 커버;를 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the present invention may further include a body cover coupled to one side of the outer body.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 전방 전극군과 후방전극이 각각 수용되는 전방 전극 하우징;과 후방 전극 하우징;을 더 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the device may further include a front electrode housing in which the front electrode group and the rear electrode group are respectively accommodated; and a rear electrode housing.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 후방전극과 전방 전극군의 외측에는 냉각수가 공급되는 후방전극 냉각부와 전방 전극군 냉각부가 각각 독립적인 유로로 형성될 수 있다.In one embodiment of the present invention, a rear electrode cooling unit and a front electrode group cooling unit, to which cooling water is supplied, may be formed as independent flow paths on the outside of the rear electrode and front electrode groups, respectively.

한편, 본 발명은 상기 플라즈마 발생기를 포함하는 플라즈마 발생장치를 제공한다.Meanwhile, the present invention provides a plasma generating device including the plasma generator.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 플라즈마 발생기는 원통형의 실린더(cylinder) 형상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the plasma generator may have a cylindrical shape.

본 발명에 따른 개선된 구조의 플라즈마 발생기 및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치는, 플라즈마 발생기의 전극을 조립 및 분해가 용이하도록 하여 플라즈마 발생의 아크 발생 접점 부위의 전극 손상이 발생되는 경우에 해당 전극의 교체가 가능하도록 함으로써, 전극의 유지보수가 가능한 효과가 있다.The improved structure of the plasma generator and the plasma generating device including the same according to the present invention enable easy assembly and disassembly of the electrodes of the plasma generator, thereby enabling replacement of the electrodes in the event of damage to the electrodes at the arc generation contact point of plasma generation, thereby enabling maintenance of the electrodes.

또한, 개선된 구조의 플라즈마 발생기 및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치는, 제1 전방전극과 제2 전방전극의 재료를 서로 다른 재료로 구성할 수 있는 효과가 있다. In addition, the improved structure of the plasma generator and the plasma generator including the same have the effect of allowing the materials of the first front electrode and the second front electrode to be composed of different materials.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생기의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생기의 개략적인 단면 확대도이고,
도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생기의 일부 분해 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a plasma generator according to the present invention.
Figure 2 is a schematic enlarged cross-sectional view of a plasma generator according to the present invention.
Figure 3 is a partially exploded cross-sectional view of a plasma generator according to the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. When adding reference numerals to components in each drawing, it should be noted that the same components are given the same numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. In addition, when describing embodiments of the present invention, if it is determined that a specific description of a related known configuration or function hinders understanding of the embodiments of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In describing components of embodiments of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only intended to distinguish the components from other components, and the nature, order, or sequence of the components are not limited by these terms. In addition, unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant technology, and shall not be interpreted in an ideal or overly formal sense, unless explicitly defined in this application.

본 발명은 비이송식 플라즈마 토치(Torch) 및 이를 포함하는 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 플라즈마 발생시에 아크(arc) 접점 위치에 배치되는 전방전극에 대한 파손이나 손상에 대처가 가능하도록, 상기 전방전극을 적어도 2개 이상으로 분할되는 전극군으로 형성시켜 사용환경에 따라 손상된 해당 전방전극만을 용이하게 교체할 수 있도록 한다는 점에 특징이 있다.The present invention relates to a non-transferred plasma torch and a plasma generating device including the same, and is characterized in that, in order to cope with breakage or damage to a front electrode positioned at an arc contact point when plasma is generated, the front electrode is formed into an electrode group divided into at least two or more, so that only the damaged front electrode can be easily replaced depending on the usage environment.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마 발생기의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 플라즈마 발생기의 개략적인 단면 확대도이고, 도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 발생기의 일부 분해 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a plasma generator according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a plasma generator according to the present invention, and FIG. 3 is a partially exploded cross-sectional view of a plasma generator according to the present invention.

이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마 발생기(100)는 소정의 내부 공간이 형성되는 외부 본체(110), 상기 외부 본체(110)에 수용되고, 일측과 타측이 각각 폐쇄 및 개방된 중공형의 후방전극(200), 상기 외부 본체(110)에 수용되고, 상기 후방전극(200)의 일측 또는 타측과 일정한 간격을 두고 동축 상에 배치되되 복수의 전방전극이 상호 결합되어 형성되는 중공형의 전방 전극군(300) 및 상기 전방전극(300)과 후방전극(200) 사이에 형성되어 외부 유로를 통하여 공기 또는 가스가 유입될 수 있는 가스 공급 포트(150)를 포함하여 구성될 수 있다.Referring to these drawings, a plasma generator (100) according to the present invention may be configured to include an outer body (110) in which a predetermined internal space is formed, a hollow rear electrode (200) accommodated in the outer body (110) and having one side and the other side closed and open, a hollow front electrode group (300) accommodated in the outer body (110) and arranged coaxially with one side or the other side of the rear electrode (200) at a predetermined interval and formed by a plurality of front electrodes being mutually coupled, and a gas supply port (150) formed between the front electrode (300) and the rear electrode (200) and through which air or gas can be introduced through an external path.

경우에 따라, 플라즈마 토치(100)는 전방 전극군(300)과 후방전극(200) 사이에 절연체(미도시)가 구비되어, 상기 전방 전극군(300)와 후방전극(200)가 전기적으로 절연될 수 있다. 이하에서 복수의 전방전극으로 구성되는 전방 전극군(300)과 후방전극(200)의 용어는 상기 절연체를 포함하는 용어로 해석될 수 있다.In some cases, the plasma torch (100) may be provided with an insulator (not shown) between the front electrode group (300) and the rear electrode (200), so that the front electrode group (300) and the rear electrode (200) may be electrically insulated. Hereinafter, the terms front electrode group (300) and rear electrode (200) composed of a plurality of front electrodes may be interpreted as terms including the insulator.

외부 본체(110)는, 후방전극(200), 전방전극군(300) 및 가스 공급 포트(150)를 수용할 수 있을 정도의 직경과 길이로 형성된 중공의 케이스로 형성될 수 있다. 외부 본체(110)의 일단에는 개구가 형성되어 전방 전극군(300)의 출구와 연통되고, 이 출구를 통해 플라즈마 불꽃이 외부로 방출될 수 있다. 이러한 외부 본체(110)는 일측 단부에 세라믹 등의 절연재에 의하여 밀폐되는 구조일 수 있다.The outer body (110) may be formed as a hollow case having a diameter and length sufficient to accommodate the rear electrode (200), the front electrode group (300), and the gas supply port (150). An opening is formed at one end of the outer body (110) to communicate with the outlet of the front electrode group (300), and the plasma flame may be emitted to the outside through this outlet. The outer body (110) may have a structure in which one end is sealed by an insulating material such as ceramic.

가스 공급 포트(150)는, 후방전극(200)과 전방 전극군(300) 사이의 틈새를 통해 후방전극(200)과 전방 전극군(300)의 내부 반응공간으로 플라즈마 생성을 위한 가스가 도입될 수 있도록 형성된 유로로 정의된다. 플라즈마 토치(100)의 외부에 형성된 가스 공급원으로부터 이송된 가스가 전방 전극군(300)과 후방전극(200) 사이에 공급되어, 아크 기둥을 발생시키도록 할 수 있다. 상기 가스 공급 포트(150)를 통하여 주입되는 가스는 공기, 산소, 스팀, 아르곤, 질소, 이산화탄소, 수소 등 일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다. The gas supply port (150) is defined as a path formed so that gas for plasma generation can be introduced into the internal reaction space of the rear electrode (200) and the front electrode group (300) through the gap between the rear electrode (200) and the front electrode group (300). Gas transferred from a gas supply source formed outside the plasma torch (100) can be supplied between the front electrode group (300) and the rear electrode (200) to generate an arc column. The gas injected through the gas supply port (150) may be air, oxygen, steam, argon, nitrogen, carbon dioxide, hydrogen, etc., but is not limited thereto.

후방전극(200, upstream electrode)은 일측과 타측이 각각 폐쇄되거나 개방되는 중공의 원통형 관으로 형성될 수 있다. 후방전극(200)은 후방 전극 하우징(120)에 수용될 수 있다.The upstream electrode (200) may be formed as a hollow cylindrical tube, one end of which is closed or open, respectively. The upstream electrode (200) may be accommodated in the upstream electrode housing (120).

전방 전극군(300, downstream electrode)은 상기 외부 본체(110)의 내부 공간의 전방 측에 배치될 수 있다. 전방 전극군(300)은 전방 전극 하우징(130)에 수용될 수 있다. 전방 전극군(300)은 입구와 출구가 형성되고, 상기 입구가 후방전극(200)의 개방되는 부위와 일정간격을 두고 마주하도록 후방전극(200)과 동축 상에 배치되는 중공의 원통 관형일 수 있다. 양측 단부는 모두 개방 가능하고, 후방전극(200) 측의 일단에서는 아크 불꽃을 발생시키고, 출구 측의 타단에서는 발생된 플라즈마가 외부로 배출될 수 있다.The front electrode group (300, downstream electrode) may be arranged on the front side of the internal space of the outer body (110). The front electrode group (300) may be accommodated in the front electrode housing (130). The front electrode group (300) may be a hollow cylindrical tube having an inlet and an outlet, and arranged coaxially with the rear electrode (200) so that the inlet faces the open portion of the rear electrode (200) at a predetermined distance. Both ends may be openable, and an arc flame may be generated at one end on the rear electrode (200) side, and the generated plasma may be discharged to the outside at the other end on the outlet side.

여기서, 본 발명에 따른 전방 전극군(300)은 한 쌍의 전방전극(310, 320)이 상호 밀착 또는 소정의 간격으로 이격되는 형상으로 배치될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 전방 전극군은 한 쌍 또는 복수의 전극이 일방향으로 상호 밀착되는 형상으로 연결되는 구조로 형성될 수 있다. 이러한 복수의 전방전극(310, 320)이 연결되는 하나의 전방 전극군(300)으로 형성되는 경우에 플라즈마 방전에 의한 아크발생에 따른 전극 손상 등에 대응하여 해당부위에 배치되는 전방전극을 용이하게 교체함으로써, 플라즈마 발생기의 유지 보수가 용이하게 이루어질 수 있다.Here, the front electrode group (300) according to the present invention may be arranged in a shape in which a pair of front electrodes (310, 320) are in close contact with each other or are spaced apart at a predetermined interval. That is, the front electrode group according to the present invention may be formed in a structure in which a pair or a plurality of electrodes are connected in a shape in which they are in close contact with each other in one direction. In the case in which such a plurality of front electrodes (310, 320) are formed as a single front electrode group (300), the front electrode arranged in the corresponding part can be easily replaced in response to electrode damage due to arc generation caused by plasma discharge, thereby facilitating maintenance of the plasma generator.

하나의 예에서, 상기 전방 전극군(300)은 상기 가스 공급 포트에 인접하여 적어도 일부에 제1 단차부(310-1)가 형성되는 제1 전방전극(310) 및 상기 제1 전방전극(310)의 제1 단차부(310-1)에 대응하여 밀착되는 제2 단차부(320-2)가 형성되는 제2 전방전극(320)을 포함하여 구성될 수 있다. 이러한 구조에 의하여 제1 전방전극(310)에 제2 전방전극(320)이 결합되는 경우에 유동하지 않고 안정적으로 결합될 수 있다. 이 때, 상기 제1 단차부(310-1)와 제2 단차부(320-2)는 소정의 각도로 단일 또는 복수 회 절곡되는 절곡면 또는 소정의 각도로 단일 또는 복수 회 만곡된 형상의 만곡면으로 형성될 수 있다.In one example, the front electrode group (300) may be configured to include a first front electrode (310) having a first step portion (310-1) formed at least in a portion adjacent to the gas supply port, and a second front electrode (320) having a second step portion (320-2) formed in close contact with the first step portion (310-1) of the first front electrode (310). With this structure, when the second front electrode (320) is coupled to the first front electrode (310), it can be stably coupled without flowing. At this time, the first step portion (310-1) and the second step portion (320-2) may be formed as a folded surface that is bent single or multiple times at a predetermined angle, or a curved surface having a shape that is bent single or multiple times at a predetermined angle.

한편, 상기 전방 전극군(300)의 외측, 즉 전방 전극 하우징(130)의 대응 부위에는 상기 가스가 유동 가능한 전방 전극군 냉각부(C₁)가 형성될 수 있다. 마찬가지로, 상기 후방전극(200)의 외측, 즉 후방 전극 하우징(120)의 대응 부위에는 상기 가스가 유동 가능한 후방전극 냉각부(C₂)가 형성될 수 있다. 상기 전방 전극군 냉각부 (C₁)와 후방전극 냉각부(C₂)는 각각 별도의 독립적인 공간의 유로로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 전방 전극군 냉각부 (C₁)와 후방전극 냉각부(C₂)를 유동하는 상기 가스에 의하여 상기 후방전극(200) 및 전방 전극군(300)의 발열이 안정적으로 제어될 수 있다.Meanwhile, a front electrode group cooling unit (C ₁ ) through which the gas can flow may be formed on the outside of the front electrode group (300), that is, on the corresponding portion of the front electrode housing (130). Similarly, a rear electrode cooling unit (C ₂ ) through which the gas can flow may be formed on the outside of the rear electrode (200), that is, on the corresponding portion of the rear electrode housing (120). The front electrode group cooling unit (C ₁ ) and the rear electrode cooling unit (C ₂ ) may each be formed as separate, independent space channels. Accordingly, the heat generation of the rear electrode (200) and the front electrode group (300) may be stably controlled by the gas flowing through the front electrode group cooling unit (C ₁ ) and the rear electrode cooling unit (C ₂ ).

구체적으로, 본 발명에 따른 전방 전극군(300)은 한 쌍의 제1 전방전극(310)과 제2 전방전극(320)으로 구성될 수 있다. 본 플라즈마 발생기(100)의 사용조건에 따라 전방전극은 2개 이상으로 형성될 수도 있음은 물론이다. 또한, 한 쌍의 제1 전방전극(310)과 제2 전방전극(320)은 상호 상이한 두께로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 플라즈마의 아크가 발생되는 영역인 제2 전방전극(320)의 단면 두께를 제1 전방전극(310)의 단면 두께보다 상대적으로 얇게 형성시킬 수 있다. 이 경우에 제2 전반전극(320)의 단면 일측은 아크접점 부위를 조절하도록 소정의 각도로 다수 회 절곡 또는 만곡되는 형상으로 형성시킬 수 있다. 바람직하게는, 제2 전방전극(320)의 단면 두께는 제1 전방전극(310)에 대하여 대략 50% 내지 90% 단면 두께로 형성시킬 수 있다. Specifically, the front electrode group (300) according to the present invention may be composed of a pair of first front electrodes (310) and a second front electrode (320). It goes without saying that the number of front electrodes may be two or more depending on the usage conditions of the plasma generator (100). In addition, the pair of first front electrodes (310) and second front electrodes (320) may be formed with different thicknesses. For example, the cross-sectional thickness of the second front electrode (320), which is an area where a plasma arc is generated, may be formed to be relatively thinner than the cross-sectional thickness of the first front electrode (310). In this case, one side of the cross-sectional area of the second front electrode (320) may be formed in a shape that is bent or curved multiple times at a predetermined angle so as to adjust the arc contact area. Preferably, the cross-sectional thickness of the second front electrode (320) can be formed to be approximately 50% to 90% of the cross-sectional thickness of the first front electrode (310).

전방 전극군(300)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 전극군(310)을 기준으로 제2 전극군(320)이 일측 방향으로 밀착되는 방식으로 상호 결합되거나 타측 방향으로 상호 이탈되는 구조로 형성될 수 있다. 즉, 전술한 바와 같이, 상기 상기 가스 공급 포트(140)에 가장 인접한 제1 전방전극(310)의 제1 단차부(310-1)에 상기 제2 전방전극(320)의 제2 단차부(320-2)가 밀착되는 형상으로 결합될 수 있다. 이러한 구조에 의하여 제1 전방전극(310)에 제2 전방전극(320)이 결합되는 경우에 유동하지 않고 안정적으로 결합될 수 있다.The front electrode group (300) may be formed in a structure in which the second electrode group (320) is coupled in one direction in contact with the first electrode group (310) or is separated from the second electrode group (320) in the other direction, as illustrated in FIG. 3. That is, as described above, the second step (320-2) of the second front electrode (320) may be coupled in a shape in which the first step (310-1) of the first front electrode (310) closest to the gas supply port (140) is coupled in a contact manner. With this structure, when the second front electrode (320) is coupled to the first front electrode (310), it can be stably coupled without flowing.

이 때, 제2 전방전극(320)의 외주면에는 인입 및 인출시에 제2 전방전극(320)이 유동하지 않고 유격없이 결합되도록 플렌지부(F)가 형성될 수 있다. 따라서, 제2 전방전극(320)을 인출하여 교체하여 결합하는 경우에 제2 전방전극(320)의 플렌지부(F)가 전방전극 하우징(130)의 일측에 안정적으로 안착되고 체결수단(S₁, S₂)이 플렌지부(F)를 관통하여 스크류 체결되면서 용이하게 교체가 완료될 수 있다.At this time, a flange portion (F) may be formed on the outer surface of the second front electrode (320) so that the second front electrode (320) does not move and is coupled without any play when being inserted and withdrawn. Accordingly, when the second front electrode (320) is withdrawn and replaced for coupling, the flange portion (F) of the second front electrode (320) is stably seated on one side of the front electrode housing (130), and the fastening means (S ₁ , S ₂ ) penetrate the flange portion (F) and are fastened with a screw, so that the replacement can be easily completed.

경우에 따라서, 전방 전극군(300)의 제2 전방전극(320)에는 복수의 아크 유도부(미도시)가 소정의 간격으로 형성될 수 있다. 이러한 아크 유도부의 형상은 플라즈마 발생에 따른 아크가 상기 아크 유도부로 안내될 수 있는 홈 또는 요철 형태로 형성될 수 있다.In some cases, a plurality of arc induction parts (not shown) may be formed at predetermined intervals on the second front electrode (320) of the front electrode group (300). The shape of these arc induction parts may be formed in a groove or uneven shape so that an arc resulting from plasma generation can be guided to the arc induction parts.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.The above description is merely an example of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art will appreciate that various modifications and variations may be made without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to explain it, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the rights of the present invention.

100: 플라즈마 발생장치 110: 외부 본체
120: 후방전극 하우징 130: 전방전극 하우징
150: 가스 공급 포트 200: 후방전극
300: 전방 전극군 310: 제1 전방전극
320: 제2 전방전극 320-1: 제1 단차부
320-2: 제2 단차부 C₁: 전방전극 냉각부
C₂: 후방전극 냉각부 F: 플렌지부
S₁, S₂: 체결수단100: Plasma generator 110: External body
120: Rear electrode housing 130: Front electrode housing
150: Gas supply port 200: Rear electrode
300: Anterior electrode group 310: First anterior electrode
320: 2nd front electrode 320-1: 1st step
320-2: Second stage C ₁ : Forward electrode cooling section
C ₂ : Rear electrode cooling part F: Flange part
S ₁ , S ₂ : Fastening means

Claims

An outer body in which a predetermined internal space is formed;
A hollow rear electrode accommodated in the outer body, one side and the other side being closed and open respectively;
A hollow front electrode group formed by a plurality of front electrodes being mutually connected and arranged coaxially with one or the other side of the rear electrode at a certain interval, accommodated in the outer body; and
An improved plasma generator having a structure including a gas supply port formed between the front electrode and the rear electrode and into which air or gas can be introduced through an external path.

In the first paragraph,
The above front electrode group is,
A first front electrode having a first step formed at least partially adjacent to the gas supply port; and
An improved plasma generator having a structure including a second front electrode having a second step portion formed in close contact with the first step portion of the first front electrode.

In the second paragraph,
An improved plasma generator structure in which the second front electrode is formed in a detachable structure to enable replacement.

In the second paragraph,
An improved plasma generator structure, wherein the second front electrode is disposed in a buried structure that is not observable from the outside.

In the second paragraph,
An improved plasma generator having a structure in which a flange portion is formed on one end of the second front electrode to ensure proper positioning when introduced in an outer circumferential direction.

In the first paragraph,
An improved structure of a plasma generator, further comprising a body cover coupled to one side of the outer body.

In the first paragraph,
An improved plasma generator, further comprising a front electrode housing in which the front electrode group and the rear electrode group are respectively accommodated; and a rear electrode housing.

In the first paragraph,
An improved plasma generator having a structure in which a rear electrode cooling unit and a front electrode group cooling unit, through which cooling water is supplied, are each formed as independent channels on the outside of the rear electrode and front electrode groups.

A plasma generating device comprising a plasma generator according to any one of claims 1 to 8.

In Article 9,
The above plasma generator is a plasma generating device having a cylindrical shape.