일반기술

계단형 노즐구조를 갖는 자장 인가형 비이송식 플라즈마 토치

본 기술은 안정한 플라즈마 제트를 발생시켜 공정의 신뢰성과 품질의 균일성을 향상시킬 수 있고 노즐이나 전극의 침식을 최소화하여 노즐 및 전극의 수명을 장기화 할 수 있는 플라즈마 토치에 관한 기술이다. 핵심 구성 부품인 음극, 양극노즐, 기체주입링, 냉각수 경로 등의 설계 개선을 통하여 조립 및 부품 교체가 용이하고 다양한 구조의 노즐 채택이 가능하여 응용 공정의 다양화를 꾀하였으며, 플라즈마 제트의 안정화 방법으로 계단형 노즐구조와 영구자석 삽입에 따른 자기장인가 방법을 채택한 바, 계단형 노즐 장착의 효과로는 계단영역에 유발된 강한 난류에 의한 빈번한 션팅을 유도하였다. 이로써 계단이 없는 원통형 노즐에 비해 노즐 내부에서 아크 길이가 성장되는 시간을 단축시켜 아크 전압의 요동 주파수를 높이면서 요동폭을 감소시킴으로써 플라즈마 제트의 안정화를 기하였다. 계단형 노즐 외곽에 삽입된 영구자석에 의해서는 아크점을 회전시킴으로써 노즐의 국부적 손상을 방지하여 장시간 운전이 가능한 플라즈마 토치의 설계 제작에 관련된 기술적 문제를 해결할 수 있다.