일반기술

진공 분위기를 형성하여 전극의 내구성을 높인 고온 직류 플라즈마 토취

본 발명은 약 10,000℃ 전후의 고온을 필요로 하는 고온 소각로 등에 사용하는 직류 고온 플라즈마 토취(plasma torch)의 개량에 관한 것으로, 상세하게는 플라즈마 토취의 구조를 간단히 하여 제작이 쉽도록 하고, 또한 토취의 공기 공급구조를 특별하게 개량함으로써 플라즈마 토취내에 플라즈마 방전실(방전영역)을 진공챔버의 내부와 같은 (준)진공분위기로 형성하여 전극의 수명을 대폭 연장시킨 것이다. 이와 같이 (준)진공분위기로 형성하여 방전전극의 내구성을 높인 고온 직류 플라즈마 토취를 이용하여 직류 고온 플라즈마 소각로를 제작하면 폐타이어,폐유,폐합성수지 등을 포함하는 각종 고체 슬러지와 여러 가지의 유기용제들이 함유된 혼합폐기물, 함수율이 높은 염색폐수의 슬러지와 같은 각종 산업폐기물이나, 감염성 병원 적출물을 포함하는 병원성 폐기물, 방사성 폐기물, 난연성이나 불연성 폐기물 등을 약 10,000℃ 전후의 고온으로 소각이나 용융 처리함으로써 다이옥신이나 다른 유해한 휘발성 유기물(VOC)에 의한 공해 또는 2차 공해 유발없이 안전하면서 신속히 처리할 수 있다.뿐만 아니라, 본 발명의 직류 플라즈마 토취를 이용하여 다이아몬드나 금속질화물을 절삭공구의 바이트에 코팅하여 바이트의 내 마모성을 크게 높일 수 있다.이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하고자 한다.제1도는 본 발명의 종단면 구성도이고, 제2도는 본 발명의 평단면도 이고, 제3도는 본 발명의 연결관 부분 단면도로, 내열성과 절연성이 우수한 세라믹 튜브(CIT)의 중공부에 충분한 내구력을 가지면서 용융점, 열전도율, 산화 저항성, 전기 전도성 일함수 등이 높으면서 비용이 낮은 재질 이를테면 구리합금이나 텅스텐, 몰리브덴, 지르코늄, 또는 이들의 합금으로 구성된 봉형상의 양전극(anode : AE)을 끼워 전극의 마모정도에 따라 세라믹절연 튜브(CIT) 사이로 하강시킬 수 있도록 하고, 양전극(AE)의 상부 또는 적절한 위치에 내열성 오링(OR1)을 끼우고, 그 상부에 세라믹 절연 너트(CN)을 나사 결합하여 세라믹 절연튜브(CIT)와 양전극(AE) 사이에 기밀성을 유지하도록 함으로써 깔대기 형상의 방전영역(DZ)이 (준)진공상태로 유지되게 한다.세라믹 절연 튜브(CIT)의 외측면에 음전극(CE)을 겸하는 내부 수냉실(WCR1)을 밀착시켜 빙둘러 설치하고, 내부 수냉실(WCR1)의 외측면에 아크가스 공급실(GSR)과 외부수냉실(WCR2)을 빙둘려 설치하고, 내부 수냉실(WCR1)의 상부에 급수관(IWT1)을 설치하고, 외부 수냉실(WCR2)의 상부에 출수관(OWT1)을 설치하고, 가스공급실(GSR)의 상부에도 가스 공급관(GST)을 설치한다.한편, 수냉실(WCR1)(WCR2)의 상·하부는 밀폐시킴으로써 냉각수(CW)가 급수관(IWT1)과 출수관(OWT1)으로 순환 또는 유수하도록 하고, 가스 공급실(GSR)의 상부는 수냉실(WCR1)(WCR2)처럼 밀페시키고 하부는 좁아지게 개방시켜 가스 분사구( GI)를 빙둘러 형성함으로써 방전영역(DZ) 하부에 위치하는 분사촛점(F)으로 아크가스(G)가 모였다가 다시 확산 분사되게 한다.상기에서 수냉실(WCR1)(WCR2)의 하부를 양전극(AE)의 가상중심선을 향하도록 적절한 각도를 절곡시켜 화구(火口)의 중심이 되는 가상중심선의 분사촛점(F)으로 아크가스(G)가 모였다가 다시 확산 분사되게 함으로써 양전극(AE)과 음전극(CE)에 의해 아크 방전이 발생되는 방전영역(DZ)은 준진공 상태가 되도록 한다.