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KR20010031254A - Device for plasma processing of gases - Google Patents

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KR20010031254A
KR20010031254A KR1020007004240A KR20007004240A KR20010031254A KR 20010031254 A KR20010031254 A KR 20010031254A KR 1020007004240 A KR1020007004240 A KR 1020007004240A KR 20007004240 A KR20007004240 A KR 20007004240A KR 20010031254 A KR20010031254 A KR 20010031254A
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electrode
support
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electrodes
metal attachment
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KR1020007004240A
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Korean (ko)
Inventor
윅스데이비드마이클
세갈데이비드레슬리
Original Assignee
로프팅 엠.제이.
에이이에이 테크놀러지 피엘씨
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Publication date
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Abstract

본 발명은 플라즈마로 가스 매체를 처리하기 위한 장치(1)에 관한 것으로, 운모 함유 유리 재료로 제조된 하나 이상의 절연 지지구조(7, 8)에 의해 나머지 하나에 대해 적소에서 유지되는 하나 이상의 전극(6, 14)을 포함하고 있다.The present invention relates to an apparatus (1) for treating a gas medium with a plasma, comprising one or more electrodes held in place relative to the other by one or more insulating support structures (7, 8) made of mica-containing glass material ( 6, 14).

Description

가스의 플라즈마 처리 장치{Device for plasma processing of gases}Device for plasma processing of gases

특히, 내연기관으로부터의 배기 가스 처리에 사용되는 이런 장치는 매우 유해한 환경에서 작동되게 된다. 이는 전극용 절연 지지구조에 특별한 요구사항이 있다는 것을 의미하며, 그 요구 사항은 상기 절연지지 구조가 반드시 화학적으로 불활성이어야만 하며, 현저한 화학적 기계적 쇼크를 견딜 수 있어야 하고, 간헐적인 또는 연속적인 수십 킬로볼트의 전위를 견딜 수 있어야만 한다는 것이다. 알루미나 등의 세라믹 재료가 지지판 제작에 사용되어 왔으며, 비록 이들은 화학적 불활성 및 절연 특성에 관련하여서는 만족스럽지만, 취성이 있어서 파열되는 경향이 있다.In particular, such devices used for the exhaust gas treatment from internal combustion engines are to be operated in very harmful environments. This means that there is a special requirement for the insulating support structure for the electrode, which requirement must be chemically inert, capable of withstanding significant chemical and mechanical shock, intermittent or continuous tens of kilovolts. It must be able to withstand the potential of. Ceramic materials such as alumina have been used in the manufacture of support plates, and although they are satisfactory in terms of chemical inertness and insulation properties, they tend to be brittle and rupture.

본 발명은 플라즈마로 가스 매체를 처리하는 장치에 관한 것으로, 보다 명확하게 말하면, 하나의 전극이 다른 전극내에 축방향으로 위치되어 있는 장치에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for treating a gas medium with a plasma, and more particularly, to an apparatus in which one electrode is axially located within another electrode.

도 1은 내연기관으로부터의 배기 가스를 처리하여 오염물질을 제거하는 장치의 개략적인 종단면도.1 is a schematic longitudinal sectional view of an apparatus for treating contaminants to remove contaminants from an internal combustion engine;

본 발명에 따라서, 플라즈마로 가스형 매체를 처리하는 장치가 제공되고, 상기 장치는 운모 함유 유리(micaceousb glass) 재료로 제조된 하나 이상의 절연 지지 구조에 의해 서로에 대해 적소에서 유지되는 하나 이상의 전극을 포함하고 있다.According to the present invention there is provided an apparatus for treating a gaseous medium with a plasma, the apparatus comprising one or more electrodes held in place relative to each other by one or more insulating support structures made of micaceousb glass material. It is included.

상기 운모 함유 유리 재료는 모간 크루서블 컴퍼니의 자회사인 모간 매트록 리미티드에서 MICATHERN이라는 상표명으로 제조되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use the mica-containing glass material manufactured under the trade name MICATHERN from Morgan Matlock Limited, a subsidiary of Morgan Crucible Company.

전극 또는 전극을 위한 금속 부착 부재는 상기 전극 또는 금속 부착 부재상에 상기 지지 재료를 그 자리에서 몰딩함으로써 상기 절연 지지부에 고정되는 것이 바람직하다. 이방식에서 절연 지지부와, 직접적으로 또는 금속 부착 부재를 경유하여 상기 절연 지지부에 부착된 전극은 제거 및 교체가능한 독립적인 유니트로서 형성될 수 있다. 이런 유니트에서, 한쌍의 절연 지지부 및 한쌍의 전극은 그 사이에 간격을 형성하고, 상기 간격은 활성 재료의 펠릿(pellet)으로 충전되는 것이 바람직하다.Preferably, the electrode or metal attachment member for the electrode is fixed to the insulating support by molding the support material on the electrode or metal attachment member in place. In this way the insulating support and the electrode attached to the insulating support directly or via a metal attachment member can be formed as an independent unit that can be removed and replaced. In such units, it is preferred that the pair of insulating supports and the pair of electrodes form a gap therebetween, the gap being filled with pellets of the active material.

하기에, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 원통형 스텐레스강 챔버(2)로 구성된 내연기관으로부터의 배기가스로부터 Nox또는 탄소질 연소 생성물등의 오염물질을 제거하는 반응기가 도시되어 있으며, 상기 원통형 스텐레스강 챔버(2)는 입구 스터브(3)와 출구 스터브(4)를 구비하고 있고, 이를 통해 내연기관의 배기 시스템에 접속될 수 있다. 챔버(2)는 사용시에 접지점(5)에 접속되도록 배열된다. 천공된 내부 및 외부 원통형 전극(6, 14) 각각은 두 개의 지지부(7, 8)에 의해 챔버(2)내에 동축으로 위치된다. 외부 전극(14)은 접지된 챔버(2)에 접속되어 접지 전위로 유지된다. 내부 전극(6)의 상류는 폐쇄되어 있으며, 절연 공급 통로(10)를 경유하여 수십 키로볼트 정도의 펄스형 또는 연속형 전원(9)에 접속되도록 배열될 수 있다. 상기 외부 전극(14), 내부 전극(6)과 지지부(7, 8) 사이에 형성된 간격(11)내에는 바륨 티타네이트 등의 강유전성 재료를 포함하거나 강유전성 재료로 구성된 활성 재료의 펠릿 배드(12)가 채워져 있다. 상류 지지부(7)는 일련의 구멍(13)이 형성되어 있으나, 지지부(8)은 불침투성이다. 펠릿의 재료 조성의 선택 및 반응기(1)의 작동 방식은 본 실시예에서도 본 출원인의 국제 특허 출원 PCT/GB98/02569호에 기재된 실시예에 예시된 내용을 기초로하여 결정된다.Referring to FIG. 1, there is shown a reactor for removing contaminants such as NO x or carbonaceous combustion products from exhaust gas from an internal combustion engine consisting of a cylindrical stainless steel chamber 2, wherein the cylindrical stainless steel chamber 2 is illustrated. Is equipped with an inlet stub 3 and an outlet stub 4, which can be connected to the exhaust system of the internal combustion engine. The chamber 2 is arranged to be connected to the ground point 5 in use. Each of the perforated inner and outer cylindrical electrodes 6, 14 is coaxially positioned in the chamber 2 by two supports 7, 8. The external electrode 14 is connected to the grounded chamber 2 and maintained at ground potential. The upstream of the internal electrode 6 is closed and can be arranged to be connected to a pulsed or continuous power source 9 on the order of tens of kilovolts via the insulated supply passage 10. In the gap 11 formed between the outer electrode 14, the inner electrode 6, and the supports 7, 8, the pellet bed 12 of the active material including ferroelectric material such as barium titanate or made of ferroelectric material Is filled. The upstream support 7 has a series of holes 13 formed therein, but the support 8 is impermeable. The choice of material composition of the pellets and the mode of operation of the reactor 1 are also determined on the basis of the contents illustrated in the examples described in the applicant's international patent application PCT / GB98 / 02569.

지지부(7, 8)는 운모(mica)가 내부에 확산되어 있는 납유리(lead-based glass)로 제조된다. MICATHERM이란 상표명으로 모간 매트록 리미티드사에서 판매되는 재료가 본 발명의 용도로 특히 적합하며, 그 이유는 내연기관 배기 시스템의 작동 환경을 견딜수 있고 필요한 전기적 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라 열적 쇼크에 대한 내성을 가지고 있고, 성형 기술에 의해 필요한 형상으로 쉽게 성형할 수 있기 때문이다.The supports 7 and 8 are made of lead-based glass with mica diffused therein. The material sold by Morgan Matlock Limited under the trade name MICATHERM is particularly suitable for the use of the present invention, because it can withstand the operating environment of the internal combustion engine exhaust system, has the necessary electrical properties as well as resistance to thermal shock. It is because it has and can shape | mold easily to a required shape by a shaping | molding technique.

특히, 상기 재료는 금속 콤포넌트상에 직접적으로 성형될 수 있고, 금속 콤포넌트와 견고하게 접착 및 밀봉된 접합부를 형성할 수 있다. 이는 각 지지부(7, 8)가 각각 동심의 한쌍의 원통형 금속 스터브(71, 72 및 81, 82)상에 성형되어 있는 도면에 도시된 실시예에 예시되어 있다. 상기 스터브(71, 72 및 81, 82)는 각 지지부(7, 8)에 견고하게 고정 및 밀봉되어 있고, 전극(6, 14)을 위한 부착부를 제공한다. 따라서, 내부 전극(6)은 스터브(71, 81) 보다 다소 큰 반경으로 제조되어 있으며, 그래서, 이는 상기 스터브상으로 밀려져 소정의 적절한 방식(예로서, 용접)으로 그들에 대하여 견고하게 부착된다. 외부 전극(14)은 유사하게 스터브(71, 82)상에 고정된다.In particular, the material can be molded directly onto the metal component and form a bond that is firmly bonded and sealed with the metal component. This is illustrated in the embodiment shown in the figure in which each support 7, 8 is molded on a pair of concentric cylindrical metal stubs 71, 72 and 81, 82, respectively. The stubs 71, 72 and 81, 82 are firmly fixed and sealed to the respective supports 7, 8 and provide attachments for the electrodes 6, 14. Thus, the internal electrode 6 is made of a somewhat larger radius than the stubs 71 and 81, so that it is pushed onto the stub and firmly attached to them in any suitable manner (eg welding). . The external electrode 14 is similarly fixed on the stubs 71 and 82.

이 방식으로, 지지부(7, 8), 전극(6, 14) 및 펠릿 배드(12)를 포함하는 완전한 콤포넌트 세트가 제거 및 교체가능한 독립형 유니트를 형성하며, 이를 편의상 ″카세트″라 지칭한다. 펠릿을 충전 또는 재충전하는 것은 지지부(7 및/또는 8)내의 제거가능한 하나 이상의 플러그(도시되지 않음)를 사용함으로써 가능하다.In this way, a complete set of components comprising the supports 7, 8, the electrodes 6, 14 and the pellet bed 12 form a standalone unit that is removable and replaceable, which is referred to as " cassette " for convenience. Filling or recharging the pellets is possible by using one or more removable plugs (not shown) in the supports 7 and / or 8.

본 발명은 상술한 실시예의 세부적 사항들에 한정되어 있는 것은 아니다. 예로서, 공급 통로(10)는 챔버(2)의 측면에 필수적으로 위치될 필요는 없으며, 단부벽을 통해 연장되도록 위치될 수도 있다.The invention is not limited to the details of the embodiments described above. By way of example, the feed passage 10 need not necessarily be located on the side of the chamber 2 but may be positioned to extend through the end wall.

Claims (6)

하나 이상의 절연 지지 구조(7, 8)에 의해 다른 전극(6, 14)에 대해 적소에 유지되는 하나 이상의 전극(6, 14)을 포함하는 플라즈마에 의해 가스 매체를 처리하는 장치에 있어서,1. An apparatus for treating a gaseous medium by a plasma comprising at least one electrode 6, 14 held in place with respect to the other electrode 6, 14 by at least one insulating support structure 7, 8. 상기 지지 구조(7, 8)는 운모 함유 유리(micaceous glass) 재료로 제조되어 있는 것을 특징으로 하는 가스 매체 처리 장치.The support structure (7, 8) is characterized in that it is made of micaceous glass material. 제 1 항에 있어서, 상기 운모 함유 유리 재료는 모간 매트록 리미티드에 의해 ″MICATHERM″이란 상표명으로 판매되는 것인 것을 특징으로 하는 가스 매체 처리 장치.The gas medium processing apparatus of claim 1, wherein the mica-containing glass material is sold under the trade name " MICATHERM " by Morgan Mattlock Limited. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 내연기관의 배기 시스템의 일부를 형성하도록 적용되는 것을 특징으로 하는 가스 매체 처리 장치.3. Apparatus as claimed in claim 1 or 2, which is adapted to form part of an exhaust system of an internal combustion engine. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극(6, 14) 또는 그를 위한 금속 부착 부재(71, 72, 81, 82)는 상기 전극(6, 14) 또는 금속 부착 부재(71, 72, 81, 82)상에 지지부 재료를 그자리에서 성형함으로써 상기 절연 지지부(7, 8)에 고정되는 것을 특징으로 하는 가스 매체 처리 장치.The electrode (6, 14) or metal attachment member (71, 72, 81, 82) for the electrode (6, 14) or the metal attachment member (71) according to any one of claims 1 to 3. And 72, 81, 82 on the support material (7, 8) by molding the support material in situ. 제 4 항에 있어서, 상기 절연 지지부(7, 8)와 상기 절연 지지부에 직접적으로 또는 금속 부착 부재(71, 27, 81, 82)를 경유하여 부착된 전극(6, 14)은 제거 및 교체 가능한 독립형 유니트를 형성하는 것을 특징으로 하는 가스 매체 처리 장치.5. The electrode (6, 14) of claim 4, wherein the electrodes (6, 14) attached to the insulation support (7, 8) and the insulation support directly or via a metal attachment member (71, 27, 81, 82) are removable and replaceable. A gas medium processing apparatus, comprising a stand-alone unit. 제 5 항에 있어서, 한쌍의 절연 지지부(7, 8)와 한쌍의 전극(6, 14)은 그 사이에 공간(11)을 형성하고,A pair of insulating supports (7, 8) and a pair of electrodes (6, 14) form a space (11) therebetween, 상기 공간은 활성 재료의 펠릿(12)으로 충전되는 것을 특징으로 하는 가스 매체 처리 장치.The space is filled with pellets (12) of the active material.
KR1020007004240A 1997-10-22 1998-10-09 Device for plasma processing of gases Withdrawn KR20010031254A (en)

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GB9722173.3 1997-10-22
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