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일측과 타측에 각각 폐쇄단과 개방단을 가지며, 외연에는 그 내부 공간에 자장 형성을 위한 코일이 감겨진 속이 빈 중공의 캐소드 전극체;
입구와 출구를 가지며, 상기 입구가 상기 캐소드 전극체의 개방단과 일정간격을 두고 마주하도록 캐소드 전극체와 동축 상에 배치되고, 외연에는 그 내부 공간에 자장 형성을 위한 코일이 감겨진 중공의 애노드 전극체;
상기 캐소드 전극체와 애노드 전극체 사이의 틈새를 통해 캐소드 전극체와 애노드 전극체 내부 반응공간으로 플라즈마 생성을 위한 반응가스가 도입될 수 있도록 유로를 형성하는 가스공급포트; 및
상기 캐소드 전극체, 애노드 전극체 및 가스공급포트를 수용할 수 있을 정도의 직경과 길이를 가져, 상기 캐소드 전극체, 애노드 전극체 및 가스공급포트를 내부에 수용하는 중공의 외부 하우징;을 포함하여 구성되는 공동형 플라즈마 토치
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제 1 항에 있어서,
상기 캐소드 전극체 및 애노드 전극체는,
냉각수가 도입되고 빠져나가는 한 쌍의 냉각수 포트를 가진 외부 절연체와,
상기 외부 절연체에 삽입되는 중공형 전극를 포함하며,
상기 외부 절연체와 전극 사이는 이격되어 냉각수가 유동될 수 있는 냉각수 통로를 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 공동형 플라즈마 토치
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삭제
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제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 기재된 공동형 플라즈마 토치; 및
상기 플라즈마 토치에서 발생한 고온의 플라즈마가 도입되고, 도입된 고온의 플라즈마에 공기 및 연료가스를 혼합시켜 연소반응이 이루어지도록 하는 연소노즐;을 포함하여 구성되는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치
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제 4 항에 있어서,
상기 연소노즐은,
플라즈마 도입을 위한 입구와;
연소에 의한 고온불꽃을 외부로 토출시키기 위한 출구와;
상기 입구와 출구 사이에 형성되며, 입구 및 출구에 비해 확장된 단면 직경을 가진 혼합공간; 및
혼합공간으로 도입된 플라즈마에 공기 및 연료가스 혼합을 위해, 상기 혼합공간 형성을 위한 연소노즐 벽면을 통해 상기 혼합공간과 연통되는 복수의 공기주입포트 및 연료가스주입포트;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치
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제 5 항에 있어서,
상기 연소노즐은,
상기 입구가 중공형 플라즈마 토치의 애노드 전극체 출구와 연통되도록 상기 중공형 플라즈마 토치의 외부 하우징 일측에 연결되는 것을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치
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제 5 항에 있어서,
상기 복수의 공기주입포트 및 연료가스주입포트는,
상기 연소노즐의 출구를 향해 경사진 기울기를 갖는 것을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치
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제 7 항에 있어서,
상기 복수의 공기주입포트는,
상기 연소노즐의 혼합공간 중심으로부터 연장된 횡축 및 종축에 대해 시계 또는 반시계 어느 한 방향으로 일정거리 편향되게 형성됨을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치
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가스공급포트를 통해 캐소드 전극체와 애노드 전극체 사이로 반응가스를 도입시키고, 상기 캐소드 전극체 및 애노드 전극체에 전원을 인가하여 상기 캐소드 전극체 및 애노드 전극체 내부의 반응공간으로 도입된 반응가스를 플라즈마화 시키는 플라즈마 생성단계;
상기 캐소드 전극체 및 애노드 전극체 외연에 감겨진 코일에 전원을 인가하여 상기 캐소드 전극체 및 애노드 전극체 내부의 반응공간에 자장을 형성시키고, 자장에 의해 상기 플라즈마가 반응공간 내에서 일정한 선회패턴의 유동을 가지도록 플라즈마 선회류를 형성시키는 선회류 형성단계;
선회중인 플라즈마에 공기 및 연료가스를 혼합시켜 연소반응을 통해 고온의 화염을 발생시키는 화염발생단계;
상기 화염발생단계를 통해 발생된 고온의 화염을 이용하여 용융로에 수용된 용융 대상물을 연소 내지는 용융시키는 1차 연소단계; 및
상기 1차 연소단계에서 발생되어 상기 용융로 외부로 배기되는 배기가스를 상기 용융로와 별도로 구비된 2차 연소실로 공급하여 재연소시키는 2차 연소단계;를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치를 이용한 용융방법
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제 9 항에 있어서,
상기 플라즈마 생성단계에서 상기 캐소드 전극체와 애노드 전극체에 냉각수를 도입하고 인출시켜 상기 캐소드 전극체와 애노드 전극체를 냉각시키는 전극체 냉각단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치를 이용한 용융방법
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제 9 항에 있어서,
상기 1차 연소단계에서는,
상기 화염에 의한 고온의 연소가스가 용융로 일측에서 타측으로 일정한 선회패턴을 형성하면서 유동될 수 있도록, 상기 화염의 토출방향이 용융로 바닥을 향하는 기울기를 가지면서 동시에, 용융로 일측에서 타측을 향하는 기울기를 가지도록 하는 것을 특징으로 플라즈마/가스 혼합형 연소장치를 이용한 용융방법
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제 9 항에 있어서,
상기 2차 연소실에서 배기되는 배기가스에 포함된 폐열을 회수하여 상기 2차 연소실로 도입되는 공기를 예열시키는 폐열회수단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마/가스 혼합형 연소장치를 이용한 용융방법
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