KR200377524Y1

KR200377524Y1 - 역압 차단 밸브

Info

Publication number: KR200377524Y1
Application number: KR20-2004-0035262U
Authority: KR
Inventors: 지창현
Original assignee: 지창현
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2005-03-11
Anticipated expiration: 2014-12-11

Abstract

본 고안은 반도체 제조 라인 또는 디스플레이 제조 라인에 사용되는 진공 장비에 채용되는 밸브에 관한 것으로, 진공 펌프의 갑작스런 고장으로 대기압이 진공 장비 내로 역 유입되는 것을 신속하게 차단하여 방지할 수 있는 역압 차단 밸브에 관한 것이다.

본 고안은 세개의 원통형 실린더로 하여 유로를 미앤더(meander) 형태로 형성함으로써 역압이 유로를 통하여 챔버로 유입되기 이전에 차단판이 차단되게 하기위한 일종의 지연 유로(time delay)로써의 역할을 제공하고, 역압 발생 시에 신속히 차단판을 작동시켜 대응할 수 있으며, 특히 차단판을 꼬깔모자 형태의 경합금을 사용함으로써 미세 압력 차에 대해서는 신속히 반응하도록 하는 효과가 있다.

Description

역압 차단 밸브{RAPID ISOLATION VALVE}

본 고안은 반도체 제조 라인 또는 디스플레이 제조 라인에 사용되는 진공 장비에 채용되는 밸브에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 진공 펌프의 갑작스런 고장으로 대기압이 진공 장비 내로 역 유입되는 것을 신속하게 차단하여 방지할 수 있는 역압 차단 밸브에 관한 것이다.

반도체 제조 라인 또는 플라즈마 디스플레이 제조 라인 등에서는 진공 장비를 사용하게 되는데, 이 때에 진공을 만들어 주기 위해서 진공 펌프를 사용한다. 상기 반도체 제조 설비들은 진공 상태(또는 매우 낮은 기압 상태)에서 증착 또는 식각 등 단위 프로세스를 진행하는데, 진공 펌프가 갑자기 고장나거나 작동을 중단하는 경우 진행되던 프로세스에 큰 피해를 끼치게 된다.

즉, 펌프가 작동을 멈추게 되면 대기압이 역으로 진공 설비 내로 유입되게 되어서, 진공 챔버 내에 있던 제품들에 파티클(particle)을 발생시켜 큰 피해를 입히게 된다. 따라서, 진공 설비에서 진공을 뽑는 펌프의 작동이 정지하였을 때, 진공 챔버에서 제조 중이던 제품을 보호하여야 하는 과제에 당면하고 있으며, 이를 해결하기 위해서는 역압 발생에 대응해서 신속히 진공 챔버를 대기압에 대해 차단해야 하는 필요성이 있다.

따라서, 본 고안의 제1 목적은 진공 설비의 진공을 뽑아내기 위해 사용되는 진공 펌프가 장애를 일으킨 경우에, 진공 챔버를 역압으로부터 신속히 대응시켜 대기압의 유입을 차단하는 차단 밸브를 제공하는데 있다.

종래 기술에 따른 차단 밸브는 양방향 차단을 모두 충족할 수 없는 구조로서 일방향 차단만을 보장하므로, 진공 펌프의 급작스런 동작 중지로 인한 피해를 막을 수 없었다. 따라서, 본 고안의 제2 목적은 아주 미세한 압력 차이(약 15 파스칼의 차압)에도 반응하여 갑작스런 역압 발생을 차단하는 차단 밸브를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 진공 챔버측과 진공 펌프측 사이에 장착되어 진공 펌프측에서 오작동으로 인한 압력 상승 시에 상기 진공 챔버측과 상기 진공 펌프측을 서로 격리하는 차단 밸브로서, 상기 차단 밸브는 상기 진공 챔버측 관과 연결되는 입구를 구비한 제1 덮개(60)와 상기 진공 펌프측 관과 연결되는 입구를 구비한 제2 덮개(70)로 밀봉되고, 내부에 빈 공간을 지니는 제1 원통형 바디(10); 상기 제1 원통형 바디(10)의 내부 빈공간에 삽입되어 조립되고 중앙에 소정의 길이를 반경으로 하여 빈공간을 구비한 도우넛 형태의 원통형 디스크 형태로서, 원통의 외측면에는 돌기 구조를 구비하여 상기 제1 원통형 바디 속에 삽입 시에 양 원주면 둘레들 사이를 틈으로 하여 수직 방향의 유로를 형성하고, 상기 도우넛 형태 원통형 디스크의 윗면과 아랫면에는 각각 유로 형성 가이드가 형성되어 수평 방향의 유로를 형성하는 제2 원통형 바디(20); 상기 제2 원통형 바디(20)의 중앙 빈 공간에 삽입되어 조립되고, 원주면 둘레 측면에 돌기 구조를 구비하여 상기 제2 원통형 바디의 둘레면과의 틈새에 수직 방향의 유로를 형성하고, 중앙에 빈 공간을 구비하여 상기 제2 덮개(70)의 입구로 유로를 형성하는 제3 원통형 바디(30); 및 상기 제3 원통형 바디(30)와 제1 덮개(60) 사이에 설치되어 상기 진공 챔버측과 진공 펌프측의 압력 차이에 따라 상하 수직 운동을 하면서 상기 유로를 개폐하는 차단판(40)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차단 밸브를 제공한다.

이하에서는, 첨부 도면 도1 내지 도5를 참조하여 본 고안에 따른 차단 밸브의 양호한 실시예를 상세히 설명한다.

도1은 본 고안에 따른 차단 밸브의 조립된 상태를 나타낸 사시도이다. 도1을 참조하면, 본 고안에 따른 차단 밸브는 제1 원통형 바디(10), 제2 원통형 바디(도시하지 않음) 및 제3 원통형 바디(도시하지 않음)로 구성되며, 제2 원통형 바디와 제3 원통형 바디는 제1 원통형 바디(10)의 내부에 조립되어 있어 도1에서는 보이지 않고 있다. 다시 도1을 참조하면, 제1 원통형 바디(10) 한쪽 입구는 진공 챔버 방향의 관에 연결되고 다른쪽 입구는 진공 펌프쪽의 관에 연결될 것이다. 즉, 제1 원통형 바디(10)의 상단과 하단은 덮개로 덮어져서 나사(61)로 조립될 수 있으며, 양 덮개의 중앙에는 개구부가 있어서 각각 진공 챔버측 도관과 진공 펌프측 도관에 연결된다.

도2a 및 도2b는 각각 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 부품을 분리한 상태도와 조립한 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도2a를 참조하면, 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 제1 원통형 바디(10), 제2 원통형 바디(20) 및 제3 원통형 바디(30)가 분리되어 도시되어 있으며, 제1 원통형 바디(10) 속으로 제2 원통형 바디(20)를 삽입하면 제2 원통형 바디(20)의 원주 둘레면과 제1 원통형 바디(10)의 원주 둘레면 사이에 유로가 형성된다.

즉, 제2 원통형 바디(20)가 제1 원통형 바디(10) 안으로 조립되는 경우 제2 원통형 바디(20)의 둘레 원주면에 형성된 돌기(21)가 제1 원통형 바디(10)의 내측 원주면과 제2 원통형 바디(20)의 외측 원주면 사이에 틈새를 보장하고 이로 인해 발생된 틈새가 수직 방향의 유로가 된다.

또한, 윗 덮개(도시하지 않음)와 제2 원통형 바디(20) 사이의 원통 윗면 틈새로 수평 방향의 유로를 형성하기 위해 유로 형성 가이드(15)가 제공된다. 또한, 제2 원통형 바디(20)와 아래 덮개(도시하지 않음) 사이의 아랫면 틈새로 수평 방향의 유로를 형성하기 위해 또 다른 유로 형성 가이드(25)가 제공되며, 제3 원통형 바디(30)에 수직 방향의 유로를 형성하기 위해 유로 형성 가이드(35)가 제공된다.

도2b는 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 제1, 제2 및 제3 원통형 바디가 조립된 상태를 나타낸 개념도로서, 차단판이 함께 도시된 도면이다. 도2b를 참조하면, 본 고안에 따른 양호한 실시예로서 꼬깔모자 형태의 차단판(40)이 도시되어 있으며, 또 다른 형태의 실시예로서 평평한 형태의 원판이 사용될 수도 있다.

본 고안에 따른 차단 밸브가 정상 동작 시에는, 도2b에 도시한 바와 같이, 차단판(40)이 하강된 상태에서 도시된 화살표 유로 방향을 따라 유로가 형성된다. 여기서, 제1 원통형 바디(10)와 제2 원통형 바디(20)의 원주면 둘레 사이로 형성되는 유로(100), 제2 원통형 바디(20)와 제3 원통형 바디(30) 원주면 둘레 사이로 형성되는 유로(110) 및 제3 원통형 바디 내부를 관통하는 유로(130)는 결국 "ㄹ"자 형태의 유로를 만들게 된다.

도3은 본 고안에 따른 차단 밸브의 동작 원리를 설명하기 위한 개념도이다. 도3을 참조하면, 정상 동작 시에 차단판은 하강하고 진공 챔버로부터 유로는 100, 110, 120을 통해 형성된다. 한편, 펌프 고장으로 펌프쪽 압력이 올라가면, 꼬깔 모양의 차단판(40)은 상승하게 되어 유로를 차단하게 된다.

즉, 본 고안의 양호한 실시예로서 차단판은 마그네슘 합금으로 제조될 수 있으며, A 지점과 B 지점의 압력 차이에 의해서 차단판(40)은 상승 또는 하강하여 유로를 개폐한다. 여기서, 역압 발생 시에 역압을 한 곳으로 집중시켜 차단판을 신속하게 움직일 수 있으며, 꼬깔모자 모양의 차단판(40)의 각도는 120°내외로 할 수 있다. 즉, 이등변 삼각형의 단면의 작은 내각을 15°내외로 할 수 있다.

본 고안의 양호한 실시예로서, 상기 차단판은 마그네슘 경합금으로 제조함으로써 양측 압력 차이가 10 파스칼 정도에서도 예민하게 동작시킬 수 있다. 또한, 차단판(40)과 제1 원통형 바디(10)와의 접촉면에는 완벽한 실링을 위해서 오링(50)이 부착되며, 그 두께는 1mm 이내로 유지하는 것이 바람직하다.

도4a 및 도4b는 본 고안의 양호한 실시예에 따라 차단 밸브를 구성하는 부품을 분리하여 나타낸 도면과 조립된 모습을 나타낸 도면이다. 도4a를 참조하면, 본 고안에 따른 차단 밸브는 윗 덮개(60)와 아래 덮개(70), 제1 원통형 바디(10), 제2 원통형 바디(20) 및 제3 원통형 바디(30)로 구성된다.

한편, 윗 덮개(60)와 아래 덮개(70)는 제1 원통형 바디(10)에 나사(61)로 조립되며, 유로를 유도하는 유로 형성 가이드(15, 25, 35)가 도시되어 있다. 도4b를 참조하면, 상부 도면은 차단판(40)이 사고 발생 시에 유로를 차단한 상태를 나타낸 도면이고, 하부 도면은 차단판(40)이 상승해서 유로가 열려있는 상태를 나타내고 있다. 도4b에 도시한 본 고안에 따른 실시예의 경우, 차단판(40)의 형태를 꼬깔모양 대신 평판 형태로 도시하고 있다. 도4b의 윗 그림은 펌프 장애 발생으로 인해 대기압이 치솟아 차단판을 상승시킨 상태를 도시하고 있다.

도5a 내지 도5f는 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 부품의 단면도와 평면도를 나타낸 도면이다. 도5a는 윗 덮개(60)를 나타내는 도면으로서, 제1 원통형 바디(10)와 결합된다. 윗 덮개에는 오링(73)을 추가로 구비해서 밀봉 상태를 개선할 수 있다. 도5b는 제3 원통형 바디를 나타낸 도면으로 유로 형성 가이드(35)가 도시되어 있고, 상기 유로 형성 가이드(35)는 제2 원통형 바디(20)의 내측 홈에 걸리도록 구성된다.

도5c는 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 제2 원통형 바디의 실시예를 나타낸 도면이다. 도5c를 참조하면, 제2 원통형 바디(20)는 가운데가 비어있는 도우넛 형태를 지니고 윗면과 아랫면에는 각각 유로 형성 가이드(25)가 형성되어 있다. 또한, 제2 원통형 바디(20)의 원주면 둘레에는 돌기 구조(21)가 만들어져 있어, 제1 원통형 바디(10)와 틈새를 이루어 유로를 형성한다.

도5d는 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 차단판(40)을 나타내는 도면이다. 앞서 설명한 대로, 차단판(40)은 평판 형태 또는 꼬깔 형태를 지닐 수 있으며, 꼬깔 형태의 경우 작은 내각을 15°내외로 할 수 있다. 도5e 및 도5f는 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 제1 원통형 바디(10)와 아래 덮개(70)를 나타내는 도면으로서, 오링(17)이 도시되어 있다.

전술한 내용은 후술할 고안의 실용신안등록 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 고안의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 고안의 실용신안등록 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 고안의 개념과 특정 실시예는 본 고안과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 고안에서 개시된 고안 개념과 실시예가 본 고안의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 고안의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 진화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 고안은 세개의 원통형 실린더로 하여 유로를 미앤더(meander) 형태로 형성함으로써 역압이 챔버 쪽으로 유입되는 시간을 지연시킴으로써, 역압 발생 시에 역압이 유입되기 이전에 신속히 차단판을 작동시켜 대응할 수 있으며, 특히 차단판을 꼬깔모자 형태의 경합금을 사용함으로써 미세 압력 차에 대해서는 신속히 반응하도록 하는 효과가 있다.

도1은 본 고안에 따른 차단 밸브의 조립된 상태를 나타낸 사시도이다.

도2a 및 도2b는 각각 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 부품을 분리한 상태도와 조립한 경우를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도3은 본 고안에 따른 차단 밸브의 동작 원리를 설명하기 위한 개념도이다.

도4a 및 도4b는 본 고안의 양호한 실시예에 따라 차단 밸브를 구성하는 부품을 분리하여 나타낸 도면과 조립된 모습을 나타낸 도면이다.

도5a 내지 도5f는 본 고안에 따른 차단 밸브를 구성하는 부품의 단면도와 평면도를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 제1 원통형 바디

20 : 제2 원통형 바디

25 : 유로 형성 가이드

30 : 제3 원통형 바디

40 : 차단판

60 : 제1 덮개

70 : 제2 덮개

Claims

진공 챔버측과 진공 펌프측 사이에 장착되어 진공 펌프측에서 오작동으로 인한 압력 상승 시에 상기 진공 챔버측과 상기 진공 펌프측을 서로 격리하는 차단 밸브로서, 상기 차단 밸브는:

상기 진공 챔버측 관과 연결되는 입구를 구비한 제1 덮개(60)와 상기 진공 펌프측 관과 연결되는 입구를 구비한 제2 덮개(70)로 밀봉되고, 내부에 빈 공간을 지니는 제1 원통형 바디(10);

상기 제1 원통형 바디(10)의 내부 빈공간에 삽입되어 조립되고 중앙에 소정의 길이를 반경으로 하여 빈공간을 구비한 도우넛 형태의 원통형 디스크 형태로서, 원통의 외측면에는 돌기 구조를 구비하여 상기 제1 원통형 바디 속에 삽입 시에 양 원주면 둘레들 사이를 틈으로 하여 수직 방향의 유로를 형성하고, 상기 도우넛 형태 원통형 디스크의 윗면과 아랫면에는 각각 유로 형성 가이드가 형성되어 수평 방향의 유로를 형성하는 제2 원통형 바디(20);

상기 제2 원통형 바디(20)의 중앙 빈 공간에 삽입되어 조립되고, 원주면 둘레 측면에 돌기 구조를 구비하여 상기 제2 원통형 바디의 둘레면과의 틈새에 수직 방향의 유로를 형성하고, 중앙에 빈 공간을 구비하여 상기 제2 덮개(70)의 입구로 유로를 형성하는 제3 원통형 바디(30); 및

상기 제3 원통형 바디(30)와 제1 덮개(60) 사이에 설치되어 상기 진공 챔버측과 진공 펌프측의 압력 차이에 따라 상하 수직 운동을 하면서 상기 유로를 개폐하는 차단판(40)

을 구비하여, 제1 덮개(60)측 입구의 압력이 제2 덮개(70)측 입구의 압력보다 높아 진공을 뽑는 동작이 수행될 때는 상기 차단판(40)이 하강하여 상기 제1 원통형 바디(10), 제2 원통형 바디(20) 및 제3 원통형 바디(30) 사이의 틈새로 형성되는 유로를 통해 진공이 뽑아지고, 반대로 제2 덮개(70)측 입구의 압력이 제1 덮개(60)측 압력보다 높아지는 경우 상기 차단판(50)을 이동시켜 상기 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 차단 밸브.
제1항에 있어서, 상기 차단 밸브와 상기 제1 덮개 사이에는 1mm 내외의 두께를 지닌 오링이 설치됨을 특징으로 하는 차단 밸브.
제1항에 있어서, 상기 차단판은 마그네슘 경합금으로 제작됨을 특징으로 하는 차단 밸브.
제1항에 있어서, 상기 차단판은 꼬깔모자 모양을 하고, 그 한 내각이 15°내외인 것을 특징으로 하는 차단 밸브.
제1항에 있어서, 상기 차단판은 15 파스칼 이내의 압력 차에서 상기 유로를 차단하는 것을 특징으로 하는 차단 밸브.
제1항에 있어서, 상기 유로는 제2 덮개(70)측 입구의 압력이 제1 덮개(60)측 압력보다 높아 역압이 발생하는 경우, 상기 차단판이 움직이기 이전에 역압의 유입을 시간적으로 지연시키는 미앤더(meander) 형태를 지니는 것을 특징으로 하는 차단 밸브.