KR100324808B1

KR100324808B1 - 폐기가스 처리장치의 3웨이 밸브

Info

Publication number: KR100324808B1
Application number: KR1019990011561A
Authority: KR
Inventors: 이선영
Original assignee: 이선영
Priority date: 1999-04-02
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2002-02-20
Also published as: KR20000065351A

Abstract

본 발명은 반도체 제작공정 등 다종의 반응가스가 사용되는 곳에 사용되는 3웨이 밸브에 관한 것으로, 실린더 형식의 3웨이 밸브를 장착하더라도 더욱 보강된 실링구조가 요구되며, 하나의 흡입구에 두 개의 배출구가 형성되는 연결구조상 연결몸체와 같은 굴곡부위의 형성이 불가피한데, 이러한 굴곡부위에 분진이 증착될 우려가 있어, 상기 굴곡부위에서 가스를 강제적으로 신속히 배출시킬 필요가 있었다.

이에 본 발명은 예시도면 도 2 및 도 3 에서와 같이, 연장프랜지(20)와 연장부싱(22) 그리고 연장프랜지(20)와 개폐패킹(9)의 간극을 차단하는 오링(24)을 설치하여 기존의 실링을 다단계로 보강하였으며, 가스압력에 의하여 코안다(COANDA) 효과를 일으키는 가스운송부(26)를 구비하여 밸브내의 폐기가스를 강제배기시키도록 하였다.

따라서, 본 발명은 폐기가스 분진의 침투를 더욱 방지하여 밸브의 손상을 방지하였으며, 밸브내의 폐가가스를 신속히 배출시켜 폐기가스의 잔류와 분진에 의한 밸브의 손상 역시 방지하는 효과가 있게 되는 것이다.

Description

폐기가스 처리장치의 3웨이 밸브{Three-way valve of waste gas treating apparatus.}

본 발명은 폐기가스 처리장치의 3웨이 밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실린더 밸브내의 폐기가스 침투를 방지하기 위하여 실링을 다단계로 보강하고 가스압력에 의하여 밸브내의 폐기가스를 강제배기시킴으로써 분진에 의해 밸브가 폐색되는 것을 방지한 폐기가스 처리장치의 3웨이 밸브에 관한 것이다.

제품의 생산 중에 폐기가스가 배출되는 공정들, 반도체 제작공정을 예로 들면, 웨이퍼 처리공정에서는 챔버내의 웨이퍼에 다종의 반응가스를 공급 화학반응시켜 웨이퍼 상면에 산화막 처리를 한다.

이때, 챔버내에서는 웨이퍼의 산화막 성장에 관여하면서 유독가스, 수분, 잔류가스와 분진형태의 산화규소 등의 잔류물질이 형성된다.

특히, 반도체 제조공정에서는 다종의 반응가스를 사용하게되는데, 상기 가스들은 대개가 매우 독성이 강해서 인체에 치명적이고, 또한 다른 가스나 공기와 혼합되면 폭발할 수도 있어서 공정후 폐기가스 정화장치를 통해 무해한 가스로 배출되고 있다.

이러한 가스의 흐름을 제어하기 위하여 3웨이 밸브를 이용하는데, 종래의 3웨이 밸브는 벨로우즈 형식을 채택하고 있고, 이러한 벨로우즈 방식은 작업중 또는 종료시 밸브내에 공정 진행중 발생하는 분진물질의 잔여로 밸로우즈에 분진이 증착되어 밸로우즈의 파손과 밸브의 작동불량이 일어났다는 문제점이 있었다.

이에 본인은 벨로우즈 형식을 배제하고 실린더 형식을 채용한 실린더 밸브(출원번호201998009540)를 출원한 바 있으며, 이것은 도 1 에 도시된 바와같이 개폐수단으로서 가스압에 의한 샤프트의 이동을 이용한 것이다.

즉, 밸브몸체(1)의 흡입구(2)와 배출구(3)사이의 연결몸체(4)에 부싱프렌지(5)를 격벽으로 하여 스프링실린더(6)를 설치하는 한편, 스프링실린더(6)에는 패킹(7)과 일체로 연결된 샤프트(8)를 설치하고, 부싱프렌지(5)에는 구동포트(6)를 마련하여 여기에서 패킹(7)으로 가스압이 작용되도록 한 것이다.

따라서, 구동포트(6)를 통해 가스가 송압되면 패킹(7)이 후퇴되면서 샤프트(8) 및 개폐패킹(9)이 후퇴되어 어느 일측의 밸브가 개방되는 것이며, 가스의 송압이 중단되면 리턴스프링(10)에 의해 밸브가 폐색되는 것이다.

한편, 스프링실린더(6) 내에 폐기가스의 분진이 침투되거나 샤프트(8)가 분진에 의해 손상되지 않도록 실링처리가 되어있는데, 이것은 실부싱(11)을 위시하여 오링(12)과 오일챔버(13)가 설치되어 있으며, 퍼지포트(14)를 통해 고압의 질소가스를 분사하여 샤프트(8)에 오일챔버(13)의 윤활오일을 공급함과 더불어 오일막을 형성하도록 하였다.

또한, 개폐패킹(9)의 외측에도 흡입구(2) 측과 배출구(3) 측을 차단하는 오링(15)이 설치되어 있다.

상술된 바와 같이, 반도체 공정 등의 반응가스의 흐름을 제어하기 위하여는 3웨이 밸브가 필수적이고 이러한 3웨이 밸브는 공정에서 발생된 폐기가스에 의해 손상될 우려가 있어 개선의 여지가 있으며, 이에 의해 밸로우즈 방식이 배제된 실린더 형식의 3웨이 밸브가 개발되었다.

한편, 이러한 실린더 형식의 3웨이 밸브도 폐기가스내의 분진에 의한 손상을 완벽히 극복하였다라고는 볼 수 없으며, 이러한 분진에 의한 손상을 방지하기 위하여는 더욱 보강된 실링구조가 요구된다.

또한, 상기 밸브는 그 하나의 흡입구(2)에 두 개의 배출구(3)가 형성되는 연결구조상 연결몸체(4)와 같은 굴곡부위의 형성이 불가피하며, 이러한 굴곡부위에 분진이 증착될 우려가 있음을 고려할 때, 상기 굴곡부위에서 가스를 강제적으로 신속히 배출시킬 필요가 있는 것이다.

이에 본 발명은 실린더의 실링을 보강하고 밸브내의 폐기가스를 신속하고 원할하게 이송시키는 폐기가스 처리장치의 3웨이 밸브를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

이를 위한 본 발명은 연장프랜지와 연장부싱 그리고 연장프랜지와 개폐패킹의 간극을 차단하는 오링을 설치하여 기존의 실링을 다단계로 보강하였으며, 가스압력에 의하여 코안다(COANDA) 효과를 일으키는 가스운송부를 구비하여 밸브내의 폐기가스를 강제배기시키도록 하였다.

따라서, 본 발명은 폐기가스 분진의 침투를 더욱 방지하여 밸브의 손상을 방지하였으며, 밸브내의 폐기가스를 신속히 배출시켜 폐기가스의 분진에 의한 밸브의 손상 역시 방지하는 효과가 있는 것이다.

도 1 (a)는 종래 3웨이 밸브를 나타낸 단면설명도,

(b)는 도 1 (a)의 A부 확대설명도,

도 2 (a)는 본 발명에 따른 3웨이 밸브를 나타낸 단면설명도,

(b)는 도 2 (a)의 B부 확대설명도,

(c)는 도 2 (a)의 C부 확대설명도,

도 3 (a)는 본 발명에 따른 가스운송부 장착의 다른예를 보인 단면설명도,

(b)는 본 발명에 따른 가스운송부 장착의 다른예를 보인 단면설명도이 다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

1 - 밸브몸체, 2 - 흡입구,

3 - 배출구, 4 - 연결몸체,

5 - 부싱프랜지, 6 - 스프링실린더,

8 - 샤프트, 9 - 개폐패킹,

11 - 실부싱, 20 - 연장프랜지,

22 - 연장부싱, 24 - 오링,

26 - 가스운송부, 28 - 가스실,

30 - 노즐, 32 - 코안다 유도곡면,

이하 첨부된 예시도면과 함께 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 부싱프랜지(5)의 외측에 연장프랜지(20)가 설치되고 이 연장프랜지(20)를 관통하여 실부싱(11)과 연결되는 연장부싱(22)이 설치됨과 더불어, 연장프랜지(20)나 개폐패킹(9)의 외측에는 샤프트(8)의 후퇴시 개폐패킹(9)과 연장프랜지(20) 간의 간극이 차단되도록 오링(24)이 설치되는 한편, 밸브몸체(1)에는 양측으로 배출구(3)가 용접에 의해 일체를 이루며, 상기 밸브몸체(1)와 배출구(3)사이에 가스압에 의해 폐기가스를 배기시키는 가스운송부(26)가 설치된 3웨이 밸브이다.

여기서, 가스운송부(26)는 내통(27)과 외통(29)으로 이루어져 있으며, 그 내측으로 가스를 공급하는 가스실(28)이 마련되고, 가스실(28)에는 폐기가스의 이동방향으로 가스를 분사하는 노즐(30)이 형성됨과 더불어, 상기 내통(27)의 일단부에는 코안다 유도곡면(32)이 형성되며, 상기 외통(29)의 내측에는 예각을 이루는 단차면(31)을 형성하여 분사되는 가스가 코안다 유도곡면(32)을 따라 분사되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스운송부(26)는 연결몸체(4)의 흡입구(2)에 각각 독립되어 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가스운송부(26)는 배출구(3)측에 각각 독립되어 설치된 것을 특징으로 한다.

예시도면 도 2 는 본 발명에 따른 3웨이 밸브를 나타낸 단면설명도이고, 예시도면 도 3 은 본 발명에 따른 가스운송부의 다른 장착예를 나타낸 단면설명도로서, 본 발명은 기존의 실링에 보강실링을 설치하여 폐기가스 분진의 침투를 방지하였으며, 가스압력에 의한 가스운송부(26)를 구비하여 3웨이 밸브내의 폐기가스를 강제배기시킴으로써 분진에 의해 3웨이 밸브가 폐색되는 것을 방지하였다.

이를 위한 본 발명은 먼저 실링의 보강으로서, 연장프랜지(20)와 연장부싱(22) 그리고 연장프랜지(20)와 개폐패킹(9)의 간극을 차단하는 오링(24)을 설치하였다.

상기 연장프랜지(20)는 부싱프랜지(5)에 연장되어 연장부싱(22)을 지지하며, 연장부싱(22)은 기존의 실부싱(11)에 연장되어 폐기가스의 침투를 더욱 방지하도록 설치되어 있는 것이다.

한편, 상기 연장부싱(22)은 부싱의 전체적인 길이연장으로 인함에도 불구하고 샤프트(8)의 원할한 이동을 확보하기 위하여 테프론으로 제작됨이 바람직하다.

상기 오링은 샤프트(8)의 후퇴시 연장프랜지(20)와 개폐패킹(9) 사이를 차단하여 최전방의 실러역할을 하게되는 것이다.

즉, 도시된 바와 같이 스프링실린더(6)에 가스가 공급되어 샤프트(8)가 후퇴되면 개폐패킹(9)의 외측에 설치된 오링(24)과 연장프랜지(20)의 외측면이 접촉하게 되고, 이에 의해 개폐패킹(9)과 연장프랜지(20)의 간극이 차단되는 것이다.

따라서, 샤프트(8)의 후퇴에 의한 밸브개방시 폐기가스와 샤프트(8)의 접촉을 1차로 방지하게 되는 것이다.

여기서, 상기 오링(24)은 연장프랜지(20)나 개폐패킹(9) 어느곳에 장착되어도 1차 실러의 역할을 수행하므로 도시된 오링(24)의 장착위치는 연장프랜지(20)에 국한되는 것은 아니다.

한편, 밸브몸체(1)와 양측으로 용접에 의해 일체를 이루고 있는 배출구(3)사이에는 폐기가스를 신속히 이동시켜 배기시키도록 가스운송부(26)가 설치되어 있다.

가스운송부(26)는 내통(27)과 외통(29)으로 이루어져 있으며, 질소 등의 소량의 압축유체를 흡입하여 그 양의 20-30배인 주변 폐기가스를 대량으로 이송하는 코안다(COANDA)효과를 이용한 것으로, 밸브몸체(1)에 질소 등의 가스를 흡입시키기 위하여 가스운송부(26)내에 가스실(28)이 마련되어 있고, 가스실(28)에는 폐기가스의 유동방향으로 노즐(30)이 형성되어 있다.상기 가스실(28)은 내통(27)과 외통(29)이 나사결합을 이루며 형성된 공간으로서, 이를 보다 구체적으로 설명하면 예시도 2 의 (c)에 표현된 바와 같이 내통(27)과 외통(29)은 서로 접하는 일측에 코안다 유도곡면(32)과 단차면(31)을 형성하여 가스실(28)을 형성하게 된다.또한, 상기 노즐(30)은 내통(27)의 코안다 유도곡면(32)단부와 외통(29)의 단차면(31)에 의해 형성된 것으로, 노즐(30)의 간격은 내통(27)과 외통(29)의 결합정도에 따라 조정이 가능하게 되어 있다.

상기 노즐(30)은 코안다 유도곡면(32) 측으로 분사되도록 하였으며, 이를 위하여 노즐(30)을 이루는 외통(29)의 단차면(31)이 경사면을 이루고 있으며, 상기 단차면(31)은 코안다 유도곡면(32)측으로 기울어져 예각을 이루고 있다.

따라서, 노즐(30)을 통해 가스실(28)의 가스가 분사되면 코안다 유도곡면(32)을 따라 흐르게 되어 가스운송부(26)의 입구측에 부압지역이 형성되며 이에 의해 입구주변의 폐기가스가 신속히 흡입되어 배출구(3)측으로 배출되는 것이다.

이러한 가스운송부(26)는 상기 3웨이 밸브가 폐기가스의 흐름을 제어하는 것을 고려하여 연결몸체(4)나 배출구(3) 측에 독립적으로 설치하여 어느 측의 밸브가 개방될 때 이에 맞추어 작동되게 하거나, 흡입구(2) 측에 하나 설치하여 통합적으로 작동시키게 할 수도 있다.

상기 실린더 밸브의 작동은 종래와 동일하며, 그러나 어느 측의 샤프트(8)가 후퇴되어 밸브가 개방될 때, 그 샤프트(8)의 개폐패킹(9)에 설치된 오링(24)과 연장프랜지(20)의 측면이 접촉되어 밸브 개방시 폐기가스와 샤프트(8)가 접촉되는 것이 일차적으로 방지된다.

상기 오링(24)에도 불구하고 폐기가스가 샤프트(8) 측으로 침투되면 연장부싱(22)이 이에 대응하며, 그 후로부터는 기존의 오링과 실부싱(11), 가스막이 폐기가스 침투에 대응하여 기존에 비해 2단계의 실러가 보강된 것이다.

한편, 어느 일측의 밸브개방시 이에 맞추어 가스운송부(26)가 작동하게 되며 가스운송부(26)는 소량의 고압가스를 분사 코안다 효과를 일으켜 주변의 폐기가스를 신속히 배출시켜 밸브몸체(1)내의 잔류가스와 분진을 제거하게 되는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 구성은 3웨이 밸브에 한정하여 사용되는 것은 아니며 'L자형 밸브'·'＋자형 밸브'등 다양한 밸브에 적용시킬 수 있으며, 밸브몸체(1)와 실린더 샤프트(8)등 폐기가스와 직접적으로 접하는 금속부부은 부식방지를 위해 염소계 부식성가스 및 불소계 부식성가스에 강한 코팅처리가 되어 있다.

상술된 바와 같이 본 발명은 연장프랜지(20)와 연장부싱2(22) 그리고 연장프랜지(20)와 개폐패킹(9)의 간극을 차단하는 오링(24)을 설치하여 기존의 실링을 다단계로 보강하였으며, 가스압력에 의하여 코안다 효과를 일으키는 가스운송부)(26)를 구비하여 밸브내의 폐기가스를 강제배기시키도록 하였다.

따라서, 본 발명은 폐기가스 분진의 침투를 더욱 방지하여 밸브의 손상을 방지하였으며, 밸브내의 폐기가스는 예각으로 형성된 단차면(31)으로 이루어진 노즐(30)에서 분사되는 고압의 가스에 의해 코안다 유도곡면(32)을 따라 배출구(3)측으로 신속히 배출시키게 되어 폐기가스의 잔류와 분진에 의한 밸브의 손상 역시 방지하는 효과가 있는 것이다.

Claims

부싱프랜지(5)의 외측에 연장프랜지(20)가 설치되고 이 연장프랜지(20)를 관통하여 실부싱(11)과 연결되는 연장부싱(22)이 설치됨과 더불어, 연장프랜지(20)나 개폐패킹(9)의 외측에는 샤프트(8)의 후퇴시 개폐패킹(9)과 연장프랜지(20) 간의 간극이 차단되도록 오링(24)이 설치되는 한편, 밸브몸체(1)에는 양측으로 배출구(3)가 용접에 의해 일체를 이루며, 상기 밸브몸체(1)와 배출구(3)사이에 가스압에 의해 폐기가스를 배기시키는 가스운송부(26)가 설치된 폐기가스 처리장치의 3웨이 밸브.
제 1 항에 있어서, 가스운송부(26)는 내통(27)과 외통(29)으로 이루어져 있으며, 그 내측으로 가스를 공급하는 가스실(28)이 마련되고, 가스실(28)에는 폐기가스의 이동방향으로 가스를 분사하는 노즐(30)이 형성됨과 더불어, 상기 내총(27)의 일단부에는 코안다 유도곡면(32)이 형성되며, 상기 외통(29)의 내측에는 코안다 유도곡면(32)측으로 예각을 이루는 단차면(29)을 형성하여 분사되는 가스가 코안다 유도곡면(32)을 따라 분사되는 것을 특징으로 하는 페기가스 처리장치의 3웨이 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 가스운송부(26)는 연결몸체(4)의 흡입구(2)에 독립되어 설치된 것을 특징으로 하는 페기가스 처리장치의 3웨이 밸브.
제 1 항에 있어서, 상기 가스운송부(26)는 배출구(3)측에 독립되어 설치된 것을 특징으로 하는 페기가스 처리장치의 3웨이 밸브.
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