KR100498533B1

KR100498533B1 - 차단개방기및그것을구비하는유체제어장치

Info

Publication number: KR100498533B1
Application number: KR1019970025310A
Authority: KR
Inventors: 다다히로 오미; 미치오 야마지; 노부카즈 이케다; 마사유키 하타노; 고스케 요코야마; 시게아키 다나카
Original assignee: 가부시키가이샤 후지킨; 다다히로 오미
Priority date: 1996-06-25
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 2005-11-08

Abstract

밸브 본체 내에는 밸브 본체의 후단면으로부터 제1 밸브 액츄에이터 근처까지 연장되는 주통로와, 제2 밸브 액츄에이터 및 제3 밸브 액츄에이터를 매개로 하여 주통로와 접속되는 2개의 보조 통로가 형성된다. 또한, 밸브 본체에 있어서의 제1 밸브 액츄에이터 장착면은 전방 하향의 경사면으로 이루어진다.

Description

차단 개방기 및 그것을 구비하는 유체 제어 장치{SHUTOFF-OPENING DEVICE AND FLUID CONTROL APPARATUS COMPRISING SUCH DEVICES}

본 발명은 밸브 본체와 다수의 밸브 액츄에이터로 이루어지는 차단 개방기 및 그것을 구비하는 유체 제어 장치에 관한 것이다.

본 명세서에 있어서, 전후□상하□좌우는 도 2를 기준으로 한 것으로, 도 2의 우측을 전, 좌측을 후, 상하를 상하로 하고, 좌우는 전방을 향하는 것으로 한다. 이러한 전후□상하□좌우는 편의적인 것으로, 전후가 반대로 되거나, 상하가 좌우가 되어 사용되기도 한다.

직방체형 밸브 본체 및 다수의 밸브 액츄에이터로 이루어지는 차단 개방기는 종래부터 공지된 것이다. 이러한 차단 개방기는, 예컨대 질량 유량 제어기(mass flow controller) 등의 조정기의 입구측 및 출구측에 각각 설치되어, 반도체 제조 장치 등에 사용되는 유체 제어 장치를 구성하는 데에 사용된다.

도 17은 종래의 차단 개방기를 도시한 것으로, 종래의 차단 개방기(61)는 직방체형 밸브 본체(63) 및 그 상면에 전후 방향으로 나란하게 장착되는 3개의 밸브 액츄에이터(64,65,66)로 이루어지며, 밸브 본체(63)에는, 밸브 본체(63)의 후단면으로부터 전단측의 밸브 액츄에이터(64)의 근처까지 연장되는 주통로(67)와, 각각의 밸브 액츄에이터(64,65,66)를 매개로 하여 주통로(67)에 접속되는 3개의 보조 통로(68,69,70)가 형성된다. 밸브 본체(63)의 상면은 하면과 평행하고 평탄하며, 각각의 밸브 액츄에이터(64,65)는 그 평탄면에 등간격으로 장착된다.

차단 개방기(61)의 데드 볼륨(dead volume;유체 정체 부분)에 있어서, 주통로(67)로부터 제1 보조 통로(68)로 유체가 흐를 때에는 주통로(67)와 제2 밸브 액츄에이터(65) 및 제3 밸브 액츄에이터(66)를 접속하는 짧은 통로(71,72)만이 데드 볼륨이 된다. 그리고, 주통로(67)로부터 제2 보조 통로(69)로 유체가 흐를 때에는 주통로(67)와 제3 밸브 액츄에이터(66)를 접속하는 짧은 통로(72) 및 제1 밸브 액츄에이터(64)와 제2 밸브 액츄에이터(65)와의 사이에 있는 주통로(67)의 전단 부분(67a,67b)이 데드 볼륨이 된다. 또한, 주통로(67)로부터 제3 보조 통로(70)로 유체가 흐를 때에는 주통로(67)와 제2 밸브 액츄에이터(65)를 접속하는 짧은 통로(71), 제1 밸브 액츄에이터(64)와 제2 밸브 액츄에이터(65)와의 사이에 있는 주통로(67)의 전단 부분(67a,67b) 및 제2 밸브 액츄에이터(65)와 제3 밸브 액츄에이터(66)와의 사이에 있는 주통로(67)의 중간 부분(67c)이 데드 볼륨이 된다.

반도체 제조 장치에 사용되는 차단 개방기나 유체 제어기에 있어서는 프로세스 가스의 순도를 낮추는 원인이 되는 데드 볼륨을 감소시키는 것이 중요하며, 아울러 내용적(內容積)의 감소, 부피 감소 및 경량화도 요구되지만, 종래의 것에서는 이러한 점들에 있어서 만족스럽지 못하였다.

본 발명의 목적은 종래의 것과 비하여 데드 볼륨이 감소되는 동시에 부피 및 중량도 감소되는 차단 개방기와, 그것을 구비하는 유체 제어기를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 차단 개방기는 전단면 및 후단면에 의해서 대향 단부가 결합된 실질적으로 평행한 상면 및 하면을 갖는 대략 직방체형으로 형성되며, 후단면 또는 하면의 후단부에 입구를 가지고, 후단면 측으로부터 전단면 측으로 직선적으로 연장되는 주통로가 내부에 형성된 밸브 본체와, 밸브 본체의 상면에 길이 방향으로 간격을 두어 부착되며, 부착면에 직교하는 중심축을 갖는 복수의 통로 개폐용 액츄에이터를 포함하되, 상기 액츄에이터는, 상기 액츄에이터의 시트로부터 중심축의 축방향으로 연장되어 상기 주통로와 보조통로에 연통하며, 상기 액츄에이터가 닫힌 상태일 때에 상기 주통로와 함께 데드 볼륨을 형성하는 짧은 통로 사이의 연통을 선택적으로 개폐하며, 밸브 본체의 상면의 전단부는 전단측 밸브 액츄에이터가 장착되는 전방 하향의 경사면을 구비하고, 상기 전단측 밸브 액츄에이터에 대응하는 짧은 통로가 상기 전단측 액츄에이터의 축방향을 따라 상기 전단측 밸브 액츄에이터로부터 상기 주통로까지 연장되는 것을 특징으로 한다.

경사면의 전방 하향 경사 각도는 수평면에 대하여 15°내지 60°가 바람직하며, 보다 바람직하게는 20°내지 45°이다. 경사 각도가 작으면 효과가 작아지고, 경사각도가 크면, 전단측의 밸브 액츄에이터가 밸브 본체의 전단면보다 현저히 전방으로 돌출되기 때문에 다른 부재와 간섭할 가능성이 커지므로, 경사 각도는 밸브 액츄에이터의 치수 및 그 차단 개방기가 설치되는 유체 제어 장치의 치수를 고려하여 전술한 바람직한 범위로 설정된다.

본 발명의 차단 개방기에 따르면, 전단측의 밸브 액츄에이터가 장착되는 밸브 본체의 상면이 전방 하향의 경사면으로 되기 때문에, 밸브 본체의 상면이 평탄한 종래의 차단 개방기에 비해 밸브 본체의 전방 상부의 부피 및 전방 부분의 전후 길이가 감소되어, 차단 개방기의 내용적, 부피 및 중량이 감소된다. 차단 개방기의 데드 볼륨의 대부분은 전단측의 밸브 액츄에이터와 그에 인접한 밸브 액츄에이터와의 사이에 있는 주통로의 전단 부분이 차지하게 되는데, 그 주통로의 전단 부분은 밸브 본체의 전방 부분의 전후 길이가 감소됨에 따라 작아지며, 따라서 차단 개방기의 데드 볼륨이 감소된다.

상기 차단 개방기는 질량 유량 제어기 등의 조정기의 입구측 및 출구측에 설치되어, 반도체 제조용의 유체 제어기를 구성한다.

이 경우에, 각각의 차단 개방기의 다수의 보조 통로 중에서, 조정기로부터 가장 먼 보조 통로가 프로세스 가스용으로 되고, 이들 보조 통로에 인접한 보조 통로가 퍼지 가스용으로 되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 프로세스 가스가 흐르고 있을 때의 데드 볼륨은 주통로와 그 뒤의 인근에 있는 밸브 액츄에이터를 접속하는 짧은 통로 부분뿐이기 때문에, 프로세스 가스를 절환할 때에 잔류 가스가 단시간에 퍼징될 수 있다.

상기 유체 제어기가 다수로 적정하게 설치되어 유체 제어 장치를 구성한다. 이 경우, 각각의 차단 개방기의 밸브 본체의 전후 길이는 밸브 액츄에이터의 수에 관계없이 동일하게 형성되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 각각의 차단 개방기의 제1 밸브 액츄에이터들이 전부 동일 선상에 서로 나란히 배치되어, 차단 개방기의 조작이 용이해진다.

또한, 다수의 보조 통로 중에서 전단측의 밸브 액츄에이터를 매개로 하여 접속되는 보조 통로는 밸브 본체의 전단면 또는 하면으로 통하고, 나머지 보조 통로는 밸브 본체의 하면으로 통하며, 나머지 보조 통로의 배관은 전부 밸브 본체의 하방에 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 배관 부분이 밸브 본체의 하방에 평면적으로 수납되어, 제어 장치 전체가 콤팩트하게 되고, 배관 부분의 유지도 용이해진다.

본 발명의 실시 형태를 이하 도면을 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 차단 개방기(1)의 제1 실시 형태를 보여주고 있다. 차단 개방기(1)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 질량 유량 제어기(2)의 입구측 및 출구측에 설치되어 유체 제어기(10)를 구성한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 차단 개방기(1)는 대략 직방체형의 밸브 본체 및 그 상면에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1(전단측), 제2(중간) 및 제3(후단측)의 통로 개폐용 밸브 액츄에이터(4,5,6)로 이루어진다. 밸브 본체(3)내에는 밸브 본체(3)의 후단면으로부터 전단측의 밸브 액츄에이터(4) 근처까지 전후로 곧장 연장되는 주통로(21)와, 각 밸브 액츄에이터(4,5,6)를 매개로 하여 주통로(21)에 접속되는 제1(전단측), 제2(중간) 및 제3(후단측)의 보조 통로(22,23,24)가 형성된다. 또한, 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)를 매개로 하여 주통로(21)에 접속되는 보조 통로(23,24)는 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)를 접속하는 짧은 통로(25,26)의 바로 뒤에 있지만, 도 2에 있어서는 실제보다 왼쪽으로 치우쳐진 채 쇄선으로 표시되어 있다(이하에서도 마찬가지임).

밸브 본체(3)에는, 액츄에이터(4,5,6)가 장착되는 부분의 우측면(3c)으로부터 오른쪽으로 연장되고, 제2 보조 통로(23) 및 제3 보조 통로(24)가 형성되는 동시에 밸브 본체(3)를 다른 부재와 접속할 때에 나사 고정하는 부분이 되는 블록형의 연장부(7)가 일체로 형성된다.

밸브 본체의 상면 중에서, 전단측의 제1 밸브 액츄에이터(4)용 장착면(3a)은 전방 하향의 경사면으로 되고, 나머지 2개인 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)용 장착면(3b)은 하면에 평행한 평탄면으로 된다.

각 밸브 액츄에이터(4,5,6)는 장착면(3a,3b)에 직각으로 장착된다. 밸브 본체(3)의 액츄에이터 삽입용 오목부(18,19)중에서, 제1 밸브 액츄에이터(4) 삽입용 오목부(18)는 상대적으로 얕고, 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6) 삽입용 오목부(19)는 상대적으로 깊게 형성되며, 이에 따라, 제1 밸브 액츄에이터(4)는 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)보다 짧게 형성된다. 그러나, 밸브 액츄에이터 삽입용 오목부의 깊이를 모두 같게 하여, 밸브 액츄에이터의 길이를 동일하게 하는 것도 가능하다. 제1 밸브 액츄에이터(4) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)는 상시 폐쇄형이고, 제2 밸브 액츄에이터(5)는 상시 개방형이다.

주통로(21)는 밸브 본체(3)의 후단면으로부터 전단면 근처까지 연장하고, 제1 보조 통로(22)는 밸브 본체(3)의 전단면으로 통한다. 밸브 본체(3)의 전단면에는 제1 보조 통로(22)에 체크 밸브나 압력 조정기 등을 접속하기 위한 너트가 달린 이음매부(9)가 설치된다. 제2 보조 통로(23) 및 제3 보조 통로(24)는 각각 밸브 본체(3)의 연장부(7)내를 통과하여 밸브 본체(3)의 하면으로 통한다.

도 2에 있어서, 차단 개방기(1)의 데드 볼륨은 주통로(21)로부터 제1 보조 통로(22)로 유체가 흐를 때에는 주통로(21)와 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)를 접속하는 짧은 통로(25,26) 뿐이다. 그리고, 주통로(21)로부터 제2 보조 통로(23)로 유체가 흐를 때에는 주통로(21)와 제3 밸브 액츄에이터(6)를 접속하는 짧은 통로(26) 및 제1 밸브 액츄에이터(4)와 제2 밸브 액츄에이터(5)와의 사이에 있는 주통로(21)의 둔각상의 전단 부분(21a,21b)인 데드 볼륨이 된다. 또한, 주통로(21)로부터 제3 보조 통로(24)로 유체가 흐를 때에는 주통로(21)와 제2 밸브 액츄에이터(5)를 접속하는 짧은 통로(25), 제1 밸브 액츄에이터(4)와 제2 밸브 액츄에이터(5)와의 사이에 있는 주통로(21)의 둔각상의 전단 부분(21a,21b) 및 제2 밸브 액츄에이터(5)와 제3 밸브 액츄에이터(6)와의 사이에 있는 주통로(21)의 중간 부분(21c)이 데드 볼륨이 된다.

상기 차단 개방기(1)에서는 밸브 본체(3)의 상면의 제1 밸브 액츄에이터(4)용 장착면(3a)이 도 17에 도시한 종래의 차단 개방기(61)에 있어서의 제1 밸브 액츄에이터용 장착면(63a)과 그 면적이 동일하도록 설정된다. 따라서, 종래의 차단 개방기(61)와 비교하면, 장착면(3a)이 전방 하향의 경사면으로 되는 부분만큼, 밸브 본체(3)의 전방 상부의 부피 및 전방부의 전후 길이가 감소되어, 차단 개방기(a)의 내용적, 부피 및 중량이 감소된다. 종래의 차단 개방기(61)에 있어서의 제1 밸브 액츄에이터용 장착면(63a)의 길이를 L로 하고, 경사각도를 θ로 하면, 차단 개방기(1)는 그 전후 길이가 L(1-cosθ )만큼 감소되고, 종단면적이 L²xcosθ xsin θ ÷ 2만큼 보다 감소된다. 데드 볼륨에 있어서는, 주통로(21)의 둔각상의 전단 부분(21a,21b)의 볼륨이 밸브 본체(3)의 전후 길이의 감소에 따라, 종래의 차단 개방기(61)의 주통로(67)의 전단 부분(67a,67b)의 볼륨보다 감소되며, 이에 따라 차단 개방기(1) 전체의 데드 볼륨도 감소된다. 또한, 경사 각도가 커짐에 따라, 둔각상의 전단 부분(21a,21b) 중에서, 주통로(21)로부터 곧장 연장되는 부분(21a)이 감소되고 굴곡되는 부분(21b)이 증가되지만, 전체적으로는 경사 각도가 커질수록 데드 볼륨의 감소량도 역시 커진다.

도 3 및 도 4에 도시한 유체 제어기는 질량 유량 제어기(2)와, 그것의 입구측(도 4의 좌측) 및 출구측(도 4의 오른쪽)에 설치된 차단 개방기(1,1)로 이루어진다. 입구측의 차단 개방기(1)는 도 1 및 도 2에 도시한 차단 개방기(1)가 전후를 반대로 하여 장착된 것이다.

입구측의 차단 개방기(1)에서는 질량 유량 제어기(2)로부터 가장 먼 제1 보조 통로(22)가 프로세스 가스 유입용, 그에 인접한 제2 보조 통로(23)가 퍼지 가스 유입용으로, 질량 유량 제어기(2)로부터 가장 가까운 제3 보조 통로(24)가 진공 흡인용으로 사용되고, 출구측의 차단 개방기(1)에서는 질량 유량 제어기(2)로부터 가장 먼 제1 보조 통로(22)가 프로세스 챔버에 연결되고, 그에 인접한 제2 보조 통로(23)가 퍼지 포트로서 배기 가스용 덕트에 연결된다. 질량 유량 제어기(2)로부터 가장 가까운 제3 보조 통로(24)는 진공 흡인용으로 사용된다.

질량 유량 제어기(2)의 입구측 및 출구측의 측면 하단부에는 하면으로 통하는 통로(11a)를 구비하는 상측 통로 블록(11)이 연장된 형태로 설치된다. 각각의 상측 통로 블록(11)의 하방으로는 하측 통로 블록(12)이 설치되고, 각각의 하측 통로 블록(12)과 각각의 상측 통로 블록(11)이 상측 통로 블록(11)의 상방으로부터 나사 결합되는 2개의 질량 유량 제어기 장착 나사(13)에 의해 각각 연결된다. 하측 통로 블록(12)에는 상측 통로 블록(11)의 통로(11a)와 밸브 본체(3)의 주통로(21)를 연결하는 통로(12a)가 형성되어, 하측 통로 블록(12)측으로부터 나사 결합되는 차단 개방기 장착 나사(14)에 의해 하측 통로 블록(12)이 밸브 본체(3)에 연결된다. 또한, 제2 보조 통로(23) 및 제3 보조 통로(24)의 배관용 통로 블록(15,16)이 연장부(7)의 상측으로부터 나사 결합되는 배관 장착 나사(17)에 의해 밸브 본체(3)의 연장부(7)에 연결된다. 입구측의 차단 개방기(1)의 제3 보조 통로(24)와 출구측의 차단 개방기(1)의 제3 보조 통로(24)는 각각의 배관용 통로 블록(15,15)이 서로 관(27)에 의해 접속되고 난 후에 진공 흡인 펌프(도시 생략)에 접속된다. 또한, 제2 보조 통로(23)를 형성하는 통로 블록(16)의 하면에는 이음매(28)가 설치된다. 그 이음매(28)의 관 접속부는 진공 흡인용의 관(27)보다 하방에 위치되고, 따라서 퍼지 가스용 배관이 진공 흡인용 관(27)과 간섭하지 않는다. 유체 제어기(10)를 설치할 때에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 질량 유량 제어기(2) 및 차단 개방기(1)가 기판(29)의 상면측에 장착되어, 배관용 통로 블록(15,16)이 기판(29)의 하면측에 오게 된다.

상기 유체 제어기(10)에서, 질량 유량 제어기(2)가 고장났을 때에는 질량 유량 제어기 장착 나사(13)를 벗겨냄으로써 질량 유량 제어기(2)를 상방으로 분리시켜 교환하는 것이 가능하고, 또한 차단 개방기(3)가 고장났을 때에는 차단 개방기 장착 나사(14) 및 배관 장착 나사(17)를 벗겨냄으로써 차단 개방기(3)를 상방으로 분리시켜 교환하는 것이 가능하다.

상기 유체 제어기에 있어서, 프로세스 가스가 흐를 때의 데드 볼륨은 주통로(21)와 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)를 접속하는 짧은 통로(25,26) 뿐이다.

도 5는 본 발명의 차단 개방기(31)의 제2 실시 형태를 보여주고 있다. 그 차단 개방기(31)는 도 6에 도시된 바와 같이 질량 유량 제어기(2)의 입구측 및 출구측에 설치되어 유체 제어기(40)를 구성한다. 차단 개방기(31)는 제1 보조 통로(32)가 밸브 본체(33)의 하면으로 통한다는 점에서 제1 실시 형태의 차단 개방기(1)와 다르다. 이하의 설명에 있어서, 제1 실시 형태의 것과 동일한 구성에 대해서는 도면에 같은 부호를 붙여 설명을 생략한다. 도 5에 있어서, 도 1에 도시한 밸브 본체(3)의 전단면의 이음매부(9)가 제거되는 동시에, 밸브 본체(33)의 블록형 연장부(34)에는 제2 및 제3 보조 통로(23,24)에 추가하여, 하면으로 통하는 제1 보조 통로(32)도 형성된다. 그리고, 도 6에 도시된 바와 같이, 그 연장부(34)에는 제2 및 제3 보조 통로(23,24)로 통하는 배관용의 통로 블록(15,16)에 추가하여, 제1 보조 통로(32)로 통하는 배관용의 통로 블록(35)도 접속된다. 그 배관용의 통로 블록(35)의 하면에 설치되는 이음매(36)의 관 접속부는 진공 흡인용 관(27)과 제2 보조 통로(23)에 통하는 이음매(28)와의 사이의 중간 높이에 오도록 이루어져 있고, 따라서 프로세스 가스용 배관이 퍼지 가스용 배관이나 진공 흡인용 관(27)과 간섭하지 않는다.

도 1, 도 2 및 도 5에 도시한 차단 개방기(1)는 3개의 밸브 액츄에이터(4,5,6)를 구비하고 있지만, 진공 흡인용 보조 통로(24)가 필요없을 때에는 밸브 액츄에이터는 2개로 된다. 이 경우에, 제3 밸브 액츄에이터(6)를 제거하는 동시에 밸브 본체의 전후 길이를 짧게 하는 형식으로 하여도 물론 좋지만, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 밸브 본체(43)의 전후 길이는 그대로 하고, 제3 밸브 액츄에이터(6)를 장착하기 위한 오목부(19) 및 진공 흡인용 보조 통로(24)만을 형성하지 않는 형으로 하여도 된다.

도 7에 있어서, 차단 개방기(41)는 대략 직방체형의 밸브 본체(43) 및 그 상면에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1(전단측) 및 제2 밸브 액츄에이터(4,5)로 이루어지고, 밸브 본체(43)내에는 밸브 본체(43)의 후단면으로부터 전단면 근처까지 연장되는 주통로(21)와, 각각의 밸브 액츄에이터(4,5)에 의해서 주통로(21)와의 연통이 개폐되는 제1(전단측) 및 제2 보조 통로(22,23)가 형성된다. 밸브 본체(43)의 상면 중에서, 전단측의 제1 밸브 액츄에이터(4)용 장착면(43a)은 전방 하향의 경사면으로 되고, 나머지 면(43b)은 하면에 평행한 평탄면으로 된다. 평탄한 장착면(43b)은 2개의 밸브 액츄에이터가 장착될 수 있는 면적을 가지며, 그 전반부에 제2 밸브 액츄에이터(5)가 장착된다.

도 7에 도시한 차단 개방기에서는, 도 8에 도시한 바와 같이 제3 밸브 액츄에이터(6)를 제거한 부분에 압력 센서가 장착될 수 있다. 도 8에 있어서, 차단 개방기(51)는 대략 직방체형의 밸브 본체(53) 및 그 상면에 전후 방향으로 나란히 장착되는 제1(전단측) 및 제2 밸브 액츄에이터(4,5)로 이루어지고, 밸브 본체(53)내에는 밸브 본체(53)의 후단면으로부터 전단면 근처까지 연장되는 주통로(21)와, 각각의 밸브 액츄에이터(4,5)에 의해서 주통로(21)와의 연통이 개폐되는 제1(전단측)및 제2 보조 통로(22,23)가 형성된다. 밸브 본체(53)의 상면 중에서, 전단측의 제1 밸브 액츄에이터(4)용 장착면(53a)은 전방 하향의 경사면으로 되고, 나머지 면(53b)은 하면에 평행한 평탄면으로 된다. 그 평탄한 장착면(53b)은 2개의 밸브 액츄에이터가 장착될 수 있는 면적을 가지며, 그 전반부에 제2 밸브 액츄에이터(5)가 장착되고, 그 후반부의 중앙에 압력 센서 장착용 나사 구멍(54)이 형성된다. 밸브 본체(53)의 전단면에 형성되는 이음매부(55)는 수나사를 구비하는 형식이다.

도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 유체 제어기(10,40)는 적절하게 조합되어 반도체 제조용의 유체 제어 장치를 구성한다. 도 9는 이러한 유체 제어 장치의 일부를 보여주고 있다. 도 9에 있어서, 2개의 밸브 액츄에이터(4,5)를 구비하는 차단 개방기(31)를 포함하는 유체 제어기(40)와, 3개의 밸브 액츄에이터(4,5,6)를 구비하는 차단 개방기(1)를 포함하는 유체 제어기(10)가 평행하게 서로 간격을 두지 않고 배치된다. 도시하지는 않았지만, 이들 유체 제어기(10,40)에 평행하게 서로 간격을 두지 않고 동일한 형식의 유체 제어기가 배치된다.

따라서, 각각의 유체 제어기(10,40)가 평면적으로 배치되는 유체 제어 장치로 형성되어, 각각의 차단 개방기(1,31)의 제1 밸브 액츄에이터(4) 및 제2 밸브 액츄에이터(5)가 전부 동일 선상에 서로 나란히 배치된다. 또한, 제2 및 제3 통로(23,24)의 배관(15,16,27,28)은 기판(29)의 하방(도면의 이면)에 구성되고, 배관 부분(15,16,27,28)에 의해서 제어 장치 전체의 폭이 넓어지는 일도 없고, 유지가 용이해지며, 또한 외관도 산뜻하게 된다.

또한, 도 9에 있어서, 차단 개방기(1,31)는 질량 유량 제어기(2)의 입구측 및 출구측에서 동일한 것이 사용되며, 밸브 본체(3,33)의 연장부(7,8)가 입구측에서는 좌측, 출구측에서는 우측에 위치된다. 이에 대하여, 도 10에 도시되어 있는 유체 제어 장치는 입구측의 밸브 본체(44,45)의 연장부(46,47)가 출구측의 밸브 본체(3,33)의 연장부(7,8)와 동일한 측, 즉 우측에 위치된다. 이러한 입구측의 밸브 본체(44,45)를 얻기 위해서는 예컨대 도 1에 있어서 우측면에 설치되는 연장부(7)를 좌측면에 배치하는 동시에, 주통로(21)와 연장부(7)내의 통로를 연통시키기만 하여도 된다. 이와 같이 함으로써, 제2 및 제3 보조 통로(23,24)가 전부 하방으로 통하고, 더욱이 이들 개구부가 밸브 본체의 전체의 우측에 위치하게 되기 때문에, 배관이 한층 용이해진다.

상기 제1 내지 제4의 실시 형태의 차단 개방기(1,31,41,51)를 사용하는 경우에는, 도 3 또는 도 6에 도시된 바와 같이, 질량 유량 제어기(2)와 차단 개방기(1,31,41,51)를 접속시키기 위해 하측 통로 블록(12)이 필요하다. 그 하측 통로 블록(12)은 하측 통로 블록(12)측으로부터 가로 방향으로 나사 결합되는 차단 개방기 장착 나사(14)에 의해 밸브 본체(3)에 연결된다. 차단 개방기(1,31,41,51)를 떼어낼 때에는 차단 개방기 장착 나사(14) 및 배관 장착 나사(17)를 떼어내어야만 하지만, 그 중에서, 차단 개방기 장착 나사(14)의 분리는 다수의 제어기(10,20,40,50)가 병렬형으로 배치되는 이유로 인해 유체 제어 장치를 구성한 후(도 9 또는 도 10 참조)에는 대단히 번거로운 작업이 된다.

이하, 차단 개방기의 분리 작업을 용이하게 하는 차단 개방기의 실시 형태를 2가지 예를 들어 설명한다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 차단 개방기의 제5 실시 형태를 보여주고 있다. 그 차단 개방기(101)는 도 5에 도시된 제2 실시 형태의 차단 개방기(31)를 기준한 것으로, 주통로(121)가 후단면(103c)으로는 통하지 않고, 밸브 본체(103)에 설치되는 하향 통로(122)를 매개로 하여 밸브 본체(103)의 하면으로 통한다는 점이 다르다. 이하의 설명에 있어서는 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태의 것과 같은 구성에 대해서는 도면에 같은 부호를 붙여 설명을 생략한다.

도 11 및 도 12에 있어서, 밸브 본체(103) 내에는 밸브 본체(103)의 후단면 근처로부터 전단면 근처까지 연장되는 주통로(121)와, 각각의 밸브 액츄에이터(4,5,6)를 매개로 하여 주통로(121)에 접속되는 제1(전단측), 제2(중간) 및 제3(후단측)의 보조 통로(32,23,24)가 형성된다. 주통로(121)는 그 후단으로부터 하방으로 곧장 연장되어 밸브 본체(103)의 후단부의 하면으로 통하는 하향 통로(122)를 구비한다. 각 보조 통로(32,23,24)는 밸브 본체(103)의 블록형의 연장부(34)내를 통과하여, 밸브 본체(103)의 하면으로 통한다. 밸브 본체(103)의 상면 중에서, 전단측의 제1 밸브 액츄에이터(4)용 장착면(103a)은 전방 하향의 경사면으로 되고, 나머지 2개의 제2 밸브 액츄에이터(5) 및 제3 밸브 액츄에이터(6)용 장착면(103b)은 하면에 평행한 평탄면으로 된다.

도 12에 있어서, 차단 개방기(101)의 데드 볼륨은 주통로(121)로부터 제1 보조 통로(32)로 유체가 흐를 때에는 주통로(121)와 제2 및 제3 밸브 액츄에이터(5,6)를 접속하는 짧은 통로(25,26) 뿐이다. 그리고, 주통로(121)로부터 제2 보조 통로(23)로 유체가 흐를 때에는 주통로(121)와 제3 밸브 액츄에이터(6)를 접속하는 짧은 통로(26) 및 제1 밸브 액츄에이터(4)와 제2 밸브 액츄에이터(5)와의 사이에 있는 주통로(121)의 둔각상의 전단 부분(121a,121b)이 데드 볼륨이 된다. 또한, 주통로(121)로부터 제3 보조 통로(24)로 유체가 흐를 때에는 주통로(121)와 제2 밸브 액츄에이터(5)를 접속하는 짧은 통로(25), 제1 밸브 액츄에이터(4)와 제2 밸브 액츄에이터(5)와의 사이에 있는 주통로(121)의 둔각상의 전단 부분(121a,121b) 및 제2 밸브 액츄에이터(5)와 제3 밸브 액츄에이터(6)와의 사이에 있는 주통로(121)의 중간 부분(121c)이 데드 볼륨이 된다.

그 차단 개방기(101)를 사용하여 구성되는 유체 제어기(140)가 도 13 및 도 14에 도시되어 있다. 도 13에 도시한 유체 제어기(140)는 도 3에 도시한 유체 제어기(10)와 비교하여, 하측 통로 블록(12)이 생략되고, 따라서 하측 통로 블록(12)측으로부터 가로 방향으로 나사 결합되는 차단 개방기 장착 나사(14)가 생략되는 것을 특징으로 한다. 질량 유량 제어기(2)에 접속되는 통로 블록(11)의 통로(11a)는 하방으로 개방되며, 하향 통로(122)가 밸브 본체(103)의 하방에서 관 이음매(123)를 매개로 하여 통로(11a)에 접속된다.

이렇게 하여, 제1 보조 통로(32), 제2 보조 통로(23) 및 제3 보조 통로(24)뿐만 아니라, 주통로(121)도 밸브 본체(103)의 하방에서 접속되고, 이에 따라, 질량 유량 제어기(2) 및 차단 개방기(101)의 기기류와, 통로 블록(15,16,35), 이음매(28,36), 관(27) 등의 배관류가 기판(29)의 상방과 하방으로 각각 완전하게 분리된다. 또한, 상기 유체 제어기(140)에서, 질량 유량 제어기(2)가 고장났을 때에는 질량 유량 제어기 장착 나사(13)를 떼어냄으로써 질량 유량 제어기(2)를 상방으로 분리시켜 교환하는 것이 가능하고, 또한 차단 개방기(101)가 고장났을 때에는 배관장착 나사(17)를 떼어냄으로써 차단 개방기(101)를 상방으로 분리시켜 교환하는 것이 가능하다. 따라서, 기기류도 배관류도 각각 평면적으로 수납되어 제어 장치 전체가 콤팩트하게 되고, 기기류 및 배관류의 유지 역시 한층 용이해진다.

도 15 및 도 16은 본 발명의 차단 개방기의 제6 실시 형태를 보여주고 있다. 그 차단 개방기(131)는 도 11 및 도 12에 도시한 제5 실시 형태의 차단 개방기(101)를 기준한 것으로, 주통로(121)가 후단면(133c)으로는 통하지 않으며, 밸브 본체(133)에 설치되는 하향 통로(132)를 매개로 하여, 밸브 본체(133)의 하면으로 통한다는 것이 공통점이고, 하향 통로(132)가 주통로(121)의 중간 부분(제2 밸브 액츄에이터(5)와 밸브 액츄에이터(6) 사이)으로부터 밸브 본체(133)의 블록형 연장부(34)내를 통과하여, 밸브 본체(133)의 하면으로 통한다는 점이 다르다. 그 차단 개방기(131)를 사용하여 구성되는 유체 제어기는 도 13 및 도 14에 도시한 유체 제어기(140)와 같은 특징을 갖고 있다.

또한, 차단 개방기(1,31,41,51,101,131)는 물론 질량 유량 제어기(2) 이외의 것에 장착되어도 좋으며, 차단 개방기(1,31,41,51,101,131)에는 가스가 아니라 액체가 흐르는 경우도 물론 있다.

본 발명의 차단 개방기에 의하면, 전단측의 밸브 액츄에이터가 장착되는 밸브 본체 상면이 전방 하향 경사면으로 되기 때문에, 밸브 본체 상면이 평탄한 종래의 차단 개방기에 비하여, 밸브 본체 전방 상부의 부피 및 전방 부분의 전후 길이가 감소되어, 차단 개방기의 내용적, 부피 및 중량이 감소된다. 이러한 차단 개방기의 데드 볼륨의 대부분은 전단측의 밸브 액츄에이터와 그에 인접한 밸브 액츄에이터와의 사이에 있는 주통로의 전단 부분이 차지하게 되는데, 그 주통로의 전단 부분은 밸브 본체의 전방 부분의 전후 길가의 감소됨에 따라 작아지며, 따라서 차단 개방기의 데드 볼륨이 감소한다.

도 1은 본 발명에 따른 차단 개방기의 제1 실시 형태를 보여주는 사시도.

도 2는 도 1의 종단면도.

도 3은 본 발명에 따른 유체 제어기의 제1 실시 형태를 보여주는 사시도.

도 4는 도 3의 종단면도.

도 5는 본 발명에 따른 차단 개방기의 제2 실시 형태를 보여주는 사시도.

도 6은 본 발명에 따른 유체 제어기의 제2 실시 형태를 보여주는 사시도.

도 7은 본 발명에 따른 차단 개방기의 제3 실시 형태를 보여주는 종단면도.

도 8은 본 발명에 따른 차단 개방기의 제4 실시 형태를 보여주는 종단면도.

도 9는 본 발명에 따른 유체 제어기를 다수 배치할 때의 일 실시 형태를 보여주는 평면도.

도 10은 본 발명에 따른 유체 제어기를 다수 배치할 때의 다른 실시 형태를 보여주는 평면도.

도 11은 본 발명에 따른 차단 개방기의 제5 실시 형태를 보여주는 사시도.

도 12는 도 11의 종단면도.

도 13은 제5 실시 형태의 차단 개방기를 사용하여 구성된 본 발명에 따른 유체 제어기를 보여주는 사시도.

도 14는 도 13의 종단면도.

도 15는 본 발명에 따른 차단 개방기의 제6 실시 형태를 보여주는 사시도.

도 16은 도 15의 종단면도.

도 17은 종래의 차단 개방기를 보여주는 종단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1,31,41,51,101,131 : 차단 개방기

2 : 질량 유량 제어기

3, 33,43,53,63,103,133 : 밸브 본체

3a,3b,43a,43b,53a,53b,63a,63b,103a,103b : 장착면

4,5,6,64 ,65,66 : 밸브 액츄에이터

10,40,140 : 유체 제어기

11 : 상측 통로 블록

12 : 하측 통로 블록

18,19 : 오목부

21,67,121 : 주통로

21a,21b,67a,67b,121a,121b : 전단 부분

22,23,24,32,68,69,70 : 보조 통로

Claims

차단 개방기에 있어서,

전단면 및 후단면에 의해서 대향 단부끼리 결합된 실질적으로 평행한 상면 및 하면을 갖는 대략 직방체형이고, 후단면 또는 하면의 후단부에 입구를 가지고, 후단면으로부터 전단면의 방향으로 직선적으로 연장되는 주통로가 내부에 형성된 밸브 본체와,

밸브 본체의 상면에 길이 방향으로 간격을 두어 부착되며, 부착면에 직교하는 중심축을 갖는 복수의 통로 개폐용 액츄에이터를 포함하되,

상기 액츄에이터는, 상기 액츄에이터의 시트로부터 중심축의 축방향으로 연장되어 상기 주통로에 연통하며, 상기 액츄에이터와 소정의 보조 통로와의 연통이 상기 액츄에이터에 의해 선택적으로 개폐되고,

밸브 본체의 상면의 전단부는 전단측의 밸브 액츄에이터가 장착되는 전방 하향의 경사면을 구비하고, 상기 전단측 밸브 액츄에이터에 대응하는 짧은 통로가 상기 전단측 밸브 액츄에이터로부터 상기 주통로까지 상기 전단측 액츄에이터의 축방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 차단 개방기.
유체 제어기에 있어서,

유체 압력 또는 유량을 조정하는 조정기와,

이 조정기의 입구측 및 출구측에 각각 마련되는 차단 개방기를 포함하되,

상기 차단 개방기는, 전단면 및 후단면에 의해서 대향 단부끼리 결합된 실질적으로 평행한 상면 및 하면을 갖는 대략 직방체형이고, 후단면 또는 하면의 후단부에 입구를 가지고, 후단면으로부터 전단면의 방향으로 직선적으로 연장되는 주통로가 내부에 형성된 밸브 본체와, 밸브 본체의 상면에 길이 방향으로 간격을 두어 부착되며, 부착면에 직교하는 중심축을 갖는 복수의 통로 개폐용 액츄에이터를 포함하되, 상기 액츄에이터의 시트로부터 중심축의 축방향으로 연장되어 상기 주통로에 연통하며, 상기 액츄에이터와 소정의 보조 통로와의 연통이 상기 액츄에이터에 의해 선택적으로 개폐되고,

상기 차단 개방기는, 밸브 본체의 상면의 전단부는 전단측의 밸브 액츄에이터가 장착되는 전방 하향의 경사면을 구비하고, 상기 전단측 밸브 액츄에이터에 대응하는 짧은 통로가 상기 전단측 밸브 액츄에이터로부터 상기 주통로까지 상기 전단측 액츄에이터의 축방향을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 유체 제어기.
유체 제어 장치에 있어서,

복수의 유체 제어기가 병렬형으로 배치되며,

각 유체 제어기는, 유체 압력 또는 유량을 조정하는 조정기와, 이 조정기의 입구측 및 출구측에 각각 마련되는 차단 개방기를 포함하되, 상기 차단 개방기는, 전단면 및 후단면에 의해서 대향 단부끼리 결합된 실질적으로 평행한 상면 및 하면을 갖는 대략 직방체형이고, 후단면 또는 하면의 후단부에 입구를 가지고, 후단면으로부터 전단면의 방향으로 직선적으로 연장되는 주통로가 내부에 형성된 밸브 본체와, 밸브 본체의 상면에 길이 방향으로 간격을 두어 부착되며, 부착면에 직교하는 중심축을 갖는 복수의 통로 개폐용 액츄에이터를 포함하되, 상기 액츄에이터의 시트로부터 중심축의 축방향으로 연장되어 상기 주통로에 연통하며, 상기 액츄에이터와 소정의 보조 통로와의 연통이 상기 액츄에이터에 의해 선택적으로 개폐되고,

상기 차단 개방기는, 밸브 본체의 상면의 전단부는 전단측의 밸브 액츄에이터가 장착되는 전방 하향의 경사면을 구비하고, 상기 전단측 밸브 액츄에이터에 대응하는 짧은 통로가 상기 전단측 밸브 액츄에이터로부터 상기 주통로까지 상기 전단측 액츄에이터의 축방향을 따라 연장되며,

각 유체 제어기의 차단 개방기의 밸브 본체의 전후 길이가 밸브 액츄에이터의 수에 관계없이 동일하게 형성되는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.
제3항에 있어서, 다수의 보조 통로 중 전단측의 밸브 액츄에이터를 매개로 하여 접속되는 보조 통로는 밸브 본체의 전단면 또는 하면으로 통하고, 나머지 보조 통로는 밸브 본체의 하면으로 통하며, 나머지 보조 통로의 배관은 전부 밸브 본체의 하방에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 유체 제어 장치.