KR100520726B1 - 유량조절밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유량조절밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 유량조절밸브는 유체가 유입되는 유입부, 유체가 유출되는 유출부, 상기 유입부와 유출부를 연결하는 메인 유체통로, 상기 유입부의 측면으로부터 외측 방향으로 형성되어 소량의 유체가 유출되는 보조유체관(a), 상기 보조유체관(a)을 통하여 유출된 유체를 상기 유출부로 유출시키는 보조유체관(b), 상기 보조유체관(a)과 보조유체관(b)을 연결하는 연결형 플레이트를 포함하는 몸체; 상기 메인 유체통로를 개폐하는 밀폐부재;상기 밀폐부재에 연결된 제 1구동축을 구동시키는 메인액츄에이터; 상기 보조유체관(a) 또는 보조유체관(b) 중 어느 하나의 관의 구경의 크기를 조절하는 관구경 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 유량조절밸브에 의하면 보조유체통로의 구조를 개선하여 밸브의 청소를 용이하게 하여 밸브의 수명을 연장할 수 있고, 다양한 용량을 가지는 챔버에 다양하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 밸브내 파우더의 생성을 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

유량조절밸브{Flow control valve}

본 발명은 유량조절밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 챔버의 압력을 미리 낮추어 밸브, 진공펌프 등 장비의 손상을 최소화하는 유량조절밸브에 관한 것이다.

일반적으로 반도체는 고정밀도를 요구하므로 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구되고 있다. 이러한 이유로 반도체 소자는 공기중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있는 진공상태에서 제조된다. 따라서 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐기술도 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 준다.

따라서 반도체 제조공정에는 반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 챔버와 이 챔버내의 공기를 흡입하는 진공펌프와의 사이에 설치되어 진공펌프의 흡입력이 챔버로 전달되는 것을 개폐하는 유량조절밸브가 중요한 역할을 한다.

도 1은 종래의 유량조절밸브의 단면도이다.

유량조절밸브의 상부(유입부)는 챔버(미도시)에 연결되고 하부(유출부)는 진공펌프(미도시)에 연결된다. 챔버내의 압력이 대기압과 같은 초기압력일 때 챔버내의 공기가 급격하게 진공펌프로 이동할 경우 밸브 또는 진공펌프가 손상되기 쉽다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 챔버 내의 공기를 보조유체통로(114)를 통하여 미리 소량의 공기를 진공펌프로 이동하게 하여 챔버내의 압력과 진공펌프의 압력이 차이를 줄인 후에 비로소 메인유체통로(도 2의 115)를 통하여 다량의 공기를 진공펌프로 이동하게 하여 챔버내를 진공상태로 만드는 것이다.

그러나 종래의 유량조절밸브는 도 1에 도시된 바와 같이 종래의 보조유체통로는 몸체와 일체로 제조되어 그 속구조를 외부에서 관측할 수 없는 구조이거나 보조유체통로를 몸체로부터 분리할 수 있더라도 보조유체통로의 구조가 꺽이거나 해서 그 속구조를 외부에서 관측할 수 없는 구조이므로 밸브의 청소를 어렵게 하여 밸브의 수명을 단축하는 문제점이 있었다.

또한 종래의 보조유체통로의 구조는 한 번 제조되면 변경할 수 없는 구조이므로 그 통로를 지나는 유체의 양 또한 일정하게 된다. 따라서 서로 다른 용량을 가지는 챔버마다 밸브를 별도 제작해야 하는 문제점이 있었다.

또한 반도체 생산 중 고온에서 공정이 진행된 후 사용된 개스가 펌프로 배출될 때 온도차가 있는 곳에서는 개스가 파우더로 응고되어 공정불량을 유발하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 보조유체통로의 구조를 개선하여 밸브의 청소를 용이하게 하고, 다양한 용량을 가지는 챔버에 다양하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 밸브내 파우더의 생성을 방지하는 유량조절밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 유량조절밸브는 유체가 유입되는 유입부, 유체가 유출되는 유출부, 상기 유입부와 유출부를 연결하는 메인 유체통로, 상기 유입부의 측면으로부터 외측 방향으로 형성되어 소량의 유체가 유출되는 보조유체관(a), 상기 보조유체관(a)을 통하여 유출된 유체를 상기 유출부로 유출시키는 보조유체관(b), 상기 보조유체관(a)과 보조유체관(b)을 연결하는 연결형 플레이트를 포함하는 몸체; 상기 메인 유체통로를 개폐하는 밀폐부재;상기 밀폐부재에 연결된 제 1구동축을 구동시키는 메인액츄에이터; 상기 보조유체관(a) 또는 보조유체관(b) 중 어느 하나의 관의 구경의 크기를 조절하는 관구경 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따른 유량조절밸브의 상기 보조유체관(a) 및 보조유체관(b)는 일자형인 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명에 따른 유량조절밸브에는 상기 몸체를 감싸는 발열부재를 더 포함하는 것이 바람직하다.

한편 상기 관구경 조절밸브와 몸체의 결합은 탈착가능한 구조인 것이 바람직하다.

한편 상기 관구경 조절밸브와 몸체는 일체형 구조로 할 수 있다.

또한 상기 관구경 조절밸브는 측면에 압축공기 유입구가 형성된 제 2실린더; 상기 제 2실린더의 외측단부에서 나사 결합되는 조정노브; 상기 압축공기 유입부로 주입되는 압력의 변화에 의해 왕복운동하는 제 2피스톤; 상기 제 2실린더 내에서 제 2피스톤을 탄지하는 스프링; 상기 제 2피스톤에 연결되고, 상기 보조유체관(a) 및 보조유체관(b)의 일부 또는 전부 삽입되어 상기 보조유체관(a) 및 보조유체관(b)의 일부 또는 전부를 개폐하는 삽입단부를 포함한 제2구동축;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 사시도이다. 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 유량조절밸브를 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 유량조절밸브는 몸체(100), 메인액츄에이터(200), 관구경 조절수단(300)으로 구성되어 있다.

몸체(100)는 유입부(111), 유출부(113), 메인유체통로(115), 보조유체관(a)(116), 보조유체관(b)(117), 연결형 플레이트(118)로 구성되어 있다.

유입부(111)는 챔버에 연결되며, 유출부(113)는 진공펌프에 연결된다. 유입부로부터 유입된 유체는 유출부를 통하여 유출되며, 유입부로부터 유출부까지의 유체가 흐르는 통로를 메인유체통로(115)라 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브에 있어서 몸체를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 동작을 설명하는 설명도이다. 도시된 바와 같이 보조유체관(a)(116)는 유입부의 측면으로부터 외측 방향으로 형성되어 있으며, 보조유체관(b)(117)는 메인유체통로(115)의 중앙 부근의 해당하는 몸체의 측면으로부터 바깥쪽으로 형성되어 있다. 보조유체관(a)(116) 및 보조유체관(b)(117)은 모두 일자형 구조이므로 도 3에 도시된 바와 같이 관속과 밸브 내부가 관측될 수 있다. 한편 보조유체관(b)(117)을 통과한 유체는 결국 유출부로 향하게 되므로 보조유체관(b)(117)의 위치는 유출부의 측면에 위치시킬 수도 있다.

연결형 플레이트(118)는 보조유체관(a)(116)과 보조유체관(b)(117)을 연결하는 것으로서 후술할 관구경 조절밸브(300)가 장착되면, 장착됨과 동시에 연결형 플레이트를 덮게 되어 보조유체관(a)(116)과 보조유체관(b)(117)을 연결하는 연결관의 역할을 수행하게 된다.

한편, 몸체(100)의 제조에 있어서, 유입부(111),유출부(13) 기타 몸체 각각의 부분을 선반작업 등을 통하여 일체로 제작할 수도 있으나, 몸체 각각의 부분을 별도로 제조한 후 이를 용접 등의 방법을 이용하여 붙여서 제조하는 것이 제조비용면에서 유리하다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 메인액츄에이터의 단면도로서 도 4를 이용하여 메인액츄에이터(200)를 설명하기로 한다.

메인액츄에이터(200)는 압축공기 유입구(211,212), 제 1구동축(213), 제 1실린더(215), 제1 피스톤(216)으로 구성되어 있다. 제 1실린더(215) 내에 위치한 제 1피스톤에는 제 1구동축(213)이 연결되어 있고, 제 1구동축에는 밀폐부재(도2의 217)가 연결된다.

메인액츄에이터(200)는 압축공기에 의하여 작동하는 뉴메틱타입으로서 공지기술에 해당되므로 간단히 설명하기로 한다. 메인액츄에이터의 작용을 보면, 우선 밀페부재로 메인통로를 열고자 하는 경우에는 왼쪽의 압축공기 유입부(212)에 압축공기를 주입하고, 다음으로 메인통로를 닫고자 하는 경우에는 오른쪽의 압축공기 유입부(213)에 압축공기를 주입하면 된다. 한편 몸체(100)와 제 1실린더(215) 내부로 이물질이 유입될 수 있으므로 벨로우즈(214)를 설치하는 것이 바람직하다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 관구경 조절밸브(300)의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 관구경 조절밸브의 외관을 도시한 도면이다. 도 6, 7을 사용하여 관구경 조절밸브(300)를 설명하기로 한다.

관구경 조절밸브(300)는 제 2구동축(311), 스프링(313), 압축공기 유입부(314), 제 2실린더(316), 제 2피스톤(317), 로 구성되어 있다.

관구경 조절밸브(300)는 몸체의 연결형 플레이트(118)에 장착된다. 도면은 보조유체관(b)(117)의 구경을 조절하는 것으로 표현되어 있으나, 보조유체관(a)(116)과 보조유체관(b)(117)중에서 어떤 관의 구경을 조절하느냐는 선택의 문제이다. 관구경 조절밸브의 장착은 볼트와 너트를 이용하여 필요시 이의 제거를 용이하게 하는 것이 바람직하나 관구경 조절밸브를 몸체와 일체로 제조될 수 있음은 물론이다.

관구경 조절밸브(300)의 제 2구동축(311)의 일단에는 보조유체관(b)(117)을 개폐하는 삽입단부(312)가 형성되어 있다. 후술하는 스프링(310)과 조정노브(321)에 의하여 상기 삽입단부와 보조유체관(b)(117)의 간극이 결정되어 진다. 제 2구동축(311)의 타단에는 제 2피스톤(315)이 연결되어 있으며, 상기 제 2피스톤(315)의 후면에는 상기 제 2피스톤을 탄지하는 스프링(313)이 위치한다. 그리고 상기 제 2피스톤을 왕복운동시키는 제 2실린더와 압축공기가 유입되는 압축공기 유입구(314)가 제 2실린더의 외부에 설치된다.

한편 반도체 생산 중 고온에서 공정이 진행된 후 사용된 개스가 펌프로 배출될 때 온도차가 있는 곳에서는 개스가 파우더로 응고되어 공정불량을 유발하는 문제점을 해결하기 위하여 유량조절밸브의 외면을 발열부재(미도시)로 감싼다. 발열부재는 상온 내지 150℃ 내외의 열을 낼 수 있는 것으로서 간단하게는 그 내부에 열선을 배치하고 열선에 전원을 공급함으로써 가능케 할 수 있으며, 온수를 순환케 하는 방법을 이용할 수도 있다.

이하에서는 상기와 같은 구성으로 된 유량조절밸브의 작용을 설명하기로 한다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 동작을 설명하는 설명도이다.

먼저 챔버의 용량에 맞추어 관구경 조절밸브(300)를 조정한다. 즉 챔버의 용량이 크면 조정노브(321)를 여는 방향으로 회전시킨다. 조정노브(321)를 여는 방향으로 회전시키면 스프링(313)의 탄성력은 약해지며, 보조유체관(b)과 제 2구동축의 삽입단부와의 거리는 벌어지게 된다. 따라서 보조유체관(b)을 통하는 유체의 양을 증가되게 된다. 반면에 챔버의 용량이 적은 경우라면 조정노브(321)를 닫는 방향으로 회전시킨다. 조정노브를 닫는 방향으로 회전시키면 스프링(313)의 탄성력이 커져서 보조유체관(b)과 제 2구동축의 삽입단부와의 거리는 가까와지게 된다. 일단 보조유체관(b)과 제 2구동축의 삽입단부와의 거리가 결정되어 진 경우에는 관구경 조절밸브(300)는 다시 이를 조정할 필요가 있지 않는다면, 조정된 보조유체관(b)과제 2구동축의 삽입단부와의 거리사이에서 조정된 보조유체관(b)를 온오프 하게 된다.

전체 유량조절밸브의 동작을 설명하면, 챔버의 용량에 맞추어 보조유체관(b)의 관구경이 조절된 후 시스템을 정지한 후 재가동이 필요한 경우에는 진공펌프 측으로 순간적인 과부하가 발생하지 않게 하기 위하여 우선 메인유체통로는 밀폐부재에 의하여 닫은 상태에서 관구경조절밸브에 의하여 보조유체관(b)을 먼저 개방한다. 따라서 챔버내의 소량의 유체는 보조유체관(a)를 통과하고 보조유체관(b)를 통과하여 진공펌프측으로 흡입된다. 소량의 공기가 이동하므로 진공펌프에 충격을 주지 않으며, 챔버 내의 압력이 서서히 내려가게 된다. 챔버 내의 압력이 서서히 내려가서 챔버 내의 압력과 진공펌프의 압력과의 차이가 작아지면 비로소 메인통로를 열어 진공펌프에 충격을 주지 않으면서 챔버 내를 진공상태로 만든다.

한편 밸브를 청소할 경우에는 관구경 조절밸브를 떼어 내어 보조유체관(a)또는 보조유체관(b)를 청소한다.

도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 보조유체통로의 구조가 개선되어 밸브의 청소를 용이하게 하고, 다양한 용량을 가지는 챔버에 다양하게 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 밸브내 파우더의 생성을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 유량조절밸브의 단면도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 사시도,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브에 있어서 몸체의 예시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 메인액츄에이터의 단면도,

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 동작을 설명하는 설명도,

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 관구경 조절밸브의 단면도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유량조절밸브의 관구경 조절밸브의 예시도이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*

100: 몸체 111: 유입부

113: 유출부 114: 보조유체통로

115: 메인유체통로 116: 보조유체관(a)

117: 보조유체관(b) 118: 연결용 플레이트

119: 암나사 200: 메인액츄에이터

211,212: 압축공기 유입부 213: 제 1구동축

215: 제 1실린더 216: 제 1피스톤

300: 관구경 조절밸브 311: 제 2구동축

312: 삽입단부 313: 스프링

314: 압축공기 유입부 315: 오링

316: 아들눈금 317: 어미눈금

318: 제 2실린더 319: 제 2피스톤

Claims (6)

1. 유체가 유입되는 유입부, 유체가 유출되는 유출부, 상기 유입부와 유출부를 연결하는 메인 유체통로, 상기 유입부의 측면으로부터 외측 방향으로 형성되어 소량의 유체가 유출되는 일자형 보조유체관(a), 상기 보조유체관(a)을 통하여 유출된 유체를 상기 유출부로 유출시키는 일자형 보조유체관(b), 상기 보조유체관(a)과 보조유체관(b)을 연결하는 연결형 플레이트를 포함하는 몸체;

   상기 메인 유체통로를 개폐하는 밀폐부재;

   상기 밀폐부재에 연결된 제 1구동축을 구동시키는 메인액츄에이터;

   상기 보조유체관(a) 또는 보조유체관(b) 중 어느 하나의 관의 구경의 크기를 조절하는 관구경 조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 몸체를 감싸는 발열부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유량제어 밸브.
4. 제1항에 있어서,

   상기 관구경 조절밸브와 몸체의 결합은 탈착가능한 구조인 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.
5. 제1항에 있어서,

   상기 관구경 조절밸브와 몸체는 일체형 구조인 것을 특징으로 하는 유량제어 밸브.
6. 제1항에 있어서,

   상기 관구경 조절밸브는 측면에 압축공기 유입구가 형성된 제 2실린더;

   상기 제 2실린더의 외측단부에서 나사 결합되는 조정노브;

   상기 압축공기 유입부로 주입되는 압력의 변화에 의해 왕복운동하는 제 2피스톤;

   상기 제 2실린더 내에서 제 2피스톤을 탄지하는 스프링;

   상기 제 2피스톤에 연결되고, 상기 보조유체관(a) 및 보조유체관(b)의 일부 또는 전부 삽입되어 상기 보조유체관(a) 및 보조유체관(b)의 일부 또는 전부를 개폐하는 삽입단부를 포함한 제2구동축;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유량조절밸브.