KR100718535B1 - 역류 차단 밸브장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 또는 플라즈마 디스플레이와 같은 제조라인 상의 챔버 내부를 진공상태로 유지시키는데 필요한 밸브장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 하우징과 그 내부를 경유하는 유체의 역류를 방지하는 차단부재를 구비하되, 차단부재가 하우징 내에 지지된 복수의 보강수단에 의해 그 중량이 분산 지지되어 미세한 압력 차이에도 예민하게 작동되는 역류 차단 밸브장치에 관한 것이다.

본 발명은 미세한 압력차(약 15 파스칼 정도의 압력차)에도 작동성능이 뛰어난 역류 차단 밸브장치를 제공하기 위한 것으로, 차단부재의 중량을 분산시키도록 지지된 기술적 구성에 의해 차단부재의 재질적 범용성을 확보하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 역류 차단 밸브장치에 의하면 지렛대 및 도르래 원리를 응용한 보강수단으로부터 차단부재의 자체 중량이 상쇄되므로, 차단부재의 실제 중량에 상관없이 일정한 작동성능이 보장됨은 물론, 차단부재의 소재 선택에 구애되지 않기 때문에 장치의 품질을 획기적으로 개선하는 효과가 매우 뛰어나다.

밸브, 체크밸브, 역류, 진공, 반도체, 차단

Description

역류 차단 밸브장치{Check valve device}

도 1은 종래기술에 따른 차단 밸브의 단면 상태를 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 역류 차단 밸브장치의 일부를 절개하여 입체적으로 도시한 도면.

도 3a 및 3b는 본 발명의 실시형태에 따른 역류 차단 밸브장치의 작동상태를 단면으로 도시한 도면.

도 4는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 역류 차단 밸브장치의 일부를 절개하여 입체적으로 도시한 도면.

도 5a 및 5b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 역류 차단 밸브장치의 작동상태를 단면으로 도시한 도면.

도 6a 및 6b는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 역류 차단 밸브장치의 작동상태를 단면으로 도시한 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10 : 하우징 11 : 흡입구

11a: 밀봉돌기 12 : 토출구

20,20a: 차단부재 21,21a : 체결부

30,40,50: 보강수단 31,41,51: 지지대

32 : 분산 바 32a: 설치공

32b: 중량부 41a: 도르래

42 : 와이어 43 : 중량부재

52 : 탄성부재

본 발명은 반도체 또는 플라즈마 디스플레이와 같은 제조라인 상의 챔버 내부를 진공상태로 유지시키는데 필요한 밸브장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 하우징과 그 내부를 경유하는 유체의 역류를 방지하는 차단부재를 구비하되, 차단부재가 하우징 내에 지지된 복수의 보강수단에 의해 그 중량이 분산 지지되어 미세한 압력 차이에도 예민하게 작동되는 역류 차단 밸브장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체나 플라즈마 디스플레이와 같은 제조라인 즉, 챔버에서는 미세 먼지로 인한 제품의 불량을 줄이기 위해 펌프 등을 이용하여 내부를 진공상태로 조성하게 된다. 그리고 챔버와 진공펌프 사이에는 일종의 체크밸브와 같은 장치를 장착함으로써, 진공펌프의 작동중단 시 챔버 내·외부 압력차로 인한 유체(流 體)의 역류를 차단하도록 구성되는 것이 통상적이다. 이 때, 체크밸브의 성능은 챔버 내·외부의 미세한 압력차에 따라 얼마만큼 민첩하게 작동되느냐에 달려 있게 된다.

상기와 같은 종래기술로서, 국내 등록실용신안공보 제388999호(2005. 6. 28. 등록, 이하 '종래기술'라 함)에서 개시된 기술을 들 수 있다. 상기한 종래기술의 내용을 첨부한 도면을 통해 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

상기한 종래기술은 역압 발생시 챔버 쪽을 신속히 밀폐시켜 대기(大氣) 중의 가스 유입을 차단하는 밸브로서, 미세한 압력차(약 15파스칼 정도의 차압)에도 작동이 원활한 밸브의 제공을 그 목적으로 한다. 이러한 목적달성을 위한 종래기술은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 세 개체로 이루어진 원통형의 실린더(1)(2)(3)를 결합 비치함으로써, 미앤더(meander) 형태의 유로(流路)(4)가 구비되며, 경합금을 이용한 고깔형태의 차단판(5)을 포함하여 이루어진 것에 기술적 구성의 특징이 있다.

상기와 같은 종래기술에 의하면 역압이 발생했을 때, 유체(流體) 즉, 대기(大氣) 중의 가스 흐름이 미앤더(meander) 형태의 유로(流路)(4)를 따라 유입되므로 유입시간이 지연되는데 비해, 역압에 따른 차단판(5)의 챔버 밀폐는 역압의 발생과 동시에 이루어지므로, 챔버 안쪽으로 불순물이 유입되는 것을 차단할 수 있게 된 다.

그러나 종래기술에 따른 미앤더(meander) 형태의 유로(流路)(4)는 별개로 형성된 3개의 실린더(1)(2)(3)의 결합으로 이루어지는 것으로, 복잡한 구성 및 제조공정에 따른 생산비용이 늘어나는 문제점, 그리고 무엇보다 미세한 차압에서도 차단판(5)의 작동이 예민하게 이루어져야 한다는 점을 감안할 때, 종래기술은 소재 자체의 하중이 적은 알루미늄과 같은 경합금만을 사용할 수밖에 없는 한계를 가지고 있다. 특히, 차단판(5)의 작동성능을 높이기 위해서는 경합금의 두께를 얇게 가공하게 됨으로 궁극적으로는 차단판(5)의 수명이 단축되는 문제점을 안고 있다.

또한, 상기 차단판(5)의 소재로써 알루미늄과 같은 경합금의 경우, 내식성이 약한 재질적 취약성을 가진 것으로, 반도체 제조공정에서 사용하는 부식성이 강한 가스와의 잦은 접촉 및 얇은 두께 등에 따른 차단판(5)의 수명을 보장할 수 없음은 물론, 누수 등에 따른 챔버 내지 배관의 오염 가능성을 높이는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기술적 구성이 단순하여 생산비용이 저렴하면서도 미세한 압력차(약 15 파스칼 정도의 압력차)에도 예민하게 작동될 수 있는 역류 차단 밸브장치를 제공하는데 있다. 특히, 차단부재의 중량을 분산시키도록 지지된 기술적 구성으로부 터 차단부재의 재질적 범용성을 확보하기 위한 역류 차단 밸브장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 역류 차단 밸브장치는 하우징 및 차단부재를 포함하는 것으로, 차단부재가 하우징 내에 지지된 복수의 보강수단에 의해 결합되어 이루어지는 것에 핵심적인 특징이 있다. 또한, 본 발명의 차단부재는 알루미늄 소재의 경합금은 물론, 스테인레스 스틸과 같은 다소 무거운 소재를 적용하더라도 압력차에 따른 역류 차단이 원활하게 구현되는 기술적 특징이 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 구성을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 역류 차단 밸브장치는 반도체나 플라즈마 디스플레이와 같은 제품의 제조공정상의 챔버와 그 내부 환경을 진공상태로 조성하는 펌프 사이에 설치하여, 펌프의 작동 장애 시 챔버 안쪽으로 각종 유체(流體) 즉, 대기(大氣) 중의 가스 유입에 따른 오염을 방지하기 위해 사용하는 체크밸브의 일종이라 할 수 있다.

도 2 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 역류 차단 밸브장치는 챔버 및 펌프 쪽으로 각각 흡입구(11) 및 토출구(12)가 형성된 원통형의 하우징(10)과, 이를 경유하는 유체(流體)의 역류를 방지하기 위해 흡입구(11)의 내측에 구비된 차단부재(20)(20a)를 포함하는 것으로, 이 차단부재(20)(20a)는 하우징(10)의 안쪽에 복수로 지지된 보강수단(30)(40)(50)과 결합된 형태로 이루어진다. 이때, 상기 차단부재(20)(20a)가 역압에 의해 밀착되는 하우징(10)의 흡입구(11) 안쪽으로는 기밀(氣密)을 높이기 위한 밀봉돌기(11a)가 구비된 형태도 가능하다.

본 발명의 보강수단(30)(40)(50)은 차단부재(20)(20a)의 자체 중량을 분산 지지함으로써, 상대적으로 역압에 걸리는 차단부재(20)(20a)의 하중을 가볍게 만들어 주는 것으로, 2 이상의 복수 즉, 3 내지 4개로 형성될 수 있으나, 바람직하게는 약 15 파스칼 정도의 압력차에도 차단부재(20)(20a)의 작동이 원활하게 그 중량을 분산시켜 주는 3개 정도가 적당하다. 이러한 보강수단(30)(40)(50)으로부터 본 발명의 차단부재(20)(20a)는 미세한 압력차에도 예민하게 반응하게 됨은 물론, 소재 자체의 중량에 상관없이 작동성능을 혁신할 수 있는 특징이 있다.

또, 본 발명의 보강수단(30)(40)(50)은 도 3a 및 3b나, 도 5a 및 5b, 도 6a 및 6b에서 도시한 것처럼 지렛대나 도르래의 원리 내지 탄성체의 복원력을 응용한 형태 등 다양하게 실시할 수 있다.

먼저, 도 3a 및 3b에서 도시된 보강수단(30)을 살펴보면, 하우징(10)의 안쪽에 일체된 지지대(31)와, 이 지지대(31)에 힌지형태로 회동 가능하게 결합된 분산 바(32)를 포함하는 것으로, 상기 분산 바(32)는 장공형태로 관통된 설치공(32a)이 구비되어, 차단부재(20)에 일체된 체결부(21)와 결합 되도록 이루어진다. 여기서 상기 분산 바(32)는 힌지 결합된 지지대(31)를 중심으로 설치공(32a)이 형성된 반대편에 소정의 무게가 부여된 중량부(32b)를 형성하여, 이것으로부터 차단부재(20)의 자중을 상쇄시킬 수 있는 형태가 바람직하다.

그리고 도 5a 및 5b에서 도시된 보강수단(40)을 살펴보면, 하우징(10)의 안쪽에 일체된 지지대(41)의 끝단에 도르래(41a)를 마련하고, 이것을 경유하도록 와이어(42)를 설치하되, 이 와이어(42)의 한 쪽 끝단에는 차단부재(20a)의 체결부(21a), 다른 쪽에는 소정의 중량부재(43)가 결합된 형태로 이루어진다. 이것은 앞서 설명한 바와 마찬가지로 중량부재(43)를 이용하여 차단부재(20a)의 자체 중량을 상쇄시키는 형태라 할 수 있다.

또한 도 6a 및 6b에서 도시된 것처럼 본 발명의 보강수단(50)은 하우징(10)의 안쪽에 일체된 지지대(51)와, 차단부재(21a)의 체결부(21a) 사이에 스프링과 같은 탄성부재(52)가 거치된 형태로도 가능하다. 이것은 곧 상기 탄성부재(52) 자체가 가지고 있는 복원력을 이용하여 상기 차단부재(21a)가 가지고 있는 하중 즉, 역압에 대한 차단부재(21a)의 작동저항을 상쇄시키는 기술적 구성이라 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동관계를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 역류 차단 밸브장치는 챔버와 그 내부를 진공시키기 위한 펌프 사이에 설치하여, 펌프의 작동 장애 시 챔버 내·외부의 압력차에 따른 유체(流體)의 역류 즉, 대기(大氣) 중의 가스유입을 막기 위한 것으로, 도 3a 및 3b, 도 5a 및 5b, 그리고 도 6a 및 6b로부터 실시형태에 따른 순압과 역압에서의 작동상태를 확인할 수 있다.

도 3a 및 도 5a, 그리고 도 6a와 같이 펌프가 정상적으로 작동될 때에는 펌프의 흡입력에 의해 차단부재(20)(20a)가 하우징(10)의 흡입구(11) 안쪽 밀봉돌기(11a)로부터 이격되고, 챔버 안쪽의 가스가 흡입구(11) 및 토출구(12)를 통해 강제 배출되면서 진공상태로 전환되게 된다. 그리고 펌프의 장애 등으로부터 갑자기 작동을 멈췄을 때에는, 챔버 안쪽의 낮은 압력으로 인해 유체(流體)가 역류하게 된다. 이때, 도 3b 및 도 5b, 도 6b에서 도시된 바와 같이 역류하는 유체(流體)로부터 가해지는 압력에 의해 차단부재(20)(20a)가 하우징(10)의 흡입구(11) 안쪽 밀봉돌기(11a)에 밀착해서 궁극적으로 흡입구(11)를 폐쇄시키고, 챔버 쪽으로의 가스유입을 차단하게 된다.

상기와 같은 설명을 통해 알 수 있듯이, 본 발명의 역류 차단 밸브장치는 펌프의 흡입력이나 역류하는 유체(流體)의 가압에 의해 차단부재(20)(20a)가 하우징 (10)의 흡입구(11)를 개폐시키는 기술적 구성으로, 차단부재(20)(20a)의 자체 중량이 가벼울수록 챔버 내·외부의 압력차에 따른 작동이 예민하게 구동되는 특징이 있다.

이와 같은 특징을 고려하여 본 발명은 지렛대 및 도르래 원리 또는 탄성체의 복원력을 응용한 보강수단(30)(40)(50)을 통해 차단부재(20)(20a)의 자체 중량을 상쇄시키는 기술적 구성으로 인해, 중량에 따른 차단부재(20)(20a)의 소재 선택의 한계를 탈피하는 특징이 발휘된다.

상기한 발명의 상세한 설명은 본 발명의 특정 실시형태에 한해서 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 개념을 이탈하지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 형태로 변형 또는 변경 실시하는 것 또한 본 발명의 기재된 청구범위에 포함되는 것은 물론이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 역류 차단 밸브장치에 의하면 지렛대 및 도르래 원리를 응용한 보강수단으로부터 차단부재의 자체 중량이 상쇄되므로, 차단부재의 실제 중량에 상관없이 일정한 작동성능이 보장됨은 물론, 차단부재의 소재 선택에 구애되지 않기 때문에 장치의 품질을 획기적으로 개선하는 효과가 있 다.

뿐만 아니라, 전체적인 기술적 구성을 단순화 하여 생산비용을 절감하면서도, 미세한 압력차에 예민하게 반응하는 고성능의 역류 차단 밸브장치를 제공함으로써, 반도체와 같은 제조라인의 오염에 따른 손실비용을 줄이는 등 부수적인 경제적 파급효과가 큰 발명이다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 챔버와 진공을 위한 펌프 사이에 설치되며, 흡입구 및 토출구가 형성된 하우징, 상기 흡입구 내측에 마련되어 유체의 역류를 방지하는 차단부재 및 복수의 보강수단을 포함하는 역류 차단 밸브장치에 있어서,

   상기 보강수단은 상기 하우징의 안쪽에 일체된 지지대와;

   상기 지지대에 힌지형태로 결합되며, 상기 차단부재의 체결부와의 결합을 위한 설치공이 구비된 분산 바를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 역류 차단 밸브장치.
3. 챔버와 진공을 위한 펌프 사이에 설치되며, 흡입구 및 토출구가 형성된 하우징, 상기 흡입구 내측에 마련되어 유체의 역류를 방지하는 차단부재 및 복수의 보강수단을 포함하는 역류 차단 밸브장치에 있어서,

   상기 보강수단은 상기 하우징의 안쪽에 일체되어 도르래가 구비된 지지대와;

   상기 도르래를 경유하면서 한 쪽으로는 차단부재, 다른 쪽으로는 중량부재가 결합된 와이어를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 역류 차단 밸브장치.
4. 삭제
5. 제 2항에 있어서,

   상기 분산 바는 힌지 결합된 지지대를 중심으로 설치공이 구비된 반대편에 중량부가 형성된 것을 특징으로 하는 역류 차단 밸브장치.

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