KR100826295B1 - 발열부재가 구비된 진공밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 발열부재가 구비된 진공밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 발열부재가 구비된 진공밸브는, 유체가 유입되는 제1통로와, 유체가 유출되는 제2통로를 갖는 밸브케이싱과, 상기 밸브케이싱에 결합되는 실린더와, 상기 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤과 함께 이동하는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 제1통로를 개폐하는 밀폐판;으로 구성된 진공밸브에 있어서, 상기 샤프트에 길이방향으로 형성되는 중공; 및 일측은 상기 실린더의 끝단에 고정되며, 타측은 상기 샤프트의 중공에 삽입되어 상기 밸브케이싱을 가열시키는 발열부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 발열부재가 구비된 진공밸브에 의하면, 샤프트에 중공을 형성하고, 중공에 삽입되는 발열부재의 일측을 실린더의 외측에 고정설치함으로써, 피스톤이 운동하여도 발열부재가 이동되지 않아 발열부의 수명, 효율을 향상시키고 또한 발열부재에 연결된 전원선이 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

샤프트, 중공, 발열부재

Description

발열부재가 구비된 진공밸브{Vacuum valve with heating unit}

도 1은 종래의 진공밸브의 구성을 보인 단면도,

도 2는 본 발명의 발열부재가 구비된 진공밸브의 닫혔을때의 상태를 보인 측면도,

도 3은 본 발명의 발열부재가 구비된 진공밸브의 열렸을때의 상태를 보인 측면도,

도 4는 본 발명의 발열부재가 구비된 진공밸브의 발열부재의 구성을 보인 구성도이다.

*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*

100: 밸브케이싱 110: 제1통로

120: 제2통로 130,211: 관통홀

140: 벨로우즈 150: 벨로우즈 고정부

200: 실린더 210: 실플레이트

215: 실플레이트 지지부 220: 피스톤

230: 샤프트 231: 중공

240: 압축스프링 300: 밀폐판

310: 오링 400: 발열부재

410: 고정부 420: 보조샤프트

421: 걸림턱 430: 발열부

431: 전원선 440: 자동온도조절기

본 발명은 발열부재가 구비된 진공밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 샤프트에 중공을 형성하고, 중공에 삽입되는 발열부재의 일측을 실린더의 외측에 고정설치함으로써, 피스톤이 운동하여도 발열부재가 이동되지 않아 발열부의 수명, 효율을 향상시키고 또한 발열부재에 연결된 전원선이 파손되는 것을 방지할 수 있는 발열부재가 구비된 진공밸브에 관한 것이다.

일반적으로 반도체나 엘씨디는 고정밀도를 가지므로 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구되고 있다. 이러한 이유로 반도체 소자는 공기중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있는 진공상태에서 제조되어 진다. 따라서 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐 기술도 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 주게 된다. 상기와 같은 반도체를 제조하기 위한 공정구간에는 진공밸브가 설치되어 세정모듈을 통과한 유체를 챔버로 전달하거나 차단하는 기능을 수행하 게 된다.

상기 진공밸브는 유체가 유입되는 제1통로와 유체가 유출되는 제2통로가 구비되어 실린더의 구동에 따라 밀폐부재가 이동하며 상기 제1통로를 개폐함으로써, 유체를 전달하거나 차단하게 된다.

한편, 반도체 제조공정에서는 F계열의 할로겐 종류의 세정용 가스를 사용하여 챔버내를 세척하게 되는데, 이때 발생되는 F라디칼 가스가 진공밸브내로 유입되어 밸브내의 스테인리스 스틸(SUS) 또는 철(Fe)로 이루어진 벨로우즈 등에 노출되면 반응에 의해 파티클이 생성된다.

상기와 같은 화학반응에 의하여 생성된 파티클은 저온에서 석출되어 밸브내 또는 밀폐부재에 고착되는 현상이 발생하여 밸브의 수명을 단축시키게 되는데, 파티클의 고착을 방지하기 위하여 밸브내부에 히터를 부착하여 밸브내부의 온도를 상승시킴으로써, 파티클의 석출현상을 방지하고 있다.

도 1에는 국내 등록특허공보 제 10-0479547호의 "히터가 부착된 진공밸브"가 개재되어 있다.

도 1을 참조하면, 종래의 히터가 부착된 진공밸브는 제1메인포트와 제2메인포트, 이 두개의 메인포트를 연결하는 유로, 및 상기 유로 중에 설치된 환형의 밸브시트를 갖는 밸브케이싱; 상기 밸브케이싱에 연결된 실린더; 상기 밸브케이싱 내에 부착되어 상기 밸브시트를 개폐하는 포핏식의 밸브부재; 상기 밸브부재에 선단부가 연결되고, 기단부가 상기 실린더의 내부까지 연장되는 중공의 로드; 상기 실 린더의 내부에 슬라이딩 가능하도록 설치되어 상기 로드의 기단부에 연결되고, 유체압의 작용에 의해 구동되는 피스톤; 상기 밸브부재에 부착된 히터 및 온도센서; 상기 피스톤에 부착되어 상기 피스톤과 동시에 변위하는 단자대; 상기 실린더의 단부에 부착된 커넥터; 상기 히터 및 온도센서로부터 각각 연장되어, 로드의 내부를 관통하여 선단이 상기 단자대에 접속된 히터용 1차도선 및 센서용 1차도선; 및 일단이 상기 단자대를 통하여 히터용 1차도선 및 센서용 1차도선에 각각 접속됨과 아울러, 타단이 상기 커넥터에 접속되고, 중간에 신축가능한 스파이럴부를 갖는 히터용 2차도선 및 센서용 2차도선을 갖는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기와 같은 진공밸브는 스파이럴부를 통하여 도선의 변위를 흡수할 수 있도록 하였으나, 유압을 통한 피스톤 운동시에 상기 피스톤과 연결되어 있는 발열부재 및 단자대가 함께 이동하게 되는 구조이므로, 히터용 도선 및 센서용 도선의 변위로 인해 도선이 파손되어 발열부재의 작동이 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 발열부재의 작동이 불가능하게 됨으로써, 화학반응에 의해 생성되는 파티클이 밸브내에 고착되어 밸브의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 샤프트에 중공을 형성하고, 중공에 삽입되는 발열부재의 일측을 실린더의 외측에 고정설치함으로써, 피스톤이 운동하여도 발열부재가 이동되지 않아 발열부의 수명, 효율을 향상시키고 또한 발열부재에 연결된 전원선이 파손되는 것을 방지할 수 있는 발열부재가 구비된 진공밸브를 제공하는 것이다.

또한, 실린더의 외측으로부터 고정설치되는 발열부재를 통하여 밸브의 온도를 상승시켜 밸브내에 파티클이 고착되는 것을 방지하여 밸브의 수명을 증가시키는 발열부재가 구비된 진공밸브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 발열부재가 구비된 진공밸브는 유체가 유입되는 제1통로와, 유체가 유출되는 제2통로를 갖는 밸브케이싱과, 상기 밸브케이싱에 결합되는 실린더와, 상기 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤과 함께 이동하는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 제1통로를 개폐하는 밀폐판;으로 구성된 진공밸브에 있어서, 상기 샤프트에 길이방향으로 형성되는 중공; 및 일측은 상기 실린더의 끝단에 고정되며, 타측은 상기 샤프트의 중공에 삽입되어 상기 밸브케이싱을 가열시키는 발열부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발열부재는 상기 실린더의 끝단 외측에 고정되는 고정부; 상기 고정부로부터 연장형성되며 내주면에 걸림턱이 형성되는 보조샤프트; 및 상기 보조샤프트의 걸림턱에 결합되며, 전원선이 연결되어 열을 방출하는 발열부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 보조샤프트는 상기 실린더 내부로 열의 이동을 차단하는 단열재 와 상기 밸브케이싱으로 열을 방출하는 발열재로 구분되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발열부재에는 상기 밸브케이싱의 온도를 감지하는 온도센서가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발열부재에는 과열온도 발생시 전원을 차단하는 자동온도조절기가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명의 발열부재가 구비된 진공밸브의 닫혔을때의 상태를 보인 측면도이고, 도 3은 본 발명의 발열부재가 구비된 진공밸브의 열렸을때의 상태를 보인 측면도이며, 도 4는 본 발명의 발열부재가 구비된 진공밸브의 발열부재의 구성을 보인 구성도이다.

도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발열부재가 구비된 진공밸브는 밸브케이싱(100), 실린더(200), 밀폐판(300), 발열부재(400)가 포함된다.

상기 밸브케이싱(100)은 플라즈마 세정모듈에서 챔버로 유체의 이동을 가능하게 하는 통로로서, 유체가 유입되는 제1통로(110) 및 유체가 유출되는 제2통로(120)가 구비된다. 간단하게는 상기 제1통로(110) 및 제2통로(120)는 플라즈마 세정모듈 및 챔버에 각각 연결될 수 있다.

상기 밸브케이싱(100)의 내부에는 후술할 밀폐판(300)이 이동 가능하도록 내부에 공간이 형성된다.

또한, 상기 밸브케이싱(100)의 내부에는 상기 제1통로(110)와 대향되는 곳에 후술할 샤프트(230)가 이동 가능하도록 중앙부에 관통홀(130)이 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 밸브케이싱(100)의 내부에는 후술할 밀폐판(300)의 이동을 안내하는 벨로우즈(140)가 구비되는 것이 좋다.

상기 벨로우즈(140)의 일측은 상기 밸브케이싱(100)의 내부에 위치한 벨로우즈 고정부(150)에 의하여 고정되며, 타측은 상기 밸브케이싱(100)의 내부에서 후술할 샤프트(230)의 구동에 따라 함께 이동되는 밀폐판(300)에 연결되는 것이 바람직하다. 이로 인하여, 상기 벨로우즈(140)는 상기 밀폐판(300)의 이동과 함께 팽창 및 수축을 반복하며 신축작용을 하게 되는 것이다.

상기 벨로우즈(140)는 장기간 지속적으로 팽창 및 수축이 발생하는 경우에 주름부위가 반복적으로 신축함에 따라 주름부위가 갈라지거나 찢어지는 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 주름사이에 강화링이 구비되는 것이 바람직하다.

상기 실린더(200)는 상기 밸브케이싱(100)에 결합되어 밸브를 구동시키는 것으로서, 상기 벨로우즈 고정부(150)와 대향되는 곳에 실플레이트(210)가 구비되는 것이 좋다.

상기 실플레이트(210)는 샤프트(230)의 이동이 가능하도록 중앙부에 관통 홀(211)이 형성되며, 상기 실린더(200)에 압축공기가 유입되어 피스톤(220)이 구동될 때에 상기 피스톤(220)의 이동범위를 조절하게 된다.

또한, 상기 실린더(200)에는 상기 실플레이트(210)를 지지해주는 실플레이트 지지부(215)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 피스톤(220)에는 샤프트(230)가 연결되어 상기 피스톤(220)의 움직임에 따라 함께 이동하게 되는데, 상기 샤프트(230)의 끝단에는 후술할 밀폐판(300)이 결합되어 제1통로(110)를 개폐하게 된다.

본 발명에 있어서, 상기 샤프트(230)에는 중공(231)이 형성되는 것이 특징으로서, 상기 중공(231)에는 후술할 발열부재(400)가 삽입되어 상기 밸브케이싱(100)의 내부를 가열하게 된다.

한편, 상기 실린더(200)에는 상기 실린더(200) 내에서 상기 피스톤(220)을 탄성지지하는 압축스프링(240)이 구비되는 것이 좋다.

상기 밀폐판(300)은 상기 샤프트(230)에 결합되어 샤프트(230)의 구동에 따라 상기 제1통로(110)를 개폐하는 것으로서, 밸브가 닫혀있을 때에 플라즈마 세정모듈에서 챔버로 유체가 이동되지 않도록 상기 제1통로(110)와 맞닿는 전면부에 오링(310)이 결합되는 것이 바람직하다.

상기 발열부재(400)는 상기 밸브케이싱(100) 내부를 가열하여 밸브케이 싱(100) 내부에 생성되는 파티클을 제거하기 위한 것으로서, 일측은 상기 실린더(200)의 끝단에 고정되며, 타측은 상기 샤프트(230)의 중공(231)에 삽입되는 것이 바람직하다.

한편, 상기 발열부재(400)는 고정부(410), 보조샤프트(420), 발열부(430)가 포함된다.

상기 고정부(410)는 상기 발열부재(400)를 상기 실린더(200)에 고정시키는 것으로서, 상기 발열부재(400)는 상기 실린더(200)에 다양한 방법을 통하여 고정되는 것이 가능하나, 간단하게는 상기 실린더(200)의 끝단 외측에 나사결합을 통하여 상기 발열부재(400)를 상기 실린더(200)에 고정시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 발열부재(400)는 상기 샤프트(230)와 분리되어 상기 고정부(410)를 통하여 실린더(200)에 고정됨으로써, 상기 샤프트(230)가 구동되어도 이동되지 않기 때문에 후술할 발열부(430)에 연결되어 있는 전원선(431)이 움직이는 것을 방지할 수 있는 것이 특징이다. 이로 인하여, 전원선(431)이 움직임에 의하여 마모 또는 변위되어 파손되는 것을 방지할 수 있게 된다.

상기 보조샤프트(420)는 상기 고정부(410)로부터 연장형성되어 상기 샤프트(230)에 형성된 중공(231)에 삽입되는 것으로서, 후술할 발열부(430)가 삽입가능하도록 내부에 공간이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 보조샤프트(420)의 내측에는 후술할 발열부(430)의 삽입시에 발열 부(430)의 이동을 제한하는 걸림턱(421)이 형성되는 것이 좋다.

한편, 상기 보조샤프트(420)의 외주면은 후술할 발열부(430)를 통하여 방출되는 열이 상기 실린더(200) 내부로 전달되지 않도록 상기 실린더(200) 내부에 위치하는 부분이 단열재로 구성되며, 상기 밸브케이싱(100) 내부에 위치하는 부분은 상기 밸브케이싱(100)으로 열이 전달되도록 발열재로 구성되는 것이 바람직하다.

상기 발열부(430)는 상기 보조샤프트(420)에 삽입되어 상기 밸브케이싱(100)으로 열을 방출하는 것으로서, 바람직하게는 상기 보조샤프트(420)에 형성되어 있는 걸림턱(421)에 결합되어 고정되는 것이 좋다.

한편, 상기 발열부재(400)에는 과열온도 발생시 전원을 차단하는 자동온도조절기(440)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 자동온도조절기(440)는 바이메탈 기능을 이용하여 자동스위치가 온도상승 및 하강에 따라 스위치를 개폐하여 전원을 단속하게 된다.

또한, 상기 발열부재(400)에는 상기 밸브케이싱(100) 내부의 온도를 감지하는 온도센서(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

이하에서는 도 2 내지 4를 참조하여 상기와 같은 구성으로 된 발열부재가 구비된 진공밸브의 작용을 설명한다.

도 2 내지 4를 참조하면, 발열부재가 구비된 진공밸브는 압축공기의 유입을 통하여 실린더(200) 내부의 피스톤(220)을 구동시켜 작동하게 되는데, 이때, 상기 피스톤(220)에 연결되어 있는 샤프트(230)가 왕복운동을 하게 되며, 상기 샤프트(230)에 결합되어 있는 밀폐판(300)이 밸브케이싱(100)에 형성되어 있는 제1통로(110)를 개폐하게 된다. 상기 밀폐판(300)을 통하여 제1통로(110)를 개폐하는 과정에서 상기 밸브케이싱(100) 내부에는 파티클이 발생하게 되는데, 이러한 파티클은 저온에서 석출되어 상기 밸브케이싱(100) 내부에 고착되어 밸브케이싱(100)을 부식시키거나 샤프트(230)의 구동을 방해하게 된다.

이때, 상기 샤프트(230)의 중공(231)에 삽입되어 있는 발열부재(400)를 통하여 밸브케이싱(100) 내부로 열을 방출하여 밸브케이싱(100) 내부의 온도를 상승시킴으로써 파티클을 제거할 수 있게 되는데, 상기 발열부재(400)를 실린더(200)의 끝단 외측에 고정설치함으로써, 피스톤(220)의 구동시에 발열부재(400)가 샤프트(230)와 함께 이동되지 않도록 하여 발열부재(400)에 연결되어 전원을 공급하는 전원선(431)의 보호가 가능하게 되는 것이다.

도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 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 실시 예가 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 샤프트에 중공을 형성하고, 중공에 삽입되는 발열부재의 일측을 실린더의 외측에 고정설치함으로써, 피스톤이 운동하여도 발열부재가 이동되지 않아 발열부의 수명, 효율을 향상시키고 또한 발열부재에 연결된 전원선이 파손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 실린더의 외측으로부터 고정설치되는 발열부재를 통하여 밸브의 온도를 상승시켜 밸브내에 파티클이 고착되는 것을 방지하여 밸브의 수명을 증가시키는 장점이 있다.

또한, 바이메탈 방식을 이용하여 과열 발생시에 발열부재의 전원을 단속함으로써, 밸브의 수명이 연장되는 장점이 있다.

또한, 실린더 내부의 위치하는 보조샤프트를 단열재로 형성하여 실린더 내부에 발열부재를 통한 열이 차단되도록 함으로써 밸브의 수명이 연장되는 장점이 있다.

Claims (5)

1. 유체가 유입되는 제1통로와, 유체가 유출되는 제2통로를 갖는 밸브케이싱과, 상기 밸브케이싱에 결합되는 실린더와, 상기 실린더 내에서 왕복운동하는 피스톤과, 상기 피스톤에 연결되어 상기 피스톤과 함께 이동하는 샤프트와, 상기 샤프트에 결합되어 제1통로를 개폐하는 밀폐판;으로 구성된 진공밸브에 있어서,

   상기 샤프트에 길이방향으로 형성되는 중공; 및

   일측은 상기 실린더의 끝단에 고정되며, 타측은 상기 샤프트의 중공에 삽입되어 상기 밸브케이싱을 가열시키되, 상기 실린더의 끝단 외측에 고정되는 고정부:와, 상기 고정부로부터 연장형성되며 내주면에 걸림턱이 형성되는 보조샤프트:와, 상기 보조샤프트의 걸림턱에 결합되며, 전원선이 연결되어 열을 방출하는 발열부:를 포함하는 발열부재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발열부재가 구비된 진공밸브.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 보조샤프트는 상기 실린더 내부로 열의 이동을 차단하는 단열재와 상기 밸브케이싱으로 열을 방출하는 발열재로 구분되는 것을 특징으로 하는 발열부재가 구비된 진공밸브.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 발열부재에는 상기 밸브케이싱의 온도를 감지하는 온도센서가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발열부재가 구비된 진공밸브.
5. 청구항 1에 있어서,

   상기 발열부재에는 과열온도 발생시 전원을 차단하는 자동온도조절기가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 발열부재가 구비된 진공밸브.

Images