KR101012804B1 - 히팅용 진공 게이트 밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히팅용 진공 게이트 밸브에 관한 것으로서, 밸브몸체, 밸브판, 밸브판 구동부, 밀폐부재, 밀폐부재 구동부 및 구동몸체를 포함하며, 유체통로에 연통된 구동몸체의 연통로 둘레 및 유체통로 둘레 중 적어도 어느 하나에 가열부가 설치되어 있다. 따라서 본 발명은 밸브몸체와 구동몸체의 연통구간 둘레에 가열부를 설치함으로써, 밀폐부재의 냉각을 방지하고 이로 인한 밀폐부재의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
진공, 게이트, 밸브, 가열

Description

히팅용 진공 게이트 밸브{Vacuum gate valve for heating}
본 발명은 히팅용 진공 게이트 밸브에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 진공챔버와 진공펌프 사이에 설치되는 게이트 밸브의 개폐 동작을 원활하게 수행하기 위한 히팅용 진공 게이트 밸브에 관한 것이다.
일반적으로 LCD(liquid crystal display) 기판이나 반도체 웨이퍼의 에칭 공정, 증착 공정, 스퍼터링 공정이나 패럴린 코팅과 같이 진공 상태를 필요로 하는 특수한 코팅 공정과 같은 작업을 할 때에는 작업이 이루어지는 챔버의 내부의 공기를 제거하여 진공 환경을 형성한다. 이 경우, 적절한 진공도를 설정 및 유지하는 것이 중요한 데, 이 때 반드시 필요한 것이 진공 게이트 밸브이다.
진공 게이트 밸브는 챔버와 펌프를 연결하는 통로에 위치하여 통로를 개폐함으로써 진공상태를 유지 또는 해제하는 역할을 한다. 이러한 진공 게이트 밸브는 통상 하나의 구동판과 하나의 기밀판의 작동에 의해 챔버쪽으로 연결되는 통로를 밀폐시킴으로써 챔버의 기밀성을 유지하게 된다.
따라서 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐기술도 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 준다. 따라서 반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 챔버 와 이 챔버내의 공기를 흡입하는 진공펌프와의 사이에 설치되어, 진공펌프의 흡입력이 챔버로 전달되는 것을 개폐하는 진공밸브가 중요한 역할을 담당하게 되므로, 그 수명을 유지하기 위한 노력 또한 중요한 문제점으로 대두되고 있다.
특히 진공 게이트 밸브를 통하여 배출되는 진공챔버 내의 유체는 여러 가지 부산물이 포함된다. 이러한 부산물은 유체의 배출시 게이트 밸브의 밸브판을 구동하기 위한 엑츄에이터의 링크나 밸브판이 슬라이딩되는 하우징의 내벽에 지속적으로 부착되어 밸브판의 전후진 작동을 방해하게 되므로, 밸브판이 슬라이딩 되는 공간을 개폐하는 밀폐부재를 필요로 하였다.
이러한 밀폐부재를 구비한 종래의 게이트 밸브는 등록특허공보 제0620726호및 등록특허공보 제0717865호 등에 개시되어 있다. 이러한 종래의 게이트 밸브는 밀폐부재를 압축공기에 의해 상하방향으로 이동시킴으로써 압축공기에 의해 밀폐부재가 냉각되는 문제점이 있었다.
특히 밀폐부재가 냉각됨으로써, 진공챔버에서 발생된 파우더 등과 같은 이물질이 밀폐부재에 부착되어 오동작의 원인을 제공하는 문제도 있었다. 또한, 밀폐부재 뿐만 아니라 그의 상부 및 하부에 결합되는 몸체들도 냉각되어 통로구간 전체에 이물질이 부착되어 오작동을 발생시키는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 밀폐부재의 냉각을 방지하고 이로 인한 밀폐부재의 오동작을 방지할 수 있고, 연통구 간의 냉각을 방지할 수 있고, 연통구간의 가열속도를 향상시킬 수 있는 히팅용 진공 게이트 밸브를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 유체통로가 형성된 내벽에 유체통로와 수직한 방향으로 슬라이딩공간이 형성된 밸브몸체와, 상기 슬라이딩공간 내로 전후진됨에 따라 유체통로를 개폐하는 밸브판과, 상기 밸브판을 구동시키는 밸브판 구동부와, 상기 유체통로에 평행한 방향으로 승하강됨에 따라 슬라이딩공간을 개폐하는 밀폐부재와, 상기 밀폐부재를 구동시키는 밀폐부재 구동부와, 상기 밀폐부재 구동부가 내부에 설치되고 상기 유체통로에 연통형성된 구동몸체를 포함한 진공 게이트 밸브에 있어서, 상기 유체통로에 연통된 상기 구동몸체의 연통로 둘레 및 상기 유체통로 둘레 중 적어도 어느 하나에 가열부가 설치되어 있다.
본 발명의 상기 가열부는 상기 통로의 내주면과 등간격으로 이격되도록 링형상으로 형성되어 있다. 본 발명의 상기 가열부의 외주 둘레에는 상기 가열부의 열을 차단하도록 차단부가 설치되어 있다. 본 발명의 상기 가열부는 시스히터(sheath heater)로 이루어진다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 밸브몸체와 구동몸체의 연통구간 둘레에 가열부를 설치함으로써, 밀폐부재의 냉각을 방지하고 이로 인한 밀폐부재의 오동작을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 밸브몸체와 구동몸체의 연통구간 외주면과 등거리 이격해서 가열부를 링형상으로 설치함으로써, 연통구간으로의 연전달이 용이하고 온도유지 능력이 탁월하게 되는 효과를 제공한다.
또한, 가열부의 외주 둘레에 차단부를 설치하여 밸브몸체와 구동몸체의 연통구간 이외의 다른 구성으로의 열전달을 차단하여 다른 구성에 대한 열적 효과를 저감할 수 있게 된다.
가열부로 시스히터를 사용하여 다양한 사이즈의 연통구간에 적용할 수 있고 열전달 효율을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 분해도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 상면도이고, 도 5는 도 4의 절단선 A-A에 의한 단면도이다.
도 1 내지 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 히팅용 진공 게이트 밸브는 진공챔버와 진공펌프 사이에 설치되는 게이트 밸브로서, 밸브몸체(10), 밸브판 구동부(20), 밀폐부재(32), 구동몸체(40), 밀폐부재 구동부(44), 가열부를 포함하여 이루어진다.
밸브몸체(10)는 진공챔버와 진공펌프 사이에 설치되는 본 실시예의 히팅용 진공 게이트 밸브를 구성하는 박스형상의 구조체로서, 몸체부(11), 몸체커버(12), 플랜지(13), 구동유닛(15)으로 이루어진다.
몸체부(11)는 사각형의 박스형상으로 형성되고, 내부의 일측에는 상부 및 하부가 개방되어 있는 유체통로(11a)가 형성되며 유체통로(11a)의 상부에는 이와 수직한 방향으로 슬라이딩공간이 형성되어 있다. 또한, 몸체부(11)의 유체통로(11a) 하부 둘레에는 O-링(O-ring)과 같은 실링재가 설치되어 몸체부(11)와 플랜지(13) 사이의 기밀을 유지하게 된다.
몸체커버(12)는 몸체부(11)의 상부에 결합되어 밸브몸체(10)의 상부를 폐쇄하며, 일측에는 결합홀(12a)이 형성되어 있다.
플랜지(13)는 몸체부(11)의 하부에 결합된 연결부재로서, 내부에 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)와 연통되는 연통홀(13a)이 형성되며, 진공펌프와 게이트 밸브 사이의 접속을 용이하게 한다.
플렌지(13)의 연통홀(13a) 상부 둘레에는 끼움홀(13b)이 하방으로 함몰 형성되고, 끼움홀(13b)은 연통홀(13a) 외주 둘레에 등간격으로 이격되어 있다.
구동유닛(15)은 몸체부(11)의 외부 일측에 결합되어 구동원의 공압이나 유압을 분해하여 밸브몸체(10)의 구동을 제어하게 된다.
밸브판 구동부(20)는 밸브몸체(10)의 몸체커버(12) 상부에 설치되어 밸브부(30)를 전후방향으로 구동시키는 구동부로서, 링크기구와 액추에이터(actuator) 등으로 구성된다.
밸브부(30)는 밸브몸체(10)의 슬라이딩 공간 내로 전후진됨에 따라 유체통 로(11a)를 개폐하는 개폐수단으로서, 밸브판(31), 이송기구(33) 등으로 이루어진다.
밸브판(31)은 사각형상이나 원형상으로 형성된 평판부재로서, 유체통로(11a)에 수직으로 교차하도록 설치되어 전후진됨으로써 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)를 개폐하게 된다.
이송기구(33)는 가이드, 슬라이더, 스프링 등으로 이루어지며, 가이드는 밸브판(31)의 양쪽 측면에 길이방향으로 설치되어 밸브판(31)의 전후진을 안내하게 된다. 슬라이더는 각각의 가이드를 따라 전후방으로 안내되어 슬라이딩하도록 결합되며, 스프링은 밸브판(31)의 하부 가장자리에 복수개가 설치되어 상방에서의 가압력에 대한 상방으로의 탄지력을 부여하게 된다.
밀폐부재(32)는 유체통로(11a)에 평행한 방향으로 승하강됨에 따라 슬라이딩공간을 개폐하는 개폐수단으로서, 밸브부(30)의 상부에 설치되고 내부에 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)와 연통되는 연통로(32a)가 형성되며, 외곽 둘레에 지지판이 돌출형성되어 있으며, 그 외주부는 구동몸체(40)의 내주면에 삽입되어 있다.
또한, 밀폐부재(32)의 외주부 둘레에는 O-링(O-ring)과 같은 실링재가 설치되어 밀폐부재(32)와 구동몸체(40) 사이의 기밀을 유지하게 되고, 밀폐부재(32)의 하단에도 O-링(O-ring)과 같은 실링재가 설치되어 밀폐부재(32)와 밸브몸체(10) 사이 및 밀폐부재(32)와 밸브판(31) 사이의 기밀을 유지하게 된다.
구동몸체(40)는 밀폐부재 구동부(44)가 내부에 설치되며 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)와 연통되도록 밸브몸체(10)의 몸체커버(12) 상부에 설치되며, 박스 체(41), 커버(42), 플랜지(43)로 이루어진다.
박스체(41)는 사각형상이나 원형상으로 형성된 구조체로서 내주부에 유체통로(11a)와 연통되는 연통로(41a)가 형성되어 있고 하부의 가장자리에는 밀폐부재 구동부(44)가 장착되며 양쪽 측면에는 고정판(41c)이 결합된다.
박스체(41)의 연통로(41a) 상부 둘레에는 끼움홀(41b)이 하방으로 함몰 형성되고, 끼움홀(41b)은 연통로(41a)의 외주 둘레에 등간격으로 이격형성되어 있다. 또한, 박스체(41)의 연통로(41a) 상부 둘레에는 O-링(O-ring)과 같은 실링재가 설치되어 박스체(41)와 플랜지(43) 사이의 기밀을 유지하게 된다.
커버(42)는 박스체(41)의 측면에 결합되어 밸브몸체(10)의 상부에 설치된 밸브판 구동부(20)를 커버링하게 된다. 플랜지(43)는 박스체(41)의 상부에 결합된 연결부재로서, 내부에 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)와 연통되는 연통로(41a)가 형성되며, 진공챔버와 게이트 밸브 사이의 접속을 용이하게 한다.
밀폐부재 구동부(44)는 구동몸체(40)에 내설되어 밀폐부재(32)를 구동시키는 구동부로서, 일단부가 밀폐부재(32)의 외곽 둘레에 외향으로 형성된 지지판에 결합되어 밀폐부재(32)를 승하강시키도록 밀폐부재(32)의 모서리부분에 설치된 4개의 액추에이터(actuator)로 이루어진다. 또한, 밀폐부재 구동부(44)의 액추에이터로는 직선구동력을 제공하는 실린더, 선형모터 등 다양한 구동수단을 사용할 수 있음은 물론이다.
도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 가열부는 상부 가열부(51) 및 하부 가열부(52)로 이루어져, 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)에 연통된 구동몸체(41)의 연통 로(41a) 외곽 둘레 및 밸브몸체(10)의 유체통로(11a) 외곽 둘레에 각각 설치되어 있다. 경우에 따라서는 이들 중 한 곳에만 가열부를 설치하는 것도 가능함은 물론이다.
차단부는 상부 차단부(53) 및 하부 차단부(54)로 이루어져, 상부 가열부(51) 및 하부 가열부(52)의 외주 둘레에서 상부 가열부(51) 및 하부 가열부(52)의 열을 차단하도록 설치되어 있다.
상부 가열부(51)는 링형상의 히터로서 박스체(41)의 연통로(41a) 상부 둘레에 형성된 끼움홀(41b)에 삽입되어 박스체(41)의 연통로(41a) 둘레를 가열하게 된다. 또한, 상부 가열부(51)의 외주 둘레에는 상부 가열부(51)의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하도록 상부 차단부(53)가 원형띠 형상으로 설치되어 있다. 따라서 박스체(41)의 연통로(41a)가 냉각되는 경우에 이러한 상부 가열부(51)에 의해 연통로(41a)를 직접 가열하여 여기에 파우더 및 이물질 등의 부착을 방지하게 된다.
하부 가열부(52)는 링형상의 히터로서 몸체부(11)의 유체통로(11a) 하부 둘레에 형성된 끼움홀에 삽입되어 밸브몸체(10)의 유체통로(11a) 둘레를 가열하게 된다. 또한, 하부 가열부(52)의 외주 둘레에는 하부 가열부(52)의 열이 외부로 방출되는 것을 차단하도록 하부 차단부(54)가 원형띠 형상으로 설치되어 있다.
따라서 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)가 냉각되는 경우에 이러한 하부 가열부(52)에 의해 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)를 가열하여 여기에 파우더 및 이물질 등의 부착을 방지하게 된다.
즉, 상부 가열부(51)는 구동몸체(40)의 연통로(41a) 둘레를 가열하게 되고, 하부 가열부(52)는 밸브몸체(10)의 유체통로(11a) 둘레를 가열하게 된다. 따라서 구동몸체(40)의 연통로(41a)와 밸브몸체(10)의 유체통로(11a)가 냉각되는 경우에 이러한 상부 및 하부 가열부(51, 52)에 의해 연통로(41a)와 유체통로(11a)를 가열하여 여기에 파우더 및 이물질 등의 부착을 방지하게 된다.
상부 가열부(51)와 하부 가열부(52)는 통로 둘레에 등간격으로 링형상으로 설치되어 통로 둘레의 열분포를 균일하게 유지할 수 있게 된다. 또한, 상부 차단부(53) 및 하부 차단부(54)에 의해 가열부의 열기가 외부로 방출되는 것을 차단하여 가열부 주변의 각종 부품이나 구성요소에 대한 열적피해를 최소화 할 수 있게 된다. 또 가열부 주변에 고가의 내열성 소재로 이루어진 각종 부품이나 구성요소를 설치할 필요가 없어 제조비용을 절감할 수 있게 된다.
이러한 가열부로는 금속보호관에 전열선을 코일(Coil) 형상으로 내장하고, 열전도율과 절연성이 우수한 산화마그네슘(MgO)과 함께 충진 압축함으로써 외부의 물리적인 충격에도 견고하고 전기 열에너지의 열효율을 높이면서 다양한 모양으로 용도에 따라 적절히 가공할 수 있는 시스히터(sheath heater)를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 시즈히터는 파이프 내부에 열선을 코일링하여 전기절연성과 열전도성이 뛰어난 고순도 산화마그네슘을 고압으로 충진하므로, 외부의 기계적인 충격이나 진동에 견고하여 수명이 길며, 고온상태에서의 사용에도 절연저하가 없어 전기적으로 매우 안전하게 된다.
이와 같은 본 실시예의 히팅용 진공 게이트 밸브에 의하면, 밀폐부재(32)에 결합된 밀폐부재 구동부(44)에 의해 밀폐부재(32)가 구동몸체(40) 내부에서 상하로 이동되므로, 밀폐부재(32)에 외부의 냉기와의 접촉을 차단하여 밀폐부재(32)의 냉각을 방지하게 된다.
또한, 구동몸체(40)의 연통로(41a) 둘레 및 밸브몸체(10)의 유체통로(11a) 둘레 중 적어도 하나에 가열부(51, 52)가 설치됨으로써, 구동몸체(40) 및 밸브몸체(10)의 냉각시 이들의 통로구간 둘레를 직접 가열부에 의해 가열하여 이들의 냉각에 의해 통로구간에 파우더 및 이물질 등이 부착되는 것을 방지하게 된다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 분해사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 분해도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 히팅용 진공 게이트 밸브를 나타내는 상면도.
도 5는 도 4의 절단선 A-A에 의한 단면도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 밸브몸체 20: 밸브판 구동부
31: 밸브판 32: 밀폐부재
40: 구동몸체 44: 밀폐부재 구동부
51: 상부 가열부 52: 하부 가열부

Claims (4)

  1. 유체통로가 형성된 내벽에 유체통로와 수직한 방향으로 슬라이딩공간이 형성된 밸브몸체와, 상기 슬라이딩공간 내로 전후진됨에 따라 유체통로를 개폐하는 밸브판과, 상기 밸브판을 구동시키는 밸브판 구동부와, 상기 유체통로에 평행한 방향으로 승하강됨에 따라 슬라이딩공간을 개폐하는 밀폐부재와, 상기 밀폐부재를 구동시키는 밀폐부재 구동부와, 상기 밀폐부재 구동부가 내부에 설치되고 상기 유체통로에 연통형성된 구동몸체를 포함한 진공 게이트 밸브에 있어서,
    상기 유체통로에 연통된 상기 구동몸체의 연통로 상부 둘레에 형성된 끼움홀에 삽입되어 상기 구동몸체의 연통로 둘레를 가열하는 상부 가열부와, 상기 밸브몸체의 유체통로 하부 둘레에 형성된 끼움홀에 삽입되어 상기 밸브몸체의 유체통로 둘레를 가열하는 하부 가열부로 이루어진 가열부가 설치되어 있고,
    상기 가열부는 상기 통로의 내주면과 등간격으로 이격되도록 링형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 히팅용 진공 게이트 밸브.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부의 외주 둘레에는 상기 가열부의 열을 차단하도록 차단부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 히팅용 진공 게이트 밸브.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가열부는 시스히터(sheath heater)로 이루어진 것을 특징으로 하는 히팅용 진공 게이트 밸브.
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