KR101207855B1

KR101207855B1 - 나비밸브 개폐장치

Info

Publication number: KR101207855B1
Application number: KR1020100063732A
Authority: KR
Inventors: 김배진; 최기선; 김강현; 김상민; 이형곤
Original assignee: 프리시스 주식회사
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2010-07-02
Publication date: 2012-12-04
Also published as: KR20120003080A

Abstract

본 발명은 나비밸브 개폐장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 나비밸브 개폐장치는, 유체가 통과되는 유체통로(101)가 상하로 형성되며, 내부에 상하구동부(110)가 구비되는 하우징(100);과, 상기 하우징(100)의 일측부를 관통하여 타측부까지 연장형성되는 메인샤프트(200);와, 상기 메인샤프트(200)를 회전시키는 회전구동부(300);와, 상기 메인샤프트(200)의 외주면에 결합되되, 상기 회전구동부(300)에 의해 회전되어 상기 유체통로(101)를 개폐하는 블레이드(400);와, 상기 블레이드(400)의 유체통로 밀폐시 상기 블레이드(400)의 상면이 밀폐되도록 상기 상하구동부(110)와 연결되어 상하로 작동되는 밀폐부재(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 의하면, 블레이드와 하우징 사이에 설치된 오링의 쓸림 현상이 발생되지 않도록 블레이드는 회전만 허용하고, 이렇게 회전되는 블레이드의 상면을 상하로 작동되는 밀폐부재로 밀폐하여 종래와 같이 메인샤프트의 상하 방향 회전에 따른 오링의 쓸림 현상이 전혀 없는 장점이 있다.

Description

나비밸브 개폐장치{Butterfly valve}

본 발명은 공정챔버와 진공펌프를 선택적으로 개폐하여 반도체 공정 중에 발생되는 이물질(파우더)을 외부로 배출시키는 나비밸브 개폐장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 블레이드와 하우징 사이에 설치된 오링의 쓸림 현상이 발생되지 않도록 블레이드는 회전만 허용하고, 이렇게 회전되는 블레이드의 상면을 상하로 작동되는 밀폐부재로 밀폐하여 종래와 같이 메인샤프트의 상하 방향 회전에 따른 오링의 쓸림 현상이 전혀 없는 나비밸브 개폐장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 고정밀도를 요구하므로 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구되고 있다. 이러한 이유로 반도체 소자는 공기 중에 포함된 이물질의 접촉을 완벽하게 차단한 상태, 즉, 진공상태에서 제조된다.

따라서, 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐기술이 제품의 품질에 많은 영향을 준다.

그러므로, 반도체 제조공정에는 반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 공정챔버와 이 공정챔버 내의 공기를 흡입하는 진공펌프의 사이에 설치되어 진공펌프의 흡입력이 챔버로 전달되는 것을 개폐하는 유량조절밸브가 매우 중요한 역할을 하며, 나비밸브 개폐장치는 상술한 바와 같은 유량조절밸브에 포함된다.

일반적으로 나비밸브 개폐장치는 메인샤프트에 구비된 원판형상의 블레이드와, 이 블레이드의 작동으로 하우징의 내경을 개폐하도록 설치된 액추에이터를 말하는데, 최근에는 블레이드의 회전 및 상하로 구동할 수 있는 공압식 액추에이터를 채택하고 있는 실정이며, 블레이드의 상하 구동시 메인샤프트를 회전시켜 그 기능을 수행하게 한다.

그러나, 상기와 같이 블레이드의 회전 및 상하 구동에 관여하는 메인샤프트에 의해 블레이드와 하우징 사이에 회전에 따른 쓸림 현상이 발생되어 오링이 파손되는 문제점이 있었다.

또한, 블레이드의 무게로 인하여 하우징이 일측이 지지되는 메인샤프트의 타측에 휘어짐이 발생될 염려가 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 블레이드와 하우징 사이에 설치된 오링의 쓸림 현상이 발생되지 않도록 블레이드는 회전만 허용하고, 이렇게 회전되는 블레이드의 상면을 상하로 작동되는 밀폐부재로 밀폐하여 종래와 같이 메인샤프트의 상하 방향 회전에 따른 오링의 쓸림 현상이 전혀 없는 나비밸브 개폐장치를 제공하는 것이다.

또한, 메인샤프트의 양측 단부가 하우징에 각각 고정 및 지지된 상태로 회전되므로 블레이드의 무게로 인한 휘어짐이 발생될 염려가 전혀 없는 나비밸브 개폐장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 나비밸브 개폐장치는, 유체가 통과되는 유체통로(101)가 상하로 형성되며, 내부에 상하구동부(110)가 구비되는 하우징(100);과, 상기 하우징(100)의 일측부를 관통하여 타측부까지 연장형성되는 메인샤프트(200);와, 상기 메인샤프트(200)를 회전시키는 회전구동부(300);와, 상기 메인샤프트(200)의 외주면에 결합되되, 상기 회전구동부(300)에 의해 회전되어 상기 유체통로(101)를 개폐하는 블레이드(400);와, 상기 블레이드(400)의 유체통로 밀폐시 상기 블레이드(400)의 상면이 밀폐되도록 상기 상하구동부(110)와 연결되어 상하로 작동되는 밀폐부재(500);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상하구동부(110)는, 상기 하우징(100)의 내부에 형성되는 다수개의 실린더 룸(111);과, 상기 실린더 룸(111)에 구비되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 피스톤(112);과, 상기 피스톤(112)에 설치되어 상하로 이동되는 피스톤로드(113);가 포함되는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.

또한, 상기 밀폐부재(500)와 맞닿는 상기 블레이드(400)의 상면 또는 상기 블레이드(400)의 상면과 맞닿는 밀폐부재의 하부에 구비되는 오링(420);을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 메인샤프트(200)는 상기 하우징(100)의 일측면에서부터 타측면의 외부까지 관통형성되되, 상기 관통형성된 부위에는 각각 구비되는 회전베어링(600, 601);과, 상기 관통된 타측면의 외부에 구비된 회전베어링(601)을 고정시키는 고정부재(610);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 1에 상기 블레이드(400)가 상기 유체통로(101)의 개방시 상대적인 압력차에 의한 충격량이 감소되도록 상기 하우징(100)의 일측에 설치되는 관구경 조절밸브(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상 상술한 바와 같은 본 발명은 블레이드와 하우징 사이에 설치된 오링의 쓸림 현상이 발생되지 않도록 블레이드는 회전만 허용하고, 이렇게 회전되는 블레이드의 상면을 상하로 작동되는 밀폐부재로 밀폐하여 종래와 같이 메인샤프트의 상하 방향 회전에 따른 오링의 쓸림 현상이 전혀 없는 장점이 있다.

또한, 메인샤프트의 양측 단부가 하우징에 각각 고정 및 지지된 상태로 회전되므로 블레이드의 무게로 인한 휘어짐이 발생될 염려가 전혀 없는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 분해사시도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 단면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 유체통로가 오픈된 상태의 평면도,
도 4는 도 3의 A-A 단면도,
도 5는 도 4의 B-B 단면도,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 유체통로가 클로우즈되기 직전인 상태의 평면도,
도 7은 도 6의 C-C 단면도,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 유체통로가 클로우즈된 상태의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 분해사시도, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 단면도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치는, 하우징(100), 메인샤프트(200), 회전구동부(300), 블레이드(400) 및 밀폐부재(500)가 포함되며, 유체통로(101), 상하구동부(110), 실린더 룸(111), 피스톤(112), 피스톤로드(113), 오링(420), 회전베어링(600, 601), 고정부재(610) 및 관구경조절밸브(700)가 더 포함될 수 있다.

먼저, 하우징(100)에 대해 설명하기로 한다.

상기 하우징(100)은 공정챔버와 진공펌프 사이에 형성되는 부재로서, 이러한 하우징(100)의 중심부에는 도 1에 도시된 바와 같이, 공정챔버와 진공펌프 사이에서 유동되는 유체가 유동되는 공간인 유체통로(101)가 상하방향으로 관통형성되는데, 이러한 유체통로(101)는 후술할 블레이드(400) 에 의해 선택적으로 개폐된다.

또한, 상기 하우징(100)의 내부에는 상하구동부(110)가 구비되는데, 이러한 상하구동부(110)는 압축공기가 유입되는 실린더 룸(111)과, 이 실린더 룸(111)에 설치되되, 실린더 룸(111)에 제공되는 압축공기에 의해 상하로 작동되는 피스톤(112)과, 이 피스톤(112)에 설치되어 상하로 이동되며, 후술할 밀폐부재(500)와 연결되는 피스톤로드(113)로 구성되며, 도면에 도시되지 않았지만, 상기 실린더 룸(111)의 상부와 하부에 각각 압축공기를 제공하는 컴프레서와 튜브가 포함된다.

한편, 상기 하우징(100)은 상술한 상하구동부(110)의 유지보수가 용이하도록 하부하우징(102)과 상부하우징(103)으로 분리가능하게 제작되는 것이 바람직하다.

다음으로, 메인샤프트(200)에 대해 설명하기로 한다.

상기 메인샤프트(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 하우징(100)의 일측부를 관통하여 타측부까지, 좀 더 정확하게는 타측면의 외부까지 관통 및 연장형성되는 부재로서, 이러한 메인샤프트(200)는 후술할 회전구동부(300)에 의한 회전시 회전이 용이하도록 관통형성된 부위에는 회전베어링(600, 601)이 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 관통된 타측면의 외부에 구비된 회전베어링(601)이 외부로 탈락되는 것이 방지되도록 이를 고정하는 고정부재(610)가 더 구비되는 것이 바람직한데, 이러한 고정부재(610)는 하우징(100)의 외주면에 고정되는 것이 안정적일 것이다.

다음으로, 회전구동부(300)에 대해 설명하기로 한다.

상기 회전구동부(300)는 상술한 메인샤프트(200)를 회전시키는 부재로서, 이러한 회전구동부(300)는 도 1에 도시된 바와 같이 메인샤프트(200)에 연결되며, 메인샤프트(200)를 시계(또는 반시계)방향으로 90도 회전시키는 역할을 하는데, 상기 회전구동부(300)는 공압 또는 전기를 이용한 모터 등 다양한 변형이 가능하며, 상기 회전구동부(300)는 공지기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 블레이드(400) 에 대해 설명하기로 한다.

상기 블레이드(400) 는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 메인샤프트(200)의 외주면에 결합되는 원판형의 부재로서, 이러한 블레이드(400) 는 메인샤프트(200)의 회전에 따라 하우징(100)의 유체통로(101)에서 회전되면서 유체통로(101)를 개폐하는 역할을 한다.

또한, 상기 블레이드(400) 는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 메인샤프트(200)에서 분리가 용이하도록 결합부재(401)와 볼트(B)를 매개로 고정되는 것이 바람직하다.

다음으로, 밀폐부재(500)에 대해 설명하기로 한다.

상기 밀폐부재(500)는 상술한 블레이드(400) 가 유체통로(101)를 밀폐되는 위치까지 회전되면, 하향이동되면서 블레이드(400) 와 맞닿아 밀폐되어 유체통로(101)를 완벽하게 밀폐하는 역할을 하는 부재이다.

상기와 같은 밀폐부재(500)는 상술한 상하구동부(110)의 피스톤로드(113)와 연결되어 작동되며, 이렇게 밀폐부재(500)와 블레이드(400)가 맞닿는 면, 즉, 밀폐부재(500)의 하부와 블레이드(400) 가 맞닿는 면에는 오링(420)이 구비되는 것이 바람직한데, 상기 오링(420)은 설치환경에 따라 밀폐부재(500)의 하부 또는 블레이드(400) 의 상면 중 어느 한 곳에 설치될 수 있을 것이다.

다음으로, 관구경조절밸브(700)에 대해 설명하기로 한다.

상기 관구경조절밸브(700)는 도 1에 도시된 바와 같이, 상술한 하우징(100)의 일측에 설치되는 부재로서, 이러한 관구경조절밸브(700)는 상기 블레이드(400) 의 유체통로(101) 개방시, 하우징(100)의 상부 개구와 하부 개구의 상대적인 압력차에 의한 블레이드(400) 에 발생되는 충격을 완화시키는 역할을 한다. 이에 따라, 블레이드(400) 에 연결되는 메인샤프트(200)의 수명을 연장시킬 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 상기 관구경 조절밸브(700)는 하우징에 설치되되, 유체통로(101)와 2곳에서 연결되도록 설치되는데, 1곳은 블레이드(400) 가 유체통로(101)를 밀폐하는 위치의 상부에, 나머지 1곳은 하부와 각각 연결된다.

이에 따라, 공정챔버와 진공펌프의 압력차가 크게 될 경우, 이러한 압력차를 줄여주는 역할, 즉, 슬로우펌핑(slow-pumping)의 역할을 한다.

상기와 같은 관구경 조절밸브(700)는 본 출원인에 의해 출원된 출원번호 제10-2007-0008957호(발명의 명칭:관구경 조절밸브)에 개시된 바와 같이, 이미 공지된 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 개폐동작을 설명하기로 한다.

먼저, 블레이드(400) 가 유체통로(101)를 개방한 상태에 대해 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 유체통로가 오픈된 상태의 평면도가 도시되어 있으며, 도 3에 도시된 A-A선과 B-B선에 대한 단면도는 각각 도 4와 도 5에 도시되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 유체통로(101)의 개방시에는 블레이드(400) 가 유체통로(101)에 수직하게 배치되는데, 이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상하구동부(110)의 피스톤(112)과 피스톤로드(113)는 실린더 룸(111)의 상부에 위치하며, 이에 따라, 피스톤로드에 결합되어 있는 밀폐부재(500)도 상부에 위치하게 된다.

다음으로, 블레이드(400) 가 유체통로(101)를 밀폐하기 직전의 상태에 대해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 유체통로가 클로우즈되기 직전인 상태의 평면도이며, 도 6에 도시된 C-C선에 대한 단면도는 도 7에 도시되어 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 유체통로(101)의 밀폐 직전에는 블레이드(400) 가 유체통로(101)에 수평하게 배치되는데, 이때까지는 상하구동부(110)의 피스톤(112)과 피스톤로드(113)는 실린더 룸(111)의 상부에 위치하며, 상기 밀폐부재(500)도 상부에 위치하게 된다.

마지막으로, 블레이드(400) 에 의해 유체통로(101)가 밀폐된 상태에 대해 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나비밸브 개폐장치의 유체통로가 클로우즈된 상태의 단면도가 도시되어 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 밀폐부재(500)가 하향이동되어 블레이드(400) 와 맞닿는 상태이며, 이러한 상태에서는 상하구동부(110)의 피스톤(112)과 피스톤로드(113)가 하향이동되는데, 이에 따라, 밀폐부재(500)도 하향이동되어 밀폐부재(500)의 하부와 블레이드(400) 의 상면은 서로 맞닿게 된다.

이때, 오링(420)에 의해 밀폐부재(500)와 블레이드(400)의 결합부위는 밀폐되면서 유체통로(101)가 밀폐된다.

도면과 명세서에서 최적의 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 가진자라면, 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.

100-하우징 101-유체통로
102-하우하우징 103-상부하우징
110-상하구동부 111-실린더 룸
112-피스톤 113-피스톤로드
200-메인샤프트
300-회전구동부
400-블레이드 401-결합부재
500-밀폐부재
600, 601-회전베어링 610-고정부재
700-관구경조절밸브

Claims

유체가 통과되는 유체통로(101)가 상하로 형성된 하우징(100);과,
상기 하우징(100)의 몸체 내부에 하나 이상 형성되어 구비되는 상하구동부(110);와,
상기 하우징(100)의 일측부를 관통하여 타측부까지 연장형성되는 메인샤프트(200);와
상기 메인샤프트(200)를 회전시키는 회전구동부(300);와
상기 메인샤프트(200)의 외주면에 결합되되, 상기 회전구동부(300)에 의해 회전되어 상기 유체통로(101)를 개폐하는 블레이드(400);와
상기 블레이드(400)의 유체통로 밀폐시 상기 블레이드(400)의 상면이 밀폐되도록 상기 상하구동부(110)와 연결되어 상하로 작동되는 밀폐부재(500);를 포함하는 것을 특징으로 하되,
상기 밀폐부재(500)와 맞닿는 상기 블레이드(400)의 상면 또는 상기 블레이드(400)의 상면과 맞닿는 상기 밀폐부재(500)의 하부에 구비되는 오링(420);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상하구동부(110)는,
상기 하우징(100)의 몸체 내부에 형성되는 다수개의 실린더 룸(111);과
상기 실린더 룸(111)에 구비되어 압축공기에 의해 상하로 작동되는 피스톤(112);과
상기 피스톤(112)에 설치되어 상하로 이동되는 피스톤로드(113);가 포함되는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 메인샤프트(200)는 상기 하우징(100)의 일측면에서부터 타측면의 외부까지 관통형성되되, 상기 관통형성된 부위에는 각각 구비되는 회전베어링(600, 601);과
상기 관통된 타측면의 외부에 구비된 회전베어링(601)을 고정시키는 고정부재(610);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.
청구항 1에 있어서,
상기 블레이드(400)가 상기 유체통로(101)의 개방시 상대적인 압력차에 의한 충격량이 감소되도록 상기 하우징(100)의 일측에 설치되는 관구경 조절밸브(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나비밸브 개폐장치.