KR101539540B1 - 덕트 연결용 플랜지 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 제조장비의 배기라인에 사용되는 배관용 덕트를 링 형상의 플랜지를 이용하여 무용접 방식으로 간단하게 연결할 수 있으며, 클램프를 이용한 체결방식을 통해 접합되는 플랜지의 접합면 전체에 균일한 체결압력을 가해줌으로써 기밀성을 향상시킬 수 있는 덕트 연결용 플랜지 조립체에 관한 것이다.
이를 실현하기 위한 본 발명은, 배관용 덕트(1)를 연이어 설치할 수 있도록 상기 덕트(1)의 끝단 접합부위에 서로 대응되게 절곡 형성된 플랜지부(1a)를 포함하는 덕트 연결용 플랜지 조립체에 있어서, 상기 플랜지부(1a)를 사이에 두고 일면이 대향되게 걸림 배치될 수 있도록 상기 덕트(1)의 외주연에 결합되는 적어도 한 쌍의 끼움형 플랜지(110); 상기 플랜지부(1a) 사이에 개재되는 기밀유지용 가스켓(120); 및 상기 대향되게 배치된 끼움형 플랜지(110)의 타면에 양단이 제각기 걸림 결합될 수 있도록 걸고리(133)가 구비된 적어도 두 개의 블록(131)으로 분할 형성되되, 체결부재(135)의 체결을 통해 상기 한 쌍의 끼움형 플랜지(110)를 가스켓(120) 측으로 가압 고정해주는 클램프(130);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

덕트 연결용 플랜지 조립체{Flange assembly for connecting pipe}

본 발명은 덕트 연결용 플랜지 조립체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 제조장비의 배기라인에 사용되는 배관용 덕트를 무용접 방식으로 간단 용이하게 연결할 수 있는 덕트 연결용 플랜지 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 웨이퍼 상에 박막을 형성하기 위해 다양한 종류의 반응가스가 사용된다. 이러한 반응가스는 산화성분, 인화성분 및 유독성분을 포함하고 있다. 따라서 사용을 마친 폐가스를 그대로 대기중에 방출할 경우 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경 오염의 원인이 된다.

이에 따라, 폐가스의 유해성분함량을 허용농도 이하로 낮추는 정화처리과정을 거쳐 대기중으로 배출시키게 되며, 이를 위해 폐가스를 배기시키는 반도체 제조장비의 배기라인에는 폐가스의 유독성분을 제거하기 위한 가스스크러버가 설치된다. 이러한 가스스크러버는 가스유입관이 배기라인에 연결되어 폐가스를 공급받은 후 여러가지 방식에 의해 폐가스를 세정하게 된다.

이 경우 상기 배기라인은 소정의 길이로 이루어진 배관용 파이프 복수개를 연이어 설치하는 방식으로 구성된다. 배관을 연결하기 위한 방법으로 보통 플랜지를 이용한 이음 방식을 사용하게 된다. 이러한 플랜지 이음 방식에 대하여 종래 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0133501호로 선 출원된 바 있다.

그러나 종래의 플랜지 이음 방식은 플랜지에 복수의 볼트 체결용 관통공이 일정각도 이격되게 형성된 구조로, 상기 관통공에 복수의 볼트 및 너트를 체결해야 함에 따라 조립공수가 증가하게 된다.

아울러 상기와 같은 종래의 조립방법은 볼트 및 너트가 체결된 부위에만 체결압력이 가해짐에 따라 기밀성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 반도체 제조장비의 배기라인에 사용되는 배관용 덕트를 링 형상의 플랜지를 이용하여 무용접 방식으로 간단하게 연결할 수 있으며, 클램프를 이용한 체결방식을 통해 접합되는 플랜지의 접합면 전체에 균일한 체결압력을 가해줌으로써 기밀성을 향상시킬 수 있는 덕트 연결용 플랜지 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 덕트 연결용 플랜지 조립체는, 배관용 덕트를 연이어 설치할 수 있도록 상기 덕트의 끝단 접합부위에 서로 대응되게 절곡 형성된 플랜지부를 포함하는 덕트 연결용 플랜지 조립체에 있어서, 상기 플랜지부를 사이에 두고 일면이 대향되게 걸림 배치될 수 있도록 상기 덕트의 외주연에 결합되는 적어도 한 쌍의 끼움형 플랜지; 상기 플랜지부 사이에 개재되는 기밀유지용 가스켓; 및 상기 대향되게 배치된 끼움형 플랜지의 타면에 양단이 제각기 걸림 결합될 수 있도록 걸고리가 구비된 적어도 두 개의 블록으로 분할 형성되되, 체결부재의 체결을 통해 상기 한 쌍의 끼움형 플랜지를 가스켓 측으로 가압 고정해주는 클램프;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 경우 상기 끼움형 플랜지는 원형의 링 형상으로 형성되되, 상기 끼움형 플랜지의 일면에는 가스켓 결합홈;이 형성되고, 상기 끼움형 플랜지의 타면에는 상기 클램프의 걸고리 걸림홈;이 형성된 것을 더 포함한다.

또한 상기 끼움형 플랜지의 외주면에는, 중심축선을 기준으로 사분점에 상기 클램프 체결용 평탄면;이 형성된 것을 더 포함한다.

또한 상기 복수의 클램프 체결용 평탄면 중에서, 중심축선을 기준으로 대칭되는 적어도 두 개의 평탄면에는 마킹부;가 형성된 것을 더 포함한다.

또한 상기 가스켓은, 상기 가스켓 결합홈에 결합되는 링 형상의 제1부재; 및 상기 제1부재의 내주면에 단면이 'ㅛ'자 형상으로 돌출되어, 상기 한 쌍의 플랜지부 중 어느 하나에 끼움 결합되는 제2부재;를 포함한다.

또한 상기 제2부재는, 두 개의 돌출부 중 하나가 플랜지부의 접합면 사이에 개재되고, 나머지 하나는 상기 플랜지부와 끼움형 플랜지의 일면 사이에 개재되되, 상기 나머지 하나의 돌출부에는 상기 가스켓의 끼움 결합이 용이하도록 적어도 사분점에 절개홈이 형성된 것을 더 포함한다.

또한 상기 끼움형 플랜지의 외주면에는, 상기 덕트 내부를 통과하는 배기가스가 플랜지부의 접합부위로 누출되는지의 여부를 색상변화를 통해 실시간으로 감지해주는 누출감지수단;이 구비된 것을 더 포함하되, 상기 누출감지수단은 아크릴수지 및 산(Acid)을 감지해주는 특수안료를 포함하여 도장되는 도료이거나, 또는 상기 도료 성분을 포함하는 부착식 테이프인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 끼움형 플랜지는, 링 형상의 몸체로 형성되며, 외주면에는 중심축선을 기준으로 사분점에 클램프 체결용 평탄면이 형성된 것을 포함한다.

이 경우 상기 몸체 일면에 가스켓 결합홈이 형성되고, 상기 몸체 타면에는 상기 클램프의 걸고리 걸림홈이 형성된 것을 더 포함한다.

또한 상기 복수의 클램프 체결용 평탄면 중에서, 중심축선을 기준으로 대칭되는 적어도 두 개의 평탄면에는 마킹부;가 형성된 것을 더 포함한다.

이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 반도체 제조장비의 배기라인에 사용되는 배관용 덕트를 링 형상의 플랜지를 이용하여 무용접 방식으로 간단하게 연결할 수 있으며, 클램프를 이용한 체결방식을 통해 접합되는 플랜지의 접합면 전체에 균일한 체결압력을 가해줌으로써 기밀성을 향상시킬 수 있고, 플랜지 조립체의 분리가 가능함에 따라 유지보수가 용이하며, 특히 덕트 내부의 폐가스 누출 발생시 색상이 변하는 도료를 플랜지 외주면에 도포해줌으로써 가스누설 여부를 실시간으로 확인할 수 있음에 따라 신속한 조치가 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체의 분해사시도,
도 3은 본 발명에 따른 끼움형 플랜지의 평면도,
도 4는 본 발명에 따른 끼움형 플랜지의 마킹부를 보여주는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 누출감지수단의 작용을 보여주는 실시예,
도 6은 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체의 측 단면도,
도 7은 도 6의 'A'부분 상세도,
도 8은 본 발명에 따른 가스켓의 저부를 보여주는 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 클램프의 사시도이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체의 분해사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체의 측 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 배관용 덕트(1)를 연이어 설치할 수 있도록 덕트(1)의 끝단 접합부위에 서로 대응되게 절곡 형성된 플랜지부(1a)를 포함하는 덕트 연결용 플랜지 조립체(100)에 관한 것으로, 이와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체(100)는, 끼움형 플랜지(110), 가스켓(120), 클램프(130)를 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

끼움형 플랜지(110)는 접합되는 플랜지부(1a)를 사이에 두고 일면이 대향되게 걸림 배치될 수 있도록 덕트(1)의 외주면에 끼움 결합되는 것으로, 적어도 한 쌍이 구비된다. 여기서, 바람직하게는 상기 끼움형 플랜지(110)는 주 몸체가 원형의 링 형상으로 형성된다. 이 경우 끼움형 플랜지(110)의 일면에는 가스켓 결합홈(111)이 형성되고, 타면에는 클램프(130)의 걸고리(133)를 걸어 설치할 수 있도록 걸림홈(113)이 형성된다.

도 3을 참조하면, 끼움형 플랜지(110)의 외주면에는 중심축선을 기준으로 사분점에 클램프 체결용 평탄면(115)이 형성된다. 즉 끼움형 플랜지(110)의 외주면은 곡면으로 형성되고, 이에 끼움 결합되는 클램프(130)는 맞닿게 되는 부위가 평면으로 형성된다. 따라서 상기 클램프(130)가 설치되는 끼움형 플랜지(110)의 체결부위를 평탄면(115)으로 형성함에 따라 클램프(130)를 끼움형 플랜지(110)의 외주면에 밀착되게 설치할 수 있으며, 이에 따라 클램프(130)의 유동을 방지할 수 있음은 물론 견고한 설치가 가능해진다.

도 4를 참조하면, 상기 복수의 클램프 체결용 평탄면(115) 중에서 중심축선을 기준으로 대칭되는 적어도 두 개의 평탄면에는 마킹부(115a)가 형성될 수 있다. 즉 마킹부(115a)는 클램프(130)의 체결위치를 신속하게 확인할 수 있도록 한 기준이 되는 면으로, 작업자는 최초 마킹부(115a)가 형성된 평탄면(115)에 클램프(130)를 순차적으로 체결해준다. 그런 후, 그 사이에 위치한 나머지 평탄면(115)에 클램프(130)를 체결해줌에 따라 끼움형 플랜지(110)의 견고한 체결고정이 가능하다.

한편, 상기 끼움형 플랜지(110)의 외주면에는 덕트(1) 내부를 통과하는 배기가스가 플랜지부(1a)의 접합부위를 통해 누출되는지의 여부를 실시간으로 감지해주는 누출감지수단(미도시)이 구비될 수 있다. 즉 상기 누출감지수단은 누출되는 배기가스에 반응하여 누출부위 표면의 색상이 변하게 되는 것으로(예컨대 연황색에서 빨간색으로), 작업자는 이러한 누출감지수단의 색상 변화 여부를 육안으로 확인할 수 있음에 따라 빠른 조치가 가능해진다.

여기서, 바람직하게는 상기 누출감지수단은 아크릴수지 및 산(Acid)을 감지해주는 특수안료 재질을 포함하여 도장되는 도료이거나, 또는 상기 도료 성분을 포함하는 부착식 테이프 형태일 수 있다.

도 5의 (a)는 누출되는 배기가스와 반응하여 누출감지수단의 색상이 변하는 상태를 보여주는 일 실시예이고, 도 5의 (b)는 본 발명에 따른 도료에 염산(HCl) 10%를 포함한 용액을 떨어뜨린 후 용액에 포함된 산을 감지한 누출감지수단 표면의 색상이 변하는지 여부를 테스트한 시편을 보여주는 사진이다. 도 5의 (b)에서 보듯이 떨어뜨린 용액에 반응하여 누출감지수단의 표면 색상이 변한 것을 확인할 수 있다.

한편, 배기가스의 누출부위를 유지보수한 후에는 누출감지수단의 반응부위를 물(또는 약한 알칼리 용액)로 세척하면 본래의 색상으로 돌아가게 된다.

가스켓(120)은 도 6에 도시된 바와 같이 플랜지부(1a) 사이에 개재되는 것으로, 덕트(1) 내부를 통과하는 폐가스가 플랜지부(1a)의 접합부위를 통해 외부로 누출되는 것을 방지해주는 역할을 한다.

도 7을 참조하면, 상기 가스켓(120)은 끼움형 플랜지(110)의 가스켓 결합홈(111)에 결합되는 링 형상의 제1부재(121)와, 상기 제1부재(121)의 내주면에 단면이 'ㅛ'자 형상으로 돌출되어 접합되는 한 쌍의 플랜지부(1a) 중 어느 하나에 끼움 결합되는 제2부재(123)로 이루어지는 것이 바람직하다.

즉 상기 제2부재(123)는 두 개의 돌출부 중 하나(123a)가 플랜지부(1a)의 접합면 사이에 개재되고, 나머지 하나(123b)는 플랜지부(1a)와 끼움형 플랜지(110)의 일면 사이에 개재됨에 따라 기밀성을 향상시켜주게 된다. 이 경우 나머지 하나(123b)의 돌출부에는 가스켓(120)의 끼움 결합이 용이하도록 적어도 사분점에 절개홈(123c)이 형성될 수 있다.(도 8 참조)

본 발명에서는 상기 가스켓(120)의 제2부재(123)가 두 개의 돌출부(123a)(123b)로 구성된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상으로 변경 적용될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 상기 제2부재(123)는 플랜지부(1a)의 사이에 끼움결합되는 하나의 돌출부(미도시)로 형성될 수도 있다.

클램프(130)는 플랜지부(1a)를 사이에 두고 결합되는 한 쌍의 끼움형 플랜지(110)를 견고하게 고정해주는 역할을 한다. 여기서, 바람직하게는 상기 클램프(130)는 도 9에 도시된 바와 같이 대향되게 배치된 끼움형 플랜지(110)의 타면 걸림홈(113)에 양단이 제각기 걸림 결합될 수 있도록 걸고리(133)가 구비되는 적어도 두 개의 블록(131)과, 상기 블록(131)에 연통형성되는 체결공(135a)에 체결 고정되는 체결부재(135)로 이루어질 수 있다.

이러한 구조의 클램프(130)는 양측의 걸고리(133)가 끼움형 플랜지(110)의 걸림홈(113)에 각각 걸린 상태에서 체결부재(135)의 체결을 통해 한 쌍의 끼움형 플랜지(110)를 가스켓(120) 측으로 가압 고정해주게 되고, 이에 따라 끼움형 플랜지(110)를 견고하게 고정할 수 있게 된다.

이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 덕트 연결용 플랜지 조립체(100)는, 반도체 제조장비의 배기라인에 사용되는 배관용 덕트(1)를 링 형상의 끼움형 플랜지(110)를 이용하여 무용접 방식으로 간단하게 연결할 수 있으며, 클램프(130)를 이용한 체결방식을 통해 접합되는 끼움형 플랜지(110)의 접합면 전체에 균일한 체결압력을 가해줌으로써 기밀성을 향상시킬 수 있다.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.

특히, 본 발명에서는 끼움형 플랜지(110)가 플랜지부(1a)가 구비된 덕트(1)에 설치된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하였으나, 이에 한정하지 않으며 플랜지부(1a)가 형성되지 않은 덕트(1)에 적용될 수 있음은 물론이다. 즉 끼움형 플랜지(110)가 덕트(1)의 외주면에 끼움결합된 후, 그 내부의 접합부위를 용접하여 일체로 사용할 수도 있다.

1 : 덕트 1a : 플랜지부
100 : 플랜지 조립체 111 : 가스켓 결합홈
113 : 걸림홈 115 : 평탄면
115a : 마킹부 120 : 가스켓
121 : 제1부재 123 : 제2부재
123a, 123b : 돌출부 123c : 절개홈
130 : 클램프 131 : 블록
133 : 걸고리 135 : 체결부재
135a : 체결공

Claims (10)

1. 배관용 덕트(1)를 연이어 설치할 수 있도록 상기 덕트(1)의 끝단 접합부위에 서로 대응되게 절곡 형성된 플랜지부(1a)를 포함하는 덕트 연결용 플랜지 조립체에 있어서,
   상기 플랜지부(1a)를 사이에 두고 일면이 대향되게 걸림 배치될 수 있도록 상기 덕트(1)의 외주연에 결합되는 적어도 한 쌍의 끼움형 플랜지(110);
   상기 플랜지부(1a) 사이에 개재되는 기밀유지용 가스켓(120); 및
   상기 대향되게 배치된 끼움형 플랜지(110)의 타면에 양단이 제각기 걸림 결합될 수 있도록 걸고리(133)가 구비된 적어도 두 개의 블록(131)으로 분할 형성되되, 체결부재(135)의 체결을 통해 상기 한 쌍의 끼움형 플랜지(110)를 가스켓(120) 측으로 가압 고정해주는 클램프(130);를 포함하되,
   상기 끼움형 플랜지(110)의 외주면에는 중심축선을 기준으로 사분점에 클램프 체결용 평탄면(115);이 형성되고,
   상기 복수의 클램프 체결용 평탄면(115) 중에서, 중심축선을 기준으로 대칭되는 적어도 두 개의 평탄면(115)에는 상기 클램프(130)의 체결위치를 신속하게 확인할 수 있도록 기준이 되는 마킹부(115a);가 형성되며,
   상기 가스켓(120)은,
   상기 가스켓 결합홈(111)에 결합되는 링 형상의 제1부재(121);와 상기 제1부재(121)의 내주면에 단면이 'ㅛ'자 형상으로 돌출되어, 상기 한 쌍의 플랜지부(1a) 중 어느 하나에 끼움 결합되는 제2부재(123);를 포함하되, 상기 제2부재(123)는 두 개의 돌출부 중 하나(123a)가 플랜지부(1a)의 접합면 사이에 개재되고, 나머지 하나(123b)는 상기 플랜지부(1a)와 끼움형 플랜지(110)의 일면 사이에 개재되되, 상기 나머지 하나(123b)의 돌출부에는 상기 가스켓(120)의 끼움 결합이 용이하도록 적어도 사분점에 절개홈(123c)이 형성되고,
   상기 끼움형 플랜지(110)의 외주면에는, 상기 덕트(1) 내부를 통과하는 배기가스가 플랜지부(1a)의 접합부위로 누출되는지의 여부를 색상변화를 통해 실시간으로 감지해주는 누출감지수단;이 구비된 것을 더 포함하되, 상기 누출감지수단은 아크릴수지 및 산(Acid)을 감지해주는 특수안료 재질을 포함하여 도장되는 도료이거나, 또는 상기 도료 성분을 포함하는 부착식 테이프인 것을 포함하는 덕트 연결용 플랜지 조립체.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 끼움형 플랜지(110)는 원형의 링 형상으로 형성되되,
   상기 끼움형 플랜지(110)의 일면에는 가스켓 결합홈(111);이 형성되고,
   상기 끼움형 플랜지(110)의 타면에는 상기 클램프(130)의 걸고리 걸림홈(113);이 형성된 것을 더 포함하는 덕트 연결용 플랜지 조립체.
   
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