KR101599247B1

KR101599247B1 - 에코 히팅 시스템

Info

Publication number: KR101599247B1
Application number: KR1020150016718A
Authority: KR
Inventors: 장재식
Original assignee: (주)유니엠
Priority date: 2015-02-03
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2016-03-14

Abstract

본 발명은 에코 히팅 시스템에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 인터록 튜브; 인터록 튜브의 양 종단부를 각각 고정시키는 한 쌍의 플랜지; 인터록 튜브를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제1 주름관 및 제1 주름관을 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제2 주름관을 포함하는 내측 벨로우즈부; 내측 벨로우즈부를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제3 주름관을 포함하는 외측 벨로우즈부; 및 내측 벨로우즈부와 외측 벨로우즈부 사이 공간에서 내측 벨로우즈부를 나선형으로 감싸도록 마련되며, 전원 공급시 열을 발산하도록 마련된 히팅 코일을 포함하는 에코 히팅 시스템이 제공된다.

Description

에코 히팅 시스템{Eco Heating System}

본 발명은 에코 히팅 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 배기 가스 유동을 개선할 수 있고, 소비전력을 절감할 수 있는 에코 히팅 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조공정은 프로세스 챔버에서 반응가스나 공정가스를 사용하는 형태로 진행되고, 특정 공정이 완료되면 잔류하는 가스나 반응 부산물, 예를 들어 파우더 등은 배기 라인을 통해서 배출된다.

또한, 반도체 제조공정은 반도체 소자의 특성이 나빠지거나 수율이 저하되는 것을 방지하기 위해 진공 상태에서 이루어진다. 이에 따라 진공펌프의 작동으로 반도체 설비의 내부를 진공으로 유지하고, 공정이 진행된 후에 반도체 제조설비 내부의 부산물(by-product)은 진공 라인을 통해 진공 펌프로 흡입된 후 배기 라인을 통해 배출된다.

한편, 진공 라인 또는 배기 라인의 경우 수평 또는 수직 방향으로만 연결될 수 없어 유연성이 요구되는 영역에는 파이프 대신 신축성과 유연성을 갖는 벨로우즈가 사용되고 있다. 통상 벨로우즈는 양 종단부에 각각 플랜지가 결합되어 있어, 플랜지를 통해 배기 라인 등에 연결 설치된다. 여기서, 부산물이 진공라인 또는 배기라인 일측에 축척 및 고착되는 경우, 장비의 성능 저하를 유발할 수 있다. 이러한 부산물의 축척을 방지하도록 배기 라인을 가열시키는 플렉서블 히터가 사용되고 있으며, 플렉서블 히터는 벨로우즈 구조를 갖는다.

그러나 종래 플렉서블 히터는 누설에 대한 안정성이 취약하고, 내부식성이 떨어지며, 가열을 위한 에너지 소모가 큰 문제를 갖는다.

한국등록특허공보 제10-1075170호(2011년 10월 13일 등록)

본 발명은 배기 가스 유동을 개선할 수 있고, 내부식성을 강화할 수 있는 에코 히팅 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 부산물(by-product)의 축척을 방지하고, 누설에 대한 안정성을 높일 수 있는 에코 히팅 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

또한, 본 발명은 다층 구조의 열복사 작용을 통해 소비 전력을 감소시킬 수 있는 에코 히팅 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 인터록 튜브; 인터록 튜브의 양 종단부를 각각 고정시키는 한 쌍의 플랜지; 인터록 튜브를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제1 주름관 및 제1 주름관을 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제2 주름관을 포함하는 내측 벨로우즈부; 내측 벨로우즈부를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제3 주름관을 포함하는 외측 벨로우즈부; 및 내측 벨로우즈부와 외측 벨로우즈부 사이 공간에서 내측 벨로우즈부를 나선형으로 감싸도록 마련되며, 전원 공급시 열을 발산하도록 마련된 히팅 코일을 포함하는 에코 히팅 시스템이 제공된다.

또한, 제1 주름관과 제2 주름관은, 제2 주름관의 산 내부에 제1 주름관의 산이 위치하도록 중첩될 수 있다.

또한, 한 쌍의 플랜지에는 인터록 튜브가 삽입되는 삽입홈이 원주방향을 따라 마련되고, 인터록 튜브는 상기 삽입홈에 고정될 수 있고, 제1 및 제2 주름관은 플랜지에 고정될 수 있다.

또한, 제1 주름관 및 제2 주름관은, 인터록 튜브의 길이방향을 따라 일부 영역에서 접합된 상태로 유지되고, 나머지 영역에서 접합되지 않은 상태로 유지될 수 있다.

또한, 인터록 튜브는 내주면에 배기 통로가 마련되며, 인터록 튜브는 외주면에서 플랜지와 라이너 용접될 수 있다.

또한, 제1 주름관과 제2 주름관은 각각 동일한 재질로 형성되고, 제1 주름관과 제2 주름관은, 각각의 산의 높이 및 인접하는 2개의 산 사이의 간격이 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다.

또한, 제3 주름관의 산의 높이는 제1 주름관의 산의 높이 보다 크게 마련되고, 제3 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격은 제1 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격 보다 크게 마련될 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템은 다음과 같은 효과를 갖는다.

인터록 튜브를 통해 배기 가스 유동을 개선할 수 있고, 부산물(by-product)의 축척을 방지할 수 있다.

또한, 다층 구조를 사용하여 내부식성을 강화할 수 있고, 누설에 대한 안정성을 높일 수 있다. 또한, 다층 구조의 열복사 작용을 통해 소비 전력을 감소시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템의 요부 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 에코 히팅 시스템의 요부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템의 요부 단면도이다.
도 4는 플랜지가 결합된 상태의 에코 히팅 시스템을 나타내는 요부 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 에코 히팅 시스템의 요부 절개 사시도이다.
도 6은 도 4에 도시된 인터록 튜브의 단면도이다.

이하, 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템의 요부 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 에코 히팅 시스템의 요부 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템의 요부 단면도이다.

또한, 도 4는 플랜지가 결합된 상태의 에코 히팅 시스템을 나타내는 요부 단면도이고, 도 5는 도 4에 도시된 에코 히팅 시스템의 요부 절개 사시도이며, 도 6은 도 4에 도시된 인터록 튜브의 단면도로서, 인터록 튜브의 인터록킹(interlocking) 구조를 나타낸다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예와 관련된 에코 히팅 시스템(10)은 플렉서블 히터(flexible heater)(10)로 지칭될 수 있다. 또한, 상기 에코 히팅 시스템(10)은 인터록 튜브(interlock tube)(100)와 내측 벨로우즈부(200)와 히팅 코일(300) 및 외측 벨로우즈부(400)를 포함한다. 구체적으로, 인터록 튜브(100)의 반경방향(y축 방향)을 따라 인터록 튜브(100)의 외측으로 내측 벨로우즈부(200)와 히팅 코일(300) 및 외측 벨로우즈부(400)가 차례로 마련된다.

도 2를 참조하면, 인터록 튜브(100)는 반도체 설비의 진공 라인 또는 배기 라인의 일부 영역과 연통되도록 설치되며, 내부로 배기 가스(부산물 포함)의 통로(101, ‘배기통로’라고도 함)를 제공한다. 구체적으로, 인터록 튜브(100)의 내주면은 배기 가스의 통로를 구성한다. 또한, 인터록 튜브(100)는 반도체 제조공정에서 발생하는 배기가스에 대한 내부식성이 큰 재질로 형성될 수 있다. 또한, 인터록 튜브(100)는 원통형 파이프 형상을 가질 수 있다.

또한, 인터록 튜브(100)는 구부러짐 가능하도록 복수 개의 부재(또는 관절)가 인터록킹(interlocking)된 구조를 갖는다. 예를 들어, 도 3 및 도 6을 참조하면, 인터록 튜브(100)는 제1 스트립(110) 및 상기 제1 스트립(110)과 맞물린 제2 스트립(120)를 포함할 수 있다. 이때, 제2 스트립(120)은 제1 스트립(110)에 대하여 서로 구부러질 수 있도록 맞물린다. 또한, 제2 스트립(120)은 제1 스트립(110)에 접혀 겹쳐질 수 있다.

또한, 제1 스트립(110)은 제1 베이스부(111)와 제1 단부(112)를 포함하고, 제2 스트립(120)은 제2 베이스부(121)와 제2 단부(122)를 포함할 수 있다. 제1 스트립(110)에서, 제1 베이스부(111)와 제1 단부(112)는 “⊃” 형상을 갖도록 연결될 수 있다. 또한, 제2 스트립(120)에서, 제2 베이스부(121)와 제2 단부(122)는 “⊂” 형상을 갖도록 연결될 수 있다.

제1 스트립(110)과 제2 스트립(120)의 맞물림 구조를 살펴보면, 제1 단부(112)는 제2 스트립(120) 내부에 위치하도록 삽입되고, 제1 단부(112)는 제2 단부(112)와 선 접촉하도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 단부(122)는 제1 베이스부(111)에 대하여 인터록 튜브(100)의 내측으로 경사지도록 마련될 수 있다. 여기서, 제1 베이스부(111)에 대한 제2 단부(122)의 경사각도(θ)는 10° 내지 15°일 수 있다.

따라서, 인터록 튜브(100)가 어떤 상태로 움직이든지(구부러지든지) 한 선에서는 상기 제1 스트립(110)과 제2 스트립(120)이 선 접촉 상태를 유지하도록 구성할 수 있다. 이러한 구조에 따라, 배기 가스의 누설량이 개선될 수 있고, 인장력이나 수직항력에서도 인터록킹 구조가 풀리지 않게 된다.

내측 벨로우즈부(200)는 인터록 튜브(100)를 둘러싸도록 마련되며, 인터록 튜브(100)의 길이방향(x축 방향)을 따라 인터록 튜브(100)의 외측에서 인터록 튜브(100)의 외주면을 둘러싸도록 마련된다. 구체적으로, 내측 벨로우즈부(200)는 인터록 튜브(100)를 둘러싸도록 마련되고, 산(211)과 골(212)을 갖는 제1 주름관(210) 및 제1 주름관(210)을 둘러싸도록 마련되고, 산(221)과 골(222)을 갖는 제2 주름관(220)을 포함한다.

도 3을 참조하면, 상기 내측 벨로우즈부(200)는 인터록 튜브(100)의 반경방향(y축 방향)을 따라 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)이 차례로 마련된 다층 구조를 갖는다. 따라서, 상기 에코 히팅 시스템(10)은 인터록 튜브(100), 2층 구조의 내측 벨로우즈부(200) 및 외측 벨로우즈부(400)까지 적어도 4층 구조를 가질 수 있다. 이에 따라, 배기가스에 대한 내부식성을 강화할 수 있고, 누설에 대한 안정성을 향상시킬 수 있다. 또한, 다층 구조의 열복사 작용을 통해 에너지 절감 효과를 얻을 수 있다.

제1 및 제2 주름관(210, 220)은 각각 인터록 튜브(100)의 길이방향을 따라 산과 골이 연속적으로 마련된 구조를 갖는다. 이와 같이, 내측 벨로우즈부(200)는 구부러질 수 있도록 유연한 구조를 가지며, 인터록 튜브(100)와 함께 자유로운 형태 변화가 가능하다.

또한, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)은, 인터록 튜브(100)의 반경방향(y축 방향)을 따라 제2 주름관(220)의 산(221) 내부에 제1 주름관(210)의 산(211)이 위치하도록 중첩된다. 또한, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)은, 각각의 산의 높이(h1) 및 인접하는 2개의 산 사이의 간격(P1)이 실질적으로 동일하게 형성될 수 있다. 이를 위하여, 제1 주름관(210)을 구성할 제1 금속 부재와 제2 주름관(220)을 구성할 제2 금속 부재를 겹친 상태에서 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)의 산과 골을 동시에 형성함으로써 내측 벨로우즈부(200)를 제조할 수 있다.

또한, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)은 각각 금속 재질로 형성될 수 있고, 동일한 재질(금속 재질)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 각각의 주름관(210, 220)은 스테인리스 계열의 SUS304, SUS316L, SUSTi, 및 SUS321 등의 재질로 형성될 수 있고, 바람직하게 STS316L로 형성될 수 있다.

한편, 제1 주름관(210) 및 제2 주름관(220)은, 인터록 튜브(100)의 길이방향(x축 방향)을 따라 일부 영역에서 접합(용접)되고, 나머지 영역에서 접합(용접)되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 예를 들어, 제1 주름관(210)이 제2 주름관(220) 내측에 삽입된 상태에서, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)은 양 종단부에서 각각 용접될 수 있고, 나머지 영역에서 접합되지 않은 상태로 유지될 수 있다. 내측 벨로우즈부(200)의 양 종단부에서만 용접이 이루어짐에 따라 유연성을 확보할 수 있고, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220) 사이의 공간을 열 복사층으로 사용할 수 있다.

또한, 에코 히팅 시스템(10)은 인터록 튜브(100)의 양 종단부를 각각 고정시키는 한 쌍의 플랜지(20)를 포함한다. 상기 에코 히팅 시스템(10)은 상기 플랜지(20)를 통해 배기 라인 또는 진공 라인의 일부영역에 체결(설치)될 수 있다. 또한, 한 쌍의 플랜지(20)에는 인터록 튜브(100)가 삽입되는 삽입홈(21)이 원주방향을 따라 마련될 수 있다.

여기서, 인터록 튜브(100)는, 상기 삽입홈(21)에 인터록 튜브(100)의 일 종단부가 삽입된 상태에서 상기 삽입홈(21)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 인터록 튜브(100)는 상기 삽입홈(21)에 용접될 수 있다. 구체적으로, 인터록 튜브(100)는 내주면에 배기 통로(101)가 마련되며, 인터록 튜브(100)는 외주면에서 플랜지(20)와 라이너 용접될 수 있다.

도 5를 참조하면, 플랜지(20)의 삽입홈(21)에 인터록 튜브(100)의 종단부를 삽입하고, 플랜지(20)의 외측에서 라이너 용접에 의해 용접부(30)를 형성할 수 있다. 이와 같이, 배기 통로(101)의 외부에 용접부(30)가 형성되므로, 용접부(30)가 배기 가스의 흐름에 의한 영향을 받지 않게 되고, 용접 부분이 부식성 가스에 노출되지 않을 수 있다. 이에 따라, 용접부위에 균열이 발생하여 배기 가스가 누출되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 내측 벨로우즈부(200)는 상기 플랜지(20)에 용접(고정)될 수 있다. 이때, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)은 플랜지(20)에 동시에 용접될 수 있다. 또한, 제1 주름관(210)과 제2 주름관(220)은 플랜지(20)의 삽입홈(21)에 고정될 수도 있다.

한편, 외측 벨로우즈부(400)는 내측 벨로우즈부(200)를 둘러싸도록 마련된다. 또한, 외측 벨로우즈부(400)는 산과 골을 갖는 제3 주름관을 포함한다. 여기서 제3 주름관은 제1 및 제2 주름관(210, 220)과 동일한 재질로 형성되거나 또는 서로 다른 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 제1 주름관(210)의 두께와 제2 주름관(220)의 두께는 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 제1 주름관(210)의 두께와 제3 주름관의 두께는 동일하게 형성될 수도 있고, 서로 다르게 형성될 수도 있다. 또한, 내측 벨로우즈부(200)는 적어도 2층 이상의 다층 구조를 가질 수 있고, 외측 벨로우즈(400)는 단일 층을 갖는 구조를 가질 수 있다.

한편, 제3 주름관의 산의 높이(h2)는 제1 주름관(210)의 산의 높이(h1) 보다 크게 마련될 수 있고, 제3 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격(P2)은 제1 주름관(210)의 인접하는 2개의 산의 간격(P1) 보다 크게 마련될 수도 있다. 이와는 다르게, 제3 주름관의 산의 높이(h2)는 제1 주름관의 산의 높이(h1)와 동일하게 마련될 수도 있고, 제3 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격(P2)은 제1 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격(P1)과 동일하게 마련될 수도 있다.

또한, 외측 벨로우즈부(400)는 양 종단부가 각각 상기 플랜지(20)에 용접될 수 있다. 또한, 내측 벨로우즈부(200) 및 인터록 튜브(100) 사이의 열복사층의 체적은 외측 벨로우즈부(400) 및 내측 벨로우즈부(200) 사이의 열복사층의 체적보다 작게 설정될 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 히팅 코일(300)은 내측 벨로우즈부(200)와 외측 벨로우즈부(400) 사이 공간에서, 내측 벨로우즈부(200)를 나선형으로 감싸도록 마련된다. 또한, 상기 히팅 코일(300)은 전원 공급시 열을 발산하도록 마련된다. 상기 히팅 코일(300)의 열을 통해, 배기통로(101)에 열을 가함으로써 파우더 발생을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 히팅 코일(300)은 양단자와 음단자 및 각각의 단자를 감싸 절연시키는 절연재를 포함할 수 있다. 또한, 히팅 코일(300)은 절연재의 외주면을 압축시켜 감싸는 금속 보호관을 포함할 수 있다. 또한, 상기 절연재는 산화 마그네슘으로 형성될 수 있다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10: 에코 히팅 시스템
100: 인터록 튜브
200: 내측 벨로우즈부
210: 제1 주름관
220: 제2 주름관
300: 히팅 코일
400: 외측 벨로우즈부

Claims

인터록 튜브;
인터록 튜브의 양 종단부를 각각 고정시키는 한 쌍의 플랜지;
인터록 튜브를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제1 주름관 및 제1 주름관을 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제2 주름관을 포함하는 내측 벨로우즈부;
내측 벨로우즈부를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제3 주름관을 포함하는 외측 벨로우즈부; 및
내측 벨로우즈부와 외측 벨로우즈부 사이 공간에서 내측 벨로우즈부를 나선형으로 감싸도록 마련되며, 전원 공급시 열을 발산하도록 마련된 히팅 코일을 포함하는 에코 히팅 시스템.
제 1 항에 있어서,
제1 주름관과 제2 주름관은, 제2 주름관의 산 내부에 제1 주름관의 산이 위치하도록 중첩된 에코 히팅 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
한 쌍의 플랜지에는 인터록 튜브가 삽입되는 삽입홈이 원주방향을 따라 마련되고,
인터록 튜브는 상기 삽입홈에 고정되며,
제1 및 제2 주름관은 플랜지에 고정된 에코 히팅 시스템.
제 3 항에 있어서,
제1 주름관 및 제2 주름관은, 인터록 튜브의 길이방향을 따라 일부 영역에서 접합되고, 나머지 영역에서 접합되지 않은 상태로 유지된 에코 히팅 시스템.
제 3 항에 있어서,
인터록 튜브는 내주면에 배기 통로가 마련되며,
인터록 튜브는 외주면에서 플랜지와 라이너 용접된 에코 히팅 시스템.
제 1 항에 있어서,
제1 주름관과 제2 주름관은 각각 동일한 재질로 형성되고,
제1 주름관과 제2 주름관은, 각각의 산의 높이 및 인접하는 2개의 산 사이의 간격이 실질적으로 동일하게 형성된 에코 히팅 시스템.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,
제3 주름관의 산의 높이는 제1 주름관의 산의 높이 보다 크게 마련되고,
제3 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격은 제1 주름관의 인접하는 2개의 산의 간격 보다 크게 마련된 에코 히팅 시스템.