KR101687963B1 - 이중배관 방식의 히팅장치 - Google Patents

Abstract

반도체 공정용 배관을 감싸는 내부시트; 상기 내부시트 위에 일정 패턴으로 바느질되는 열선; 상기 열선을 덮도록 상기 내부시트 위에 적층되는 히팅재킷; 상기 히팅재킷을 감싸는 외부시트; 및 상기 외부시트와 접촉하거나 이격되어 상기 외부시트를 감싸는 보호배관을 포함하는 이중배관 방식의 히팅장치가 개시된다.

Description

이중배관 방식의 히팅장치{Heating apparatus using double tubes}

본 발명은 이중배관 방식의 히팅장치에 관한 것으로, 특히 화재 안전성을 개선하고 유지관리의 효율성을 향상시킬 수 있는 기술에 관련한다.

히팅 시스템은 반도체 제조장비의 배관 내에 잔존하는 미량의 수분을 제거하거나 촉매의 활성화를 위해 사용된다.

구체적으로, 반도체 제조 중 고온에서 공정이 진행된 후 사용된 가스가 펌프로 배출되는데, 이때 온도차가 있는 곳에서 가스가 파우더로 응고되면서 공정불량을 유발할 수 있기 때문에 히팅 시스템은 가스 배출이 원활하도록 챔버 이후의 배관 라인의 온도 유지를 위해 사용한다.

이와 같은, 히팅 시스템은 특히, 반도체 FAB 라인에서는 증착(diffusion), 드라이 에치(Dry Etch), 및 LPCVD 공정에서 주로 사용되고, LCD 라인에서는 CVD 공정에 주로 사용되며, 가령 히팅 재킷(Heating Jacket)이 사용된다.

종래의 히팅 재킷의 일 예로, 국내 등록특허 제10-0955861호가 제안되어 있다.

이 특허에 의하면, 일면이 파이프 라인의 외면과 대향하도록 파이프 라인을 커버하는 내부시트와; 상기 내부시트의 타면에 분포되는 열선과; 상기 내부시트의 타면에 적층되며, 상기 열선에서 방사되는 열을 보온하는 보온패드와; 상기 열선의 길이방향을 따라 바느질되어 상기 열선을 상기 내부시트 또는 상기 보온패드에 고정하는 바늘땀; 및 상기 보온패드를 상기 파이프에 홀딩하는 커버재킷을 포함함으로써, 파이프 가열 장치의 구성을 단순화할 수 있고 그 제조 공정을 간단히 할 수 있다는 효과를 갖는다.

그러나, 상기의 특허에 의하면 다음과 같은 문제점을 갖는다.

보온패드로 실리콘, 폴리머, 에폭시, 폴리우레탄 등을 발포시켜 사용하는데, 보온패드를 커버재킷으로 감싸고 있어 외부에서 화재가 발생한 경우 발포체인 보온패드를 통하여 화재가 급속하게 번질 수 있다는 문제점이 있다.

또한, 커버재킷만으로 보온패드를 감싸고 있어, 열선의 온도가 가령 200℃ 정도일 때, 커버재킷에서 감지되는 온도는 대략 80℃ 정도가 되어 작업자가 화상을 입을 위험성이 크다는 문제점이 있다.

또한, 열선을 감싸는 테프론의 가격이 너무 비싸기 때문에 제조원가가 증가할 뿐만 아니라 테프론 자체가 화재에 대해 취약성을 갖는다.

따라서, 본 발명의 목적은 외부에서 화재가 발생한 경우 히팅장치를 통하여 화재가 급속하게 번지는 것을 방지할 수 있는 이중배관 방식의 히팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부에서 감지되는 온도를 낮추어 작업자가 화상을 입을 위험성을 크게 줄일 수 있는 이중배관 방식의 히팅장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제조원가를 줄이고 열선의 내화성을 향상시킨 이중배관 방식의 히팅장치를 제공하는 것이다.

상기의 목적은, 상기 배관을 감싸는 내부시트; 상기 내부시트 위에 일정 패턴으로 바느질되는 열선; 상기 열선을 덮도록 상기 내부시트 위에 적층되는 히팅재킷; 상기 히팅재킷을 감싸는 외부시트; 및 상기 외부시트와 접촉하거나 이격되어 상기 외부시트를 감싸는 보호배관을 포함하는 이중배관 방식의 히팅장치에 의해 달성된다.

바람직하게, 상기 열선은 스테인리스 스틸 파이버 다발을 폴리벤족사졸(Polybenzoxazole) 원단으로 감싸 구성할 수 있다.

바람직하게, 히팅재킷은 내면과 외면이 각각 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 시트로 감싼 실리카 울(wool)로 구성될 수 있다.

바람직하게, 상기 보호 배관은 스테인리스 스틸로 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 히팅장치의 외부에서 화재가 발생한 경우, 보호배관에 의해 화염이 히팅재킷으로 번지는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

또한, 열선의 온도가 높더라도 보호배관에서 감지되는 온도가 낮기 때문에 히팅장치에 인접하여 작업하는 작업자가 화상을 입을 위험성을 크게 줄일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 히팅장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 히팅장치를 수직으로 절단한 일부 단면도와 부분 확대도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 히팅장치를 보여주는 사시도이고, 도 2는 도 1의 히팅장치를 수직으로 절단한 일부 단면도와 부분 확대도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 히팅장치(100)는, 배관(10)을 감싸는 내부시트(20), 내부시트(20) 위에 일정 패턴으로 바느질되는 열선(30), 열선(30)을 덮도록 내부시트(20) 위에 적층되는 히팅재킷(40), 히팅재킷(40)을 감싸는 외부시트(50), 및 외부시트(50)와 접촉하거나 이격되어 외부시트(50)를 감싸는 보호배관(60)으로 구성된다.

여기서, 보호배관(60)은, 가령 스테인리스 스틸로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 다양한 내화성 재질로 구성될 수 있다.

이러한 구성에 의하면, 히팅장치(100)의 외부에서 화재가 발생한 경우, 보호배관(60)에 의해 히팅재킷(40)을 통하여 화재가 급속하게 번지는 것을 방지할 수 있다.

또한, 열선(30)의 온도가 높더라도 보호배관(60)에서 감지되는 온도가 낮기 때문에 히팅장치(100)에 인접하여 작업하는 작업자가 화상을 입을 위험성을 크게 줄일 수 있다.

이하, 각 구성부분에 대해 상세하게 설명한다.

배관(10)을 감싸는 내부시트(20)는 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 시트로 구성된다.

도 2의 원안에 나타낸 부분 확대도를 보면, 열선(30)은, 가령 200가닥 정도의 미세 직경의 스테인리스 스틸 파이버(32, stainless still fiber)가 다발을 이룬 상태에서 폴리벤족사졸(Polybenzoxazole, PBO) 원단(34)으로 감싸 구성된다.

PBO 원단은 대략 450℃ 정도의 내열 온도를 가지며, PTFE에 비해 가격이 저렴하다는 특징을 갖는다.

열선(30)은 내부시트(20) 위에 일정한 패턴으로 바느질되어 고정되는데, 다시 말해 열선(30)을 박음질용 실로 사용하여 컴퓨터에 의해 제어 가능한 재봉 기계에 의해 기설정된 패턴으로 내부시트(20) 위에 박음질되어 고정된다.

히팅재킷(40)은 내면과 외면이 각각 PTFE 시트(41, 43, 45)로 감싼 실리카 울(wool)(42, 44)로 구성되며, 이 실시 예에서는 두 겹으로 구성되지만, 이에 한정되지 않는다.

실리카 울(42, 44)은 열전도율이 극히 낮아 보온효과가 크고, 비중이 낮고 기계적 강도가 높기 때문에 현장작업성이 좋고 파손에 의한 손실이 적다는 장점을 갖는다. 또한, 완전 불연성이기 때문에 화재위험이나 유독가스의 발생이 전혀 없다.

상기와 같이, 실리카 울의 내면과 외면을 각각 PTFE 시트로 감싸 하나의 단위체로 하여 직경 크기별로 구성함으로써 필요시 현장에서 적절하게 적층하여 히팅재킷(40)을 구성할 수 있다는 이점이 있다.

외부시트(50)는 내부시트(20)와 같이 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 시트로 구성된다.

보호 배관(60)은 외부시트(50)와 이격되거나 접촉되어 외부시트(50)를 감싸는데, 스테인리스 스틸로 구성될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 내화성 재질로 구성될 수 있다.

상기와 같이, 이중배관으로 구성함으로써, 히팅장치(100)의 외부에서 화재가 발생한 경우, 보호배관(60)에 의해 화염이 히팅재킷(40)으로 번지는 것을 원천적으로 차단할 수 있다.

또한, 열선(30)의 온도가 400℃ 정도로 높더라도 실리카 울(42, 44)의 열전도성이 현격하게 낮기 때문에 보호배관(60)에서 감지되는 온도가 30~40℃ 정도로 낮기 때문에 히팅장치(100)에 인접하여 작업하는 작업자가 화상을 입을 위험성을 크게 줄일 수 있다.

특히, 보호배관(60)과 외부시트(50) 사이에 간극이 형성되는 경우, 간극에 의해 열전달을 차단할 수 있어 보호배관(60)에서 감지되는 온도를 더욱 낮출 수 있다.

삭제

이상에서는 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경을 가할 수 있음은 물론이다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예에 한정되어 해석될 수 없으며, 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해 해석되어야 한다.

10: 배관
20: 내부시트
30: 열선
40: 히팅재킷
41, 43, 45: PTFE 시트
42, 44: 실리카 울
50: 외부시트
60: 보호배관

Claims (4)

1. 반도체 공정용 배관을 감싸는 내부시트, 상기 내부시트 위에 일정 패턴으로 바느질되는 열선, 상기 열선을 덮도록 상기 내부시트 위에 적층되는 히팅재킷, 및 상기 히팅재킷을 감싸는 외부시트를 구비한 히팅장치로서,
   상기 외부시트와 접촉하거나 이격되어 상기 외부시트를 감싸 외부환경으로부터 상기 외부시트를 보호하는 보호배관을 더 포함하고,
   상기 히팅재킷은 내면과 외면이 각각 PTFE(Polytetrafluoroethylene) 시트로 감싼 실리카 울(wool)로 구성되는 이중배관 방식의 히팅장치.
2. 청구항 1에서,
   상기 열선은 스테인리스 스틸 파이버 다발을 폴리벤족사졸(Polybenzoxazole) 원단으로 감싸 구성하는 이중배관 방식의 히팅장치.
3. 삭제
4. 청구항 1에서,
   상기 보호 배관은 스테인리스 스틸로 구성되는 이중배관 방식의 히팅장치.

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