KR101952204B1 - 배관용 유속 증대장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프로세스 챔버(Chamber)에서 발생되는 반응 부산물의 배출 속도를 증대시켜 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등이 달라붙거나 쌓이는 것을 방지할 수 있는 배관 연결용 유속 증대장치를 제공하기 위한 것이다.
이를 위해 본 발명에서는 길이 방향의 양단에 플랜지가 형성된 파이프와, 상기 파이프의 중심에 위치되어 유체가 둘레를 따라 회전하도록 유도하는 샤프트와, 상기 샤프트에 일정한 패턴과 간격을 두고 배열 고정되어 유체가 와류운동으로 신속하게 소용돌이치면서 흐르도록 안내하는 터뷸런스 블레이드와, 상기 샤프트의 길이 방향 한쪽 끝부분에 고정되어 내측으로 통과하는 유체를 굴절 및 분산시켜 상기 파이프 내부로 들여 보내는 스플리터 및 상기 스플리터의 외주연에 끼워져 다른 파이프와의 이음매에 기밀성을 유지시키는 패킹을 포함하는 배관용 유속 증대장치를 개시한다.

Description

배관용 유속 증대장치{FLUID ACCELERATION APPARATUS FOR PIPE}

본 발명은 배관용 유속 증대장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반도체 제조설비의 각종 프로세스 챔버에서 발생되는 반응 부산물이 배관을 통해 배출 시 그 흐르는 속도를 증대시켜 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등의 이물질이 달라붙거나 쌓여서 막히는 것을 방지할 수 있는 배관 연결용 유속 증대장치에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 집적회로나 디스플레이 소자 제조공정 중 프로세스 챔버(Chamber) 내에서 웨이퍼(Wafer) 상에 박막을 증착하고, 증착된 박막을 식각하는 등의 과정을 수회 반복하는 전공정은 실란(Silane), 아르신(Arsine), 염화붕소 등의 유해가스와 수소 등의 프로세스 가스 및 TEOS((Tetraethly Orthosilicate) 등의 각종 증착액을 사용하여 고온에서 이루어지기 때문에 프로세스 챔버 내부에는 각종 발화성 가스와 부식성 이물질 및 유독성분을 함유하는 반응 부산물(가스)이 다량으로 발생한다.

이에 따라 반도체 제조장비에는 각 공정의 완료 후 프로세스 챔버 내부에 잔류하는 반응 부산물을 이젝터(ejector)나 펌프 등의 장치로 빨아내어 배관을 통해 외부로 배출한다.

그런데 프로세스 챔버의 반응 부산물 중에는 반도체 공정에서 발생하는 파우더나 파티클 등이 포함되어 있는데, 이는 배출 시 배관의 내벽에 달라붙거나 쌓여서 원활한 흐름을 방해할 뿐만 아니라 심한 경우 배관을 막아 프로세스 챔버로 역류하면서 프로세스 챔버 내의 압력 및 공정 온도에 악영향을 주어 공정 불량을 유발하는 문제점이 있다.

이처럼 프로세스 챔버의 반응 부산물(가스) 배출 배관라인에서의 유속은 처리 효율은 물론 반도체 제조설비의 유지보수 차원에서 매우 중요하기 때문에 이를 해결할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다.

여기서 상술한 배경기술 또는 종래기술은 본 발명자가 보유하거나 본 발명을 도출하는 과정에서 습득한 정보로서 본 발명의 기술적 의의를 이해하는데 도움이 되기 위한 것일 뿐, 본 발명의 출원 전에 이 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려진 기술을 의미하는 것은 아님을 밝힌다.

KR 10-0689691 B1(2007.02.26) KR 10-1430062 B1(2014.08.07) KR 20-0311980 Y(2003.04.18)

이에 본 발명자는 상술한 제반 사항을 종합적으로 고려하여 기존의 배관이 지닌 한계 및 문제점의 해결에 역점을 두어, 프로세스 챔버에서 발생되는 반응 부산물이 배관을 통해 배출 시 강하게 회전하면서 흐르도록 유도하여 유속을 증대시킴으로써 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등의 이물질이 달라붙거나 쌓여서 막히는 것을 방지하는 효과를 도모할 수 있는 새로운 구조의 유속 증대장치를 개발하고자 각고의 노력을 기울여 부단히 연구하던 중 그 결과로써 본 발명을 창안하게 되었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등이 달라붙거나 쌓여서 막히는 것을 방지할 수 있도록 하는 유속 증대장치를 제공하는 데 있는 것이다.

여기서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제 및 목적은 이상에서 언급한 기술적 과제 및 목적으로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제 및 목적들은 아래의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

상술한 바와 같은 목적을 달성 및 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시 태양에 따른 구체적 수단은, 길이 방향의 양단에 플랜지가 형성된 파이프와, 상기 파이프의 중심에 위치되어 유체가 둘레를 따라 회전하도록 유도하는 샤프트와, 상기 샤프트에 일정한 패턴과 간격을 두고 배열 고정되어 유체가 와류운동으로 신속하게 소용돌이치면서 흐르도록 안내하는 터뷸런스 블레이드와, 상기 샤프트의 길이 방향 한쪽 끝부분에 고정되어 내측으로 통과하는 유체를 굴절 및 분산시켜 상기 파이프 내부로 들여 보내는 스플리터 및 상기 스플리터의 외주연에 끼워져 다른 파이프와의 이음매에 기밀성을 유지시키는 패킹을 포함하여 채용하는 것을 특징으로 하는 배관용 유속 증대장치를 제시한다.

이로써 본 발명은 프로세스 챔버에서 발생되는 반응 부산물이 배출 시 강하게 회전하면서 흐르도록 유도하여 유속을 증대시킬 수 있고, 이로 인해 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등이 달라붙거나 쌓여서 막히는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시 태양으로, 상기 파이프의 플랜지 부분과 다른 파이프의 플랜지 부분을 힌지축을 중심으로 양쪽에서 둘러 감싸고, 나사 조임으로 상기 파이프와 다른 파이프를 고정하는 클램프를 더 포함하여 구성됨으로써 다른 유속 증대장치의 파이프 또는 배관을 이루는 파이프와 기밀하고 견고하게 고정할 수 있다.

상기와 같은 목적의 달성과 기술적 과제를 해결하기 위한 수단 및 구성을 갖춘 본 발명의 실시 태양은, 프로세스 챔버에서 배출되는 반응 부산물이 샤프트와 터뷸런스 블레이드에 의해 와류운동으로 신속하게 소용돌이치면서 흘러 그 유속을 증대시키므로 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등의 이물질이 달라붙거나 쌓여서 막히는 것을 방지하여 원활한 흐름을 유도할 뿐만 아니라 프로세스 챔버의 게이트 밸브가 열릴 때 반응 부산물이 역류하는 것을 막아 프로세스 챔버의 오염이나 그로 인한 공정 불량을 방지할 수 있다.

여기서 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 국한하지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치를 나타낸 부분 종단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치를 분해하여 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치를 다른 증대장치와 클램프로 연결한 상태를 확대하여 나타낸 부분 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치를 다른 증대장치 또는 파이프에 연결하기 위한 클램프를 나타낸 측면도이다.

이하, 본 발명에 따른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.

이에 앞서, 후술하는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이는 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 개념과 당해 기술분야에서 통용 또는 통상적으로 인식되는 의미로 해석하여야 함을 명시한다.

또한, 본 발명과 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

여기서 첨부된 도면들은 기술의 구성 및 작용에 대한 설명과 이해의 편의 및 명확성을 위해 일부분을 과장하거나 간략화하여 도시한 것으로, 각 구성요소가 실제의 크기 및 형태와 정확하게 일치하는 것은 아님을 밝힌다.

아울러 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치는, 크게 파이프(10), 샤프트(20), 터뷸런스 블레이드(30), 스플리터(40), 패킹(50) 및 클램프(60)를 포함하여 구성된다.

파이프(10)는 유체를 운반하기 위해 속이 빈 가늘고 긴 관 형상으로 이루어져 있고, 그 길이 방향의 양단에는 다른 유속 증대장치의 파이프나 배관되어 있는 기존의 파이프와 연결 및 이음을 위한 플랜지(11)가 일체로 형성되어 있다.

샤프트(20)는 파이프(10)를 통과하는 유체가 그 둘레를 따라 회전하도록 유도하기 위해 파이프(10)의 중심에 위치되어 있다.

터뷸런스 블레이드(30)는 파이프(10)를 통과하는 유체가 와류운동으로 신속하게 소용돌이치면서 흐르도록 안내하기 위해 샤프트(20)에 일정한 패턴과 간격을 두고 배열 고정되어 있다.

즉, 터뷸런스 블레이드(30)는 파이프(10)의 중공에 대하여 일정 개수가 일정한 각도로 기울어진 채로 연속적으로 배열되어 있어 스플리터(40)를 통해 파이프(10) 내부로 들어오는 유체를 뒤쪽으로 밀어내면서 와류를 일으키도록 유도한다.

스플리터(40)는 파이프(10)의 내부로 들어가는 유체를 그 내측의 공간으로 통과시키면서 자연스럽게 굴절 및 분산 작용을 유도하기 위해 샤프트(20)의 길이 방향 한쪽 끝부분에 고정되어 있다.

즉, 스플리터(40)는 간격 유지 및 지지를 위한 리테이너 링(41)의 안쪽에 유체가 이리저리 흩어지게 유도하는 디스트리뷰팅 스탠드(42)가 일체로 고정되어 있고, 리테이너 링(41)의 바깥쪽 둘레에는 패킹(50)을 안정적으로 끼우기 위한 패킹홈(43)이 패여 있다.

패킹(50)은 다른 파이프와의 연결 및 이음 시 기밀성을 유지시키기 위해 스플리터(40)의 패킹홈(43)에 탄성에 의해 압축 변형된 채로 끼워져 있다.

즉, 패킹(50)은 단면이 원형으로 되어 있는 탄성 링 형태로 이루어져 압력이 가해지면 압축 변형되어 연결 부분의 틈새 및 간극을 막아 기밀성 유지 및 밀봉 작용을 한다.

클램프(60)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 하나의 파이프(10)와 다른 유속 증대장치의 파이프(10') 또는 기존 배관을 이루는 파이프를 연결 시 견고하게 고정하기 위해 구비되어 있다.

즉, 클램프(60)는 파이프의 플랜지(11) 부분과 다른 파이프의 플랜지 부분을 그 힌지축(61)을 중심으로 회전하여 양쪽에서 둘러 감싸고, 이 상태로 볼트(62)와 너트(63)를 체결한 후 나사 조임으로 고정하도록 형성되어 있다.

또한, 클램프(60)는 파이프의 플랜지(11) 부분과 다른 파이프의 플랜지 부분을 양쪽에서 감싸듯이 고정하기 위해 반원형 링 형상의 너클이 좌우 한 쌍으로 이루어지고, 그 너클의 한쪽 끝부분이 서로 힌지축(61)에 의해 연결되어 있고, 반대쪽 끝부분이 볼트(62)와 너트(63)의 조임 시 잠금 상태를 유지할 수 있도록 형성되어 있다.

여기서 너트(63)는 풀고 조이는 조작이 간편하도록 손잡이 너트로 이루어지는 것이 바람직하다.

이러한 클램프(60)를 이용하여 여러 개의 유속 증대장치를 연속적으로 연결 설치함으로써 반응 부산물의 유속을 더욱 빠르고 효과적으로 증대시킬 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시 예에 따른 배관용 유속 증대장치는, 프로세스 챔버의 반응 부산물(가스) 배출 배관라인 상에 장착함으로써 반응 부산물(가스)이 통과할 때 와류운동으로 신속하게 소용돌이치면서 흐르기 때문에 그 유속을 증대시킬 수 있다.

따라서 기존 배관의 내벽에 반응 부산물 중의 파우더나 파티클 등의 이물질이 달라붙거나 쌓여서 막히는 것을 방지하여 한층 더 원활한 배출 흐름을 유도할 수 있을 뿐만 아니라 프로세스 챔버의 게이트 밸브가 열릴 때 반응 부산물이 역류하는 것을 막아 프로세스 챔버의 오염이나 그로 인한 공정상에서의 불량을 방지할 수 있다.

한편, 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 예시되지 않은 여러 가지 변형과 응용이 가능함은 물론 구성요소의 치환 및 균등한 타 실시 예로 변경하여 폭넓게 적용할 수도 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백하다.

그러므로 본 발명의 특징에 대한 변형과 응용에 관계된 내용은 본 발명의 기술사상 및 범위 내에 포함되는 것으로 해석하여야 할 것이다.

10: 파이프 11: 플랜지
20: 샤프트 30: 터뷸런스 블레이드
40: 스플리터 41: 리테이너 링
42: 디스트리뷰팅 스탠드 43: 패킹홈
50: 패킹 60: 클램프
61: 힌지축 62: 볼트
63: 너트

Claims (2)

1. 길이 방향의 양단에 플랜지(11)가 형성된 파이프(10)에 삽입하여 상기 파이프(10) 내 유체의 유속을 높이는 배관용 유속 증대장치에 있어서,
   상기 파이프(10)의 플랜지(11)와 연결되는 다른 파이프(10')의 플랜지 사이의 간격 유지 및 연결을 위해 상기 두 플랜지 단부의 내주면에 양단이 각각 삽입되는 리테이너 링(41)과,
   상기 리테이너 링(41)의 내주면에 일단부가 일체로 고정되고 타단부가 상기 리테이너 링(41)의 수직 단면 중앙에서 만나는 방사형태로 형성되어 유체가 이리저리 흩어지게 유도하는 디스트리뷰팅 스탠드(42) 및
   상기 파이프(10) 및 상기 다른 파이프(10')와의 연결부에 기밀성을 유지시키는 패킹(50)을 안정적으로 끼우도록 상기 리테이너 링(41)의 바깥쪽 둘레 중앙에 형성된 패킹홈(43)을 포함하여 구성되어, 상기 다른 파이프(10')에서 상기 파이프(10) 내부로 들어가는 유체를 굴절 및 분산시키는 스플리터(40);
   상기 디스트리뷰팅 스탠드(42)의 중앙에 길이 방향 한쪽 끝부분이 고정되고, 상기 파이프(10)의 길이방향으로 삽입되어 상기 파이프(10)의 축 중심에 위치하는 샤프트(20);
   4개의 블레이드가 상기 샤프트(20)의 길이 방향을 따라 일정 각도로 기울어진 채 인접하는 단부가 서로 연결되어 배열되고, 상기 블레이드의 하단부의 일부가 상기 샤프트(20)의 외주면에 고정되어, 상기 파이프(10) 내부로 들어오는 유체가 와류를 일으키며 신속하게 소용돌이치면서 흐르도록 안내하는 터뷸런스 블레이드(30); 및
   상기 파이프(10)의 플랜지(11) 부분과 상기 다른 파이프(10')의 플랜지 부분을 힌지축을 중심으로 양쪽에서 둘러 감싸고, 나사 조임으로 상기 파이프(10)와 다른 파이프(10')를 고정하는 클램프(60);를 포함하는 것을 특징으로 하는 배관용 유속 증대장치.
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