KR101994094B1 - 플렉서블 히터 - Google Patents

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KR101994094B1
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박장욱
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Abstract

본 발명은 플렉서블 히터에 관한 것으로, 본 발명의 일 측면에 따르면, 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브; 인터록 튜브의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터(adapter); 인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 벨로우즈부; 및 벨로우즈부의 양 종단부가 각각 고정된 한 쌍의 제1 플랜지를 포함하며, 적어도 하나의 제1 플랜지 내측으로 제2 어댑터가 삽입되고, 제2 어댑터는 제1 플랜지 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지 내측에 접촉되는 실링부재를 포함하는 플렉서블 히터가 제공된다.

Description

플렉서블 히터{Flexible heater}
본 발명은 플렉서블 히터에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 인터록 튜브를 쉽게 교체할 수 있고, 배기 가스 유동을 개선할 수 있으며, 소비전력을 절감할 수 있는 플렉서블 히터에 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.
도 1 및 도 2는 종래 플렉서블 히터(10)를 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2는 본 출원인의 예전 특허출원 발명인 에코 히팅 시스템(등록번호 제10-1599247호)을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 플렉서블 히터(flexible heater)(10)는 인터록 튜브(interlock tube)(20), 내측 벨로우즈부(30), 히팅 코일(40) 및 외측 벨로우즈부(50)를 포함한다. 구체적으로, 인터록 튜브(20)의 반경방향(y축 방향)을 따라 인터록 튜브(20)의 외측으로 내측 벨로우즈부(30), 히팅 코일(40) 및 외측 벨로우즈부(50)가 차례로 마련된다.
도 2를 참조하면, 인터록 튜브(20)는 반도체 설비의 진공 라인 또는 배기 라인의 일부 영역과 연통되도록 설치되며, 내부로 배기 가스(부산물 포함)의 통로('배기통로'라고도 함)를 제공한다. 구체적으로, 인터록 튜브(20)의 내주면은 배기 가스의 통로를 구성한다. 또한, 인터록 튜브(20)는 반도체 제조공정에서 발생하는 배기가스에 대한 내부식성이 큰 재질로 형성될 수 있다. 또한, 인터록 튜브(20)는 원통형 파이프 형상을 가질 수 있다. 한편, 배기 가스 통로의 기능을 수행하는 인터록 튜브(20)는 소정 주기마다 교체되어야 한다.
이때, 플랜지(21)의 삽입홈(22)에 인터록 튜브(20)의 종단부를 삽입하고, 플랜지(21)의 외측에서 라이너 용접에 의해 용접부를 형성할 수 있다. 또한, 내측 벨로우즈부(30)는 상기 플랜지(20)에 인터록 튜브(20)와 함께 용접된다.
이에 따라, 인터록 튜브(20)만을 플랜지(20)로부터 분리하여 교체할 수 없는 구조를 갖는다.
한국등록특허공보 제10-1599247호(공고일: 2016.03.14)
본 발명은 인터록 튜브를 쉽게 교체할 수 있는 플렉서블 히터를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브; 인터록 튜브의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터(adapter); 인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 벨로우즈부; 및 벨로우즈부의 양 종단부가 각각 고정된 한 쌍의 제1 플랜지를 포함하며, 적어도 하나의 제1 플랜지 내측으로 제2 어댑터가 삽입되고, 제2 어댑터는 제1 플랜지 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지 내측에 접촉하는 실링부재를 포함하는 플렉서블 히터가 제공된다.
또한, 외력을 가하여 인터록 튜브를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터는 제1 플랜지로부터 이탈되고, 상기 외력이 제거되면, 제2 어댑터는 제1 플랜지 내부로 삽입되고, 실링부재는 제1 플랜지 내측에 접촉될 수 있다.
또한, 제2 어댑터는 중심축을 기준으로 원주방향을 따라 형성된 제1 삽입홈 및 반경방향을 따라 제1 삽입홈의 바깥쪽에 위치하며, 중심축을 기준으로 원주방향을 따라 형성된 제2 삽입홈을 가질 수 있다.
또한, 제1 삽입홈에는 인터록 튜브의 종단부가 삽입되며, 제2 삽입홈에는 실링부재(예를 들어, 오링(O-ring))가 고정될 수 있다.
또한, 인터록 튜브는 종단부의 외주면에서 제2 어댑터와 스팟 용접(spot welding)될 수 있다.
또한, 외력을 가하여 인터록 튜브를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터와 인터록 튜브의 용접 부위가 외부로 노출될 수 있다. 이러한 상태에서, 제2 어댑터 및 인터록 튜브의 용접 부위를 절단하고, 인터록 튜브에서 제2 어댑터를 분리시키면, 제1 어댑터 및 인터록 튜브를 벨로우즈부로부터 분리시킬 수 있다.
또한, 벨로우즈부는, 인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈, 내측 벨로우즈를 둘러싸도록 마련된 외측 벨로우즈 및 내측 및 외측 벨로우즈 사이 공간에, 내측 벨로우즈를 나선형으로 감싸도록 배치된 히팅 코일을 포함할 수 있다.
또한, 상기 플렉서블 히터의 제조방법으로서, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 인터록 튜브의 어느 한 종단부를 제1 어댑터에 고정시키는 단계; 인터록 튜브를 벨로우즈부를 통과시켜 인터록 튜브의 타 종단부를 제1 플랜지 바깥으로 노출시키는 단계; 제1 플랜지 외부로 노출된 인터록 튜브의 타 종단부를 제2 어댑터에 스팟 용접하여 고정시키는 단계; 및 제2 어댑터를 제1 플랜지 측으로 삽입하여, 실링부재와 제1 플랜지를 접촉시키는 단계를 포함하는 플렉서블 히터의 제조방법이 제공된다.
또한, 인터록 튜브의 교체 시, 외력을 가하여, 제2 어댑터를 제1 플랜지로부터 이탈시키고, 제2 어댑터와 인터록 튜브의 용접 부위로 외부로 노출시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브; 인터록 튜브의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터; 내측 벨로우즈 및 제1 및 제2 어댑터가 각각 삽입되는 한 쌍의 제1 플랜지를 포함하며, 인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈 조립체; 외측 벨로우즈, 한 쌍의 제2 플랜지가 각각 삽입되는 한 쌍의 제2 플랜지, 온도 센서 및 리크(leak) 센서를 포함하며, 내측 벨로우즈 조립체를 둘러싸도록 배치된 외측 벨로우즈 조립체; 및 내측 벨로우즈 및 외측 벨로우즈 사이 공간에, 상기 내측 벨로우즈를 나선형으로 감싸도록 배치된 히팅 코일을 포함하며, 제1 및 제2 어댑터는, 각각 제1 플랜지 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지 내측에 접촉하는 실링부재를 포함하는 플렉서블 히터가 제공된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예와 관련된 플렉서블 히터는 인터록 튜브를 쉽게 교체할 수 있는 효과를 갖는다.
도 1 및 도 2는 종래 플렉서블 히터를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 플렉서블 히터의 인터록 튜브와 제2 어댑터를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 제2 어댑터를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예와 관련된 플렉서블 히터의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 플렉서블 히터를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 외측 벨로우즈 조립체를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6의 내측 벨로우즈 조립체 및 인터록 튜브를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예와 관련된 플렉서블 히터를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9의 외측 및 내측 벨로우즈 조립체를 나타내는 도면이다.
도 11은 도 9의 인터록 튜브를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 일 실시예와 관련된 플렉서블 히터를 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 3은 본 발명의 제1 실시예와 관련된 플렉서블 히터(100)의 인터록 튜브(110)와 제2 어댑터(130)를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 제2 어댑터(130)를 나타내는 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예와 관련된 플렉서블 히터(100)의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 본 출원인의 예전 출원인 한국등록특허공보 제10-1599247호에 기재된 구성 중 본원 발명과 동일한 구성에 대해서는, 제10-1599247호에 기재된 내용을 본 문서에 원용하기로 한다.
플렉서블 히터(flexible heater)(100)는 인터록 튜브(interlock tube)(110), 제1 및 제2 어댑터(adapter)(120, 130), 벨로우즈부(200), 및 한 쌍의 제1 플랜지(210)을 포함한다. 인터록 튜브(100)의 반경방향(y축 방향)을 따라 인터록 튜브(110)의 외측으로 벨로우즈부(200)가 배치된다.
전술한 바와 같이, 인터록 튜브(110)는 반도체 설비의 진공 라인 또는 배기 라인의 일부 영역과 연통되도록 설치되며, 내부로 배기 가스(부산물 포함)의 통로('배기통로'라고도 함)를 제공한다. 구체적으로, 인터록 튜브(110)의 내주면은 배기 가스의 통로를 구성한다. 또한, 인터록 튜브(110)는 반도체 제조공정에서 발생하는 배기가스에 대한 내부식성이 큰 재질로 형성될 수 있다. 또한, 인터록 튜브(110)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, 인터록 튜브(110)는 본 출원인의 예전 출원 한국등록특허공보 제10-1599247호에 개시된 인터록 튜브(100)와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 한국등록특허공보 제10-1599247호를 참조하면, 인터록 튜브는 제1 스트립 및 상기 제1 스트립과 맞물린 제2 스트립을 포함할 수 있다. 이때, 제2 스트립은 제1 스트립에 대하여 서로 구부러질 수 있도록 맞물린다. 또한, 제2 스트립은 제1 스트립에 접혀 겹쳐질 수 있다.
따라서, 인터록 튜브가 어떤 상태로 움직이든지(구부러지든지) 상기 제1 스트립 및 제2 스트립이 선 접촉 상태를 유지하도록 구성할 수 있다. 이러한 구조에 따라, 배기 가스의 누설량이 개선될 수 있고, 인장력이나 수직항력에서도 인터록킹 구조가 풀리지 않게 된다.
이러한 구조에 따라, 본원 발명에서, 인터록 튜브(110)는 길이방향(중심축(C) 방향)으로 탄성 변형 가능하게 마련된다. 즉, 길이방향을 따라 인터록 튜브(110)에 외력을 가하면, 인터록 튜브(110)는 길이방향으로 소정 길이만큼 인장되고, 상기 외력을 제거하면, 인터록 튜브(110)는 외력을 가하기 전의 형태로 복원될 수 있으며, 즉, 길이방향으로 수축될 수 있다.
상기 플렉서블 히터(100)는 인터록 튜브의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터(adapter)(120, 130)을 포함한다. 제1 및 제2 어댑터(120, 130)는 인터록 튜브(110)의 중심으로 기준으로 서로 대칭된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 어댑터(120, 130)는 각각, 제1 삽입홈 및 제2 삽입홈을 가질 수 있다. 제2 어댑터(130)를 예로 들어 설명하면, 제2 어댑터(130)는 중심축(C)을 기준으로 원주방향을 따라 형성된 제1 삽입홈(131) 및 반경방향(y축 방향)을 따라 제1 삽입홈(131)의 바깥쪽에 위치하며, 중심축(C)을 기준으로 원주방향을 따라 형성된 제2 삽입홈(132)을 가질 수 있다. 또한, 제1 및 제2 삽입홈(131, 132)는 각각 중심축(C)을 기준으로 원주방향을 따라 링 형상을 가질 수 있다. 인터록 튜브(110)의 길이방향을 따라 제1 삽입홈(131)은 제2 삽입홈(1312)보다 인터록 튜브의 종단부(110) 측에 인접하게 마련될 수 있다. 또한, 제1 삽입홈(131)에는 인터록 튜브(110)의 종단부(110b)가 삽입되며, 제2 삽입홈(132)에는 실링부재(140)(예를 들어, 오링(O-ring))가 고정될 수 있다.
한편, 제1 어댑터 및 제2 어댑터(131, 132)는 각각 제1 삽입홈과 제2 삽입홈을 가지면서도, 인터록 튜브(110)의 중심으로 기준으로 대칭된 형상을 갖지 않을 수도 있음은 물론이다.
플렉서블 히터(100)는 인터록 튜브(110)를 둘러싸도록 배치된 벨로우즈부(200)를 포함한다. 상기 벨로우즈부(200)는 인터록 튜브(110)를 둘러싸도록 마련된 하나 이상의 벨로우즈(220)를 포함할 수 있다. 하나 이상의 벨로우즈(220)는 인터록 튜브(110)를 둘러싸도록 마련되며, 인터록 튜브(110)의 길이방향(x축 방향)을 따라 인터록 튜브(110)의 외측에서 인터록 튜브(110) 외주면을 둘러싸도록 마련된다.
예를 들어, 벨로우즈부(200)는, 한국등록특허공보 제10-1599247호에 개시된 바와 같이, 인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈, 내측 벨로우즈를 둘러싸도록 마련된 외측 벨로우즈 및 내측 및 외측 벨로우즈 사이 공간에, 내측 벨로우즈를 나선형으로 감싸도록 배치된 히팅 코일을 포함할 수 있다. 또한, 내측 벨로우즈는 인터록 튜브를 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제1 주름관 및 제1 주름관을 둘러싸도록 마련되고, 산과 골을 갖는 제2 주름관을 포함할 수 있다. 즉, 내측 벨로우즈는 인터록 튜브의 반경방향을 따라 제1 주름관과 제2 주름관이 차례로 마련된 다층 구조를 가질 수 있다. 또한, 외측 벨로우즈는 산과 골을 갖는 제3 주름관을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예와 관련된 플렉서블 히터(100)는 벨로우즈부(200)의 양 종단부에 각각 연결된 한 쌍의 제1 플랜지(210)를 포함한다. 이때, 각각의 제1 플랜지(210)는 벨로우즈부(200)에 직접 고정될 수도 있고, 파이프(예를 들어, 도 7의 부호 1240) 및 연결 플랜지(도 7의 부호 1230)를 매개로 벨로우즈(220)에 연결될 수도 있다.
상기 플렉서블 히터(100)는 상기 제1 플랜지(210)를 통해 배기 라인 또는 진공 라인의 일부영역에 체결될 수 있다. 또한, 한 쌍의 제1 플랜지(210)에는 하나 이상의 벨로우즈(220)의 종단부가 용접(예를 들어, 라이너 용접 등)되어 고정될 수 있도록 마련된다. 또한, 각각의 제1 플랜지(210)는 내측에 제1 또는 제2 어댑터(120, 130) 중 하나의 어댑터가 삽입될 수 있는 장착 홈(211)이 마련될 수 있다. 장착 홈(211)은 중심축(C)을 기준으로 반경방향을 따라 함몰된 형태를 가질 수 있다.
이때, 적어도 하나의 제1 플랜지(210) 내측(예를 들어, 도 5의 오른쪽 제1 플랜지)으로 제2 어댑터(130)가 삽입되고, 제2 어댑터(130)는 제1 플랜지(210) 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지(210) 내측에 접촉하는 실링부재(140)를 포함한다. 이때, 실링부재(140)는 제1 플랜지(210)의 장착 홈(211)에 접촉할 수 있다.
이때, 도 5의 (d)와 같이, 플렉서블 히터(100)가 조립된 상태에서, 외력을 가하여 인터록 튜브(110)를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터(130)는 제1 플랜지(120)로부터 이탈(도 5의 (c) 참조)되고, 상기 외력이 제거되면, 제2 어댑터(130)는 제1 플랜지(120) 내부로 삽입되고, 실링부재(140)는 제1 플랜지(210) 내측에 접촉될 수 있다.
한편, 인터록 튜브(110)는 종단부의 외주면에서 제2 어댑터(130)와 스팟 용접(spot welding)될 수 있다. 전술한 바와 같이, 외력을 가하여 인터록 튜브(110)를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터(130)와 인터록 튜브(110)의 용접 부위가 외부로 노출될 수 있다. 이러한 상태에서, 제2 어댑터(130) 및 인터록 튜브(110)의 용접 부위를 절단하고, 인터록 튜브(110)에서 제2 어댑터(130)를 분리시키면, 제1 어댑터(120) 및 인터록 튜브(110)를 벨로우즈부(200)로부터 분리시킬 수 있다(도 5의 (b), (a) 참조).
상기와 같은 구조를 갖는 플렉서블 히터(100)의 제조방법(이하, '제조방법'이라고 약칭함)을 도 5를 참조하여 설명한다.
상기 제조방법은, 도 5의 (b)를 참조하면, 인터록 튜브(110)의 어느 한 종단부를 제1 어댑터(120)에 고정시키는 단계를 포함한다. 또한, 제조방법은 제1 어댑터(120)가 고정된 인터록 튜브(도 5의 (c) 참조)를 벨로우즈부(200)를 통과시켜 인터록 튜브(110)의 타 종단부(110b)를 제1 플랜지(210) 바깥으로 노출시키는 단계를 포함한다. 또한, 제조방법은 제1 플랜지(210) 외부로 노출된 인터록 튜브(110)의 타 종단부(110b)를 제2 어댑터(130)에 스팟 용접하여 고정시키는 단계를 포함한다. 또한, 제조방법은 제2 어댑터(130)를 제1 플랜지(210) 측으로 삽입하여, 실링부재(140)와 제1 플랜지(210)를 접촉시키는 단계를 포함한다.
이후, 상기 제조방법은 인터록 튜브(110)의 교체 시, 외력을 가하여, 제2 어댑터(130)를 접촉 상태의 제1 플랜지(210)로부터 이탈시키고, 제2 어댑터(130)와 인터록 튜브(110)의 용접 부위로 외부로 노출시키는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 어댑터(130) 및 인터록 튜브(110)의 용접 부위를 절단하고, 인터록 튜브(110)에서 제2 어댑터(130)를 분리시키면, 제1 어댑터(120) 및 인터록 튜브(110)를 벨로우즈부(200)로부터 쉽게 분리시킬 수 있고, 벨로우즈부 내에 새로운 인터록 튜브를 배치시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예와 관련된 플렉서블 히터(1000)를 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6의 외측 벨로우즈 조립체(1200)를 나타내는 도면이며, 도 8은 도 6의 내측 벨로우즈 조립체(1100) 및 인터록 튜브(110)를 나타내는 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 플렉서블 히터(1000)는 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브(110), 인터록 튜브(110)의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터(120 130), 내측 벨로우즈 조립체(1100), 외측 벨로우즈 조립체(1200) 및 히팅 코일(1300)을 포함한다.
제2 실시예와 관련된 플렉서블 히터(1000)에서, 인터록 튜브(110)는 내측 벨로우즈 조립체(1100) 내에 배치된다. 또한, 인터록 튜브(110), 제1 및 제2 어댑터(120, 130)는 전술한 플렉서블 히터(100)의 대응 구성들과 동일하고, 인터록 튜브(110)에 제1 및 제2 어댑터(120, 130)를 조립하는 방법 및 인터록 튜브(110)의 교체 방법(인터록 튜브를 길이방향으로 인장하여, 내측 벨로우즈 조립체 외부에서, 인터록 튜브와 제2 어댑터의 용접 부위를 절단)도 동일하다. 다만, 내측 벨로우즈 조립체(1100), 외측 벨로우즈 조립체(1200)의 구조가 상이하다.
내측 벨로우즈 조립체(1100)는 내측 벨로우즈(1110) 및 제1 및 제2 어댑터(120, 130)가 각각 삽입되는 한 쌍의 제1 플랜지(1120)를 포함하며, 인터록 튜브(110)를 둘러싸도록 배치된다.
제1 및 제2 어댑터(120, 130)는, 각각 제1 플랜지(1120) 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지(1120) 내측에 접촉하는 실링부재를 포함한다. 또한, 각각 인터록 튜브(110)를 길이방향으로 늘려, 제1 또는 제2 어댑터(120, 130)를 제1 플랜지(1120) 외부로 이탈시키고, 전술한 방법과 같이, 인터록 튜브를 교체할 수 있다.
구체적으로, 내측 벨로우즈 조립체(1100)는 인터록 튜브(110)를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈(1110) 및 내측 벨로우즈(1110)의 일 종단에 고정된 제1 플랜지(1120), 내측 벨로우즈(1110)의 타 종단에 고정된 연결 플랜지(1130), 연결 플랜지(1130)에 고정된 파이프(1140) 및 파이프(1140)의 종단에 고정되는 제1 플랜지(1120)를 포함한다.
내측 벨로우즈 조립체(1100)는 양 종단이 제1 플랜지(1120)로 구성되고, 어느 한 제1 플랜지(1120)는 파이프(1140) 및 연결 플랜지(1130)를 매개로 내측 벨로우즈(1110)에 연결된다. 또한, 상기 파이프(1140)는 연결 플랜지(1130) 및 제1 플랜지(1120)에 의해 양 종단부가 고정된다. 또한, 상기 파이프(1140)의 양 종단부 및 내측 벨로우즈(110)의 양 종단부는 각각 고정되는 플랜지에 용접된다.
또한, 외측 벨로우즈 조립체(1200)는 외측 벨로우즈(1210), 한 쌍의 제2 플랜지(1120)가 각각 삽입되는 한 쌍의 제2 플랜지(1220), 온도 센서(1260) 및 리크(leak) 센서(1250)를 포함하며, 내측 벨로우즈 조립체(1100)를 둘러싸도록 배치된다.
구체적으로, 외측 벨로우즈 조립체(1200)는 내측 벨로우즈(1110)를 둘러싸도록 배치된 외측 벨로우즈(1210), 외측 벨로우즈(1210)의 일 종단에 고정된 제2 플랜지(1220), 외측 벨로우즈(1200)의 타 종단에 고정된 연결 플랜지(1230), 연결 플랜지(1230)에 고정된 파이프(1240), 파이프(1240)에 고정된 제2 플랜지(1220), 온도 센서(1260) 및 리크(leak) 센서(1250)를 포함한다. 또한, 외측 벨로우즈 조립체(1200)는 길이방향을 따라, 제2 플랜지(1220), 파이프(1240), 연결 플랜지(1230), 외측 벨로우즈(1210), 제2 플랜지(1220)가 차례로 배열 및 인접하는 요소 간에는 용접 등의 방식으로 고정될 수 있다. 정리하면, 외측 벨로우즈 조립체(1200)는 양 종단이 제2 플랜지(1220)로 구성된다.
또한, 외측 벨로우즈 조립체(1200)는 제2 플랜지(1220)에 클램프(1280)를 매개로 함께 결속되는 엔드 플랜지(1270)를 포함하고, 제2 플랜지(1120)와 엔드 플랜지(1270) 사이에 배치되는 센터링(1290)을 포함할 수 있다. 이때, 내측 벨로우즈 조립체(1100)의 제1 플랜지(1120)는 엔드 플랜지(1270) 및 제2 플랜지(120) 사이에 배치된다.
또한, 플렉서블 히터(1100)는 내측 벨로우즈 및 외측 벨로우즈 사이 공간에, 상기 내측 벨로우즈를 나선형으로 감싸도록 배치된 히팅 코일(1130)을 포함한다. 히팅 코일(1130)은 전원 공급시 열을 발산하도록 마련된다. 히팅 코일(1130)의 열을 통해, 인터록 튜브(110)의 배기통로에 열을 가함으로써 파우더 발생을 감소시킬 수 있다.
이때, 내측 벨로우즈 조립체(1100) 및 외측 벨로우즈 조립체(1200)는 분리 가능하게 장착된다. 즉, 클램프(1280)를 풀고, 엔드 플랜지(1270)를 제2 플랜지(1220)로부터 분리시키면, 내측 벨로우즈 조립체(1100)는 외측 벨로우즈 조립체(1200)로부터 분리 가능한 상태가 된다.
또한, 외력을 가하여 인터록 튜브(110)를 길이방향으로 늘릴 경우, 제1 및/또는 제2 어댑터(120, 130)는 내측 벨로우즈 조립체(1100)의 제1 플랜지(1120)로부터 이탈되고, 상기 외력이 제거되면, 제1 및/또는 제2 어댑터(120, 130)는 내측 벨로우즈 조립체(1100)의 제1 플랜지(1120) 내부로 삽입되고, 실링부재(미부호)는 제1 플랜지(1120) 내측에 접촉한다.
제2 실시예에 따르면, 인터록 튜브(110)의 분리/교체가 가능하고, 내측 벨로우즈 조립체(1100) 및 외측 벨로우즈 조립체(1200)의 분리도 가능하다. 즉, 인터록 튜브, 내측 벨로우즈 조립체(1100) 및 외측 벨로우즈 조립체(1200) 중 적어도 하나를 선택적으로 분리 및 교체할 수 있다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예와 관련된 플렉서블 히터(2000)를 나타내는 도면이고, 도 10은 도 9의 외측 및 내측 벨로우즈 조립체(2200, 2100)를 나타내는 도면이며, 도 11은 도 9의 인터록 튜브(110)를 나타내는 도면이다.
제2 실시예에 따른 플렉서블 히터(2000)는 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브(110), 인터록 튜브(110)의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터(120 130), 내측 벨로우즈 조립체(2100), 외측 벨로우즈 조립체(2200) 및 히팅 코일(2300)을 포함한다.
제3 실시예와 관련된 플렉서블 히터(2000)에서, 인터록 튜브(110)는 내측 벨로우즈 조립체(2100) 내에 배치되며, 인터록 튜브(110), 제1 및 제2 어댑터(120, 130)는 전술한 플렉서블 히터(100)의 대응 구성들과 동일하고, 인터록 튜브(110)에 제1 및 제2 어댑터(120, 130)를 조립하는 방법 및 인터록 튜브(110)의 교체 방법(인터록 튜브를 길이방향으로 인장하여, 내측 벨로우즈 조립체 외부에서, 인터록 튜브와 제2 어댑터의 용접 부위를 절단)도 동일하다. 다만, 내측 벨로우즈 조립체(2100), 외측 벨로우즈 조립체(2200)의 구조가 상이하다.
내측 벨로우즈 조립체(2100)는 인터록 튜브(110)를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈(2110), 내측 벨로우즈(2110)의 양 종단이 고정된 연결 플랜지(2130), 연결 플랜지에 고정된 파이프(2140) 및 파이프에 고정된 제1 플랜지(2120)을 포함한다. 또한, 내측 벨로우즈 조립체(1100)는 내측 벨로우즈(2110)의 양 종단에 각각 연결하는 연결플랜지(2130) 및 파이프(2140)를 매개로 제1 플랜지(2120)가 연결될 수 있다.
또한, 외측 벨로우즈 조립체(2200)는 내측 벨로우즈 조립체(2100)를 둘러싸도록 배치된다. 외측 벨로우즈 조립체(2200)는 외측 벨로우즈(2210), 외측 벨로우즈(2210)의 양 종단에 고정된 제2 플랜지(2230), 제2 플랜지에 고정된 파이프(2240), 리크(leak) 센서(2250) 및 온도 센서(2260)를 포함한다.
이때, 외측 벨로우즈 조립체(2200의 파이프(2240) 및 외측 벨로우즈 조립체(2200)의 파이프(2140)가 적어도 일부 영역에서 용접됨에 따라, 내측 벨로우즈 조립체(2100) 및 외측 벨로우즈 조립체(2200)는 적어도 일부 영역에서 일체로 결합된다. 즉, 제3 실시예에서, 내측 벨로우즈 조립체(2100) 및 외측 벨로우즈 조립체(2200)는 일체형이고, 인터록 튜브(110)만 선택적으로 분리/교체될 수 있다.
이때, 외력을 가하여 인터록 튜브(110)를 길이방향으로 늘릴 경우, 제1 및/또는 제2 어댑터(120, 130)는 내측 벨로우즈 조립체(2100)의 제1 플랜지(2120)로부터 이탈되고, 상기 외력이 제거되면, 제1 및/또는 제2 어댑터(120, 130)는 내측 벨로우즈 조립체(2100)의 제1 플랜지(2120) 내부로 삽입되고, 실링부재(140)는 제1 플랜지(2120) 내측에 접촉한다.
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(플렉서블 히터)
20: 인터록 튜브
30: 내측 벨로우즈부
40: 히팅 코일
50: 외측 벨로우즈부
100, 1000, 2000: 플렉서블 히터
110: 인터록 튜브
120: 제1 어댑터
130: 제2 어댑터
140: 실링부재
200: 벨로우즈부
210: 제1 플랜지

Claims (13)

  1. 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브;
    인터록 튜브의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터(adapter);
    인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 벨로우즈부; 및
    벨로우즈부의 양 종단부가 각각 고정된 한 쌍의 제1 플랜지를 포함하며,
    적어도 하나의 제1 플랜지 내측으로 제2 어댑터가 삽입되고,
    제2 어댑터는 제1 플랜지 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지 내측에 접촉되는 실링부재를 포함하는 플렉서블 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    외력을 가하여 인터록 튜브를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터는 제1 플랜지로부터 이탈되고,
    상기 외력이 제거되면, 제2 어댑터는 제1 플랜지 내부로 삽입되고, 실링부재는 제1 플랜지 내측에 접촉하는 플렉서블 히터.
  3. 제 1 항에 있어서,
    제2 어댑터는 중심축을 기준으로 원주방향을 따라 형성된 제1 삽입홈 및 반경방향을 따라 제1 삽입홈의 바깥쪽에 위치하며, 중심축을 기준으로 원주방향을 따라 형성된 제2 삽입홈을 갖고,
    제1 삽입홈에는 인터록 튜브의 종단부가 삽입되며,
    제2 삽입홈에는 실링부재가 고정된 플렉서블 히터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    인터록 튜브는 종단부의 외주면에서 제2 어댑터와 스팟 용접(spot welding)된 플렉서블 히터.
  5. 제 3 항에 있어서,
    외력을 가하여 인터록 튜브를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터와 인터록 튜브의 용접 부위가 외부로 노출되는 플렉서블 히터.
  6. 제 1 항에 있어서, 벨로우즈부는,
    인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈;
    내측 벨로우즈를 둘러싸도록 마련된 외측 벨로우즈; 및
    내측 및 외측 벨로우즈 사이 공간에, 내측 벨로우즈를 나선형으로 감싸도록 배치된 히팅 코일을 포함하는 플렉서블 히터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 플렉서블 히터의 제조방법으로서,
    인터록 튜브의 어느 한 종단부를 제1 어댑터에 고정시키는 단계;
    인터록 튜브를 벨로우즈부를 통과시켜 인터록 튜브의 타 종단부를 제1 플랜지 바깥으로 노출시키는 단계;
    제1 플랜지 외부로 노출된 인터록 튜브의 타 종단부를 제2 어댑터에 스팟 용접하여 고정시키는 단계; 및
    제2 어댑터를 제1 플랜지 측으로 삽입하여, 실링부재와 제1 플랜지를 접촉시키는 단계를 포함하는 플렉서블 히터의 제조방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    인터록 튜브의 교체 시, 외력을 가하여, 제2 어댑터를 제1 플랜지로부터 이탈시키고, 제2 어댑터와 인터록 튜브의 용접 부위로 외부로 노출시키는 단계를 추가로 포함하는 플렉서블 히터의 제조방법.
  9. 길이방향으로 탄성 변형 가능하게 마련된 인터록 튜브;
    인터록 튜브의 길이방향의 양 종단부가 각각 고정된 제1 및 제2 어댑터;
    내측 벨로우즈 및 제1 및 제2 어댑터가 각각 삽입되는 한 쌍의 제1 플랜지를 포함하며, 인터록 튜브를 둘러싸도록 배치된 내측 벨로우즈 조립체;
    외측 벨로우즈, 한 쌍의 제2 플랜지가 각각 삽입되는 한 쌍의 제2 플랜지, 온도 센서 및 리크(leak) 센서를 포함하며, 내측 벨로우즈 조립체를 둘러싸도록 배치된 외측 벨로우즈 조립체; 및
    내측 벨로우즈 및 외측 벨로우즈 사이 공간에, 상기 내측 벨로우즈를 나선형으로 감싸도록 배치된 히팅 코일을 포함하며,
    제1 및 제2 어댑터는, 각각 제1 플랜지 내측으로 삽입된 때 제1 플랜지 내측에 접촉하는 실링부재를 포함하는 플렉서블 히터.
  10. 제 9 항에 있어서,
    내측 벨로우즈 조립체 및 외측 벨로우즈 조립체는 분리 가능하게 장착된 플렉서블 히터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    외력을 가하여 인터록 튜브를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터는 내측 벨로우즈 조립체의 제1 플랜지로부터 이탈되고,
    상기 외력이 제거되면, 제2 어댑터는 내측 벨로우즈 조립체의 제1 플랜지 내부로 삽입되고, 실링부재는 제1 플랜지 내측에 접촉하는 플렉서블 히터.
  12. 제 9 항에 있어서,
    내측 벨로우즈 조립체 및 외측 벨로우즈 조립체는 적어도 일부 영역에서 일체로 결합된 플렉서블 히터.
  13. 제 12 항에 있어서,
    외력을 가하여 인터록 튜브를 길이방향으로 늘릴 경우, 제2 어댑터는 내측 벨로우즈 조립체의 제1 플랜지로부터 이탈되고,
    상기 외력이 제거되면, 제2 어댑터는 내측 벨로우즈 조립체의 제1 플랜지 내부로 삽입되고, 실링부재는 제1 플랜지 내측에 접촉하는 플렉서블 히터.
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