KR102302161B1 - 가스용기용 밸브 어셈블리 - Google Patents

가스용기용 밸브 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리는, 가스용기에 연결되는 유입구와, 외부로 노출되어 가스를 배출하는 유출구와, 유입구 및 유출구를 연결하여 가스가 지나는 유로를 포함하는 몸체; 유로 내에 배치되어 유로를 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브; 및 유출구에 배치되어 유출구를 둘러싸는 가스켓;을 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면 가스용기 교체 작업시에 기밀하게 가스용기를 밀봉하여 가스의 누출을 방지할 수 있어, 가스 노출에 의한 안전사고 및 환경오염을 예방할 수 있다.

Description

가스용기용 밸브 어셈블리{VALVE ASSEMBLY FOR GAS CONTAINER}
본 발명은 가스용기용 밸브 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 가스용기 교체 작업시에 가스의 누출을 방지할 수 있는 탈부착이 용이한 가스용기용 밸브 어셈블리에 관한 것이다.
반도체를 제조하는 공정에는 용도에 따라 다양한 종류의 가스가 공급되어 사용되는데, 반도체 제조 공정에 사용되는 대부분의 가스들은 유독성 가스, 인화성 가스 등 인체에 흡입되거나 대기 중에 노출될 경우 안전사고 및 환경오염 등의 큰 피해를 일으킬 수 있다.
이와 같은 반도체 제조 공정에 사용되는 가스들은 가스용기에 고압으로 충전되어 보관되고, 가스용기를 캐비닛에 장착하여 가스 공급라인을 통해 반도체 제조장비로 가스를 공급한다.
반도체 제조장비로 가스를 계속적으로 공급시, 가스용기의 가스가 일정 수준 이하로 떨어지면, 가스용기의 내부에 잔류하는 이물질이 가스 공급라인으로 유입되지 않도록 새로운 가스용기로 교체하여야 한다.
가스용기를 교체하는 작업시, 작업자가 가스용기 입구에 설치된 잠금 밸브를 잠구고 가스용기를 탈착한 다음, 새로운 가스용기를 준비하여 새로운 가스용기에 장착된 보호캡을 분리하고, 가스용기를 다시 가스 공급라인에 연결시킨 뒤 잠금 밸브를 열어 가스를 공급한다.
이와 같이 수작업으로 가스용기를 교체하는 작업시에 작업자의 부주의로 가스가 누출되기도 하고, 가스용기를 교체하는 작업에 많은 시간이 소요되거나 적절한 힘으로 가스용기와 가스 공급라인을 체결하는 데에 어려움이 있었다.
국내공개특허 제10-2009-0124289호(공개일: 2009.12.03.)
본 발명의 일 측면은 가스용기 교체 작업시에 가스의 누출을 방지할 수 있는 가스용기용 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 다른 일 측면은 자동으로 용이하게 탈부착할 수 있는 가스용기용 밸브 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리는, 압력 제어장치(20)와 결합하는 가스용기용 밸브 어셈블리(10)로서, 가스용기(110)에 연결되는 유입구(124)와, 외부로 노출되어 가스를 배출하는 유출구(125)와, 상기 유입구(124) 및 유출구(125)를 연결하여 가스가 지나는 유로를 포함하는 몸체120); 상기 유로 내에 배치되어 상기 유로를 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브(130); 상기 유출구(125)에 배치되어 상기 유출구를 둘러싸는 가스켓(140); 상기 유로의 연장방향과 교차하는 방향으로 형성되는 제1 배출홀(122)에 배치되어 상기 유로 내에 가스 압력이 소정값 이상일 때 가스를 비상 배출하는 안전 밸브(150); 상기 유로의 연장방향과 교차하며 상기 제1 배출홀에 대향하는 제2 배출홀(123)에 배치되어 유로 내의 압력을 감지하는 압력 센서(160); 및 플랜지(121)를 감싸며 상기 유출구(125)를 밀봉하고, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압 력 제어장치(20)와 결합시에 제거되는 보호캡(170); 을 포함하고, 상기 보호캡(170)의 내측에는 가스켓(140)과 접하여 고정시키는 고정돌기(173)를 구비하며, 상기 유출구(125)가 배치되는 몸체(120)에는 플랜지(121)가 형성되며, 상기 플랜지(121)의 원 주면에는 나사산이 형성되어 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 압력 제어 장치(20)의 체결 하우징(220)에 형성된 나사산과 체결되고, 상기 압력 제어장치(20)의 몸체(210)와 상기 가스켓(140)이 접하는 부분에 복수의 홈(2120)을 구비하는 압착 씰(212)이 구비되고, 상기 플랜지(121)의 상부에는 복수의 돌기(1213)가 구비되어 가스 용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 상기 압착 씰(212)의 홈(2120)과 대응하여 상기 가스켓(140)을 압착할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 유입구(124)와 유출구(125)는 유로의 연장방향을 따라 일렬로 배열될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 유로 내에 가스 압력이 소정값 이상일 때 가스를 비상 배출하는 안전 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 안전 밸브는, 유로의 연장방향과 교차하는 방향으로 형성되는 제1 배출홀에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 유로 내에 압력을 감지하는 압력 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 압력 센서는 유로의 연장방향과 교차하며 제1 배출홀에 대향하는 제2 배출홀에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 유출구가 배치되는 몸체에는 플랜지가 형성되며, 플랜지의 원주면에는 나사산이 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 나사산을 감싸며, 유출구를 밀봉하는 보호캡을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 플랜지의 외면은 가스켓이 접합하는 접합면 및 모따기면을 구비하고, 가스켓은 플랜지의 접합면에 일부 접합되고, 누르는 압력에 의해 유로의 연장 방향으로 회동되면서 유출구를 개방할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 있어서, 플랜지(121)의 원주면에는 원주면 상으로 돌출되는 얼라인 키(126)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면 가스용기 교체 작업시에 기밀하게 가스용기를 밀봉하여 가스의 누출을 방지할 수 있어, 가스 노출에 의한 안전사고 및 환경오염을 예방할 수 있다.
또한 본 발명의 실시예들에 따르면, 자동으로 용이하게 탈부착할 수 있어 가스용기 교체작업이 간편해지고 작업 시간을 단축하여 작업효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리가 장착되는 반도체 제조 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리를 나타내는 단면도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리가 압력 제어장치에 장착되는 단면도이다.
도 5는 도 3의 B 방향에서 바라보는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리의 다른 변형예를 나타내는 측면도이다.
이하에서는 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리에 관하여 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서 전체에서, “~상에”라 함은 대상 부분의 위 또는 아래에 위치함을 의미하는 것이며, 반드시 중력 방향을 기준으로 상 측에 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리가 장착되는 반도체 제조 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가스용기(110)가 가스용기용 밸브 어셈블리(10) 및 압력 제어장치(20)를 통해 반도체 제조 장비(30)들과 연결되어 가스용기(110)에 수용된 가스를 반도체 제조 장비(30)들로 공급한다. 압력 제어장치(20)는 가스용기용 밸브 어셈블리(10)를 통과한 가스가 기설정된 압력에 맞추어 반도체 제조 장비(30)들로 공급될 수 있도록 가스 압력을 조정한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리를 나타내는 단면도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리가 압력 제어장치에 장착되는 단면도이며, 도 5는 도 3의 B 방향에서 바라보는 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리의 평면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리(10)는 가스용기(110)에서 배출되는 가스 흐름을 개방 또는 차단하거나 가스 유량을 제어하기 위한 장치로서, 몸체(120), 개폐 밸브(130) 및 가스켓(140)를 포함한다.
몸체(120)는 가스용기(110)에 연결되는 유입구(124)와, 외부로 노출되어 가스를 배출하는 유출구(125)와, 유입구(124) 및 유출구(125)를 연결하여 가스가 지나는 유로를 포함한다. 가스는 가스용기(110)로부터 유입구(124)로 유입되어 유로를 지나 유출구(125)로 통과하여 압력 제어장치(20)로 들어간다.
유입구(124)와 유출구(125)는 유로의 연장방향을 따라 일렬로 배열될 수 있는데, 유로가 유입구(124)와 유출구(125)를 직선으로 연결하도록 일방향으로 연장되어 형성된다. 유로는 원형의 관 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 단면을 갖는 형태로도 가능하다.
유로의 연장 방향을 중심축(도 2의 A 방향)으로 하여 가스용기(110) 및 압력 제어장치(20) 역시 일렬로 배열될 수 있다. 이와 같이 일렬로 배열되는 경우 가스 흐름이 원활하며, 구조가 단순하여 개폐 밸브(130)와 압력 제어장치(20)의 솔레노이드 밸브와 연계하여 가스를 용이하게 조절할 수 있다.
개폐 밸브(130)는 유로 내에 배치되어 유로를 개방 또는 폐쇄하는 역할을 한다. 개폐 밸브(130)는 유출구(125)에 인접한 유로에 배치되어, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)에 결합된 후, 압력 제어장치(20)의 솔레노이드 밸브와 연계되어 가스의 유입여부, 유입량 등을 제어한다.
안전 밸브(150)는 유로 내에 가스 압력이 소정값 이상일 때 가스를 비상 배출하는 수단으로서, 유로의 연장방향과 교차하는 방향으로 형성되는 제1 배출홀(122)에 배치될 수 있다.
압력 센서(160)은 유로 내의 압력을 감지하며, 유로의 연장방향과 교차하며 제1 배출홀(122)에 대향하는 제2 배출홀(123)에 배치될 수 있다.
가스켓(140)은 몸체(120)의 유출구(125)에 배치되어 유출구(125)를 둘러싸며, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 가스용기용 밸브 어셈블리(10)의 몸체(120)와 압력 제어장치(20)의 몸체(210) 사이에 배치되어 가스가 누출되지 않도록 밀봉하는 역할을 한다. 가스켓(140)은 유출구(125)를 둘러싸는 환형으로 형성될 수 있다.
압력 제어장치(20)의 몸체(210)에서 가스용기용 밸브 어셈블리(10)의 몸체(120)과 접하는 구역에 압착 씰(212)이 형성될 수 있는데, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합 시에 압착 씰(212)이 연성을 갖는 가스켓(140)을 압착하여 접합면을 더 기밀하게 밀봉할 수 있다. 가스켓(140)은 압착 씰(212)의 압박에 의해 탄성변형할 수 있다.
유출구(125)가 배치되는 몸체(120)에는 플랜지(121)가 형성되며, 플랜지(121)의 원주면에는 나사산이 형성되어, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합 시에 압력 제어장치(20)의 체결 하우징(220)에 형성된 나사산과 체결될 수 있다. 플랜지(121)의 나사산은 수나사 형태로, 체결 하우징(220)의 나사산은 암나사 형태로 형성될 수 있다.
체결 하우징(220)은 모터(240)에 의해 회전하여 플랜지(121)와 체결 하우징(220)이 나사 결합에 의해 체결하도록 하며, 모터(240)를 제어하는 제어 모듈(280)에 의해 압착 씰(212)이 연성을 갖는 가스켓(140)을 적정한 강도로 압착할 수 있다. 이와 같은 방식으로 가스용기용 밸브 어셈블리(10)를 자동으로 용이하게 탈부착할 수 있으며, 보다 기밀하게 가스용기를 밀봉하여 가스의 누출을 방지할 수 있다.
얼라인 키(126)는 플랜지(121)의 원주면에에서 원주면 상으로 돌출되는 형성되며, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 압력 제어장치(20)의 지지 하우징(250)과 결합하여 가스용기용 밸브 어셈블리(10)와 압력 제어장치(20)를 정렬시킨다.
도 5에 도시된 바와 같이, 플랜지(121)는 압력 제어장치(20)의 체결 하우징(220)과의 나사결합을 위해 그 단면이 원형으로 형성되는 반면, 얼라인 키(126)는 가스용기용 밸브 어셈블리(10)와 압력 제어장치(20)를 정렬을 위해, 그 단면이 다각형으로 형성될 수 있다. 본 실시예에서는 얼라인 키(126)의 단면은 육각형으로 예시하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 방향성을 갖는 다양한 다각형, 타원형 등으로 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스용기용 밸브 어셈블리의 변형예를 나타내는 측면도이다.
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가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합 전에는 가스켓에 의해 유출구(125)가 폐쇄되고, 결합되면서 가스켓에 의해 유출구(125)가 개방될 수 있다. 개폐밸브(130)에 의한 가스 유출입 제어 외에 이와 같이 가스켓에 의해 추가적으로 제어가 가능하므로, 보다 기밀하게 가스용기를 밀봉하여 가스의 누출을 방지할 수 있다.
보호캡(170)은 플랜지(121)를 감싸며, 유출구(125)를 밀봉하여 보호한다. 보호캡(170)에 형성된 나사산(172)는 플랜지(121)에 형성된 나사산과 체결되어, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합하기 전 보관할 때, 유출구(125), 가스켓(140) 등을 보호한다.
보호캡(170) 내측에는 가스켓(140)이 외부 충격에 의해 이탈되는 것을 방지하기 위해 가스켓(140)과 접하여 가스켓(140)을 고정시키는 고정돌기(173)이 형성되어 있다. 가스용기용 밸브 어셈블리(10)를 압력 제어장치(20)와 결합하기 위해 보호캡(170)을 제거할 때, 보호캡(170)의 분실 방지를 위하여 보호캡(170)은 연결 체인(174)에 의해 몸체(120)과 결합되어 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 다양한 변형 예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것이 자명하다고 할 것이다.
10 : 가스용기용 밸브 어셈블리 20 : 압력 제어장치
21 : 가스 공급라인 30 : 반도체 제조 장비
110 : 가스용기 120 : 몸체
130 : 개폐 밸브 140 : 가스켓
150 : 안전 밸브 160 : 압력 센서
170 : 보호캡

Claims (10)

  1. 압력 제어장치(20)와 결합하는 가스용기용 밸브 어셈블리(10)로서,
    가스용기(110)에 연결되는 유입구(124)와, 외부로 노출되어 가스를 배출하는 유출구(125)와, 상기 유입구(124) 및 유출구(125)를 연결하여 가스가 지나는 유로를 포함하는 몸체120);
    상기 유로 내에 배치되어 상기 유로를 개방 또는 폐쇄하는 개폐 밸브(130);
    상기 유출구(125)에 배치되어 상기 유출구(125)를 둘러싸는 가스켓(140);
    상기 유로의 연장방향과 교차하는 방향으로 형성되는 제1 배출홀(122)에 배치되어 상기 유로 내에 가스 압력이 소정값 이상일 때 가스를 비상 배출하는 안전 밸브(150);
    상기 유로의 연장방향과 교차하며 상기 제1 배출홀에 대향하는 제2 배출홀(123)에 배치되어 유로 내의 압력을 감지하는 압력 센서(160); 및
    플랜지(121)를 감싸며 상기 유출구(125)를 밀봉하고, 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 제거되는 보호캡(170); 을 포함하고,
    상기 보호캡(170)의 내측에는 가스켓(140)과 접하여 고정시키는 고정돌기(173)를 구비하며,
    상기 유출구(125)가 배치되는 몸체(120)에는 플랜지(121)가 형성되며, 상기 플랜지(121)의 원주면에는 나사산이 형성되어 가스용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 압력 제어 장치(20)의 체결 하우징(220)에 형성된 나사산과 체결되고,
    상기 압력 제어장치(20)의 몸체(210)와 상기 가스켓(140)이 접하는 부분에 복수의 홈(2120)을 구비하는 압착 씰(212)이 구비되고, 상기 플랜지(121)의 상부에는 복수의 돌기(1213)가 구비되어 가스 용기용 밸브 어셈블리(10)가 압력 제어장치(20)와 결합시에 상기 압착 씰(212)의 홈(2120)과 대응하여 상기 가스켓(140)을 압착하는 가스용기용 밸브 어셈블리.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유입구(124)와 상기 유출구(125)는 상기 유로의 연장방향을 따라 일렬로 배열되는 가스용기용 밸브 어셈블리.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 플랜지(121)의 원주면에는 원주면 상으로 돌출되는 얼라인 키(126)를 더 포함하는 가스용기용 밸브 어셈블리.
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