KR102371150B1 - 화학약품의 공급 및 배출 장치 - Google Patents

화학약품의 공급 및 배출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학약품의 공급 및 배출 장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치는 화학약품이 공급되는 용기를 고정시키기 위한 용기 홀딩 유닛; 상기 용기 홀딩 유닛의 상방에 승강되게 설치되고, 상기 용기의 캡을 개폐하는 캡 개폐 유닛; 상기 용기 홀딩 유닛의 내부로 노즐을 승강시키고, 상기 노즐을 통해 상기 용기로 화학약품을 공급하거나 배출시키는 약품 공급 및 배출 유닛; 및 상기 용기에 화학약품의 공급 또는 배출을 마친 노즐이 삽입된 상태에서 상기 노즐을 세정하는 노즐 세정 유닛을 포함할 수 있다.

Description

화학약품의 공급 및 배출 장치{APPARATUS FOR SUPPLYING AND DISCHARGING CHEMICAL}
본 발명은 화학약품의 공급 및 배출 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저장용기에 화학약품을 자동으로 공급 및 배출시키기 위한 화학약품의 공급 및 배출 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 및 의약품 관련 순수 약품, 전자공업용 약품, 시약용 약품, 식품용 약품 및 화장용 약품 등과 같은 화학약품은 용기에 공급하여 보관하게 되는데, 반도체 제조공정에 사용되는 화학약품은 고순도를 유지하여야 함으로, 이러한 화학약품을 저장하는 용기는 화학약품과 반응을 일으키지 않을 뿐 아니라, 오염에 강한 유리재질 또는 수지(PP, PTFE, PFA 등)로 제조되는 것이 일반적이다.
반도체 및 의약품 관련 화학약품 등은 외부로 배출되는 화학약품이나 용기 내부에 저장되어 있는 화학약품 모두 높은 순도 및 청정도를 유지시킬 수 있어야 하므로 공기와의 접촉차단을 통하여 오염 가능성을 충분히 배제시키는 등 각별한 주의가 요구되고 있다. 또한, 화학약품(Fume)이 작업자의 건강에 치명적 영향을 미치므로 작업자가 약품을 직접 작업하는 것을 지양하고 있다.
이상에서 설명한 화학약품을 용기에 공급하거나 용기에서 배출하기 위해서는 용기 내부로 노즐 등을 이용하여 공급 및 배출하여야 하는데 작업자가 직접 공급, 배출 및 노즐 세정 등의 작업을 할 경우 작업자가 화학약품에 노출되어 건강에 치명적 영향을 미칠 수 있으며, 작업자의 부주의로 인해 화학약품이 오염되는 품질 사고가 발생할 수 있다.
따라서, 반도체 제조공정 등에 사용되는 화학약품을 자동으로 공급 및 배출하고 사용한 노즐의 세정 작업 등을 수행할 수 있는 장치의 개발이 필요한 실정이다.
본 발명은 화학약품을 용기 내부로 자동으로 공급 또는, 용기에서 외부로 배출시킬 수 있는 화학약품의 공급 및 배출 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 화학약품의 공급 또는 배출을 완료한 노즐을 자동으로 세정할 수 있는 화학약품의 공급 및 배출 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치는 화학약품이 공급되는 용기를 고정시키기 위한 용기 홀딩 유닛; 상기 용기 홀딩 유닛의 상방에 승강되게 설치되고, 상기 용기의 캡을 개폐하는 캡 개폐 유닛; 상기 용기 홀딩 유닛의 내부로 노즐을 승강시키고, 상기 노즐을 통해 상기 용기로 화학약품을 공급하거나 배출시키는 약품 공급 및 배출 유닛; 및 상기 용기에 화학약품의 공급 또는 배출을 마친 노즐이 삽입된 상태에서 상기 노즐을 세정하는 노즐 세정 유닛을 포함할 수 있다.
상기 용기 홀딩 유닛은, 상기 용기의 하부가 안착되는 용기 안착부; 및 상기 용기 안착부의 양측으로 이동가능하게 설치되어 상기 용기의 양측면에 밀착되는 용기 홀더를 포함할 수 있다.
상기 용기의 측방에 위치하도록 설치되어 상기 용기가 용기 안착부에 안착되었는지를 감지하는 용기 감지 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 용기 안착부에는 센서창이 개구되게 형성되고, 상기 센서창에는 약품 잔량 체크 센서가 구비되어 상기 용기에 잔존하는 화학약품을 감지할 수 있다.
상기 용기 안착부에는 중량 센서가 구비되어 상기 용기에 잔존하는 화학약품의 잔량을 측정할 수 있다.
상기 캡 개폐 유닛, 및 약품 공급 및 배출 유닛은 가이드레일 상에 수평방향으로 이동가능하게 설치될 수 있다.
상기 캡 개폐 유닛은, 상기 가이드레일 상에 수직방향으로 설치되는 캡 개폐 가이드; 상기 캡 개폐 가이드 상에 승강되게 설치되는 캡 개폐 프레임; 상기 캡 개폐 프레임에 설치되고, 상기 캡의 개폐에 필요한 구동력을 제공하는 캡 개폐 구동원; 상기 캡 개폐 구동원의 구동축에 설치되어 회전되는 캡 개폐 부재; 및 상기 캡 개폐 부재의 선단에 복수개가 구비되고, 방사상으로 이동가능하게 구비되어 상기 캡의 측면에 밀착되는 캡 그리퍼를 포함할 수 있다.
상기 약품 공급 유닛은, 상기 가이드레일 상에 수직방향으로 설치되는 약품 공급 및 배출 가이드; 상기 약품 공급 및 배출 가이드 상에 승강되게 설치되는 약품 공급 및 배출 프레임; 상기 약품 공급 및 배출 프레임에 하방으로 연장되게 설치되어 상기 용기 내부로 삽입되는 노즐; 및 상기 약품 공급 및 배출 프레임의 상부에 고정되게 설치되고, 상기 노즐로 공급되거나 배출되는 화학약품의 유로로 사용되는 파이프를 포함할 수 있다.
상기 파이프는 나선형으로 형성될 수 있다.
상기 노즐의 상부에는 상기 용기의 주둥이부를 가압하는 밀봉부재가 구비되는데, 상기 밀봉부재의 일측에는 가스 주입부가 결합되어 상기 용기 내부로 가스를 주입할 수 있다.
상기 밀봉부재에는 상기 용기 내부와 연통되는 가스 포트가 형성될 수 있다.
상기 노즐 세정 유닛은, 화학약품의 공급 또는 배출을 마친 상기 노즐이 내부로 삽입되는 세정관; 및 상기 세정관의 측면에 각각 설치되고, 상기 세정관 내부와 연통되어 상기 노즐로 세정액을 분사하는 세정 노즐을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치는 화학약품을 용기 내부로 자동으로 공급 또는, 용기에서 외부로 배출시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치는 화학약품의 공급 또는 배출을 완료한 노즐을 자동으로 세정할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치는 화학약품의 공급 및 배출을 위한 노즐을 노즐 세정 유닛의 내부에 보관하여 작업자의 안전을 확보할 수 있으며, 화학약품이 오염되는 것을 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치가 하우징 내부에 설치된 것을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 홀딩 유닛을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 용기 홀딩 유닛의 저면을 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 도시된 용기 홀딩 유닛을 도시한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 개폐 유닛을 도시한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 약품 공급 및 배출 유닛을 도시한 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 약품 공급 및 배출 유닛의 밀봉부재 및 그 주변을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 세정 유닛을 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 용기의 캡이 개방되는 과정을 도시한 동작 상태도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 노즐에 의해 화학약품이 배출되는 과정을 도시한 동작 상태도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 노즐이 세정되는 과정을 도시한 동작 상태도이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 명세서 전체에서, "연결된다"라고 할 때, 이는 둘 이상의 구성요소가 직접적으로 연결되는 것만을 의미하는 것이 아니고, 둘 이상의 구성요소가 다른 구성요소를 통하여 간접적으로 연결되는 것, 물리적으로 연결되는 것뿐만 아니라 전기적으로 연결되는 것, 또는 위치나 기능에 따라 상이한 명칭들로 지칭되었으나 일체인 것을 의미할 수 있다.
이하, 본 발명에 의한 화학약품의 공급 및 배출 장치의 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치가 하우징 내부에 설치된 것을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치는 화학약품이 공급되는 용기(100)를 고정시키기 위한 용기 홀딩 유닛(10), 상기 용기 홀딩 유닛(10)의 상방에 승강되게 설치되고, 상기 용기(100)의 캡(102)을 개폐하는 캡 개폐 유닛(30), 상기 용기 홀딩 유닛(10)의 내부로 노즐(60)을 승강시키고, 상기 노즐(60)을 통해 상기 용기(100)로 화학약품을 공급하거나 배출시키는 약품 공급 및 배출 유닛(50), 및 상기 용기(100)에 화학약품의 공급 또는 배출을 마친 노즐(60)이 삽입된 상태에서 상기 노즐(60)을 세정하는 노즐 세정 유닛(70)을 포함할 수 있다.
본 실시예에서 화학약품의 공급 및 배출 장치는 용기(100)의 내부에 저장된 화학약품을 펌핑을 통해 외부로 배출하는 기능과, 비워진 상태의 용기(100) 내부로 화학약품을 공급하여 채워넣을 수 있는 기능 모두를 수행하도록 제조된다.
한편, 본 도면에는 하나의 용기(100)에 대해서 화학약품을 공급 또는 배출하는 것에 대해서만 도시하였으나 이에 제한되는 것은 아니고 복수개의 용기(100)가 일방향을 따라 배치되고 각각의 용기(100)에 대해서 화학약품을 공급 또는 배출하는 구성도 가능하다. 예를 들어, 용기(100)는 복수개가 일방향으로 배치되고 캡 개폐 유닛(30) 및 약품 공급 및 배출 유닛(50)이 좌우방향으로 슬라이딩되면서 화학약품을 공급 또는 배출할 수 있다.
이상에서 설명한 유닛들은 도 2에 도시된 하우징(1) 내부에 설치된 상태로 동작될 수 있다. 하우징(1)은 반도체 제조공정에 사용되는 화학약품 등을 공급 및 배출할 때 발생하는 유해물질이 외부로 빠져나가는 것을 차단하기 위해 사용된다. 즉, 하우징(1)은 유해물질이 발생하는 화학약품의 공급 또는 배출시 작업이 이루어지는 공간으로 사용되는 것이다. 하우징(1)의 전면에는 도어(2)가 힌지에 의해 일측을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 하우징(1)에는 도어(2)의 일측이 걸어지는 걸쇠(4)가 구비된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 홀딩 유닛을 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 도시된 용기 홀딩 유닛의 저면을 도시한 사시도이며, 도 5는 도 3에 도시된 용기 홀딩 유닛의 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 용기 홀딩 유닛(10)은, 상기 용기(100)의 하부가 안착되는 용기 안착부(12), 및 상기 용기 안착부(12)의 양측으로 이동가능하게 설치되어 상기 용기(100)의 양측면에 밀착되는 용기 홀더(26)를 포함할 수 있다.
용기 안착부(12)는 원통 형상의 용기(100)가 안착될 수 있도록 대응되는 형상을 가진다. 본 실시예에서 용기 안착부(12)는 용기(100)의 하부가 안착되도록 원판에서 가장자리 부분이 소정 높이만큼 지지벽 형태로 형성될 수 있다. 용기 안착부(12)의 중앙부는 도 4에서와 같이 센서창(14)이 개구되게 형성되고 센서창(14)에는 약품 잔량 체크 센서(16)가 구비될 수 있다. 여기에서 약품 잔량 체크 센서(16)는 용기(100)에 저장된 화학약품을 노즐(60)로 배출시킬 때 화학약품의 잔량을 감지하는 역할을 한다. 약품 잔량 체크 센서(16)는 실제 화학약품과 비접촉하여도 잔량을 감지할 수 있도록 정전용량 방식의 센서가 사용될 수 있다.
한편, 본 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 용기 안착부(12)의 표면에는 중량 센서(미도시)가 구비되어 용기(100) 내부로 화학약품을 공급할 때 용기(100)의 중량을 감지하여 화학약품의 공급량을 제어하도록 할 수 있다. 이때 용기 안착부(12)에 저울을 적용하여 화학약품의 중량을 측정함으로써 화학약품의 잔존 여부를 확인할 수 있다. 즉, 화학약품이 용기(100) 내부로 공급될 때에는 약품 잔량 체크 센서(16)가 아닌 중량 센서를 이용하는 것이다.
용기 홀딩 유닛(10)은 용기 홀더(26)의 동작을 위한 홀딩 실린더(20)를 더 포함할 수 있다. 홀딩 실린더(20)는 용기 홀더(26)의 이동을 위한 동력을 제공하는 것으로서, 본 실시예에서는 용기(100)의 양측에 한 쌍이 배치된다. 홀딩 실린더(20) 각각에는 복수개의 실린더축(22)이 구비되고, 실린더축(22)의 단부에는 수평방향으로 길게 형성되는 실린더 플레이트(24)가 결합된다. 실린더 플레이트(24)는 홀딩 실린더(20)의 구동에 의해 실린더축(22)과 함께 용기(100)의 양측면에 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동된다.
그리고, 실린더 플레이트(24)의 내측면에는 각각 용기 홀더(26)가 구비된다. 용기 홀더(26)는 실질적으로 용기(100)의 측면에 밀착되어 용기(100)를 홀딩하는 부분이다. 용기 홀더(26)는 용기(100)의 측면에 밀착될 수 있도록 도면에서와 같이 전면이 내측으로 굴곡지게 형성될 수 있다. 그리고, 용기 홀더(26)는 유리 재질의 용기(100)의 측면을 안정적으로 홀딩할 수 있도록 마찰력이 강한 고무 재질의 패드 등 다양한 재질로 만들어질 수 있다.
도 5를 참조하면, 한 쌍의 용기 홀더(26)는 홀딩 실린더(20)의 동작 시 실린더 플레이트(24)와 함께 용기(100)의 양측면에 밀착되는 방향으로 이동된다. 용기 홀더(26)가 용기(100)의 양측면에 밀착이 되면 홀딩 실린더(20)의 동작은 정지되고 용기(100)는 안정적인 상태로 지지된 상태에서 화학약품의 공급 또는 배출을 할 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 실린더 플레이트(24)의 상단에는 용기 감지 센서(28)가 설치될 수 있다. 용기 감지 센서(28)는 용기 안착부(12)에 용기(100)가 안착되었는지 여부를 감지하는 역할을 하는 것으로서, 예를 들어 광센서 등으로 만들어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 개폐 유닛을 도시한 사시도이다.
도 6의 참조 전에 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 캡 개폐 유닛(30)은 약품 공급 및 배출 유닛(50)과 함께 가이드레일(6) 상에 수평방향으로 이동가능하게 설치된다. 가이드레일(6)은 캡 개폐 유닛(30) 및 약품 공급 및 배출 유닛(50)의 이동을 위해 설치되는 것으로서, 용기 홀딩 유닛(10)에 의해 홀딩된 상태인 용기(100)에 캡 개폐 및, 약품 공급 및 배출이 자동으로 이루어질 수 있도록 하나의 가이드레일(6) 상에서 이동되도록 구성한 것이다.
이를 위해 가이드레일(6) 상에는 수평방향으로 긴 레일 플레이트(8)가 이동가능하게 설치되고, 레일 플레이트(8)에 캡 개폐 유닛(30) 및 약품 공급 및 배출 유닛(50)이 각각 고정되게 설치된다. 한편, 레일 플레이트(8)의 좌우방향 슬라이딩을 위한 구동력은 본 도면에 도시되지 않은 별도의 구동원(미도시)에 의해 제공될 수 있다. 결과적으로 상기 구동원이 구동되면 레일 플레이트(8)가 좌우방향으로 슬라이딩되면서, 용기(100)의 상방에 캡 개폐 유닛(30) 및 약품 공급 및 배출 유닛(50)이 각각 위치하도록 이동될 수 있다.
캡 개폐 유닛(30)은, 상기 가이드레일(6) 상에 수직방향으로 설치되는 캡 개폐 가이드(32), 상기 캡 개폐 가이드(32) 상에 승강되게 설치되는 캡 개폐 프레임(36), 상기 캡 개폐 프레임(36)에 설치되고, 상기 캡(102)의 개폐에 필요한 구동력을 제공하는 캡 개폐 구동원(38), 상기 캡 개폐 구동원(38)의 구동축(39)에 설치되어 회전되는 캡 개폐 부재(40), 및 상기 캡 개폐 부재(40)의 선단에 복수개가 구비되고, 상기 캡(102)의 측면에 밀착되는 캡 그리퍼(42)를 포함할 수 있다.
캡 개폐 가이드(32)는 가이드레일(6)과 같이 설치된 캡 개폐 프레임(36)이 수직방향으로 이동가능하게 하는 부분으로서, 장방향의 플레이트 형상을 가진다. 한편, 캡 개폐 가이드(32)의 일측에는 승강 구동원(34)이 설치되는데, 승강 구동원(34)은 구동모터로서 캡 개폐 프레임(36)의 승강을 위한 동력을 제공하는 역할을 한다.
캡 개폐 프레임(36)은 가이드레일(6)에 슬라이딩 가능하게 설치되는 것으로서, 본 실시예에서는 대략 'ㄷ'자 형상으로 절곡된 형상을 가지는데 이에 제한되는 것은 아니고 다양한 형상으로 만들어질 수 있다. 'ㄷ'자 형상으로 절곡된 캡 개폐 프레임(36)에서 서로 평행하게 절곡된 부분에는 각각 홀이 형성되고 상기 홀을 캡 개폐 구동원(38)의 구동축(39)이 관통하게 된다. 캡 개폐 구동원(38)은 캡(102)의 개폐를 위한 동력을 제공하는 것으로서 구동축(39)에 회전력을 제공하여 캡(102)이 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되도록 한다.
구동축(39)에는 캡 개폐 부재(40)가 설치되어 구동축(39)과 함께 회전되는데, 캡 개폐 부재(40)는 대략 원통의 실린더 형상으로 만들어질 수 있다. 캡 개폐 부재(40)의 선단에는 복수개의 캡 그리퍼(42)가 구비된다. 캡 그리퍼(42)는 캡(102)을 파지하도록 대략 'ㄱ'자 형상으로 만들어질 수 있다. 캡 그리퍼(42)는 본 실시예에서 총 4개가 90°의 중심각을 가지도록 배치된다. 캡 그리퍼(42)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고 2개, 3개, 또는 5개 이상이 구비될 수도 있다.
그리고, 캡 그리퍼(42)는 방사 방향으로 이동가능하게 구비되기 때문에 캡(102)의 가장자리를 감싸는 위치로 하강된 상태에서 중심 방향으로 이동되면서 캡(102)을 4방향에서 안정적으로 파지할 수 있다. 이와 같이 캡 그리퍼(42)는 방사 방향으로 이동되면서 캡(102)을 개폐할 수 있는 마찰력을 제공하게 된다. 이를 위해 캡 그리퍼(42)에는 소정의 마찰력을 가진 파지부(44)가 구비될 수 있다. 파지부(44)는 고무 패드 등의 마찰력을 가진 재질로 만들어질 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 약품 공급 및 배출 유닛을 도시한 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 약품 공급 및 배출 유닛의 밀봉부재 및 그 주변을 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 약품 공급 및 배출 유닛(50)은 상기 가이드레일(6) 상에 수직방향으로 설치되는 약품 공급 및 배출 가이드(52), 상기 약품 공급 및 배출 가이드(52) 상에 승강되게 설치되는 약품 공급 및 배출 프레임(54), 상기 약품 공급 및 배출 프레임(54)에 하방으로 연장되게 설치되어 상기 용기(100) 내부로 삽입되는 노즐(60), 및 상기 약품 공급 및 배출 프레임(54)의 상부에 고정되게 설치되고, 상기 노즐(60)로 공급되거나 배출되는 화학약품의 유로로 사용되는 파이프(56)를 포함할 수 있다.
약품 공급 및 배출 가이드(52)는 상술한 캡 개폐 가이드(32)와 마찬가지로 가이드레일(6) 상에 수직방향으로 설치되어 약품 공급 및 배출 프레임(54)의 승강을 가이드하게 된다. 그리고, 본 도면에는 구체적으로 도시되지 않았지만 약품 공급 배출 프레임(54)은 별도로 구비된 구동원(미도시)으로부터 동력을 제공받아 약품 공급 및 배출 가이드(52) 상에서 승강될 수 있다. 약품 공급 및 배출 프레임(54)은 도 7에 도시된 바와 같이 대략 'ㅗ'자 형상으로 만들어지는데 이에 제한되는 것은 아니다.
약품 공급 및 배출 프레임(54)에서 약품 공급 및 배출 가이드(52)에 대하여 수직방향으로 연장된 프레임의 상부에는 파이프(56) 및 밸브(58)가 구비된다. 파이프(56)는 화학약품을 공급 또는 배출시키기 위한 통로로서 본 실시예에서는 나선형으로 형성될 수 있다. 그리고 파이프(56)의 하단에는 밸브(58)가 구비되어 파이프(56)에서 공급되는 화학약품 또는 용기(100)에서 배출되는 화학약품의 유동을 조절하는 역할을 한다.
한편, 약품 공급 및 배출 프레임(54)에서 약품 공급 및 배출 가이드(52)에 대하여 수직방향으로 연장된 프레임의 하부에는 노즐(60)이 직하방으로 소정 길이만큼 연장된다. 노즐(60)은 용기(100)의 내부 바닥면까지 접촉할 수 있도록 충분한 길이를 가질 수 있다. 노즐(60)의 상단은 약품 공급 및 배출 프레임(54)에 구비된 밀봉부재(62)에 고정된다. 밀봉부재(62)는 화학약품의 공급 또는 배출 시 용기(100)의 주둥이부를 가압하여 밀봉 상태를 유지하는 역할을 한다.
이를 위해 도 8을 참조하면, 밀봉부재(62)는 마개 형상을 가지며 밀봉부재(62)의 내측에는 주둥이부의 상단에 밀착되는 밀봉패드(64)가 구비된다. 한편, 밀봉부재(62)의 일측에는 용기(100) 내부로 가스를 주입하는 가스 주입부(66)가 결합된다. 가스 주입부(66)는 용기(100) 내부의 화학약품을 배출시킬 때, 가스 주입을 통해 양압을 발생시켜 화학약품이 노즐(60)을 통해 파이프(56)로 잘 빠져나갈 수 있도록 하는 역할을 한다.
가스 주입부(66)에서 주입되는 가스는 밀봉부재(62)의 내부를 관통하여 가스 포트(68)가 형성된다. 가스 포트(68)는 가스 주입부(66)가 결합된 부분으로부터 밀봉부재(62)의 중심을 향하여 연장되다가 직하방으로 절곡된 유로를 가지도록 형성된다. 이와 같이 형성된 가스 포트(68)는 용기(100) 내부와 연통됨으로써 가스 주입이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 노즐 세정 유닛을 도시한 사시도이다.
도 9를 참조하면, 노즐 세정 유닛(70)은, 화학약품의 공급 또는 배출을 마친 상기 노즐(60)이 내부로 삽입되는 세정관(74), 상기 세정관(74)의 측면에 각각 설치되고, 상기 세정관(74) 내부와 연통되어 상기 노즐(60)로 세정액을 분사하는 세정 노즐(76)을 포함할 수 있다.
노즐 세정 유닛(70)은 상술한 캡 개폐 유닛(30), 약품 공급 및 배출 유닛(50)과 같이 이동가능하게 설치되지 않고 이들의 이동 경로 상에 고정되게 설치된다. 노즐 세정 유닛(70)은 지지블록(72)이 바닥면에 고정될 수 있고, 지지블록(72)의 상부에 직립하게 설치되는 세정관(74)을 포함한다. 본 실시예에서는 지지블록(72)의 상부에 세정관(74)이 설치되는 것으로 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니고 세정관(74) 자체가 바닥면에 고정된 형태 등 다양한 형태로 구성될 수 있다.
세정 노즐(76)은 세정관(74)의 측면에 각각 설치되는 것인데, 본 실시예에서는 동일한 높이 상에 총 4개가 90°의 중심각을 가지고 배치될 수 있다. 그리고, 이상의 1세트(총 4개)가 3개 높이에 각각 3세트로 배치될 수 있다. 물론, 이상에서 설명한 배치 방식 외에 노즐(60)의 길이에 따라 4세트 이상으로 배치될 수도 있다. 이와 같이 배치된 세정 노즐(76)은 세정관(74) 내부와 연통이 되므로 전단에서 세정액을 분사하여 노즐(60)에 잔존하는 화학약품을 효과적으로 제거할 수 있다. 또한, 지지블록(72)의 하부에는 세정을 마친 세정액이 배출되기 위한 배출구(78)가 형성된다.
시정관(74)에는 세정액 또는, 가스(세정 후 노즐(60) 건조시킴)를 선택적으로 변환하여 작동할 수 있도록 밸브(미도시)가 형성될 수 있다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명의 일 실시예에 따른 화학약품의 공급 및 배출 장치의 작동 과정을 상세하게 설명한다. 이하에서는 화학약품을 용기(100) 내부에서 배출시켜 외부로 공급하는 과정을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따라 용기의 캡이 개방되는 과정을 도시한 동작 상태도이다.
도 10을 참조하면, 먼저 작업자는 (a)에 도시된 바와 같이 하우징(1)의 도어(2)를 개방하고 용기 안착부(12)에 용기(100)를 안착시킨다. 이때, 용기 감지 센서(28)에서 용기(100)의 안착여부를 감지하게 되고, 홀딩 실린더(20)로 신호를 전달하여 홀딩 실린더(20)가 동작하도록 한다. 홀딩 실린더(20)가 동작되면 용기(100)의 양측면에 용기 홀더(26)가 밀착되어 마찰력으로 용기(100)를 안정적으로 지지하게 된다.
다음으로, 캡 개폐 유닛(30)의 승강 구동원(34)이 구동되면 (b)에 도시된 바와 같이 캡 개폐 프레임(36)이 캡 개폐 가이드(32)를 따라 하강되고, 캡 그리퍼(42)는 캡(102)의 가장자리를 감싸는 위치에 있게 된다. 그리고, 캡 그리퍼(42)는 캡(102)의 중심방향으로 이동되면서 4군데에서 각각 캡(102)의 측면을 파지하고 캡 개폐 구동원(38)이 구동되면 캡(102)이 개방된다.
이와 같이 캡(102)이 개방되면, 다시 승강 구동원(34)이 반대로 구동되어 캡 개폐 프레임(36) 및 캡 그리퍼(42)가 (c)에 도시된 바와 같이 함께 상승되고, 캡(102)의 개방 작업이 완료된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따라 노즐에 의해 화학약품이 배출되는 과정을 도시한 동작 상태도이다.
도 11을 참조하면, 용기(100) 내부로 노즐(60)을 삽입하기 위해 노즐(60)은 (a)에 도시된 바와 같이 상승된다. 노즐(60)의 상승은 노즐(60)이 설치된 약품 공급 및 배출 프레임(54)이 상승함에 따라 함께 상승될 수 있다.
다음으로, 가이드레일(6) 상에 설치된 레일 플레이트(8)가 (b)에 도시된 바와 같이 우측방향으로 슬라이딩된다. 그러면 레일 플레이트(8)에 고정된 캡 개폐 유닛(30) 및 약품 공급 및 배출 유닛(50)이 함께 슬라이딩된다. 최초에는 캡 개폐 유닛(30)이 용기(100)의 상방에 위치하여 캡(102)을 개방하였지만 이와 같이 이동되면 (b)에 도시된 바와 같이 약품 공급 및 배출 유닛(50)이 용기(100)의 상방에 위치하게 된다.
이 상태에서 용기(100)에 저장된 화학약품을 배출시키기 위해 노즐(60)이 (c)에 도시된 바와 같이 하강된다. 노즐(60)이 용기(100)의 내부로 삽입되면 용기(100)의 주둥이부 상단이 밀봉패드(64)에 의해 밀봉된다. 그리고, 가스 주입부(66)를 통해 가스가 주입되면 가스 포트(68)를 거쳐 가스가 주입되고, 용기(100) 내부를 양압으로 가압하여 펌핑함으로써 화학약품이 노즐(60)을 통해 잘 배출될 수 있도록 한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따라 노즐이 세정되는 과정을 도시한 동작 상태도이다.
도 12를 참조하면, 용기(100) 내부로 삽입되어 화학약품의 배출을 마친 노즐(60)은 (a)에 도시된 바와 같이 다시 상승된다.
이 상태에서 노즐(60)에 잔존하는 화학약품을 세정하기 위해 레일 플레이트(8)는 (b)에 도시된 바와 같이 다시 좌측방향으로 슬라이딩된다. 그리고, 노즐(60)은 노즐 세정 유닛(70)에 상방에 위치한 상태에서 다시 하강하게 되고, 세정관(74)에 삽입되면 세정 노즐(76)에서 분사되는 세정액에 의해 세정된다.
다음으로, 용기(100)의 상방에 위치한 캡 그리퍼(42)가 (c)에 도시된 바와 같이 하강되고 캡(102)의 중심방향으로 이동되면서 4군데에서 각각 캡(102)의 측면을 파지하고 캡 개폐 구동원(38)이 구동되면 캡(102)이 용기(100)의 주둥이부에 결합된다. 이후 작업자는 빈 용기(100)를 회수하게 된다.
상기에서는 본 발명의 특정의 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
1: 하우징 2: 도어
4: 걸쇠 10: 용기 홀딩 유닛
12: 용기 안착부 14: 센서창
16: 약품 잔량 체크 센서 20: 홀딩 실린더
22: 실린더축 24: 실린더 플레이트
26: 용기 홀더 28: 용기 감지 센서
30: 캡 개폐 유닛 32: 캡 개폐 가이드
34: 승강 구동원 36: 캡 개폐 프레임
38: 캡 개폐 구동원 39: 구동축
40: 캡 개폐 부재 42: 캡 그리퍼
44: 파지부 50: 약품 공급 및 배출 유닛
52: 약품 공급 및 배출 가이드 54: 약품 공급 및 배출 프레임
56: 파이프 58: 밸브
60: 노즐 62: 밀봉부재
64: 밀봉패드 66: 가스 주입부
68: 가스 포트 70: 노즐 세정 유닛
72: 지지블록 74: 세정관
76: 세정 노즐 78: 배출구
100: 용기 102: 캡

Claims (12)

  1. 화학약품이 공급되는 용기를 고정시키기 위한 용기 홀딩 유닛;
    상기 용기 홀딩 유닛의 상방에 승강되게 설치되고, 상기 용기의 캡을 개폐하는 캡 개폐 유닛;
    상기 용기 홀딩 유닛의 내부로 노즐을 승강시키고, 상기 노즐을 통해 상기 용기로 화학약품을 공급하거나 배출시키는 약품 공급 및 배출 유닛; 및
    상기 용기에 화학약품의 공급 또는 배출을 마친 노즐이 삽입된 상태에서 상기 노즐을 세정하는 노즐 세정 유닛을 포함하고,
    상기 캡 개폐 유닛, 및 약품 공급 및 배출 유닛은 가이드레일 상에 수평방향으로 이동가능하게 설치되며,
    상기 노즐 세정 유닛은,
    화학약품의 공급 또는 배출을 마친 상기 노즐이 내부로 삽입되는 세정관; 및
    상기 세정관의 측면에 각각 설치되고, 상기 세정관 내부와 연통되어 상기 노즐로 세정액을 분사하는 세정 노즐을 포함하고,
    상기 세정 노즐은 서로 다른 높이에 복수개가 방사상으로 소정의 중심각을 가지는 세트로 배치되는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기 홀딩 유닛은,
    상기 용기의 하부가 안착되는 용기 안착부; 및
    상기 용기 안착부의 양측으로 이동가능하게 설치되어 상기 용기의 양측면에 밀착되는 용기 홀더를 포함하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용기의 측방에 위치하도록 설치되어 상기 용기가 용기 안착부에 안착되었는지를 감지하는 용기 감지 센서를 더 포함하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 용기 안착부에는 센서창이 개구되게 형성되고, 상기 센서창에는 약품 잔량 체크 센서가 구비되어 상기 용기에 잔존하는 화학약품을 감지하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 용기 안착부에는 중량 센서가 구비되어 상기 용기에 잔존하는 화학약품의 잔량을 측정하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 캡 개폐 유닛은,
    상기 가이드레일 상에 수직방향으로 설치되는 캡 개폐 가이드;
    상기 캡 개폐 가이드 상에 승강되게 설치되는 캡 개폐 프레임;
    상기 캡 개폐 프레임에 설치되고, 상기 캡의 개폐에 필요한 구동력을 제공하는 캡 개폐 구동원;
    상기 캡 개폐 구동원의 구동축에 설치되어 회전되는 캡 개폐 부재; 및
    상기 캡 개폐 부재의 선단에 복수개가 구비되고, 방사상으로 이동가능하게 구비되어 상기 캡의 측면에 밀착되는 캡 그리퍼를 포함하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 약품 공급 유닛은,
    상기 가이드레일 상에 수직방향으로 설치되는 약품 공급 및 배출 가이드;
    상기 약품 공급 및 배출 가이드 상에 승강되게 설치되는 약품 공급 및 배출 프레임;
    상기 약품 공급 및 배출 프레임에 하방으로 연장되게 설치되어 상기 용기 내부로 삽입되는 노즐; 및
    상기 약품 공급 및 배출 프레임의 상부에 고정되게 설치되고, 상기 노즐로 공급되거나 배출되는 화학약품의 유로로 사용되는 파이프를 포함하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파이프는 나선형으로 형성되는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 노즐의 상부에는 상기 용기의 주둥이부를 가압하는 밀봉부재가 구비되는데, 상기 밀봉부재의 일측에는 가스 주입부가 결합되어 상기 용기 내부로 가스를 주입하는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 밀봉부재에는 상기 용기 내부와 연통되는 가스 포트가 형성되는 화학약품의 공급 및 배출 장치.
  12. 삭제
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