KR102630525B1 - 정전기 방전 완화 장치 - Google Patents

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KR102630525B1
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제임스 씨 린더
제프리 제이 매켄지
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

본 개시 내용은 정전기 방전(ESD) 완화 장치를 제공한다. 하나 이상의 실시형태에서, 정전기 방전(ESD) 완화 장치는 유체 회로 내에서 둘 이상의 전도성 배관 세그먼트를 연결하기 위한 배관 연결부이고, 배관 연결부는 둘 이상의 부착 부분을 갖춘 전기 전도성 연결부 본체, 둘 이상의 부착 피팅, 및 연결부 본체를 접지에 전기적으로 연결하기 위해서 연결부 본체에 부착되고 그와 인터페이스하도록 구성된 전도성 브라켓을 포함한다.

Description

정전기 방전 완화 장치
관련 출원에 대한 상호 참조
본원은, 전체가 모든 목적을 위해서 참조로 본원에 포함되는, 2019년 9월 9일자로 출원된 미국 가출원 제62/897,544호에 대한 우선권 및 그 이익을 주장한다.
본 개시 내용의 실시형태는, 예를 들어, 유체 핸들링 시스템에서 사용될 수 있는 정전기 방전(ESD) 완화 구성, 그리고 보다 구체적으로, 그러한 유체 핸들링 시스템 내에 포함될 수 있는 전도성 브라켓에 관한 것이다.
정전기 방전(ESD)은 반도체 산업 및 다른 기술 적용예에서의 유체 핸들링 시스템에 있어서 중요한 기술적 문제이다. 유체와 유체 시스템 내의 다양한 동작 구성요소(예를 들어, 배관 또는 파이핑, 밸브, 피팅, 필터 등)의 표면 사이의 마찰 접촉이 정전기 전하의 생성 및 축적을 초래할 수 있다. 전하 생성 정도는, 비제한적으로, 구성요소 및 유체의 성질, 유체 속도, 유체 점도, 유체의 전기 전도도, 접지까지의 경로, 액체 내의 난류 및 전단, 유체 내의 공기의 존재, 및 표면적을 포함하는 여러 인자에 따라 달라진다. 또한, 유체가 시스템을 통해서 유동함에 따라, 전하는 스트리밍 전하(streaming charge)로 지칭되는 현상으로 하류로 이송될 수 있고, 이러한 경우에 전하가 생성된 곳을 넘어서 전하가 축적될 수 있다. 충분한 전하 축적은, 다양한 프로세스 단계에서, 배관 또는 파이프 벽에서, 구성요소 표면에서, 또는 심지어 기판 또는 웨이퍼 상으로 정전기 방전을 초래할 수 있다.
일부 적용예에서, 반도체 기판 또는 웨이퍼는 정전기 전하에 매우 민감하고, 그러한 ESD는 기판 또는 웨이퍼의 손상 또는 파괴를 초래할 수 있다. 예를 들어, 기판 상의 회로가 파괴될 수 있고, 광활성 화합물이, 제어되지 않은 ESD로 인해서, 정규 노광에 앞서서 활성화될 수 있다. 또한, 축적된 정전하가 유체 핸들링 시스템 내로부터 외부 환경으로 방전될 수 있고, 잠재적으로 유체 핸들링 시스템 내의 구성요소(예를 들어, 배관 또는 파이핑, 피팅, 구성요소, 컨테이너, 필터 등)를 손상시킬 수 있고, 이는 시스템 내의 유체의 누출, 유출, 그리고 구성요소의 성능 저하를 초래할 수 있다. 이러한 상황에서, 그러한 방전은, 가연성, 독성 및/또는 부식성 유체가 손상된 유체 핸들링 시스템에서 사용될 때, 화재 또는 폭발 가능성을 초래할 수 있다.
종종, 전기 시스템 내의 약한 연결 고리는 접지의 무결성(integrity)이다. 일부 유체 핸들링 시스템에서, 정전하의 축적을 감소시키기 위해서, 유체 핸들링 시스템 내의 특정 금속 또는 전도성 구성요소를 접지시켜, 정전하를 금속 또는 전도성 구성요소로부터 접지로 계속적으로 소산(disperse)시킴으로써, 시스템 내의 정전하의 축적을 완화시킨다. 현재, 나일론과 같은 전도성 중합체로 구성된 전도성 케이블 또는 "집-타이(zip-tie)"를 종종 이용하여 구성요소를 접지에 연결한다. 그러한 중합체 케이블 타이는 크리프(creep), 이동, 파괴, 환경적 영향 또는 민감도, 열화(劣化), 마모 등이 발생하기 쉽고, 실제로 많은 단점을 갖는다.
ESD 완화를 개선하는 것, 그리고 구성요소의 신뢰성, 안정성, 성능의 개선, 그리고 잠재적인 ESD 손상 이벤트의 감소를 제공하는, 초-순수 유체 핸들링 시스템 내에서 이용하기 위한 접지 장치를 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 개시 내용은 일반적으로, 예를 들어, 유체 핸들링 시스템에서 사용될 수 있는 정전기 방전(ESD) 완화 장치, 그리고 보다 구체적으로, 그러한 유체 핸들링 시스템에 포함될 수 있는 전도성 브라켓에 관한 것이다.
일부 실시형태에서, 유체 회로 내에서 둘 이상의 전도성 배관 세그먼트를 연결하기 위한 배관 연결부가 개시되고, 배관 연결부는 둘 이상의 부착 부분을 갖춘 전기 전도성 연결부 본체, 둘 이상의 부착 피팅, 및 연결부 본체를 접지에 전기적으로 연결하기 위해서 연결부 본체에 부착되고 그와 인터페이스하도록 구성된 전도성 브라켓을 포함한다.
배관 연결부의 특정 실시형태에서, 전도성 브라켓은, 연결부 본체와 인터페이스하고 브라켓을 연결부 본체에 부착하기 위해서 선택적으로 조이는 클램프 부분을 포함한다. 배관 연결부의 다른 실시형태에서, 전도성 브라켓은 브라켓을 접지에 연결하기 위한 접지 고정구를 포함한다. 배관 연결부의 특정 다른 실시형태에서, 클램프 부분은 실질적으로 원형 형상이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 클램프 부분은 실질적으로 다각형 형상이다. 배관 연결부의 일부 실시형태에서, 클램프 부분은 실질적으로 육각형 형상이다.
배관 연결부의 여러 실시형태에서, 배관 연결부는 직선형 연결부, T-연결부, 또는 엘보 연결부를 포함한다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 배관 연결부는 2개의 배관 세그먼트를 연결하기 위한 유체 통로를 갖는 직선형 연결부이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 배관 연결부는 2개의 배관 세그먼트를 연결하기 위한 유체 통로를 갖는 엘보 연결부이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 배관 연결부는 3개의 배관 세그먼트를 연결하기 위한 유체 통로를 갖는 T-연결부이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 연결부 본체 부착 부분은 나사산형 영역 및 배관 세그먼트를 수용하기 위한 니플 영역(nipple region)을 포함한다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 부착 피팅은 배관 세그먼트를 배관 연결부의 나사산형 영역 및 목부 영역(neck region)에 부착하기 위한 너트를 포함한다.
배관 연결부의 일부 실시형태에서, 연결부 본체는 전도적-충진 중합체(conductively-filled polymer) 그리고 보다 특히 전도적-충진 플루오로중합체이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 전도성 중합체는, 탄소 섬유, 니켈 코팅된 그라파이트, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 금속 입자, 및 강 섬유로 충진된 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 연결부 본체는 탄소-충진 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체이다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 배관 연결부의 각각의 구성요소가 전도적으로 부착된다. 배관 연결부의 특정 실시형태에서, 배관 연결부는, 전도성 플루오로중합체를 포함하는 하나 이상의 내부 전도성 스트라이프를 포함한다. 특정 실시형태에서, 유체 회로는 배관 연결부에 연결된 적어도 하나의 배관 세그먼트를 포함하고, 전도성 브라켓은 배관 세그먼트 및 배관 연결부를 통과하는 유체에 의해서 생성된 전하로부터 정전하를 접지에 전달한다.
이러한 개시 내용은 또한 적어도 하나의 유입구 및 적어도 하나의 배출구를 갖는 미리 결정된 유체 유동 통로를 위한 유체 회로를 포함하는 실시형태를 설명하고, 유체 회로는, 하나 이상의 전도성 배관 세그먼트에 연결된 전도성 브라켓을 포함하는 적어도 하나의 배관 연결부를 포함한다.
전술한 요지는 본 개시 내용의 각각의 예시된 실시형태 또는 모든 구현예를 설명하도록 의도된 것이 아니다.
이러한 개시 내용에 포함된 도면은 본 개시 내용의 실시형태를 예시하고, 설명과 함께, 개시 내용의 원리를 설명하는 역할을 한다. 도면은 단지 특정 실시형태의 예시이고, 개시 내용을 제한하지 않는다.
도 1a는 개시 내용의 여러 실시형태에 따른, ESD 완화 배관 연결부 및 연결부를 접지하기 위한 전도성 브라켓을 포함하는 조립체의 등각도이다.
도 1b는 도 1a의 조립체의 분해도이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같은 예시적인 전도성 브라켓의 상세도로서, 여기에서 전도성 브라켓은 실질적으로 다각형 형상이다.
도 3은 대안적인 전도성 브라켓의 상세도로서, 여기에서 전도성 브라켓은 실질적으로 원형 형상이다.
도 4a 및 도 4b는 개시 내용의 실시형태에 따른, 도 1b의 연결부 본체와 결합된 도 2의 전도성 브라켓의 더 상세한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 전도성 브라켓이 없이 도 4a 및 도 4b의 연결부 본체를 도시한다.
도 6은 개시 내용의 실시형태에 따른, 연결부와 결합된 전도성 브라켓을 포함하는 다른 조립체를 도시한다.
도 7은 개시 내용의 실시형태에 따른, 연결부와 결합된 전도성 브라켓을 포함하는 또 다른 조립체를 도시한다.
도 8은 여러 실시형태에 따른, 예시적인 유체 핸들링 시스템을 도시한다.
이러한 개시 내용의 실시형태가 여러 가지 변경예 및 대안적 형태가 될 수 있고, 특정 상세 내용이 예를 들어 도면에 도시되어 있고 구체적으로 설명될 것이다. 개시 내용을 설명된 특정 실시형태로 제한하고자 하는 의도가 없고; 이러한 개시 내용의 사상 및 범위 내에 포함되는 모든 변경예, 등가물, 및 대안예들을 포함하려는 의도임을 이해할 수 있을 것이다.
이하의 상세한 설명은, 상이한 도면들 내의 유사한 요소들이 동일한 번호를 갖는 도면들을 참조하여 읽어야 한다. 상세한 설명 및 반드시 실제 축척이 아닌 도면은 예시적인 실시형태를 설명하고 본 발명의 범위를 제한하도록 의도된 것이 아니다. 설명된 예시적 실시형태는 단지 예로서 의도된 것이다. 달리 명백하기 기술되지 않는 한, 임의의 예시적 실시형태의 선택된 특징이 부가적인 실시형태 내로 통합될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 기재 내용에서 달리 명백하게 기술하지 않는 한, 단수 형태("a", "an", 및 "the")는 복수의 대상을 포함한다. 본 명세서 및 첨부된 청구항에서 사용된 바와 같이, 기재 내용에서 달리 명백하게 기술하지 않는 한, 용어 "또는"은 일반적으로 "및/또는"을 포함하는 의미로 이용된다.
"약"이라는 용어는 일반적으로 인용된 값과 균등한 것으로 간주될 수 있는(예를 들어, 동일한 기능 또는 결과를 가지는) 숫자의 범위를 지칭한다. 많은 경우에, "약"이라는 용어는, 가장 가까운 유효 숫자로 반올림된 숫자를 포함할 수 있다.
이러한 개시 내용의 하나 이상의 실시형태는 정전기 방전(ESD) 완화에 관한 것이다. 특히, 실시형태는, 유체 핸들링 시스템의 구성요소를 접지에 연결하기 위한 확실하고 신뢰 가능한 방법을 제공하기 위해서 전도성 브라켓을 이용하는 것에 관한 것이다. 브라켓은 각각의 크기 및 스타일의 피팅에 맞게 맞춤 제작될 수 있고, 피팅을 시스템 내에 설치하기 전에 또는 후에 설치될 수 있다. 예시적인 유체 핸들링 시스템은, 전도적으로 연결된 동작 구성요소 및 ESD 완화 배관 세그먼트를 포함하는, 유체 회로를 포함한다. 통상적인 그리고 일부 ESD 완화 유체 회로가 예를 들어 국제 특허 출원 제WO 2017/210293호에서 설명되어 있고, 그러한 특허는, 그에 포함된 표현의 정의 또는 특허 청구항을 제외하고, 본원에서 참조로 포함된다. 다른 ESD 완화 유체 회로가, 예를 들어 Entegris 브로셔(brochure)인, FLUOROLINE® Electrostatic (ESD) Tubing, 2015-2017에서 설명되어 있다. 출원인이 소유한 다른 특허인, 2019년 2월 27일자로 출원된 미국 특허출원 16/287,847 및 2020년 5월 12일에 출원된 특허협력조약 출원 제PCT/US2020/032417호가, 그에 포함된 표현의 정의 또는 특허 청구항을 제외하고, 본원에서 참조로 포함된다.
도 1a 및 도 1b는, 예시적인 ESD 완화 배관 연결부(100) 및 연결부 본체(102)를 접지하기 위한 전도성 브라켓(112A)을 포함하는, 여러 실시형태에 따른 조립체(10)의 상이한 도면들을 도시한다. 도 4a 및 도 4b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 연결부 본체(102) 및 전도성 브라켓(112A)의 조합의 보다 상세한 도면이다. 도 5a 및 도 5b는, 전도성 브라켓(112A)이 제거된, 도 1a 및 도 1b에 도시된 중합체 연결부 전도성 본체(102)의 보다 상세한 도면이다. PRIMELOCK® 피팅, PILLAR® 피팅, FLARETEK® 피팅, 펼침형(flared) 피팅, 및 다른 피팅을 포함하는, 몇몇 연결부 및 피팅이 본원에서의 사용을 위해서 고려된다. 예시적인 피팅이, 예를 들어, 미국 특허 제5,154,453호; 제6,409,222호; 제6,412,832호; 제6,601,879호; 제6,758,104호; 및 제6,776,440호에 설명되어 있다. 배관 연결부 및 전도성 브라켓의 다양한 크기 및 스케일링(scaling)이 고려된다.
배관 연결부(100)와 같은 ESD 완화 배관 연결부는 유체 회로(미도시) 내의 둘 이상의 배관 세그먼트들을 연결하고 그 사이에서 유체 통로를 형성하도록 구성된다. 일부 경우에, 배관 세그먼트는 전도성 배관 세그먼트일 수 있다. 배관 연결부는 도 1a 및 도 1b 그리고 도 4a 내지 도 5b에 도시된 연결부(100)와 같은 직선형 배관 연결부, 도 6에 도시된 연결부(170)와 같은 엘보 연결부, 또는 도 7에 도시된 연결부(190)와 같은 T-연결부 중 임의의 하나일 수 있다.
일부 실시형태에서, 도 1a 및 도 1b 그리고 도 4a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 배관 연결부(100)는 직선형 연결부이다. 배관 연결부(100)는 유입구(120) 및 배출구(122)를 갖는 연결부 본체(102), 둘 이상의 (즉, 제1 및 제2의) 부착 부분(104, 106), 및 부착 부분(104, 106)과 결합되도록 구성된 둘 이상의 (즉, 제1 및 제2의) 부착 피팅(124, 126)을 포함한다. 조립체(10)는 선택적으로, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 너트(124, 126)와 연결부 본체(102) 사이에서 확실한 연결이 이루어 졌는지를 검증하기 위해서 너트(124, 126)와 결합되도록 구성된 하나 이상의 연결 검증 링(129, 130)을 선택적으로 포함할 수 있다. 제1 및 제2 부착 부분(104, 106)은 여러 실시형태에서 동일하거나 유사할 수 있고, 일부 경우에, 도 1a 및 도 1b 그리고 도 4a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 부착 부분(104)은 제2 부착 부분(106)의 거울 이미지일 수 있다.
도 1b 및 도 4a 내지 도 5b에서 가장 잘 확인될 수 있는 바와 같이, 부착 부분(104, 106)의 각각은 나사산형 부분(108, 110), 및 배관 세그먼트를 수용하기 위한 니플 부분(132, 134)을 포함한다. 유체 회로 내로 통합될 때, 배관 세그먼트를 연결부 본체(102)의 니플 부분(132, 134)에 고정하도록 구성된 너트(124, 126)가 이용된다. 일부 실시형태에서, 둘 이상의 부착 피팅(124, 126)은, 연결부 본체(102)의 부착 부분(104, 106)에 제공된 나사산형 부분(108, 110)과 결합되도록 구성된 나사산형 연결부이다. 부착 피팅(124, 126)이 또한 도 6 및 도 7에 도시된 실시형태에서 확인된다. 일부 실시형태에서, 제1 및 제2 부착 피팅(124, 126)은, 연결부 본체(102)의 각각의 나사산형 부분(108, 110) 상으로 나사 결합되도록 구성된 너트이다. 또한, 일부 경우에, 부착 피팅(124, 126)은, "코어링(coring)"을 포함하는 하나 이상의 중공형 섹션(158)을 포함할 수 있다. 여러 실시형태에서의 다양한 구성요소의 코어링은, 특히 더 큰 스케일의 실시형태에서, 장점을 가질 수 있고, 몰딩 특성을 개선할 수 있고/있거나 재료 절감 등을 포함할 수 있다.
도 1a 및 도 1b 그리고 도 4a 내지 도 7을 참조하면, 연결부 본체(102, 172, 192)는 전기 전도성 연결부 본체(102, 172, 192)이다. 전기 전도성 연결부 본체(102, 172 및 192)는 표면 컨덕턴스 및 그 벌크(bulk)를 통한 컨덕턴스를 가지며, 그에 따라 연결부 본체(102, 172, 192)는 표면 비저항 및 부피 비저항 모두를 갖는다. 이론에 의해서 구속되길 원치 않지만, 유체를 운반하기 위해서 사용되는 유체 회로에 통합될 때, 통과 유동하는 유체의 결과로서, 정전하가 연결부 본체(102, 172, 192)의 외부 표면 상에 축적되는 것이 생각된다.
일부 실시형태에 따라, 전기 전도성 연결부 본체(102, 172, 192)는 그 전체가 전도성 중합체로 그리고 보다 특히 전도적-충진 플루오로중합체로 제조된다. 여러 실시형태에 따라, 전도적-충진 플루오로중합체는 전도성 재료로 충진된 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 중합체일 수 있다. 일부 실시형태에서, 퍼플루오로알콕시 알칸(PFA) 중합체는, 비제한적으로, 탄소 섬유, 니켈 코팅된 그라파이트, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 금속 입자, 강 섬유, 및 이들의 조합과 같은 전도성 재료로 충진된다. 일 실시형태에서, 연결부 본체(102, 172, 192)의 제조에 이용되는 전도적-충진 플루오로중합체는 탄소 분말로 충진된 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체이다. 일 실시형태에서, 연결부 본체(102, 172, 192)의 제조에 이용되는 전도적-충진 플루오로중합체는 탄소 분말로 충진된 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체이다.
다른 실시형태에서, 연결부 본체(102, 172, 192)의 일부만이 전도적이다. 예를 들어, 일 실시형태에서, 연결부 본체(102, 172, 192)는 연결부 본체(102, 172, 192)의 내부 표면 및/또는 외부 표면 상에서 하나 이상의 전도성 스트라이프를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 연결부 본체(102, 172, 192)는, 연결부 본체(102, 172, 192)의 표면 상에 오버몰딩되거나 코팅된 전도성 외부 부분을 포함할 수 있다.
도 2 및 도 3은, 본원에서 설명된 바와 같은 개시 내용의 여러 실시형태에 따라 사용될 수 있는 전도성 브라켓(예를 들어, 전도성 브라켓(112A, 112B)의 상이한 실시형태들을 도시한다. 예를 들어, 전도성 브라켓(112A, 또는 112B)과 같은 전도성 브라켓은, 브라켓이 접지 와이어에 연결될 때, 전하를 접지에 전달할 수 있는 전도성 금속 브라켓이다. 임의의 적합한 금속 전도체를 이용하여 전도성 금속 브라켓(112A, 112B)을 제조할 수 있다. 전도성 브라켓(112A, 112B)은 연결부 본체(102, 172, 192)와 같은 전기 전도성 연결부 본체에 부착되어 그와 인터페이스하도록 구성될 수 있다(도 1a 및 도 1b 그리고 도 4a 내지 도 7 참조). 이어서, 전도성 브라켓(112A, 112B)은 연결부 본체(102, 172, 192)를 접지 와이어에 전기적으로 연결하기 위해서 사용될 수 있고, 접지 와이어는 다시 접지 단자에 연결된다.
전도성 브라켓(112A, 112B)은, 예를 들어 전도성 브라켓이 커플링될 수 있는 배관 연결부(100)와 같은 배관 연결부 또는 다른 유체 핸들링 시스템 구성요소의 외부 표면과 인터페이스하고 그와 접촉되도록 하는 크기 및 형상을 가질 수 있다. 보다 특히, 전도성 브라켓(112A, 112B)은 도 1b에 도시된 연결부 본체(102)의 목부 영역(136), 도 6에 도시된 연결부 본체(172)의 목부 영역(176), 또는 도 7에 도시된 연결부 본체(192)의 목부 영역(196)과 같은 연결부 본체의 목부 영역의 외부 표면과 접촉되는 크기 및 형상을 갖는다. 전도성 브라켓은, 커플링되는 목부 영역의 형상에 따라 실질적인 원형 또는 다각형 형상일 수 있다. 일 실시형태에서, 도 2에서 더 구체적으로 도시된 바와 같이, 전도성 브라켓(112A)은 실질적으로 다각형인 (예를 들어, 다면체인) 전도성 브라켓이다. 다른 실시형태에서, 전도성 브라켓(112B)은 실질적으로 원형이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 전도성 브라켓(112A, 112B)의 각각은, 연결부 본체의 목부 영역과 인터페이스하도록 구성되고 브라켓(112A)을 연결부 본체의 목부 영역에 부착하기 위해서 선택적으로 조이는, 클램프 부분(117)을 포함한다. 도 1a, 도 4a 및 4b, 그리고 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 클램프 부분(117)은 목부 영역을 둘러싸는 크기 및 형상을 가질 수 있고, 선택적으로 조여질 때, 목부 영역의 외부 표면과 접촉되어 연결부 본체와 전도성 브라켓(112A, 112B) 사이의 전기 연결을 형성할 수 있다.
여러 실시형태에 따라, 전도성 브라켓(112A, 112B)은, 브라켓(112A, 112B)을 접지 와이어에 연결하기 위해서, 브라켓 접지 탭(114) 및/또는 브라켓 접지 개구부(115)와 같은 접지 특징부를 포함하고, 접지 와이어는 다시 접지 단자에 연결되어, 전도성 브라켓이 부착된 연결부 또는 피팅을 접지할 수 있다(미도시). 전도성 브라켓(112A, 112B)은 또한 체결구를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 체결구는, (도 1b에 가장 잘 도시된) 브라켓(112A)을 선택적으로 조이거나 느슨하게 하기 위해서 나사산형 브라켓 너트(118)와 나사식으로 인터페이스하도록 구성될 수 있는 나사산형 브라켓 볼트(116)일 수 있다. 비-나사산형 실시형태가 또한 고려되고, 여기에서 임의의 형태의 체결구가 이용될 수 있다. 또한 도 1b에 가장 잘 도시된 바와 같이, 브라켓(112A)은 또한 하나 이상의 브라켓 볼트 개구부를 포함할 수 있고, 그러한 개구부를 통해서 브라켓 볼트(116)가 브라켓(112A)의 하나 이상의 부분을 통과한다.
도 3은 대안적인 전도성 브라켓(112B)을 도시하고, 여기에서 클램프 부분(117)은 실질적으로 원통형, 원형, 또는 둥근 형상이다. 원형 전도성 브라켓(112B)은 또한, 도 6 및 도 7에 도시된 실시형태에서 확인되는 바와 같이, 연결부 본체(172, 192)의 목부 부분(136)과 인터페이스할 수 있는 하나 이상의 브라켓 회전 록킹 탭(119)을 포함할 수 있다. 원형 전도성 브라켓(112B)은 또한, 도 6 및 도 7에 도시된 실시형태에서 확인되는 바와 같이, 연결부 본체(172, 192)의 목부 영역(176, 196)과 인터페이스할 수 있는 하나 이상의 브라켓 회전 록킹 탭(119)을 포함할 수 있다. 브라켓 회전 록킹 탭(119)은 브라켓(112B)의 클램프 부분(117)의 내측부를 향해서 돌출될 수 있다. 특정 실시형태에서, 연결부 본체(172 또는 192)의 (상응 연결부 본체(102)에 비해서 적어도 약간 좁아진 직경 부분을 갖는) 상응 목부 영역(136, 176, 196)이 또한, 확실한 회전-방지 장착을 위해서 록킹 탭(119)을 수용하기 위한 함몰부를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 연결부 본체(172 또는 192)의 (상응 연결부 본체(102)에 비해서 적어도 약간 좁아진 직경 부분을 갖는) 목부 영역(176 또는 196)이 또한, 확실한 회전-방지 장착을 위해서 록킹 탭(119)을 수용하기 위한 함몰부를 포함할 수 있다. 다른 실시형태에서, 그 대신, 록킹 탭(119)은, 전도성 본체의 회전을 제한하기 위해서, 브라켓(112B)이 조여질 때 각각의 전도성 본체(172, 192)의 목부 영역(176, 196)에 압력을 인가하도록 구성될 수 있다.
도 6은 개시 내용의 실시형태에 따라 제공된 대안적인 ESD 완화 배관 연결부(170) 및 전도성 브라켓(112B)을 포함하는 조립체를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 배관 연결부(170)는 2개의 배관 세그먼트(미도시)를 연결하기 위한 유체 통로를 갖는 엘보-형상의 연결부(170)이다. 배관 연결부(170)는 구성 및 기능이 배관 연결부(100)와 유사하나, 연결부 본체(172)는, 도시된 90°와 같은, 특정 각도의 굽힘부(bend)를 갖는다. 하나 이상의 게이트 패드(174)가 연결부 본체(172)에 포함될 수 있다. 게이트 패드(174)는 다양한 몰딩된 부품에서 탕구(sprue)를 트리밍하기 위해서 사용될 수 있다. 트리밍은 자유로운 손에 쥐는 나이프 컷, 기계, 또는 임의의 다른 적합한 기술로 이루어질 수 있다.
도 7은 개시 내용의 실시형태에 따라 제공된 다른 ESD 완화 배관 연결부(190) 및 브라켓(112B)을 포함하는 다른 조립체를 도시한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 배관 연결부(190)는 3개의 배관 세그먼트(미도시)를 연결하기 위한 유체 통로를 갖는 T-형상의 연결부(190)이다. 배관 연결부(190)는 구성 및 기능이 배관 연결부(100 및 170)와 유사하나, 연결부 본체(192)는, 도시된 바와 같이, 내부 교차부를 갖는 T-형상의 3-방향 연결부를 갖는다. 제3 부착 부분(107)은 제3 부착 나사산형 연결부(198)를 포함하고, 제1 및 제2 부착 부분(104 및 106)에서 확인되는 임의의 다른 부분이 제3 부착 부분에 대해서 그리고 일부 경우에 배관 연결부가 추가적인 부착 지점을 가질 때 제4, 제5, 또는 임의의 수의 부착 부분에 대해서 고려된다. 도시된 바와 같이, 하나 이상의 게이트 패드(194)가 연결부 본체(192)에 포함된다. 게이트 패드(194)는 다양한 몰딩된 부품에서 탕구를 트리밍하기 위해서 사용될 수 있다. 트리밍은 자유로운 손에 쥐는 나이프 컷, 기계, 또는 임의의 다른 적합한 기술로 이루어질 수 있다.
연결부(100, 170 및/또는 190)를 이용하여 여러 배관 세그먼트를 함께 연결하여 적어도 하나의 유입구 및 하나의 배출구를 가지는 유체 회로를 형성할 수 있고, 여기에서 전도성 브라켓(예를 들어, 112A, 112B)은 정전하를 배관 세그먼트 및 배관 연결부(100)를 통과하는 유체에 의해서 생성된 전하로부터 접지에 전달한다. 일부 실시형태에 따라, 유체 회로는, 여러 실시형태에 따라 본원에서 설명된 바와 같이, 복수의 배관 연결부에 의해서 상호 연결된 복수의 배관 세그먼트를 포함한다. 유체 회로는 또한, 비제한적으로, 피팅, 밸브, 필터, 열 교환기, 센서, 펌프, 혼합기, 분무 노즐, 정화기, 탈가스기, 및 분배 헤드를 포함하는 하나 이상의 동작 구성요소를 포함할 수 있다.
도 8은 예시적인 유체 핸들링 시스템(250)을 도시한다. 시스템(250)은, 유체 공급부(252)로부터 유체 공급부의 공급원의 하류에 배치된 하나 이상의 프로세스 스테이지(256)까지의 유체의 유동을 위한, 유동 경로를 제공한다. 시스템(250)은, 유체 핸들링 시스템(250)의 유동 경로의 일부를 포함하는 유체 회로(260)를 포함한다. 유체 회로(260)는 복수의 연결부(100, 170, 190) 및 복수의 동작 구성요소에 의해서 상호 연결된 복수의 배관 세그먼트(264)를 포함한다. 도 6에서, 동작 구성요소는 밸브(274), 필터(276), 및 유동 센서(278)를 포함한다. 이들은 단지 일부 예이다. 그러나, 여러 실시형태에서, 유체 회로(260)는, 개수 및 유형에 있어서, 부가적인 또는 더 적은 동작 구성요소 및 연결부를 포함할 수 있다. 함께 연결되면, 복수의 배관 세그먼트(264), 연결부(100, 170, 190) 및 동작 구성요소(274, 276, 278)는, 유체 공급부(252)로부터 프로세스 스테이지(256)를 향해서, 유체 회로(260)를 통한 유체 통로를 제공한다.
특정 실시형태에서, 정전하 축적을 완화하기 위해서, 연결부(100, 170, 190) 중 하나 이상이, 여러 실시형태에 따라 본원에서 설명된 바와 같은, 하나 이상의 전도성 브라켓(198)를 통해서 접지(194)에 전기적으로 연결된다. 전도성 브라켓(198)은, 접지(194)로의 경로를 제공하는 것에 의해서, 정전하가 유체 회로(260) 내에 그리고 그 표면 상에 축적될 때, 정전하의 연속적인 소산을 촉진한다. 일부 경우에, 전도성 브라켓(198)은 접지 와이어에 연결되고, 접지 와이어는 다시 접지 단자에 연결된다. 일부 실시형태에서, 도 8에 도시된 바와 같이, 하나 이상의 동작 구성요소가 또한 하나 이상의 전도성 브라켓(198)을 통해서 접지(194)에 연결될 수 있다.
이러한 개시 내용에서 배관 세그먼트는 전형적으로, 유체를 포함하거나 운송하기에 적합한 임의의 가요성 또는 비가요성 파이프 또는 관을 지칭한다. 배관 세그먼트는 전도적일 수 있고, 그에 따라 유체 회로 내의 각각의 배관 세그먼트의 길이를 따라서 전도성 경로를 제공할 수 있다. 전도성 배관은, 금속 또는 충진된 중합체 재료를 포함하는 재료로 구성될 수 있다. 충진된 중합체 재료는, 강 와이어, 알루미늄 플레이크, 니켈 코팅된 그라파이트, 탄소 섬유, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 또는 다른 전도성 재료가 충진된 중합체를 포함한다. 일부 경우에, 배관 세그먼트는 부분적으로 전도적이고, 비-전도성 또는 저-전도성 재료로 구성된 주요 부분과 2차적인 전도성 부분을 갖는다. 비-전도성 부분은 다양한 탄화 수소 및 비-탄화수소 중합체, 예를 들어, 비제한적으로, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리케톤, 폴리우레아, 폴리비닐 수지, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴 레이트 및 플루오로중합체로 구성될 수 있다. 예시적인 플루오로중합체는, 비제한적으로, 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체(PFA), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 중합체(ETFE), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 및 헥사플루오로프로필렌 중합체(EFEP), 플루오로화 에틸렌 프로필렌 중합체(FEP), 및 테트라플루오로에틸렌 중합체(PTFE)를 포함한다. 2차적인 전도성 부분은 본원에서 설명된 바와 같이 금속을 포함하는 재료 또는 전도적-충진 중합체 재료로 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 배관 세그먼트는 비-전도성 부분, 및 배관 세그먼트의 내측부에 형성되고 배관 세그먼트의 길이를 따라 연장되는 하나 이상의 전도성 스트라이프를 포함하는 제2 전도성 부분을 포함한다. 일부 실시형태에서, 전도성 스트라이프는 전도적-충진 플루오로중합체, 그리고 보다 특히, 탄소 분말로 충진된 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체로 구성된다. 배관 세그먼트의 내측부에서 하나 이상의 전도성 스트라이프를 포함하는 예시적인 배관 세그먼트가, 포함된 명확한 정의 또는 특허 청구항을 제외하고, 본원에서 참조로 포함되는 국제 특허 출원 PCT/US2019/019759에 도시 및 설명되어 있다.
양태
양태 1은 조립체이고, 이러한 조립체는: 유체 회로 내에서 둘 이상의 전도성 배관 세그먼트를 연결하기 위한 배관 연결부로서, 배관 연결부는 유입구 및 배출구를 가지고, 전기 전도성 연결부 본체, 둘 이상의 부착 부분, 및 둘 이상의 부착 피팅을 포함하는, 배관 연결부; 및 연결부 본체를 접지에 전기적으로 연결하기 위해서 전기 전도성 연결부 본체와 접촉되는 전도성 브라켓을 포함한다.
양태 2는 양태 1의 조립체이고, 전도성 브라켓은, 전기 전도성 연결부 본체를 둘러싸고 브라켓을 연결부 본체에 부착하기 위해서 선택적으로 조이는 클램프 부분을 포함한다.
양태 3은 양태 2의 조립체이고, 전도성 브라켓은 브라켓을 접지에 연결하기 위한 접지 고정구를 포함한다.
양태 4는 양태 2의 조립체이고, 클램프 부분은 실질적으로 원형 형상이다.
양태 5는 양태 2에 따른 조립체이고, 클램프 부분은 실질적으로 다각형 형상이다.
양태 6은 양태 2에 따른 조립체이고, 클램프 부분은 실질적으로 육각형 형상이다.
양태 7은 양태 1 내지 양태 6 중 어느 한 양태에 따른 조립체이고, 배관 연결부는 직선형 연결부, T-연결부, 또는 엘보 연결부를 포함한다.
양태 8은 양태 7에 따른 조립체이고, 배관 연결부는 2개의 배관 세그먼트를 연결하기 위한 유체 통로를 가지는 직선형 연결부이다.
양태 9는 양태 7에 따른 조립체이고, 배관 연결부는 2개의 배관 세그먼트를 연결하기 위한 유체 통로를 가지는 엘보 연결부이다.
양태 10은 양태 7에 따른 조립체이고, 배관 연결부는 3개의 배관 세그먼트를 연결하기 위한 유체 통로를 가지는 T-연결부이다.
양태 11은 양태 1에 따른 조립체이고, 배관 연결부의 둘 이상의 부착 부분의 각각은 나사산형 영역, 및 배관 세그먼트를 수용하기 위한 니플 영역을 포함한다.
양태 12는 양태 11에 따른 조립체이고, 둘 이상의 부착 피팅의 각각은 배관 세그먼트를 배관 연결부의 목부 영역 및 나사산형 영역에 부착하기 위한 너트를 포함한다.
양태 13은 양태 1에 따른 조립체이고, 전기 전도성 연결부 본체는 전도적-충진 플루오로중합체를 포함한다.
양태 14는 양태 13에 따른 조립체이고, 전도적-충진 플루오로중합체는, 탄소 섬유, 니켈 코팅된 그라파이트, 탄소 섬유, 탄소 분말, 탄소 나노튜브, 금속 입자 및 강 섬유로 이루어진 그룹으로부터 선택된 전도성 재료로 충진된 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체이다.
양태 15는 양태 13에 따른 조립체이고, 전도적-충진 플루오로중합체는 탄소-충진된 퍼플루오로알콕시 알칸 중합체이다.
양태 16은 양태 1 내지 양태 15 중 어느 한 양태에 따른 조립체이고, 전하가 연결부 본체로부터 2개의 이상의 부착 부분 및/또는 2개 이상의 부착 피팅으로 전달될 수 있도록, 배관 연결부의 전기 전도성 연결부 본체, 2개 이상의 부착 부분, 및 2개 이상의 부착 피팅의 각각이 전도적으로 부착된다.
양태 17은 양태 1 내지 양태 15 중 어느 한 양태에 따른 조립체이고, 전기 전도성 연결부 본체는, 전도적-충진 중합체를 포함하는 하나 이상의 내부 전도성 스트라이프를 포함한다.
양태 18은 양태 1 내지 양태 15 중 어느 한 양태에 따른 조립체이고, 전기 전도성 연결부 본체는, 배관 연결부의 유입구와 배출구 사이에서 연장되는 유체 유동 경로를 형성하는 비-전도성 본체 부분을 더 포함하고, 전도성 본체 부분은 비-전도성 본체 부분과 접촉되고 유체 유동 경로로부터 외측으로 변위된다.
양태 19는 양태 1 내지 양태 15 중 어느 한 양태에 따른 조립체이고, 전기 전도성 연결부 본체의 전체가 전도적-충진 중합체로 제조된다.
양태 20은 양태 1 내지 양태 15 중 어느 한 양태에 따른 조립체에 연결된 적어도 하나의 배관 세그먼트를 포함하는 유체 회로이고, 전도성 브라켓은 배관 세그먼트 및 배관 연결부를 통과하는 유체에 의해서 생성된 정전하를 접지 단자에 연결된 접지 와이어에 전달한다.
본 개시 내용의 여러 실시형태에 관한 설명이 예시를 위해서 제공되었으나, 개시된 실시형태로 한정하거나 제한하기 위한 것은 아니다. 설명된 실시형태의 범위 및 사상으로부터 벗어나지 않고도, 많은 변경예 및 변형예가 당업자에게 명확할 것이다. 본원에서 사용된 용어는 실시형태의 원리, 시장에서의 기술보다 개선된 실제적인 적용 또는 기술을 설명하기 위한 것이고, 또는 다른 당업자가 본원에서 개시된 실시형태를 이해할 수 있게 하기 위한 것이다.

Claims (16)

  1. 조립체이며:
    유체 회로 내에서 둘 이상의 전도성 배관 세그먼트를 연결하기 위한 배관 연결부로서, 배관 연결부는 유입구 및 배출구를 가지고, 전기 전도성 연결부 본체, 둘 이상의 부착 부분, 및 둘 이상의 부착 피팅을 포함하는, 배관 연결부; 및
    전기 전도성 연결부 본체를 접지에 전기적으로 연결하기 위해서 전기 전도성 연결부 본체와 접촉되는 전도성 브라켓을 포함하고,
    상기 전도성 브라켓은 상기 전기 전도성 연결부 본체의 외부 표면과 접촉하는 내부 표면을 갖는 상기 전기 전도성 연결부 본체를 둘러싸는 전기 전도성 클램프 부분을 포함하는, 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    배관 연결부의 둘 이상의 부착 부분의 각각은 나사산형 영역, 및 배관 세그먼트를 수용하기 위한 니플 영역을 포함하는, 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    둘 이상의 부착 피팅의 각각은 배관 세그먼트를 배관 연결부의 목부 영역 및 나사산형 영역에 부착하도록 구성된 너트를 포함하는, 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    전기 전도성 연결부 본체는 전도적-충진 플루오로중합체를 포함하는, 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 조립체에 연결된 적어도 하나의 배관 세그먼트를 포함하는 유체 회로이며, 전도성 브라켓은 배관 세그먼트 및 배관 연결부를 통과하는 유체에 의해서 생성된 정전하를 접지 단자에 연결된 접지 와이어에 전달하는, 유체 회로.
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