KR102637574B1 - 퍼지 핀 실린더 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 퍼지 핀 실린더는, 일측이 관로에 결합되는 소켓유닛; 상기 소켓유닛에 연결되어, 상기 소켓유닛의 내부로 퍼지 가스를 이송하는 가스주입관; 상기 소켓유닛의 내부에 구비되어, 상기 가스주입관으로부터 공급되는 퍼지 가스에 와류를 형성하는 퍼지부싱; 및 상기 소켓유닛에 결합되어, 상기 가스주입관에서 상기 퍼지부싱으로 유입되는 퍼지 가스의 유량을 제어하는 피스톤유닛;을 포함한다.

Description

퍼지 핀 실린더{PURGE PIN CYLINDER}
본 개시(The Present Disclosure)는 관로에 적층된 파우더를 제거할 수 있는 퍼지 핀 실린더에 관한 것이다.
반도체설비는 반응 가스가 주위로 확산되는 현상을 방지하기 위해 퍼지 가스가 분사되며, 또한 공정 챔버 내부의 압력이 항상 일정하게 유지되도록 공급되는 가스의 양을 조절되어야 하므로, 관로를 통해 압력센서와 연결되어 있다. 하지만 반도체설비는 지속적으로 사용할 시 압력센서와 연결된 관로에 파우더가 적층되어, 작동 불능상태가 발생하게 되는 문제점이 있다.
전술한 문제를 해결하기 위해, 반도체설비에는 챔버와 연결된 관로에 적층된 파우더를 제거하는 퍼지 핀 실린더가 필요하다.
퍼지 핀 실린더의 일례로는, 압력센서에 적층된 이물질을 플러싱하여 제거할 수 있는 한국 공개특허공보 제10-2021-0144447호에 게재된 압력 센서용 플러싱 장치가 있다.
전술한 종래의 퍼지 핀 실린더는 압력 트랜스미터의 다이아프램이 설치되는 배관의 포트에 구비되어, 유체를 통해 상기 다이아프램에 쌓이는 이물질을 제거하는 플러싱 부재; 상기 플러싱 부재와 상기 배관 사이를 연결하고, 상기 포트를 통해 유입되는 유체를 상기 플러싱 부재를 경유하여 상기 배관으로 배출하는 플러싱 라인; 상기 플러싱 라인을 개폐하는 제어밸브; 및 상기 압력 트랜스미터에 의해 상기 배관 내 압력 변화가 검출되는 경우, 상기 플러싱 부재와 상기 플러싱 라인을 통해 유체가 유동하여 상기 다이아프램의 플러싱이 수행되도록 상기 제어밸브를 개방하는 제어부를 포함한다.
하지만, 전술한 종래의 퍼지 핀 실린더는 선박, 해양구조물 등의 산업설비에 설치된 배관에 설치되어 고압의 해수를 이용하므로, 설비가 부식될 염려가 있으며, 반도체 또는 FPD와 같은 미세한 공정 설비에서 사용될 수 없는 문제점이 있다.
KR 10-2021-0144447 A (2021.11.30.)
공급되는 퍼지 가스에 와류를 발생시켜, 관로 내부에 적층된 파우더를 제거할 수 있는 퍼지 핀 실린더를 제공한다.
실시예에 따른 퍼지 핀 실린더는, 일측이 관로에 결합되는 소켓유닛; 상기 소켓유닛에 연결되어, 상기 소켓유닛의 내부로 퍼지 가스를 이송하는 가스주입관; 상기 소켓유닛의 내부에 구비되어, 상기 가스주입관으로부터 공급되는 퍼지 가스에 와류를 형성하는 퍼지부싱; 및 상기 소켓유닛에 결합되어, 상기 가스주입관에서 상기 퍼지부싱으로 유입되는 퍼지 가스의 유량을 제어하는 피스톤유닛;을 포함한다.
실시예에 따른 상기 퍼지부싱은, 상기 소켓유닛의 내부 일측에 구비되는 제1 가이드링; 상기 소켓유닛의 내부 타측에 구비되는 제2 가이드링; 상기 제1 가이드링과 상기 제2 가이드링 사이에 구비되며, 상기 제1 가이드링의 외경보다 짧은 외경을 갖는 제3 가이드링; 상기 제1 가이드링, 제2 가이드링 및 제3 가이드링을 관통하는 피스톤홀; 및 상기 제3 가이드링의 직경 방향으로 관통되며, 상기 가스주입관으로부터 공급된 퍼지 가스에 와류를 발생시키는 회전유도홀;을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 피스톤유닛은, 상기 소켓유닛에서 이동되는 로드; 상기 로드의 후방에 결합되는 피스톤; 및 상기 소켓유닛의 후방에 결합되어, 상기 피스톤을 전방 또는 후방으로 이송하는 구동에어포트;를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 상기 로드의 전방부는, 선단을 향할수록 직경이 짧아질 수 있다.
실시예에 따른 퍼지 핀 실린더는, 공급되는 퍼지 가스에 와류를 형성할 수 있다.
실시예에 따른 퍼지 핀 실린더는, 관로의 내부 벽면과 접촉되는 퍼지 가스의 접촉면적을 증가시켜, 관로에 적층된 파우더를 효율적으로 제거할 수 있다.
실시예에 따른 퍼지 핀 실린더를 이용하면, 설비 및 제품이 관로 내의 파우더를 제거하는 과정에서 부식될 염려가 없다.
실시예에 따른 퍼지 핀 실린더는, 분리 및 결합이 용이하여 유지 및 보수가 간편하다.
도 1은 실시예에 따른 퍼지 핀 실린더의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 퍼지 핀 실린더의 분해도이다.
도 3은 실시예에 따른 퍼지 핀 실린더의 부분확대도이다.
도 4는 실시예에 따른 퍼지 핀 실린더의 제1 사용예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 실시예에 따른 퍼지 핀 실린더의 제2 사용예를 나타낸 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 퍼지부싱의 형태를 나타낸 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 퍼지 핀 실린더(100)[이하, ‘퍼지 핀 실린더(100)’라 함]를 구체적으로 설명한다.
도 1은 퍼지 핀 실린더(100)의 사시도이며, 도 2는 퍼지 핀 실린더(100)의 분해도이며, 도 3은 퍼지 핀 실린더(100)의 부분확대도이다.
도 1을 참조하면, 퍼지 핀 실린더(100)는 챔버(B)와 압력센서(C)를 연결하는 관로(A)에 결합되어, 관로(A) 내의 적층된 파우더(P)를 제거하는 장치로서, 소켓유닛(110), 가스주입관(120), 퍼지부싱(130) 및 피스톤유닛(140)을 포함한다.
도 3을 참조하면, 소켓유닛(110)은 네 방향으로 관통되어, 관로(A), 압력센서(C), 가스주입관(120) 및 피스톤유닛(140)을 연결한다. 구체적으로, 소켓유닛(110)은 관로(A)를 향해 관통되어 관로(A)와 연결되는 제1 관통홀(111a)과, 제1 관통홀(111a)에서 상방으로 관통되어 압력센서(C)와 연결되는 제2 관통홀(111b)과, 관로(A)에 대향되는 방향으로 관통되어 피스톤유닛(140)과 연결되는 제3 관통홀(111c)과, 제3 관통홀(111c)에서 하방으로 관통되어 피스톤유닛(140)과 연결되는 제4 관통홀(111d)이 내부에 마련된다. 여기서, 제1 관통홀(111a), 제2 관통홀(111b), 제3 관통홀(111c) 및 제4 관통홀(111d)은 서로 연결된다.
가스주입관(120)은 소켓본체(111)에 결합되어, 제4 관통홀(111d)과 연결되며, 반도체 또는 FPD(Flat Panel Display)와 화학적 결합이 발생하지 않는 퍼지 가스(G)(예를 들어, 질소, 아르곤 등)가 소켓유닛(110)의 내부로 이동하는 통로를 제공한다.
도 2를 참조하면, 소켓유닛(110)은 제4 관통홀(111d)과 제3 관통홀(111c)이 접하는 위치에 퍼지부싱홀(111e)이 더 마련될 수 있다.
퍼지부싱홀(111e)은 제3 관통홀(111c)보다 큰 직경으로 마련된다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 퍼지부싱(130)은 소켓유닛(110) 내부에 마련된 퍼지부싱홀(111e)에 구비된다.
도 3을 참조하면, 퍼지부싱(130)은 가스주입관(120)으로부터 주입된 퍼지 가스(G)에 와류를 형성한다. 또한, 퍼지부싱(130)은 퍼지 가스(G)에 의해 회전력이 발생되어, 퍼지부싱홀(111e) 내부에서 회전될 수도 있다.
도 1을 참조하면, 피스톤유닛(140)은 소켓유닛(110)과 결합되어, 제3 관통홀(111c)을 통해 소켓유닛(110)의 내부에서 전방 또는 후방으로 이동된다. 여기서 피스톤유닛(140)은 제1 관통홀(111a)까지 이동되어도 무방하다.
도 4는 퍼지 핀 실린더(100)의 제1 사용예를 나타낸 단면도이며, 도 5는 퍼지 핀 실린더(100)의 제2 사용예를 나타낸 단면도이며, 도 6은 퍼지부싱(130)의 형태를 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 피스톤유닛(140)은 관로(A)에 대향되는 후방으로 이동 시 가스주입관(120)으로부터 유입된 퍼지 가스(G)가 소켓유닛(110)의 내부로 유입될 수 있도록 개방한다.
퍼지부싱(130)은 피스톤유닛(140)이 후방으로 이동 시, 퍼지 가스(G)에 와류를 발생시킨다.
도 4를 참조하면, 피스톤유닛(140)은 관로(A)를 향해 전방으로 이동 시 가스주입관(120)으로부터 유입된 퍼지 가스(G)가 소켓유닛(110)의 내부로 유입될 수 없도록 폐쇄한다.
가스주입관(120)으로부터 유입된 퍼지 가스(G)에 와류를 형성하는 퍼지부싱(130)의 구조를 구체적으로 설명한다.
퍼지부싱(130)은 제1 가이드링(131), 제2 가이드링(132), 제3 가이드링(133), 피스톤홀(134) 및 회전유도홀(135)을 포함할 수 있다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 제1 가이드링(131)은 소켓유닛(110)의 내부 전방에 구비되며, 퍼지부싱홀(111e)의 내경에 대응되는 외경을 갖는다.
제2 가이드링(132)은 소켓유닛(110)의 내부 후방에 구비되며, 퍼지부싱홀(111e)의 내경에 대응되는 외경을 갖는다.
제3 가이드링(133)은 제1 가이드링(131)과 제2 가이드링(132) 사이에 구비되며, 제1 가이드링(131)의 외경보다 짧은 외경을 갖는다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 피스톤홀(134)은 제1 가이드링(131)의 중심, 제2 가이드링(132)의 중심 및 제3 가이드링(133)의 중심 각각을 관통하는 형태로 마련되며, 피스톤유닛(140)이 전방 또는 후방으로 이동할 수 있도록 제3 관통홀(111c)과 동일한 내경을 가진다.
도 3을 참조하면, 회전유도홀(135)은 제3 가이드링(133)의 직경 방향으로 관통된 형태로 마련되며, 퍼지 가스(G)가 관로(A) 내부로 이동할 수 있도록, 제4 관통홀(111d)과 동일한 내경을 갖거나 제4 관통홀(111d)의 내경보다 작은 내경을 갖는 것이 바람직하다.
도 6의 (A) 내지 (B)를 참조하면, 회전유도홀(135)은 제3 가이드링(133)의 직경 방향으로 2개 이상 마련될 수 있으며, 그 각각이 측면에서 바라볼 때 일정한 원주 간격으로 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 회전유도홀(135) 각각은 전방 또는 후방에서 바라볼 때, 서로 다른 축 상에 배치될 수 있다
도 1 내지 도 2를 참조하면, 소켓유닛(110)은 관로(A), 압력센서(C) 및 피스톤유닛(140)부터 분리 및 결합이 용이하도록, 소켓본체(111), 제1 소켓(112), 제2 소켓(113), 제3 소켓(114) 및 오링(115)으로 구성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 소켓본체(111)는 관로(A)와 압력센서(C) 사이에 구비되며, 내부에 제1 관통홀(111a), 제2 관통홀(111b), 제3 관통홀(111c) 및 제4 관통홀(111d)이 마련된다.
도 4를 참조하면, 제1 소켓(112)은 소켓본체(111)와 관로(A) 사이를 연결하며, 제1 관통홀(111a)의 내경과 동일한 내경으로 마련되어, 제1 관통홀(111a)의 길이를 연장한다.
제2 소켓(113)은 소켓본체(111)와 압력센서(C)를 연결하며, 제2 관통홀(111b)의 내경과 동일한 내경으로 마련되어, 제2 관통홀(111b)의 길이를 연장한다.
제3 소켓(114)은 소켓본체(111)와 피스톤유닛(140)을 연결하며, 제3 관통홀(111c)의 내경과 동일한 내경으로 마련되어, 제3 관통홀(111c)의 길이를 연장한다.
도 2를 참조하면, 퍼지부싱(130)은 소켓본체(111)로부터 제3 소켓(114)을 분리할 시, 외부에 노출되어 분리가 용이하다.
도 3을 참조하면, 오링(115)은 소켓본체(111)와 제3 소켓(114) 사이에 결합되어, 퍼지부싱(130)에 가까이 위치한 소켓본체(111)와 제3 소켓(114) 사이에서 퍼지 가스(G)의 누출을 방지할 수 있다.
도 5를 참조하면, 피스톤유닛(140)은 로드(141), 피스톤(142) 및 구동에어포트(143)를 포함할 수 있다.
도 4 내지 도 5를 참조하면, 로드(141)는 제3 소켓(114)의 내경에 대응되는 외경을 가지며, 전단이 제3 소켓(114)의 내경, 제3 관통홀(111c) 및 제2 관통홀(111b)에서 이동된다.
피스톤(142)은 로드(141)의 후단에 결합되며, 손잡이로 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 로드(141)의 전방부는 선단을 향할수록 직경이 짧아진다. 로드(141)의 전방부는 피스톤(142)에 의해 후방에 위치될 때 퍼지부싱(130)의 회전유도홀(135)에 위치되며, 퍼지 가스(G)가 회전유도홀(135)에 유입되도록 안내한다. 이에 따라, 로드(141)는 제3 관통홀(111c)의 단면적을 감소시켜, 유속이 증가되는 동시에 와류가 형성된 퍼지 가스(G)를 제3 관통홀(111c)을 통해 소켓본체(111)의 내부로 이동시킬 수 있다.
구동에어포트(143)는 공압 또는 유압으로 피스톤(142)을 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 피스톤유닛(140)은 튜브(144)와 고정구(145)를 더 포함할 수 있다.
튜브(144)는 제3 소켓(114)의 후면 테두리에 결합되며, 피스톤(142)을 향해 연장되며, 피스톤(142)의 외경에 접촉되는 내경을 가지는 것이 바람직하다.
고정구(145)는 튜브(144)의 후면 테두리에 결합되어, 튜브(144)의 내부를 밀폐한다.
구동에어포트(143)가 피스톤유닛(140)에 결합된 형태를 구체적으로 설명한다.
구동에어포트(143)는 제1 압력조절부(143a), 제2 압력조절부(143b), 제어부(143c)를 포함할 수 있으며, 제3 소켓(114)의 측면과 고정구(145)의 측면에 결합되어, 공압 또는 유압으로 피스톤(142)을 전방 또는 후방으로 이송할 수 있다.
제1 압력조절부(143a)는 고정구(145)와 연결되어, 피스톤(142)의 후면과 고정구(145)의 전면 사이에 공압 또는 유압을 형성한다.
제2 압력조절부(143b)는 제3 소켓(114)과 연결되어, 제3 소켓(114)의 후면과 피스톤(142)의 전면 사이에 공압 또는 유압이 형성한다.
제어부(143c)는 제1 압력조절부(143a)와 제2 압력조절부(143b) 사이에 연결되어, 제1 압력조절부(143a)와 제2 압력조절부(143b) 각각에 압력을 조절하여, 피스톤(142)을 전방 또는 후방으로 이동시킬 수 있다.
소켓유닛(110)은 구동에어포트(143)에 의한 공압 또는 유압이 유지되도록 패킹(116)을 더 포함할 수 있다.
패킹(116)은 제3 소켓(114)의 내경에 구비되어, 퍼지 가스(G)가 피스톤유닛(140)의 내부 전방을 향해 유입되지 않도록 폐쇄한다. 패킹(116)은 제3 소켓(114)의 내경에 2개 이상 구비되어도 무방하다.
도 4 내지 도 5를 참조하여, 퍼지 핀 실린더(100)가 관로(A) 내의 파우더(P)를 제거하는 과정을 구체적으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 가스주입관(120)으로부터 퍼지 가스(G)가 유입된다. 이때, 피스톤(142)은 전방에 위치되어 퍼지부싱(130)에 마련된 회전유도홀(135)을 차단하여, 소켓본체(111)의 내부를 향한 퍼지 가스(G)의 공급을 차단한다.
도 5를 참조하면, 피스톤유닛(140)은 피스톤(142)에 의해 로드(141)를 후방으로 이동된다. 여기서, 피스톤(142)은 사람에 의한 힘에 가압되어 이동되거나 구동에어포트(143)에 의한 공압 또는 유압에 의해 이동될 수 있다.
구동에어포트(143)는 제1 압력조절부(143a)를 통해 피스톤(142)의 후면과 고정구(145)의 전면 사이의 압력을 감소시키고, 제2 압력조절부(143b)를 통해 피스톤(142)의 전면과 제3 소켓(114)의 후면 사이의 압력을 증가시켜, 피스톤(142)을 후방으로 이동시킬 수 있다. 단, 제2 압력조절부(143b)를 통해 유입되는 압력은 제3 소켓(114)에 구비된 패킹(116)에 의해 소켓본체(111)의 내부 압력과는 무관하다.
피스톤(142)이 후방으로 이동됨에 따라, 로드(141)의 전방부는 퍼지부싱(130)의 내부에 위치된다.
로드(141)의 전방부는 선단을 향할수록 짧은 직경을 가지므로, 회전유도홀(135)이 개방되며, 가스주입관(120)으로부터 유입된 퍼지 가스(G)가 회전유도홀(135)을 지나 소켓본체(111)의 내부로 공급된다.
로드(141)의 전방부에 의해 감소된 제3 관통홀(111c)의 단면적은 제4 관통홀(111d)의 단면적보다 작아, 퍼지 가스(G)는 로드(141)의 전방부를 지나는 동안 유속이 증가된 채, 소켓본체(111)의 내부로 이동된다.
회전유도홀(135)은 유입된 퍼지 가스(G)에 와류를 발생시키며 소켓본체(111)의 전방으로 이동시킨다.
퍼지 가스(G)는 와류가 형성되며, 소켓본체(111)의 내부를 지나 관로(A)로 이동되며, 관로(A) 내의 내경에 접촉되는 단면적이 증가된다. 이에 따라 퍼지 핀 실린더(100)는 관로(A) 내에 적재된 파우더(P)를 효율적으로 제거할 수 있다.
퍼지 핀 실린더(100)는 압력센서(C)와 챔버(B) 사이에 결합되는 것에 한정되지 않으며, 여러 종류의 센서(예를 들어, 온도센서, 초음파센서, 적외선센서, 광센서 등)와 챔버(B) 사이에 결합되어도 무방하다.
100 : 퍼지 핀 실린더
110 : 소켓유닛
120 : 가스주입관
130 : 퍼지부싱
131 : 제1 가이드링
132 : 제2 가이드링
133 : 제3 가이드링
134 : 피스톤홀
135 : 회전유도홀
140 : 피스톤유닛
141 : 로드
142 : 피스톤
143 : 구동에어포트
A : 관로
B : 챔버
C : 압력센서
P : 파우더
G : 퍼지 가스

Claims (3)

  1. 일측이 관로에 결합되는 소켓유닛;
    상기 소켓유닛에 연결되어, 상기 소켓유닛의 내부로 퍼지 가스를 이송하는 가스주입관;
    상기 소켓유닛의 내부에 구비되어, 상기 가스주입관으로부터 공급되는 퍼지 가스에 와류를 형성하는 퍼지부싱; 및
    상기 소켓유닛에 결합되어, 상기 가스주입관에서 상기 퍼지부싱으로 유입되는 퍼지 가스의 유량을 제어하는 피스톤유닛을 포함하고,
    상기 퍼지부싱은,
    상기 소켓유닛의 내부 일측에 구비되는 제1 가이드링;
    상기 소켓유닛의 내부 타측에 구비되는 제2 가이드링;
    상기 제1 가이드링과 상기 제2 가이드링 사이에 구비되며, 상기 제1 가이드링의 외경보다 짧은 외경을 갖는 제3 가이드링;
    상기 제1 가이드링, 제2 가이드링 및 제3 가이드링을 관통하는 피스톤홀; 및
    상기 제3 가이드링의 직경 방향으로 관통되며, 상기 가스주입관으로부터 공급된 퍼지 가스에 와류를 발생시키는 회전유도홀을 포함하는 퍼지 핀 실린더.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤유닛은,
    상기 소켓유닛에서 이동되는 로드;
    상기 로드의 후방에 결합되는 피스톤; 및
    상기 소켓유닛의 후방에 결합되어, 상기 피스톤을 전방 또는 후방으로 이송하는 구동에어포트를 포함하며,
    상기 로드의 전방부는 선단을 향할수록 직경이 짧아지는 것을 특징으로 하는, 퍼지 핀 실린더.
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