KR20000024898A - 쌍방향 체크밸브 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 반도체제조용 가스배관에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 일정압력 범위의 가스만 흘릴 수 있거나 저지할 수 있는 쌍방향 체크밸브에 관한 것이다. 본 발명은 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있는 제1격벽, 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있고 제1격벽에 나란히 설치되는 제2격벽, 상기 제1격벽의 구멍과 접촉하는 제1밸브, 상기 제2격벽의 구멍과 접촉하는 제2밸브, 제1밸브를 제1격벽의 구멍으로부터 이탈시키도록 설치된 제1스프링, 제2밸브를 제2격벽의 구멍과 밀착시키도록 설치된 제2스프링을 포함한다. 또한, 본 발명은 가스가 유입되는 가스입구와, 가스가 배출되는 가스출구와, 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있는 격벽과, 상기 격벽의 구멍과 접촉하는 밸브와, 상기 밸브를 격벽의 구멍에 밀착시키도록 설치된 스프링으로 구성되는 몸체 두 개가 결합되되, 상기 가스입구끼리 또 상기 가스출구끼리 연결되어 하나의 가스입구와 가스출구를 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

쌍방향 체크밸브(Bidirectional check valve)
본 발명은 반도체제조용 가스배관에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 일정압력 범위의 가스만 흘릴 수 있거나 저지할 수 있는 쌍방향 체크밸브에 관한 것이다.
반도체 제조공정 중에는 여러 가지 가스가 쓰인다. 이들 가스는 가스관을 통하여 공급되는데, 가스관에는 가스의 역류를 방지하기 위하여 체크밸브(check valve)가 설치된다. 도1에 체크밸브를 개략적으로 도시하였다.
체크밸브의 몸체(1)에는 가스가 유입되는 입구(7)와 가스가 배출되는 출구(8)가 있고, 몸체(1) 내부에 가스가 흐르는 구멍(2)이 형성된 격벽(3)이 있으며 격벽(3)의 구멍(2)에 밸브(4)가 삽입되어 가스흐름을 차단한다. 밸브(4)는 구멍(2)과의 밀착을 위해서 오링(O-ring)(5)을 통해 구멍(2)을 막고 있는데, 스프링(6)의 힘에 의해 구멍(2)과 밀착되어 있다.
이렇게 구성되는 체크밸브에서, 가스관을 통해 가스가 입구(7)로 유입되어도 스프링(6)에 의해 밸브(4)가 구멍(2)을 막고 있기 때문에 가스는 밸브몸체(1)를 통해 흘러나갈 수 없다. 가스가 흘러나가려면 스프링(6)을 저지할 정도의 압력이 있어야 한다. 이와같이, 체크밸브에는 밸브(4)를 밀치고 흘러나갈 수 있는 가스 한계 압력이 정해져 있다.
그런데, 만일 고압의 가스가 순방향으로 배관에 유입되면 이 고압의 가스는 체크밸브를 통과할 수 있기 때문에 배관 후단에 있는 압력에 약한 소자들에게 치명적인 불량을 일으킬 수 있다. 또한, 두 종류의 가스가 서로 다른 압력을 가진 상태에서 가스관이 서로 연결될 때에 압력이 높은 쪽의 가스관이 밸브의 오동작에 의해 열리면 두 종류의 가스가 서로 섞여서 문제가 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 정해진 범위의 압력을 갖는 가스만을 흐를 수 있도록 하는 구조를 갖는 쌍방향 체크밸브를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 정해진 범위의 압력을 갖는 가스만을 저지할 수 있는 구조를 갖는 쌍방향 체크밸브를 제공하는 것이다.
도1은 종래의 체크밸브를 나타내는 개념도.
도2는 본 발명에 따른 체크밸브의 제1실시예를 나타내는 개념도.
도3은 본 발명에 따른 체크밸브의 제2실시예를 나타내는 개념도.
도4는 본 발명에 따른 체크밸브를 실제로 사용하는 실례를 나타내는 구성도.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
몸체(1) 가스입구(7)
가스출구(8) 가스가 흐르는 구멍(2)
격벽(3) 밸브(4)
오링(O-ring)(5) 스프링(6)
제1격벽(13a) 제2격벽(13b)
제1밸브(14a) 제2밸브(14b)
제1스프링(16a) 제2스프링(16b)
제1격벽(23a) 제2격벽(23b)
제1밸브(24a) 제2밸브(24b)
제1스프링(26a) 제2스프링(26b)
본 발명은 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있는 제1격벽, 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있고 제1격벽에 나란히 설치되는 제2격벽, 상기 제1격벽의 구멍과 접촉하는 제1밸브, 상기 제2격벽의 구멍과 접촉하는 제2밸브, 제1밸브를 제1격벽의 구멍으로부터 이탈시키도록 설치된 제1스프링, 제2밸브를 제2격벽의 구멍과 밀착시키도록 설치된 제2스프링을 포함한다.
또한, 본 발명은 가스가 유입되는 가스입구와, 가스가 배출되는 가스출구와, 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있는 격벽과, 상기 격벽의 구멍과 접촉하는 밸브와, 상기 밸브를 격벽의 구멍에 밀착시키도록 설치된 스프링으로 구성되는 몸체 두 개가 결합되되, 상기 가스입구끼리 또 상기 가스출구끼리 연결되어 하나의 가스입구와 가스출구를 형성하는 것을 특징으로 한다. 이하, 도면을 참조하여 실시예를 설명한다.
실시예1
도2는 본 발명에 따른 쌍방향 체크밸브의 제1실시예를 나타내는 것으로 일정한 범위의 압력을 갖는 가스만을 흘릴 수 있는 체크밸브를 나타낸다. 그 구조를 본다. 밸브 몸체 내부에 제1격벽(13a)과 제2격벽(13b)이 설치된다. 각 격벽(13a, 13b)에는 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있고 두 개의 밸브, 제1밸브(14a)와 제2밸브(14b)가 오링을 통하여 구멍과 접촉하고 있다.
본 실시예에서는 제1밸브(14a)와 제2밸브(14b)의 역할이 서로 다르다. 제1밸브(14a)는 제1스프링(16a)에 의해 구멍과 떨어져 있다. 즉, 평상시에 구멍을 통하여 가스가 흐를 수 있다(normally open). 반면에, 제2밸브(14b)는 제2스프링(16b)에 의해 구멍과 밀착되어 있다. 즉, 평상시에 구멍을 통하여 가스가 흐르지 못한다(normally closed).
작용을 본다. 제1밸브(14a)가 4kg/㎠ 이상에서 동작하고 제2밸브(14b)가 0kg/㎠ 이상에서 동작한다고 가정한다. 이 때에 세 가지 경우의 수가 있다. 첫째, 가스압력이 4kg/㎠ 이상일 때에는 제1밸브(14a)가 작동하여 구멍을 막기 때문에 밸브가 차단된다. 이느 비록 순방향이지만 일정 압력 이상의 고압가스가 유입될 때에 안전을 위해서 밸브를 차단하는 작용을 하는 것이다. 둘째, 가스압력이 0kg/㎠ 이상 4kg/㎠ 이하일 때에는 제1밸브(14a)는 제1스프링(16a)에 의해 열려 있고 제2밸브(14b)는 0kg/㎠ 이상이면 열리기 때문에 가스가 자연스럽게 흘러나갈 수 있다. 세째, 가스압력이 0kg/㎠ 이하이면 제2밸브(14b)가 열리지 못하기 때문에 가스가 차단된다.
이상에서와 같이, 본 실시예에 따르면 가스압력이 일정 범위일 때에만(이 경우 0~4kg/㎠) 밸브가 작동하여 가스가 흐를 수 있다. 따라서, 일정압력 이상의 가스는 순방향이라 하더라도 흐를 수 없다. 여기서, 압력범위는 스프링의 탄성강도를 조절하여 임의로 설정할 수 있다.
실시예2
도3은 본 발명에 따른 쌍방향 체크밸브의 제2실시예를 나타내는 것으로 일정한 범위의 압력을 갖는 가스만을 저지할 수 있는 체크밸브를 나타낸다. 그 구조를 본다. 밸브 몸체 내부에 제1격벽(23a)과 제2격벽(23b)이 설치된다. 각 격벽(23a, 23b)에는 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있고 두 개의 밸브, 제1밸브(24a)와 제2밸브(24b)가 오링을 통하여 구멍과 접촉하고 있다.
본 실시예에서 제1밸브(24a)와 제2밸브(24b)는 모두 제1, 제2스프링(26a, 26b)에 의해 구멍을 막고 있다. 즉, 모두 평상시에 구멍을 통하여 가스가 흐르지 못한다(normally closed). 다만 스프링의 강도가 서로 달라 작동하는 가스압력값이 다를 뿐이다.
작용을 본다. 제1밸브(24a)가 -0kg/㎠ 이상에서 동작하고(미소한 압력만 있으면 동작함) 제2밸브(24b)가 4kg/㎠ 이상에서 동작한다고 가정한다. 또, 가스가 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르는 것을 순방향이라고 가정한다. 첫째, 0kg/㎠ 이하의 가스라도 흐르면 제1밸브(24a)가 열려 흐를 수 있다. 둘째, 0~4kg/㎠ 범위의 가스가 흐르면 제1밸브(24a)와 제2밸브(24b) 모두 닫힌 상태가 되어 가스가 흐르지 못한다. 셋째, 4kg/㎠ 이상의 가스가 흐르면 가스는 제2밸브(24b)를 통하여 흐를 수 있다.
이와 같이, 본 실시예에 따르면 일정범위의 압력(이 경우 0~4kg/㎠)에서 가스가 차단됨을 알 수 있다.
위 실시예들을 잘 응용하면, 서로 다른 가스가 서로 섞이지 않고 흐를 수 있도록 제어할 수 있다. 즉, 특정가스를 제1실시예에 따르도록 압력을 주고, 다른 가스를 제2실시예에 따르도록 압력을 주면, 서로 다른 사이클에서 가스관을 흐를 수 있기 때문에 서로 섞이는 일이 일어날 수 없다. 도4를 참조하여 실제로 구현하는 실례를 설명하면 다음과 같다.
도4는 제1실시예에서와 같은 체크밸브 CV1과 제2실시예의 체크밸브 CV2를 연결하여 압력이 5kg/㎠인 N2가스와 압력이 2kg/㎠인 SiH4가스를 반응실로 공급하는 것을 나타내는 모식도이다. MFC는 유량조절기(mass flow controller)를 의미한다. 가정하기를, MFC에 4.5kg/㎠의 압력이 가해질 때 불량이 일어난다면, 종래의 체크밸브를 사용하면 5kg/㎠인 N2가스가 MFC에 인가되기 때문에 MFC가 불량이 될 것이다. 또한, N2가 SiH4와 섞이게 될 것이다. 그러나, 본 발명에 따른 체크밸브를 사용하여 CV1의 동작범위가 0~4kg/㎠이 되도록 제작하면 N2가스가 4kg/㎠ 이상으로는 MFC에 인가되지 않을 것이고, CV2의 부동작범위가 0~4kg/㎠이 되도록 제작하면 N2가 SiH4쪽으로는 이동되지 않을 것이다.
이상에서와 같이, 본 발명에 따르면, 일정한 압력범위의 가스만 선택적으로 흘릴 수 있기 때문에 고압의 가스가 흘러 가스관에 연결된 다른 부품을 손상시키는 것을 막을 수 있고 종류가 다른 가스가 서로 섞이는 것을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있는 제1격벽,
    가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있고 제1격벽에 나란히 설치되는 제2격벽,
    상기 제1격벽의 구멍과 접촉하는 제1밸브,
    상기 제2격벽의 구멍과 접촉하는 제2밸브,
    제1밸브를 제1격벽의 구멍으로부터 이탈시키도록 설치된 제1스프링,
    제2밸브를 제2격벽의 구멍과 밀착시키도록 설치된 제2스프링을 포함하는 쌍방향 체크밸브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1, 제2밸브와 제1, 제2격벽의 구멍은 오링(O-ring)을 통하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 체크밸브.
  3. 가스가 유입되는 가스입구와, 가스가 배출되는 가스출구와, 가스가 흐르는 구멍이 형성되어 있는 격벽과, 상기 격벽의 구멍과 접촉하는 밸브와, 상기 밸브를 격벽의 구멍에 밀착시키도록 설치된 스프링으로 구성되는 몸체 두 개가 결합되되, 상기 가스입구끼리 또 상기 가스출구끼리 연결되어 하나의 가스입구와 가스출구를 형성하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 체크밸브.
  4. 제3항에 있어서, 상기 밸브와 격벽의 구멍은 오링(O-ring)을 통하여 접촉하는 것을 특징으로 하는 쌍방향 체크밸브.
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