KR200276766Y1

KR200276766Y1 - 폐기가스 처리장치의 분배밸브

Info

Publication number: KR200276766Y1
Application number: KR2020020004398U
Authority: KR
Inventors: 원영식
Original assignee: 원영식
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2002-05-27

Abstract

본 고안은 폐기가스 처리장치의 분배밸브에 관한 것으로, 종래의 분배밸브에 부착되는 실린더밸브는 사용하다보면 리턴스프링의 반발력이 감소되어 제기능을 다하지 못하고, 또한 리턴스프링이 내장된 스프링실린더측으로 파우더가 유입되어 스프링실린더의 내벽에 흡착되면서 일정한 공압이 가해져도 패킹이 리턴스프링을 압축시키지 못해 실린더밸브의 기능을 다하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 예시도 3 내지 도 6에 표현된 바와 같이 입구관(32)과 두 개의 만곡형 배출관(34)(35)이 부착된 밸브몸체(30)와, 상하단에 회전축(42)(43)이 형성되고 회전위치에 따라 입구(44)와 출구(46) 기능을 갖는 통로를 갖춘 회동체(40)와, 상단면에 한쌍의 리미트스위치(52)(53)와 가이드(54)가 설치되고 중앙에 관통홀(56)이 형성된 평판형 커버(50)와, 레크기어(62)와 피니언기어(64) 및 공압에 의해 작동되는 신축 샤프트(66)를 갖춘 실린더(68)로 이루어진 구동부(60)로 구성되어 있어 밸브몸체(30)의 내부에 설치된 회동체(40)의 일정각도 회전만으로 폐기가스의 흐름을 간단하게 변경시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

폐기가스 처리장치의 분배밸브{Distributing valve of waste gas treating apparatus}

본 고안은 폐기가스 처리장치의 분배밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 밸브몸체의 내부에 회동체를 설치하여 회동체가 좌우로 회전함에 따라 입구로부터 투입되는 폐기가스를 보다 원활히 배출시킬수 있도록 한 폐기가스 처리장치의 폐기가스 분배밸브에 관한 것이다.

제품의 생산 중에 폐기가스가 배출되는 공정들, 반도체 제작공정을 예로 들면, 웨이퍼 처리공정에서는 챔버내의 웨이퍼에 다종의 반응가스를 공급 화학반응시켜 웨이퍼 상면에 산화막을 형성하는 산화막 처리공정이 있다.

이때, 챔버내에서는 웨이퍼의 산화막 성장에 관여하면서 유독가스, 수분, 잔류가스와 분진형태의 산화규소 등의 잔류물질이 형성된다.

특히, 반도체 제조공정에서는 다종의 반응가스(프로세싱 가스)와 크리닝 가스를 사용하게되는데, 상기 가스들은 대개가 독성이 매우 강해서 인체에 치명적이고, 또한 다른 가스나 공기와 혼합되면 폭발할 수도 있어서 사용한 반응가스와 크리닝가스는 별개의 배출관을 통해 폐기가스 정화장치로 배출되어 인체에 무해한 가스로 정화한 후 대기중으로 배출되고 있다.

상기 반도체 제조공정상에서 사용되는 프로세싱 가스와 크리닝 가스의 처리과정을 간단하게 설명하면 도 1에 표현된 바와 같이, 프로세싱 가스 흡인라인과 크리닝 가스 흡입라인을 갖춘 챔버(1)에 프로세싱 가스 흡입라인을 통해 프로세싱 가스가 흡입되어 챔버(1)에 들어있는 다량의 웨이퍼는 산화막처리가 된다.

상기 웨이퍼에 산화막처리를 한 챔버에 들어 있는 프로세싱가스는 배출라인에 설치되어 있는 진공펌프(2)의 부압에 의해 배출되어지되, 상기 프로세싱가스는 분할개폐식의 분배밸브(5)를 통해 정화장치인 스크로버(3)로 보내어 정화된다.

이어서 크리닝가스 흡입라인을 통해 세정용 크리닝가스를 주입하여 잔여 프로 세싱 가스를 배출하게 되고 이렇게 배출되는 크리닝가스와 잔여 프로세싱가스는 분할개폐식의 분배밸브(5)를 통해 또 다른 정화장치인 스크로버(4)로 보내어 정화된다.

상기 각종 프로세싱가스를 분할 개폐하는 분배밸브(5)는 도 2에 표현된 바와 같이, 1개소의 흡입구(6)와 2개소의 배출구(7) 및 세정용 질소가스 유입구(8)가 형성된 금속경통(9)으로 이루어진 밸브몸체(10)와, 상기 금속경통(9)의 양측에 형성된 배출구(7)를 개폐시키도록 설치된 공압제어식의 실린더밸브(20)로 이루어져 있다.

상기 실린더밸브(20)는 리턴스브링(11)이 안치된 스프링실린더(12)와, 공압이 주입되는 구동포트(13)를 갖춘 부싱플랜지(14)와, 상기 스프링실린더(12)와 부싱플랜지(14)를 보울트로 금속경통(9)에 함께 장착시키는 실린더플랜지(15)와, 양측으로 패킹(16)과 개폐패킹(18)이 갖춰진 샤프트(17), 그리고 부싱플랜지(14)와 샤프트(17)의 사이틈을 밀폐하기 위한 0-링(19)으로 이루어져 있다.

이러한 종래의 분배밸브(5)의 동작을 설명하면, 공정후 폐기가스를 지정된 배출구(7)로 배출하기 위해서는 일측 부싱플랜지(14)의 구동보트(13)로 공압을 주입하면 패킹(16)이 리턴스프링(11)을 압축시키면서 샤프트(17)가 스프링실린더(12)측으로 이동함으로 개폐패킹(18)이 통로를 열어주게 되어 흡입구(6)를 통해 유입된 폐기가스는 지정된 배출구(7)로 빠져나가게 된다.

이때, 타측 통로는 도면에 표현된 바와 같이 구동포트(13))에 공압이 가해지지 않은 상태에서는 리턴스프링(11)에 의해 샤프트(17)의 일측에 형성된 개폐패킹(18)이 통로를 폐쇄시킨 상태를 이루게 됨으로서, 유입된 폐기가스는 지정된 배출구(7)만으로 배출되어 정화장치로 이송되고, 정화장치로 이송된 폐기가스는 정화되어 대기중으로 배출되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 분배밸브(5)는 흡입구(6)와 양측의 배출구(7)가 설치되는 위치가 직각을 이루고 있고, 또한 실린더밸브(20) 자체의 구조가 매우 복잡하여 여러 가지 문제점이 있었다.

상기 분배밸브(5)의 여러 가지 문제점을 상세히 설명하면, 챔버(1)에서 배출되는 폐기가스는 정화장치(4)로 이송중에 온도변화로 인해 자연적으로 파우더가 생성되는데, 이렇게 생성된 파우더는 분배밸브(5)의 내부벽에 흡착되며, 특히 직각을 이루는 곡관부분에 파우더가 집중적으로 흡착되어 곡관부분의 통로가 협소해지면서폐기가스가 원활하게 이송되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 밸브몸체(10)의 양측으로 돌출되도록 실린더밸브(20)가 부착됨으로 해서 분배밸브(5)의 전체적인 부피가 늘어나게 되어 설비라인의 공간활용이 효율적이지 못하며, 특히 구조적으로 실린더밸브(20)는 장시간 사용하다보면 리턴스프링(11)의 반발력이 감소되어 제기능을 다하지 못하고, 또한 리턴스프링(11)이 내장된 스프링실린더(12)측으로 파우더가 유입되어 스프링실린더(12)의 내벽에 흡착되면서 일정한 공압이 가해져도 패킹(16)이 리턴스프링(11)을 압축시키지 못해 실린더밸브(20)의 기능을 다하지 못하는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 밸브몸체의 내부에 입구와 출구를 갖춘 회동체를 설치하여 회동체가 좌우로 회전함에 따라 입구관으로부터 투입된 폐기가스를 보다 원활히 배출시킬 수 있도록 한 폐기가스 처리장치의 폐기가스 분배밸브를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 입구관과 두 개의 만곡형 배출관을 부착한 밸브몸체와, 상하단에 회전축을 갖추고 회전위치에 따라 곡관형의 입구와 출구기능을 하는 원봉형의 회동체와, 상면에 한쌍의 리미트스위치와 가이드를 설치한 커버와, 레크기어와 피니언기어 및 공압에 의해 작동하는 실린더로 이루어진 구동부로 분배밸브를 이룸으로서, 입구관을 통해 유입되는 폐기가스는 곡관형의 입구와 출구를 갖춘 회전체의 회전에 의해 어느 일측의 만곡형의 배출관을 통해 배출된다.

이때, 회전체의 회전은 실린더에 공압이 가해지면 실린더의 샤프트와 일체를 이루는 레크기어가 가이드를 따라 슬라이드되고, 상기 레크기어와 치합되어 있는 피니언기어가 회전되면서, 밸브회동체를 회전시키게 되어 입구관으로 유입되던 폐기가스는 어느 일측의 만곡형 배출관을 통해 배출되어 정화장치로 이송된다.

도 1 은 반도체 생산라인의 공정도,

도 2 는 반도체 생산라인에 설치되는 종래의 분배밸브를 나타낸 종단면도,

도 3 은 본 고안에 따른 분배밸브의 분해사시도,

도 4 는 본 고안에 따른 분배밸브의 사시도,

도 5 는 본 고안에 따른 분배밸브의 종단면도,

도 6 의 (a)와 (b)는 본 고안에 따른 분배밸브의 작동상태를 나타낸 횡단면도 이다.

- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -

30 - 밸브몸체, 32 - 입구관,

34·35 - 배출관,

40 - 회동체, 42 - 회전축(상부)

43 - 회전축(하부), 44 - 입구,

45 - 러버시트, 46 - 출구,

47 - 테프론시트, 48·49 - 스러스트베어링,

50 - 커버, 52·53 - 리미트스위치,

54 - 가이드, 56 - 관통홀,

60 - 구동부, 62 - 레크기어,

64 - 피니언기어, 66 - 샤프트,

68 - 실린더, 67·69 - 돌기부.

이하, 본 고안을 첨부된 예시도면을 참고로 하여 그 구성과 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

예시도 3 은 본 고안에 따른 분배밸브의 분해사시도이고, 도 4 는 본 고안에 따른 분배밸브의 사시도이며, 도 5 는 본 고안에 따른 분배밸브의 종단면도이고, 도 6 의 (a)와 (b)는 본 고안에 따른 분배밸브의 작동상태를 나타낸 횡단면도이다. 상기 예시도에 표현된 바와 같이, 본 고안은 입구관(32)과 두 개의 만곡형 배출관(34)(35)이 부착된 밸브몸체(30)와, 상하단에 회전축(42)(43)이 형성되고 회전위치에 따라 입구(44)와 출구(46) 기능을 갖는 통로를 갖추며, 외주면에는 러버시트(45)와 테프론시트(47)가 코팅된 회동체(40)와, 상단면에 한쌍의 리미트스위치(52)(53)와 가이드(54)가 설치되고 중앙에 관통홀(56)이 형성된 평판형 커버(50)와, 레크기어(62)와 피니언기어(64) 및 공압에 의해 작동되는 신축 샤프트(66)를 갖춘 실린더(68)로 이루어진 구동부(60)로 구성되어 있다.

여기서 밸브몸체(30)에 설치되는 입구관(32)과 배출관(34)(35)은 보울트결합에 의해 일체를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 밸브몸체(30)에 설치되는 입구관(32)과 배출관(34)(35)은 용접에 의해일체를 이루는 것을 특징으로 한다.

상기 입구관(32)과 두 개의 배출관(34)(35)이 형성된 회동체(40)는 횡단면상 입구관(32)과 배출관(34)(35)의 각도를 둔각을 이루도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 회동체(40)의 상하단에 형성된 회전축(42)(43)에는 스러스트배어링(48)(49)이 설치되고, 회동체(40)의 외주면에 러버층(45)과 테프론(47)을 갖춘 것을 특징으로 한다.

또한, 레크기어(62)는 그 일단부가 실린더(68)의 샤프트(66)와 일체를 이루고 있어 실린더(68)가 작동함에 따라 연동되며, 레크리어(62)의 뒷면 양단부에 돌기부(67)(69)가 형성되어 리미트스위치(52)(53)를 작동시키는 것을 특징으로 한다.

도면중 미 설명부호 70은 밸브몸체(30)와 커버(50)를 결합시키는 보울트이고, 72는 밸브몸체(30)와 커버(50) 사이에 설치되어 기밀성을 갖추기 위한 O-링이며, 74는 회동체(40)의 상단 회전축(42)에 형성된 키핀홈에 피니언기어(64)를 고정시키는 키핀이다.

상기와 같이 이루어진 본 고안은 도 3 내지 도 5에 표현된 바와 같이 밸브몸체(30)에 입구관(32)과 배출관(34)(35)이 부착되어 지되, 상기 배출관(34)(35)은 만곡형의 곡관을 이루고 있으므로 기체의 흐름을 원활히 할 수 있고, 특히 밸브몸체(30)에 부착되는 배출관(34)(35)과 입구관(32)은 보울트결합을 이루고 있어 필요에 따라 탈착가능하며, 경우에 따라서는 용접에 의해 일체를 이루게 할 수도 있다.

상기와 같은 밸브몸체(30)는 평면상 다각형을 이루고 있으나 이것은 하나의 예를 든 것으로 평면상 원형을 이루고 있어도 무방하다.

상기 밸브몸체(30)내에 설치되는 회동체(40)는 그 상하단에 스러스트베어링(48)(49)이 설치되는 회전축(42)(43)이 형성되어 있고, 상기 회전축(42)은 단차형으로 형성되어 있어 상단부에는 피니언기어(64)가 설치되는 키핀홈(74)을 갖추고 있다.

또한 회동체(40)는 횡방향으로 원활히 회전할 수 있도록 하기 위해 평면상 원형을 이루고 있으며, 외주면에 밸브몸체(30)의 입구관(32)과 어는 한쪽의 배출관(34)과 연동되는 곡관형의 통로인 입구(44)와 출구(46)가 형성되어 있다.

여기서 입구관(32)과 배출관(34)의 설치각도는 둔각 상태를 이루며 각 관의 중심선을 기준선으로 보면 그 중심선이 135°를 이루는 것이 바람직하고, 폐기가스 덕트라인의 설치 환경에 따라 입구관(32)과 배출관(34)의 설치각도를 변형시킬 수도 있다.

특히, 회동체(40)의 외주면에는 순차적으로 러버층(45)과 테트론층(47)이 접착제와 열융착에 의해 일체를 이루고 있어 회동체(40)가 회동할 때 밸브몸체(30)의 내면과 기밀성을 유지할 수 있도록 되어 있다.

상기와 같은 회동체(40)가 설치된 밸브몸체(30)의 상부에는 중앙에 관통홀(56)이 형성되고, 한쌍의 리미트스위치(52)(53)와 가이드(54)를 갖춘 커버(50)가 보울트(70)에 의해 결합된다.

상기 커버(50)에는 레크기어(62)와 피니언기어(64) 및 실린더(68)로 이루어진 구동부(60)가 설치되어 지는데, 상기 레크기어(62)의 일단부는 실린더(68)의 샤프트(66)와 용접에 의해 일체를 이루어 실린더(68)의 샤프트(66)가 이동됨에 따라연동되도록 되어 있다.

여기서 커버(50)의 관통홀(56)을 통해 외부로 돌출된 회동체(40)의 상부 회전축(42)에는 피니언기어(64)가 키핀(74)에 일체를 이루게 되고, 피니언기어(64)는 레크기어(62)와 치합되어 레크기어(62)가 직선운동을 하게 되면 피니언기어(64)가 회전되어 회동체(40)가 회전되면서 회동체(40)의 입구(44)와 출구(46)가 반전되어 유입되는 폐기가스의 경로가 바뀌게 된다.

이와 같은 본 고안의 작용을 보다 구체적으로 설명하면 도 6의 (a)(b)에 표현된 바와 같이 실린더(68)의 샤프트(66)가 신장된 상태에서는 회동체(40)의 입구(44)는 밸브몸체(30)의 입구관(32)과 연통되고, 출구(46)는 일측의 배출관(34)과 연통되어 밸브몸체(30)의 입구관(32)을 통해 유입되는 폐기가스는 도면상 오른쪽 배출관(34)을 통해 정화장치로 이송된다.

상기 실린더(68)는 공압에 의해 신축 또는 신장되며, 실린더(68)에 공급되는 공압은 가이드(54)의 양측단에 설치된 리미트스위치(52)(53)에 의해 제어되는데, 상기 리미트스위치(52)(53)는 레크기어(62)의 뒷면에 형성된 돌기부(67)(69)에 의해 접점을 이루어 도면상 미도시 되었으나 콘트롤 박스의 전기적신호에 의해 실린더(68)에 공급되던 공압이 차단된다.

즉, 도 6 의 (a)와 같이 실린더(68)에 공압이 공급되어 샤프트(66)가 신장되면 샤프트(66)와 일체를 이루고 있는 레크기어(62)가 도면상 좌측으로 직선운동을 하게 되고, 레크기어(62)와 치합되어 있는 피니언기어(64)는 회전되어 밸브몸체(30) 내에 설치되어 있는 회동체(40)가 회전된다

이때, 레크기어(62)가 좌측으로 이동되어 뒷면에 형성되어 있는 돌기부(69)가 좌측의 리미트스위치(53)를 작동시키면 실린더(68)에 공급되던 공압이 차단되고 회동체(40)의 출구(46)는 배출관(34)과 일치되며, 또한 회동체(40)의 입구(44)는 입구관(32)과 일치되어 밸브몸체(30)로 유입되는 폐기가스는 회동체(40)를 통해 도면상 오른쪽 배출관(34)으로 배출되며, 상기 입구(44)와 출구(46)는 곡관형의 통로로 이루어져 있어 배출되는 폐기가스는 원활하게 배출된다.

상기와 같은 상태에서 입구관(32)에 유입되는 폐기가스를 도면상 왼쪽의 배출관(35)으로 배출시키려 할 경우에는 도 6 (a)의 화살표와 같이 샤프트(66)가 수축되도록 실린더(68)에 공압이 공급되면, 레크기어(62)가 우측으로 이동되고 치합되어 있는 피니언기어(64)가 화살표와 같이 시계방향으로 회전된다.

이와 같이 회동체(40)가 시계방향으로 회전되면 도 6의 (b)와 같이 회동체(40)의 입구(44)는 도면상 왼쪽의 배출관(35)과, 회동체(40)의 출구(46)는 입구관(32)과 연통되며, 이때 우측으로 이동되던 레크기어(62)의 뒷면에 형성된 돌기부(67)가 리미트스위지(52)를 작동시켜서 실린더(66)에 공급되던 공압을 찬단시키게 되어 회동체(40)의 회전은 정지되며 입구관(32)으로 유입되던 폐기가스는 회동체(40)의 출구(46)와 입구(44)를 통해 도면상 왼쪽의 배출관(35)으로 배출되는 것이다.

여기서 폐기가스의 흐름을 변경시키는 회동체(40)의 회전은 레크기어(62)와 피니언기어(64) 및 실린더(68)로 이루어진 구동부(60)에 의한 기계적인 회전수단에 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라서는 회동체(40)의 회전축(42)에 일정한 범위에서 회전가능한 노브를 설치하여 인의적으로 회전시켜서 폐기가스의 흐름을 변경할 수도 있다.

이상과 같이 본 고안은 입구관(32)과 두 개의 만곡형 배출관(34)(35)이 부착된 밸브몸체(30)와, 상하단에 회전축(42)(43)이 형성되고 회전위치에 따라 입구(44)와 출구(46) 기능을 갖는 통로를 갖춘 회동체(40)와, 상단면에 한쌍의 리미트스위치(52)(53)와 가이드(54)가 설치되고 중앙에 관통홀(56)이 형성된 평판형 커버(50)와, 레크기어(62)와 피니언기어(64) 및 공압에 의해 작동되는 신축 샤프트(66)를 갖춘 실린더(68)로 이루어진 구동부(60)로 구성되어 있어 밸브몸체(30)의 내부에 설치된 회동체(40)의 일정각도 회전만으로 폐기가스의 흐름을 간단하게 변경시킬수 있으며, 특히 밸브몸체(30)의 입구관(32)과 배출관(34)(35)의 설치각도가 둔각을 이루고 있어 폐기가스의 흐름이 원활하여 보다 폐가가스를 신속히 배출시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.

Claims

입구관(32)과 두 개의 만곡형 배출관(34)(35)이 부착된 밸브몸체(30)와, 상하단에 회전축(42)(43)이 형성되고 회전위치에 따라 입구(44)와 출구(46) 기능을 갖는 통로를 갖춘 회동체(40)와, 상단면에 한쌍의 리미트스위치(52)(53)와 가이드(54)가 설치되고 중앙에 관통홀(56)이 형성된 평판형 커버(50)와, 레크기어(62)와 피니언기어(64) 및 공압에 의해 작동되는 신축 샤프트(66)를 갖춘 실린더(68)로 이루어진 구동부(60)로 구성된 것을 특징으로 하는 폐기가스 처리장치의 분배밸브.
제 1 항에 있어서, 입구관(32)과 두 개의 배출관(34)(35)이 형성된 회동체(40)는 횡단면상 입구관(32)과 배출관(34)(35)의 각도를 둔각을 이루도록 한 것을 특징으로 하는 폐기가스 처리장치의 분배밸브.
제 1 항에 있어서, 레크기어(62)는 그 일단부가 실린더(68)의 샤프트(66)와 일체를 이루고 있어 실린더(68)가 작동함에 따라 연동되며, 레크리어(62)의 뒷면 양단부에 돌기부(67)(69)가 형성되어 리미트스위치(52)(53)를 작동시키는 것을 특징으로 폐기가스 처리장치의 분배밸브.
제 1 항에 있어서, 회동체(40)의 상하 회전축(42)(43)에는 스러스트베어링(48)(49)이 설치되고, 외주면에 러버시트(45)과 테프론시트(47)가 갖춰진 것을 특징으로 하는 폐기가스 처리장치의 분배밸브.