KR20070049159A

KR20070049159A - 모노릴스 라이닝을 가진 구간 도관

Info

Publication number: KR20070049159A
Application number: KR1020077002975A
Authority: KR
Inventors: 죠셉 엠. 리치; 제프리 에이. 굿윈; 로버트 제이 2세 무어
Original assignee: 파브-테크 인코포레이티드
Priority date: 2004-07-08
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2007-05-10
Also published as: US7264279B2; WO2006017080A2; TW200606368A; US20060006646A1; WO2006017080A3; CN101023292A; EP1779015A2

Abstract

도관(100)은 복수개의 도관 구간(112A-112C)을 포함하고, 각각의 도관 구간은 몸체(120A-120C)와 라이닝 물질로 제조된 구간 라이닝(136A-136C)을 구비한다. 각각의 몸체는 대응 구간 라이닝의 일 부분(140A-140C)에 고정되어진 연결면(132A-132C)을 구비한다. 모노릴식 라이닝(108)은 도관 구간을 서로 접경하여 구간 라이닝으로 형성되어서, 연결면은 서로 대면하고 그리고 구간 라이닝의 상기 부분은 서로 접촉한다. 연결면상에 라이닝 부분은 라이닝 물질의 용융점보다 높은 온도까지 가열되어서, 이들은 서로 융합되어 연결면 사이에 위치한 융해부(148A, 148B)를 형성한다.

도관, 구간, 라이닝, 연결면, 융해부, 컨트롤러, 연결 헤드, 가열 시스템.

Description

모노릴스 라이닝을 가진 구간 도관{SEGMENTED CONDUIT HAVING A MONOLITHIC LINING}

본 발명은 수송 도관 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 모노릴스 라이닝을 가진 구간 도관(segmented conduit)에 관한 것이다.

많은 타입의 시스템들은 일반적으로 덕트 및 파이프와 같은 도관 내에서 일 장소에서 타 장소로 1개 이상의 물질, 예를 들면 가스, 액체, 증기, 유동성 입자 등을 수송할 필요가 있다. 만일 수송 물질이 경제적인 비용을 소비하는 저가의 도관 물질로 무해한 것이라면, 도관 시스템의 내구성은 단순한 문제가 될 것이다. 해로운 성질에 대해 내성이 있는 물질은 튼튼한 수송 시스템을 제공하여 사용하여야 한다. 저가의 도관 물질로 해로운 물질을 운반하는 예를 든 시스템은, 예를 들어, 마이크로칩 구조 툴 배기 시스템, 화석연료 동력발생 보일러 화관 가스 배기 시스템, 내연기관 배기 시스템 등과 같은 배기 시스템과; 예를 들어 다양한 목적으로 일 구역에서 타 구역으로 재료를 이동시키기 위한 배관 시스템과 같은 물질 공급 및 전달 시스템을 구비한다.

1개 이상의 해로운 특성을 가진 물질용의 수송 시스템의 설계에서, 설계인들은 일반적으로 수송 물질의 해로운 특성(들)에 저항하도록 선택된 물질의 성질, 예 를 들면 세기, 연성 등에 따라서, 1개 또는 2개의 옵션을 취한다. 예를 들면, 만일 저항 물질의 성질이 전체 도관이 상기 물질로 구조될 수 있도록 있는 것이라면, 설계인은 저항 물질을 갖지 않은 전체 도관을 구조하거나 무저항 물질을 갖지 않은 도관의 대부분을 구조하는 선택을 하고 그리고, 수송 물질과 무저항 물질과의 사이에 위치한 보호성 라이닝으로 저항 물질을 활용할 것이다. 상기 선택은 흔히 많은 비용과 실질적인 저항 물질로 운영될 것이다. 만일, 저항 물질이 상당히 고가인 것이라면, 상기 물질을 갖지 않은 전체 도관을 구조하는 것은 경제적이지 않은 것일 것이다. 이러한 경우에, 설계인은 저항 물질을 가진 도관만을 설치하는 선택을 할 것이다. 물론, 만일 저항 물질의 성질이 실질적으로 전체 도관을 구조하는데 사용될 수 없는 것이라면, 예를 들어, 상당히 허약하거나, 부서지기 용이하거나 또는 유연성이 있는 것이라면, 상기 물질을 가진 도관의 라이닝은 필요한 내성을 제공하는 방식으로만 있을 것이다. 또한, 도관 라인은 흔히, 상기 도관이 도관 내에서 바람직하지 않은 화재 발생 시에 구조 일체성을 유지하여야 하는 방화 내연성 도관 시스템을 갖출 필요도 있다. 이러한 경우, 수송 물질의 악영향에 대한 라이닝 물질의 내성은 일반적으로 가연성이어서, 스틸과 같은 내화 물질이 사용되어 라이닝을 지지하는데 사용되고 도관 위와 도관 옆에 배치된 구조 로드를 갖는다.

수송 물질의 악영향에 대한 내성을 가진 물질을 라이닝으로 흔히 이용하는 예를 든 시스템으로, CVD(chemical vapor deposition)와 같은 마이크로전자 칩 물질 증착 툴용의 배기 시스템이 있다. 수년에 걸쳐, 상당히 효율적인 설계에서는 상기 배기 시스템의 도관, 예를 들면 덕트가 포함되었다. 일반적으로, 이러한 설 계는 플루오로폴리머 라이닝이 각 단부에서 각각 반경 외부방향으로 전환된 플랜지를 가진 원통형 덕트 구간에 적용되는 라이닝 타입 설계인 것이다. 일반적으로, 플루오로폴리머 라이닝은 종래 고온 접합 공정을 사용하여 플랜지의 연결면과 내부 표면에 적용하였다. 덕트가 연속성을 형성하도록 복수의 덕트 구간이 접선 덕트 구간의 플랜지 사이에 가스켓을 배치하고 그리고 1개 이상의 기계적 클램프를 사용하는 플랜지 사이에 가스켓을 압축하여 서로 연결되었다. 그외 타입의 일렬의 덕트로는, 플랜지의 연결면과 마주하는 전환 단부를 가진 분할 라이너를 함유한 플랜지 덕트 구간을 사용하여 만들어진 덕트와 같은 것을 활용한 것이 있다. 상기 방식의 연결은 다비스(Davies)의 미국특허 4,127,287호에서 볼 수 있다. 이러한 타입의 연결에서는 라이너의 전환 단부가 기계적 클램프를 사용하여 접선 덕트 구간의 플랜지 사이에서 서로에 대항하여 압축되는 것이다.

상기 덕트의 연결은 일반적으로 반도체 제조 및 기타 다른 연관 산업에서 양호하게 이용하고 있지만, 이들은 접선 덕트 구간에 있는 라이닝에서의 고유의 불연속성 성질로 인하여 누설되기가 쉬운 경향이 있는 것이다. 누설은 특히 예를 들면 진동 및 기타 다른 동요와 같은 혼란으로 인해서 기계적 클램프(들)가 작용을 느슨하게 할 때에 문제가 된다. 구간에 설치되거나 다르게 조립되면서, 인접한 접선 구간 사이에 연결부를 연속으로 횡단하는 라이닝을 가진 덕트 또는 일반적으로는 도관을 필요로 한다.

본 발명의 일 면은 제1내부 표면을 가진 제1몸체와 제1연결면을 구비한 제1도관 구간을 포함하는 도관을 제공하는 것이다. 제1층은 제1내부 표면에 고정된다. 제2도관 구간은 제1연결면과 이격져 마주하고 있는 제2연결면과 제2내부 표면을 가진 제2몸체를 포함한다. 제2층은 제2내부 표면에 고정된다. 융해부는 제1연결면과 제2연결면과의 사이에 적어도 부분적으로 위치하고, 상기 융해부는 제1층 및 제2층과 완전히 통일된 단일체로 있는 것이다.

본 발명의 다른 면은 도관을 제조하는 방법을 목적으로 하는 것이다. 상기 방법은 제1연결면과 상기 제1연결면에 고정된 제1층을 구비한 제1도관 구간을 제공하는 단계를 포함한다. 제2연결면과 상기 제2연결면에 고정된 제2층을 구비하는 제2도관 구간이 제공된다. 상기 제1층은 제1연결면과 제2연결면이 서로 마주하도록 제2층과 접촉된다. 적어도 제1층의 일 부분과 제2층의 일 부분이 가열되어, 제1층과 제2층이 서로 융합하게 된다.

도1A는 본 발명의 도관의 입면도이고;

도1B는 1B-1B선을 따라 절취된 도1A의 도관의 확대 횡단면도이고;

도1C는 1C-1C선을 따라 절취된 도1A의 도관의 확대 횡단면도이고;

도1D는 구간이 서로 연결되기 전에 도1A의 도관의 인접 도관 구간의 확대 횡단면도이고;

도2는 본 발명의 도관의 다른 실시예의 길이방향 횡단면도이고;

도3은 본 발명의 도관의 다른 실시예의 길이방향 횡단면도이고;

도4는 본 발명의 도관을 구비한 시스템의 입면도이고;

도5는 본 발명의 연결부 형성 시스템의 하이-레벨의 개략적 다이어그램이고;

도6A는 도5의 연결부 형성 시스템에 사용하기에 적절한 연결 헤드의 횡단면도이고, 그리고;

도6B는 도6A의 연결 헤드의 축소된 평면도이다.

본 발명을 설명할 목적으로 본 발명의 양호한 실시예의 형태를 도면으로 나타내었지만, 본 발명은 도시한 도면으로 발명이 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

도1A-1D는 본 발명에 따르는 도관(100)을 나타낸 도면이다. 도관(100)은, 운반 물질에 해로운 속성이 없이, 전체 도관을 구조하는데 사용되는 종래 구조 물질에 해로움이 있는 1개 이상의 특성을 가진 물질(도시 않음)을 운반 또는 수송하는 전형적인 구성으로 이루어진 통로(104)를 형성한다. 수송 물질의 예로는 상술한 바와 같이, 가스, 액체, 유동성 입자, 증기 등과 그 조합물이 포함된다. 상기 물질의 해로운 특성에는 부식성, 연마성 및, 물질들 사이에서의 작용 물질을 함유하지 않은 성분을 용해 및 여과하는 성질이 포함될 수 있다. 결과적으로, 도관(100)은 부가로 수송 물질의 해로운 특성에 대한 내성이 있는 물질로 제조된 모로릴스 라이닝(108)을 포함한다.

도관(100)은 연결부(116A, 116B)와 같은 연결부의 대응 갯수로 서로 정렬되고, 연접되어, 연결된 도관 구간(112A-112C)과 같은 복수의 도관 구간을 포함하는 것이다. 도1D는 서로 연결되기에 앞서 도1A의 도관(100)의 도관 구간(112A, 112B; 112B, 112C)을 설명하는 도면이다. 도1D에 도시한 바와 같이, 각각의 도관 구간(112A, 112B; 112B, 112C)은 각각 내부 표면(124A-124C)을 가진 몸체(120A-120C)를 포함한다. 각각의 몸체(120A-120C)는 연결면(132A-132C)을 가진 적어도 1개 플랜지(128A-128C)를 구비한다. 구간 라이닝(136A, 136B) 또는 층은 몸체(120A, 120B)의 대응 내부 표면(124A, 124B)과 연결면(132A, 132B)에 고정된다. 각각의 구간 라이닝(136A-136C)은 사용된 물질에 따라서 임의 수의 방식으로 대응 몸체(120A-120C)에 고정된다. 후술하는 바와 같이, 도관 구간(112A, 112B)(그리고 112B, 112C)은, 상기 부분들이 적어도 부분적으로 용융을 일으키어 서로 융합하여서 기본적으로 도1A-1C의 조립된 도관(100)의 모노릴스 라이닝(108)을 형성하도록 각각의 연결면(132A-132C)상에서 구간 라이닝(136A-136C)의 일 부분(140A-140C)을 가열하여 서로 연결된다.

전형적으로, 구간 라이닝(136A-136C)용으로 선택된 물질은 몸체(120A-120C)의 용융 온도보다 낮은 온도에서, 2개 구간 라이닝의 물질이 서로 다른 것이라면, 자체적으로 또는 유사한 물질과 용융 및 용해될 수 있는 물질이어서, 플랜지(128A-128C)와 몸체의 인접한 영역은 그들의 일체성을 유지한다. 예로서의 상기 물질은 열가소성 플라스틱과 금속을 포함한다. 즉, 상기 물질은, 몸체(120A-120C)용으로 사용된 물질보다 더 높거나 동일한 용융점을 가지지만, 몸체 물질의 용융을 방지하는 방식으로 가열될 수 있는 구간 라이닝(136A-136C)용으로 적절한 임의 물질인 것이다. 유사하게, 몸체(120A-120C)용으로 사용된 물질은 매우 가변적인 것으로, 금속, 세라믹, 열가소성 플라스틱, 및 열경화성 플라스틱 등을 포함한다. 몸 체(120A-120C)와 구간 라이닝(136A-136C)은 모두 예를 들어 양쪽이 열가소성 플라스틱 또는 양쪽이 금속인 동일한 물질 형태의 것으로 제조된 것임에 주의한다.

일 실시예에서, 각각의 구간 라이닝(136A-136C)은 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 에틸렌 크로로트리플루오로에틸렌(ECTFE) 및 퍼플루로알콕시(PFA)와 같은 플루오로폴리머로 제조된다. 상술한 바와 같이, 플루오로폴리머는 CVD소비와 같은 임의 적용물에 적합한 것이다. 구간 라이닝(136A-136C)이 플루오로폴리머를 포함하고 그리고 도관(100)이 적절한 길이로 늘어지게 설계되어지면, 설계인은 상당히 저렴한 가격의 금속, 예를 들면 스테인레스 스틸, 카본 스틸 또는 알루미늄을 함유하지 않은 몸체(120A-120C)를 만들 수 있다. 도관 구간(112A-112C)을 서로 연결하기에 앞서, 플루오로폴리머가 공지된 기술을 사용하여 몸체(120A-120C)에 고정되어 구간 라이닝(136A-136C)을 형성한다. 예를 들면, 구간 라이닝(136A-136C)이 ETFE로 제조되면, 적절한 프라이머(144)가 먼저, 몸체와 라이닝 사이에서 우수한 접합 작용을 하도록 몸체(120A-120C)의 연결면(132A-132C)과 내부 표면(124A-124C)에 적용되고 그리고, 상기 ETFE는 정전기/베이킹 기술과 같은 적절한 기술을 사용하여 상기 프라이머(primer) 위에 적용된다. 상술된 바와 같은 기술을 사용하여, 구간 라이닝(136A-136C)이 각각의 몸체(120A-120C)에 양호하게 접합하게 된다. 이러한 예에 대해서 이하에 보다 상세하게 기술한다.

당분야의 기술인이 용이하게 예견할 수 있는 바와 같이, 몸체(120A-120C)와 구간 라이닝(136A-136C)용으로 사용될 수 있는 물질의 종류는 상대적으로 매우 크 다. 당분야의 기술인은 몸체(120A-120C)와 구간 라이닝(136A-136C)용 물질의 선택이 도관(100)의 서비스 조건에 기본 할 것임을 예견할 수 있을 것이다. 서비스 조건은 도관(100)의 적용에 따라서 폭 넓게 변할 것이기 때문에, 실질적으로 사용될 수 있는 모든 물질의 전체 리스트를 제공할 수는 없다. 그러나, 당분야의 기술인은 특정 서비스 상태에 적합한 물질을 적절하게 손쉽게 선택할 수 있을 것이다. 또한, 당분야의 기술인은 용이하게 각각의 몸체(120A-120C)에 구간 라이닝(136A-136C)을 고정하는데 사용되는 기술의 수도 상대적으로 많을 것임을 용이하게 예견할 수 있을 것이다. 예를 들면, 적절한 고정 기술에는 접착 접합, 용융 접합, 폭발 접합, 화학적 접합 및 땜질(brazing) 등이 포함된다. 임의의 다양한 물질로 제조되는 사실에 더하여, 도관 구간(112A-112C)은 임의적인 폐쇄 또는 개방 횡단면 형태로 구성될 수 있음도 예견할 수 있을 것이다. 예를 들면, 도관과 파이프와 같은 도관용으로는 원형, 타원형, 직사각형 등을 포함하며, 그리고 홈통 및 개방 수로와 같은 도관용으로는 U-형태, V-형태 등이 포함된다.

도1C와 도1D를 참고로 하여 설명하면, 연결면(132A-132C)상에 구간 라이닝(136A-136C)의 일부분(140A-140C)이 충분히 열을 받고 그리고 선택적으로 이하에서 보다 상세하게 설명하는 바와 같이 함께 압축되면, 상기 구간 라이닝은 용융되어 연결면 사이에 전방 해칭으로 나타낸 바와 같이 융해부(148A, 148B)를 형성하도록 함께 적어도 부분적으로 융합한다. 일반적으로, 연결부(116A)의 융해부(148A)는 구간 라이닝(136A)과 구간 라이닝(136B)에서 나오는 분자 혼합물을 포함하고 그리고 연결부(116B)의 융해부(148B)는 구간 라이닝(136B)과 구간 라이닝(136C)에서 나오는 분자 혼합물을 포함한다. 구간 라이닝(136A-136C)의 용융부분(140A-140C)과 융해부(148A, 148B)가 일단 냉각되면, 상기 구간 라이닝과 상기 융해부는 실질적인 목적으로 모노릴스 라이닝(108)을 형성하도록 연결된다. 모노릴스로 있는 라이닝(108)의 중요한 면은, 인접한 도관 구간(120A-120C) 간에 연결부(116A, 116B)가 상기 연결부를 횡단하는 라이닝의 연속성으로 완전하게 밀봉되는 것이다. 예를 들면, 연결면(132A-132C) 사이에 구간 라이닝(136A-136C)과 공간(SA, SB)의 두께를 적절한 물질을 선택하여 적절하게 설계 및 실시되면, 연결부(116A, 116B)는 상당량의 굽힘 및 축선방향 로드를 받치기에 충분히 강력하게 되어 지지부(도시 않음)를 서로 적절히 이격지게 할 수 있다. 이러한 사실은 도관(100)이 상기 도관을 함유한 시스템을 설계하는데 유효하고 효율적으로 사용되게 한다. 모노릴스 라이닝의 방화성 및 도관(100)의 사용에 따라서, 만일 상기 라이닝이 너무 고온이 되어 인접한 도관 구간(112A-112C) 사이에 지지 로드를 받칠 수 없는 경우에는, 상기 도관이 붕괴하는 것을 막도록 클램프(도시 않음) 또는 다른 기계적 고정수단을 연결부(116A, 116B)에 설치하는 것이 바람직할 것이다. 설계 및 실시 공정에 대해서는 임의적인 플루오로폴리머와 상관하여 이하에서 보다 상세하게 설명한다.

당기술의 기술인은, 환형상 연결면(132A-132C)이 길이방향 축선(152)에 대해 수직하고 평면으로 있게 도시되어 있지만, 상기 연결면은 예를 들어 손가락을 깍지끼듯 상보성 정합 특성을 가진 비평면일 수 있고 및/또는 예를 들어 연결면이 상보성 절두-원추형태 일 수 있는 길이방향 축선과 상관하여 다른 각도를 형성할 수 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 절두-원추형태는 융합공정에 앞서 및/또는 공 정 중에 도관 구간(112A-112C)의 정렬 배치되는 것을 도와주도록 제공될 수 있다.

도관 구간(112A-112C)은 상호 구간 라이닝을 융합하여 기본적으로 분할 구간 라이닝(136A-136C)에서 모노릴스 라이닝(108)을 형성하는 공정과 같이 상술된 융합 공정에 의해 상기 도관 구간이 연결되게 하는 구조로 실질적으로 이루어진 단부를 갖는다. 예를 들면, 도2는 각각이 서로 대면하는 환형상 연결면(208A, 208B)을 가진, 다수 도관 구간(204A, 204B)에서 조립된 플랜지 없는 도관(200) 부분을 설명하는 도면이다. 조립에 앞서, 구간 라인(212A, 212B)은 각각의 몸체(220A, 220B)의 내부 표면(216A, 216B)과 연결면(208A, 208B)에 고정된다. 다음, 도관 구간(204A, 204B)은, 연결면(208A, 208B)상에 구간 라이닝(212A, 212B)의 일부분들이 서로 접촉하도록 서로 정렬되어 인접되어 진다. 다음, 접촉부분은 이들이 함께 용융 융해를 일으키도록 가열되어 모노릴스 라이닝(224)을 형성한다. 몸체(220A, 220B)와 구간 라이닝(212A, 212B)(그리고 이에 따른 모노릴스 라이닝(224))의 물질은 도1A-1C의 도관(100)과 관련하여 상술된 바와 동일하다. 또한, 도관 구간(204A, 204B)을 서로 연결하는 공정을 이하에 보다 상세하게 기술하면 다음과 같다. 도1C와 도1D의 도관 구간(112A-112C)의 연결면(132A-132C)과 유사하게, 도2의 도관 구간(204A, 204B)의 연결면(208A, 208B)은 도시된 바와 같이 도관(200)의 길이방향 축선(228)에 대해 수직적으로 있거나 또는 다르게는 예를 들어 연결면(208A, 208B)이 상보형 절두원추 형태로 이루어진 길이방향 축선과 상관하여 다른 각도를 형성할 수 있다. 부가적으로, 연결면은 예를 들어 깍지낀 손가락 같이 상보형 정합 특성을 가진 비평면일 수도 있다.

도3은 본 발명의 임의적인 연결 구조를 가진 도관(300)을 설명하는 도면이다. 도1A와 도2에 도시된 바와 같이 도관(100, 200)의 버트(butt) 타입 연결부와 다르게, 도3의 도관(300)은 도관 구간(308A)이 도관 구간(308B)의 수 단부를 정합 수용하는 암 단부를 가진 정합(mating) 타입 연결부(304)를 구비한다. 조립에 앞서, 라이닝 물질은 각각의 도관 구간(308A, 308B)의 연결면(316A, 316B)과 내부 표면(312A, 312B)에 고정되어서, 각각의 도관 구간이 도1D의 도관 구간(112A, 112B)과 관련하여 상술된 방식과 유사한 방식으로 대응 구간 라이닝(320A, 320B)을 구비한다. 도관(300)은 도관 구간(308A)의 암 단부와 도관 구간(308B)의 수 단부가 결합하고, 연결면(316A, 316B)상에 구간 라이닝(320A, 320B)에 충분한 량의 열을 가하여서, 도1C와 관련하여 상술된 바와 같이 구간 라이닝이 용융되어 적어도 부분적으로 서로 융합하여 조립된다. 구간 라이닝(320A, 320B)이 서로 융합되어진 후에, 구간 라이닝과 융합부(도시 않음)는 모노릴스 라이닝(324)을 형성한다.

당분야의 기술인은 도3에 도시된 정합 타입 연결부(304)가 많은 다양한 정합 타입의 연결에서, 본 발명과 관련하여 사용할 수 있는 일반적인 것과 비일반적인 것 양쪽으로 설명하기 위할 목적으로만 기재한 것임을 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 당분야의 기술인은 개시된 내용으로부터 상기 정합 타입 연결의 다른 타입이 본 발명에서 어떻게 실시되는지를 용이하게 이해할 수 있을 것이기에, 다양한 다른 변경된 연결과 관련하여 본 발명을 이루고 사용하는데 따른 설명 없이도 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 따라 만들어진 도관, 예를 들어, 도1A, 도2, 및 도3의 도 관(100, 200, 300)의 다양한 치수도 제한적이지 않은 것으로 이해할 수 있을 것이다. 즉, 본 발명의 도관 적용에서는, 예를 들어 반도체 처리 배기가스를 전달하는 도관은 일반적으로 외측직경이 약 2.54cm(1인치) 내지 약 50.8cm(20인치)의 범위에 있다. 본 발명에 따라 만들어진 많은 실시예의 도관은 금속으로 제조되는 것으로 예상한다. 따라서, 결과적으로 본원 실시예의 도관 구간의 몸체의 일반적인 벽 두께는 필수적이지 않은 기재로서 보통 약 0.254mm(0.01인치) 내지 13mm(0.5인치) 범위 내에 있을 것이다. 부가로, 전형적인 라이닝 두께는 필수적이지 않은 기재로서 보통 약 25.4㎛(1mil) 내지 약 12.7mm(500mils) 범위 내에 있을 것임을 예상할 수 있다. 상기 치수는 단지 본 발명의 도관의 한 적용예와 실시예의 것이다. 다른 적용예와 실시예는 상술된 대응 범위보다 더 작을 수도 있고 더 클 수도 있는 치수를 필요로 할 수 있다. 본 발명의 기본 개념은 상기 열거한 대응 범위보다 2배 이상 더 큰 규모의 치수를 가진 도관과 마찬가지로 마이크로-크기 치수를 가진 도관을 제조하는 데에도 활용될 수 있는 것이다.

도4는 도1A-1D, 도2 및 도3과 관련하여 기술된 모노릴스 라이닝(108, 224, 324)과 유사한 모노릴스 라이닝(408)(일부 절결부(412)를 통해 볼 수 있음)을 가진 적어도 1개 도관(404)을 구비한 본 발명의 시스템(400)을 설명하는 도면이다. 즉, 모노릴스 라이닝(408)은 각 쌍의 인접한 도관 구간(416A-416H)의 도관 라이닝과 그 사이에 형성된 융해부(도시 않음)를 포함한다. 시스템(400)은 1개 이상의 펌핑 기구(424)와 도관(404)과 유체 소통하는 장치(420)를 구비한다. 시스템(400)은 1개 이상의 도관, 예를 들어 각각이 모노릴스 라이닝(408)과 같은 보호 라이닝을 함유 한 도관(404)을 가질 필요가 있는 폭 넓게 변화하는 시스템 중의 임의적인 것이다. 예를 들어, 시스템(400)은: 반도체 웨이퍼와 같은 물품 처리용 시스템이며, 여기서는 장치(420)가 처리실이 될 것이며; 물질 저장용 시스템에서는, 장치(420)가 저장 저수부, 탱크, 용기 등이 될 것이며; 파워 발생용 시스템에서는, 장치(420)가 내연기관, 노 등이 될 것이며; 냉각작용용의 시스템에서는, 장치(420)가 기화기, 응축기 등이 될 것이다. 당분야의 기술인은 용이하게 상술된 시스템(400)의 예는 설명을 목적으로 기술한 것이고, 그에 제한되지 않는 다는 사실을 알 수 있을 것이다. 당분야의 기술인은 본 발명이 사용될 수 있는 많은 다른 시스템이 사용될 수 있어서, 배기 리스트가 본 발명의 범위를 이해하는데 필요하지 않다는 사실을 인식할 수 있을 것이다.

펌핑 기구(424)에는, 도관(404) 내로 수송되는 물질에 이동성을 부여하는데 사용되는 예를 들어, 액체 펌프, 유동성 미립자 펌프, 가스 펌프, 예를 들어, 팬, 또는 기타 다른 기구가 있다. 도관 구간(416A)은 장치(420)의 일 부분이고 그리고 도관 구간(416E, 416F)은 펌핑 기구(424)의 일 부분인 것이다. 도관 구간(416A, 416E, 416F)은 모노릴스 라이닝(408)용으로 사용된 물질과 동일한 물질로 밑을 대거나 또는 선택적으로 임의적인 다른 물질로 밑을 대거나 또는 전혀 밑을 대지 않을 수 있다. 만일, 도관 구간(416A, 416E, 416F)이 모노릴스 라이닝(408)용으로 사용된 것과 동일한 물질로 밑이 대어지면, 이들은 필요에 따라서 본 발명의 기술을 사용하여 대응하는 각각의 부근에 도관 구간(416B, 416D, 416G)에 연결된다. 선택적으로, 도관 구간(416A, 416E, 416F)이 필요에 따라 장치(420) 및/또는 펌핑 기구(424)의 유지가 향상되게 예를 들어 기계적 연결부와 같은 다른 수단으로 대응하는 각각의 부근에 도관 구간(416B, 416D, 416G)에 연결된다. 만일, 도관 구간(416A, 416E, 416F)이 모노릴스 라이닝(408)의 물질과는 다른 물질로 밑을 대거나 또는 밑을 대지 않게 되면, 상기 구간은 본 발명의 기술 이외에 기술을 사용하여 인접한 도관 구간(416B, 416D, 416G)에 연결될 필요가 있는 것이다. 도관(404)은 유입구 도관, 배출구 도관, 재생 도관과 같은 임의 타입의 것이다. 부근 도관 구간(416A-416H)은 사실상 도1A-1D, 도2 및 도3과 관련하여 상술된 방식으로 구조된다.

도5를 참고로 하고, 또한 도1D를 참고로 하여 설명한다. 도5는 모노릴스 라이닝(108)을 생성하도록 부근 도관 구간(112A-112C)의 구간 라이닝(136A-136C)사이에 예를 들어 융해부(148A, 148B)가 생기게 하는데 사용되는 본 발명의 연결부 형성 시스템(500)을 설명하는 도면이다. 기본 형태로 있는 연결부 형성 시스템(500)은 연결 헤드(504)와 가열 시스템(508)을 포함하며, 상기 가열 시스템은 연결 헤드를 경유하여 연결면(132A-132C)상에 있는 구간 라이닝(136A-136C)의 일 부분(140A-140C)으로 열을 가하는 것이다. 연결 헤드(504)는 예를 들어 도관 구간(112A-112C)이 연결되는 도관 구간의 구조에 적합하게 되는 구조로 이루어진다. 도5는 예를 들어 플랜지(128A-128C)를 가진 도관 구간을 사용하는 구조로 이루어진 연결 헤드(504)를 설명하는 도면이다. 이 경우에, 연결 헤드(504)는 플랜지(128A-128C)를 통해 구간 라이닝(136A-136C)의 일 부분(140A-140C)에 열이 가해지도록 되는 구조이다. 예를 들어, 도2와 도3에 도시한 연결 구조와는 다른 연결 구조용 연결 헤 드(504)는 전형적으로 대응 연결부의 구조에 적합하게 설계된 다른 구조를 갖는 것이다. 예를 들어, 도2에 도시한 연결부 구조와 상관하여, 연결 헤드(504)는 연결부에 대해 원주 둘레방향으로 있는 도관(200)과 결합하는 구조로 이루어지고 그리고 도관에 바로 근접하여 있는 연결면(208A, 208B)의 일부분에 열을 가한다. 도3에 도시한 연결부(304)와 관련하여, 연결 헤드(504)는 연결부에 대응하는 도관의 길이방향 길이를 따라서 원주 둘레방향으로 도관(300)과 결합하게 구조되고 그리고 적어도 상기 길이부를 따라서 도관에 열이 가해진다. 당분야의 기술인은 여기에서 논의되는 연결부 구조에 대해 연결 헤드(504)가 어떻게 적합한지를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

가열 시스템(508)은 대응 융해부(148A, 148B)를 형성하게 하는 적절한 온도까지 연결면(132A-132C) 사이에서 구간 라이닝(436A-436C)의 부분(140A-140C)을 가열하는 능력을 가진 1개 이상의 히터(512)를 구비한 임의 타입의 시스템이다. 히터(들)(512)는 예를 들어 저항 타입 히터, 무선-주파수 히터, 적외선 히터 및 마이크로파 히터 등과 같은 경우에는 기내 연결 헤드(504)에 위치하게 되거나 또는, 연결 헤드의 장외부분에서 가열 타입 유체 링크와 같은 임의 종류의 서멀(thermal) 링크에 의해 연결 헤드와 열 소통(thermal communication)하게 위치된다. 당분야의 기술인은 이제 바로, 라이닝 물질과 연결 구조용으로 적절한 히터 타입을 어떻게 선택하는지를 이해할 수 있을 것이다. 연결 헤드(504)와 가열 시스템(508)은 양쪽 부분이 대체로 균일한 가열동작을 초래하도록 서로 분리적으로 관련된 구간 라이닝(136A-136C)의 각각의 대응 부분(140A-140C)을 가열하는 구조인 것이다. 이 러한 사실은 플랜지(128A-128C)와 같은 열 질량체(thermal masses)가 서로 다르게 있고 그리고 분할 가열동작의 결여로 다른 비율로 가열하여야 하는 경우에 특히 바람직하다. 이러한 연결에선, 가열 시스템(508)이 문제가 되고 있는 연결부(116A, 116B)의 각 측에서 온도를 감지하기 위한 온도 센서(516)를 구비한다. 다음, 분할 히터(512)는 예를 들어 5℉로 서로에 대해 사전 결정된 차이 내에서 양 측부에서 온도를 유지할 필요에 의해 양측에 열을 가하도록 분리하여 제어된다. 분할식-제어 저항 타입 히터를 가진 일 실시예에서, 히터의 순환은 대응하는 각각의 실리콘 제어 정류기(SCRs)(도시 않음)에 의해 활성적으로 된다. 물론, 만일 1개 히터(512)가 사용된다면, 연결 헤드(504)는 각각의 대응 연결부(116A, 116B)가 전체적으로 각각의 융해부(148A, 148B) 형성부에서 적절한 온도에 도달되어져 있을 때를 감지하는 1개 이상의 온도 센서(516)만을 구비할 것이다.

연결부 형성 시스템(500)은 선택적으로 자동 제어식 가열 시스템(508)용으로 동작하도록 구성된 컨트롤러(520)를 구비한다. 예를 들어, 만일 전체 연결부(116A, 116B)의 온도 만이 감지된다면, 컨트롤러(520)는 필요한 융해 온도에 대응하는 설정점으로 프로그램 될 수 있다. 다음, 컨트롤러(520)는 설정점에 도달되기까지 히터(들)를 작동하도록 프로그램 된다. 선택적으로, 만일 사전 결정된 시간동안 온도(침수(soak) 기간)를 유지하기를 희망한다면, 컨트롤러(520)가 침수 기간동안 침수 온도를 대체로 유지하도록 히터(들)(512)가 순환하도록 프로그램 된다. 침수 기간은 특정 적용을 하는데 적절한 어느 정도의 지속기간이 될 것이다. 일 실시예에서, 상기 침수 기간은 0 - 15분 범위 내에서 선택된다. 만일 대응하는 각각의 연결부(116A, 116B)의 측부가 분할식으로 가열되면, 각 측부용의 히터(들)(512)가 각 측부로부터 나오는 온도 정보를 사용하여 유사한 방식으로 제어된다. 컨트롤러(520)도 또한 상술한 바와 같이 가열과 침수작업을 하는 동안에 대체로 동일한 온도로 연결부(116A, 116B)의 2개 측을 유지하도록 프로그램 된다. 당분야의 기술인은 상술된 방식과 같은 식으로 가열 시스템(508)을 제어하도록 컨트롤러(520)가 어떻게 프로그램되어 적절하게 대응 융해부(148A, 148B)를 형성하여, 결과적으로 모노릴스 라이닝(108)(도1C)을 형성하는지를 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 컨트롤러(520)는 임의적인 적절한 타입의 소프트웨어, 하드웨어 또는 소프트웨어/하드웨어 컨트롤러이며, PID(proportional/integral/derivative) 제어안과 같은 임의적인 적절한 제어안 방식을 이용할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(512)는 범용 컴퓨터, 특정 컴퓨터, PLC(programmable logic controller), 등으로 실시된다.

또한, 연결부 형성 시스템(500)은 또한 융해부가 형성되어진 후에 도관(100)의 일 부분을 둘러싸고 있는 각각의 융해부(148A, 148B)를 상당히 빠르게 냉각시키는 냉각 시스템(524) 및/또는 연결 헤드(504)를 선택적으로 구비한다. 많은 경우에, 빠른 냉각동작은 도관(100) 및/또는 연결 헤드(504)가 대응 융해부(148A)바로 뒤에 처리되게 하는데 바람직하게 된다. 이러한 사실은, 만일 직-가열 연결부 및/또는 형성 헤드(504)가 추가 냉각동작 없이 냉각을 허용한다면 사용자가 보다 빠르게 다른 연결부를 형성하게 할 수 있다. 상대적으로 짧은 연결-형성 시간은 흔히 생산 및 비용 관점에서 보았을 때 바람직한 것이다. 냉각 시스템(524)은 예를 들 어 조작 온도로서, 필요한 온도로 융해부/침수부 온도에서 도관(100)을 냉각하기 위한 적절한 타입의 냉각기(들)(528)를 구비한다. 예를 들면, 냉각 시스템(528)은, 도관(100)에서 열 싱크(도시 않음), 예를 들면, 라디에이터, 콘덴서, 저장 용기 등으로 열 전달하도록, 예를 들어, 액체(예, 오일 또는 글리콜), 기체(예, 압축공기), 또는 2상 유체인 유체를 사용하는 유체-타입 냉각 시스템{524)이다. 선택적으로, 냉각 시스템(524)은 열전기 냉각 시스템과 같은 다른 타입의 냉각 시스템일 수 있다. 일반적으로, 필수적인 기술 내용은 아닌 것으로서, 만일 냉각 시스템(524)이 유체 타입 냉각 시스템이면, 상기 시스템의 임의 성분은 연결 헤드(504)의 장외에 위치할 필요가 있을 것이다. 냉각 시스템(504)의 사이징(sizing)은 일반적으로 연속 연결 형성부 사이에서의 순환 시간과 냉각 빠르기를 함유한 온도를 고려하여야 할 것이다.

만일, 냉각 시스템(524)이 제공되면, 컨트롤러(520)가 가열 시스템(508)과 연관하여 냉각 시스템을 자동적으로 동작하게 프로그램 될 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(520)는 냉각 소요에 따라서 사전 결정된 융해 온도에 도달하거나 또는 침수 기간에 바로 따르는 적절한 시간에서 시스템(524)이 냉각을 개시하도록 프로그램 된다. 냉각 시스템(524)은 또한 필요에 따라서는 융해 및/또는 침수 기간 동안에 대응 연결부(116A, 116B)의 온도를 제어하는데 사용된다. 컨트롤러(520)는 또한, 온도 센서(들)(516)에의해 결정되는 바와 같이, 일단 컨트롤러에 프로그램되어져 있는 사전 결정된 온도에 도달되어져 있으면, 냉각 시스템(524)을 중지하도록 프로그램 될 수도 있다.

부가로, 연결부 형성 시스템(500)은, 각각의 융해부(148A, 148B)가 형성되기에 앞서, 형성되는 중에, 및/또는 형성된 후에 다른 하나를 향하는 방향으로 대응 도관 구간(112A-112C)을 압축 및/또는 이동시키기 위한 클램핑 시스템(532)을 선택적으로 구비한다. 클램핑 시스템(532)은 상호 각각의 도관 구간(112A-112C)을 클램프 고정하기 위한 1개 이상의 수동식 또는 자동식 클램핑 기구(536)를 구비한다. 예를 들면, 연결 헤드(504)는, 1부품이 도관 구간(112A, 112B) 중의 1개와 결합하고 그리고 나머지 1부품이 각각의 다른 도관 구간(112B, 112C)과 결합하는, 서로 이격 분리된 2개의 주 파트를 포함한다. 클램핑 기구(들)(536)는 주 파트(540, 544) 사이에서 연장 형성되고 작동 중에 함께 상기 파트를 끌어 당긴다. 도관 구간(112A, 112C)이 도시된 바와 같이 플랜지(128A-128C)를 구비하면, 주 파트(540, 544)가 필요한 인출력을 적용하도록 대응하는 각각의 플랜지(128A-128C)와 결합한다. 도2와 도3에 도시된 도관 구간(204A, 204B, 308A, 308B)과 같은 무-플랜지 도관 구간을 가진 상태에서, 각각의 주 파트(540, 544)는 서로 클램프 고정되도록 대응하는 각각의 도관 구간을 파지하는 그리퍼(도시 않음)를 구비한다.

클램핑 기구(들)(536)는 서로 대항하여 도관 구간(112A-112C)을 클램핑 할 수 있는, 나사-, 유압-, 공압-, 쐐기-, 레버-, 마그네틱-, 스프링-, 및/또는 릴-타입 기구와 같은 임의 타입의 기구이다. 선택적 연결 헤드(도시 않음)에서, 연결 헤드는, 1개 부재가 일 도관 구간과 결합하고 그리고 나머지 1개 부재가 타 도관 구간과 결합하는, 2개 도관-결합 부재를 가진 프레임을 구비한다. 2개 도관-결합 부재 중의 적어도 1개는 1개 이상의 클램핑 기구에 의한 프레임과 상관하여 이동할 수 있게 제조되어서, 도관 구간이 개별적으로 프레임과 연결부를 통해 전달되는 대향 클램핑 힘으로 서로 클램프 고정된다. 사용된 클램핑 기구(들)의 타입에 따라서, 클램핑 시스템(532)이 부분적으로 또는 전체적으로 기내 연결 헤드(504)에 위치하게 된다.

만일 클램핑 시스템(532)이 제공되고 그리고 자동적으로 제어할 수 있는 것이면, 컨트롤러(520)는 대응 융해부(148A, 148B; 또는 양쪽)를 형성하는 중에 도관 구간의 위치변경이 각각의 도관 구간(112A-112C) 사이에 가해진 클램핑 힘을 제어하도록 프로그램 된다. 따라서, 클램핑 시스템(532)에는, 클램핑 시스템을 제어하는데 필요한 정보를 컨트롤러(520)에 제공하는 예를 들어, 압력 센서 및/또는 위치변경 센서와 같은 1개 이상의 적절한 센서(548)가 설치된다. 또한, 클램핑 시스템(532)은 가열 시스템(508)과 일체로 제어된다. 압력, 상대적 위치변경 또는 그 양쪽 모두를 제어하는지의 여부의 선택은, 예를 들어 구간 라이닝(136A-136C)용으로 사용된 물질과 연결면(132A-132C)에 적용된 구간 라이닝의 두께와 같은 인수의 함수에 따른다. 예를 들면, 연결부 형성 시스템(500)의 일 실시예에서는, 접경 도관 구간(112A-112C)사이에 사전 결정된 클램핑 압력을 가하도록 클램핑 시스템(532)을 제어하고, 다음, 연결 헤드(504)가 도관(100)에서 제거되도록 예를 들어 냉각한 후에 클램핑 기구(536)를 완화하는 것과는 다른, 구간 라이닝(136A-136C)의 각각의 부분(140A-140C)을 클램핑 시스템의 추가 제어 없이 적절한 융해 온도로 가열된다. 그 역도 이루어진다. 연결부 형성 시스템(500)의 다른 실시예에서, 기본적으로 초기에는 바람직하게 어떠한 압력도 가하지 않으며, 다음, 구간 라이 닝(136A-136C)의 각각의 부분(140A-140C)이 충분히 가열되어져 있으면, 사전 결정된 양으로 다른 하나를 향하는 방향으로 대응 연결면(132A-132C)의 위치이동하고, 그리고 융해부(148A, 148B)가 냉각할 때까지 이러한 위치이동된 지점에서 대응 도관 구간(112A-112C)을 유지한다. 예를 들면, 만일, 연결면(132A-132C)사이에 구간 라이닝(136A-136C)의 각각의 부분(140A-140C)이 1mm 두께이어서 상기 연결면이 개시적으로 서로 접촉하게 전해지게 될 때에 2mm 이격 분리되면, 일단, 상기 부분이 연성으로 되어져 있으면, 바람직하게, 연결면 사이에 이격(S_A, S_B)은 25% 또는 0.5mm 감소하게 된다. 다음, 연결 형성 시스템(500)은 각각의 것을 유지하여, 도관 구간(112A-112C)이 대응 융해부(148A-148C)가 냉각할 때까지 상기 감소된 이격상태를 안정시킨다.

연결 형성 시스템(500)은, 1개 이상의 기능 변화를 제공하도록 구조되어 작동하는 예를 들어 그래프식 사용자 인터페이스(GUI) 또는 라인-명령 인터페이스와 같은 사용자 인터페이스(556)와 디스플레이(552)를 구비한다. 예를 들어, 사용자 인터페이스(556)는 사용자에게 다음과 같은 것을 허용하는 프로그래밍 모듈(560)을 구비하고; 다음: 1개 이상의 온도 설정점, 압력 설정점 및 위치이동 설정점와 같은 입력 데이터; 루프 게인(loop gains), 작동 속도 등과 같은 제어 매개변수의 변경; 및/또는 필요한 제어안을 초래하도록 컨트롤러(520)를 운영하는 프로그램(들)의 수정. 사용자 인터페이스는 또한 연결부 형성 시스템(500)의 전체 기능을 사용자가 제어하게 허용하는 디스플레이(552)상에 물리적 또는 모의실험 되거나 또는 그 양 쪽을 실시하는 제어 패널(564)도 구비한다. 예를 들어, 제어 패널(564)은, 예를 들어, 알람, 디스플레이, 시험/증명, 및 시스템 개시 및 중지 제어와 같은 제어부의 호스트의 임의 적인 역활에 더하여, 연결부-형성 시작, 정지, 차단, 및 재개 제어부를 구비한다. 당분야의 기술인은 사용자 인터페이스(556)에서 실시되는 다양한 타입의 시스템과 기능의 제어와 유사하여서, 배기 리스트가 본 발명의 전체 범위에서 제조되어 사용하는 기술을 상세하게 기술하지 않아도 용이하게 이해할 수 있을 것이다.

사용자 인터페이스(556)는 또한, 사용자에게, 예를 들어 디스플레이(552), 설정점, 작동 매개변수, 및 작동 중에 연결부 형성 시스템(500)의 기능에 관한 정보 등을 제공하는 구조로 이루어져 동작하는 제시 모듈(568)을 구비한다. 기능동작의 정보는, 유체 레벨과 작동 온도 및 압력과 같은 임의적인 가열 시스템, 냉각 시스템 및 클램핑 시스템의 임계 매개변수에 대한 정보와 마찬가지로, 연결부-형성 사이클을 통한 온도(들), 압력(들), 및/또는 위치이동의 좌표 및/또는 수치 디스플레이와; 히터(들), 냉각기(들) 및/또는 클램핑 기구(들)의 듀티 사이클에 관련한 좌표 및/또는 수치 디스플레이도 포함한다. 당분야의 기술인은 사용자가 사용자 인터페이스(556)에 의해 디스플레이 하기를 바라는 다양한 정보를 용이하게 인식할 수 있을 것이다.

예

이 예에서는, 도1A-1D 및 도5에 도시한 도관 구간(112A, 112B; 112B, 112C)과 유사한 2개 플랜지의 도관 구간이, 모노릴스 라이닝을 가진 도관을 생성하도록 상술된 바와 같이 서로 연결된 것이다. 따라서, 이 예에서의 도관은 상기 도면에 도시한 요소 이름과 숫자를 사용하여 기술된다. 그리고, 이 예에서 특정된 예를 들어 기술된 치수와 물질은 도1A-1D 및 도5에 도시한 실시예를 제한하는 것은 아닌 것이다. 이하에 기술되는 특정 사항은 단지, 본원 발명인이 준비한 예를 든 도관을 설명하는 것이다.

이 예에서, 도관(100)은 종래 반도체 웨이퍼 CVD 챔버에서 나온 가스를 배기하기 위한 배기가스 덕트로서 적용하기 위해 특정 설계된 것이다. 상기 챔버에서 배기된 가스는 실란, 아르신, 플루오로화수소산, 황산 및 질산 등을 함유하고 그리고, 전형적으로 약 65℉ 내지 약 300℉ 이상의 온도로 있다. 상기 온도와 조합된 가스는 통상의 금속 덕트에 해로운 특성을 갖는다. 다수의 물질, 특히 플루오로폴리머가 상기 해로운 특성에 대한 내성이 있는 것으로 알려져 있다. 플루오로폴리머 라이닝을 가진 통상의 라이닝 금속 덕트는 경제적인 비용으로 반도체 제조산업에서 배기가스 덕트를 제공하는 것으로 알려져 있다. 현재 다수의 덕트 제조자에 의해 사용된 플루오로폴리머의 예로는, 미국 델라웨어 윌밍톤에 소재한 이.아이.듀폰 드 네모르스 앤드 캄파니에서 시판하는 예를 들어 TEFZEL®ETFE인 ETFE와, 미국 뉴져지 토로파에 소재하는 솔베이 솔엑시스에서 시판하는 예를 들어 HALAR®ECTFE인 ECTFE가 있다.

도1A-1D를 참고로 기술하면, 각각의 도관 구간(112A-112C)의 몸체(120A-120C)는 스테인레스 스틸로 제조되고 그리고 20.96cm(8.25인치)의 내경을 가진 실린더를 형성한 벽을 포함한다. 대응하는 각각의 벽과 일체적으로 형성된 각각의 벽과 플랜지(128A-128C)는 두께 0.813mm(0.032인치)를 갖는다. 각각의 플랜지(128A-128C)는 7.938mm(0.3125인치)까지로 대응 벽의 외부 원주둘레 면 너머로 연장 형성된다. 각각의 구간 라이닝(136A-136C)은 ETFE로 제조되고 그리고 연결면(132A-132C)에서 약 305-406㎛(12-16mils)과 약 152-203㎛(6-8mils)의 대응하는 각각의 내부 표면(124A-124C)에서 두께를 갖는다. 특정 사용된 ETFE는 상술된 TEFZEL®ETFE이다. 각각의 구간 라이닝(136A-136C)은 약 51-76㎛(2-3mils)의 두께로 대응하는 몸체에 적용되고 그리고 ETFE가 프라이머 위에 정전기적으로 적용되어 약 600℉의 온도에서 구워진다. 도시한 바와 같이, 대응하는 연결면(132A-132C)상에 각각의 구간 라이닝(136A-136C)의 두께는 내부 표면(124A-124C)상에 구간 라이닝의 두께에 약 2배이다. 이러한 사실은 플랜지(128A-128C)에 ETFE를 이중 분무하여 간단하게 이루어진다. 이러한 예에서, 연결면(132A-132C)상에 구간 라이닝(136A-136C)의 이중-두께 층은 연결면 상에 제공된 임의적인 외-평면(out-of-planeness)을 고려한 추가의 라이닝 물질을 제공하게 된다. 일부 설계들은 연결면(132A-132C)상에 구간 라이닝(136A-136C)의 두께를 필요로 하여 내부 표면에 구간 라이닝의 두께의 2배 미만이거나 내부 표면(124A-124C)상에 구간 라이닝의 두께의 2배보다 더 크게 된다. 일부 설계에서는, 연결면(132A-132C)상에 구간 라이닝(136A-136C)의 두께가 내부 표면(124A-124C)상에 구간 라이닝의 두께 미만으로 되는 것이 바람직할 수도 있다.

도관 구간(112A-112C)이 실온에서 냉각된 후, 상기 구간은 서로 접촉되는 플랜지(128A-128C)상에 구간 라이닝(136A-136C)의 부분(140A-140C)과 서로 대면하는 대응 연결면(132A-132C)으로 서로 끝과 끝이 접하게 배치된다. 다음, 도6A와 도6B의 연결 헤드(600)는 2개 덕트 구간과 결합한다. 도6A와 도6B에서 볼 수 있는 바와 같이, 도5, 도6A, 및 도6B를 참고로 하여 기술하면, 일반적으로, 연결 헤드(600)는 2개 링(604, 608)을 구비하며, 1개 링은 1개 덕트 구간의 플랜지와의 결합용이고 그리고 다른 1개 링은 다른 덕트 구간의 인접 플랜지와 결합하는 것이다. 링(604, 608)은, 나사진 견부 볼트(616)와 피봇팅 압축 락(620)을 일반적으로 포함하는 기계적 클램프(612)에 의해 서로 고정된다. 스프링(624)이 링(604, 608) 사이에서 연장 형성되어, 도관 구간과 연결 헤드(600)가 결합하는 중에 링이 이격 분리된 상태를 유지하고 그리고 일단 예를 들어 연결부(116A) 또는 연결부(116B)인 대응 연결부가 형성되어져 있으면 링과 이격되어 확산하는 것을 도와준다. 각각의 링(604, 608)은 힌지(628)에 의해 서로 피봇식으로 고정된 2개 반원 하프(604A, 604B, 608A, 608B)를 포함하여, 연결 헤드(600)가 용이하게 덕트 구간과 결합될 수 있게 한다. 래치(626)가 사용되어 덕트 구간을 중심으로 연결 헤드(600)를 고정한다. 일단 연결 헤드(600)가 덕트 구간과 관련하여 적절하게 위치하게 되면, 링(604, 608)은 압축 락(620)의 동작에 의해 서로 클램프 고정되고 따라서, 상기 링은 서로 대항하여 구간 라이닝(136A-136C)의 각각의 부분(140A-140C)을 압박한다(도1D).

각각의 링(604, 608)에는, 1개가 각각의 하프(604A, 604B, 608A, 608B)용인 2개 저항 타입 가열 요소(632)와, 2개 냉각 통로(636)가 포함된다. 링(604)의 가열 요소(632)는 링(608)의 가열 요소로부터 분리되어 컨트롤러(520)에 의해 제어되 어서, 각각의 부분(140A-140C)의 가열동작이(도1D) 대응하는 다른 부분의 가열동작을 가진 단계에서 실시되어진다. 연결 헤드(600)가 덕트 구간과 적절하게 결합되었으면, 가열 동작이 개시된다. 이 예에서 사용된 특정한 ETFE는 550℉ 온도의 용융점을 갖고 그리고 약 590-600℉에서 유동성으로 된다. 이러한 온도에 기본하여, 580℉의 설정점은 컨트롤러(520)에 입력된다. 결과적으로, 컨트롤러(520)는 설정점 온도에 도달될 때까지 가열 요소(632)를 작동한다. 이러한 예에서, 컨트롤러(520)에 입력되는 침수 기간은 3분 이다. 일단 침수 기간이 끝나게 되면, 컨트롤러(520)가 적절한 처리 온도, 이 예에서는 150℉로 도관(100)을 냉각하도록 냉각 시스템(524)을 작동한다. 따라서, 이러한 150℉의 온도는 컨트롤러가 냉각 시스템(524)을 정지하는 온도로 식별하는 설정점으로서 컨트롤러(520)에 입력된다.

상기 시간 동안에, 구간 라이닝(136A-136C)의 각 부분(140A-140C)(도1D)의 온도는 예를 들어 ETFE의 용융 온도인 550℉ 이상이 되고, 대응 융해부(148A, 148B)(도1C)와 결과적인 모노릴스 라이닝(108)이 형성된다. 각각의 융해부(148A, 148B)를 형성하는 중에, 구간 라이닝(136A-136C)의 일부 물질은, 특정적으로 만약, 연결 헤드(600)에 의해 적용된 압력이 상당히 크고 그리고/또는 라이닝 물질이 용이하게 유동성이 있으면, 연결면(132A-132C) 사이에 공간 밖으로 압착된다. 이러한 일이 발생하면, 일부 라이닝 물질은 링(604, 608)의 한쪽 또는 양쪽 내부 표면(640)과 접촉할 것이다. 물질 한정 면(640)에 따라서, 라이닝 물질은 상기 표면에 부착될 수 있으며, 연결 헤드(600)의 개방과 도관(100)의 제거에 어려움을 주고 그리고 클리닝 문제를 일으킨다. 결과적으로, 본원 발명인은 예로서 주어진 PFA가 포함된, 안티-스틱 코팅(644)으로 내부 표면(640)을 코팅하는 이점을 찾아내었다.

본 발명이 예를 든 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 정신을 이탈하지 않는 범위 내에서 이루어지는 본 발명의 실시예의 다양한 변경, 개조, 추가 및 생략된 기술도 모두 본 발명에 포함되는 것으로 한다.

Claims

제1도관 구간과, 제2도관 구간 및, 융해부를 포함하는 도관으로:

a)상기 제1도관 구간은,

i)제1내부 표면과 제1연결면을 가진 제1몸체와;

ⅱ)상기 제1내부 표면에 고정된 제1층을 구비하고;

b)상기 제2도관 구간은,

i)제2내부 표면과 상기 제1연결면과 마주하고 그로부터 이격진 제2연결면을 가진 제2몸체와;

ⅱ)상기 제2내부 표면에 고정된 제2층을 구비하고; 그리고,

c)상기 융해부는, 상기 제1연결면과 상기 제2연결면과의 사이에 적어도 부분적으로 위치하고, 그리고 상기 제1층과 상기 제2층 각각과 모놀리스로 있는 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2층은 열가소성 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 구조.
제2항에 있어서, 상기 열가소성 플라스틱은 플루오로폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관.
제3항에 있어서, 상기 플루오로폴리머는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌인 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2층은 프라이머에 의해 제1 및 제2내부 표면의 각각의 대응하는 1개에 고정된 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 상기 제1도관 구간은 제1플랜지를 구비하고 그리고 상기 제2도관 구간은 제2플랜지를 구비하고, 상기 제1연결면은 상기 제1플랜지상에 적어도 부분적으로 함유되고 그리고 상기 제2연결면은 상기 제2플랜지상에 적어도 부분적으로 함유된 것을 특징으로 하는 도관.
제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2연결면의 각각은 제1 및 제2내부 표면에 대해 수직적으로 있는 평면을 대체로 한정하는 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2몸체는 금속으로 제조되는 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2도관 구간은 폐쇄된 도관 구간인 것을 특징으로 하는 도관.
제9항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2도관 구간은 대략 원형 횡단면을 갖는 것을 특징으로 하는 도관.
제10항에 있어서, 상기 원형 횡단면은 약 2.54cm(1인치) 내지 약 50.8cm(20인치)의 외측 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 상기 몸체는 약 0.254mm(0.01인치) 내지 약 13mm(0.5인치)의 두께를 가진 벽을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2층의 각각은 약 25.4㎛(1mil) 내지 약 12.7mm(500mils)의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 도관.
시스템은:

a)챔버를 형성하는 장치와;

b)상기 챔버와 유체 소통하는 통로를 형성하는 도관을 포함하며;

상기 도관은:

i)제1도관 구간과; ⅱ)제2도관 구간 및; ⅲ)제1연결면과 제2연결면 사이에 적어도 부분적으로 위치한 융해부를 구비하고;

상기 제1도관 구간은:

1)제1내부 표면과 제1연결면이 있는 제1몸체와;

2)상기 제1내부 표면에 고정된 제1층을 갖고;

상기 제2도관 구간은:

1)제2내부 표면과 상기 제1연결면과 대면하고 그로부터 이격진 제2연결면이 있는 제2몸체와;

2)상기 제2내부 표면에 고정된 제2층을 갖고;

상기 융해부는 각각의 상기 제1층과 상기 제2층을 가진 모놀리스인 것을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 상기 시스템은 적어도 1개 물품 처리용이고, 상기 챔버는 프로세싱 챔버이며 그리고 상기 장치는 적어도 1개 물품을 처리하는 동작을 하도록 구조된 것을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 상기 장치는 저장 용기인 것을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 상기 도관은 제1 및 제2몸체와 상관하여 적어도 1개의 해로운 성질을 가진 물질을 함유하는데 채택되고, 상기 제1 및 제2층과 상기 융해부 각각은 상기 제1 및 제2몸체와의 상기 물질의 접촉을 방해하는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제14항에 있어서, 각각의 상기 제1 및 제2층은 열가소성 플라스틱 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제18항에 있어서, 상기 열가소성 물질은 플루오로폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제19항에 있어서, 상기 플루오로폴리머는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌 인 것을 특징으로 하는 시스템.
물질 수송 방법은:

a)통로를 형성하는 도관을 제공하는 단계와;

b)상기 통로에 물질을 놓는 단계 및;

c)상기 물질이 상기 통로를 통해 이동하게 하는 단계를 포함하며;

상기 도관은:

i)제1도관 구간과; ii)제2도관 구간 및; ⅲ)제1연결면과 제2연결면 사이에 적어도 부분적으로 위치한 융해부를 구비하고;

상기 제1도관 구간은:

1)상기 통로와 대면하는 제1내부 표면과 제1연결면이 있는 제1몸체와;

2)상기 제1내부 표면에 고정된 제1층을 갖고;

상기 제2도관 구간은:

1)상기 통로와 대면하는 제2내부 표면과 상기 제1연결면과 대면하고 그로부터 이격진 제2연결면이 있는 제2몸체와;

2)상기 제2내부 표면에 고정된 제2층을 갖고;

상기 융해부는 각각의 상기 제1층과 상기 제2층을 가진 모놀리스인 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 물질은 상기 제1 및 제2몸체에 해로운 적어도 1개 성질을 갖고 그리고 단계 a)는 단계 b)와 c) 동안에 제1 및 제2몸체와 상기 물질이 접촉하는 것을 방해하도록 상기 융해부와 상기 제1 및 제2층을 제공하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 단계 b)는 상기 통로 안으로 배기 가스를 놓은 단계를 구비하고 그리고 상기 단계 c)는 상기 통로를 통해 배기가스가 이동하게 하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 단계 c)는 상기 통로를 통해 상기 물질을 펌핑하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 단계 c)는 상기 통로를 통해 상기 물질을 송풍하는(blowing) 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 단계 c)는 상기 통로를 통해 상기 물질을 흡인하는(sucking) 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 단계 a)는 상기 도관에 상기 제1층을 제공하는 단계를 구비하고, 상기 제2층과 상기 융해부는 각각 열가소성 플라스틱을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서, 단계 a)는 상기 도관에 상기 제1층을 제공하는 단계를 구비하고, 상기 제2층과 상기 융해부는 각각 플루오로폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제28항에 있어서, 단계 a)는 상기 도관에 상기 제1층을 제공하는 단계를 구비하고, 상기 제2층과 상기 융해부는 각각 에틸렌 테트라플루오로에틸렌을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
도관 제조 방법은:

a)제1연결면과 상기 제1연결면에 고정된 제1층을 가진 제1도관 구간을 제공하는 단계와;

b)제2연결면과 상기 제2연결면에 고정된 제2층을 가진 제2도관 구간을 제공하는 단계와;

c)상기 제1연결면과 상기 제2연결면이 서로 마주하도록 상기 제2층을 상기 제1층에 접촉하는 단계 및;

d)상기 제1층과 상기 제2층이 서로 융합하도록 적어도 상기 제1층의 일부분과 상기 제2층의 일부분을 가열하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조 방법.
제30항에 있어서, 단계 a)는 상기 제1연결면과 제1내부 표면과, 상기 제1연결면과 상기 제1내부 표면에 고정된 제1층을 구비하는 제1도관 구간을 제공하는 단계를 포함하고, 그리고 단계 b)는 상기 제2연결면과 제2내부 표면과, 상기 제2연결면과 상기 제2내부 표면에 고정된 제2층을 구비하는 제2도관 구간을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조 방법.
제30항에 있어서, 단계 a)는 상기 제1연결면의 적어도 일부분을 함유한 플랜지를 구비한 제1도관 구간을 제공하는 단계를 포함하고, 그리고 단계 b)는 상기 제2연결면의 적어도 일부분을 함유한 플랜지를 구비한 제2도관 구간을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조 방법.
제30항에 있어서, 단계 c)에 동반하여, 상기 제1층과 상기 제2층 사이에 압 력을 적용하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조 방법.
제30항에 있어서, 단계 d)는 제1연결면에 적용된 열(heat) 량을 제어하는 단계와, 서로 분할적으로 상기 제2연결면에 적용된 가열 량을 제어하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 도관 제조 방법.
제40항에 있어서, 상기 도관 제조 방법은:

a)상기 제1도관 구간과 결합하는 구조의 제1부분과, 상기 제2도관 구간과 결합하도록 구조된 제2부분 및, 서로 이격져서 상기 제1부분과 상기 제2부분을 편의시키는(biasing) 적어도 1개 스프링을 가진 연결 헤드를 제공하는 단계와;

b)제1도관 구간과 상기 연결 헤드의 제1부분이 결합하여, 제2도관 구간과 상기 연결 헤드의 제2부분을 결합하는 단계 및;

c)상기 제1 및 제2부분 중의 적어도 한 부분이 적어도 한 스프링의 편의에 대항하여 상기 제1 및 제2부분 중의 나머지 한 부분쪽으로 이동하는 단계를 부가로 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조 방법.
제1도관 구간이 제1연결면과 상기 제1연결면에 고정된 제1층을 갖고 그리고 제2도관 구간이 제2연결면과 상기 제2연결면에 고정된 제2층을 가진,

제1도관 구간과 제2도관 구간으로부터 도관을 제조하는 시스템에 있어서, 상기 시스템은:

a)제1도관 구간과 제2도관 구간이 연결 헤드와 결합할 때에, 제2층과 접촉하는 제1층을 유지하고 제1도관 구간과 제2도관 구간이 결합하게 구조된 연결 헤드 및;

b)제1연결면과 제2연결면 사이에 융해부를 형성하도록 상기 연결 헤드와 제1도관 구간과 제2도관 구간이 결합할 때에, 제1층과 제2층에, 상기 연결 헤드에 의해, 열을 가하는 구조로 이루어진 가열 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제36항에 있어서, 상기 도관 제조용 시스템은 부가로, 제1 및 제2도관 구간이 상기 연결 헤드와 결합될 때에 가열 시스템에 의해 제1 및 제2층에 열에 적용되는 열을 자동적으로 제어하도록 상기 가열 시스템에 연결된 컨트롤러를 구비하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제37항에 있어서, 상기 연결 헤드는 상기 컨트롤러와 소통하는 적어도 1개 온도 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제37항에 있어서, 상기 연결 헤드는 제1도관 구간과 결합하는 구조로 이루어진 제1부분과 제2도관과 결합하는 구조로 이루어진 제2부분을 구비하고, 상기 가열 시스템과 상기 컨트롤러는 분할식으로, 상기 제1부분을 경유하는 제1층과 상기 제2부분을 경유하는 제2층에 열을 가하는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제36항에 있어서, 상기 도관 제조용 시스템은 부가로, 제1 및 제2도관 구간이 연결 헤드와 결합할 때에 제1 및 제2층 사이에 압력을 상기 연결 헤드에 의해 적용하는 구조로 이루어진 클램핑 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제36항에 있어서, 상기 도관 제조용 시스템은 부가로, 제1 및 제2도관 구간이 연결 헤드와 결합할 때에 제1 및 제2층이 상기 연결 헤드에 의해 냉각되는 구조로 이루어진 냉각 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제36항에 있어서, 상기 연결 헤드는 제1도관 구간과 결합하는 구조로 이루어진 제1부분과, 제2도관과 결합하는 구조로 이루어진 제2부분 및, 상기 제1부분과 상기 제2부분을 서로 이격지게 편의하는 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.
제42항에 있어서, 상기 수단은 적어도 1개 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 도관 제조용 시스템.