KR20180108056A - 온도유지기능이 구비된 삼방밸브 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온도유지기능이 구비된 삼방밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼방밸브의 주변에 가열기능과 단열기능을 구비하여 일정한 온도를 유지할 필요가 있는 배관에 사용할 수 있는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브에 관한 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 삼방밸브와 상기 삼방밸브의 외측으로부터 이격되도록 구비되어 상기 삼방밸브의 교차부 전부 또는 일부를 감싸도록 구비되는 케이스와 상기 케이스의 내측에 위치하는 삼방밸브의 외측에 접촉하여 구비되는 히터 및 상기 삼방밸브와 케이스의 사이에 구비되는 단열층을 포함하여 구성될 수 있다.

Description

온도유지기능이 구비된 삼방밸브{THREE-WAY VALVE WITH TEMPERATURE HOLDING FUNCTION}

본 발명은 온도유지기능이 구비된 삼방밸브에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 삼방밸브의 주변에 가열기능과 단열기능을 구비하여 일정한 온도를 유지할 필요가 있는 배관에 사용할 수 있는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브에 관한 것이다.

산업분야에는 사용되는 배관 중에는 내부를 흐르는 유체 등이 배관의 내부에 증착하거나 이송 중에 변화를 일으키는 것을 방지하기 위하여 상기 배관의 온도를 고온으로 일정하게 유지하여야 할 필요가 있는 것이 있다. 예를 들어, 반도체공정 등에 사용되는 제조장치에는 진공상태에서 화학기상증착(CVD; chemical vapor deposion) 고정을 수행하는 장치들이 있는데, 이러한 화학기상증착에 사용되는 화학소스는 가스상태로 사용된다. 그런데 이러한 화학소스는 일정온도 이하에서는 기체상태로 유지되지 못하고 배관이나 장치의 내부에서 고착되어 배관을 막거나 불량을 유발하는 등 다양한 문제를 일으키게 된다. 따라서 이러한 화학소스 등이 지나가는 배관이나 이들 배관을 연결하는 삼방밸브(3way-valve)는 100~250℃ 정도의 온도를 유지하여야 한다.

종래에는 삼방밸드의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 히팅자켓(heating jacket)을 사용하여 배출관이나 삼방밸브의 주변을 감싸주는 것이 일반적이었다. 그러나 둥글고 직선으로 대부분이 구성되는 배관은 이러한 온도유지방식에 크게 문제가 없으나 비교적 복잡한 구성인 삼방밸브의 주변에는 이러한 방식을 적용하여 보온 및 단열성을 유지하는 것이 어려운 것이 현실이다. 더구나 삼방밸브에는 일반적으로 유체의 흐름을 조절하거나 바꾸어주는 바이패스(bypass)기능이 필수적으로 적용되기 때문에 밸브나 액추에이터가 함께 구비된다. 따라서 히팅자켓을 이용한 보온이나 단열에는 한계가 있다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 삼방밸브의 주면에 가온 및 단열구조를 일체형으로 구비하여 열손실 없이 삼방밸브의 온도를 일정하게 유지시켜줄 수 있는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 과제를 해결하기 위한 기술적 수단으로서의 본 발명은, 삼방밸브와 상기 삼방밸브의 외측으로부터 이격되도록 구비되어 상기 삼방밸브의 교차부 전부 또는 일부를 감싸도록 구비되는 케이스와 상기 케이스의 내측에 위치하는 삼방밸브의 외측에 접촉하여 구비되는 히터 및 상기 삼방밸브와 케이스의 사이에 구비되는 단열층을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 단열층은 에어로겔(aerogel)로 구성되고, 상기 케이스는 스테인레스로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도유지기능이 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 삼방밸브의 교차부는 외주면이 원통형상으로 구성되고, 상기 케이스는 육면체로 구성되며, 상기 삼방밸브의 교차점에는 밸브조절부가 구비되되 상기 밸브조절부는 상기 케이스의 외측으로 연장되도록 구비될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 밸브조절부의 외주면에는 길이방향을 따라 복수의 단열홈이 형성되며, 상기 단열홈에는 에어로겔이 채워지도록 구성될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예로, 상기 각각의 단열홈의 가장자이는 인접한 단열홈과 교차되는 위치에 형성되어 가장자리의 일부분이 겹치도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브에 의하면 삼방밸브의 주변에 가온히터와 에어로겔로 구성되는 단열층을 구비하여 열손실 없이 삼방밸브의 온도를 일정하게 유지시켜줄 수 있기 때문에 내부를 통과하는 유체가 고착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 일체형 단열 및 가온구조에 의하여 열손실을 줄임으로써 에너지를 절감할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브의 외관을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브의 내부단면도를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도조절기능이 구비된 삼방밸브의 구성을 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브의 외관을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브의 내부단면도를 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브는, 삼방밸브(100)와 상기 삼방밸브(100)의 외측으로부터 이격되도록 구비되어 상기 삼방밸브(100) 교차부의 전부 또는 일부를 감싸도록 구비되는 케이스(110)와 상기 케이스(110)의 내측에 위치하는 삼방밸브(100)의 외측에 접촉하여 구비되는 히터(130) 및 상기 삼방밸브(100)와 케이스(110)의 사이에 구비되는 단열층(150)을 포함하여 구성될 수 있다.

삼방밸브(100, 3way-valve)는 3개의 배관이 연결되는 부위에 구비되어 유체의 방향을 제어하는 공지의 구성이다. 본 발명에 따른 삼방밸브(100)는 도면에 도시된 바와 같이, 2개의 배관이 T자형 또는 이와 유사한 형상으로 구성되며, 교차부에는 확장부가 구비될 수 있다. 다만, 상기와 같은 구성은 본 발명의 일 실시예를 나타낼 뿐 삼방밸브(100)의 배관구조나 형상은 본 발명의 기능을 해치지 않는 범위 내에서 다양하게 설계될 수 있다.

케이스(110)는 전술하여 설명한 삼방밸브(100)의 교차부를 전부 또는 일부 감싸도록 구성된다. 이때, 삼방밸브(100)의 일부를 감싸도록 구성된다는 것은 상기 삼방밸브(100)의 연결부의 일부가 케이스(110)의 외측까지 연장되어 노출될 수도 있음을 의미하며, 교차부는 최대한 케이스(110)의 내측에 구비되도록 한다. 그리고 삼방밸브(100)의 연결부로서 케이스(110)의 외부로 노출되는 부위는 별도의 단열수단(미도시) 또는 히팅자켓(미도시)이 구비될 수 있다. 케이스(110)는 삼방밸브(100)의 외측으로부터 이격되도록 구성된다. 그리하여 케이스(110)와 삼방밸브(100)의 외측 사이에 공간이 형성되도록 하며, 상기 공간에는 후술하여 설명할 히터(130)와 단열층(150)이 내장된다. 케이스(110)는 공지의 다양한 재질이 적용될 수 있으며, 바람직하게는 스테인레스(stainless)로 구성되도록 한다.

히터(130)는 삼방밸브(100)의 교차부 외측면을 감싸도록 구성되며, 외부전원에 의하여 발열하는 전열체로 구성된다. 히터(130)는 삼방밸브(100)의 외주면을 골고루 감싸는 구조라면 공지의 다양한 기술이나 방법이 적용될 수 있다. 일반적으로 반도체장비의 화학기상증착(CVD; chemical vapor deposing)에 사용되는 화학소스가 배출관의 내벽에 고착화되지 않도록 하기 위해서는 배출관의 온도를 100~250℃ 정도로 유지되어야 한다. 따라서 반도체 제조장치의 배출관에 적용되는 삼방밸브(100)의 히터(130)는 100~250℃ 이상의 가열능력을 가지도록 하는 것이 바람직하다.

단열층(150)은 삼방밸브(100)나 히터(130)에서 방출되는 열기가 외부로 방출되지 않도록 하는 것으로, 이러한 기능을 가지는 공지의 다양한 재질이 적용될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로 단열층(150)은 에어로겔(aerogel)로 구성될 수 있다.

에어로겔은 규소산화물(SiO₂)로 구성되어 가벼운 동시에 단열성 및 내열성이 우수한 공지의 단열재이다. 에어로겔은 고상, 액상은 물론 시트형태로도 제조될 수 있는데, 삼방밸브(100)와 케이스(110)의 공간구조를 고려하여 다양한 형태가 적용될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 온도조절기능이 구비된 삼방밸브의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예로, 전술하여 설명한 삼방밸브(100)의 교차부는 외주면이 원통형상으로 구성되고, 케이스(110)는 육면체로 구성되도록 한다. 그리하여 삼방밸브(100)의 교차점에는 밸브조절부(170)가 구비되며, 상기 밸브조절부(170)는 케이스(110)의 외측으로 연장되어 상기 케이스(110)의 외측에 레버(173) 또는 액추에이터를 구비하여 밸브조절부(170)의 내측에 관통하도록 구비되는 밸브회전축(175)을 제어할 수 있도록 한다. 밸브조절부(170)의 내측에는 레버(173)나 액추에이터에 의하여 구동되는 밸브회전축(175)이 내장되며, 상기 밸브회전축(175)의 단부로 상기 삼방밸브(100)의 교차부 내측에는 유체의 흐름을 변경시켜주는 밸브(미도시)가 구비된다. 그리하여 레버(173)나 액추에이터를 이용하여 밸브회전축(175)을 일측 또는 타측으로 회전시키변 밸브가 함께 연동하면서 유체의 흐름을 일측방향 또는 타측방향으로 변경시켜줄 수 있다.

이때, 밸브조절부(170)는 도면에 도시된 바와 같이 삼방밸브(100)의 교차부와 케이스(110)를 연결하면서 고정하고, 밸브회전축(175)을 보호하는 역할을 한다. 그런데 밸브조절부(170)의 두께가 지나치게 가늘면 삼방밸브(100)를 케이스(110)에 고정하거나 밸브회전축(175)의 회전을 지지하는 힘이 약하게 되고, 상기 밸브조절부(170)의 두께가 지나치게 두꺼워지면 상기 밸브조절부(170)를 통하여 내부의 열이 외부로 전도되어 열손실이 발생하게 된다.

따라서 본 발명에 따른 온도유지기능이 구비된 삼방밸브는 전술하여 설명한 밸브조절부(170)의 외주면에 길이방향을 따라 복수의 단열홈(175)을 형성하여 상기 단열홈(175)에 에어로겔이 채워지도록 할 수 있다. 이와 같은 구조는 밸브조절부(170)의 강도를 높이는 동시에 상기 밸브조절부(170)를 통하여 외부로 전달되는 열을 차단할 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 바람직한 실시예로 각각의 단열홈(175)의 가장자리는 인접한 단열홈(175)과 일부 교차되는 위치에 형성되어 도 3에서 A방향에서 볼 때 상기 단열홈(175)의 가장자리가 상부 또는 하부의 단열홈(175)의 가장자리와 일부분이 겹치도록 구성할 수 있다. 즉, 밸브조절부(170)의 길이방향을 따라 복수의 단열홈(175)이 상기 밸브조절부(170)의 둘레방향을 따라 일정한 간격으로 배치되면서 인접한 양측 단열홈(175)과 일부가 겹치도록 구성한다.

100: 삼방밸브
110: 케이스
130: 히터
150: 단열층
170: 밸브조절부
175: 단열홈

Claims (5)

1. 삼방밸브와 상기 삼방밸브의 외측으로부터 이격되도록 구비되어 상기 삼방밸브의 교차부 전부 또는 일부를 감싸도록 구비되는 케이스와 상기 케이스의 내측에 위치하는 삼방밸브의 외측에 접촉하여 구비되는 히터 및 상기 삼방밸브와 케이스의 사이에 구비되는 단열층을 포함하여 구성되는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 단열층은 에어로겔(aerogel)로 구성되고, 상기 케이스는 스테인레스로 구성되는 것을 특징으로 하는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 삼방밸브의 교차부는 외주면이 원통형상으로 구성되고, 상기 케이스는 육면체로 구성되며, 상기 삼방밸브의 교차점에는 밸브조절부가 구비되되 상기 밸브조절부는 상기 케이스의 외측으로 연장되도록 구비되는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 밸브조절부의 외주면에는 길이방향을 따라 복수의 단열홈이 형성되며, 상기 단열홈에는 에어로겔이 채워지도록 구성되는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 각각의 단열홈의 가장자이는 인접한 단열홈과 교차되는 위치에 형성되어 가장자리의 일부분이 겹치도록 구성되는 온도유지기능이 구비된 삼방밸브.
   

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