KR20200140187A - 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상하부가 개구된 원형 드럼 형상의 몸체부 및 상기 몸체부 내측에 설치되어 상기 몸체부를 관통하는 공기에 난류를 형성하는 난류형성유닛을 포함하는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈을 제공한다.

Description

벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈{Preventing module for accumulating particle of bellows pipe}

본 발명은 반도체 등의 생산에 사용되는 벨로우즈관 연결장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 벨로우즈관에 진공작업 중 유동하는 파티클이 축적되는 것을 방지하는 파티클 축적방지모듈에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 또는 엘시디 등의 생산 라인에서 웨이퍼 가공 작업 시에는 챔버 내에서 진공 상태에서 작업을 한다.

이때, 상기 챔버 내부를 진공상태로 만들어 주기 위해 다수의 진공펌프가 소요되며, 상술한 진공펌프는 랙 내에 여러 대 설치된다.

한편, 이러한 반도체 생산 공정을 위한 생산 라인이 적용된 공장은 다층의 구조로 되어 있으며, 상층에는 웨이퍼 가공이 이루어지는 진공챔버 등이 설치되며, 하층에는 진공챔버의 내부를 진공 상태로 유지하기 위한 진공펌프가 다수 배치되는 랙 등이 설치된다.

그리고 중간층은 내부의 청정 공기의 순환 흐름이 이루어지는 중간 경로를 제공하는 층간 슬래브(이하, "바닥부"라고도 함)가 구비된다. 이에 따라서, 청정 공기는 상층에서 바닥부로 내려온 후에 다시 상층으로 올라가는 일정 방향으로의 순환 경로를 연중 쉬지 않고 순환하는 구조로 이루어져 있다.

그리고 중간층과 진공펌프가 설치되는 하층은 오염된 공기 속에 있는 파티클 등이 유입되지 않도록 완전히 차단된 구조를 갖는다.

한편, 하층에 설치된 진공펌프와 상층에 설치된 진공챔버는 진공배관에 의해 서로 연결된다. 이때, 진공배관은 다수가 서로 연결되어 바닥부를 관통하면서 하층에서 상층까지 일정 높이로 수직 설치되는 구조를 갖는다.

이와 같이 반도체 설비에 사용되는 진공배관은 상하 일정 높이로 길게 수직 설치되고, 특히 진공펌프의 작동에 의한 진동에 의한 영향을 받기 때문에 진공배관을 안정적으로 지지하는 지지장치가 필요하다.

도 1 및 도 2는 대한민국 등록특허 10-1243968에 도시된 종래 진공배관 지지장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 것처럼, 종래 기술에 따른 상기 진공배관 지지장치(10)는 반도체 생산 공장의 중간층인 바닥부(30) 위에 설치되며, 상기 진공배관 지지장치는 크게 슬리브체(12)와 연결관체(11)로 구성된다.

그리고, 상기 연결관체(11)은 상단 및 하단에 진공배관(20)이 각각 연결되고 슬리브체(12)의 개방된 상면을 덮으면서 배관 관통구멍에 관통되게 설치된다.

이때, 상기 연결관체(11)의 상단에 연결되는 진공배관(20)은 CSF 층의 위층에 설치되는 진공챔버에, 그리고 상기 연결관체(11)의 하단에 연결되는 진공배관(20)은 CSF 층의 아래층에 설치되어 진공챔버 내부를 진공 상태로 만들어 주는 진공펌프에 연결된다.

또한, 도시된 것처럼 진공펌프 측과 연결되는 진공배관(20) 하단으로 큰 하중과 진동의 전달을 최소화하도록 상기 진공배관과 진공펌프의 연결부 측에 신축성이 좋은 주름관 형태의 벨로우즈관(50)이 적용됨이 바람직하다.

그런데, 도 2에서와 같이, 벨로우즈관(50)의 각 주름부(54) 내측에는 진공펌프를 통한 진공작업 중 시간이 지남에 따라서 공기에 포함되어 함께 유동하는 파티클이 주름부(54) 내측에 축적되는 경우가 있는데, 상당량의 파티클이 주름부(54) 내측에 축적되는 경우에는 벨로우즈관(50)의 신축성이 떨어져 진동 감쇄 효과 등이 떨어지게 되는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-1243968호

본 발명은 상기한 종래의 문제점 및 제결점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명은 진공펌프와 진공배관 사이에 설치되는 벨로우즈관 내 주름부에 공기에 포함되어 함께 유동하던 파티클이 축적되는 것을 방지하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 상하부가 개구된 원형 드럼 형상의 몸체부 및 상기 몸체부 내측에 설치되어 상기 몸체부를 관통하는 공기에 난류를 형성하는 난류형성유닛을 포함하는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈을 제공한다.

여기서, 상기 난류형성유닛은 원판 형태의 원형보드부와, 상기 원형보드부에 방사상으로 소정 이격된 간격마다 형성되는 유체유동홀을 포함할 수 있다.

또한, 상기 원형보드부는 중심부가 함몰된 원추 형태로 이루어질 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 벨로우즈용 파티클 축적방지모듈은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 벨로우즈용 파티클 축적방지모듈에 의하면, 진공펌핑 작업 중 유동하는 공기에 포함된 파티클이 진공배관에 연결한 벨로우즈관 주름부 내측에 축적되는 것을 방지함으로써 벨로우즈관의 진동감쇄 및 전체 배관 연결 구조의 내구성 향상 효과를 가져올 수 있게 된다.

둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 벨로우즈용 파티클 축적방지모듈에 의하면, 유체유동홀에 돌기부를 적용하거나 또는 파이프부 등을 적용함으로써 난류 발생을 크게 함으로써 벨로우즈관 주름부 내측 파티클 축적방지효과를 극대화할 수 있게 된다.

본 발명의 효과들은 상기 언급한 효과에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 진공배관 및 벨로우즈관 설치 적용 형태를 개략적으로 나타낸 사시도;
도 2는 종래 벨로우즈관 주름부 내측에 파티클이 축적되는 모습을 개략적으로 나타낸 단면도;
도 3은 벨로우즈에 연결되는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈의 분해사시도;
도 4는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈의 측단면도;
도 5는 상기 도 3에 적용된 원형보드부의 평면도;
도 6은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 축적방지모듈이 벨로우즈관 및 진공배관에 연결된 모습을 나타낸 측단면도;
도 7은 원형보드부의 다른 형태를 나타낸 평면도;
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈을 나타낸 단면도;
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈의 분해사시도;
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈이 벨로우즈관에 연결된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도; 및
도 11은 난류형성유닛이 직접 적용된 벨로우즈관을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 3은 벨로우즈에 연결되는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈의 분해사시도이며, 도 4는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈의 측단면도이다.

도 3 및 도 4에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈(100)은 상하부가 개구된 원형 드럼 형태의 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110) 내측에 설치되는 난류형성유닛(150)과, 상기 몸체부(110) 내측에 상기 난류형성유닛(150)이 고정된 상태로 설치되도록 하는 고정림(170)을 포함한다.

상기 몸체부(110)는 금속성 재질로 이루어지며, 대략 중앙부에 외부 둘레를 따라서 소정 간격 이격되며 링형 형상으로 이루어지는 한 쌍의 걸림리브(114)가 구비된다. 후술하는 바와 같이, 상기 걸림리브(114)는 본 실시예에 따른 파티클 축적방지모듈(100)에 연결되는 벨로우즈관 또는 진공배관이 클램프에 의하여 연결되기 위한 구성을 이룬다.

한편, 상기 몸체부(110)는 하측에 내주면을 따라서 내측으로 평면상 링형태로 돌출된 돌기턱부(118)가 구비된다.

그리고, 상기 난류형성유닛(150)은 상기 몸체부(110) 내주면에 삽입 설치되는 원형보드부(152)를 포함한다.

도시된 것처럼, 상기 원형보드부(152)는 중심축을 기준으로 방사상으로 배치되되, 상기 원형보드부(152)를 상하로 관통하는 형태로 복수 개의 유체유동홀(154)을 포함한다. 여기서, 상기 각 유체유동홀(154)은 상기 원형보드부(152)의 중심축을 향해 수렴하면서 라운드 형태로 이루어진다(도 5 참조).

또한, 상기 원형보드부(152)는 소정 탄성 및 강직성을 가지는 플라스틱과 같은 합성수지재로 중심부가 함몰된 원추 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 원형보드부(152) 한 쌍이 서로 함몰된 부위가 대면된 상태로 구비되되, 상기 한 쌍의 원형보드부(152) 둘레가 서로 연결된 형태로 전체적으로 일체형으로 이루어지도록 평면상 링 형상의 둘레연결부(156)가 구비된다. 여기서, 상기 원형보드부(152)와 둘레연결부(156))는 일체형으로 이루어지되, 상기 둘레연결부(156)는 외주면이 상기 몸체부(110)의 내주면에 밀착되어 삽입될 정도의 직경을 가진다.

그리고, 상기 몸체부(110)의 돌기턱부(118)에 걸리도록 상기 난류형성유닛(150)을 몸체부(110) 내부 공간(105)에 삽입한 후에, 상측으로 상기 몸체부(110) 내주면에 고정림(170)을 끼워 난류형성유닛(150)이 빠지지 않도록 하게 된다.

상기 고정림(170)은 상기 몸체부(110)에 억지끼움이나 기타 공지된 다양한 방법에 의하여 고정된 상태를 이룰 수 있다.

도 6은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 파티클 축적방지모듈이 벨로우즈관 및 진공배관에 연결된 모습을 나타낸 측단면도이다.

도시된 것처럼, 벨로우즈관(50)의 플랜지부(52) 상측에 본 실시예에 따른 조립이 완료된 파티클 축적방지모듈(100)의 몸체부(110) 하부가 맞닿도록 배치시킨다.

그리고, 하측 걸림리브(114)와 상기 벨로우즈관(50)의 플랜지부(52)를 공지된 형태의 클램프(80)를 이용하여 상기 양 부재를 결속시킴으로써, 상기 벨로우즈관(50)과 파티클 축적방지모듈(100)의 결합이 완료된다.

여기서, 클램프(80)를 이용한 걸림리브(114)와 상기 벨로우즈관(50)의 플랜지부(52)의 결속방법은 공지된 다양한 기술이 나와 있으므로 그 부분에 대한 보다 자세한 설명은 생략한다.

마찬가지 방법으로 상기 파티클 축적방지모듈(100)의 상측으로 진공배관(10)를 배치시킨 후, 몸체부(110)의 걸림리브(114)에 진공배관(10) 단부에 구비된 플랜지부(12)가 클램프(80)에 의하여 결속된 상태를 이루도록 함으로써 진공배관(10)과 파티클 축적방지모듈(100)의 결합도 완료된다.

이와 같이 결합된 상태에서 벨로우즈관(50)의 하측으로 연결되는 진공펌프를 이용 진공배관(10) 상측부 소정 챔버 내부를 진공화시키는 작업을 수행하는 경우, 공기와 함께 공기 내 파티클이 벨로우즈관(50)의 상측으로부터 하측으로 유입되는데, 이때 상기 유체유동홀(154)을 통과하는 파티클을 함유한 공기는 난류를 형성하게 되어 벨로우즈관(50) 내측을 따라서 불규칙한 유동을 하면서 이동하게 된다.

이에 따라서 상기 벨로우즈관(50)의 각 주름부(54) 내측에서 불규칙한 공기가 계속 형성됨으로써 주름부(54)에 파티클이 축적되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 7은 원형보드부의 다른 형태를 나타낸 평면도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 파티클 축적방지모듈(100)에 적용되는 원형보드부(152)의 유체유동홀(154)은 둘레를 따라서 난류형성돌기(157)가 복수 개 적용될 수 있다.

이와 같은 난류형성돌기(157)가 구비된 유체유동홀(154)이 적용된 원형보드부(152)를 이용하는 경우에는 유체유동홀(154)을 통과하는 공기가 상술한 실시예보다 더욱 난류를 형성하며 이동하게 된다.

즉, 도 7에 도시된 형태의 원형보드부(152)가 적용된 파티클 축적방지모듈을 이용하는 경우 벨로우즈관(50) 내측 공기가 전체적으로 더욱 불규칙하게 방향성을 가지며 이동하게 되어 주름부(54) 내측 파티클이 누적되는 것을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.

여기서, 상기 난류형성돌기(157)는 상기 유체유동홀(154)에 맞닿는 경계부가 얇게 형성되어 경계부를 따라 소정 회전이 가능하게 형성됨이 바람직하다.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈을 나타낸 단면도이다.

도 8에서와 같이, 본 실시예에 따른 파티클 축적방지모듈(100)은 상술한 실시예와 마찬가지로 몸체부(110) 내측에 구비되는 돌기턱부(118)와 고정림(170)을 포함하되, 한 개의 평판 형태로 이루어진 원형보드부(152)가 상기 돌기턱부(118와 고정림(170)에 고정된 상태를 이루게 된다.

이 경우에도 상기 원형보드부(152)는 유체유동홀(154) 복수 개가 방사형으로 적용되어 있음은 물론이며, 본 실시예에 따른 파티클 축적방지모듈(100)을 적용 시에도 벨로우즈관 내측에 난류가 형성되도록 하여 주름부(54)에 파티클이 축적되는 것을 방지할 수 있게 된다.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈의 분해사시도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈이 벨로우즈관에 연결된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 9 및 도 10에서와 같이, 본 실시예에 따른 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈(100)도 상술한 실시예와 마찬가지로 원형 드럼 형태의 몸체부(110)와, 상기 몸체부(110) 내측에 설치되는 난류형성유닛(150)과, 상기 몸체부(110) 내측에 상기 난류형성유닛(150)이 고정된 상태로 설치되도록 하는 고정림(170)을 포함한다.

상기 몸체부(110)도 대략 중앙부에 외부 둘레를 따라서 소정 간격 이격되며 링형 형상으로 이루어지는 한 쌍의 걸림리브(114)가 구비된다.

또한, 상기 몸체부(110)는 하측에 내주면을 따라서 내측으로 평면상 링형태로 돌출된 돌기턱부(118)가 구비되고, 상기 난류형성유닛(150)은 상기 몸체부(110) 내주면에 삽입 설치되는 원형보드부(152)를 포함한다.

상기 원형보드부(152)도 복수 개의 유체유동홀(154)을 포함함은 전술한 실시예와 같다.

그리고, 한 쌍의 원형보드부(152) 둘레가 서로 연결된 형태로 전체적으로 일체형으로 이루어지도록 평면상 링 형상의 둘레연결부(156)가 구비된다.

또한, 본 실시예에 따른 난류형성유닛을 이루는 원형보드부(152)는 중앙부에 중앙설치홈(151)이 구비된다.

그리고, 상기 한 쌍의 원형보드부(152)의 측부로부터 상기 중앙설치홈(151)을 연결하는 형태로 이동홈(155)이 구비된다.

이때, 상기 이동홈(155)에 연결된 형태로 상기 둘레연결부(156)에도 개방공(158)이 구비된다.

또한, 본 실시예에 따른 난류형성유닛은 상기 중앙설치홈(151)에 관통되며 설치되는 보조난류형성유닛(180)을 더 포함한다.

상기 보조난류형성유닛(180)은 상기 개방공(158)과 이동홈(155)을 따라서 상기 중앙설치홈(151)까지 이동 가능한 굵기를 가지며 상하부가 개방된 파이프부(188)를 포함하며, 상기 파이프부 상단부에는 소정 이격된 위치로 한 쌍의 압착부(182)가 구비된다.

이때, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 압착부(182) 사이로 상기 원형보드부(152)가 압착된 상태로 끼워져 상기 보조난류형성유닛(180)이 전체적으로 원형보드부(152)에 고정된 상태를 이루도록 상기 압착부(182) 사이 이격 거리가 정하여진다.

그리고, 상기 파이프부(188) 상부에 소정 영역에 걸쳐 벨로우즈부(183)가 구비된다.

또한, 상기 벨로우즈부(183) 하측으로 상기 파이프부(188) 길이방향 및 원주방향을 따라서 복수 개의 관통홀(188)이 구비된다.

이와 같은 보조난류형성모듈(180)이 적용된 난류형성모듈에 의하면 상측으로부터 하측으로 진공펌프를 이용 상부 챔버에 대한 진공화 작업을 수행 시 벨로우즈관(50) 상측에 연결된 진공배관(10)을 통해 유입되는 공기가 상기 보조난류형성유닛(180)의 파이프부(188)를 통하여도 하측으로 유동하게 된다.

이때, 상기 벨로우즈부(183)에 의하여 파이프부(188)의 소정 진동 및 떨림이 가능하게 되며, 또한 상기 파이프부(188) 내측을 이동하는 유체는 상기 관통홀(188)을 통하여 외부로 배출이 가능하게 되는데 이에 따라서 상기 유체유동홀(154)을 통하여 이동하는 공기는 물론 상기 파이프부(188)의 관통홀(188)을 통하여 이동하는 공기와 파이프부(188)의 떨림과 진동에 따라 난류가 보다 쉽게 형성되어 벨로우즈관(50)의 주름부(54) 내측까지 보다 공기 요동을 일으킬 수 있게 된다.

결국, 본 실시예에 따른 파티클 축적방지모듈에 의하면 벨로우즈관(50) 주름부(54) 내측 파티클의 축적을 보다 용이하게 방지할 수 있게 된다.

한편, 도 11에서와 같이 벨로우즈관(50) 상단부 자체에 고정턱부(118)와 고정림(170)이 적용되고, 상기 고정턱부(118)와 고정림(170) 사이에 상술한 일 실시예와 같은 난류형성유닛(150)이 적용될 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 파티클 누적방지모듈 110: 몸체부
114: 걸림리브 118: 돌기턱부
150: 난류형성유닛 152: 원형보드부
154: 유체유동홀 156: 둘레연결부
157: 난류형성돌기 170: 고정림

Claims (3)

1. 상하부가 개구된 원형 드럼 형상의 몸체부; 및
   상기 몸체부 내측에 설치되어 상기 몸체부를 관통하는 공기에 난류를 형성하는 난류형성유닛;
   를 포함하는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 난류형성유닛은,
   원판 형태의 원형보드부;
   상기 원형보드부에 방사상으로 소정 이격된 간격마다 형성되는 유체유동홀;
   을 포함하는 벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 원형보드부는 중심부가 함몰된 원추 형태로 이루어지는,
   벨로우즈관용 파티클 축적방지모듈.

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