KR20210002676U - 반도체 가스공급장치용 스프링클러의 이음 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조에 관한 것이다. 상기 이음 구조는 정해진 온도에서 살수되는 스프링클러; 전단에는 상기 스프링클러가 결합되고 후단에는 살수용 튜브가 고정되는 이음쇠; 및 삽입홀을 구비하고, 상기 스프링클러 및 이음쇠로 이루어진 조립체를 상기 삽입홀에 관통되도록 고정한 상태에서 가스공급장치의 케이스에 장착되는 베이스 플레이트;를 포함하고, 상기 이음쇠 몸체의 전단측 외면이 상기 베이스 플레이트의 삽입홀에 삽입된 상태에서 용접 방식으로 직접 고정되고, 상기 이음쇠 몸체의 전단측 내면은 스프링클러의 노즐부가 결합될 수 있도록 나사 가공되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 고안의 이음 구조에 따르면, 배관 연결 작업 오류 및 동작 환경으로 인한 누수 가능성 현저히 저감 내지 억제되고, 설치 관련 작업성이 개선될 수 있다.

Description

반도체 가스공급장치용 스프링클러의 이음 구조{JOINT STRUCTURE OF SPRINKLER FOR SEMICONDUCTOR GAS SUPPLY DEVICE}

본 고안은 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 제조 설비에는 각각의 반도체 공정에 필요한 가스를 공급하기 위한 캐비닛 형태의 반도체 가스공급장치가 설치되며, 이러한 반도체 가스공급장치 주위 또는 공급장치 내 화재 발생 시 가스용기가 고온으로 상승함에 따라 2차 피해가 발생하는 경우를 방지하기 위해 소정 온도에서 예컨대 68℃에서 살수되도록 동작하는 온도감응형 스프링클러가 구비되어 있다. 한편 종래 반도체 제조장치에 구비된 스프링클러의 이음 구조에는 소구경의 튜브 이음을 위한 락피팅(Lock-Fitting)형 이음쇠가 이용되며, 통상적으로 이음쇠 몸체가 파이프형 배관 소켓에 나사산을 매개로 하여 스프링클러에 연결되는 형태를 갖는다.

그러나 이러한 이음 구조의 경우 락피팅형 이음쇠에 살수 공급용 외부 튜브를 연결하는 작업시 이음쇠 몸체를 파지한 상태에서 락피팅형 이음쇠을 구성하는 너트를 조이는 동작에 수반하여 배관 소켓과 이음쇠 몸체 간 결합 상태가 작업자의 의도와 상관없이 풀려지거나 느슨해짐으로써 누수(leaking)에 따른 설비 및 제품 오염이 빈번히 발생하는 중대한 문제가 있다. 이 경우, 해당 가스공급장치의 사용자, 가스공급장치의 제조자, 살수용 공급 튜브의 연결 작업을 수행하는 시공업자 간에는 누수에 따른 오염과 관련된 귀책이 불분명하여 그 손해 및 책임의 귀속에 대해서도 소모적으로 다투어지는 현실적인 문제도 있다.

또한 이러한 이음 구조의 경우 파이프형 배관 소켓의 전단 및 후단에 이음쇠 몸체와 스프링클러가 각각 나사 조립되는 2개의 이음부가 존재하고, 해당 이음부에서 기밀성 확보는 수나사 외연에 고형(solid)의 테프론 테이프를 권취한 상태에서 나사 조립을 수행함으로써 이루어지고 있다. 그러나, 이러한 2개의 복수의 이음부에서의 기밀성 확보 방법은 작업자의 숙련도에 따라 작업 품질의 편차가 심하고, 나사 결합부에서의 과도한 조임, 압축력 또는 내압 등에 의해 고형 테프론 테이프는 작업자의 숙련도에 따라 누수 위험이 상존한다.

기타, 이음쇠와 파이프형 배관 소켓 등의 부품 요소들이 외부 도장 및 일반 강재에 가 사용되기 때문에 부식에 취약하여 추가적인 누수 가능성이 있고, 배관 소켓이 용접된 베이스 플레이트를 가스공급장치의 케이스에 장착시 현장 작업자가 가스 기밀성 확보를 위한 가스켓을 수작업으로 가공 부착하기 때문에 설치 관련 작업성이 현저히 저하되는 부차적인 문제도 있다.

본 고안의 목적은, 배관 연결 작업 오류 및 동작 환경으로 인한 누수 가능성 현저히 저감 내지 억제되고, 설치 관련 작업성도 개선된 반도체가스공급장치용 스프링클러 이음 구조를 제공하는 것이다.

상기 해결과제와 관련된 본 고안의 요지는 청구범위에 기재된 것과 동일한 아래의 내용이다.

(1) 정해진 온도에서 살수되는 스프링클러; 전단에는 상기 스프링클러가 결합되고 후단에는 살수용 튜브가 고정되는 이음쇠; 및 삽입홀을 구비하고, 상기 스프링클러 및 이음쇠로 이루어진 조립체를 상기 삽입홀에 관통되도록 고정한 상태에서 가스공급장치의 케이스에 장착되는 베이스 플레이트;를 포함하고, 상기 이음쇠 몸체의 전단측 외면이 상기 베이스 플레이트의 삽입홀에 삽입된 상태에서 용접 방식으로 직접 고정되고, 상기 이음쇠 몸체의 전단측 내면은 스프링클러의 노즐부가 결합될 수 있도록 나사 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음구조.

(2) 상기 이음쇠는 락피팅형인 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.

(3) 상기 이음쇠 몸체와 스프링클러의 노즐부 간 나사결합은 액상 가스켓으로 마감처리되는 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.

(4) 상기 베이스 플레이트의 하면과 가스공급장치의 케이스 외면에 설치되는 가스켓을 더 포함하되, 상기 가스켓은 금형으로 일체 가공하여 상기 베이스 플레이트의 하면에 미리 부착된 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.

(5) 상기 이음쇠 및 베이스 플레이트는 SUS304 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 (1)의 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.

본 고안에 따르면, 종래 파이프형 배관 소켓을 매개로 스프링클러와 이음쇠를 결합시키는 방식 대신에, 형상이 개선된 이음쇠 본체의 종단에서 베이스 플레이트를 직접 용접 결합시키켜 배관 작업시 이음쇠 몸체가 작업자의 실수에 의해 의도하지 않게 회전하여 풀려지거나 느슨해지는 것을 원천적으로 방지함과 동시에 부품간 나사결합되는 이음부를 단일 개수로 최소화함으로써 배관 연결 작업상의 오류 및 동작 환경으로 인한 누수 가능성이 현저히 저감 내지 억제될 수 있다. 또한 이음쇠 본체와 스프링클러 간 나사결합시 액상 가스켓으로 마감처리하고, 열악한 작업환경에 노출되는 이음쇠 및 베이스 플레이트를 통상의 강재 대신에 내식성이 우수한 SUS304 재질로 구성함으로써 동작 환경으로 인한 누수 가능성이 더욱 저감 내지 억제될 수 있고, 베이스 플레이트와 케이스 간 결합 계면에서의 가스 기밀성 확보를 위한 가스켓을 금형으로 일체 가공하여 베이스 플레이트의 하면에 미리 부착시킨 상태에서 반도체 가스공급장치에 장착할 수 있도록 함으로써 상술한 바와 같이 이음부를 간소화하는 구성에 더하여 설치 관련 작업성이 더욱 개선될 수 있다. 특히 베이스 플레이트를 이음쇠에 직접 용접한 구조이고 베이스 플레이트는 가스공급장치의 외부에서 장착되는 구조이기 때문에, 캐비넷 형태의 가스공급장치에 설치 작업시 가스공급장치 외부에서 작업자가 단독으로 다른 작업자의 도움 없이도 설치 작업이 가능하다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 반도체 제조장치용 스프링클러 이음 구조의 사시도.
도 2는 도 1의 이음 구조를 구성하는 부품별 분해 사시도.
도 3은 도 1의 이음 구조의 종단면도 및 베이스 플레이트의 평면도.
도 4는 본 고안의 다른 실시예에 따른 이음 구조의 종단면도 및 베이스 플레이트의 평면도.

이하, 실시예를 통하여 본 고안을 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 고안의 가장 바람직한 하나의 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 고안의 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 한편, 도면에서 동일 또는 균등물에 대해서는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하였으며, 또한 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 1은 본 고안의 실시예에 따른 반도체 제조장치용 스프링클러(100) 이음 구조(10)(이하, '이음 구조(10)'로 약칭함)의 사시도, 도 2는 도 1의 이음 구조(10)를 구성하는 부품별 분해 사시도, 도 3은 도 1의 이음 구조(10)의 종단면도 및 베이스 플레이트(300)의 평면도를 각각 나타낸다. 이하에서는 상기 이음 구조(10)가 스프링클러(100)를 포함한 부품 요소들의 조립체 내지 어셈블리를 지칭하는 것으로 이해될 수 있으며, 또한 방향 내지 방위, 부품들의 특정 부위를 언급할 때, 설명의 편의상 살수의 흐름방향을 기준으로 스프링클러(100)가 연결된 쪽을 전단으로 그 반대쪽을 후단으로 구분한다.

상기 이음 구조(10)를 구성하는 부품 요소로, 스프링클러(100); 이음쇠(200); 및 베이스 플레이트(300);가 포함되고, 베이스 플레이트(300) 하면에 일체형의 고형 가스켓(400)이 선택적으로 제공될 수 있다.

상기 스프링클러(100)는 정해진 온도에 도달시 살수되는 온도 감응식 스프링클러로서, 노즐부(110); 감열부(120); 디플렉터(130)를 포함한다.

상기 노즐부(110)의 후단측 외면은 나사 가공되어 있고, 이음쇠(200) 본체의 내면에 나사결합된다. 노즐부(110)의 전단에는 노즐부(110)로부터 살수 동작을 제어하기 위한 감열부(120)가 제공된다.

상기 감열부(120)는 온도 감응식 밸브로 기능하며, 작동 유체가 유리 벌브 내 수용된 형태이다. 유리 벌브 내 수용된 특수한 작동 유체가 소정의 작동온도에 도달하면 팽창으로 압력이 증가되면서 유리 벌브가 파열되어 노즐부(110)로부터 살수가 개시된다.

상기 디플렉터(130)는 링형 부재에 티스가 성형된 형태로서 감열부(120)를 사이에 두고 노즐부(110) 전단 아래에 제공되며, 살수 과정에서 물을 흩어 비산시키는 역할을 한다.

이 경우, 상기 디플렉터(130)의 지지는 노즐부(110) 전단 주연으로부터 하방으로 연장 형성되는 복수의 고정 프레임(140)에 의해 이루어진다.

선택적으로 상기 스프링클러(100)는 보호망(150)을 더 포함할 수 있다. 보호망(150)은 노즐부(110) 전단 주연에 고정되며, 상술한 감열부(120), 고정 프레임(140), 디플렉터(130) 등의 다른 부품 요소들을 내부에 수용한 상태에서 외부 충격으로부터 보호하게 된다.

본 고안에 따른 이음 구조(10)에서 상기 이음쇠(200)는 바람직하게는 예컨대 소구경의 튜브 이음을 위한 락피팅(Lock-Fitting)형 이음쇠(200)가 이용될 수 있다. 이러한 락피팅형 이음쇠(200)는 몸체; 조임 너트(220); 전방페털(230)(front ferrule); 및 후방페럴(240)(back ferrule)의 부속품들로 구성되며, 전방페털(230), 후방페럴(240) 및 연결대상 튜브(도면 미도시)가 몸체 후단 내측으로 순차 삽입된 상태에서 조임 너트(220)를 조임으로써 전방페털(230) 및 후방페럴(240)이 연결대상 튜브의 외측을 가압 고정하는 방식이다.

본 고안에 따른 이음 구조(10)는 종래 배관 소켓을 사용하는 대신 상기 이음쇠 몸체(210)를 베이스 플레이트(300)에 직접 용접 고정시키는 것을 특징 중 하나로 하며, 이는 이음쇠 몸체(210)의 형상 및 베이스 플레이트(300)와의 결합 구조 개선을 통해 이루어진다.

구체적으로 이음쇠 몸체(210)는 전형적인 락피팅형에서와 같이 후단측 외면에 나사 가공되어 조임 너트(220)가 결합되고 배관 작업시 용이하게 파지할 수 있도록 외측면의 상당 부분이 다각 가공되어 있지만, 종래 일반적인 락피팅형에서 이음쇠(200) 본체의 전단측이 연결 소켓에 나사 결합하기 위해 나사 가공되어 있는 것과는 달리 베이스 플레이트(300)에 마련된 삽입홀(320)의 형상에 대응하는 단면 프로파일로 제작되며, 이음 구조(10) 제작은 이음쇠 몸체(210)의 전단측 외면이 베이스 플레이트(300)의 삽입홀(320)에 밀착되도록 삽입된 상태에서 용접하는 방식으로 수행된다.

예컨대, 실시예에 따른 이음 구조(10)는 베이스 플레이트(300)의 면방향이 이음쇠 몸체(210)의 길이 방향에 동일한 수평형이 예시되어 있고, 이 경우 이음쇠 몸체(210) 외측면 대부분이 다각 가공되어 있지만 전단측 외측면은 베이스 플레이트(300)에 마련되는 삽입홀(320)에 삽입되어 용접될 수 있도록 예컨대 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 원형 곡면으로 가공되어 있다. 또한 종래 일반적인 락피티형과는 달리 전단측 개구부를 통해 스프링클러(100)의 노즐부(110) 외연이 직접 결합될 수 있도록 전단측 개구부 내주연은 나사가공되어 있다. 이에 따라 이음 구조(10) 전체에서 부품 요소간 이음부로서 누수 가능성이 높은 나사 결합 형태의 이음부가 단일 개수로 최소화될 수 있고, 배관 작업시 작업자가 조임 너트(220)을 조이는 과정에서 회전 토크가 조임 너트(220)를 회전시키는 방향의 역방향으로 이음쇠 몸체(210)에 인가되어도 견고한 용접 결합으로 인해 이음쇠(200) 본체의 결합상태가 풀려지거나 느슨해지지 않는다.

이 경우, 더욱 바람직하게는 빈번한 누수 지점으로 작용할 수 있는 유일한 이음부로서 상술한 스프링클러(100)의 노즐부(110)와 이음쇠 몸체(210) 사이의 나사 결합부를 액상 가스켓(500)을 이용해 마감처리하여 체결하는 것이 좋다. 액상 가스켓(500)은 노즐 후단과 이음쇠 몸체(210) 전단에서 이루어지는 암수 나사결합 방식의 이음부 주연에 가스켓용 액상 실란트를 도포 후 응고시킴으로써 구현할 수 있다. 이에 따라 이음쇠(200) 및 스프링클러(100) 사이의 이음부에서 누설 위험이 현저이 감소될 수 있다.

상기 베이스 플레이트(300)는 상기 스프링클러(100) 및 이음쇠(200)로 이루어진 조립체를 상기 삽입홀(320)에 관통되도록 고정한 상태에서 가스공급장치의 케이스(도면 미도시)에 장착되는 요소이다. 이러한 베이스 플레이트(300)에는 주연을 따라 복수로 제공되는 결합홀(310)과 중앙부에 1개 제공되는 삽입홀(320)이 타공되어 있다. 결합홀(310)에는 가스공급장치의 케이스에 고정되는 나사가 삽입된다. 삽입홀(320)에는 이음쇠 몸체(210)가 삽입되어 용접 고정되며, 상술한 바와 같이 삽입홀(320)의 평면 형상은 그 내주연을 따라 접촉하게 될 이음쇠 몸체(210)의 주연 형상에 일치하게 된다.

상기 일체형 가스켓(400)은 공정 가스가 반도체 가스공급장치로부터 외부로 누설되는 것을 방지하기 위해 이음 구조(10)에 선택적으로 추가될 수 있는 구성이다. 일체형 가스켓(400)은 베이스 플레이트(300)의 하면과 가스공급장치의 케이스 외면에 설치된다. 일체형 가스켓(400)에는 상기 베이스플레이트의 결합홀(310)에 대응하는 홀 가공이 이루어지며, 또한 베이스 플레이트(300)에 결합된 이음쇠(200) 본체에 조립된 스프링클러(100)의 전단이 가스공급장치의 케이스 안쪽으로 노출될 수 있도록 타공되어 있다. 본 고안에서는 규격화된 일체형 가스켓(400)을 금형을 이용해 일체 가공하고 베이스 플레이트(300) 하면에 접착제를 이용해 미리 부착시킴으로써, 반도체 가스공급장치에 대해 스프링클러(100) 이음 구조(10)를 구현하는 작업 효율이 개선될 수 있다.

한편, 상기 이음쇠(200) 및 베이스 플레이트(300)의 재질은 이음 구조(10)가 노출되는 열악한 동작환경을 고려하여, 종래 외부 도장된 통상의 강재를 사용하는 대신에 부식성 가스에 대한 내식성이 우수한 SUS304 재질로 이루어지는 것이 이음 구조(10)에서의 누수 가능성을 방지하는 측면에서 더욱 바람직하다.

이상과 같이 본 고안에 따르면, 종래 파이프형 배관 소켓을 매개로 스프링클러(100)와 이음쇠(200)를 결합시키는 방식 대신에, 형상이 개선된 이음쇠(200) 본체의 종단에서 베이스 플레이트(300)를 직접 용접 결합시키켜 배관 작업시 이음쇠 몸체(210)가 작업자의 실수에 의해 의도하지 않게 회전하여 풀려지거나 느슨해지는 것을 원천적으로 방지함과 동시에 부품간 나사결합되는 이음부를 단일 개수로 최소화함으로써 배관 연결 작업상의 오류 및 동작 환경으로 인한 누수 가능성이 현저히 저감 내지 억제될 수 있다. 또한 이음쇠(200) 본체와 스프링클러(100) 간 나사결합시 액상 가스켓(500)으로 마감처리하고, 열악한 작업환경에 노출되는 이음쇠(200)를 통상의 강재 대신에 내식성이 우수한 SUS304 재질로 구성함으로써 동작 환경으로 인한 누수 가능성이 더욱 저감 내지 억제될 수 있고, 베이스 플레이트(300)와 케이스 간 결합 계면에서의 가스 기밀성 확보를 위한 가스켓(400)을 금형으로 일체 가공하여 베이스 플레이트(300)의 하면에 미리 부착시킨 상태에서 반도체가스공급장치에 장착할 수 있도록 함으로써 상술한 바와 같이 이음부를 간소화하는 구성에 더하여 설치 관련 작업성이 더욱 개선될 수 있다. 특히 베이스 플레이트를 이음쇠에 직접 용접한 구조이고 베이스 플레이트는 가스공급장치의 외부에서 장착되는 구조이기 때문에, 캐비넷 형태의 가스공급장치에 설치 작업시 가스공급장치 외부에서 작업자가 단독으로 다른 작업자의 도움 없이도 설치 작업이 가능하다.

이상의 설명은, 본 고안의 구체적인 실시예에 관한 것이다. 상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 상기 실시예는 설명의 목적으로 개시된 사항으로서 본 고안의 범위를 제한하는 것으로 이해되지는 않으며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질을 벗어나지 아니하고 다양한 변경 및 수정이 가능한 것으로 이해되어야 한다.

예컨대 실시예에 따른 이음 구조(10)는 베이스 플레이트(300)의 면방향이 이음쇠 몸체(210)의 길이 방향에 동일한 수평형이 예시되어 있지만, 도 4의 실시예에 도시된 바와 같이 양자간 방향이 소정각도 기울어진 경사형을 갖는 이음 구조(10')도 가능하다. 경사형 이음 구조(10')의 경우 이음쇠 몸체(210)의 전단측 외면 보다는 중단 외면 부위에서 베이스 플레이트(300')의 삽입홀(320')과 용접될 수 있다. 이 경우, 이음쇠 몸체(210)가 다각 가공되어 있다면 이에 대응하여 베이스 플레이트(300')의 삽입홀(320')도 이음쇠 몸체(210)의 외면 프로파일과 동일하게 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 각형으로 제공될 수 있다.

따라서 이러한 모든 수정과 변경은 실용신안청구범위에 개시된 고안의 범위 또는 이들의 균등물에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.

10, 10': 반도체 가스공급장칭용 이음 구조
100: 온도감응식 스프링클러
110: 노즐부
120: 감열부
130: 디플렉터
140: 고정 프레임
150: 보호망
200: 이음쇠
210: 몸체
220: 조임 너트
230: 전방페럴
240: 후방레럴
300, 300': 베이스 플레이트
310: 결합홀
320, 320': 삽입홀
400: 일체형 고형 가스켓
500: 액상 가스켓

Claims (5)

1. 정해진 온도에서 살수되는 스프링클러;
   전단에는 상기 스프링클러가 결합되고 후단에는 살수용 튜브가 고정되는 이음쇠; 및
   삽입홀을 구비하고, 상기 스프링클러 및 이음쇠로 이루어진 조립체를 상기 삽입홀에 관통되도록 고정한 상태에서 가스공급장치의 케이스에 장착되는 베이스 플레이트;를 포함하고,
   상기 이음쇠 몸체의 전단측 외면이 상기 베이스 플레이트의 삽입홀에 삽입된 상태에서 용접 방식으로 직접 고정되고,
   상기 이음쇠 몸체의 전단측 내면은 스프링클러의 노즐부가 결합될 수 있도록 나사 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음구조.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 이음쇠는 락피팅형인 것을 특징으로 하는 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 이음쇠 몸체와 스프링클러의 노즐부 간 나사결합은 액상 가스켓으로 마감처리되는 것을 특징으로 하는 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 베이스 플레이트의 하면과 가스공급장치의 케이스 외면에 설치되는 가스켓을 더 포함하되, 상기 가스켓은 금형으로 일체 가공하여 상기 베이스 플레이트의 하면에 미리 부착된 것을 특징으로 하는 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.
   
5. 제1항에 있어서, 상기 이음쇠 및 베이스 플레이트는 SUS304 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 가스공급장치용 스프링클러 이음 구조.
   

Images