WO2020175739A1 - 고압가스통의 반자동 교체방법 - Google Patents

고압가스통의 반자동 교체방법 Download PDF

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최원호
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에이엠티 주식회사
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Definitions

  • the present invention is a high-pressure gas cylinder used from a connector holder at the time of replacement of the high-pressure gas cylinder when a high-pressure gas cylinder is manually loaded into a cabinet to supply gas from a semiconductor fabrication process facility to the wafer production line. It relates to a semi-automatic replacement method of a high-pressure gas cylinder in which a new high-pressure gas cylinder is connected to a connector holder after separating the cylinder.
  • a fluid gas such as arsenic hydride (AsH3: Arsine), hydrogen phosphide (PH 3: Phosphine), or boron trifluoride (BF3: Boron Fluoride), etc.
  • Arsine arsenic hydride
  • PH 3 hydrogen phosphide
  • BF3 Boron Fluoride
  • high pressure gas cylinder gas cylinder
  • gas supply line a gas cylinder
  • the operator replaces the high-pressure gas cylinder with a new high-pressure gas cylinder so that foreign matter remaining in the high-pressure gas cylinder is not supplied to the wafer processing process, thereby continuously supplying the gas.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a gas supply device of a semiconductor equipment according to the prior art. SiH4, PH3, NF3, which are required by various equipment 8 in the FAB 7, in a predetermined place outside the FAB 7, A cabinet 1 is positioned to seat a plurality of high-pressure gas cylinders (not shown) each filled with process gas such as CF4, and a gas supply line connected to the high-pressure gas cylinder at one side of the cabinet 1 ( A duct (4) is installed to guide 3).
  • a regulator box 5 is installed in an opening corresponding to the high-pressure gas cylinder so as to supply the process gas introduced along the gas supply line 3, and the upper end of each of the regulator boxes 5 In the FAB 7, the number of supply pipes 9 equal to the number of the equipment 8 are connected so that they can be connected correspondingly to the respective equipment 8 in the FAB 7.
  • each process gas is transferred to each regulator box 5 along the gas supply line 3 passing through the inside of the duct 4. Flow in.
  • each of the process gases introduced into each of the regulator boxes 5 is purified through a filter (not shown) and then branched and connected to the number corresponding to the equipment 8 in the FAB 7. Since it flows and is supplied along the supply pipe 9 of, the wafer can be processed.
  • the operator unloads the high-pressure gas cylinder separated from the gas line in the cabinet 1, replaces the high-pressure gas cylinder with a new high-pressure gas cylinder, connects the high-pressure gas cylinder to the external gas line again, and then closes the gas injection nozzle. When opened, the replacement of the high-pressure gas cylinder is completed.
  • Patent Document 0001 Korean Patent Publication No. 10-0242982 (registered on November 15, 1998)
  • Patent Document 0002 Korean Patent Publication No. 10-0649112 (registered on November 16, 2006)
  • Patent Document 0003 Republic of Korea Patent Publication 10-0985575 (registered on September 29, 2010)
  • the present invention was devised to solve such a problem in the related art, and by manually loading the high-pressure gas cylinder into the cabinet, the high-pressure gas cylinder connected to the connector holder at the time of replacement of the high-pressure gas cylinder is separated and a new high-pressure gas cylinder is installed. Its purpose is to allow automatic connection to the connector holder.
  • the first and second high-pressure gas cylinders are introduced into the cabinet, and the first and second auto couplers installed so as to flow to the front, rear, left, and right are lowered respectively to align means.
  • the second high-pressure gas cylinder is a first step of waiting for the supply of gas, and when the replacement timing of the first high-pressure gas cylinder is detected by the control unit while supplying gas from the first high-pressure gas cylinder, the flow path is switched to A second step of stopping gas supply and supplying gas from a second high-pressure gas cylinder, a third step of automatically locking the valve handle of the first high-pressure gas cylinder, and releasing the connection state of the first high-pressure gas cylinder from the connector holder Then, a fourth step of locking the valve connector with an end cap, a fifth step of separating the first auto coupler from the first high-pressure gas cylinder by raising the first auto coupler to the top dead center, and the gasket used from the connector holder.
  • a semi-automatic replacement method of the high-pressure gas cylinder characterized in that the eleventh step of waiting by opening the valve handle of the third high-pressure gas cylinder is performed in sequence.
  • an auto coupler moving forward, backward, left and right is installed in a cabinet so that it can be raised or lowered to supply gas from any one of the high-pressure gas cylinders to the gas supply line, and wait when the replacement timing of the high-pressure gas cylinder is detected by the control unit.
  • the lowering of the auto coupler prevents human errors caused by the operator so that the built-in high-pressure gas cylinder is accurately aligned. This prevents accidents in advance of gas explosion as well as gas poisoning of workers due to gas leakage.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a gas supply device for semiconductor equipment according to the prior art
  • FIG. 2 is a front view of a cabinet for explaining the present invention
  • connection unit 3 is a perspective view showing the connection unit of the present invention
  • FIGS. 4A and 4B are perspective views showing the high-pressure gas cylinder alignment means of the present invention.
  • FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the auto coupler of the present invention installed to move forward, rear, left and right on a support shaft
  • Figure 6 is a perspective view showing the lifting and lowering means of the present invention auto coupler
  • FIG. 7A and 7B are side views for explaining the operating state of the present invention auto coupler
  • Figure 8a is a state diagram in which the auto coupler is located at the top dead center
  • 8B is a diagram illustrating a state in which the auto coupler is positioned at the bottom dead center to complete the alignment of the high-pressure gas cylinder.
  • FIG. 2 is a front view of the cabinet for explaining the present invention
  • Figure 3 is a perspective view showing the connection unit of the present invention
  • Figures 4a and 4b are perspective views showing the high-pressure gas cylinder alignment means of the present invention
  • the present invention is the cabinet 100
  • the valve connector 230 of the high pressure gas cylinder 200 is attached to the connector holder ( 311) of the valve handle holder 410 to automatically lock the valve handle 220 in case of an emergency before opening or opening the valve handle 220 from the connection unit 310 and the high pressure gas cylinder 200 to automatically connect or release.
  • a valve handle unit 400 winding a mainspring on the shaft and a gasket automatic replacement means 500 for removing a gasket used in the valve connector 230 or automatically inserting a new gasket is provided.
  • control unit (not shown) for controlling the above configuration is provided on one side of the front side of the cabinet 100.
  • the first and second auto couplers each provided with a connection unit 310, a valve handle unit 400, and an automatic gasket replacement means 600 ( 301 and 302 are installed.
  • a means 700 for aligning the high pressure gas cylinder 200 accommodated in the cabinet 100 is provided below the auto couplers 301 and 302 and above the high pressure gas cylinder 200.
  • a guide block 710 with a plurality of guide pins 711 protruding downward is fixed to the lower part of the auto coupler 301 and 302, respectively, and a high-pressure gas cylinder (
  • the valve 210 located on the upper part of the 200 is configured by installing an alignment block 720 that is detachable and has a plurality of alignment holes 721 formed thereon, and the auto coupler 300 is lifted and lowered.
  • the alignment block 720 detachably installed on the valve 210 located above the high-pressure gas cylinder 200 is separated from the high-pressure gas cylinder used by the operator whenever the high-pressure gas cylinder 200 is replaced, and the cabinet ( By fastening to the high-pressure gas cylinder 200 injected into 100), repeated use is possible.
  • the auto couplers 301 and 302 may be lifted and lowered manually by the operator, but it is more preferable to lift and lower the auto couplers 301 and 302 by the lifting and lowering means 800.
  • Figure 6 is a perspective view showing the lifting and lowering means of the present invention auto coupler
  • Figures 7a and 7b is a side view for explaining the operating state of the present invention auto coupler
  • the bracket 320 on the top of the auto coupler 301, 302 Is fixed
  • the shaft 322 is coupled to the through hole 321a formed in the upper plate 321 in the bracket 320 so as to flow forward, backward, left, and right, so that the shaft 322 is connected to the automatic within the flow range of the through hole 321a.
  • the couplers 301 and 302 are movable.
  • the slider 331 fixed to the top plate 321 is coupled to the LM guide 324 fixed to the side plate 323 to move up and down, and the rod 326a of the actuator 326 fixed to the fixing member 325 ), a movable pulley 327 is fixed, and one end of the wire 329 is fixed with a wire fixing member 328 to the eyebolt fixed to the fixing member 325, and the other end of the wire 329 is movable. It is fixed to the auto coupler 300 via a pulley 327 and a fixed pulley 330 installed on the side plate 323.
  • a high pressure (5.5kg/cm 2 ) is applied to the actuator 326 by the control unit when the auto coupler 300 rises, and a low pressure (3 ⁇ 4 kg/cm 2 ) is applied when the auto coupler 300 descends.
  • the actuator 326 acts as a weight balance.
  • the auto coupler 300 when the auto coupler 300 is raised for replacement of the high-pressure gas cylinder 200, it is automatically raised by high pressure, and when the high-pressure gas cylinder 200 is lowered, the high-pressure gas cylinder is increased by an actuator 326 that acts as a weight balance.
  • the guide pin 711 of the guide block 710 fixed to the auto coupler 300 can be inserted while visually identifying the alignment hole 721 of the alignment block 720 assembled on the upper part of the 200. It is to do.
  • the weight of the auto coupler 300 becomes "0" due to the balance of the force caused by the low pressure applied to the actuator 326, so the auto coupler 300 can be moved with a small force. It can be lowered, and in a state in which the auto coupler 300 is lowered, the auto coupler 300 and the actuator 326 are maintained in a stopped state according to the balance of the force applied to the auto coupler 300 and the actuator 326.
  • a screen 120 is provided for the operator to open the door 110 of the cabinet 100 or input information of the high-pressure gas cylinder 200 Has been.
  • the connector holder 311 and the end cap holder 312 are the same even if they are installed in the first, second, and third high-pressure gas cylinders 201, 202, 203 and the first and second auto couplers 301 and 302, respectively. It is indicated that the code has been assigned.
  • first and second auto couplers 301 and 302 are installed in the cabinet 100 to provide the first and second high-pressure gas cylinders 201 and 202. It will be described assuming the case of embedding.
  • the first and second auto couplers 301 and 302 installed in the cabinet 100 so as to move up and down are located at the top dead center, and the first and second high pressure gas cylinders 201 inside the cabinet 100 Put 202 and lower the first and second auto couplers 301 and 302, respectively, and align the first and second high-pressure gas cylinders 201 and 202 by an alignment means 700 as shown in FIG.
  • the end cap 240 is separated from the first and second high-pressure gas cylinders 201 and 202, respectively, and then the valve connector 230 is connected to the connector holder 311, and the first high-pressure gas cylinder ( The gas of 201) is supplied to the gas supply line, and the second high-pressure gas cylinder 202 is connected to the connector holder 311 and waits.
  • the control unit determines whether the preparation for replacement of the second high pressure gas cylinder 202 is completed.
  • the second step of supplying gas from the second high pressure gas cylinder 201 to the gas supply line is performed by switching the flow path of the gas pipe to stop the gas supply from the first high pressure gas cylinder 201. Is done.
  • control unit determines this before the replacement of the second high pressure gas cylinder 202 is whether there is a second high pressure gas cylinder 202, or the valve connector 230 of the second high pressure gas cylinder 202 is correctly attached to the connector holder 311 If it is determined whether it is connected, the flow path is switched if it is determined as normal, and if it is determined as abnormal, an error occurs and the operator must take action while continuing to supply gas from the first high-pressure gas cylinder 201.
  • the replacement timing of the first high-pressure gas cylinder 201 is made according to the determination when the control unit detects the weight or pressure of the first high-pressure gas cylinder 201 because the type of gas supplied is different depending on the processing process. do.
  • a third step of automatically locking the valve handle 220 of the first high-pressure gas cylinder 201 is performed. Is done.
  • valve handle holder 410 of the valve handle unit 400 The operation of automatically locking or opening the valve handle 220 of the first high-pressure gas cylinder 201 is performed by the valve handle holder 410 of the valve handle unit 400, but the configuration is made by an expert in the field. Since it can be applied in various forms, a detailed description thereof will be omitted.
  • valve handle 220 of the first high-pressure gas cylinder 201 After the valve handle 220 of the first high-pressure gas cylinder 201 is closed, residual gas in the pipe of the gas supply line to which the first high-pressure gas cylinder 201 is connected is removed, and then the inside of the pipe is cleaned, followed by a decompression test and a pressurization test. If it is determined to be normal, after releasing the connection state of the first high-pressure gas cylinder 201 from the connector holder 311, the valve connector 230 is automatically locked with the end cap 240, and abnormally If it is determined, an error is generated and the operator takes action.
  • the first auto coupler 301 After locking the end cap 240 of the first high pressure gas cylinder 201, the first auto coupler 301 that was located at the bottom dead center to replace the first high pressure gas cylinder 201 with a new third high pressure gas cylinder 203 The fifth step of separating the first auto coupler 301 from the first high-pressure gas cylinder 201 is performed by rising to the top dead center.
  • the first auto coupler 301 is automatically raised by the raising and lowering means 800.
  • the guide pins 711 of the guide block 710 fixed to the lower portion of the first auto coupler 301 are aligned with the alignment block 720. Since it comes out from the hole 721, the replacement of the first high-pressure gas cylinder 201 becomes possible.
  • the first auto coupler 301 may be manually raised to the top dead center by an operator if necessary.
  • the gasket is inserted into the connector holder 311 of the first high pressure gas cylinder 201 to maintain airtightness, it is used from the connector holder 311
  • the sixth step of removing the gasket is performed.
  • the operation of removing or inserting the used gasket from the connector holder 311 may be automatically performed by the gasket automatic replacement means 500, but it is understandable that the operator may manually perform the operation.
  • the operator opens the door 110 of the cabinet 100 and takes out the first high pressure gas cylinder 201, and then the first high pressure gas cylinder
  • the alignment block 720 which was assembled on the upper part of the 201, was separated and stored, and the third high-pressure gas cylinder 203, which is a new high-pressure gas cylinder, was inserted into the cabinet 100 and then separated.
  • the eighth step of assembling the valve 210 of the third high-pressure gas cylinder 203 is performed.
  • the third high-pressure gas cylinder 203 injected into the interior of the cabinet 100 is aligned by a guide 130 fixed to the rear surface of the cabinet 100 as shown in FIG. 2, and is fixed by the band 140 to prevent it from falling.
  • the third high-pressure gas cylinder 203 is not fixed so as not to move, but is supported in a state where a slight flow is possible.
  • the first auto coupler 301 After assembling the alignment block 720 in the third high-pressure gas cylinder 203, when the operator lowers the first auto coupler 301 located at the top dead center, low-pressure compressed air is acting on the actuator 326. Since the first auto coupler 301 and the force balance are maintained, the first auto coupler 301 can be lowered with a small force.
  • the first auto coupler 301 When the first auto coupler 301 descends, the operator visually identifies the position of the guide pin 711 and the alignment hole 711 of the alignment block 720 assembled on the upper portion of the third high pressure gas cylinder 203 If the position of the third high-pressure gas cylinder 203 is finely adjusted so that the guide pin 711 is inserted into ), when the first auto coupler 301 aligns the third high-pressure gas cylinder 203, the first auto coupler The central shaft 322 fixed to the 301 is coupled to the through hole 321a of the top plate 321 so that it can flow forward, backward, left and right, so that the guide pin 711 is accurately inserted into the alignment hole 721 As a result, alignment of the third high-pressure gas cylinder 203 is performed, and after the alignment of the third high-pressure gas cylinder 203 is completed, a ninth step of closing the door 110 is performed.
  • the end cap holder 312, the connector holder 311, and the valve connector 230 are positioned on the horizontal line.
  • the operator touches the screen 120, and the type of gas, which is the information of the new third high pressure gas cylinder 203, and a barcode After inputting the weight, etc., the door 110 of the cabinet 100 is closed and a button confirming that the replacement of the high-pressure gas cylinder is completed is touched.
  • the proximity sensor (not shown) checks whether the docking of the first auto coupler 301 is correctly performed. If it is normal, the next step is performed, and if the alignment position is misaligned or abnormal, an error is generated to open the door 110 that was closed by the operator, take out the third high pressure gas cylinder 203, and then reinsert the door 110 and close the door 110 Will perform.
  • the end cap 240 is separated from the third high-pressure gas cylinder 203 using the end cap holder 312 of the connection unit 310, and then a separate sensor ( Not shown) determines whether the end cap 240 is separated from the valve connector 230, and if the end cap 240 is separated, the valve connector 230 of the third high pressure gas cylinder 203 is connected to the connector holder 311 ) And the end cap 240 is not separated, an error occurs and the operator performs the tenth step of taking action.
  • an emergency before opening the valve handle 220 of the third high pressure gas cylinder 203 It is more preferable to further perform an operation of winding the mainspring around the shaft (not shown) of the valve handle unit 400 so that the valve handle 220 is automatically closed in case of an emergency.
  • valve handle holder 410 of the valve handle unit 400 After winding the mainspring (not shown) on the shaft of the valve handle unit 400 so that the valve handle 220 of the third high pressure gas cylinder 203 is closed, the valve handle holder 410 of the valve handle unit 400 is removed. The 11th step of waiting by opening the valve handle 220 of the third high-pressure gas cylinder 203 is performed.
  • the high-pressure gas cylinder that has been supplied with gas is automatically replaced.
  • 3-4 or more of the high-pressure gas cylinders 200 are built in the cabinet 100, and the same number of auto couplers 300 as those of the built-in high-pressure gas cylinders are installed to detect the replacement timing of the high-pressure gas cylinders 200 from the control unit. It is understandable that the high-pressure gas cylinder 200 may be sequentially replaced each time.
  • valve 220 valve handle
  • valve connector 240 hand cap
  • connector holder 311 connector holder 312: end cap holder
  • actuator 400 valve handle unit
  • valve handle holder 500 gasket automatic replacement means
  • alignment means 710 guide block
  • guide pin 720 alignment block
  • alignment hole 800 rising, descending means

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Abstract

본 발명은 고압가스통의 반자동 교체방법에 관한 것으로, 반도체의 FAB 공정(Fabrication Process)설비에서 웨이퍼 생산라인으로 가스를 공급하도록 캐비닛(cabinet)에 고압가스통을 수작업으로 로딩(loading)하면 고압가스통의 교체 시점에서 커넥터 홀더로부터 사용하고 난 고압가스통을 분리한 다음 새로운 고압가스통을 커넥터 홀더에 연결할 수 있도록 한 것이다. 이를 위해, 본 발명은 캐비닛(100)의 내부에 제1, 2 고압가스통(201)(202)을 투입하고 전, 후, 좌, 우로 유동 가능하게 설치된 제1, 2 오토 커플러(301)(302)를 각각 하강시켜 얼라인수단(700)에 의해 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 얼라인을 완료한 다음 제1, 2 고압가스통(201)(202)으로부터 각각 엔드 캡(240)을 분리한 후 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결하여 제1 고압가스통(201)의 가스를 가스 공급라인으로 공급하고, 제2 고압가스통(202)은 가스의 공급을 대기하는 제1 단계와, 상기 제1 고압가스통(201)으로부터 가스를 공급하는 도중 제어부에 의해 제1 고압가스통(201)의 교체 시기가 검출되면 유로를 절환하여 제1 고압가스통(201)으로부터의 가스 공급을 중단하고, 제2 고압가스통(202)에서 가스 공급라인으로 가스를 공급하는 제2 단계와, 상기 제1 고압가스통(201)의 밸브 핸들(220)을 자동으로 잠그는 제3 단계와, 상기 커넥터 홀더(311)로부터 제1 고압가스통(201)의 연결상태를 해제한 후 엔드 캡(240)으로 밸브 연결구(230)를 잠그는 제 4 단계와, 제1 오토 커플러(301)를 상사점까지 상승시켜 제1 고압가스통(201)으로부터 제1 오토 커플러(301)를 분리하는 제5 단계와, 상기 캐비닛(100)의 도어(110)를 열고 제1 고압가스통(201)을 제거한 다음 캐비닛(100)에 제3 고압가스통(203)을 투입하는 제8 단계와, 상기 제1 오토 커플러(301)를 하강시키면서 밸브 연결구(230)의 중심과 커넥터 홀더(311)의 중심을 얼라인시킨 다음 도어(110)를 닫는 제9 단계와, 상기 제3 고압가스통(203)으로부터 엔드 캡(240)을 제거한 다음 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결하는 제10 단계와, 상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열어 대기하는 제11 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

고압가스통의 반자동 교체방법
본 발명은 반도체의 FAB 공정(Fabrication Process)설비에서 웨이퍼 생산라인으로 가스를 공급하도록 캐비닛(cabinet)에 고압가스통을 수작업으로 로딩(loading)하면 고압가스통의 교체 시점에서 커넥터 홀더로부터 사용하고 난 고압가스통을 분리한 다음 새로운 고압가스통을 커넥터 홀더에 연결하는 고압가스통의 반자동 교체방법에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체를 제조하는 제조공정에는 용도에 따라 다양한 종류의 가스가 공급되어 사용되는데, 이러한 가스들은 대부분 인체에 흡입되거나 대기중에 노출될 경우 안전사고 및 환경오염 등의 큰 피해를 일으키게 되므로 세심한 주의를 요한다.
예를 들면, 이온주입공정에 사용되는 가스의 종류로는, 수소화비소(AsH3 : Arsine), 인화수소(PH 3 : Phosphine) 또는 삼플루오르화붕소(BF3 : Boron Fluoride) 등과 같은 유동성 가스가 있는데, 이들 가스는 독성이 매우 강하여 작업자가 호흡기로 흡입할 경우 치명적인 결과를 초래하므로 생산라인으로 공급하는 과정에서 누출(漏出)되지 않도록 세심하게 관리하여야 된다.
이와 같은 반도체 제조 공정에 사용되는 가스들은 그 관리가 매우 중요한데, 이러한 가스들은 가스통(이하 "고압가스통"이라 함)에 고압으로 충전된 상태로 캐비닛에 장착되어 가스 공급라인을 통해 생산라인에 공급되며, 가스가 약 90% 정도 소진되면 고압가스통의 내부에 잔류하는 이물질이 웨이퍼 가공공정으로 공급되지 않도록 작업자가 새로운 고압가스통으로 교체함으로써, 계속해서 가스를 공급하게 된다.
도 1은 종래의 기술에 의한 반도체 장비의 가스 공급장치를 개략적으로 나타낸 사시도로써, FAB(7) 외부의 소정 장소에는 FAB(7) 내의 여러 장비(8)에서 필요로 하는 SiH4, PH3, NF3, CF4 등과 같은 공정 가스가 각각 충전된 복수 개의 고압가스통(도시는 생략함)을 안착할 수 있도록 캐비닛(1)이 위치하고 있고, 상기 캐비닛(1)의 일 측에는 상기 고압가스통에 각각 연결된 가스 공급라인(3)을 안내할 수 있도록 덕트(4)가 설치되어 있다.
상기 덕트(4)의 타 측에는 가스 공급라인(3)을 따라 유입된 공정 가스를 공급할 수 있도록 고압가스통에 대응하는 개수로 레귤레이터 박스(5)가 설치되어 있고 상기 각각의 레귤레이터 박스(5)의 상단부에는 FAB(7) 내의 각 장비(8)에 대응하여 연결될 수 있도록 장비(8)의 개수와 동일한 개수의 공급관(9)이 연결되어 있다.
따라서 캐비닛(1)에 안착되어 있는 각각의 고압가스통으로부터 공정 가스가 공급되면, 각각의 공정 가스는 덕트(4)의 내부를 통과하는 가스 공급라인(3)을 따라 각각의 레귤레이터 박스(5)로 유입된다.
이후, 각각의 레귤레이터 박스(5) 내부로 유입된 각각의 공정 가스는 필터(도시는 생략함)를 통해 정화된 후 FAB(7) 내의 장비(8)에 대응되는 개수로 분기되어 연결되어 있는 각각의 공급관(9)을 따라 흘러 공급되므로 웨이퍼를 가공할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 가스를 가스 공급라인(3)으로 공급하다가 가스가 소진되어 고압가스통의 교체시기가 제어부(도시는 생략함)에 의해 검출되면 작업자가 사용하고 난 고압가스통의 밸브를 잠근 다음 외부의 가스라인으로부터 분리하게 된다.
이후, 작업자가 가스라인으로부터 분리된 고압가스통을 캐비닛(1)에서 언로딩한 다음 새로운 고압가스통으로 교체한 후 상기 고압가스통을 다시 외부의 가스라인에 연결시킨 뒤 가스분사노즐을 닫고 있는 밸브 핸들을 오픈(Open)하면 고압가스통의 교체가 완료된다.
(선행기술문헌)
(특허문헌 0001) 대한민국 등록특허공보 10-0242982(1998.11.15.등록)
(특허문헌 0002) 대한민국 등록특허공보 10-0649112(2006.11.16.등록)
(특허문헌 0003) 대한민국 등록특허공보 10-0985575(2010.09.29.등록)
그러나 이러한 종래의 고압가스통의 교체는 작업자가 캐비닛에 새로운 고압가스통을 로딩한 상태에서 고압가스통의 교체 시기가 검출되면 수작업으로 사용하고 난 고압가스통을 분리 제거한 다음 새로운 고압가스통을 가스배관의 커넥터 홀더에 연결하여야만 되었으므로 고압가스통의 신속한 교체가 불가능하였음은 물론이고 작업자의 숙련도에 따라 휴먼 에러(human error)가 발생되었을 뿐만 아니라 교체하는 작업 중에 부주의로 고압가스통으로부터 가스가 누출되면 가스가 폭발하거나, 작업자가 누출된 가스에 중독되는 치명적인 결함이 있었다.
본 발명은 종래의 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로써, 캐비닛에 고압가스통을 수작업으로 로딩하기만 하면 고압가스통의 교체시점에서 커넥터 홀더에 연결되었던 고압가스통을 분리함과 동시에 새로운 고압가스통을 커넥터 홀더에 자동으로 연결할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 캐비닛의 내부에 제1, 2 고압가스통을 투입하고 전, 후, 좌, 우로 유동 가능하게 설치된 제1, 2 오토 커플러를 각각 하강시켜 얼라인 수단에 의해 제1, 2 고압가스통의 얼라인을 완료한 다음 제1, 2 고압가스통으로부터 엔드 캡을 분리한 후 밸브 연결구를 커넥터 홀더에 연결하여 제1 고압가스통의 가스를 가스 공급라인으로 공급하고, 제2 고압가스통은 가스의 공급을 대기하는 제1 단계와, 상기 제1 고압가스통으로부터 가스를 공급하는 도중 제어부에 의해 제1 고압가스통의 교체 시기가 검출되면 유로를 절환하여 제1 고압가스통으로부터의 가스 공급을 중단하고, 제2 고압가스통에서 가스를 공급하는 제2 단계와, 상기 제1 고압가스통의 밸브 핸들을 자동으로 잠그는 제3 단계와, 상기 커넥터 홀더로부터 제1 고압가스통의 연결상태를 해제한 후 엔드 캡으로 밸브 연결구를 잠그는 제 4 단계와, 제1 오토 커플러를 상사점까지 상승시켜 제1 고압가스통으로부터 제1 오토 커플러를 분리하는 제5 단계와, 상기 커넥터 홀더로부터 사용하고 난 가스켓을 제거하는 제6 단계와, 상기 커넥터 홀더에 새로운 가스켓을 삽입하는 제7 단계와, 상기 캐비닛의 도어를 열고 제1 고압가스통을 제거한 다음 캐비닛에 제3 고압가스통을 투입하는 제8 단계와, 상기 제1 오토 커플러를 하강시키면서 밸브 연결구의 중심과 커넥터 홀더의 중심을 얼라인시킨 다음 도어를 닫는 제9 단계와, 상기 제3 고압가스통으로부터 엔드 캡을 제거한 다음 밸브 연결구를 커넥터 홀더에 연결하는 제10 단계와, 상기 제3 고압가스통의 밸브 핸들을 열어 대기하는 제11 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법이 제공된다.
본 발명은 캐비닛에 전, 후, 좌, 우로 움직이는 오토 커플러를 승, 하강 가능하게 설치하여 어느 하나의 고압가스통으로부터 가스를 가스 공급라인으로 공급하다가 제어부에 의해 고압가스통의 교체 시기가 검출되면 대기하고 있던 다른 고압가스통의 가스가 공급되도록 유로를 전환한 다음 가스의 공급을 마친 고압가스통을 교체하고 나면 오토 커플러의 하강으로 내장된 고압가스통의 얼라인이 정확히 이루어지게 작업자의 의한 휴먼 에러를 미연에 방지하여 가스의 누출에 따른 작업자의 가스 중독은 물론이고 가스가 폭발하는 사고를 미연에 방지하게 된다.
도 1은 종래의 기술에 의한 반도체 장비의 가스 공급장치를 개략적으로 나타낸 사시도
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 캐비닛의 정면도
도 3은 본 발명의 연결 유닛을 나타낸 사시도
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 고압가스통 얼라인 수단을 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 오토 커플러가 지지 축에 전, 후, 좌, 우로 움직이도록 설치된 상태의 종단면도
도 6은 본 발명 오토 커플러의 승, 하강수단을 나타낸 사시도
도 7a 및 도 7b는 본 발명 오토 커플러의 작동상태를 설명하기 위한 측면도
도 8a는 오토 커플러가 상사점에 위치된 상태도
도 8b는 오토 커플러가 하사점에 위치되어 고압가스통의 얼라인을 완료한 상태도
도 9a 및 도 9b는 본 발명을 설명하기 위한 플로우 챠트
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 캐비닛의 정면도이고 도 3은 본 발명의 연결 유닛을 나타낸 사시도이며 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 고압가스통 얼라인 수단을 나타낸 사시도로써, 본 발명은 캐비닛(100) 내부의 상부에 전, 후, 좌, 우로 움직이면서 승, 하강 가능하게 설치되어 고압가스통(200)을 얼라인하는 오토 커플러(300)에는 고압가스통(200)의 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 자동으로 연결하거나, 해제하는 연결 유닛(310) 및 고압가스통(200)으로부터 밸브 핸들(220)을 열기 전에 비상사태 시 밸브 핸들(220)을 자동으로 잠기도록 밸브 핸들 홀더(410)의 축에 태엽을 감는 밸브 핸들 유닛(400) 그리고 밸브 연결구(230)에서 사용하고 난 가스켓을 제거하거나, 새로운 가스켓을 자동으로 삽입하는 가스켓 자동교체수단(500)이 구비되어 있다.
그리고 캐비닛(100)의 전면 일 측에는 상기한 구성을 제어하는 제어부(도시는 생략함)가 구비되어 있다.
본 발명은 캐비닛(100)에 2개의 고압가스통(200)이 내장됨에 따라 연결 유닛(310) 및 밸브 핸들 유닛(400) 그리고 가스켓 자동교체수단(600)이 각각 구비된 제1, 2 오토 커플러(301)(302)가 설치되어 있다.
상기 오토 커플러(301)(302)의 하부와 고압가스통(200)의 상부에는 캐비닛(100)에 수납된 고압가스통(200)을 얼라인수단(700)이 구비되어 있다.
상기 얼라인수단(700)은 오토 커플러(301)(302)의 하부에 도 4a에 나타낸 바와 같이 복수 개의 가이드 핀(711)이 하방으로 돌출된 가이드 블럭(710)이 각각 고정되어 있고 고압가스통(200)의 상부에 위치되는 밸브(210)에는 착탈 가능하며 복수 개의 얼라인 구멍(721)이 형성된 얼라인 블럭(720)이 설치되어 구성된 것으로, 상기 오토 커플러(300)가 승, 하강수단(800)에 의해 상사점까지 상승하여 고압가스통(200)으로부터 이탈되면 고압가스통(200)의 수동 교체가 가능해지고, 하사점까지 하강하여 가이드 블럭(710)의 가이드 핀(711)이 얼라인 블럭(720)의 얼라인 구멍(721)으로 삽입되면 고압가스통(200)의 얼라인이 이루어지도록 되어 있다.
상기 고압가스통(200)의 상부에 위치하는 밸브(210)에 착탈 가능하게 설치되는 얼라인 블럭(720)은 고압가스통(200)을 교체할 때마다 작업자가 사용하고 난 고압가스통에서 분리하여 캐비닛(100)에 투입되는 고압가스통(200)에 체결함으로써, 반복 사용이 가능하다.
상기 오토 커플러(301)(302)를 작업자가 수동으로 승, 하강시켜도 되지만, 승, 하강수단(800)에 의해 승, 하강시키는 것이 보다 바람직하다.
도 6은 본 발명 오토 커플러의 승, 하강수단을 나타낸 사시도이고 도 7a 및 도 7b는 본 발명 오토 커플러의 작동상태를 설명하기 위한 측면도로써, 오토 커플러(301)(302)의 상부에 브라켓(320)이 고정되어 있고 상기 브라켓(320)에는 상판(321)에 형성된 통공(321a)에 전, 후, 좌, 우로 유동 가능하게 축(322)이 결합되어 있어 통공(321a)의 유동범위 내에서 오토 커플러(301)(302)가 움직일 수 있게 된다.
이는, 얼라인수단(700)에 의해 고압가스통(200)을 얼라인시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 상판(321)에 고정된 슬라이더(331)는 측판(323)에 고정된 LM가이드(324)에 결합되어 승, 하강하도록 되어 있고 고정부재(325)에 고정된 액츄에이터(326)의 로드(326a)에는 가동 풀리(327)가 고정되어 있으며 상기 고정부재(325)에 고정된 아이볼트에 와이어 고정부재(328)로 와이어(329)의 일단이 고정되어 있고 상기 와이어(329)의 다른 일단은 가동 풀리(327) 및 측판(323)에 설치된 고정 풀리(330)를 거쳐 오토 커플러(300)에 고정되어 있다.
이때, 상기 액츄에이터(326)에는 오토 커플러(300)가 상승시에는 제어부에 의해 고압(5.5kg/cm2)이 걸리고, 오토 커플러(300)가 하강시에는 저압(3 ∼ 4kg/cm2)이 걸려 액츄에이어(326)가 웨이트 발란스의 역할을 하게 된다.
이는, 고압가스통(200)의 교체를 위해 오토 커플러(300)를 상승시킬 때에는 고압에 의해 자동으로 상승시키고, 하강시에는 웨이트 발란스의 역할을 하는 액츄에이터(326)에 의해 작업자가 적은 힘으로 고압가스통(200)의 상부에 조립된 얼라인 블럭(720)의 얼라인 구멍(721)을 육안으로 식별하면서 오토 커플러(300)에 고정된 가이드 블럭(710)의 가이드 핀(711)을 삽입시킬 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기한 바와 같이 오토 커플러(300)를 하강시킬 때에는 액츄에이터(326)에 작용되는 저압에 의한 힘의 균형으로 오토 커플러(300)의 무게가 "0"가 되므로 적은 힘으로도 오토 커플러(300)를 하강시킬 수 있게 되고, 오토 커플러(300)가 하강된 상태에서는 오토 커플러(300)와 액츄에이터(326)에 걸리는 힘의 균형에 따라 정지된 상태를 유지하게 된다.
상기 캐비닛(100)의 내부에는 2개의 고압가스통(200)이 내장됨에 따라 작업자가 캐비닛(100)의 도어(110)를 개방하거나, 고압가스통(200)의 정보를 입력하는 스크린(120)이 구비되어 있다.
*본 발명의 구성 중 고압가스통(200)에 구비된 밸브(210), 밸브 핸들(220), 밸브 연결구(230), 엔드 캡(240) 그리고 오토 커플러(300)에 구비된 연결 유닛(310), 커넥터 홀더(311), 엔드 캡 홀더(312)는 제1, 2, 3 고압가스통(201)(202)(203) 및 제1, 2 오토 커플러(301)(302)에 각각 설치되어 있더라도 동일부호를 부여하였음을 밝힌다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명을 설명하기 위한 플로우 챠트로써, 편의상 캐비닛(100)에 제1, 2 오토 커플러(301)(302)를 설치하여 제1, 2 고압가스통(201)(202)을 내장하는 경우를 가정하여 설명한다.
상기 캐비닛(100)의 내부에 승, 하강 가능하게 설치된 제1, 2 오토 커플러(301)(302)가 상사점에 위치된 상태에서 캐비닛(100)의 내부에 제1, 2 고압가스통(201)(202)을 투입하고 상기 제1, 2 오토 커플러(301)(302)를 각각 하강시켜 얼라인수단(700)에 의해 도 2와 같이 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 얼라인(align)을 완료한 다음 제1, 2 고압가스통(201)(202)으로부터 엔드 캡(240)을 각각 분리한 후 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결하여 상기 제1 고압가스통(201)의 가스를 가스 공급라인으로 공급하고, 제2 고압가스통(202)은 커넥터 홀더(311)에 연결하여 대기하는 제1 단계에서부터 설명하기로 한다.
상기한 바와 같이 상기 제1 고압가스통(201)으로부터 가스를 공급하는 도중 제어부에 의해 제1 고압가스통(201)의 교체 시기가 검출되면 제2 고압가스통(202)의 교체 준비가 완료되었는지를 제어부가 판단하여 교체 준비가 완료되었으면 가스 배관의 유로를 절환하여 제1 고압가스통(201)으로부터의 가스 공급을 중단하고, 제2 고압가스통(202)에서 가스를 가스 공급라인으로 공급하는 제2 단계를 실시하게 된다.
상기 제2 고압가스통(202)의 교체 전에 제어부가 이를 판단하는 이유는 제2 고압가스통(202)이 있는지, 아니면 제2 고압가스통(202)의 밸브 연결구(230)가 커넥터 홀더(311)에 정확히 연결되었는지를 판단하여 정상으로 판단하면 유로를 절환하고, 비정상으로 판단하면 에러를 발생함과 동시에 제1 고압가스통(201)으로부터 가스 공급을 계속 진행하면서 작업자가 이를 조치하여야 된다.
이는, 고압가스통(200)의 교체시점은 이물질이 라인으로 공급되는 현상을 방지할 목적으로 잔류하는 가스의 양이 약 5% 될 때, 제어부가 이를 판단함에 따라 교체하고자 하는 고압가스통에 가스가 남아 있어 남은 가스를 가스 공급라인을 통해 가스를 계속적으로 공급하여 공정을 진행하는 웨이퍼(wafer)에 불량이 발생되지 않도록 하기 위한 조치이다.
상기 제1 고압가스통(201)의 교체 시기는, 가공 공정에 따라 공급되는 가스의 종류가 다르므로 제어부가 제1 고압가스통(201)의 무게 또는 압력을 검출하여 설정치 이하인 경우에 판단함에 따라 이루어지게 된다.
상기한 바와 같이 가스 공급라인의 유로를 절환하여 제1 고압가스통(201)으로부터 가스의 공급을 중단하고 나면 상기 제1 고압가스통(201)의 밸브 핸들(220)을 자동으로 잠그는 제3 단계를 실시하게 된다.
상기 제1 고압가스통(201)의 밸브 핸들(220)을 자동으로 잠그거나, 여는 동작은 밸브 핸들 유닛(400)의 밸브 핸들 홀더(410)에 의해 이루어지나, 그 구성은 당해 분야의 전문가에 의해 다양한 형태로 적용 가능하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 제1 고압가스통(201)의 밸브 핸들(220)을 잠그고 나면 제1 고압가스통(201)이 연결되었던 가스 공급라인의 배관 내 잔존가스를 제거한 다음 배관의 내부를 청소한 후 감압시험 및 가압시험을 실시하여 정상으로 판단되면 상기 커넥터 홀더(311)로부터 제1 고압가스통(201)의 연결상태를 해제한 후 엔드 캡(240)으로 밸브 연결구(230)를 자동으로 잠그는 제 4 단계를 거치고 비정상으로 판단되면 에러를 발생하여 작업자가 이를 조치하도록 한다.
상기 고압가스통(200)의 밸브 연결구(230)에 엔드 캡(240)을 자동으로 잠그거나, 분리하는 작업이 연결 유닛(310)의 엔드 캡 홀더(312)에 의해 이루어지나, 이 또한 당해 분야의 전문가에 의해 다양한 형태로 적용 가능할 수 있음은 이해 가능한 것이다.
상기 제1 고압가스통(201)의 엔드 캡(240)을 잠그고 나면 상기 제1 고압가스통(201)을 새로운 제3 고압가스통(203)으로 교체하기 위해 하사점에 위치되었던 제1 오토 커플러(301)를 상사점까지 상승시켜 제1 고압가스통(201)으로부터 제1 오토 커플러(301)를 분리시키는 제5 단계를 실시하게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 제1 오토 커플러(301)를 승, 하강수단(800)에 의해 자동으로 상승시키게 된다.
도 7a와 같이 제1 오토 커플러(301)가 하사점에 위치된 상태에서 고정부재(325)에 설치된 액츄에이터(326)에 고압의 압축공기를 공급하면 로드(326a)가 하강하게 되고, 이에 따라 와이어(329)의 일단이 고정된 제1 오토 커플러(301)가 상사점까지 상승하는데, 상기 제1 오토 커플러(301)는 브라켓(320) 및 상판(321) 그리고 슬라이더(331)를 통해 연결되어 있어 상기 슬라이더(331)가 LM가이드(324)에 안내되어 안정적으로 상사점까지 상승하게 된다.
상기한 바와 같이 제1 오토 커플러(301)가 상사점까지 상승하면 제1 오토 커플러(301)의 하부에 고정되었던 가이드 블럭(710)의 가이드 핀(711)이 얼라인 블럭(720)의 얼라인 구멍(721)에서 빠져나오게 되므로 제1 고압가스통(201)의 교체가 가능해지게 된다.
그러나 필요에 따라 제1 오토 커플러(301)를 작업자에 의해 수동으로 상사점까지 상승시켜 실시할 수도 있음은 이해 가능한 것이다
*상기 제1 오토 커플러(301)가 상사점까지 상승하고 나면 제1 고압가스통(201)의 커넥터 홀더(311)에 가스켓을 삽입하여 기밀을 유지하는 경우에는 상기 커넥터 홀더(311)로부터 사용하고 난 가스켓을 제거하는 제6 단계를 실시하게 된다.
상기 커넥터 홀더(311)로부터 사용하고 난 가스켓을 제거하고 나면 커넥터 홀더(311)에 가스켓이 잔류하는지를 센서(도시는 생략함)를 이용하여 확인한 다음 가스켓이 잔류하고 있으면 에러를 발생시켜 작업자가 이를 조치하도록 하지만, 잔류하는 가스켓이 없으면 사용하고 난 가스켓이 제거된 커넥터 홀더(311)에 새로운 가스켓을 삽입하는 제7 단계를 실시하게 된다.
상기 커넥터 홀더(311)에 새로운 가스켓을 삽입하고 나면 커넥터 홀더(311)에 가스켓이 정확히 삽입되었는지를 센서(도시는 생략함)를 이용하여 확인하여 새로운 가스켓이 없으면 에러를 발생시켜 작업자가 이를 조치하도록 한다.
상기 커넥터 홀더(311)로부터 사용하고 난 가스켓을 제거하거나, 삽입하는 동작을 가스켓 자동교체수단(500)에 의해 자동으로 실시하여도 되지만, 작업자가 수동으로 실시할 수도 있음은 이해 가능한 것이다.
그러나 가스켓을 사용하지 않고 기밀을 유지하는 타입에서는 가스켓을 교체할 필요가 없으므로 가스켓을 교체하는 작업을 실시하지 않는다.
따라서 가스켓을 사용하여 기밀을 유지하는 타입에서 상기 커넥터 홀더(311)에 가스켓을 교체하고 나면 작업자가 캐비닛(100)의 도어(110)를 열고 제1 고압가스통(201)을 꺼낸 다음 제1 고압가스통(201)의 상부에 조립되었던 얼라인 블럭(720)을 분리하여 보관하였다가 캐비닛(100)의 내부에 새로운 고압가스통인 제3 고압가스통(203)을 투입한 후 분리하였던 얼라인 블럭(720)을 제3 고압가스통(203)의 밸브(210)에 조립하는 제8 단계를 실시하게 된다.
상기 캐비닛(100)의 내부에 투입된 제3 고압가스통(203)은 도 2와 같이 캐비닛(100)의 배면에 고정된 가이드(130)에 의해 가 정렬되고, 밴드(140)에 의해 고정되어 넘어지지 않도록 지지되는데, 이때 상기 제3 고압가스통(203)은 움직이지 않도록 고정되는 것이 아니라 약간의 유동은 가능한 상태로 지지된다.
이는, 후공정에서 제1 오토 커플러(301)를 하강시켜 얼라인수단(700)에 의해 얼라인을 하기 위해 제3 고압가스통(203)의 상부를 미세 조절할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 제3 고압가스통(203)에 얼라인 블럭(720)을 조립한 다음 작업자가 상사점에 위치되어 있던 제1 오토 커플러(301)를 하강시키면 액츄에이터(326)에 저압의 압축공기가 작용하고 있어 상기 제1 오토 커플러(301)와 힘의 균형을 유지하게 되므로 제1 오토 커플러(301)을 적은 힘으로도 하강시킬 수 있게 된다.
상기 제1 오토 커플러(301)가 하강할 때 작업자가 가이드 핀(711)의 위치를 육안으로 식별하면서 제3 고압가스통(203)의 상부에 조립된 얼라인 블럭(720)의 얼라인 구멍(711)으로 가이드 핀(711)이 삽입되도록 제3 고압가스통(203)의 위치를 미세 조절하면 상기 제1 오토 커플러(301)가 제3 고압가스통(203)을 얼라인시킬 때, 상기 제1 오토 커플러(301)에 고정된 중심 축(322)이 상판(321)의 통공(321a)에 전, 후, 좌, 우로 유동 가능하게 결합되어 있어 가이드 핀(711)이 얼라인 구멍(721)으로 정확하게 삽입되어 제3 고압가스통(203)의 얼라인이 이루어지고, 제3 고압가스통(203)의 얼라인이 완료되고 나면 도어(110)를 닫는 제9 단계를 실시하게 된다.
상기 제3 고압가스통(203)의 얼라인이 완료된 상태에서는 엔드 캡 홀더(312) 및 커넥터 홀더(311)와 밸브 연결구(230)가 수평선상에 위치된다.
상기 캐비닛(100)의 내부에 제3 고압가스통(203)을 투입하여 고압가스통의 교체가 완료되면 작업자가 스크린(120)을 터치하여 새로운 제3 고압가스통(203)의 정보인 가스의 종류, 바코드, 무게 등을 입력한 다음 캐비닛(100)의 도어(110)를 닫고 고압가스통의 교체가 완료되었음을 확인하는 버튼을 터치하게 된다.
상기한 바와 같은 동작으로 캐비닛(100)에 투입된 제3 고압가스통(203)의 얼라인을 완료하고 나면 제1 오토 커플러(301)의 도킹이 정확히 이루어졌는지를 근접센서(도시는 생략함)가 확인하여 정상이면 다음 단계를 수행하고 얼라인 위치가 어긋나 비정상이면 에러를 발생시켜 작업자가 닫았던 도어(110)를 열고 제3 고압가스통(203)을 꺼낸 다음 재투입한 후 도어(110)를 닫는 작업을 수행하게 된다.
상기 제1 오토 커플러(301)의 도킹이 정확히 이루어졌으면 연결 유닛(310)의 앤드 캡 홀더(312)를 이용하여 제3 고압가스통(203)으로부터 앤드 캡(240)을 분리한 다음 별도의 센서(도시는 생략함)가 밸브 연결구(230)에서 엔드 캡(240)이 분리되었는지를 판단하여 앤드 캡(240)의 분리가 되었으면 제3 고압가스통(203)의 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결하고 엔드 캡(240)이 분리되지 않았으면 에러를 발생시켜 작업자가 이를 조치하는 제10 단계를 실시하게 된다.
상기 제3 고압가스통(203)에서 엔드 캡(240)을 제거한 다음 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결한 후 상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열기 전에 비상사태 시 밸브 핸들(220)이 자동으로 잠기도록 밸브 핸들 유닛(400)의 축(도시는 생략함)에 태엽을 감는 동작을 더 실시하는 것이 보다 바람직하다.
이는, 제3 고압가스통(203)의 가스를 가스배관을 통해 가스 공급라인으로 공급하는 과정에서 갑작스런 진동이나 지진 등으로 인해 가스가 누출되거나, 정전시 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 자동으로 잠가 가스의 누출로 인한 안전사고가 발생되는 현상을 근본적으로 해소할 수 있도록 하기 위한 것이다.
상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)이 잠기도록 밸브 핸들 유닛(400)의 축에 태엽(도시는 생략함)을 감고 나면 밸브 핸들 유닛(400)의 밸브 핸들 홀더(410)를 회전시켜 상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열어 대기하는 제11 단계를 실시하게 된다.
상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열고 나면 배관 내의 감압시험 및 가압시험을 더 실시하는 것이 보다 바람직하다.
지금까지 설명한 것은, 제1 오토 커플러(301)를 이용하여 사용하고 난 제1 고압가스통(201)을 제거한 다음 제3 고압가스통(203)을 투입하는 과정을 설명하였으나, 제2 오토 커플러(302)를 이용하여 제2 고압가스통(202)을 교체하는 과정도 동일하게 이루어진다.
본 발명의 일 실시 예에서는 캐비닛(100)에 2개의 고압가스통(200)을 내장하여 고압가스통(200) 내의 가스가 설정치 이하인 경우에 가스를 공급하고 난 고압가스통을 자동으로 교체하도록 설명하고 있으나, 캐비닛(100)에 고압가스통(200)을 3 ∼ 4개 또는 그 이상 내장하고, 내장되는 고압가스통과 동일한 개수의 오토 커플러(300)를 설치하여 제어부로부터 고압가스통(200)의 교체 시기가 검출될 때마다 고압가스통(200)을 순차적으로 교체할 수도 있음은 이해 가능한 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
[부호의 설명]
100 : 캐비닛 110 : 도어
120 : 스크린 200 : 고압가스통
210 : 밸브 220 : 밸브 핸들
230 : 밸브 연결구 240 : 핸드 캡
300 : 오토 커플러 310 : 연결유닛
311 : 커넥터 홀더 312 : 엔드 캡 홀더
321a : 통공 322 : 축
326 : 액츄에이터 400 : 밸브 핸들 유닛
410 : 밸브 핸들 홀더 500 : 가스켓 자동교체수단
700 : 얼라인수단 710 : 가이드 블럭
711 : 가이드 핀 720 : 얼라인 블록
721 : 얼라인 구멍 800 : 승, 하강수단

Claims (20)

  1. 캐비닛(100)의 내부에 제1, 2 고압가스통(201)(202)을 투입하고 전, 후, 좌, 우로 유동 가능하게 설치된 제1, 2 오토 커플러(301)(302)를 각각 하강시켜 얼라인수단(700)에 의해 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 얼라인을 완료한 다음 제1, 2 고압가스통(201)(202)으로부터 각각 엔드 캡(240)을 분리한 후 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결하여 제1 고압가스통(201)의 가스를 가스 공급라인으로 공급하고, 제2 고압가스통(202)은 가스의 공급을 대기하는 제1 단계와, 상기 제1 고압가스통(201)으로부터 가스를 공급하는 도중 제어부에 의해 제1 고압가스통(201)의 교체 시기가 검출되면 유로를 절환하여 제1 고압가스통(201)으로부터의 가스 공급을 중단하고, 제2 고압가스통(202)에서 가스 공급라인으로 가스를 공급하는 제2 단계와, 상기 제1 고압가스통(201)의 밸브 핸들(220)을 자동으로 잠그는 제3 단계와, 상기 커넥터 홀더(311)로부터 제1 고압가스통(201)의 연결상태를 해제한 후 엔드 캡(240)으로 밸브 연결구(230)를 잠그는 제 4 단계와, 제1 오토 커플러(301)를 상사점까지 상승시켜 제1 고압가스통(201)으로부터 제1 오토 커플러(301)를 분리하는 제5 단계와, 상기 캐비닛(100)의 도어(110)를 열고 제1 고압가스통(201)을 제거한 다음 캐비닛(100)에 제3 고압가스통(203)을 투입하는 제8 단계와, 상기 제1 오토 커플러(301)를 하강시키면서 밸브 연결구(230)의 중심과 커넥터 홀더(311)의 중심을 얼라인시킨 다음 도어(110)를 닫는 제9 단계와, 상기 제3 고압가스통(203)으로부터 엔드 캡(240)을 제거한 다음 밸브 연결구(230)를 커넥터 홀더(311)에 연결하는 제10 단계와, 상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열어 대기하는 제11 단계가 순차적으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 고압가스통(201)으로부터 제1 오토 커플러(301)를 분리하는 제5 단계를 실시 후 상기 커넥터 홀더(311)로부터 사용하고 난 가스켓을 제거하는 제6 단계와, 상기 커넥터 홀더(311)에 새로운 가스켓을 삽입하는 제7 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 교체 시기는, 제어부가 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 무게 또는 압력을 검출하여 설정치 이하인 경우에 판단하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 밸브 핸들(220)의 개폐는 밸브 핸들 유닛(400)을 구성하는 밸브 핸들 홀더(410)의 회전에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1, 2 고압가스통(201)(202)의 밸브 연결구(230)에 엔드 캡(240)을 잠그거나, 분리하는 작업이 연결 유닛(310)의 엔드 캡 홀더(312)에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제6 단계에서 커넥터 홀더(311)로부터 가스켓을 제거하는 시점은, 제1 오토 커플러(301)가 상사점에 도달하였을 때 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 커넥터 홀더(311)로부터 사용하고 난 가스켓을 제거한 다음 가스켓의 잔류 유무를 확인하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 커넥터 홀더(311)에서 사용하고 난 가스켓을 제거하거나, 새로운 가스켓을 삽입하는 동작이 가스켓 자동교체수단(500)에 의해 자동으로 이루어지거나, 작업자에 의해 수동으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1, 2 오토 커플러(301)(302)를 액츄에이터(326)에 의해 자동으로 승, 하강하거나, 작업자에 의해 수동으로 승, 하강 가능하게 설치하여 제1, 2 오토 커플러(301)(302)가 하강할 때 제3 고압가스통(203)의 얼라인이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 얼라인수단(700)으로 제3 고압가스통(203)에 복수 개의 얼라인 구멍(721)이 형성된 얼라인 블럭(720)을 착탈 가능하게 설치하고 제1, 2 오토 커플러(301)(302)에는 가이드 핀(711)이 형성된 가이드 블럭(710)을 고정하여 제1 오토 커플러(301)의 하강으로 가이드 핀(711)이 가이드 구멍(721)에 끼워짐에 따라 제3 고압가스통(203)의 얼라인이 이루어지도록 한 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  11. 청구항 1 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 제9 단계에서 제1 오토 커플러(301)가 하강한 상태에서 제3 고압가스통(203)에 정확하게 도킹되었는지를 확인하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 가이드 블럭(710)에 센싱수단을 구비하여 상기 제1 오토 커플러(301)의 하강으로 센싱수단이 얼라인 블럭(720)을 감지함에 따라 제1 오토 커플러(301)가 제3 고압가스통(203)에 정확히 도킹되었는지를 확인하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 커넥터 홀더(311)에 새로운 가스켓을 삽입하기 전에 사용하고 난 가스켓이 잔류하는 지를 확인하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 커넥터 홀더(311)에 사용하고 난 가스켓의 잔류 여부를 확인하기 전에 커넥터 홀더(311)에서 가스켓을 제거하는 단계를 1번 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  15. 청구항 2에 있어서,
    상기 제7 단계 이후, 커넥터 홀더(311)에 새로운 가스켓이 삽입되었는지를 확인하는 단계를 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 고압가스통(201)의 밸브 핸들(220)을 잠그고 나면 배관 내의 잔존가스를 제거한 다음 청소를 하고 감압시험 및 가압시험을 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 캐비닛(100)에 제3 고압가스통(203)을 투입하고 나면 작업자가 제3 고압가스통(203)의 정보를 스크린(120)을 통해 제어부에 입력한 다음 도어(110)를 닫는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  18. 청구항 7 또는 청구항 13에 있어서,
    상기 커넥터 홀더(311)에 사용하고 난 가스켓의 유무를 확인하는 단계에서 가스켓이 검출되면 알림수단에 의해 이를 작업자에게 알려 에러를 조치하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열고 나면 배관 내의 감압시험 및 가압시험을 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제3 고압가스통(203)의 밸브 핸들(220)을 열기 전에 비상사태 시 밸브 핸들(220)이 자동으로 잠기도록 밸브 핸들 유닛(400)을 구성하는 밸브 핸들 홀더(410)의 축에 태엽을 감는 동작을 더 실시하는 것을 특징으로 하는 고압가스통의 반자동 교체방법.
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