KR100772020B1 - 기밀성이 강화된 앵글밸브 - Google Patents

기밀성이 강화된 앵글밸브 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기밀성이 강화된 앵글밸브에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 기밀성이 강화된 앵글밸브는, 내부에 형성된 중공과, 챔버와 상기 중공을 연결하는 제1통로와, 상기 중공과 진공펌프를 연결하는 제2통로를 갖는 제1몸체; 상기 제1몸체의 제1통로와 대향되는 곳에 결합되고, 중앙부에 제1관통홀이 형성되며, 내측에 벨로우즈가 구비되어 있는 제2몸체; 상기 제2몸체에 결합되고, 중앙부에 제2관통홀이 형성된 실플레이트를 포함하는 실린더; 상기 실린더 내에서 왕복되는 피스톤; 상기 피스톤에 연결되어 상기 제1관통홀 및 제2관통홀을 통과하는 샤프트; 상기 샤프트에 결합되어 제 1통로를 개폐하는 밀폐판; 및 상기 제 2몸체와 맞닿는 상기 밀폐판의 후면에 결합되는 오링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 기밀성이 강화된 앵글밸브에 의하면, 제2몸체와 맞닿는 밀폐판의 후면 또는 밀폐판과 맞닿는 제2몸체에 오링을 구비하여 F라디칼 가스에 의하여 파티클이 생성되는 것을 방지함으로써, 챔버의 오염을 방지할 수 있는 장점이 있다.
제1,2몸체, 밀폐판, 오링

Description

기밀성이 강화된 앵글밸브{Angle valve with strengthen airtight}
도 1은 종래의 앵글밸브의 구성을 보인 단면도,
도 2는 본 발명의 기밀성이 강화된 앵글밸브의 닫혔을때의 상태를 보인 측면도,
도 3은 본 발명의 기밀성이 강화된 앵글밸브의 열렸을때의 상태를 보인 측면도,
도 4는 본 발명의 기밀성이 강화된 앵글밸브의 제2몸체에 오링이 결합되어 있는 상태를 보인 설명도이다.
*도면의 주요부위에 대한 부호의 설명*
100: 제1몸체 110: 제1통로
120: 제2통로 130: 중공
200: 제2몸체 210: 제1관통홀
220: 벨로우즈 230: 벨로우즈 고정부
240: 샤프트 안내부 300: 실린더
310: 실플레이트 311: 제2관통홀
320: 피스톤 330: 샤프트
331: 코일스프링 400: 밀폐판
405, 410: 오링
본 발명은 기밀성이 강화된 앵글밸브에 관한 것으로서, 더 상세하게는 제2몸체와 맞닿는 밀폐판의 후면 또는 밀폐판과 맞닿는 제2몸체에 오링을 구비하여 F라디칼 가스에 의하여 파티클이 생성되는 것을 방지함으로써, 챔버의 오염을 방지할 수 있는 기밀성이 강화된 앵글밸브에 관한 것이다.
일반적으로 반도체나 엘씨디는 고정밀도를 가지므로 높은 청결도와 특수한 제조기술이 요구되고 있다. 이러한 이유로 반도체 소자는 공기중에 포함된 이물질의 접촉을 가장 완벽하게 차단할 수 있는 진공상태에서 제조되어 진다. 따라서 반도체 제조장치의 진공 작업구역과 대기와의 밀폐 기술도 반도체 제품의 품질에 많은 영향을 주게 된다. 상기와 같은 반도체를 제조하기 위한 공정은 반도체 소자의 집적공정이 이루어지는 챔버내의 공기와 이에 포함된 오염원을 세정하여 진공펌프를 사용하여 배출시키게 되는데, 오염원을 세정하는 장치를 플라즈마 세정모듈이라 한다.
챔버와 플라즈마 세정모듈과의 사이에는 앵글밸브가 일반적으로 설치되는 데, 상기 앵글밸브는 세정모듈을 통과한 유체를 챔버로 전달하거나 차단하는 기능을 수행한다.
도 1에는 본 출원인에 의하여 등록된 대한민국 등록특허공보 제 10-0448173호의 "센서 감지형 앵글밸브"가 개재되어 있다.
도 1을 참조하면, 종래의 앵글밸브는 내부에 형성된 중공(12)과, 챔버와 상기 중공(12)을 연결하는 제 1통로(14)와, 상기 중공(12)과 진공펌프를 연결하는 제 2통로(16)를 갖는 몸체(10); 상기 중공(12)으로부터 외부로 형성된 개구부(18)에 결합되고, 중심에 관통공(62)이 형성된 실플레이트(60); 상기 개구부(18)의 외측에서 상기 몸체(10)에 결합된 에어실린더(30); 상기 에어실린더(30) 내에서 왕복되는 피스톤(32); 상기 에어실린더(30) 내에서 상기 피스톤(32)을 탄성지지하는 압축스프링(34); 상기 압축스프링(34)과 대향되는 방향에서 상기 피스톤(32)에 연결되고, 상기 관통공(62)으로 통과된 샤프트(40); 상기 중공(12) 내에서 상기 실플레이트(60)에 결합된 벨로우즈(50); 상기 벨로우즈(50)의 상부에서 상기 샤프트(40)에 결합되어 제 1통로(14)를 개폐하는 밀폐판(44);을 갖는 센서 감지형 앵글밸브에 있어서,
상기 관통공(62)에는 상기 샤프트(40)를 가이드하는 제 2오링(72) 및 부싱(74)이 결합되고;상기 샤프트(40)의 선단에는 나사부(42)가 형성되고, 상기 밀폐판(44)에는 상기 나사부(42)가 결합되는 너트부(46)가 형성되며; 상기 피스톤(32)에는 링형의 마그네트(80)가 결합되고, 상기 마그네트(80)의 자기장을 감지하는 한쌍 의 홀센서(미도시)가 브래킷(미도시)에 의해 상기 에어실린더(30)의 외부에 부착된 것을 특징으로 한다.
한편, 반도체 제조공정에서는 챔버내를 세척하기 위하여 NF3, F2, C2F6, C3F6 등의 F계열의 할로겐 종류의 세정용 가스를 사용하게 되는데, F계열의 세정용 가스를 플라즈마 등에 의해 분해하여 F라디칼 가스가 발생하며, 상기 F라디칼 가스가 밸브내로 유입되면 밸브내의 스테인리스 스틸(SUS) 또는 철(Fe)로 이루어진 벨로우즈 등에 노출되면 반응에 의해 파티클이 생성된다. 이러한 파티클이 밸브를 통과하여 챔버로 유입되면, 챔버를 오염시키게 된다.
그러나, 종래의 앵글밸브는 중공(12) 부분이 개방되어 있는 구조이므로, 챔버의 세정용 가스로 NF3, F2, C2F6, C3F6 등과 같은 F계열의 할로겐 가스를 사용할 경우에, F라디칼 가스가 밸브내의 스테인리스 스틸(SUS)이나 철이 함유된 압축스프링(34) 또는 벨로우즈(50)에 노출되어 파티클이 발생하게 되고, 이러한 파티클이 다시 챔버에 유입되어 챔버를 오염시키는 문제점이 있었다.
또한, 발생된 파티클이 밸브내부에 유착되어 밸브의 수명이 단축되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서 본 발명의 목적은 제2몸체와 맞닿는 밀폐판의 후면 또는 밀폐판과 맞닿는 제2몸체에 오링을 구비하여 F라디칼 가스에 의하여 파티클이 생성되는 것을 방지함으로써, 챔버로 파티클이 유입되는 것을 방지하여 결과적으로 챔버의 오염을 방지하는 기밀성이 강화된 앵글밸브를 제공하는 것이다.
또한, 밸브내에 파티클이 고착되는 것을 방지하여 밸브의 수명을 증가시키는 기밀성이 강화된 앵글밸브를 제공하는 것이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명에 따른 기밀성이 강화된 앵글밸브는 내부에 형성된 중공과, 챔버와 상기 중공을 연결하는 제1통로와, 상기 중공과 진공펌프를 연결하는 제2통로를 갖는 제1몸체; 상기 제1몸체의 제1통로와 대향되는 곳에 결합되고, 중앙부에 제1관통홀이 형성되며, 내측에 벨로우즈가 구비되어 있는 제2몸체; 상기 제2몸체에 결합되고, 중앙부에 제2관통홀이 형성된 실플레이트를 포함하는 실린더; 상기 실린더 내에서 왕복되는 피스톤; 상기 피스톤에 연결되어 상기 제1관통홀 및 제2관통홀을 통과하는 샤프트; 상기 샤프트에 결합되어 제 1통로를 개폐하는 밀폐판; 및 상기 제 2몸체와 맞닿는 상기 밀폐판의 후면 또는 상기 밀폐판과 맞닿는 상기 제2몸체에 결합되는 오링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제2몸체에는 상기 벨로우즈가 고정되는 벨로우즈 고정부 및 상기 샤프트의 이동과 함께 움직이며, 상기 샤프트의 이동을 안내하는 샤프트 안내부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 오링은 테프론 재질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 샤프트에는 코일스프링이 끼워져 있는 것을 특징으로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 기밀성이 강화된 앵글밸브의 닫혔을때의 상태를 보인 측면도이며, 도 3은 본 발명의 기밀성이 강화된 앵글밸브의 열렸을때의 상태를 보인 측면도이고, 도 4는 본 발명의 기밀성이 강화된 앵글밸브의 제2몸체에 오링이 결합되어 있는 상태를 보인 설명도이다.
도 2 내지 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 기밀성이 강화된 앵글밸브는 제1몸체(100), 제2몸체(200), 실린더(300), 밀폐판(400)이 포함된다.
상기 제1몸체(100)는 플라즈마 세정모듈에서 챔버로 유체의 이동을 가능하게 하는 통로로서, 플라즈마 세정모듈에 연결되는 제1통로(110) 및 챔버에 연결되는 제2통로(120)가 구비된다.
상기 제1몸체(100)는 후술할 밀폐판(400)이 이동 가능하도록 내부에 중공(130)이 형성된다.
상기 제2몸체(200)는 상기 제1몸체(100)에 형성되어 있는 상기 제1통로(110) 와 대향되는 곳에 결합되는 것으로서, 후술할 샤프트(330)가 이동 가능하도록 중앙부에 제1관통홀(210)이 형성되는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 본 발명에 있어서, 상기 제1몸체(100)에 연장되는 상기 제2몸체(200)가 구비되는 것이 특징으로서, 상기 제2몸체(200)내에 벨로우즈(220)를 위치시키고, 후술할 밀폐판(400)과 맞닿는 상기 제2몸체(200)에 오링(410)을 형성함으로써, 종래의 밸브의 구조적인 문제로 인하여 유체의 이동시에 F라디칼 가스에 의하여 파티클이 생성되는 문제점을 해결하는 것이 가능한 것이다.
상기 벨로우즈(220)의 일측은 상기 제2몸체(200)의 내부에 위치한 벨로우즈 고정부(230)에 의하여 고정되며, 타측은 상기 제2몸체(200)의 내부에서 후술할 샤프트(330)의 구동에 따라 함께 이동되는 샤프트 안내부(240)에 연결되는 것이 바람직하다. 이로 인하여, 상기 벨로우즈(220)는 상기 샤프트 안내부(240)의 이동에 따라 팽창 및 수축을 반복하며 신축작용을 하게 되는 것이다.
상기 벨로우즈(220)는 장기간 지속적으로 팽창 및 수축이 발생하는 경우에 주름부위가 반복적으로 신축함에 따라 주름부위가 갈라지거나 찢어지는 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하여 주름사이에 강화링이 구비되는 것이 바람직하다.
상기 실린더(300)는 상기 제2몸체(200)에 결합되어 밸브를 구동시키는 것으로서, 상기 벨로우즈 고정부(230)와 맞닿는 부분에 실플레이트(310)가 구비되는 것이 좋다.
상기 실플레이트(310)는 샤프트(330)의 이동이 가능하도록 중앙부에 제2관통 홀(311)이 형성되며, 상기 실린더(300)에 압축공기가 유입되어 피스톤(320)이 구동될 때에 상기 피스톤(320)의 이동범위를 조절하게 된다.
상기 피스톤(320)에는 샤프트(330)가 연결되어 상기 피스톤(320)의 움직임에 따라 함께 이동하게 되는데, 상기 샤프트(330)의 끝단에는 후술할 밀폐판(400)이 결합되어 제1통로(110)를 개폐하게 된다.
한편, 상기 샤프트(330)에는 상기 샤프트 안내부(240)가 결합되는 것이 바람직하다. 상기 샤프트 안내부(240)는 상기 샤프트(330)가 이동할 때에 상기 제1관통홀(210) 및 제2관통홀(311)을 이탈하지 않고 평행하게 이동할 수 있도록 안내하는 역할을 한다.
또한, 상기 샤프트(330)에는 코일스프링(331)이 끼워져 상기 실린더(300)에 압축공기가 유입되지 않을 경우에는 그 탄성력으로 인하여 구동축을 이동시켜 밸브가 닫히도록 하는 것이 좋다. 바람직하게는 상기 코일스프링(331)은 일측은 상기 실플레이트(310)에 고정되며, 타측은 상기 샤프트 안내부(240)에 고정되어, 타측에 연결된 상기 샤프트 안내부(240)의 이동에 따라 상기 벨로우즈(220)와 함께 팽창 및 수축이 반복되도록 하는 것이 좋다.
상기 밀폐판(400)은 상기 샤프트(330)에 결합되어 상기 제1통로(110)를 개폐하는 것으로서, 밸브가 닫혀있을 때에 챔버에서 진공펌프로 유체가 이동되지 않도록 상기 제1통로(110)와 맞닿는 전면부에 오링(405)이 결합되는 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 제2몸체(200)와 맞닿는 상기 밀폐판(400)의 후면 즉, 상기 밀폐판(400)의 전면부에 결합되어 있는 오링(405)과 대향되는 곳에도 오링(410)이 형성되는 것이 특징으로서, 상기 오링(410)을 구비함으로써 상기 제2몸체(200)와 상기 밀폐판(400)의 틈새를 차단하여 기밀성이 강화되는 것이다. 따라서, 밸브가 열렸을때 상기 제2몸체(200) 및 실린더(300)로 F 라디칼 가스가 유입되는 것을 차단하는 것이 가능하게 된다.
이하에서는 상기와 같은 구성으로 된 기밀성이 강화된 앵글밸브의 작용을 설명한다.
먼저, 기밀성이 강화된 앵글밸브가 닫히는 과정을 설명한다.
도 2 및 3을 참조하여 기밀성이 강화된 앵글밸브의 닫히는 과정을 설명하면, 열려있는 상태에서는 밀폐판(400)이 제2몸체(200)의 제1관통홀(210)을 폐쇄하여 플라즈마 세정모듈에서 챔버로 유체가 이동시에 제2몸체(200) 내부로 유체가 유입되는 것을 방지하게 된다. 이때, 밸브를 닫기 위해서 압축공기를 차단하면, 수축되어 있던 코일스프링(331)이 탄성력이 작용하여 팽창하게 되면서 코일스프링(331)과 연결되어 있는 샤프트 안내부(240)를 이동시키게 되며, 샤프트 안내부(240)와 결합되어 있는 피스톤(320)이 실플레이트(310)방향으로 이동하게 되며, 샤프트 안내부(240)와 연결되어 있는 상기 샤프트(330)의 끝단부에 결합되어 있는 밀폐판(400)이 제1통로(110)를 폐쇄하여 플라즈마 세정모듈에서 챔버로 유체가 흐르는 것을 차단하게 된다.
다음으로, 기밀성이 강화된 앵글밸브가 열리는 과정을 설명한다.
도 2 및 3을 참조하여 기밀성이 강화된 앵글밸브의 열리는 과정을 설명하면, 닫혀있는 상태에서는 밀폐판(400)이 제1통로(110)를 폐쇄하여 플라즈마 세정모듈에서 챔버로 유체가 이동하지 못하게 된다. 이때, 밸브를 열기 위해서 압축공기를 주입하면, 피스톤(320)이 실플레이트(310)와 대향되는 방향으로 이동하게 되며, 상기 피스톤(320)과 연결되어 있는 샤프트(330)가 함께 이동하게 된다. 상기 샤프트(330)가 이동하면, 상기 샤프트(330)에 연결되어 있는 밀폐판(400)이 이동되어 제1통로(110)를 개방하게 되는 것이다. 이때, 상기 밀폐판(400)의 후면과 제2몸체(200)가 맞닿는 부분에는 제1통로(110)를 통하여 유입된 F라디칼 가스가 제2몸체(200) 내부로 유입되지 않도록 오링(410)이 결합되어 기밀성을 강화시키는 것이 바람직하다.
도면과 명세서에서 최적 실시 예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명에 따르면 제2몸체와 맞닿는 밀폐판의 후면 또는 밀폐판과 맞닿는 제2몸체에 오링을 구비하여 F라디칼 가스에 의하여 파티클이 생성되는 것을 방지함으로써, 밸브의 수명을 연장시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 밸브내에 파티클이 고착되는 것을 방지하여 밸브의 수명을 증가시키는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 내부에 형성된 중공과, 챔버와 상기 중공을 연결하는 제1통로와, 상기 중공과 진공펌프를 연결하는 제2통로를 갖는 제1몸체;
    상기 제1몸체의 제1통로와 대향되는 곳에 결합되고, 중앙부에 제1관통홀이 형성되며, 내측에 벨로우즈가 구비되어 있는 제2몸체;
    상기 제2몸체에 결합되고, 중앙부에 제2관통홀이 형성된 실플레이트를 포함하는 실린더;
    상기 실린더 내에서 왕복되는 피스톤;
    상기 피스톤에 연결되어 상기 제1관통홀 및 제2관통홀을 통과하는 샤프트;
    상기 샤프트에 결합되어 제1통로를 개폐하는 밀폐판; 및
    상기 제2몸체와 맞닿는 상기 밀폐판의 후면 또는 상기 밀폐판과 맞닿는 상기 제2몸체에 결합되는 오링;을 포함하되, 상기 제2몸체에는 상기 벨로우즈가 고정되는 벨로우즈 고정부와 상기 샤프트의 이동과 함께 움직이며 상기 샤프트의 이동을 안내하는 샤프트 안내부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기밀성이 강화된 앵글밸브.
  2. 삭제
  3. 청구항 제1에 있어서,
    상기 오링은 테프론 재질인 것을 특징으로 하는 기밀성이 강화된 앵글밸브.
  4. 청구항 제1에 있어서,
    상기 샤프트에는 코일스프링이 끼워져 있는 것을 특징으로 하는 기밀성이 강화된 앵글밸브.
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