KR20040065040A - Rotating spray apparatus for tube cleaning - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rotary type injection device for cleaning tube is provided to easily regulating the rotation speed and the rising height according to the supplied fluid, to make the internal corrosion problem zero, and to make the uniform injection of fluid and the easy cleaning of large-sized tube possible. CONSTITUTION: The rotary type injection device for cleaning tube, in which the down opened tube is cleaned in the vertically erected state, includes; a constituting unit, in which the injection device is arranged on the lower center of the tube inside a separating device and the outer fluid is flowed in; a body(1,2) connected with fluid supply line outside the injection device; an impeller(3) rotating inside the body; a flow path(5) to rotate the impeller(3); a rotation shaft(4) connected with an injection nozzle(6) in the impeller(3); an injection nozzle(6) connected with the rotation shaft(4); and bearings(7,8) making the rotation smooth.

Description

튜브 세척용 회전식 분사장치 {ROTATING SPRAY APPARATUS FOR TUBE CLEANING}ROTATING SPRAY APPARATUS FOR TUBE CLEANING}

본 발명은 반도체 제조장치에 사용되는 대형 튜브를 세척 함에 있어서, 공급되어진 유체에 의해 회전과 분사가 이루어지는 무동력 회전식 분사장치이다.The present invention is a non-powered rotary injector in which a large tube used in a semiconductor manufacturing apparatus is washed and rotated and injected by a supplied fluid.

반도체 제조 공정에는 에피텍시 형성 및 확산, 건식식각 등의 공정에 있어서 석영 튜브, SiC 튜브, 넓게는 그라스 류의 대형 튜브를 사용하게 된다. 이때 정기적으로 튜브에 부착된 불순물, 즉 각종 GAS의 혼합물의 제거가 필요하게 된다. 세척하는 약품은 주로 불소를 함유한 혼합물을 사용하여 튜브의 표면을 식각 처리 한다. 식각 후에는 순수를 사용하여 린스를 한다.In the semiconductor manufacturing process, quartz tubes, SiC tubes, and grass-type large tubes are used in epitaxial formation, diffusion, and dry etching. At this time, it is necessary to periodically remove impurities adhering to the tube, that is, a mixture of various GAS. Cleaning agents etch the surface of the tube primarily using a mixture containing fluorine. After etching, rinse with pure water.

약액과 순수를 번갈아 가며 세척을 하기 위해서는 가능한 한 전기장치가 들어가지 않는 형태의 무동력 분사 장치가 요구되고 있다.In order to clean the liquid and the pure water alternately, a non-powered spray device that does not have an electric device is required.

종래에는 모터를 이용한 분사방식을 적용하여 왔다. 이는 장기적으로 사용함에 있어서, 약품의 흄에 의한 부식과 약액이 모터 내로 침투하여 수명이 오래가지 못하는 문제점을 가지고 있다.Conventionally, the injection method using a motor has been applied. In the long-term use, there is a problem that the corrosion due to the fume of the chemical and the chemical liquid penetrates into the motor and thus does not last long.

모터를 사용 하지 않고 무동력으로 회전을 하는 방식도 있다. 하지만 이는 노즐의 원심력을 이용한 분사방식으로 분사노즐에서 분사되는 각도를 정확히 조절하기가 어려워 균일성을 유지하기에 난해한 점이 많다. 다시 말하면, 회전속도와 회전중의상승 높이 조절 문제 등이 그것이다.There is also a way to rotate without using a motor. However, this is difficult to maintain the uniformity because it is difficult to accurately control the angle injected from the injection nozzle by the injection method using the centrifugal force of the nozzle. In other words, the problem of rotational speed and rising height adjustment during rotation.

이와 같이 단지, 유체의 압력과 유속을 이용하여 회전속도의 조절과 상승 높이를 제어하기에는 어렵다.As such, it is difficult to control the rotational speed and control the elevation height by using the pressure and the flow velocity of the fluid.

전기와 기계부품의 조합으로 정밀제어가 가능하다. 예를 들면 회전속도는 전기장치 즉, 모터로 속도제어가 가능하고 상승높이는 압력으로 가능하다. 하지만 전자의 문제점 때문에 모터의 사용은 배제되고 있는 게 현 실정이다. 무동력의 속도조절과 상승높이 조절이 가능한 것을 계속 요구되고 있다.Precise control is possible by the combination of electric and mechanical parts. For example, the rotational speed can be controlled by an electric device, a motor, and the rising height can be controlled by a pressure. However, due to the problem of the former, the use of a motor is currently excluded. It is still required to be able to control the speed of the power and the height of ascent.

따라서 본 발명은 공급되어진 유체에 한해 회전속도와 상승높이를 쉽게 조절 할 수 있고, 내부의 부식 문제가 전혀 없고 균일한 유체의 분사가 이루어져 대형튜브를 손쉽게 세척할 수 있는 것을 그 목적으로 한다.Therefore, the present invention can easily adjust the rotational speed and the elevation height only for the supplied fluid, there is no problem of internal corrosion and the uniform fluid is made to be able to easily wash the large tube.

따라서, 본 발명의 목적은 전기 투입되지 않고 단지 공급되어진 유체에 의해 유체압력과 유속의 상호작용을 통하여 회전속도의 조절과 상승높이의 조절을 동시에 이룰 수 있는 것이다. 회전속도는 배출량으로 조절이 가능하며 상승 높이는 유입되는 압력과 배출되는 양으로 조절이 가능하다. 여기서 전제조건이 따른다. 유입되는 유체는 상승할 수 있는 압력이 있어야만 가능하다.Therefore, an object of the present invention is to achieve the control of the rotational speed and the adjustment of the elevation height through the interaction of the fluid pressure and the flow rate by the fluid supplied only without the electrical input. The speed of rotation can be controlled by the amount of discharge and the height of rise can be controlled by the amount of inlet pressure and the amount of discharge. Here is the precondition. Incoming fluid is only possible if there is a pressure to rise.

가장 적은 압력에서 가장 높은 상승 높이를 이루기 위해서는 첫째, 공급된 유체가 외부로 유출되는 것이 가장 적어야만 가능하다. 둘째로는 분사장치에 유입된 유체는 내부적으로 압력손실이 가장 적어야만 가능하다. 셋째, 유입된 유체는 최대의회전력을 줄 수 있도록 공급되어야 한다. 넷째, 분사 높이 조절은 물론, 회전속도 조절도 가능하도록 해야 한다. 이상 네 가지 전제조건을 만족하는 무동력 분사장치를 제작하는 것에 그 목적이 있다.In order to achieve the highest ascent pressure at the lowest pressure, firstly, it is only possible that the fluid supplied to the outside is minimal. Secondly, the fluid introduced into the injector is only possible with the lowest pressure loss internally. Third, the introduced fluid should be supplied to give maximum assembly power. Fourth, the injection height should be adjusted, as well as the rotation speed. The purpose is to produce a non-powered injection device that satisfies the above four preconditions.

회전력의 효율을 높이기 위해서는 터보형식의 고효율의 임펠러를 이용하고 외부로 유출되는 것을 최소로 하며 내부적 유체의 손실을 줄일 수 있도록 나선형의 유로가 필요하다. 그리고 회전 마찰계수를 줄이기 위해서 베어링이 필요하며 또한, 회전속도 및 상승 속도의 조절을 위해 유입 밸브 및 배출 밸브를 설치하는 것이 좋다. 회전시의 마찰과 회전축의 틈의 간격은 상호 반비례관계에 있다. 즉, 회전축과 몸체와의 틈이 넓으면 마찰이 적으며, 틈이 좁으면 마찰력은 커진다. 틈이 클 경우에는 분사장치 내부의 압력이 떨어져 상승되는 높이를 떨어뜨린다. 따라서 가능한 한 높이 상승할 수 있도록 좁은 틈을 가지며 회전속도의 재현성을 갖춘 간격이필요하다. 일반적인 씰링으로는 마찰력을 상승시킬 수 있기 때문에 유체가 윤활유 역할을 하게끔 간격을 가지는 게 중요하다.In order to improve the efficiency of the rotational force, a spiral flow path is required to use the turbo type high efficiency impeller, to minimize the outflow to the outside and to reduce the loss of the internal fluid. In addition, bearings are required to reduce the rotational friction coefficient, and inlet valves and outlet valves are preferably installed to control the rotational speed and the rising speed. The friction during rotation and the clearance between the shafts are in inverse proportion to each other. In other words, when the gap between the rotating shaft and the body is wide, the friction is small, and when the gap is narrow, the frictional force is large. If the gap is large, the pressure inside the injector drops and drops the elevation. Therefore, a gap with a narrow gap and reproducibility of rotational speed is needed to ascend as high as possible. It is important to space the fluid to act as a lubricating oil because normal sealing can increase friction.

도1은 본 발명에 따른 구성의 평면도;1 is a plan view of a configuration according to the present invention;

도2는 본 발명에 따른 구성의 측부 단면도;2 is a side cross-sectional view of a configuration according to the present invention;

도3은 본 발명에 따른 상부 분사노즐의 측부 단면도;Figure 3 is a side cross-sectional view of the upper jet nozzle according to the present invention;

도4는 본 발명에 따른 반구형의 분사노즐의 사시도;4 is a perspective view of a hemispherical jet nozzle according to the present invention;

도5는 본 발명의 외부 사시도;5 is an external perspective view of the present invention;

도6는 본 발명의 바람직한 실시예의 수직 튜브에 유체의 분사방향을Figure 6 shows the direction of injection of the fluid in the vertical tube of the preferred embodiment of the present invention

상세히 보여 주는 측면도;Side view showing details;

도7은 튜브상부의 세척 효과를 높이기 위해 분사노즐을 90도 회전Figure 7 rotates the spray nozzle 90 degrees to increase the cleaning effect on the upper tube

시켜 본 유체의 분사방향을 상세히 보여 주는 측면도;Side view showing the injection direction of the fluid in detail;

도8은 모터를 이용한 종래 회전식 분사노즐의 단면도8 is a cross-sectional view of a conventional rotary jet nozzle using a motor

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 몸체상부 2 : 몸체하부 3 : 임펠러1: upper body 2: lower body 3: impeller

4 : 회전축 5 : 유로 6 : 분사노즐4: Rotating shaft 5: Euro 6: Injection nozzle

7 : 상부베어링 8 : 하부베어링 9 : 오링7: upper bearing 8: lower bearing 9: O-ring

10 : 유체 유입구 11 : 유체 배출구 12,13 : 튜브10 fluid inlet 11 fluid outlet 12,13 tube

14 : 모터14: motor

이하에서, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 단면도와 사시도 그리고, 예시된 실시 예를 참조하여 더욱 상세히 설명한다.In the following, the present invention for achieving the above object will be described in more detail with reference to the accompanying cross-sectional view and perspective view, and the illustrated embodiment.

도6와 도7에 있는 원통형의 튜브(12,13)를 세척의 대상으로 하고 있으며 그 하부에 분사장치가 위치 해 있어 분사방향을 나타내고 있는 실시예이다. 도6에서의 부가적인 설명은 상부측이 측부 방향 보다 구멍이 크거나 구멍수가 많을수록식각의 균일성이 높다. 왜냐하면 상부로 공급된 유체는 다시 하부로 내려오기 때문에 유체에 닿는 시간과 양이 하부가 길기 때문이다.6 and 7, the cylindrical tubes 12 and 13 are the objects to be cleaned, and the injection device is located at the lower portion thereof to show the injection direction. Further explanation in Fig. 6 shows that the greater the number of holes or the larger number of holes in the upper side than in the side direction, the higher the uniformity of etching. This is because the fluid supplied to the upper part is lowered back to the lower part, so the amount and time of contacting the fluid is long.

도1과 도2를 설명한다. 도1은 도2를 상부에서 본 단면도이고, 도2는 도1를 측면에서 본 단면도이다. 설비외부 또는 설비내부에서 유체의 공급원이 존재한다. 공급되는 유체가 몸체상부(1)로 유입이 되고 유입구(10) 이전에 도시되지 않은 유량조절용 밸브가 있다. 유량조절 밸브는 상승높이를 조절 할 수 있다. 물론 압력도 상승높이를 결정하는 요인이 된다.1 and 2 will be described. FIG. 1 is a sectional view of FIG. 2 seen from above, and FIG. 2 is a sectional view of FIG. There is a source of fluid outside or within the installation. The fluid to be supplied is introduced into the upper body (1) and there is a flow control valve not shown before the inlet (10). The flow control valve can adjust the elevation. Pressure, of course, also determines the height of the rise.

유입구(10)를 통과한 유체는 몸체(1,2) 내부에 존재하는 임펠러(3)를 돌리게 된다. 유입구(10)의 위치는 회전력을 증가 시키기 위해서 날개의 중앙부가 유리하다. 왜냐하면 유입구에 비해 날개가 그다지 크지 않기 때문이다. 유체의 흐름을 원활히 하기 위해서는 임펠러(3)의 가장자리에 공간을 필요로 하게 된다. 그 공간은 상부도 좋고 하부도 좋다. 물론 임펠러의 끝 부분도 좋다. 도2는 하부에 공간을 둔 형태이다. 유체가 임펠러를 회전시키고 하부 유로(5)를 통해 회전축(4)으로 유입된다. 유입된 유체는 유로를 통과하게 되는데 유로(5)는 도1과 같이 나선형 구조로 하는 것이 회전력을 높이기 위해서 바람직하다. 회전축으로 유입되기 위해서는 측부의 구멍이 필요하고 회전축(4)의 중앙부의 구멍이 있어 유로(5)부의 경로를 통해 분사노즐(6)로 유체가 유입된다. 회전을 하면서 유체는 상승하여 분사노즐(6)로 향한다. 분사노즐(6)은 회전축(4)과 연결되어 있으며 일체형으로도 제작이 가능하다. 몸체와 연결된 회전축과의 틈새는 직경이 0.05밀리미터에서 1.0밀리미터가 차가 좋다.The fluid passing through the inlet 10 turns the impeller 3 existing inside the bodies 1 and 2. The position of the inlet 10 is advantageous in the center of the wing to increase the rotational force. This is because the wing is not very large compared to the inlet. In order to smoothly flow the fluid, space is required at the edge of the impeller 3. The space may be upper or lower. Of course, the tip of the impeller is also good. Figure 2 is a form with a space at the bottom. The fluid rotates the impeller and enters the rotating shaft 4 through the lower flow passage 5. The introduced fluid passes through the flow path, but the flow path 5 has a helical structure as shown in FIG. 1 in order to increase the rotational force. In order to flow into the rotary shaft, a hole in the side is required, and there is a hole in the center of the rotary shaft 4 so that fluid flows into the injection nozzle 6 through the path of the flow path 5. As it rotates, the fluid rises and faces the injection nozzle 6. The injection nozzle 6 is connected to the rotary shaft 4 and can be manufactured in one piece. The clearance between the body and the rotating shaft is better than 0.05mm to 1.0mm in diameter.

바람직하게는 0.1밀리미터에서 0.2밀리미터 차가 좋다. 윤활역할을 하면서 씰링역할을 수행하기 위한 최적의 간격을 유지하는 것이 재현성을 가지는 기준이다. 분사노즐의 형태는 반구형 또는 반원통형 구조로 분사구멍은 회전축을 기준으로 좌우 비대칭 구조로 구멍이 나 있으며 그 구멍의 크기는 직경이 0.3밀리미터 보다는 크고 직경 3밀리미터보다는 작은 방사형으로 이루어져 있는 것이 좋다. 바람직하게는 0.5밀리미터에서 1.5밀리미터의 구멍이 좋다. 구멍이 크면 상승높이가 낮으며 구멍이 작을 시는 유체의 분사량이 적어 세척의 효율을 저하시키고 세척시간이 긴 문제가 발생할 수가 있다. 도3에 도시된 바와 같이 노즐의 측부 방향으로 구멍이 있어 도6와 같이 상부측의 세척 효율을 증가시킨다. 물론 반구형으로 되어 있을 경우에는 도4과 같은 다방면으로 구멍을 가질 수 있다. 기존에는 도8에 예시된 바와 같이 봉형 일자구조로 되어 있는데 반해, 본 발명은 원형구조로 방사형 구조로 간단하며 회전반경이 작아 대형 튜브를 안착시키더라도 하부공간의 제약을 적게 받는다. 본 회전식 분사장치는 유입구가 있으며 배출구(11)를 추가설치 할 수도 있다. 이 배출구(11)에는 도면에는 도시되지 않은 유량조절 밸브를 연결하여 회전속도 조절을 용이하게 하고 상승 높이를 설정하는데 도움을 준다. 도6은 외형의 이해를 돕기 위해 나타낸 외부 사시도이다.Preferably the difference from 0.1 millimeters to 0.2 millimeters is good. Maintaining the optimum interval for performing the sealing role while performing the lubrication role is the criterion of reproducibility. The injection nozzle is a hemispherical or semi-cylindrical structure, and the injection hole has a hole having a right-left asymmetric structure with respect to the rotational axis. Preferably a hole of 0.5 to 1.5 millimeters is preferred. If the hole is large, the ascending height is low and when the hole is small, the amount of injection of the fluid is small, which may reduce the efficiency of washing and cause a long washing time. As shown in Fig. 3, there is a hole in the side of the nozzle, which increases the cleaning efficiency of the upper side as shown in Fig. 6. Of course, if the hemispherical shape can have a hole in various directions as shown in FIG. Conventionally, although the rod-shaped straight structure as illustrated in FIG. 8, the present invention is simple in a radial structure with a circular structure and has a low radius of rotation even when a large tube is seated, thereby reducing the constraint of the lower space. This rotary injector has an inlet and may be additionally installed outlet (11). The outlet 11 is connected to a flow control valve (not shown) to facilitate the adjustment of the rotational speed and help to set the elevation height. Figure 6 is an external perspective view shown to help understand the appearance.

상술한 바와 같이 본 발명은 대형 튜브를 세척하는 분사장치에 있어 무동력으로 유입되는 유체를 이용하여 고효율로 분사노즐을 회전시키고 상승시킬 수 있도록 한회전식 분사장치이며 종래의 모터방식이나 원심력식 노즐장치와는 다른 내부 유체손실이 적고 고효율의 상승과 회전속도를 제어할 수 있도록 되어 있는 것이다. 이는 설비의 수명을 늘리는 역할을 하며 세척 시 발생하는 오염원을 최소화 할 수 있으며, 설비의 단순화, 생산성 증대 및 공정의 안정성에도 기여하는 바가 크다고 할 수 있다.As described above, the present invention is a one-rotational injector to rotate and elevate the spray nozzle with high efficiency by using a fluid flowing in a non-powered injector for washing a large tube, and the conventional motor method or centrifugal force nozzle device and The other internal fluid loss is small, and it is possible to control the high speed of rising and rotation speed. This plays a role of increasing the life of the facility and can minimize the source of pollution during cleaning, and contributes to the simplification of the facility, the increase in productivity and the stability of the process.

Claims (7)

하부가 개방된 튜브를 수직으로 세워서 세척하는 회전식 분사장치에 있어서,In the rotary injector for cleaning the vertically open tube upright, 상기 회전식 분사장치는The rotary injector 상기 세척장치내에 분사장치가 튜브의 하부의 중앙에 위치되고 외부의 유체가 유입되어 분사노즐이 회전되기까지의 구성수단;A constituent means in which the injector is located in the center of the lower part of the tube and the external fluid is introduced to rotate the injector nozzle in the washing apparatus; 상기 분사장치외부에서 유체공급라인이 연결된 몸체;A body connected with a fluid supply line outside the injector; 상기 몸체의 내부에 회전되는 임펠러;An impeller rotating inside the body; 상기 임펠러를 회전하기 위한 유로;A flow path for rotating the impeller; 상기 임펠러에서 분사노즐과의 연결하는 회전축;A rotating shaft connecting the injection nozzle to the impeller; 상기 회전축과 연결된 분사노즐; 및 회전을 원활히 하기 위한 베어링을 갖는 것을 특징으로 하는 회전식 분사장치A spray nozzle connected to the rotating shaft; And rotary injector, characterized in that having a bearing for smooth rotation 제1항에 있어서, 상기 임펠러는 적어도 3개 이상의 날개를 갖고 있고 회전축의 측부와 축방향의 중앙부에 구멍이 있어 서로 만나는 것을 특징으로 하는 회전식 분사장치The rotary injector of claim 1, wherein the impeller has at least three or more vanes and has holes at the sides of the rotating shaft and at the center of the axial direction. 제1항에 있어서, 회전축과 몸체와의 간격이 0.05밀리미터에서 1.0밀리미터의 틈새를 가지는 것을 특징으로 하는 회전식 분사장치The rotary injector according to claim 1, wherein a distance between the rotating shaft and the body has a clearance of 0.05 mm to 1.0 mm. 제1항에 있어서, 임펠러를 회전하기 위한 유로는 나선형을 가지는 것을 특징으로 하는 회전식분사장치The rotary jetting device according to claim 1, wherein the flow path for rotating the impeller has a spiral shape. 제1항에 있어서, 상기 몸체에는 배출구가 있고 회전력을 증가시킬 수 있도록 배액량을 조절할 수 있는 밸브가 부착되어진 것을 특징으로 하는 회전식 분사장치The rotary injector of claim 1, wherein the body has a discharge port and a valve is attached to control the amount of drainage so as to increase the rotational force. 제1항에 있어서, 분사노즐은 반구형 또는 반원통형 구조로 중심선을 기준 축으로 좌우 비대칭의 구멍이 있고 그 구멍의 크기는 직경 0.3밀리미터보다는 크고The nozzle according to claim 1, wherein the injection nozzle has a hemispherical or semi-cylindrical structure with holes asymmetrically around the center line and the size of the holes is larger than 0.3 mm in diameter. 3밀리미터보다는 작은 방사형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 회전식 분사장치Rotary injector, characterized by a radial shape of less than 3 millimeters 제6항에 있어서, 분사노즐의 구멍의 간격이 등간격이 아니고, 분사노즐의 구멍이 하부보다 상부측이 조밀한 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 회전식 분사장치7. The rotary jetting apparatus according to claim 6, wherein the intervals of the holes of the jetting nozzles are not equally spaced, and the holes of the jetting nozzles are denser than the lower part.
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