KR100774844B1 - 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치에 관한 것으로, 그 목적은 선박 엔진용 실린더 커버를 주조에 의하여 제작함에 있어서 결함이 없는 건전한 제품을 제작할 수 있고 회수율을 증가시킬 수 있는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 제작하고자 하는 실린더 커버에 대응하는 형상을 갖는 캐비티 및 상기 캐비티로 용탕이 공급되게 하는 유로를 제공하는 탕구가 구비된 주형; 상기 캐비티의 상부에 형성된 링형 압탕부; 상기 링형 압탕부의 내주면 및 외주면을 감싸도록 배치된 제1,2 발열 슬리브; 상기 제1,2 발열 슬리브에 각각 대응하여 제1,2 발열 슬리브를 감싸도록 상기 주형에 설치된 제1,2 단열 슬리브; 및 상기 캐비티의 하단부에 위치하도록 상기 주형에 설치된 냉금;을 구비하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

캐비티, 링형 압탕부, 냉금, 발열 슬리브, 단열 슬리브

Description

선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치{manufacturing apparatus of steel casting cylinder cover for marine engine}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주조 장치를 나타낸 단면도,

도 2 는 본 발명에 따른 냉금의 구조를 나타낸 평면 배치도,

도 3 은 본 발명에 따른 냉금의 또 다른 구조를 나타낸 단면도,

도 4 는 도 3에 도시된 냉금의 구조를 나타낸 평면 배치도,

도 5 는 본 발명에 따른 냉금의 또 다른 구조를 나타낸 단면도,

도 6 은 도 5에 도시된 냉금의 구조를 나타낸 평면 배치도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(110) : 주형 (111) : 캐비티

(112) : 탕구 (120) : 링형 압탕부

(131) : 제1 발열 슬리브 (132) : 제2 발열 슬리브

(141) : 제1 단열 슬리브 (142) : 제2 단열 슬리브

(150) : 냉금

본 발명은 주조 장치에 관한 것으로, 특히 선박 엔진에 사용되는 대형 실린더 커버를 주조하되, 수축공, 응고균열, 기공 등의 결합을 제거하여 건전한 실린더 커버를 제공할 수 있도록 하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치에 관한 것이다.

통상적으로 주조(casting)라 하면 금속제를 가열하여 용해시킨 용탕을 주형에 주입하여 일정한 형태를 응고토록 하여 제품을 제조하는 방식이다.

상기와 같은 주조작업을 통해 제작되는 주조품은 그 내부에 주조결함이 발생될 가능성이 높기 때문에 주조품의 형상 및 크기에 따라 적절한 주조장치의 구성 및 방안을 세우는 것이 중요하며, 이는 많은 주의와 노력이 요구된다. 특히 선박 엔진용 실린더 커버와 같이 수십 톤이 넘는 대형 주조품의 경우, 장시간의 응고시간으로 인하여 수축공, 편석 등의 결함 발생 가능성이 더욱 높다.

또한 주강품의 경우 주철품에 비하여 수축량이 많아 상기와 같은 결함의 발생 가능성이 크므로, 결함 방지를 위한 대형 압탕이 필수적으로 설치되고 있다.

그러나 상기와 같은 대형 압탕은 최종적으로 얻고자 하는 주조품의 무게에 비례하여 증가하며 이로 인하여 요구되는 용탕의 총주입량이 점점 증가하는 단점으로 인해 제품의 회수율이 저하되는 문제점이 있었다. 여기서 언급된 회수율이란 주입용탕의 무게에 대한 주조품의 무게비로 기존의 경우 40% 수준의 회수율을 얻을 수 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 선박 엔진용 실린더 커버를 주조에 의하여 제작함에 있어서 결함이 없는 건전한 제품을 제작할 수 있고 회수율을 증가시킬 수 있는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 제작하고자 하는 실린더 커버에 대응하는 형상을 갖는 캐비티 및 상기 캐비티로 용탕이 공급되게 하는 유로를 제공하는 탕구가 구비된 주형;

상기 캐비티의 상부에 형성되며, 외부 직경이 상기 캐비티 직경 대비 1/2 내지 2/3의 크기를 갖도록 형성된 링형 압탕부;

상기 링형 압탕부의 내주면 및 외주면에 배치된 제1,2 발열 슬리브;

상기 제1,2 발열 슬리브에 각각 대응하여 제1,2 발열 슬리브를 감싸도록 상기 주형에 설치된 제1,2 단열 슬리브; 및

상기 캐비티의 하단부에 위치하도록 상기 주형에 설치된 냉금;을 구비하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치를 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하 면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주조 장치를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 주조 장치는 주형(110)과, 링형 압탕부(120)와, 제1,2 발열 슬리브(131,132)와, 제1,2 단열 슬리브(141,142)와, 냉금(150)으로 구성되어 있다. 이러한 주조 장치는 대형 주강품인 실린더 커버를 주조함에 있어서, 주조 되는 제품의 하단부측에서 링형 압탕(120) 방향으로 응고가 진행되게 유도함으로써 제품 내의 결함을 방지함과 더불어 회수율을 증대시키도록 구성된다.

상기 주형(110)은 주지된 바와 같이 공급되는 용탕을 제작하고자 하는 형상으로 응고되도록 하는 공간을 제공하는 것으로, 선박의 엔진에 사용되는 실린더 커버에 대응하는 형상을 갖는 캐비티(111)가 내부에 구비되고, 미도시된 용해로에서 용해된 용탕을 캐비티(111)로 공급하는 탕구(112)가 구비되어 있다. 여기서 상기 캐비티(111)는 원통형 구조이며, 상단부가 하단부에 비해 보다 큰 외부 직경을 갖게 형성되어 있다.

상기 링형 압탕부(120)는 캐비티(111)의 상부에 형성되며, 상기 캐비티(111)와 동심원 구조로서 동일한 중심축선(S)을 구비하며, 캐비티(111)의 외부 직경(D)의 1/2 내지 2/3의 외부 직경(d) 크기를 갖는 링형상으로 구성되어 있다. 여기서 링형 압탕부(120)의 외부 직경(d)이 캐비티(111)의 외부 직경(D)의 1/2 보다 작을 경우 캐비티(111)로 용탕의 공급이 원활하지 못하여 결함이 발생하는 문제점이 있으며, 2/3 보다 클 경우 불필요한 압탕의 대형화에 기인하여 회수율이 저하하는 문제점이 있으므로, 링형 압탕부(120)의 외부 직경(d)은 캐비티(111)의 외부 직경(D) 대비 1/2 내지 2/3의 크기로 형성됨이 바람직하다.

상기 제1,2 발열 슬리브(131,132)는 링형 압탕부(120)를 감싸는 것으로, 상기 제1 발열 슬리브(131)는 링형 압탕부(120)의 외주면을 감싸도록 배치되며, 상기 제2 발열 슬리브(132)는 링형 압탕부(120)의 내주면을 감싸도록 배치되어 있다. 이러한 제1,2 발열 슬리브(131,132)는 공급되는 용탕에 의해 열을 발산하여 링형 압탕부(120)로 공급된 용탕의 응고를 지연시켜 압탕의 효과를 증가시킴으로서 회수율을 향상시킬 수 있게 된다.

상기 제1,2 단열 슬리브(141,142)는 제1,2 발열 슬리브(131,132)를 감싸도록 설치되는 것으로, 상기 제1 단열 슬리브(141)는 제1 발열 슬리브(131)의 외주면을 감싸도록 설치되며, 상기 제2 단열 슬리브(142)는 제2 발열 슬리브(132)의 내주면을 감싸도록 설치되어 있다. 이러한 제1,2 단열 슬리브(141,142)는 발열 슬리브(131,132)의 열이 손실되는 것을 감소시킴으로써 회수율을 더욱 향상시킬 수 있게 된다.

상기 냉금(150)은 주조품 하부의 냉각성능을 증가시키기 위한 것으로, 캐비티(111)의 하부에 위치하도록 주형(110)에 설치되어 용탕의 열을 배출하게 함으로서, 캐비티(111)로 공급된 용탕의 하부로부터 상부로 방향성 응고가 이루어지도록 하게 된다.

한편 도 2는 상기 냉금(150)의 구조를 도시하고 있다. 도 2를 참조하면, 상기 냉금(150)은 육면체로 이루어진 다수개의 블록(151)들이 캐비티(111)의 하부에서 원형 배열 구조를 갖도록 설치된 것으로 구성될 수 있다. 이때 다수개의 블록(151)들은 캐비티(111)의 저면부 면적 중 1/3 내지 1/2를 커버하도록 설치된다. 이는 다수개의 블록(151)들이 캐비티(111) 저면부의 1/3 미만을 커버할 경우 저면부 전체를 균일하게 냉각시키는 효과가 불충분하여 부분 응고의 진행으로 인하여 자칫 국부적인 수축 결함이 발생하는 문제점이 있으며, 1/2 이상을 커버할 경우 저면부 전체에 균질한 냉각 효과를 줄 수 있는 적정 수의 블록(151)보다 필요 이상으로 많은 수의 블록(151)의 사용은 작업성을 저하시키는 문제점이 있기 때문이다.

도 3 및 도 4는 상기 냉금(150)의 다른 구조를 도시하고 있다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 냉금(150)은 캐비티(111)의 저면부를 완전히 커버하도록 링형상의 블록(152)으로 구성될 수도 있다.

도 5 및 도 6은 상기 냉금(150)의 또 다른 구조를 도시하고 있다. 도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 냉금(150)은 캐비티(111)의 하단 측면부를 감싸는 링형상의 블록(153)으로 구성될 수도 있다.　

상기의 도 2에서 다수개의 냉금 블록(151)을 부착하는 방식은 조형 작업 단계에서 그 냉금의 배열과 정렬에 상당한 주의를 요하므로 조형 작업에 장시간이 소요되지만 도 3 및 도 4의 링형상 블록(152)과 도 5 및 도 6의 링형상 블록(153)과 같은 단일형은 제품의 형상과 무관하게 정형화된 블록을 그대로 사용하여 단시간에 조형이 가능하므로 다수의 블록(151)을 부착하는 방식에 비하여 조형 작업 시간을 단축시키는 이점이 있다. 한편, 도 5 및 도 6의 캐비티(111)의 하단 측면부를 감싸는 링형상 블록(153)의 경우는 도 3 및 도 4의 캐비티(111)의 저면부를 커버하는 링형상 블록(152)에 비하여 캐비티(111)와의 접촉면적이 보다 넓어 냉각 효과가 우수하므로 큰 냉각 효율을 필요로 하는 대형품에 효과적으로 적용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 주조 장치는 탕구(112)를 통해 캐비티(111)로 공급된 용탕의 응고로 인해 내부에 공간이 발생될 경우, 링형 압탕에 채워진 용탕이 캐비티(111)로 공급되어 공간을 채움으로써 수축 불량을 방지하게 되고, 이때 링형 압탕부(120)를 감싸고 있는 제1,2 발열 슬리브(131,132)와 제1,2 단열 슬리브(141,142)는 링형 압탕부(120)에 채워진 용탕의 열이 방출되는 것을 방지함으로써, 용탕이 응고되지 않고 캐비티(111)로 원활히 공급될 수 있게 하여 압탕의 회수율을 증가시키게 된다.

한편, 냉금(150)은 캐비티(111)의 하단부가 상단부에 비해 보다 빠르게 응고되도록 함으로써, 제품의 하부에서 링형 압탕부(120) 방향으로 응고가 진행되도록 유도하여 제품내의 결함 발생을 방지함과 더불어 회수율을 증대시킬 수 있게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같이 캐비티의 상부에 링형 압탕부를 설치하여 제품 응고시 수축 결함을 방지하고, 링형 압탕 외부에 발열 슬리브와 단열 슬리브를 설치하여 압탕의 회수율을 증가시킬 수 있게 되었으며, 캐비티의 하부에 설치된 냉금이 제품의 하단부로부터 응고가 이루어지도록 하여 제품의 결함발생을 방지할 수 있게 되었다. 더욱이 기존 40%　수준의 회수율을 60% 수준으로 증가시킬 수 있게 되었으며, 주조 결함이 없는 건전한 제품을 제공할 수 있게 되었다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 제작하고자 하는 실린더 커버에 대응하는 형상을 갖는 캐비티 및 상기 캐비티로 용탕이 공급되게 하는 유로를 제공하는 탕구가 구비된 주형;

   상기 캐비티의 상부에 형성되며, 외부 직경이 상기 캐비티 직경 대비 1/2 내지 2/3의 크기를 갖도록 형성된 링형 압탕부;

   상기 링형 압탕부의 내주면 및 외주면을 감싸도록 배치된 제1,2 발열 슬리브;

   상기 제1,2 발열 슬리브에 각각 대응하여 제1,2 발열 슬리브를 감싸도록 상기 주형에 설치된 제1,2 단열 슬리브; 및

   상기 캐비티의 하단부에 위치하도록 상기 주형에 설치된 냉금;을 구비하는 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 냉금은,

   육면체로 이루어진 다수개의 블록들이 상기 캐비티의 하부에서 원형의 배열구조를 갖도록 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 냉금은,

   상기 캐비티의 저면부를 완전히 커버하는 링형상의 블록으로 구성된 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 냉금은,

   상기 캐비티의 하단 측면부를 감싸는 링형상의 블록으로 구성된 것을 특징으로 하는 선박 엔진용 주강 실린더 커버의 주조 장치.

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