KR101729773B1 - 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치에 관한 것으로서, 온으로 용융된 납이 저장되는 저장부, 저장부에 형성되고 상기 납을 배출 또는 차단하는 하나 이상의 납 밸브가 구비되는 관 형상의 공급부 및 공급부로부터 배출된 납을 공급받아 소정의 형상으로 응고시키는 주형부를 포함한다. 여기서, 공급부는 납의 화학적 특성을 고려하여 설계된 납 밸브가 구비되기 때문에 납이 비교적 낮은 녹는점으로 인해 조기 응고되어 공급부가 막히는 등 파손되는 문제를 해결할 수 있다. 또한, 주형부는 공급부에서 공급받은 용융된 납을 복수개의 주형틀에 주입할 수 있도록 설계되어 신속하게 다량의 가공 납으로 가공할 수 있다. 더 나아가, 주형틀은 비교적 밀도가 낮음으로써 손쉽게 눌리거나 파손되는 납의 화학적 특성을 고려하여 가공된 납의 층이 발생하여 불량이 생기거나 파손되는 문제점을 해결하여 보다 견고하고 완성도 높은 납으로 가공할 수 있다.

Description

납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치{VALVE FOR SUPPLYING LEAD AND PROCESSING APPARATUS FOR LEAD INCLUDING THE SAME}
본 발명은 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치에 관한 것이다. 보다 자세하게는 납의 화학적 특성을 고려하여 납을 공급 및 가공할 수 있는 장치에 관한 것이다.
오늘날 금속 제조 및 가공하는 기술이 늘어남에 따라 다양한 화학적 특성을 갖는 금속 등이 제조 및 가공되고 있다. 이에 따라 공장 등에 구매자의 요청에 다양한 형상 및 다양한 종류의 금속을 납품하는 제조사들이 늘어나고 있으며, 금속 제조 및 가공 기술도 발전하고 있는 실정이다. 다만, 금속의 다양한 화학적 특성에 따라 금속을 제조 및 가공하여야 보다 질적으로나 형태로서 완성도 높은 금속을 제공할 수 있다. 따라서, 금속의 각 화학적 특성에 고려하여 설계된 금속 제조 및 가공 기술을 이용하여야 한다.
납(lead)는 주기율표 14족 6주기에 속하는 탄소족원소로서, 원소기호 Pb, 원자번호 82이고, 207.2g/mol의 원자량을 갖으며, 327.5℃의 녹는점을 갖고, 1749℃의 끓는점과 11.34g/cm3의 밀도를 갖다. 고대 이래로 알려진 원소로 천연 방사성동위원소의 붕괴생성물 중 최종의 산물이며 실온에서 청백색의 광택을 내는 매우 연하고 아주 잘 늘어나고 펴지는 전이후금속으로서, 오늘날 우리 사회에서 다양한 분야에서 사용되고 있는 필수 금속 중 하나이다.
상술한 납의 화학적 특성 중 납을 제조 및 가공하는데 가장 중요한 요소는 녹는점과 밀도이고, 납은 매우 연하고 용이하게 늘어나거나 펴지는 특성을 갖는다. 위와 같은 납의 특성에 의해 납은 녹는점이 낮아 용융된 납이 응고되는 속도가 매우 빠르다. 응고 속도가 매우 빠르기 때문에 납을 가공하는 과정에서 신속하게 가공해야 하는 문제점이 있다. 또한, 납은 밀도가 낮고 매우 연하기 때문에 가공 과정에서 눌림이나 파손과 같은 문제점이 발생한다. 구체적으로, 납은 공급 과정에서 파이프 안에서 조기 응고되어 파이프가 막히는 문제점이 발생할 수 있다. 선행문헌 대한민국 등록실용신안 제20-0424207호는 밸브에 관한 것으로서 밸브누르개 본체, 선단부에 둘레가 밸브누르개 선단부를 동일체로 성형하고, 밸브 본체의 밸브로드의 요입공에 끼워서 밸브누르개 선단부가 요입부 선단부에 돌출되도록 구성됩니다. 선행문헌의 경우 용융된 납을 공급할 수 있으나, 납이 밸브에서 조기 응고되었을 때 밸브가 파손될 수 있다는 문제가 있습니다.
대한민국 등록실용신안 제20-0424207호(등록일자: 2006.08.09.)
본 발명의 기술적 과제는 용융된 금속을 공급 및 가공할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
특히, 본 발명의 기술적 과제는 용융된 납(lead)을 공급 및 가공할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명의 기술적 과제는 용융된 납을 공급할 때 비교적 낮은 납의 녹는점에 의해 공급 모듈이 파손되거나 막히는 것을 방지할 수 있는 공급 장치를 제공하기 위한 것이다.
한편, 본 발명의 기술적 과제는 비교적 낮은 녹는점을 갖는 납이 응고 과정에서 층(layer)이 발생하여 파손되는 등 불량이 발생하는 것을 방지할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 신속하고 완성도 높은 가공 납을 제조 및 가공할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
더 나아가, 본 발명의 기술적 과제는 비교적 낮은 밀도를 갖음으로써 눌림 등 파손에 취약한 납을 용이하게 응고(주조)할 수 있는 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 고온으로 용융된 납이 저장되는 저장부, 저장부에 형성되고 납을 배출 또는 차단하는 하나 이상의 납 밸브가 구비되는 관 형상의 공급부 및 공급부로부터 배출된 납을 공급받아 소정의 형상으로 응고시키는 주형부를 포함하고, 납 밸브는 일단에 위치되고 관 형상으로 구비되는 주입관, 타단에 위치되고 관 형상으로 구비되는 배출관, 주입관 및 배출관 사이에 위치되어 서로 연결하고 내부에 구 형상의 소정 공간이 형성되는 센터관, 외면이 구 형상으로 구비되어 소정 공간에 삽입되고 내부에 주입관 및 배출관을 연결하는 관통구가 주입관 또는 배출관 보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 개폐부 및 센터관을 관통되도록 형성되어 일단이 개폐부와 연결되고 타단에 파지부가 형성되는 축부를 포함하는 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치.
본 발명에 따르면 비교적 녹는점이 낮은 화학적 특성을 갖는 납을 용이하게 공급 및 가공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 비교적 녹는 점이 낮은 화학적 특성을 갖는 납이 공급부에서 조기 응고되어 공급부가 막히거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 본 발명에 따르면 비교적 밀도가 낮아 눌림 또는 파손이 쉬운 납을 용이하게 가공할 수 있다.
더 나아가, 본 발명에 따르면 비교적 녹는 점이 낮은 화학적 특성으로 인해 층(layer)이 발생하여 불량 확률이 높은 납을 신속하고 용이하게 공급 및 가공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 공급부 및 납 밸브를 나타낸 도면이다.
도 5, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 납 밸브를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 제 1 주형을 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 제 2 주형을 나타낸 도면이다.
도 10 및 도 11은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 파손유도제를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 개시하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치는 고온으로 납(Pb)을 용융시키는 용융부(미도시), 고온으로 용융된 납(Pb)이 저장되는 저장부(10), 용융된 납(Pb)을 공급하는 공급부(20), 공급부(20)에 구비되어 납(Pb)의 배출 또는 차단하는 납 밸브(30), 공급부(20)로부터 납(Pb)을 공급받아 응고시키는 주형부(40)를 포함할 수 있다. 이제부터 도면을 참고하여 각 구성에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
용융부(미도시)는 고체 상태의 납(Pb)을 열 에너지로 용융시키는 구성이다. 용융부는 화로로 구비될 수 있다. 용융부는 고체 상태의 납(Pb)을 가열시킴으로써 액체 상태의 납(Pb)으로 용융시킨다. 용융부를 통해 용융된 납(Pb)은 저장부(10)로 이동된다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 저장부(10)는 용융상태의 납(Pb)이 저장되는 구성으로서 납(Pb)이 용융된 상태를 유지시키기 위해 열 에너지를 공급할 수 있다. 상세하게, 저장부(10)는 저장부(10)에 저장된 용융 납(Pb)이 액체 상태를 유지할 수 있도록 가열될 수 있다. 보다 상세하게, 저장부(10)는 내부 또는 외부에 열선(heating wire, heating pipe) 등이 구비될 수 있다. 저장부(10)에 저장된 고온의 용융 납(Pb)은 공급부(20)를 통해 배출될 수 있다.
도 2 내지 도 7을 참고하면, 공급부(20)는 저장부(10)에 형성되어 용융된 납(Pb)을 배출시킨다. 공급부(20)는 저장부(10)의 하부 방향에 위치될 수 있다. 공급부(20)는 파이프와 같은 관 형상으로 구비될 수 있다. 또한, 공급부(20)는 용융된 납(Pb)을 배출 또는 차단함으로써 공급량을 제어할 수 있도록 밸브 등이 구비될 수 있다. 상세하게, 공급부(20)는 납(Pb)을 배출 또는 차단할 수 있는 납 밸브(30)가 구비될 있다. 보다 상세하게, 공급부(20)는 하나 이상 구비될 수 있고, 각 공급부(20)는 하나 이상의 납 밸브(30)가 구비될 수 있다. 공급부(20)에 복수의 납 밸브(30)가 구비되는 경우 각 납 밸브(30)는 공급부(20)에 직렬로 배열될 수 있다. 공급부(20)는 고온으로 용융된 납(Pb)을 주형부(40)로 공급시킨다.
도 4 내지 도 7을 참고하면, 납 밸브(30)는 관 형상으로 구비되어 내부로 이동되는 납(Pb)을 공급 또는 차단할 수 있다. 납 밸브(30)는 일단에 위치되고 관 형상으로 구비되는 주입관(310), 타단에 위치되고 관 형상으로 구비되는 배출관(320), 주입관(310)과 배출관(320) 사이에 구비되는 센터관(330)을 포함한다. 주입관(310) 및 배출관(320)에는 공급부(20)에 나사 결합되도록 나사선이 형성될 수 있다. 구체적으로, 주입관(310) 및 배출관(320)의 내직경은 공급부(20)의 외직경과 동일한 직경으로 구비될 수 있다. 따라서, 주입관(310) 및 배출관(320)의 내직경에 형성된 나사선과 공급부(20)의 외직경에 형성된 나사선을 결합하여 체결할 수 있다. 센터관(330)은 내부로 통과되는 납(Pb)을 공급 또는 차단되도록 할 수 있다. 상세하게, 센터관(330)은 내부에 구 형상의 소정 공간이 형성된다. 또한, 센터관(330)은 내부는 구 형상의 소정 공간에 대응되는 구 형상의 개폐부(340)가 구비된다. 개폐부(340)는 외면이 구 형상으로 구비되어 센터관(330) 내부에 형성되는 구 형상의 소정 공간에 삽입된다. 개폐부(340)는 주입관(310) 및 배출관(320)을 공급 또는 차단할 수 있도록 내부에 관통구(341)가 형성된다. 상세하게, 개폐부(340)는 구 형상을 갖되 내부에 주입관(310) 및 배출관(320)을 연결하는 관통구(341)가 형성될 수 있다. 관통구(341)는 주입관(310) 및 배출관(320) 보다 작은 직경으로 구비될 수 있다. 즉, 개폐부(340)는 관통구(341)를 통해 주입관(310) 및 배출관(320)을 연결할 수 있고, 개폐부(340)가 소정 각도 회전 운동함으로써 주입관(310) 및 배출관(320)을 차단할 수 있다. 구체적으로, 개폐부(340)는 소정 각도 회전 운동함으로써 개폐부(340)의 측면으로 주입관(310) 및 배출관(320)을 차단할 수 있다. 여기서, 개폐부(340)의 회전 운동은 개폐부(340)에 형성된 원통 형상의 관통구(341)의 축과 수직을 이루는 축을 기준으로 회전 운동하는 것이 바람직하다. 센터관(330)은 개폐부(340)를 회전 운동시키는 축부(350)가 구비될 수 있다. 축부(350)는 센터관(330)을 관통되도록 형성되어 일단이 개폐부(340)와 연결된다. 축부(350)는 봉 형상으로 구비될 수 있다. 축부(350)의 타단은 파지부(352)가 구비될 수 있다. 파지부(352)는 봉 형상으로 구비되는 축부(350)를 용이하게 회전 운동시키기 위한 구성으로서, 다양한 형상으로 구비될 수 있으나, 파지부(352)는 축부(350)와 직각이 되도록 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 축부(350)는 센터관(330)을 관통하도록 형성되어 일단이 개폐부(340)와 연결되고 타단에 파지부(352)가 형성된다. 따라서, 파지부(352)를 파지한 뒤 회전 운동을 통해 개폐부(340)를 회전 운동시킬 수 있고, 개폐부(340)의 회전 운동을 통해 센터관(330)을 통과하는 납(Pb)을 공급 또는 차단할 수 있다.
납 밸브(30)는 온도가 내려감에 따라 빠르게 응고되는 납(Pb)에 의해 납 밸브(30)가 막힘 등과 같이 파손되는 것을 방지하기 위한 구성이 더 구비될 수 있다.
도 5 내지 도 7을 참고하면, 주입관(310)은 센터관(330)과 연결되는 위치의 내주면에 제 1 턱부(311)가 형성될 수 있다. 상세하게, 주입관(310)은 센터관(330)과 연결되는 위치의 내주면에 관통구(341)의 직경과 동일한 내직경을 갖는 제 1 턱부(311)가 형성될 수 있다. 보다 상세하게, 주입관(310)은 관통구(341)의 직경 및 공급부(20)의 내직경과 동일한 직경을 갖는 제 1 턱부(311)가 형성될 수 있다. 따라서, 납(Pb)이 공급부(20)에서 이동되는 내주면의 직경이 동일하기 때문에 납(Pb)이 정체되거나 중간에 응고되어 막힘 현상이 발생하지 않는다. 또한, 위와 같은 제 1 턱부(311)의 구성과 동일한 제 2 턱부(321)가 배출관(320)에 형성될 수 있다. 상세하게, 배출관(320)은 센터관(330)과 연결되는 위치의 내주면에 관통구(341)의 직경과 동일한 내직경을 갖는 제 2 턱부(321)가 형성될 수 있다.
제 1 턱부(311)는 개폐부(340)가 회전 운동하되 개폐부(340)와 센터관(330) 사이로 납(Pb)이 유입되어 파손되지 않도록 구성될 수 있다. 상세하게, 제 1 턱부(311)는 개폐부(340) 방향에 개폐부(340)와 센터관(330) 사이로 납(Pb)이 유입되지 않도록 기밀(氣密)을 유지하는 제 1 패킹부(312)가 구비될 수 있다. 제 1 패킹부(312)는 제 1 턱부(311)의 개폐부(340) 방향에 형성되고 개폐부(340)가 회전 운동하되 개폐부(340)와 센터관(330) 사이의 공간으로 납(Pb)이 유입되지 않도록 기밀(氣密)을 유지한다. 따라서, 제 1 패킹부(312)는 원 테 형상으로 구비되는 것이 바람직하다. 원 테 형상으로 구비되는 제 1 패킹부(312)는 일면은 제 1 턱부(311)에 고정되고, 개폐부(340) 방향의 타면은 구 형상으로 구비되는 개폐부(340)에 대응하여 소정의 곡률을 갖도록 음각이 형성될 수 있다. 즉, 제 1 패킹부(312)로 인해 개폐부(340)가 회전 운동하되 회전 운동하는 개폐부(340)와 센터관(330) 사이로 납(Pb)이 유입되지 않아 비교적 응고 속도가 빠른 납(Pb)으로 인해 납 밸브(30)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
제 2 턱부(321)는 개폐부(340)가 회전 운동하되 개폐부(340)와 센터관(330) 사이로 납(Pb)이 유입되어 파손되지 않도록 제 2 패킹부(322)가 구비될 수 있다. 제 2 패킹부(322)는 제 1 패킹부(312)와 동일한 구성으로 구비될 수 있다. 상세하게, 제 2 턱부(321)는 개폐부(340) 방향에 개폐부(340)와 센터관(330) 사이로 납(Pb)이 유입되지 않도록 기밀(氣密)을 유지하는 제 2 패킹부(322)가 구비될 수 있다. 제 2 패킹부(322)는 제 2 턱부(321)의 개폐부(340) 방향에 형성되고 개폐부(340)가 회전 운동하되 개폐부(340)와 센터관(330) 사이의 공간으로 납(Pb)이 유입되지 않도록 기밀을 유지한다. 따라서, 제 2 패킹부(322)는 원 테 형상으로 구비되는 것이 바람직하다. 원 테 형상으로 구비되는 제 2 패킹부(322)는 일면은 제 2 턱부(321)에 고정되고, 개폐부(340) 방향의 타면은 구 형상으로 구비되는 개폐부(340)에 대응하여 소정의 곡률을 갖도록 음각이 형성될 수 있다. 즉, 제 2 패킹부(322)로 인해 개폐부(340)가 회전 운동하되 회전 운동하는 개폐부(340)와 센터관(330) 사이로 납(Pb)이 유입되지 않아 비교적 응고 속도가 빠른 납(Pb)으로 인해 납 밸브(30)가 파손되는 것을 방지할 수 있다. 결과적으로, 제 1 패킹부(312) 및 제 2 패킹부(322)로 인해 개폐부(340)는 회전 운동을 통해 납(Pb)을 공급 또는 차단하되, 회전 운동으로 인해 개폐부(340)와 센터관(330)의 사이로 납(Pb)이 유입되어 납 밸브(30)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
센터관(330)은 축부(350)가 관통된 위치에 내부에서 외부 또는 외부에서 내부로 납(Pb) 또는 뜨거운 공기가 유입 또는 배출되지 않도록 센터관(330)을 밀폐시켜 기밀을 유지하는 제 3 패킹부(351)가 구비될 수 있다. 상세하게, 센터관(330)은 축부(350)가 관통된 위치에 기밀을 유지시키는 테 형상의 제 3 패킹부(351)가 구비될 수 있다. 보다 상세하게, 센터관(330)의 내주면 방향의 축부(350)가 관통된 위치에 제 3 패킹부(351)는 센터관(330) 방향의 축부(350)가 관통된 위치에 센터관(330) 내부의 기밀을 유지시키는 테 형상의 제 3 패킹부(351)가 구비될 수 있다. 원 테 형상의 제 3 패킹부(351)은 축부(350)가 관통되고 센터관(330) 방향의 일면이 센터관(330)에 고정 부착된다. 제 3 패킹부(351)의 개폐부(340) 방향의 타면은 구 형상으로 구비되는 개폐구에 대응하여 소정 곡률로 음각되도록 형성될 수 있다.
한편, 공급부(20)는 온도가 낮아짐에 따라 비교적 빠르게 응고되는 납(Pb)의 특성을 감안하여 공급부(20)에 소정 온도를 제공할 수 있는 열선부(25)가 구비될 수 있다. 상세하게, 공급부(20) 또는 납 밸브(30)에 열을 전달하는 열선부(25)가 구비될 수 있다. 열선부(25)는 전류를 공급받아 열 에너지를 생성하는 와이어 형태의 열선 또는 파이프 형태의 열선으로 구비될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 주형부(40)는 공급부(20)로부터 공급받은 납(Pb)을 공급받아 소정의 형상으로 응고시키는 구성이다. 주형부(40)는 사용자가 의도하는 최종적인 납(Pb)의 형태로 가공할 수 있다. 주형부(40)는 최종 가공 형태의 납(Pb)을 대량 가공할 수 있는 형태로 마련될 수 있다. 상세하게, 주형부(40)는 원판 형상으로 구비되는 회전체(45)와 회전체(45)의 둘레면을 따라 배열되는 복수의 주형틀(50)을 포함할 수 있다. 상세하게, 회전체(45)는 원판 형상으로 구비되어 중심축(원 점, 중심점)을 기준으로 회전 운동할 수 있다. 보다 상세하게, 회전체(45)는 원판 형상으로 구비되어 일 각도(a) 단위로 회전 운동할 수 있다. 회전체(45)가 일 각도(a) 단위로 회전 운동하는 것에 대응하여 주형틀(50)은 원판의 둘레면을 따라 일 각도(a) 단위로 배열될 수 있다. 상술한 주형부(40)를 기초로 주형틀(50)을 공급부(20)로 위치시키게 되면, 주형부(40)를 일 각도(a) 단위로 회전 운동시킴으로써 반복적으로 복수의 주형틀(50)에 용융된 납(Pb)을 공급할 수 있다.
주형틀(50)은 공급부(20)로부터 용융된 납(Pb)을 공급받아 저장함과 동시에 상온에서 냉각 또는 별도의 냉각 모듈을 통해 납(Pb)을 응고시킬 수 있다. 주형틀(50)은 사용자가 최종적으로 완성하려는 납(Pb) 형상에 따라 다양한 형상의 주형틀(50)이 구비될 수 있고, 주형틀(50)은 거푸집으로 구비될 수 있다.
도 8을 참고하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 주형틀(50)은 제 1 주형(51)일 수 있다. 제 1 주형(51)은 납(Pb)을 원통형으로 가공할 수 있다. 원통형으로 가공되는 납(Pb)은 주로 공장과 같은 제조업에 사용되는 납(Pb)이다. 구체적으로, 제 1 주형(51)은 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)로 구비될 수 있다. 또한, 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)는 일 모서리가 힌지 연결되어 결합 또는 분리될 수 있다. 제 1 틀부(511)는 제 2 틀부(512)와 마주보는 일면에 반원 형상으로 음각될 수 있다. 제 2 틀부(512)는 제 1 틀부(511)와 마주보는 일면에 반원 형상으로 음각될 수 있다. 보다 구체적으로, 제 1 틀부(511)는 일면에 반원 기둥 형상으로 음각되고, 제 2 틀부(512)는 제 1 틀부(511)와 동일한 형상으로 구비되되 대칭되도록 구비된다. 또한, 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)는 힌지 연결되어 결합 또는 분리되며 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)는 힌지 운동으로 서로 마주보는 일면이 결합되었을 때 내부에 원 기둥 형상의 공간이 형성된다. 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)는 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)가 결합되었을 때 견고하게 고정 결합되도록 고정 부재가 구비될 수 있다. 즉, 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)를 힌지 운동으로 결합한 상태에서 공급부(20)로부터 용융된 납(Pb)을 내부의 원통 형상의 공간으로 공급받아 원통 형상으로 납(Pb)을 응고시킨다. 또한, 납(Pb)이 완전히 응고된 다음 제 1 틀부(511) 및 제 2 틀부(512)는 힌지 운동을 통해 원통 형상으로 가공된 납(Pb)으로부터 분리될 수 있다. 납(Pb)은 다른 금속과 달리 응고되는 온도가 낮고 빠르게 응고되는 특성이 있어 공급부(20)로부터 일 회에 모두 공급 받아 응고시키지 않으면 층(layer)이 생겨 균열이 발생하거나 파손되는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명의 공급부(20)와 주형부(40) 및 제 1 주형(51)을 이용해 신속하고 정확하게 납(Pb)을 가공함으로써 보다 완성도 높은 납(Pb)으로 가공할 수 있다.
도 9 내지 도 11을 참고하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 납 공급용 밸브 및 이를 포함하는 납 가공 장치의 주형틀(50)은 제 2 주형(52)일 수 있다. 제 2 주형(52)은 다양한 형태로 납(Pb)을 가공할 수 있다. 특히 제 2 실시예에 따른 제 2 주형(52)은 거푸집을 이용해 제조할 수 밖에 없는 복잡한 형상의 가공 납(Pb)에 최적화될 수 있다. 상세하게, 제 2 주형(52)은 모래 주형(sand mold, ─鑄型)로 구비될 수 있다. 모래 주형을 이용한 주조법은 내부에 주입된 납(Pb)이 완전히 응고된 다음 모래 주형을 파손시킴으로써 결과물을 얻는 주조법이다. 다만, 납(Pb)은 외부 충격에 손쉽게 눌리거나 파손될 수 있기 때문에 모래 주형을 제거할 때 납(Pb)에 충격이 가해지지 않도록 하는 기술이 관건이다. 따라서, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제 2 주형(52)은 모래 주형으로 구비되되 내부에 열 팽창률이 상이한 두 종의 금속을 접한 파손유도제(60)가 첨가될 수 있다. 다른 일례로서, 제 2 주형(52)은 내부에 납(Pb)이 저장되는 공간이 형성되고 주형용 모래로 이루어진 내층부(521), 내층부(521) 외면에 형성되고 파손유도제(60)가 포함되는 코팅부(522) 및 코팅부(522) 외면에 형성되고 주형용 모래로 이루어진 외층부(523)를 포함할 수 있다.
따라서, 제 2 주형(52)은 내부에 위치된 납(Pb)이 응고된 다음 제 2 주형(52)을 제거할 때 내부에 파손유도제(60)가 포함되기 때문에 거푸집 제거가 용이하다. 상세하게, 제 2 주형(52)은 내부에 위치되는 파손유도제(60)로 인해 제 2 주형(52)을 냉각하는 과정에서 온도 변화로 인해 형태 및 부피가 구부러지는 등 변화되어 제 2 주형(52)에 미세 균열을 발생시키고, 이로 인해 제 2 주형(52)에 충격을 가해 제 2 주형(52)을 가공된 납(Pb)에서부터 분리하기 용이해진다.
도 10 및 도 11을 참고하면, 파손유도제(60)는 십자 형상으로 구비될 수 있다. 상세하게, 파손유도제(60)는 “ㅗ”형상의 돌출부를 갖는 제 1 부재(61)와 제 1 부재(61)와 열 팽창률이 상이한 “ㅜ”형상의 돌출부를 갖는 제 2 부재(62)의 각 평면 부분을 접하여 십자 형상을 갖도록 구비될 수 있다. 즉, 십자 형상으로 구비되는 파손유도제(60)는 제 2 주형(52)의 온도 변화에 따라 제 1 부재(61) 및 제 2 부재(62)의 접함면이 일 방향 또는 타 방향으로 구부러지거나 휘어짐과 동시에 일 방향 또는 타 방향으로 돌출부가 각각 돌출 또는 수축되기 때문에 사방으로 균열을 발생시킬 수 있다. 즉, 사방으로 고루 발생되는 균열로 인해 균열이 한 쪽으로 치우쳐 제 2 주형(52)이 제작 도중 파손되는 것을 방지할 수 있다. 한편, 제 1 부재(61) 및 제 2 부재(62)는 금속 재질로 구비될 수 있다. 또한, 제 1 부재(61) 및 제 2 부재(62)는 서로 열 팽창률이 상이하되 제 1 부재(61) 및 제 2 부재(62)는 각각 열 변형도가 327.5℃ 이하로 구비될 수 있다. 상세하게, 납(Pb)의 녹는점은 327.5℃이다. 따라서, 파손유도제(60)는 납(Pb)이 응고된 다음 또는 응고되는 시점부터 제 2 주형(52)에 균열을 발생시켜야 한다. 즉, 제 1 부재(61) 및 제 2 부재(62)는 서로 열 팽창률이 상이하되 각각 열 변형되는 온도 기점이 327.5℃ 이하로 구비되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시 예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 상기의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상술한 예시적인 시스템에서, 방법들은 일련의 단계 또는 블록으로써 순서도를 기초로 설명되고 있지만, 본 발명은 단계들의 순서에 한정되는 것은 아니며, 어떤 단계는 상술한 바와 다른 단계와 다른 순서로 또는 동시에 발생할 수 있다. 또한, 당업자라면 순서도에 나타낸 단계들이 배타적이지 않고, 다른 단계가 포함되거나 순서도의 하나 또는 그 이상의 단계가 본 발명의 범위에 영향을 미치지 않고 삭제될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 저장부 20: 공급부
25: 열선부 30: 납 밸브
310: 주입관 311: 제 1 턱부
312: 제 1 패킹부 320: 배출관
321: 제 2 턱부 322: 제 2 패킹부
330: 센터관 340: 개폐부
341: 관통구 350: 축부
351: 제 3 패킹부 352: 파지부
40: 주형부 45: 회전체
50: 주형틀 51; 제 1 주형
511: 제 1 틀부 512: 제 2 틀부
52: 제 2 주형 521: 내층부
522: 코팅부 523: 외층부
60: 파손유도제 61: 제 1 부재
62: 제 2 부재
Pb: 납 a: 일 각도

Claims (11)

  1. 고온으로 용융된 납(Pb)이 저장되는 저장부(10);
    상기 저장부(10)에 형성되고 상기 납(Pb)을 배출 또는 차단하는 하나 이상의 납 밸브(30)가 구비되는 관 형상의 공급부(20); 및
    상기 공급부(20)로부터 배출된 상기 납(Pb)을 공급받아 소정의 형상으로 응고시키는 주형부(40);를 포함하고,
    상기 납 밸브(30)는,
    내부에 구 형상의 소정 공간이 형성되는 센터관(330);
    상기 센터관(330)의 일단에 위치되고 관 형상으로 구비되는 주입관(310);
    상기 센터관(330)의 타단에 위치되고 관 형상으로 구비되는 배출관(320);
    외면이 구 형상으로 구비되어 상기 소정 공간에 삽입되고 내부에 상기 주입관(310) 및 상기 배출관(320)을 연결하는 관통구(341)가 상기 주입관(310) 또는 상기 배출관(320) 보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 개폐부(340); 및
    상기 센터관(330)을 관통되도록 형성되어 일단이 상기 개폐부(340)와 연결되고 타단에 파지부(352)가 형성되는 축부(350);를 포함하고,
    상기 주형부(40)는,
    원판 형상으로 구비되어 일 각도(a) 단위로 회전 운동하는 회전체(45); 및
    상기 회전체(45)의 둘레면을 따라 배열되되 상기 일 각도(a) 단위로 배열되는 복수의 주형틀(50);을 포함하고,
    상기 주형틀(50)은 제 2 주형(52)으로 구비되고,
    상기 제 2 주형(52)은 내부에 상기 납(Pb)이 저장되는 공간이 형성되는 모래 주형(sand mold, ─鑄型)이고,
    상기 제 2 주형(52)은 열 팽창률이 상이한 두 종의 금속을 접한 파손유도제(60)가 첨가되는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 주입관(310)은 상기 센터관(330)과 연결되는 위치의 내주면에 상기 관통구(341)의 직경과 동일한 내직경을 갖는 제 1 턱부(311)가 형성되고,
    상기 배출관(320)은 상기 센터관(330)과 연결되는 위치의 내주면에 상기 관통구(341)의 직경과 동일한 내직경을 갖는 제 2 턱부(321)가 형성되는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 턱부(311)는 상기 개폐부(340) 방향에 상기 개폐부(340)와 상기 센터관(330) 사이로 상기 납(Pb)이 유입되지 않도록 기밀(氣密)을 유지하는 원 테 형상의 제 1 패킹부(312)가 구비되고,
    상기 제 2 턱부(321)는 상기 개폐부(340) 방향에 상기 개폐부(340)와 상기 센터관(330) 사이로 상기 납(Pb)이 유입되지 않도록 기밀을 유지하는 원 테 형상의 제 2 패킹부(322)가 구비되는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 센터관(330)은 내주면 방향의 상기 축부(350)가 관통된 위치에 상기 센터관(330) 내부의 기밀을 유지시키는 테 형상의 제 3 패킹부(351)가 구비되는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공급부(20)는 상기 공급부(20) 내부를 통해 배출되는 상기 납(Pb)이 조기 응고되는 것을 방지하기 위해 상기 공급부(20)에 소정의 열을 가하는 열선부(25)가 형성되는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 주형(52)은,
    내부에 상기 납(Pb)이 저장되는 공간이 형성되고 주형용 모래로 이루어진 내층부(521);
    상기 내층부(521) 외면에 형성되고 상기 파손유도제(60)가 포함되는 코팅부(522); 및
    상기 코팅부(522) 외면에 형성되고 주형용 모래로 이루어진 외층부(523);를 포함하는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 파손유도제(60)는 “ㅗ”형상의 제 1 부재(61)와 상기 제 1 부재(61)와 열 팽창률이 상이한 “ㅜ”형상의 제 2 부재(62)의 각 평면 부분을 접하여 십자 형상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 부재(61) 및 상기 제 2 부재(62)는 각각 열 변형 온도가 327.5℃ 이하인 것을 특징으로 하는 납 가공 장치.
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