KR102566731B1 - 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치 - Google Patents

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동아대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치는, 내부에 중공부가 형성된 육면체 형상이며, 하부의 일측에는 흡기라인이 형성되고, 흡기라인의 일단부에는 진공펌프(P)가 구비된 외벽(110), 외벽(110)의 내부 중앙부에 구비된 도가니(130), 중공의 파이프 형상이며, 도가니(130)의 하면에 연결되어 용융된 금속을 가이드하는 이송관(140), 이송관(140)의 하단부에 구비된 베인주형(150), 도가니(130)의 외주면에 설치된 코어(170), 코어(170)의 외주면 감긴 형상으로 구비된 코일(120), 도가니(130)의 상측방향 외벽(110)의 관통된 통공에 구비된 투시창(160)을 포함하는 것을 요지로 한다.

Description

터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치 {Vacuum precision casting device for turbofan engine vane}
본 발명은 정밀 주조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는, 수축공을 제거하고, 조직을 치밀하게 하면서, 변형이 최소화되고, 정밀한 치수의 제조가 가능한 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치에 관한 것이다.
터보팬 엔진은, 터보제트 엔진의 터빈 후부에 다시 터빈을 추가하여 이것으로 배기가스 속의 에너지를 흡수시켜 그 에너지를 사용하여 압축기의 앞부분에 증설한 팬을 구동시키고, 그 공기의 대부분을 연소용으로 사용하지 않고 측로로부터 엔진 뒤쪽으로 분출함으로써 추력을 더욱 증가시킬 수 있는 구조를 가지고 있다.
터보팬 엔진의 압축기는 1단의 원심형과 4단의 축류형 압축기로 구성되며, 축류형은 회전자와 고정자로 이루어져 있고, 고정자인 베인(Vane)은 공기의 흐름과 각도를 조절하여 회전자 쪽으로 압축공기를 공급하는 기능을 하는데, 위와 같은 베인을 제조하는데 있어서 정밀한 제조가 가능한 주조장치가 요구된다.
정밀주조에 관한 종래의 기술을 살펴보면, 등록특허공보 제10-0213429호 (1999.08.02. 공고) '진공정밀 주조법을 이용한 터보차저용 터빈블레이드 제작방법'에는, 공상에 왁스 모형용 금형 설계와 제작 단계, 왁스 모형 사출 단계, 왁스 모형의 변형 교정 작업 단계, 왁스 모형의 조립 단계, 주형제작 단계, 탈왁스 및 주형 소성 단계, 진공 용해 및 주조작업 단계, 마감질 작업단계, 열처리 단계, 파괴 및 비파괴법을 이용한 소재 및 부품 특성 평가 단계, 정밀기계가공 및 장착 시험단계가 순차적으로 이루어진 진공정밀 주조법을 이용한 터보차저용 터빈블레이드 제작방법이 공지되어 있다.
그러나 상기와 같은 주조방법은 변형이 최소화되지 않고, 정밀한 치수의 제조가 미흡한 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0213429호 (1999.08.02. 공고)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 수축공을 제거하고, 조직을 치밀하게 하면서, 변형이 최소화되고, 정밀한 치수의 제조가 가능한 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치를 제공하고자 함이다.
본 발명 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치는, 내부에 중공부가 형성된 육면체 형상이며, 하부의 일측에는 흡기라인이 형성되고, 흡기라인의 일단부에는 진공펌프가 구비된 외벽, 외벽의 내부 중앙부에 구비된 도가니, 중공의 파이프 형상이며, 도가니의 하면에 연결되어 용융된 금속을 가이드하는 이송관, 이송관의 하단부에 구비된 베인주형, 도가니의 외주면에 설치된 코어, 코어의 외주면 감긴 형상으로 구비된 코일, 도가니의 상측방향 외벽의 관통된 통공에 구비된 투시창을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 보후수단이 더 구비되되; 보후수단은, 투시창의 설치된 외벽의 일측에 설치된 자바라 지지대와, 자바라 지지대의 일단부에 구비되어, 투시창에 대하여 일정한 각도로 기울어진 반사경과, 투시창이 설치된 외벽의 타측에 설치되며, 반사경에서 반사된 도가니 내부의 용융상태를 사용자가 눈으로 식별할 때, 눈이 보호되는 보호유리를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 베인주형 냉각장치가 더 구비되되; 베인주형 냉각장치는, 베인주형의 외부를 감싸는 형상으로 구비되며, 내부에는 냉각유로가 형성된 냉각용기와, 냉각용기의 내부를 순환하며, 냉각용기의 일측하단에 연결되어 있어, 냉각유체가 냉각용기로 유입되고, 타측의 하단에 연결되어 있어, 냉각용기를 순환한 냉각유체가 유출되는 냉각유로와, 냉각용기로 유입되는 냉각유로의 일정구간에 구비된 펠티에소자와, 펠티에소자로 유입되는 냉각유로에 구비되며, 제어부의 제어에 의하여 유입된 냉각유체를 상부유로 또는 하부유로로 변환하는 삼방향 밸브와, 펠티에소자를 지나서 가열 또는 냉각된 냉각유체가 통과하는 냉각유로에 구비되며, 제어부의 제어에 의하여 냉각유체의 토출량을 조절하는 토출량 조절밸브와, 냉각용기에 구비되어 냉각용기의 온도를 측정하여 제어부로 송신하는 온도센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 역류방지장치가 더 구비되되; 역류방지장치는, 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조이며, 일측면에는 원뿔모양의 자리면이 구비된 몸체, 몸체의 내부면에서 돌출된 판재의 형상이며, 일측 끝단부에는 구형(球形)의 머리부가 구비된 가이드편, 이동체 일측면의 중앙에 돌출된 원기둥 형상으로 구비된 연결봉과, 원판형상이며, 연결봉의 일측 끝단에 구비된 지지체와, 지지체의 일측면과 몸체의 내면 사이에 결합된 스프링과, 이동체의 타측면에 돌출된 원뿔형상으로 구비되어, 몸체의 자리면과 접촉되어 흡기라인을 밀봉하는 탄성체와, 이동체의 외면에 장공의 형상으로 구비되며, 내측면은 원호형상으로 구비되어 가이드편의 머리부가 미끄럼 이동이 가능하도록 결합된 가이드홈으로 이루어진 이동체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 베인 등의 주조제품에 있어서, 변형이 최소화되고, 정밀한 치수의 제조가 가능한 효과가 있다.
또한, 도가니 내부의 용융상태를 사용자가 눈으로 식별할 때, 눈이 보호될 수 있는 효과가 있다.
또한, 베인주형의 온도구배 및 냉각속도를 정밀하게 제어하여 결정의 미세화, 방향성응고 및 방향성을 조절함으로서 베인의 품질을 극대화할 수 있으면서, 별도의 열처리를 생략할 수 있어 주조공정도 단축되는 효과가 있다.
또한, 외부공기가 진공주조장치의 내부로 유입되는 것을 원척적으로 차단하는 효과를 갖는다.
또한, 베인주형에 진동을 부여하여, 기포의 발생을 방지하고, 주조된 제품인 베인의 방향성 응고를 일정하게 이루어지도록 하며, 수축공을 제거하고, 조직을 치밀화하게 함으로써 제조된 베인의 내마모성을 향상시킬수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명 터보팬엔진 베인의 진공 정밀 주조장치의 단면도.
도 2는 투시창에 구비된 눈 보호수단의 설치상태도.
도 3은 베인주형 냉각장치의 설치상태도.
도 4는 역류방지장치의 단면도.
도 5는 도 4의 A-A'선 단면도.
도 6은 진동발생장치의 개략적 단면도.
도 7은 도 6의 B-B'선 단면도.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다.
또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하다.
그리고 본 출원에서, '포함하다', '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특정의 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
그러므로, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는바, 구현 예(態樣, aspect)(또는 실시 예)들을 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, 본 명세서에서 사용한 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 주지 또는 공지된 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
이하에서 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면을 참고하여 설명한다.
도 1은 본 발명 터보팬엔진 베인의 진공 정밀 주조장치의 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명 '터보팬엔진 베인의 진공 정밀 주조장치'(100. 이하 '진공주조장치'라 한다.)는 외벽(110), 코일(120), 도가니(130), 이송관(140), 베인주형(150), 투시창(160), 코어(170)를 포함한다.
외벽(110)은, 내부에 중공부가 형성된 육면체 형상을 하고 있으며, 하부의 일측에는 흡기라인이 형성되어 있고, 흡기라인의 일단부에는 진공펌프(P)가 구비되어 있어, 진공펌프(P)의 구동에 의하여 진공주조장치 외벽(110)의 내부는 진공상태를 유지한다.
도가니(130)는, 진공주조장치 외벽(110)의 내부 중앙부에 구비되며, 도가니(130)의 내부에는 피용융금속이 내장되어 용융된다.
이송관(140)은, 중공의 파이프 형상을 하고 있으며, 도가니(130)의 하면에 연결되어 용융된 금속을 가이드하는 기능을 가진다.
베인주형(150)은, 이송관(140)의 하단부에 구비되며, 이송관(140)을 통하여 유입된 용융금속을 주입하여 베인(Vane)을 주조한다.
코어(170)는, 페라이트 재질로 형성되어 있으며, 도가니(130)의 외주면에 설치된다.
코일(120)은, 코어(170)의 외주면에 감긴 형상으로 구비되며 전력을 인가하면 자기장을 발생시킨다.
투시창(160)은, 도가니(130)의 상측방향의 외벽(110)의 관통된 통공에 구비되어, 사용자가 투시창을 통하여 도가니(130) 내의 피용융금속의 용융상태를 판단할 수 있는 기능을 가진다.
이상과 같은 진공주조장치(100)의 작동관계를 살펴보면,
피용융금속을 용해시킬 때, 외벽(110)의 내부가 진공인 상태에서, 도가니(130)의 내부에 피용융금속을 넣고 코일(120)에 고주파전류을 가하게 되면 코일(120)에서 자기장이 발생하게 되어 피용융금속의 용융이 이루어지게 되고, 용융금속은 자중으로 이송관(140)을 통해 하부에 설치된 베인주형(150)으로 주입되어 베인의 형상으로 주조가 이루어지게 되는 것이다. 따라서 용해 및 주조는 진공상태에서 이루어지는 것이어서 베인은 고순도화 상태에서 무기공으로 정밀 주조가 이루어져, 고품질의 베인을 제조할 수 있는 것이다.
이하의 실시 예에서는 투시창에 구비된 눈 보호수단에 관하여 설명한다.
도 2는 투시창에 구비된 눈 보호수단의 설치상태도이다.
도시된 바와 같이 눈 보호수단은 자바라 지지대(161), 반사경(162), 보호유리(163)를 포함한다.
자바라 지지대(161)는, 투시창(160)이 설치된 외벽(110)의 일측에 설치되며, 자바라 형식의 구조를 가지고 있으므로, 설치각도를 사용자의 편의에 따라서 자유롭게 조절할 수 있는 기능을 가진다.
반사경(162)은, 자바라 지지대(161)의 일단부에 구비되어, 투시창(160)에 대하여 일정한 각도로 기울어져 있으므로, 투시창(160)을 통하여 비쳐지는 도가니(130) 내부의 용융상태를 반사한다.
보호유리(163)는, 투시창(160)이 설치된 외벽(110)의 타측에 구비되며, 반사경(162)에서 반사된 도가니(130) 내부의 용융상태를 사용자가 눈으로 식별할 때, 눈이 보호되도록 자외선, 적외선, 빛의 강도 등을 차단하거나 감쇄시키는 기능을 가진다.
상기 보호유리(163)에는, 가시광선의 투과율을 공간적으로 변화시키는 그래디언트층과 UV/IR을 차단하는 유전체 다층막이 적층되어 코팅되어 있다는 점에 또 다른 특징이 있다.
이하의 실시 예에서는 베인주형의 냉각을 조절하는 '베인주형 냉각장치'에 관하여 설명한다.
도 3은 베인주형 냉각장치의 설치상태도이다.
도시된 바와 같이 베인주형 냉각장치(200)는, 냉각유로(210), 토출량 조절밸브(220), 삼방향 밸브(230), 펠티에소자(240), 냉각용기(250), 온도센서(S)를 포함한다.
냉각용기(250)는, 베인주형(150)의 외부를 감싸는 형상으로 구비되며, 내부에는 냉각유로(210)가 형성되어 있어, 냉각유로(210)의 내부에서 순환하는 냉각유체에 의하여 베인주형(150)의 냉각상태를 조절하는 기능을 가진다.
냉각유로(210)는, 냉각용기(250)의 내부를 순환하며, 냉각유로(210)는, 냉각용기(250)의 일측하단에 연결되어 있어, 냉각유체가 냉각용기(250)로 유입되고, 타측의 하단에 연결되어 있어, 냉각용기(250)를 순환한 냉각유체가 유출된다.
펠티에소자(240)는, 냉각용기(250)로 유입되는 냉각유로(210)의 일정구간에 구비되며, 상부면으로 통과하는 상부유로(211)와 하부면을 통과하는 하부유로(212)와 면접촉된 상태로 구비된다.
상기 펠티에소자(240)는, V-VI족의 합금 및 그 고용체(固溶體)로 만든 n형과 p형의 반도체(半導體)를 냉각접점으로 하여 구리판을 통해 연결하는 구조를 가지고 있으며, 전류를 흐르게 하면 한쪽 접점(接點)은 발열(發熱)하고, 다른 쪽 접점은 흡열(吸熱=냉각)하는 기능을 가진다.
삼방향 밸브(230)는, 펠티에소자(240)로 유입되는 냉각유로(210)에 구비되며, 제어부의 제어에 의하여 유입된 냉각유체를 상부유로(211) 또는 하부유로(212)로, 유로를 변환하는 기능을 가진다.
토출량 조절밸브(220)는, 펠티에소자(240)를 지나서 가열 또는 냉각된 냉각유체가 통과하는 냉각유로(210)에 구비되며, 제어부의 제어에 의하여 냉각유체의 토출량을 조절한다.
온도센서(S)는, 냉각용기(250)에 구비되어 냉각용기(250)의 온도를 측정하여 제어부로 송신하는 기능을 가진다.
제어부는, 온도센서(S)의 신호를 수신하여 삼방향밸브(230)를 제어함으로서, 냉각유체가 펠티에소자(240)의 상면 또는 하면을 통과하도록 제어하는 것과 더불어 토출량 조절밸브(220)를 제어하여 토출되는 냉각유체의 양을 조절하는 기능을 가진다.
위와 같은 베인주형 냉각장치(200)의 작동관계를 살펴보면,
베인주형(150)에서 열이 전도된 냉각용기(250)의 온도를 측정한 센서(S)가 그 신호를 제어부로 송신하면, 제어부는 삼방향밸브(230)를 제어하여 냉각유체가 상부유로(211) 또는 하부유로(212)로 순환되도록 하여, 냉각유체를 펠티에소자(240)의 상면 또는 하면과 접촉시킴으로서, 가열 또는 냉각하고, 토출량 조절밸브(220)의 개도량을 제어하여 냉각유체의 토출량을 조절함으로써, 냉각용기(250)가 필요한 온도로 유지되거나, 필요한 온도구배를 가지도록 제어함으로서, 결국 베인주형(150)의 온도를 조절할 수 있는 작용, 효과를 갖는 것이다.
즉, 베인주형(150)의 온도구배 및 냉각속도를 정밀하게 제어하여 최적화 함으로서, 주조된 베인의 응고 및 냉각을 정밀하게 조절할 수 있는 것이어서, 결정의 미세화, 방향성응고 및 방향성을 조절함으로서 베인의 품질을 극대화할 수 있으면서, 별도의 열처리를 생략할 수 있어 주조공정도 단축되는 작용, 효과를 더불어 가진다.
이하 실시 예에서는 흡기라인에 구비된 역류방지장치에 관하여 설명한다.
도 4는 역류방지장치의 단면도, 도 5는 도 4의 A-A'선 단면도이다.
도시된 바와 같이 흡기라인에 구비된 역류방지장치(300)는, 몸체(310), 이동체(320), 가이드편(330)을 포함하고 있다.
몸체(310)는, 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조를 가지고 있으며, 일측면에는 원뿔모양의 자리면(311)이 구비되어 있다.
가이드편(330)은, 몸체(310)의 내부면에서 돌출된 판재의 형상을 가지고 있으면, 일측 끝단부에는 구형(球形)의 머리부(331)가 구비되어 있어, 후술하는 이동체(320)의 가이드홈(325)에 미끄럼 이동이 가능하도록 결합된다.
이동체(320)는, 원기둥 형상을 가지고 있으며, 연결봉(321), 지지체(322), 스프링(323), 탄성체(324), 가이드홈(325)을 포함하고 있다.
상기 연결봉(321)은, 이동체(320)의 일측면의 중앙에 돌출된 원기둥 형상으로 구비된다.
상기 지지체(322)는, 원판형상의 구조를 가지고 있으며, 연결봉(321)의 일측 끝단에 구비된다.
상기 스프링(323)은, 지지체(322)의 일측면과 몸체(310)의 내면 사이에 결합되어 있으며, 지지체(322)에 탄성력을 부여함으로서, 결국 지지체(322)와 연결된 이동체(320)가 일측으로 이동하려는 탄성력을 부여받게 된다.
상기 탄성체(324)는, 이동체(320)의 타측면에 돌출된 원뿔형상으로 구비되어, 몸체(310)의 자리면(311)과 접촉되어 흡기라인을 밀봉하는 기능을 가진다.
또한 상기 탄성체(324)는 내열성고무 재질로 형성되어 있으며, 내열성고무는, 고무 100 중량부에 대하여 카본블랙 20 내지 45 중량부, 산화아연 8 내지 10 중량부, 황 0.2 내지 3 중량부, 칼슘스테아레이트 0.5 내지 5 중량부, 실리콘-유기계 고무 공중합체 3 내지 15 중량부의 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하며, 이와 같은 조성물로 이루어진 탄성체(324)는, 외벽(110) 내에서 전도된 고온에도 내열성 및 내열 열화특성이 향상되며, 경도 및 인장강도 등의 기계적 물성이 우수하여 밀봉의 효율을 극대화할 수 있는 작용, 효과가 있는 것이다.
상기 가이드홈(325)은, 이동체(320)의 외면에 장공의 형상으로 구비되며, 가이드홈(325)의 내측면은 원호형상으로 구비되어 가이드편(330)의 머리부(331)가 미끄럼 이동이 가능하도록 결합된다.
이상과 같은 역류방지장치(300)의 작동관계를 살펴보면,
진공펌프(P)가 구동하면 외벽(110)의 내부에 있는 공기는 흡기라인을 통하여 배출되고, 그 흡입력에 의하여 이동체(320)는 스프링(323)의 탄성력을 극복하고 가이드편(330)을 따라 진공펌프(P) 방향으로 슬라이드 이동하여, 외벽(110) 내의 공기가 배출되도록 한다.
진공펌프(P)의 구동이 정지되면, 스프링(323)의 탄성복원력과 외벽(110) 내의 음압에 의하여 이동체(320)는 외벽(110)방향으로 이동하고, 이동체(320)에 구비된 탄성체(324)는 몸체(310)의 자리면(311)과 접촉하여 밀봉됨으로써, 외부공기가 외벽(110)의 내부로 유입되는 것을 원척적으로 차단하는 작용, 효과를 갖는 것이다.
이하의 실시 예에서는 진동발생장치에 관하여 설명한다.
도 6은 진동발생장치의 개략적 단면도, 도 7은 도 6의 B-B'선 단면도이다.
도시된 바와 같이 진동발생장치(400)는, 하우징(410), 회전체(420), 타격부(430), 공압실린더(440), 모터(M)를 포함하고 있다.
하우징(410)은, 단열재질로 형성되어 있으면서, 내부에 중공부가 형성된 원통형 구조를 가지고 있고, 외벽(110) 내부의 일정한 지역에 위치한다.
공압실린더(440)는, 하우징(410)의 외면과 외벽(110)의 내면 사이에 구비되어 있으며, 제어부의 신호에 따라서 출몰함으로써, 하우징(410)의 위치를 베인주형(150)을 둘러싸고 있는 냉각용기(250)에 가깝게 하거나 멀어지게 하는 기능을 가진다.
모터(M)는, 하우징(410)의 내부 저면에 구비되며, 하우징(410)의 상면을 관통하는 회전축을 회전시키는 기능을 가진다.
회전체(420)는, 원기둥 형상을 가지고 있으며, 회전축의 일측 끝단에 구비되어 회전축의 회전과 연동하여 회전한다.
타격부(430)는, 판스프링의 재질로 형성되고, 회전체(420)의 회전방향과 반대되는 방향으로 경사진 구조를 가지도록 회전체(420)의 외면에 구비되며, 타격부(430)의 끝단부에는 만곡부(431)가 형성되어 있어, 타격부(430)가 냉각용기(250)를 타격하여 진동을 발생시킬 때, 냉각용기(250)에 스크래치 등이 생겨 파손되는 것을 최소화하는 작용, 효과를 가진다.
상기 타격부(430)는 회전체(420)의 외면에 2개가 형성된 것으로 도시되어 있으나, 다수개의 타격부(430)가 회전체(420)의 외면에 구비될 수 있음은 물론이다.
또한, 타격부(430)는 판스프링의 재질로 형성되어 있으므로, 타격부(430)가 냉각용기(250)를 타격할 때, 탄성력에 의하여 절곡되는 것이어서, 냉각용기(250)가 지나친 충격력에 의하여 파손되는 것을 최소화하는 작용, 효과를 가진다.
또한 타격부(430)의 외면을 고무로 피복하여 냉각용기(250)의 파손을 최소화하면서도, 진동을 부여할 수 있음은 물론이다.
이상과 같은 진동발생장치의 작동관계를 살펴보면,
베인주형(150)에 진동을 부여하고자 할 때, 제어부는 모터(M)를 구동하고, 모터(M)의 구동과 연동되어 회전체(420)가 회전하며, 회전체(420)가 회전하면, 회전체(420)의 외면에 구비된 타격부(430)가 냉각용기(250)를 타격함으로써, 결국 베인주형(150)에 진동을 부여할 수 있는 것이다.
이때, 제어부는 공압실린더(440)의 출몰을 제어함으로서, 하우징(410)의 이동거리를 제어하고, 하우징(410)의 이동과 연동하는 타격부(430)와 냉각용기(250) 사이의 거리를 제어함으로써, 타격부(430)가 냉각용기(250)와 가까와져서 충격력이 커지는 점과, 냉각용기(250)와 멀어져서 충격력이 작아지는 점을 조절함으로써, 결국 베인주형(150)에 가해지는 진동의 세기를 조절할 수 있는 것이다.
이와 같이 베인주형(150)에 진동을 부여하면, 가스와 공기가 용탕에 혼입되는 것을 방지하여 기포의 발생을 방지할 수 있어 생산된 베인의 방향성 응고를 일정하게 이루어지도록 하고, 수축공을 제거하며, 조직을 치밀화하게 함으로써 제조된 베인의 내마모성을 증가시킬수 있는 것이다.
따라서 고강도 등을 요구하는 터보팬엔진의 부품으로 사용할 수 있는 고품질의 베인을 제조할 수 있는 작용, 효과가 있다.
100:터보팬엔진 베인의 진공정밀 주조장치
110:외벽 120:코일
130:도가니 140:이송관
150:베인주형 160:투시창
161:자바라지지대 162:반사경
163:보호유리 170:코어
200:베인주형 냉각장치 210:냉각유로
211:상부유로 212:하부유로
220:토출량 조절밸브 230:삼방향밸브
240:펠티에소자 250:냉각용기
300:역류방지장치 310:몸체
311:자리면 320:이동체
321:연결봉 322:지지체
323:스프링 324:탄성체
325:가이드홈 330:가이드편
331:머리부 400:진동발생장치
410:하우징 420:회전체
430:타격부 431:만곡부
440:공압실린더 M:모터
P:진공펌프

Claims (4)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 내부에 중공부가 형성된 육면체 형상이며, 하부의 일측에는 흡기라인이 형성되고, 흡기라인의 일단부에는 진공펌프(P)가 구비된 외벽(110),
    외벽(110)의 내부 중앙부에 구비된 도가니(130),
    중공의 파이프 형상이며, 도가니(130)의 하면에 연결되어 용융된 금속을 가이드하는 이송관(140),
    이송관(140)의 하단부에 구비된 베인주형(150),
    도가니(130)의 외주면에 설치된 코어(170),
    코어(170)의 외주면 감긴 형상으로 구비된 코일(120),
    도가니(130)의 상측방향 외벽(110)의 관통된 통공에 구비된 투시창(160)을 포함하며,
    보호수단이 더 구비되되;
    보호수단은,
    투시창(160)이 설치된 외벽(110)의 일측에 구비된 자바라 지지대(161)와,
    자바라 지지대(161)의 일단부에 구비되어, 투시창(160)에 대하여 일정한 각도로 기울어진 반사경(162)과,
    투시창(160)이 설치된 외벽(110)의 타측에 설치되며, 반사경(162)에서 반사된 도가니(130) 내부의 용융상태를 사용자가 눈으로 식별할 때, 눈이 보호되는 보호유리(163)를 포함하고,
    베인주형 냉각장치(200)가 더 구비되되;
    베인주형 냉각장치(200)는,
    베인주형(150)의 외부를 감싸는 형상으로 구비되며, 내부에는 냉각유로(210)가 형성된 냉각용기(250)와,
    냉각용기(250)의 내부를 순환하며, 냉각용기(250)의 일측하단에 연결되어 있어, 냉각유체가 냉각용기(250)로 유입되고, 타측의 하단에 연결되어 있어, 냉각용기(250)를 순환한 냉각유체가 유출되는 냉각유로(210)와,
    냉각용기(250)로 유입되는 냉각유로(210)의 일정구간에 구비된 펠티에소자(240)와,
    펠티에소자(240)로 유입되는 냉각유로(210)에 구비되며, 제어부의 제어에 의하여 유입된 냉각유체를 상부유로(211) 또는 하부유로(212)로 변환하는 삼방향 밸브(230)와,
    펠티에소자(240)를 지나서 가열 또는 냉각된 냉각유체가 통과하는 냉각유로(210)에 구비되며, 제어부의 제어에 의하여 냉각유체의 토출량을 조절하는 토출량 조절밸브(220)와,
    냉각용기(250)에 구비되어 냉각용기(250)의 온도를 측정하여 제어부로 송신하는 온도센서(S)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치.
  4. 청구항 제3항에 있어서,
    역류방지장치(300)가 더 구비되되;
    역류방지장치(300)는,
    내부에 중공부가 형성된 원통형 구조이며, 일측면에는 원뿔모양의 자리면(311)이 구비된 몸체(310),
    몸체(310)의 내부면에서 돌출된 판재의 형상이며, 일측 끝단부에는 구형(球形)의 머리부(331)가 구비된 가이드편(330),
    이동체(320) 일측면의 중앙에 돌출된 원기둥 형상으로 구비된 연결봉(321)과,
    원판형상이며, 연결봉(321)의 일측 끝단에 구비된 지지체(322)와,
    지지체(322)의 일측면과 몸체(310)의 내면 사이에 결합된 스프링(323)과,
    이동체(320)의 타측면에 돌출된 원뿔형상으로 구비되어, 몸체(310)의 자리면(311)과 접촉되어 흡기라인을 밀봉하는 탄성체(324)와,
    이동체(320)의 외면에 장공의 형상으로 구비되며, 내측면은 원호형상으로 구비되어 가이드편(330)의 머리부(331)가 미끄럼 이동이 가능하도록 결합된 가이드홈(325)으로 이루어진 이동체(320)를 포함하는 것을 특징으로 하는 터보팬 엔진 베인의 진공 정밀 주조장치.
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