KR20190020885A - 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심 - Google Patents

개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심 Download PDF

Info

Publication number
KR20190020885A
KR20190020885A KR1020170105721A KR20170105721A KR20190020885A KR 20190020885 A KR20190020885 A KR 20190020885A KR 1020170105721 A KR1020170105721 A KR 1020170105721A KR 20170105721 A KR20170105721 A KR 20170105721A KR 20190020885 A KR20190020885 A KR 20190020885A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pressure
fuel
metal fuel
lower chamber
upper chamber
Prior art date
Application number
KR1020170105721A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102025701B1 (ko
Inventor
국승우
박정용
김기환
고영모
오석진
엄성호
정경채
박성찬
김성호
Original Assignee
한국원자력연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국원자력연구원 filed Critical 한국원자력연구원
Priority to KR1020170105721A priority Critical patent/KR102025701B1/ko
Publication of KR20190020885A publication Critical patent/KR20190020885A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102025701B1 publication Critical patent/KR102025701B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21C—NUCLEAR REACTORS
    • G21C21/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of reactors or parts thereof
    • G21C21/02—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings
    • G21C21/16—Manufacture of fuel elements or breeder elements contained in non-active casings by casting or dipping techniques
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D18/00—Pressure casting; Vacuum casting
    • B22D18/06—Vacuum casting, i.e. making use of vacuum to fill the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/003—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using inert gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
    • B22D27/15—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using vacuum
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 금속연료심 제조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심에 관한 것으로, 본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는, 금속연료를 용융하는 용융 도가니를 포함하는 상부 챔버; 상기 용융된 금속연료심이 장입되는 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버; 상기 상부 챔버 또는 하부 챔버의 압력을 제어하는 진공 펌프; 및 상기 연료심 몰드 하단에 구비되는 필터를 포함하고, 상기 필터는, 상기 진공 펌프를 통한 상기 하부 챔버의 압력조절시 주물을 제외한 유체를 선택적으로 배출한다.

Description

개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심{IMPROVED METAL FUEL CORE MANUFACTURING APPARATUS, METHOD, AND THIS METAL FUEL CORE PRODUCED USING}
본 발명은 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심에 관한 것이다.
구체적으로, 금속연료심 제조 장치는 상부와 하부가 분리되어 챔버가 형성되며, 압력제어를 위한 진공 펌프 및 연료심 몰드의 하단에 구비된 필터를 통해 중력주조시 필요한 압력구배를 형성하여 금속연료의 장입량 및 장입속도 제어를 할 수 있다.
주조는 주물을 만들기 위하여 실시되는 작업으로 주물의 설계, 주조 방안의 작성, 모형의 작성, 용해, 주입 및 끝손질의 순서로 진행된다. 주조시의 용탕 주입방법으로는 중력을 이용한 중력주조법, 유압 실린더를 통한 기계적 가압을 활용하여 금형에 용탕을 주입시키는 다이캐스팅법, 불활성 기체의 압력을 활용하여 주형에 용탕을 주입시키는 사출주조법 및 폭약의 폭발력으로 압력을 가해 주입시키는 폭발주조법 등이 있다.
한편, 사출 주조법은 용탕에 주형을 담근 후 기체 압력을 활용하여 주물을 주형내로 장입시키는 방법을 의미한다. 대체로 주물이 산화에 민감하거나 간단한 형태의 주형을 활용할 경우 사용된다.
중력주조법은 용탕에 압력을 가하지 않고, 용탕 자체가 지니는 중력을 이용하여 금형, 흑연형 등의 영구 주형에 주탕하는 방법을 의미하며, 금형주조 또는 중력 금형 주조라고도 한다.
특히, 금속연료심의 중력주조법은 주입되는 용탕의 중력을 이용, 금형내에서 응고시키는 주조방법으로 용탕의 냉각속도에 따라 하단부의 금속연료심의 길이가 결정되는 특징이 있다. 다만, 중력주조법은 금속연료가 연료심 몰드에 장입될 때 중력에 따른 장입속도가 정해져 있기 때문에 연료심의 결함 및 수율이 용융된 냉각속도에 크게 영향을 받게된다.
또한, 일반적인 금속연료심 중력주조법은 금속연료심의 산화방지 및 오염방지를 위하여 진공분위기에서 주조를 수행하게 된다. 금속연료심 중력주조에서는 금속연료 물질이 장입된 용융 도가니를 포함하는 상단부와 연료심 몰드를 포함하는 하단부가 일체형으로 동시에 진공 분위기를 제어하거나, 또는 하단부의 진공 분위기 제어를 수행하지 않는다.
이와 같이 중력주조를 위한 장치는 금속연료 물질이 장입된 용융 도가니, 용융된 금속연료를 연료심형태를 만들어주는 연료심 몰드, 용융된 금속연료가 들어있는 용융 도가니를 연료심 몰드로 보내기 위한 출구 1, 출구 1을 열어주기 위한 출탕봉, 연료심 출구를 통과한 금속연료를 연료심 몰드로 분배하기 위한 분배기, 분배기에서 연료심 몰드로 보내기 위한 출구 2, 상단의 용융 도가니를 가열하기 위한 열선 또는 유도장치, 하단의 연료심 몰드를 가열하기 위한 열선, 분배기를 가열하기 위한 열선, 챔버의 분위기를 조절하기 위한 진공펌프, 진공펌프와 챔버를 여닫기 위한 밸브가 포함된다.
한편, 다이캐스팅 주조법은 정밀한 금형을 사용하여 자동 또는 수동식으로 주탕하고, 유압 실린더를 사용한 압력을 가하여 주조하는 방법을 의미한다. 알루미늄, 아연, 안티몬, 납 주석등의 합금주물에 알맞으며, 대체로 엷은 두께로서 치수가 정확한 주물의 대량 생산에 사용된다.
전술한 주조법 또는 주조 장치와 관련된 것으로 대한민국 공개공보 제10-2011-0071439호(이하 '선행기술'이라 약칭함)는 분리된 챔버의 압력차이와 중력을 이용하여 용탕의 주입구동력을 확보한 주조장치 및 주조방법이 개시되었다.
대한민국 공개공보 제10-2011-0071439호
본 발명의 목적은 상/하부 챔버의 압력을 독립적으로 제어하여 용융된 금속연료의 장입속도 및 장입량을 조절할 수 있는 금속연료심 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 금속연료심에 포함된 연료의 휘발을 예방하여 금속연료심의 산화를 방지할 수 있는 금속연료심 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 금속연료가 연료심 몰드로 장입될 때, 연료심 몰드를 포함하는 챔버의 진공상태를 유지할 수 있는 금속연료심 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 상/하부 챔버의 압력을 조절함과 동시에 잔류 불활성 기체의 양을 함께 조절함으로써 하단부 연료심의 건전성을 유지하고 금속연료심의 길이를 제어할 수 있는 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는 금속연료를 용융하는 용융 도가니를 포함하는 상부 챔버; 상기 용융된 금속연료심이 장입되는 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버; 상기 상부 챔버 또는 하부 챔버의 압력을 제어하는 진공 펌프; 및 상기 연료심 몰드 하단에 구비되는 필터를 포함하고, 상기 필터는 상기 진공 펌프를 통한 상기 하부 챔버의 압력조절시 주물을 제외한 유체를 선택적으로 배출한다.
본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는 상기 연료심 몰드의 하단에 배치되고 기체의 이동이 가능하며 상기 용융된 금속연료심 재료가 상기 연료심 몰드 외부로 배출되는 것을 차단하는 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는 상기 진공 펌프와 상기 상부 챔버 또는 하부 챔버 간 유로를 개폐하는 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 진공 펌프는 상기 상부 챔버의 압력을 제어하는 제1 진공 펌프; 및 상기 하부 챔버의 압력을 제어하는 제2 진공 펌프를 포함하고, 상기 제1 진공 펌프와 상기 상부 챔버를 연결하는 제1 유로를 개폐하는 제1 스위치; 및 상기 제2 진공 펌프와 상기 하부 챔버를 연결하는 제2 유로를 개폐하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 진공 펌프는 상기 상부 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하는 제1 유로; 및 상기 하부 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하는 제2 유로를 포함하고, 상기 제1 유로를 개폐하는 제1 스위치; 및 상기 제2 유로를 개폐하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는 불활성 기체를 통해 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버의 압력을 독립적으로 제어하는 가압 탱크를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 가압 탱크는 상기 상부 챔버와 상기 가압 탱크를 연결하는 제3 유로; 및 상기 하부 챔버와 상기 가압 탱크를 연결하는 제4 유로를 포함하고, 상기 제3 유로를 개폐하는 제3 스위치 및; 상기 제4 유로를 개폐하는 제4 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 연결하는 연결관을 더 포함하고, 상기 진공 펌프는 상기 하부 챔버와 연결하는 유로를 포함하며, 상기 연결관을 개폐하는 연결관 스위치; 및 상기 유로를 개폐하는 제1 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치는 상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 연결하는 연결관을 더 포함하고, 상기 진공 펌프는 상기 상부 챔버와 연결하는 유로를 포함하며, 상기 연결관을 개폐하는 연결관 스위치; 및 상기 유로를 개폐하는 제2 스위치를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조방법은 용융 도가니를 포함하는 상부 챔버의 압력을 제어하는 단계; 및 상기 상부 챔버의 압력을 제어하는 단계와는 독립적으로 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버의 압력을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 상부 챔버의 압력은 상기 하부 챔버의 압력보다 높게 제어한다.
또한, 상기 용융 도가니를 포함하는 상부 챔버의 압력을 제어하는 단계는 상기 상부 챔버의 압력을 10-7 내지 8360 torr의 압력으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버의 압력을 제어하는 단계는 상기 하부 챔버의 압력을 10-8 내지 760 torr의 압력으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버의 압력을 제어하는 단계는 상기 용융 도가니에서 용융된 금속연료를 상기 연료심 몰드의 최하단부터 장입할 수 있다.
또한, 상기 상부 챔버의 압력은 상기 하부 챔버의 압력보다 0.1 내지 10 기압 높게 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예를 따르는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치 또는 제조방법을 통하여 금속연료심을 제조할 수 있다.
본 발명에 따르면 상/하부 챔버와 연결된 진공 펌프와 연료심 몰드의 하단에 구비된 필터를 통해, 중력주조시 필요한 압력구배를 형성하여 용융된 금속연료의 장입속도를 제어할 수 있다. 이에 따라, 제조되는 연료심 몰드의 길이에 제한을 극복하여 최하단 까지 금속연료를 장입시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따르면 기존 중력주조법 또는 가/감압 사출주조와 비교하여, 향상된 생산속도를 통해 금속연료심의 수율 감소 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속연료심 제조장치는, 금속연료에 포함된 재료의 휘발성을 조절하여 금속연료심의 결함이 개선되는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속연료심 제조장치는 필터를 구비하여 용융된 금속연료의 장입시 연료심 몰드의 진공상태를 조절할 수 있다. 이에 따라, 장입 및 냉각과정에서 금속연료심에 발생하는 품질문제를 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속연료심 제조장치는 하부 챔버의 잔류 기체의 양을 조절하는 방법으로 몰드에 장입되는 금속연료의 양을 조절할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 금속연료심 제조장치는 몰드에 장입되는 금속연료의 양을 조절하여 균일하고 개선된 품질의 연료심을 제작할 수 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 각 실시 예에 따른 금속연료심 제조장치이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 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.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 금속연료심 제조장치(1)이다. 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 금속연료심 제조장치(1)는 금속연료를 용융하는 용융 도가니(111)를 포함하는 상부 챔버(11), 용융된 금속연료심 재료가 장입되는 연료심 몰드(121)를 포함하는 하부 챔버(12) 및 상부 챔버(11) 또는 하부 챔버(12)의 압력을 제어하는 진공 펌프(13)를 포함한다, 또한, 금속연료심 제조장치(1)는 연료심 몰드(121) 하단에 구비되는 필터(14) 및 진공 펌프(13)와 상부 챔버(11) 또는 하부 챔버(12) 간 유로를 개폐하는 스위치(15)를 더 포함할 수 있다.
상부 챔버(11)는 하부 챔버(12)와 분리된 공간을 형성할 수 있다. 상부 챔버(11)는 금속연료를 용해하기 위한 용융 도가니(111)를 포함할 수 있다. 용융 도가니(111)와 연료심 몰드(121)는 용융된 금속연료를 장입시키기 위해 높이차가 형성되어야 하며, 용융 도가니(111)가 연료심 몰드(121)보다 높게 위치하여 중력의 영향을 통해 용융된 금속연료가 장입될 수 있다.
상부 챔버(11)는 내부압력을 조절하기 위해 진공 펌프(13)와 연결될 수 있다. 상부 챔버(11)는 금속연료 물질을 용융 도가니(111)에서 가열할 수 있다. 상부 챔버(11)는 용융 도가니(111)의 온도를 금속연료 물질의 용융점 이상으로 상승시키며, 이후 금속연료는 용융될 수 있다. 이때, 상부 챔버(11)의 압력을 일정한 압력으로 제어할 수 있으며, 고진공 분위기로 제어하기 위해 진공 펌프(13)를 사용할 수 있다. 용융된 금속연료는 분배기로 전달될 수 있다. 분배기에서는 용융된 금속연료를 하부 챔버(12)의 연료심 몰드(121)로 장입할 수 있다.
상부 챔버(11)는 금속연료의 용융시, 용융에 의한 휘발을 방지하기 위하여 불활성 기체를 주입받을 수 있다. 이를 위해, 상부 챔버(11)는 가압 탱크와 연결될 수 있다.
하부 챔버(12)는 상부 챔버(11)와 분리된 공간을 형성할 수 있다. 하부 챔버(12)는 용융된 금속 연료를 저장하고, 저장된 금속연료를 응고시키기 위한 연료심 몰드(121)를 포함할 수 있다. 연료심 몰드(121)는 용융 도가니(111)보다 낮게 위치하여 높이 구배를 형성하며, 중력의 영향을 통해 용융된 금속연료가 장입될 수 있다.
하부 챔버(12)는 내부압력을 조절하기 위해 진공 펌프(13)와 연결될 수 있다. 하부 챔버(12)는 장입된 연료의 급속한 응고를 방지하기 위해 연료심 몰드(121)를 일정 온도 이상으로 가열할 수 있다. 하부 챔버(12)는 내부압력을 일정한 압력으로 제어할 수 있으며, 고진공 분위기로 제어하기 위해 진공 펌프(13)를 사용할 수 있다. 특히, 연료의 장입시 하부 챔버(12)는 상부 챔버(11)보다 낮은 압력을 유지하여야 함에 주목할 수 있다. 즉, 용융된 금속연료가 중력에 의하여 하강하고, 상부 챔버(11)와 하부 챔버(12)에 형성된 압력차가 더해져 금속연료가 연료심 몰드(121)로 신속하게 장입될 수 있다. 이에 따라, 용융된 금속연료의 장입속도가 향상되어 길게 제작된 연료심 몰드에도 금속연료가 용이하게 장입될 수 있다.
하부 챔버(12)는 용융된 상태로 연료심 몰드(121)로 장입된 금속연료의 휘발을 방지하기 위해 불활성 기체를 주입받을 수 있다. 이를 위해, 하부 챔버(12)는 가압 탱크와 연결될 수 있다. 이때, 하부 챔버(12)의 내부 압력은 상부 챔버(11)보다 낮게 형성됨이 바람직하다.
진공 펌프(13)는 단수 혹은 복수로 구비될 수 있다. 진공 펌프(13)는 각 챔버와 연결되는 유로를 포함할 수 있다. 각 유로에는 유로를 개/폐하는 스위치가 위치할 수 있다. 진공 펌프(13)는 상부 챔버(11)와 하부 챔버(12)의 내부압력을 독립적으로 제어할 수 있다. 이에 따라, 진공 펌프(13)는 상부 챔버(11)와 하부 챔버(12)의 압력차이를 형성할 수 있다.
복수의 진공 펌프가 구비되는 경우, 상부 챔버(11)와 연결된 진공 펌프를 제1 진공 펌프(131), 하부 챔버와 연결된 진공 펌프를 제2 진공 펌프(132)라 정의한다. 제1 진공 펌프(131)는 상부 챔버(11)와 연결하는 제1 유로(1311)를 포함할 수 있다. 제1 진공 펌프(131)는 제1 유로(1311)를 통해 상부 챔버(11)의 압력을 제어할 수 있다. 제1 진공 펌프(131)는 상부 챔버(11)의 압력분위기를 고진공 분위기로 제어할 수 있으며, 필요에 따라 감압 또는 가압을 통하여 용융된 금속연료의 장입속도를 조절할 수 있다.
제2 진공 펌프(132)는 하부 챔버(12)와 연결하는 제2 유로(1321)를 포함할 수 있다. 제2 진공 펌프(132)는 제2 유로(1321)를 통해 하부 챔버(12)의 압력을 제어할 수 있다. 제2 진공 펌프(132)는 하부 챔버(12)의 압력분위기를 고진공 분위기로 제어할 수 있으며, 필요에 따라 감압 또는 가압을 통하여 용융된 금속연료의 장입속도를 조절할 수 있다. 특히, 제2 진공 펌프(132)를 통해 제어되는 하부 챔버(12)의 압력은 상부 챔버(11)의 압력보다 낮게 형성됨이 바람직하며, 이를 통해 금속연료의 신속한 장입이 이루어져 금속연료심의 건전성 등의 품질을 향상시킬 수 있다.
필터(14)는 진공 펌프(13)를 통한 하부 챔버(12)의 압력조절 시 주물을 제외한 유체를 선택적으로 배출한다. 주물은 용융된 상태로 장입되는 금속연료를 총칭한다. 필터(14)는 진공 펌프(13)의 효과를 극대화 할 수 있다. 이를 위해, 필터(14)는 연료심 몰드 하단에 위치하여 진공 펌프(13) 또는 가압 탱크와 연결될 수 있다.
필터가 진공 펌프와 연결되는 경우, 필터는 연료심 몰드로 용융된 금속연료를 장입받아 주물을 제외한 유체를 진공 펌프로 전달하여 연료심 몰드내부의 압력을 최소화 할 수 있다. 이를 통해, 용융된 금속연료는 연료심 몰드로 신속하게 장입될 수 있으며 필터가 위치한 최하단까지 용이하게 장입될 수 있다.
한편, 필터(14)가 가압 탱크와 연결되는 경우, 필터와 가압 탱크의 압력차이를 통해 필터 내부의 잔류기체를 제어하여 장입되는 주물의 양을 조절할 수 있다. 즉, 주물의 장입 과정에서도 연료심 몰드 내부의 압력 제어가 가능하며 이를 통해, 주물의 장입속도, 장입량 및 필터 상부에서 형성되는 연료심의 길이를 제어할 수 있다.
또한, 필터(14)를 통해 연료심 몰드(121)에 잔류하는 유체가 최소화됨으로써 제공된 연료심 몰드(121)의 형태로 금속연료심을 생산할 수 있으며, 이를 통해 금속연료심의 불량율을 감소시킬 수 있다.
한편, 필터(14)는 제공되는 소재에 따라 지속적으로 활용 할 수 있으며, 상이한 주물의 혼합 및 필터 자체적인 내구성에 따라 1회성으로 사용되어 주기적으로 교환될 수 있다.
또한, 필터(14)는 각각의 금속연료심을 제조하기 위한 연료심 몰드에 독립적으로 적용하거나 또는 몰드 하단부 전체에 적용하는 두 가지 방법 모두 활용이 가능하다.
상세하게는, 필터(14)는 금속연료심과 화학적 반응이 일어날 수 있으며, 이때 필터는 금속연료심의 성능에 영향을 주지 않는 물질로 제작하여 금속연료심과 함께 후공정을 진행할 수 있도록 하는 것이 유리하다.
또한, 필터(14)는 금속연료심의 재료성분과 반응성이 없는 물질로 제작하거나 반응방지 코팅을 진행하여 예상되는 반응을 방지할 수 있다. 이를 통해, 필터의 내구성을 최대화 할 수 있다.
또한, 필터(14)는 금속연료심에 영향을 주지 않는 물리/화학적 방법으로 제거가 가능한 물질로 제작할 수 있다. 이를 통해, 필터는 일회성으로 사용하게 되며 이때 필터제거를 위한 후공정이 요구될 수 있다.
한편, 필터(14)는 고온의 주물에 의하여 변형이 일어나지 않는 소재를 사용할 수 있다. 특히, 필터(14)는 금속 혹은 세라믹으로 제작할 수 있으며 고온의 주물에 의하여 빠른 시간안에 손상되지 않는 것이 유리하다. 이처럼, 금속연료심에 영향을 주지 않는 화학적 물질로 제작된 필터(14)는 기대수명이 향상될 수 있다.
또한, 필터(14) 상단의 잔류 유체를 조절하는 방법으로 주물과 필터의 직접적인 접촉을 차단하여 필터사용의 주기를 늘릴 수 있다.
하기의 <실시예1> 내지 <실시예4>에서는 연료심 몰드의 직접적인 압력 제어 및 필터의 기대수명을 향상시키기 위해 필터와 관련하여 전술한 내용이 선택적으로 적용될 수 있다.
스위치(15)는 각 유로상에 위치하여 유로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 스위치는 수동형 및 자동형을 포함할 수 있으며, 외부에서 스위치를 제어하기 위한 장치와 연결되어 신호를 받아 유로를 개폐할 수 있다.
또한, 스위치는 하기의 연결관에 위치하여 연결관을 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 스위치를 통해 유로 또는 연결관이 폐쇄된 경우, 진공 펌프의 압력은 각 챔버로 전달되지 않으며, 각 챔버로부터 고체, 액체 및 기체상의 어떠한 물질도 진공 펌프로 전달되지 않음으로써 각 챔버의 압력이 유지될 수 있다.
제1 스위치는 제1 유로에 위치하는 모든 스위치로 정의한다. 제2 스위치는 제2 유로에 위치하는 스위치로 정의한다. 이처럼, 제3 및 제4 유로에 위치한 스위치는 제3 및 제4 스위치로 정의할 수 있으며, 연결관에 위치한 스위치는 연결관 스위치로 정의한다.
가압 탱크는 상부 챔버(11) 또는 하부 챔버(12)와 유로를 통해 연결될 수 있다. 가압 탱크는 불활성 기체를 주입하는 방법으로 상부 챔버(11) 또는 하부 챔버(12)의 압력을 독립적으로 제어할 수 있다. 이처럼, 비활성 기체의 주입을 통하여 용융된 금속연료의 휘발을 방지함으로써 용융 및 응고단계에서 발생하는 불량율을 감소시킬 수 있다. 또한, 하부 챔버의 비활성 기체 주입을 활용하여 장입량 및 장입 속도를 제어할 수 있다. 제3 스위치, 제4 스위치 및 가압 탱크와 관련된 설명은 하기의 <실시예2>에서 상술하도록 한다.
한편, 금속연료심 제조장치(1)는 상부 챔버(11)와 하부 챔버(12)를 연결하는 연결관을 포함할 수 있다. 이는, 금속연료심 제조장치의 설계상 변형을 통해 구현될 수 있으며, 하기의 <실시예3> 및 <실시예4>를 통해 상술하도록 한다. 다만, 가압 탱크 및 연결관의 사용은 해당 실시예에 한정되지 않으며 사용자의 필요에 따라 추가적으로 구성하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예를 따르는 금속연료심 제조장치(1)를 이용한 금속연료심 제조방법에 대하여 설명한다. 하기의 설명에서 금속연료심 제조장치(1)의 구성 및 특성과 관련되어 중복된 부분은 생략하며, 금속연료심 제조방법에 이해를 돕기 위한 서술을 추가적으로 기재하도록 한다.
본 발명에 실시 예에 따른 중력주조를 통한 금속연료심 제조방법은 용융 도가니(111)를 포함하는 상부 챔버(11)의 압력을 제어하는 단계 및 상부 챔버(11)의 압력을 제어하는 단계와는 독립적으로 연료심 몰드(121)를 포함하는 하부 챔버(12)의 압력을 제어하는 단계를 포함하고, 상부 챔버(11)의 압력은 하부 챔버(12)의 압력보다 높게 제어한다.
상세하게는, 용융 도가니(111)를 포함하는 상부 챔버(11)의 압력을 제어하는 단계는 상부 챔버(11)의 압력을 10-7 내지 8360 torr의 압력으로 제어할 수 있다. 이때, 압력을 제어하기 위해 제1 스위치(151)를 개방할 수 있으며, 진공 펌프(13)의 구동을 통해 상부 챔버(11)의 압력을 제어할 수 있다. 동시에, 용융 도가니(111)에 장입된 금속연료 물질의 용융점 이상의 온도로 상부 챔버(11)의 온도를 설정하여 금속연료를 용융시킬 수 있다.
전술한 단계는 상부 챔버(11)에서 진행되며, 이와는 독립적으로 하부 챔버(12)에서 연료심 몰드(121)를 포함하는 하부 챔버(12)의 압력을 제어하는 단계가 진행될 수 있다. 이때, 하부 챔버(12)는 금속연료의 장입에 대비하여 연료심 몰드(121)를 예열할 수 있다. 연료심 몰드(121)의 예열 온도는 용융 도가니(111)의 온도와 같거나 연료심 몰드(121)의 재질에 따라 더 낮을 수 있다. 일예로, 퀄츠 연료심 몰드의 사용시 예열 온도는 1200 ℃ 이하일 수 있다.
특히, 연료심 몰드(121)의 하단에 필터(14, 24, 34, 44, 54)를 포함할 수 있다. 이때 필터(14, 24, 34, 44, 54)는 하부 챔버의 진공펌프와 직접적으로 연결될 수 있으며, 이때의 유로는 별도의 스위치로 개폐가 가능하여야 한다.
연료심 몰드(121)의 하부에 위치하는 필터(14, 24, 34, 44, 54)는 주물을 제외한 유체를 선택적으로 제어할 수 있다. 이때, 상/하부 챔버의 압력차에 의하여 주물은 필터(14, 24, 34, 44, 54)를 최하단으로 장입시켜 일정한 길이의 금속연료심의 제작이 가능하다. 또한, 필터(14, 24, 34, 44, 54)는 몰드 내부의 잔류 기체의 양을 조절하는 방법을 통하여 연료심의 길이 조절이 용이하게 진행될 수 있다.
동시에, 연료심 몰드(121)를 포함하는 하부 챔버(12)의 압력을 제어하는 단계는 하부 챔버(12)의 압력을 10-8 내지 760 torr의 압력으로 제어할 수 있다. 이 단계의 진행을 위해 제2 스위치(152)를 개방하여 하부 챔버(12)의 내부압력을 10-8 torr 의 고진공 분위기로 제어할 수 있다. 종합하자면, 상부 챔버(11)의 압력은 하부 챔버(12)의 압력보다 0.1 내지 10 기압 높게 제어되어 유지될 수 있다.
이와 같은 압력차이가 유지된 상태가 확인된다면, 제1 스위치(151) 및 제2 스위치를 제어하여 상부 챔버(11) 및 하부 챔버(12)의 압력을 조절할 수 있다.
특히, 진공 펌프만으로 챔버의 압력을 조절하는 경우에는, 스위치의 폐쇄없이 압력조절이 가능하지만, 가압 탱크를 추가적으로 활용하는 경우 불활성 기체가 진공 펌프의 작동에 의하여 챔부 외부로 배출되거나, 필요 이상의 압력이 형성되도록 가압 탱크로부터 유입되는 불활성 기체를 방지하기 위해 스위치의 완전한 폐쇄가 요구될 수 있다.
이후, 상부 챔버(11)에서 금속연료가 충분히 균일하게 용융되었을 때, 금속연료를 분배기 또는 연료심 몰드(111)로 장입할 수 있다. 이때, 상부 챔버(11)와 하부 챔버(12)간 형성된 압력차는 중력에 의해 하강하는 금속연료에 압력을 가하여 장입속도를 향상시킬 수 있다.
전술한 금속연료심 제조장치(1) 및 제조방법을 통하여 금속연료심을 제작할 수 있으며, 이렇게 제작된 금속연료심은 기존 중력주조법으로 제작된 금속연료심보다 향상된 장입속도로 연료심의 건전성이 향상을 통한 수율개선이 기대될 수 있다.
이하, 금속연료심 제조장치의 다른 실시예를 개시한다. 하기의 설명은 전술한 금속연료심 제조장치(1) 및 금속연료심 제조방법의 구성 및 특성과 관련되어 중복된 부분은 생략하여 서술하도록 한다.
< 실시예1 >
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금속연료심 제조장치(2)이다. 도 2를 참조하면, 금속연료심 제조장치(2)는 단수의 진공 펌프(23)를 포함한다. 진공 펌프(23)는 상부 챔버(21)와 제1 유로(2301)를 통해 연결되며, 하부 챔버(22)와 제2 유로(2302)를 통해 연결된다. 제1 유로(2301)에는 제1 스위치(251)가 위치하고, 제2 유로(2302)에는 제2 스위치(252)가 위치한다. 제2 유로(2302)는 필터(24)와 연결될 수 있다. 진공 펌프(23)의 작동 시, 제1 스위치(251)가 개방되면 상부 챔버(21)의 압력을 제어할 수 있고, 제2 스위치(252)가 개방되면 하부 챔버(22)의 압력을 제어할 수 있다. 특히, 제2 유로(2302)가 필터(24)의 하단으로 직접 연결되어, 연료심 몰드(221) 내부의 압력을 효과적으로 제어할 수 있다. 제1 스위치(251)와 제2 스위치(252)는 독립적으로 제어할 수 있다.
< 실시예2 >
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금속연료심 제조장치(3)이다. 도 3을 참조하면, <실시예1>에 상술한 금속연료심 제조장치(2)에 가압 탱크(36)가 추가적으로 구성됨을 확인할 수 있다. 가압 탱크(36)는 상부 챔버(31)와 제3 유로(3601)를 통하여 연결되며, 하부 챔버(32)와 제4 유로(3602)를 통하여 연결된다. 이때, 제2 유로(3302)와 제4 유로(3602)는 필터(34)에 연결될 수 있으며, 필요에 따라 각각의 유로가 선택적으로 연결될 수 있다. 제3 유로(3601)는 제3 스위치(353)에 의하여 개폐되며, 제4 유로(3602)는 제4 스위치(354)에 의하여 개폐된다. 제1 및 제2 스위치와 마찬가지로, 제3 스위치(353)와 제4 스위치(354)는 독립적으로 제어되며, 가압 탱크(36)에서 각 챔버로 전달되는 비활성 기체의 흐름을 조절할 수 있다.
제1 스위치(351)와 제2 스위치(352)의 제어를 통해 상부 챔버(31)와 하부 챔버(32)의 압력을 10-8 torr에서 상압 이상으로 제어할 수 있다. 이때, 금속연료 물질의 휘발을 방지하기 위하여 제1 스위치(351)를 닫고 제3 스위치(353)를 개방하여 가압 탱크(36)로부터 불활성 기체를 장입할 수 있으며, 상부 챔버(31)의 내부압력을 10-5 torr 에서 상압 이상으로 제어할 수 있다.
또한, 용융된 금속연료를 연료심 몰드(321)로 장입시, 제2 스위치(352)를 닫고, 제4 스위치(354)를 개방하여 하부 챔버(32)의 내부압력을 10-8 torr 에서 상압으로 제어할 수 있다. 이는 전술한 과정에서 상부 챔버(31)의 압력을 제어함으로써 상부 챔버(31)와 하부 챔버(32)의 압력차이를 형성하기 위한 과정으로 이해될 수 있으며, 용융된 금속연료의 휘발을 방지하여 금속연료심의 품질을 향상시키기 위해 불활성 기체가 주입된 것으로 이해될 수 있다. 다만, 금속연료의 휘발로 인한 불량보다 하부 챔버(32)에 잔여 기체로 인한 불량이 더욱 크다고 우려되는 경우 하부 챔버(32)로 불활성 기체를 주입하는 과정은 생략될 수 있다.
한편, 가압 탱크(36)를 통해 압력을 제어하는 경우에는 진공 펌프(33)를 통한 압력의 제어 이후, 가압 탱크(36)를 통한 압력 제어가 이어질 수 있다.
상세하게는, 진공 펌프(33)를 통해 상/하부 챔버를 진공상태로 만든 후, 제1 스위치(351) 및 제2 스위치(352)를 폐쇄할 수 있다. 이후, 가압 탱크(36)와 연결된 제3 스위치(353) 및 제4 스위치(354)를 개방하여, 불활성 기체를 상/하부 챔버로 각각 공급할 수 있다. 이후, 제3 및 제4 스위치(353, 354)를 폐쇄할 수 있다. 이처럼, 사용자는 제3 및 제4 스위치(353, 354)를 이용하여 상/하부 챔버의 압력을 각각 제어할 수 있다.
특히, 제4 스위치(354)가 필터(34)의 하단에 직접적으로 연결된 경우, 가압 탱크(36)는 연료심 몰드(321)에 잔류하는 유체의 제어를 통하여 제조되는 연료심의 길이를 제어할 수 있다.
< 실시예3 >
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금속연료심 제조장치(4)이다. 도 4를 참조하면, 금속연료심 제조장치(4)는 단수의 진공 펌프(43)를 포함하며, 진공 펌프(43)는 하부 챔버(42)와 제2 유관(4302)을 통해 연결된다. 제2 유관(4302)은 제2 스위치(452)를 통해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 제2 유관(4302)는 필터(44)와 연결될 수 있다. 한편 전술한 실시 예와 달리 상부 챔버(41)와 진공 펌프(43)를 직접 연결하는 제1 유로가 구성되지 않음에 따라, 상부 챔버(41)의 압력제어를 위해 상부 챔버(41)와 하부 챔버(42)를 연결하는 연결관(47)이 추가로 구성된다. 또한, 연결관(47)에는 연결관(47)을 개폐하기 위한 연결관 스위치(455)가 위치한다. 제2 스위치(452)와 연결관 스위치(455)는 독립적으로 제어된다.
금속연료의 용융을 위한 단계에서, 제2 스위치(452)와 연결관 스위치(455)는 모두 개방된 상태로 유지되어, 상부 챔버(41) 및 하부 챔버(42)의 압력을 단수의 진공 펌프(43)를 통해 동시에 제어할 수 있다. 이때, 제어된 상부 챔버(41) 하부 챔버(42)의 최종 압력은 동일하며, 이후 주물의 용이한 장입을 위한 추가적인 제어가 요구될 수 있다.
이어서, 하부 챔버(42)의 압력만 제어하는 경우에는 제2 스위치(452)가 개방되어 진공 펌프(43)의 압력이 하부 챔버(42)로 전달될 수 있으나, 연결관 스위치(455)는 개방되지 않은 상태로 상부 챔버(41)를 진공 펌프(43)의 영향으로부터 배제할 수 있다. 특히, 금속연료심 제조장치(4)의 특성상 하부 챔버(42)의 압력이 상부 챔버(41) 보다 낮게 제어되어야 함으로, 하부 챔버(42)의 압력을 낮게 설정하기 위해 진공 펌프(43)를 통한 흡인 공정이 이루어질 수 있다. 또한, 사용자는 제조되는 연료심을 정밀하게 제어하기 위해 필터(44)에 직접적으로 제2 유로(4302)를 연결하여 연료심 몰드(421) 내부의 압력을 제어할 수 있다.
< 실시예4 >
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 금속연료심 제조장치(5)이다. 도 5를 참조하면, 해당 실시예는 <실시예3>와 유사한 실시 예를 나타내었으며, 진공 펌프(53)과 챔버의 연결관계에서 차이점을 확인할 수 있다. 즉, 진공 펌프(53)는 상부 챔버(51)와 제1 유관(5301)을 통해 연결된다. 제1 유관(5301)은 제1 스위치(551)를 통해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 또한, 하부 챔버(52)의 압력제어를 위해 상부 챔버(51)와 하부 챔버(52)를 연결하는 연결관(57)이 추가로 구성된다. 또한, 연결관(57)에는 연결관(57)을 개폐하기 위한 연결관 스위치(555)가 위치한다. 제1 스위치(551)와 연결관 스위치(555)는 독립적으로 제어된다.
금속연료의 용융을 위한 단계에서, 제1 스위치(551)와 연결관 스위치(555)는 모두 개방된 상태로 유지되어, 상부 챔버(51) 및 하부 챔버(52)의 압력을 단수의 진공 펌프(53)를 통해 동시에 제어할 수 있다. 이때, 제어된 상부 챔버(51) 하부 챔버(52)의 최종 압력은 동일하며, 이후 주물의 용이한 장입을 위한 추가적인 제어가 요구될 수 있다.
이어서, 상부 챔버(51)의 압력만 제어하는 경우에는 제1 스위치(551)가 개방되어 진공 펌프(53)의 압력이 상부 챔버(51)로 전달될 수 있으나, 연결관 스위치(555)는 개방되지 않은 상태로 하부 챔버(52)를 진공 펌프(53)의 영향으로부터 배제할 수 있다. 특히, 금속연료심 제조장치(5)의 특성상 하부 챔버(52)의 압력이 상부 챔버(51) 보다 낮게 제어되어야 함으로, 상부 챔버(51)의 압력을 높게 설정하기 위해 진공 펌프(53) 또는 도시되지 않은 가압 탱크를 통한 방출 공정이 이루어질 수 있다.
이상에서 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1, 2, 3, 4, 5: 금속연료심 제조장치
11, 21, 31, 41, 51: 상부 챔버
111, 211, 311, 411, 511: 용융 도가니
12, 22, 32, 42, 52: 하부 챔버
121, 221, 321, 421, 521: 연료심 몰드
13, 23, 33, 43, 53: 진공 펌프
131: 제1 진공 펌프
1311, 2301, 3301, 5501: 제1 유로
132: 제2 진공 펌프
1321, 2302, 3302, 4502: 제2 유로
14, 24, 34, 44, 54: 필터
15, 25, 34, 45, 55: 스위치
151, 251, 351, 551: 제1 스위치
152, 252, 352, 452: 제2 스위치
353: 제3 스위치
354: 제4 스위치
455, 555: 연결관 스위치
36: 가압 탱크
3601: 제3 유로
3602: 제4 유로
47, 57: 연결관

Claims (15)

  1. 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치에 있어서,
    금속연료를 용융하는 용융 도가니를 포함하는 상부 챔버;
    상기 용융된 금속연료심 재료가 장입되는 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버; 및
    상기 상부 챔버 또는 하부 챔버의 압력을 제어하는 진공 펌프를 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 연료심 몰드의 하단에 배치되고 기체의 이동이 가능하며 상기 용융된 금속연료심 재료가 상기 연료심 몰드 외부로 배출되는 것을 차단하는 필터를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 펌프와 상기 상부 챔버 또는 하부 챔버 간 유로를 개폐하는 스위치를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 펌프는,
    상기 상부 챔버의 압력을 제어하는 제1 진공 펌프; 및
    상기 하부 챔버의 압력을 제어하는 제2 진공 펌프를 포함하고,
    상기 제1 진공 펌프와 상기 상부 챔버를 연결하는 제1 유로를 개폐하는 제1 스위치; 및
    상기 제2 진공 펌프와 상기 하부 챔버를 연결하는 제2 유로를 개폐하는 제2 스위치를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 진공 펌프는,
    상기 상부 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하는 제1 유로; 및
    상기 하부 챔버와 상기 진공 펌프를 연결하는 제2 유로를 포함하고,
    상기 제1 유로를 개폐하는 제1 스위치; 및
    상기 제2 유로를 개폐하는 제2 스위치를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    불활성 기체를 통해 상기 상부 챔버 또는 상기 하부 챔버의 압력을 독립적으로 제어하는 가압 탱크를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가압 탱크는,
    상기 상부 챔버와 상기 가압 탱크를 연결하는 제3 유로; 및
    상기 하부 챔버와 상기 가압 탱크를 연결하는 제4 유로를 포함하고,
    상기 제3 유로를 개폐하는 제3 스위치 및;
    상기 제4 유로를 개폐하는 제4 스위치를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 연결하는 연결관을 더 포함하고,
    상기 진공 펌프는,
    상기 하부 챔버와 연결하는 유로를 포함하며,
    상기 연결관을 개폐하는 연결관 스위치; 및
    상기 유로를 개폐하는 제1 스위치를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 챔버와 상기 하부 챔버를 연결하는 연결관을 더 포함하고,
    상기 진공 펌프는,
    상기 상부 챔버와 연결하는 유로를 포함하며,
    상기 연결관을 개폐하는 연결관 스위치; 및
    상기 유로를 개폐하는 제2 스위치를 더 포함하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조장치.
  10. 중력주조를 통한 금속연료심 제조방법에 있어서,
    용융 도가니를 포함하는 상부 챔버의 압력을 제어하는 단계; 및
    상기 상부 챔버의 압력을 제어하는 단계와는 독립적으로 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버의 압력을 제어하는 단계를 포함하고, 상기 상부 챔버의 압력은 상기 하부 챔버의 압력보다 높게 제어하는 중력주조를 통한 금속연료심 제조방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 용융 도가니를 포함하는 상부 챔버의 압력을 제어하는 단계는,
    상기 상부 챔버의 압력을 10-7 내지 8360 torr의 압력으로 제어하는 중력주조 금속연료심 제조방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버의 압력을 제어하는 단계는,
    상기 하부 챔버의 압력을 10-8 내지 760 torr의 압력으로 제어하는 중력주조 금속연료심 제조방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 연료심 몰드를 포함하는 하부 챔버의 압력을 제어하는 단계는,
    상기 용융 도가니에서 용융된 금속연료를 상기 연료심 몰드의 최하단부터 장입하는 중력주조 금속연료심 제조방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 상부 챔버의 압력은,
    상기 하부 챔버의 압력보다 0.1 내지 10 기압 높게 제어하는 중력주조 금속연료심 제조방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따라 제조된 금속연료심.

KR1020170105721A 2017-08-21 2017-08-21 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심 KR102025701B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105721A KR102025701B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170105721A KR102025701B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190020885A true KR20190020885A (ko) 2019-03-05
KR102025701B1 KR102025701B1 (ko) 2019-09-27

Family

ID=65760474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170105721A KR102025701B1 (ko) 2017-08-21 2017-08-21 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102025701B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220012048A (ko) * 2020-07-22 2022-02-03 한국원자력연구원 금속 핵연료 제조용 주형
KR102414763B1 (ko) * 2021-01-28 2022-07-01 한국생산기술연구원 응고수축에 의한 균열 방지용 비정질 형성능 측정장치 및 그를 이용한 비정질 형성능 측정방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009101392A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Ihi Corp 鋳造装置
KR20110071439A (ko) 2009-12-21 2011-06-29 재단법인 포항산업과학연구원 압력제어 주조장치 및 주조 방법
KR20110121470A (ko) * 2010-04-30 2011-11-07 재단법인 포항산업과학연구원 고융점 금속 주조장치 및 주조 방법
KR101189169B1 (ko) * 2011-10-10 2012-10-10 한국수력원자력 주식회사 저손실/고수율 금속연료심의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 금속연료심
KR20160083319A (ko) * 2014-12-30 2016-07-12 한국원자력연구원 금속연료심 사출 주조 시스템 및 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009101392A (ja) * 2007-10-24 2009-05-14 Ihi Corp 鋳造装置
KR20110071439A (ko) 2009-12-21 2011-06-29 재단법인 포항산업과학연구원 압력제어 주조장치 및 주조 방법
KR20110121470A (ko) * 2010-04-30 2011-11-07 재단법인 포항산업과학연구원 고융점 금속 주조장치 및 주조 방법
KR101189169B1 (ko) * 2011-10-10 2012-10-10 한국수력원자력 주식회사 저손실/고수율 금속연료심의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 금속연료심
KR20160083319A (ko) * 2014-12-30 2016-07-12 한국원자력연구원 금속연료심 사출 주조 시스템 및 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220012048A (ko) * 2020-07-22 2022-02-03 한국원자력연구원 금속 핵연료 제조용 주형
KR102414763B1 (ko) * 2021-01-28 2022-07-01 한국생산기술연구원 응고수축에 의한 균열 방지용 비정질 형성능 측정장치 및 그를 이용한 비정질 형성능 측정방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR102025701B1 (ko) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6070643A (en) High vacuum die casting
US5335711A (en) Process and apparatus for metal casting
EP0624413B1 (fr) Procédé de coulée pilotée sous basse pression d&#39;un moule sous vide pour alliages d&#39;aluminium ou de magnésium et dispositif pour sa mise en oeuvre
US20090151887A1 (en) Casting Method
CN103357851B (zh) 高真空压铸法
CN110958921A (zh) 用于反重力模具填充的方法和装置
JP4275195B2 (ja) 精密鋳造用の方法と鋳造装置
KR20190020885A (ko) 개선된 금속연료심 중력주조장치, 방법 및 이를 이용하여 제조된 금속연료심
AU2021100090A4 (en) ICS- Counter Gravity Casting: Intelligent Centrifugal Counter Gravity Low- cost Casting System
CN101296769A (zh) 压铸方法及压铸装置
US3874440A (en) Moulds for producing light alloy and other castings
RU2246375C2 (ru) Способ и устройство для производства изделий из легких металлов, в частности, деталей из магния и магниевых сплавов
US5183096A (en) Method and apparatus for single die composite production
US20180065175A1 (en) Method and device for casting connectors
SU1287976A1 (ru) Способ лить под давлением и машина дл его осуществлени
CN111032249B (zh) 用于在压力下进行铸造的铸造设备
KR20110071439A (ko) 압력제어 주조장치 및 주조 방법
US7790098B2 (en) Molten metal holding furnace
CN105170952A (zh) 加压铸造方法及其装置
JP2001138025A (ja) ホットランナユニット内の金属原料の排出方法
US6698494B1 (en) Casting method and apparatus
JPH02224858A (ja) 鋳造物またはエンキャプシュレイションを製造するための方法および装置
EP0293960B1 (en) Process and apparatus for metal casting
KR101385008B1 (ko) 주조 장치, 및 용융 물질을 주조 몰드로의 이송 방법
JP2012210655A (ja) フィラメントの鋳造方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right