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풀무
풀무(bellows)는 바람을 일으키는 기구이다. 한때 쇳물을 녹일 때나 부엌에서 불을 지필 때 사용했던 풀무와 풍금이나 파이프오르간을 연주할 때 발로 밟아서 작동시키는 풀무가 있다. 요즘은 전동 모터로 돌아가는 과급기를 쓴다. 정 안 되면 헤어드라이기를 쓰기도 한다고 한다. 큰 규모의 제철소에서는 아예 액화 산소를 들이붓는다.
풀무는 강력한 공기 폭발을 제공하도록 구성된 장치이다. 가장 간단한 유형은 손잡이를 조작하여 확장 및 축소할 수 있는 거의 밀폐된 공간을 둘러싸고 유연한 가죽 측면으로 결합된 손잡이가 있는 한 쌍의 견고한 보드로 구성된 유연한 가방으로 구성되며 확장 시 공기가 공간을 채울 수 있는 밸브가 장착되어 있다. 그리고 캐비티가 압축될 때 공기가 스트림으로 강제로 빠져나가는 튜브가 있다. 특히 불을 불어서 공기를 공급하는 등 다양한 용도로 사용된다.
풀무의 영단어 bellows라는 용어는 압축 또는 팽창에 의해 부피가 변경될 수 있지만 공기를 전달하는 데는 사용되지 않는 유연한 백에 대해 확장하여 사용된다. 예를 들어, 접이식 사진 카메라의 렌즈와 필름 사이의 거리를 다양하게 할 수 있는 차광(밀폐는 아님) 가방을 bellows라고 한다.
개요
풀무는 철광석을 녹여 쇠를 뽑아내는 제철작업과 대장간에서 쇠를 달구거나 또는 쇠를 녹이기 위하여 화덕에 바람을 불어넣을 때 사용하는 연장이다. 다른 말로는 궤풀무라고도 하는데, 이는 생긴 모습이 마치 상자모양과 같아서 붙여진 이름인 듯 하다.
불의 온도를 조절하기 위하여 사람의 힘으로 바람을 불어 넣는 것은 오래 전부터 있어 왔다. 처음에는 좁고 긴 관을 통하여 간단한 형태의 가죽주머니를 이용하여 바람을 불어넣도록 만들었으나 높은 온도로 올리기에는 힘이 너무 들어 이것이 점차 기능적으로 발전되어 오늘날의 풀무모습이 됐다.
풀무에는 크게 두 가지 종류가 있는데 하나는 손잡이를 밀고 당기는 손풀무이고, 다른 하나는 발로 밟아서 바람을 내는 발풀무(골풀무, 디딜풀무)이다.
손풀무는 크기가 중형과 소형으로 작은 대장간이나 두석, 입사, 유기 등금속공예품을 만드는 장인들이 주로 사용하는 것이다.
발풀무는 철광석을 녹이는 제철작업과 쇠를 녹여 무쇠솥과 쟁기 등을 만드는 가마점과 같은 쇠 주물점과 강철을 이용하여 도끼, 큰 칼 등을 만드는 비교적 규모가 큰 대장간 등에서 사용 했다. 조선시대의 유명한 풍속화가인 김홍도의 단야도에 발풀무를 사용하는 그림이 있다.
풀무의 모양은, 먼저 발풀무는 직사각형의 상자에 좌위에서 발 디딤판을 번갈아 가며 눌러서 제철로나 화덕에 공기를 불어넣는 구조이다. 좌우에서 각 2명씩 보통 4명이 풀무질을 수행한다.
손풀무는 직사각형의 상자통 앞과 뒤쪽의 상단부에 공기 흡입구를 각기 만든 다음 가죽으로 막는다. 이때 가죽은 완전히 막는 것이 아니라 위쪽만 붙어있고 아래쪽은 흡인되는 바람에 의해 열리는 구조로 돼있다. 바람이 풍로로 연결 되는 배출구는 상자의 한쪽면(왼쪽 또는 오른쪽) 아래쪽에 위치하며, 풍로를 통하여 로와 화덕과 연결된다.
풀무에는 대단한 과학원리가 숨어있는데, 풀무의 손잡이를 잡아당기거나 밀면 앞·뒤의 흡입구를 통하여 들어온 공기가 배출구를 따라 로와 화덕으로 연속적으로 공기를 불어 넣는 것이다. 이 원리를 자세히 살펴보면, 손잡이를 잡아당기면 뒤쪽의 흡입구가 열리면서 공기가 유입되는 대신에 앞쪽의 흡입구는 닫히게 되며, 거꾸로 손잡이를 밀면 앞쪽의 흡입구가 열리면서 공기가 유입되는 대신에 뒤쪽의 흡입구가 닫히게 된다. 이렇듯 풀무는 밀거나 잡아당길 때 압축 된 공기가 배출구를 따라 로와 화덕 등에 공기를 공급할 수 있도록 되어있다. 이와 같이 밀고 당기는 작업을 반복함으로써 화덕의 불 온도를 조절하게 되는 것이다.
풀무에 달려 있는 가죽막이는 요즈음의 밸브의 역할을 하는 것으로 여기에서 우리 선조들의 뛰어난 과학슬기를 찾아 볼 수 있다.[1]
역사
인류가 본격적으로 철기를 보편적으로 사용하게 해 주었던 물건이다. 이 물건의 발명으로 더 양질의 철강이 생산되고 철기가 보편화되었다고 해도 무방하다. 대장간에서 쇠를 달구거나 또는 녹이기 위하여 화로에 바람을 불어넣는 도구로서 불에 산소를 더 많이 공급해서 연소 속도를 늘려서 화력을 늘리는 데 사용한다. 일종의 과급기 장치로 볼 수 있다. 오래전부터 쓰인 것이지만 금속제련용 노(爐)에는 매우 중요한 장치이다. 풀무가 없으면 공기가 부족해서 연소 속도가 느려지고, 화력이 떨어져서 철을 녹일 수 없게 된다. 즉 본격적으로 인류를 철기 시대로 이끈 아주 중요한 발명품이다. 물레방아, 풍차 등에 연결하여 인력보다 더 강한 힘으로 바람을 불어넣을 수 있었다.
초기 철기시대에는 풀무가 없었으며, 히타이트 등 고대에 철기로 유명한 나라에서는 그 대용으로 자연의 바람을 이용했다. 어떻게 하는가 하면, 강한 바람이 부는 황무지 지역에 용광로를 설치하고, 바람이 강하게 부는 시간대에 맞춰서 제련을 하는 것. 이렇게 공을 들여야 철을 만들 수 있었으니 그 가치도 어마어마했으며, 히타이트의 신들도 '바람' 속성을 가지고 있다.
또 이걸 실행할 수 있는 자연조건을 가진 곳이 히타이트의 수도 하투샤였기 때문에, 히타이트는 문명이 망할 때까지 수도를 옮기지 못했다고 한다. 최초의 풀무는 메소포타미아에서 생긴 것으로 여겨지나 그것이 본격적으로 전파되고 철기 생산에 이용된 것은 한참 후의 일로 여겨진다.
중국에선 기원전 6세기부터 풀무가 쓰인것으로 추정되며 심지어 군사무기로도 활용되었다. 오래전부터 피스톤식 풀무를 사용하였으며 전국시대에 이르러 제철공정이 대규모화 되면서 풀무를 가동시키는 데만 수백필의 말이 동원되었다고 한다. 특히 한나라때 수차를 이용한 풀무가 발명되면서 노동력을 들이지 않고도 이전보다 훨씬 강한 바람을 안정적으로 용광로에 투입할수 있게된다.
구조
공기를 압축하는 방 P와 공기를 모으는 방 T 및 밸브 등으로 되어 있다. P는 2장의 목제판 한끝을 경첩으로 잇고, 판 가장자리 사이를 가죽 주름으로 에워싼 것으로, 공기의 입구와 출구 O에 밸브가 붙어 있다. T는 P에서 단속적으로 나오는 압축 공기를 고무판의 부풀음에 따라 모으는 달구로, 과도한 부풀음에 의한 파열을 방지하기 위해 망 N을 씌운 것이다. B를 발로 밟으면 P 속의 공기는 압축되어 T를 거쳐 O에서 나온다. 밟는 것을 멈추면 용수철 힘에 의해서 원래대로 돌아가면서 외측의 공기를 흡입한다. 유리 세공용 버너, 기타 송풍에 이용된다.
각주
- ↑ 윤용현 국립중앙과학관 학예연구관, 〈바람을 일으키는 도구 '풀무'〉, 《충청일보》, 2009-11-23
참고자료
- 〈풀무〉, 《위키백과》
- 〈풀무〉, 《나무위키》
- 〈풀무〉, 《한국민족문화대백과사전》
- 〈풀무〉, 《화학대사전》
- 〈풀무〉, 《두산백과》
- 윤용현 국립중앙과학관 학예연구관, 〈바람을 일으키는 도구 '풀무'〉, 《충청일보》, 2009-11-23
같이 보기
