KR101843120B1 - System for injection flow control of throttleable injector and system for injection flow control test of throttleable injector - Google Patents

System for injection flow control of throttleable injector and system for injection flow control test of throttleable injector Download PDF

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KR101843120B1 KR1020160114383A KR20160114383A KR101843120B1 KR 101843120 B1 KR101843120 B1 KR 101843120B1 KR 1020160114383 A KR1020160114383 A KR 1020160114383A KR 20160114383 A KR20160114383 A KR 20160114383A KR 101843120 B1 KR101843120 B1 KR 101843120B1
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Abstract

가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템에 관한 것으로써, 원통형으로 마련되는 챔버부; 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제1유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선방향으로 형성되는 제1매니폴드; 상기 제1매니폴드의 하측에 배치되며, 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제2유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선 방향으로 형성되는 제2매니폴드; 및 상기 챔버부로부터 유체를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부를 포함하되, 상기 제1유로의 단면적은, 상기 제2유로의 단면적 보다 더 크게 마련되며, 상기 제1유로의 개수는, 3개 이고, 상기 제2유로의 개수는, 4개 이며, 상기 제2유로의 길이 방향은, 상기 제1유로의 길이방향에 수직한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 최적의 분무각 변화률을 가질 수 있는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템이 제공된다.A variable throat injection injector control system, comprising: a chamber portion provided in a cylindrical shape; A first manifold in which a first flow path through which fluid flows to the chamber portion is formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber portion; A second manifold disposed below the first manifold and having a second flow path through which the fluid flows into the chamber section, the second flow path being formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber section; And a nozzle unit that receives a fluid from the chamber and ejects the fluid to the outside, wherein the cross-sectional area of the first flow path is larger than the cross-sectional area of the second flow path, the number of the first flow paths is three, The number of the second flow paths is four, and the longitudinal direction of the second flow path is perpendicular to the longitudinal direction of the first flow path.
According to the present invention, there is provided a variable thrust injector injection flow rate control system capable of having an optimum spray angle variation rate.

Description

가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템 및 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템{SYSTEM FOR INJECTION FLOW CONTROL OF THROTTLEABLE INJECTOR AND SYSTEM FOR INJECTION FLOW CONTROL TEST OF THROTTLEABLE INJECTOR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a variable thrust injector, and more particularly, to a variable thrust injector and a variable thrust injector,

본 발명은 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템 및 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템에 관한 것으로써, 제2매니폴드에 형성되는 제2유로를 제1매니폴드에 형성되는 제1유로 보다 더 많은 개수로 마련하여, 최적의 분무각 변화률을 가질 수 있는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템 및 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a variable thrust injector injection flow rate control system and a variable thrust injector injection flow rate adjustment test system, wherein the second flow path formed in the second manifold is connected to the first flow path formed in the first manifold more than the first flow path formed in the first manifold The present invention relates to a variable thrust injector injection flow rate control system and a variable thrust injector injection flow rate adjustment test system capable of having an optimal spray angle variation rate.

가변추력은 대기가 없는 행성에 착륙하거나, 우주공간에서의 도킹에 필수적인 것으로 알려져 있다. 추력을 조절하기 위해 질유량 조절이 가능한 분사기를 사용하는 방법이 대표적으로 알려져 있다.Variable thrust is known to be essential for landing on a planet without atmosphere or docking in space. A method of using an injector capable of adjusting the mass flow rate to regulate the thrust is well known.

액체로켓에서 사용되는 가변추력 분사기는 각 미션 구간에서 적절한 추력을 낼 수 있도록 설계되며, 연속적으로 추력을 변화시킬 수 있기 때문에 일반적인 엔진 보다 우수한 효율을 보인다. 또한, 액체로켓에서 사용되는 가변추력 분사기는 미션에 따라 적절한 연료를 분사시켜 줄 수 있기 때문에 효율적인 연료 소비가 가능하다. 따라서, 액체로켓에서 사용되는 가변추력 분사기는 발사체 질량의 상당부분을 차지하는 추진제 탑재질량을 감소시킬 수 있으며 payload를 증가시킬 수 있다는 장점을 가진다.Variable thrust injectors used in liquid rockets are designed to produce appropriate thrust in each mission interval and show better efficiency than normal engines because they can continuously change the thrust. In addition, the variable thrust injector used in the liquid rocket can inject appropriate fuel according to the mission, thus enabling efficient fuel consumption. Thus, variable thrust injectors used in liquid rockets have the advantage of reducing propellant loading mass, which accounts for a significant portion of projectile mass, and increasing payload.

가변추력 분사기는 유량의 조절범위가 넓기 때문에 운용되는 범위에서 안정적인 분사형태를 보일 필요가 있다. 이러한 가변추력 분사기의 성능에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 일반적으로 사용되는 이중 유입구 분사기는 하나의 매니폴드를 사용하여 연료를 분사함에 따라 단일 스월 분사기와 동일한 유량범위를 갖는다. 따라서 단일 스월 분사기 혹은 이중 유입구 분사기의 경우 분사 차압을 통해서만 분사유량을 조절할 수 있다.Since the variable thrust injector has a wide control range of the flow rate, it is necessary to show a stable spray shape in the operating range. Numerous studies have been conducted on the performance of such a variable thrust injector. A commonly used dual inlet injector has the same flow range as a single swirl injector as it injects fuel using one manifold. Therefore, in the case of a single swirl injector or a double inlet injector, the injection flow rate can be controlled only by the injection pressure difference.

하지만, 이중매니폴드 분사기는 이중 유입구 분사기와 달리 2개의 독립적인 매니폴드를 사용하며, 저유량 구간에서 접선방향 유입구가 작은 매니폴드를 사용하고, 중유량 구간에서는 접선방향 유입구가 큰 매니폴드를 사용하여 분사하며, 대유량 구간에서는 두 개의 매니폴드를 동시에 사용하여 분사한다. 즉, 이중매니폴드 분사기에 따르면, 하나의 분사기가 3개의 분사기를 사용하는 효과를 가진다.However, unlike dual inlet injectors, dual manifold injectors use two independent manifolds, the tangential inlet uses a small manifold in the low flow section, and the tangential inlet uses a large manifold in the heavy oil section In the large flow rate section, two manifolds are simultaneously injected. That is, according to the double manifold injector, one injector has the effect of using three injectors.

이러한 이중매니폴드 분사기의 분사유량을 조절하기 위해서는 한쌍의 매니폴드가 이용되는데, 매니폴드에 형성된 접선 방향의 유입구의 면적, 개수 등은 유량조절에 중요한 영향을 주는 것으로 알려져 있으나, 현재까지 구체적으로 연구된 바가 없다. A pair of manifolds are used to regulate the injection flow rate of the double manifold injector. The area and the number of the tangential inlet formed in the manifold are known to have an important influence on the flow rate control. However, There is no bar.

본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 제2매니폴드에 형성되는 제2유로를 제1매니폴드에 형성되는 제1유로 보다 더 많은 개수로 마련하여, 최적의 분무각 변화률을 가질 수 있는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템 및 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art by providing a second flow path formed in a second manifold in a larger number than a first flow path formed in a first manifold, The present invention provides a variable thrust injector injection flow rate control system and a variable thrust injector injection rate adjustment test system which can have a variable rate.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 원통형으로 마련되는 챔버부; 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제1유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선방향으로 형성되는 제1매니폴드; 상기 제1매니폴드의 하측에 배치되며, 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제2유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선 방향으로 형성되는 제2매니폴드; 및 상기 챔버부로부터 유체를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부를 포함하되, 상기 제1유로의 단면적은, 상기 제2유로의 단면적 보다 더 크게 마련되며, 상기 제1유로의 개수는, 3개 이고, 상기 제2유로의 개수는, 4개 이며, 상기 제2유로의 길이 방향은, 상기 제1유로의 길이방향에 수직한 것을 특징으로 하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템에 의해 달성된다.According to the present invention, the above object is achieved by a plasma processing apparatus comprising: a chamber part provided in a cylindrical shape; A first manifold in which a first flow path through which fluid flows to the chamber portion is formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber portion; A second manifold disposed below the first manifold and having a second flow path through which the fluid flows to the chamber section, the second flow path being formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber section; And a nozzle unit that receives a fluid from the chamber and ejects the fluid to the outside, wherein the cross-sectional area of the first flow path is larger than the cross-sectional area of the second flow path, the number of the first flow paths is three, Wherein the number of the second flow paths is four and the longitudinal direction of the second flow path is perpendicular to the longitudinal direction of the first flow path.

또한, 본 발명은, 상기 제1매니폴드에 유체를 공급하는 제1유체공급부; 상기 제2매니폴드에 유체를 공급하는 제2유체공급부; 및 상기 챔버부에 압력을 인가하는 조절부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include: a first fluid supply unit for supplying fluid to the first manifold; A second fluid supply unit for supplying fluid to the second manifold; And a controller for applying pressure to the chamber.

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상기 목적은, 본 발명에 따라, 원통형으로 마련되는 챔버부; 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제1유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선방향으로 형성되는 제1매니폴드; 상기 제1매니폴드의 하측에 배치되며, 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제2유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선 방향으로 형성되는 제2매니폴드; 상기 챔버부로부터 유체를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부; 상기 노즐부에서 분무되는 유체를 촬영하여 영상정보를 생성하는 영상부; 및 상기 영상정보를 입력받아 분석하는 영상분석부를 포함하되, 상기 제1유로의 단면적은, 상기 제2유로의 단면적 보다 더 크게 마련되며, 상기 제1유로의 개수는, 3개 이고, 상기 제2유로의 개수는, 4개 이며, 상기 제2유로의 길이 방향은, 상기 제1유로의 길이방향에 수직한 것을 특징으로 하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템에 의해 달성된다.According to the present invention, the above object is achieved by a plasma processing apparatus comprising: a chamber part provided in a cylindrical shape; A first manifold in which a first flow path through which fluid flows to the chamber portion is formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber portion; A second manifold disposed below the first manifold and having a second flow path through which the fluid flows to the chamber section, the second flow path being formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber section; A nozzle unit that receives the fluid from the chamber and ejects the fluid to the outside; An imaging unit for imaging the fluid sprayed from the nozzle unit and generating image information; And an image analyzer for receiving and analyzing the image information, wherein the cross-sectional area of the first flow path is larger than the cross-sectional area of the second flow path, the number of the first flow paths is three, Wherein the number of flow paths is four and the longitudinal direction of the second flow path is perpendicular to the longitudinal direction of the first flow path.

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또한, 본 발명은, 상기 제1매니폴드에 유체를 공급하는 제1유체공급부; 상기 제2매니폴드에 유체를 공급하는 제2유체공급부; 및 상기 챔버부에 압력을 인가하는 조절부를 더 포함하며, 상기 제어부는, 상기 제1유체공급부와 상기 제2유체공급부와 상기 조절부의 작동을 제어할 수 있다.In addition, the present invention may further include: a first fluid supply unit for supplying fluid to the first manifold; A second fluid supply unit for supplying fluid to the second manifold; And a controller for applying pressure to the chamber, wherein the controller can control the operation of the first fluid supplier, the second fluid supplier, and the controller.

또한, 본 발명은, 상기 노즐부에서 분무되는 유체에 광을 조사하는 조명부를 더 포함할 수 있다.Further, the present invention may further include an illumination unit for irradiating light to the fluid sprayed from the nozzle unit.

또한, 본 발명은, 상기 노즐부의 단부에서 설치되어 유체의 액막의 두께를 측정하는 액막측정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a liquid film measuring unit provided at an end of the nozzle unit and measuring a thickness of the liquid film of the fluid.

또한, 본 발명은, 제1유체공급부와 제2유체공급부에 설치되어 유체의 전기전도도를 조절하는 보정부를 더 포함할 수 있다.In addition, the present invention may further include a correction unit installed in the first fluid supply unit and the second fluid supply unit to adjust the electric conductivity of the fluid.

본 발명에 따르면, 최적의 분무각 변화률을 가질 수 있는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템이 제공된다.According to the present invention, there is provided a variable thrust injector injection flow rate control system capable of having an optimum spray angle variation rate.

또한, 본 발명에 따르면, 이중 매니폴드 구조의 분사 유량 조절 장치의 분사 유량 조절 시험이 효과적으로 실시될 수 있다.Further, according to the present invention, the injection flow rate adjustment test of the injection flow rate regulator of the double manifold structure can be effectively carried out.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템의 전체적인 구성을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템의 제1매니폴드 및 제2매니폴드의 평단면도를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템의 전체적인 구성을 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템의 영상부에 촬영된 영상을 도시한 것이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템을 이용하여 분사 유량 조절 시험을 실시한 결과, 유로의 변화 및 압력증가에 따른 유체의 유량 변화를 도시한 그래프이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템을 이용하여 분사 유량 조절 시험을 실시한 결과, 유로의 변화와 유체의 유량 변화에 따른 분무각도의 변화를 도시한 그래프 이다.FIG. 1 is a view showing the overall configuration of a system for controlling injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a top cross-sectional view of a first manifold and a second manifold of the injection flow control system of the variable thrust injector according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a diagram showing a general configuration of a test system for controlling injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a view showing an image taken on the image portion of the injection flow rate adjustment test system of the variable thrust injector according to the embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a graph showing changes in the flow rate of the fluid due to the change in the flow path and the pressure as a result of the injection flow rate adjustment test using the injection flow rate adjustment test system of the variable thrust injector according to the embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a graph showing a change in the spray angle according to the change in the flow path and the flow rate of the fluid as a result of performing the injection flow rate adjustment test using the injection flow rate adjustment test system of the variable thrust injector according to the embodiment of the present invention .

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템에 대해서 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, a system for controlling the injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템의 전체적인 구성을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템의 제1매니폴드 및 제2매니폴드의 평단면도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a block diagram showing a general configuration of a system for controlling the injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a system for controlling the injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention. Fold and a second manifold.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템(100)는 챔버부(110)와 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)와 노즐부(140)와 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)와 제어부(미도시)를 포함한다.1 and 2, a variable thrust injector injection flow control system 100 according to an embodiment of the present invention includes a chamber 110, a first manifold 120, a second manifold 120, A nozzle unit 140, a first fluid supply unit 150, a second fluid supply unit 160, a controller 170, and a controller (not shown).

챔버부(110)는 원통형으로 마련되는 것으로써, 후술하는 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)에 연통되며, 노즐부(140)에 연결된다.The chamber part 110 is cylindrical and communicates with the first manifold 120 and the second manifold 130 to be described later and is connected to the nozzle part 140.

이러한 챔버는 제1매니폴드(120)의 제1유로(120a)와 제2매니폴드(130)의 제2유로(130a)로부터 유체를 전달받아 노즐부(140)로 전달한다.The chamber receives the fluid from the first flow path 120a of the first manifold 120 and the second flow path 130a of the second manifold 130 and transfers the fluid to the nozzle unit 140.

제1매니폴드(120)는 상술한 챔버부(110)로 유체가 유동되는 제1유로(120a)가 챔버부(110)의 외면에 대해 접선방향으로 형성되는 것으로써, 후술하는 제1유체공급부(150)로부터 유체를 공급받는다.The first manifold 120 is formed in a tangential direction with respect to the outer surface of the chamber 110 by a first flow path 120a through which the fluid flows to the chamber 110. The first fluid supply 120, (Not shown).

이러한 제1매니폴드(120)는 챔버부(110)에 공급되는 유체의 유량 범위에 따라 동작하도록 마련되는데, 중유량 구간 및 대유량 구간에서 제1매니폴드(120)가 동작됨으로써 추력이 조절될 수 있다.The first manifold 120 is provided to operate according to a flow rate range of the fluid supplied to the chamber portion 110. The first manifold 120 is operated in the heavy oil amount interval and the large flow rate interval, .

또한, 제1매니폴드(120)에 형성되는 제1유로(120a)의 단면적은 후술하는 제2유로(130a)의 단면적 보다 더 크게 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the cross-sectional area of the first flow path 120a formed in the first manifold 120 is larger than the cross-sectional area of the second flow path 130a described later.

또한, 제1유로(120a)는 복수개로 마련되는데, 제1유로(120a)의 개수는 후술하는 제2유로(130a)의 개수 보다 더 적은 개수로 마련되는 것이 바람직하다. 제1유로(120a)의 개수가 제2유로(130a)의 개수 보다 더 적은 경우, 분무각의 변화율이 가장 낮아, 분무각이 최적화 된다.(더욱 상세하게는 제1유로(120a)의 개수가 3개, 제2유로(130a)의 개수가 4개인 경우, 분무각의 변화율은 16.8%)The number of the first flow paths 120a may be less than the number of the second flow paths 130a described below. When the number of the first flow paths 120a is smaller than the number of the second flow paths 130a, the rate of change of the spray angle is the lowest and the spray angle is optimized (more specifically, the number of the first flow paths 120a is 3, and the number of the second flow paths 130a is 4, the rate of change of the spray angle is 16.8%

분사기가 적절하게 설계되었는지를 파악하기 위한 요소로는 여러가지가 있지만, 대표적으로 유체의 분무각이 사용된다. 이러한 분무각은 저유량 구간에서 중유량 구간으로 천이하는 구간에서 크게 변화되는데, 이러한 변화율이 낮을수록 안정적인 분사가 실시될 수 있다.There are a variety of factors to determine if the injector is properly designed, but typically the spray angle of the fluid is used. This spray angle is largely changed in the transition period from the low flow rate interval to the heavy oil flow interval. The lower the rate of change, the more stable injection can be performed.

따라서, 제1유로(120a)의 개수를 제2유로(130a)의 개수보다 작은 개수로 마련하는 경우, 분무각의 변화율이 크게 낮아져, 안정적인 유체의 분사가 실시될 수 있다.Therefore, when the number of the first flow paths 120a is smaller than the number of the second flow paths 130a, the rate of change of the spray angle is greatly reduced, and stable fluid injection can be performed.

제2매니폴드(130)는 챔버부(110)로 유체가 유동되는 제2유로(130a)가 챔버부(110)의 외면에 대해 접선 방향으로 형성되는 것으로써, 제1매니폴드(120)의 하측에 설치되며, 후술하는 제2유체공급부(160)로부터 유체를 공급받는다.The second manifold 130 is formed in a tangential direction with respect to the outer surface of the chamber 110 by a second flow path 130a through which the fluid flows into the chamber 110, And is supplied with a fluid from a second fluid supply unit 160, which will be described later.

이러한 제2매니폴드(130)는 챔버부(110)에 공급되는 유체의 유량 범위에 따라 동작하도록 마련되는데, 소유량 구간 및 대유량 구간에서 제2매니폴드(130)가 동작됨으로써 추력이 조절될 수 있다.The second manifold 130 is operated to operate in accordance with a flow rate range of the fluid supplied to the chamber 110. The second manifold 130 is operated in the propulsion volume period and the large flow volume period, have.

또한, 제2매니폴드(130)에 형성되는 제2유로(130a)의 단면적은 상술한 제1유로(120a)의 단면적 보다 더 작게 마련되는 것이 바람직하다.The cross-sectional area of the second flow path 130a formed in the second manifold 130 is preferably smaller than the cross-sectional area of the first flow path 120a.

또한, 제2유로(130a)는 복수개로 마련되는데, 제2유로(130a)의 개수는 상술한 제1유로(120a)의 개수 보다 더 많은 개수로 마련되는 것이 바람직하다. 제2유로(130a)의 개수가 제1유로(120a)의 개수 보다 더 많은 경우, 분무각의 변화율이 가장 낮아, 분무각이 최적화 된다.(더욱 상세하게는 제1유로(120a)의 개수가 3개, 제2유로(130a)의 개수가 4개인 경우, 분무각의 변화율은 16.8%)The number of the second flow paths 130a may be greater than the number of the first flow paths 120a. When the number of the second flow paths 130a is larger than the number of the first flow paths 120a, the rate of change of the spray angle is the lowest and the spray angle is optimized (more specifically, the number of the first flow paths 120a is 3, and the number of the second flow paths 130a is 4, the rate of change of the spray angle is 16.8%

노즐부(140)는 챔버부(110)로부터 유체를 공급받아 외부로 분사하는 것으로써, 챔버부(110)의 단부에 연결된다. 이러한 노즐부(140)에서 분사되는 유체는 제1매니폴드(120) 또는 제2매니폴드(130)에서 공급되는 유체의 유량에 의해서 분무 형상, 분무되는 각도, 분무되는 속도 등이 변화된다.The nozzle unit 140 is connected to the end of the chamber unit 110 by receiving fluid from the chamber unit 110 and injecting the fluid to the outside. The spraying shape, the spraying angle, the spraying speed, and the like are changed by the flow rate of the fluid supplied from the first manifold 120 or the second manifold 130.

제1유체공급부(150)는 상술한 제1매니폴드(120)에 유체를 공급하는 것으로써, 제1매니폴드(120)에 연결된다. 이러한 제1유체공급부(150)는 후술하는 제어부(미도시)에 의해 제어되도록 제어부(미도시)에 전기적으로 연결된다.The first fluid supply unit 150 is connected to the first manifold 120 by supplying a fluid to the first manifold 120 described above. The first fluid supply unit 150 is electrically connected to a control unit (not shown) to be controlled by a control unit (not shown).

제2유체공급부(160)는 상술한 제2매니폴드(130)에 유체를 공급하는 것으로써, 제2매니폴드(130)에 연결된다. 이러한 제2유체공급부(160)는 후술하는 제어부(미도시)에 의해 제어되도록 제어부(미도시)에 전기적으로 연결된다.The second fluid supply unit 160 is connected to the second manifold 130 by supplying the fluid to the second manifold 130 described above. The second fluid supply unit 160 is electrically connected to a control unit (not shown) to be controlled by a control unit (not shown).

조절부(170)는 상술한 챔버부(110)에 압력을 인가하는 것으로써, 챔버부(110)에 인가되는 압력을 측정하는 것으로써, 제1유체공급부(150)에서 제1매니폴드(120)로 공급되는 유체와 제2유체공급부(160)에서 제2매니폴드(130)로 공급되는 유체의 유압을 조절한다.The control unit 170 measures the pressure applied to the chamber unit 110 by applying pressure to the chamber unit 110 so that the pressure in the first fluid supply unit 150 from the first manifold 120 And the fluid pressure of the fluid supplied from the second fluid supply part 160 to the second manifold 130 is adjusted.

이러한 조절부(170)에 의해서, 챔버부(110) 내부의 압력에 따라서, 챔버부(110) 내부로 유입되는 유체의 유압이 효과적으로 조절된다.With this adjustment part 170, the hydraulic pressure of the fluid flowing into the chamber part 110 is effectively controlled in accordance with the pressure inside the chamber part 110.

제어부(미도시)는 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)의 작동을 제어하는 것으로써, 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)에 전기적으로 연결된다.The control unit controls the operation of the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160 and the control unit 170 to control the operation of the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160, And the control unit 170, as shown in FIG.

이러한 제어부(미도시)에 의해서, 소유량, 중유량, 대유량 구간에서 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)의 동작이 각각 제어될 수 있다.The operation of the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160 can be controlled by the control unit (not shown) in each of the proprietary amount, the heavy oil amount, and the large flow rate interval.

따라서, 챔버부(110)와 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)와 노즐부(140)와 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)와 제어부(미도시)를 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템(100)에 따르면, 최적의 분무각 변화률을 가질 수 있는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템이 제공된다.The first manifold 120 and the second manifold 130 and the nozzle unit 140 and the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160 and the control unit 170 According to the injection flow rate control system 100 of the variable thrust injector according to the embodiment of the present invention including the control unit (not shown) and the control unit (not shown), the variable thrust injector injection flow rate control system / RTI >

지금부터는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, a system for controlling the injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템(200)은 챔버부(110)와 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)와 노즐부(140)와 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)와 영상부(281)와 영상분석부(282)와 조명부(283)와 액막측정부(284)와 보정부(285)를 포함한다.A variable thrust injector injection flow rate control system 200 according to an embodiment of the present invention includes a chamber portion 110, a first manifold 120, a second manifold 130, a nozzle portion 140, 1 fluid supply unit 150, a second fluid supply unit 160, an adjusting unit 170, an image unit 281, an image analyzing unit 282, an illumination unit 283, a liquid film measuring unit 284, ).

여기서, 챔버부(110)와 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)와 노즐부(140)와 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템(100)에서 설명한 구성과 동일한 구성이므로 중복 설명은 생략한다.Here, the chamber 110, the first manifold 120, the second manifold 130, the nozzle unit 140, the first fluid supply unit 150, the second fluid supply unit 160, Is the same as the configuration described in the injection flow rate control system 100 of the variable thrust injector according to the embodiment of the present invention, and thus the description thereof will be omitted.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템의 전체적인 구성을 도시한 것이다.FIG. 3 is a block diagram illustrating an overall configuration of a test system for controlling injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 영상부(281)는 노즐부(140)에서 분무되는 유체를 촬영하여 영상정보를 생성하는 것으로써, 영상분석부(282)에 영상정보를 전달한다. 이러한 영상부(281)는 시험이 실시되는 경우, 약 30장의 이미지를 촬영하는데, 이러한 촬영을 통해 생성된 영상정보를 이용하면 유체의 분무각의 변화율이 연산될 수 있다.As shown in FIG. 3, the image unit 281 transmits image information to the image analysis unit 282 by photographing the fluid sprayed from the nozzle unit 140 to generate image information. When the test is performed, the image portion 281 captures about 30 images. By using the image information generated through the shooting, the rate of change of the atomization angle of the fluid can be calculated.

영상분석부(282)는 상술한 영상부(281)로부터 영상정보를 받아 분석하는 것으로써, PC 등의 단말기로 마련될 수 있다.The image analysis unit 282 may be provided as a terminal such as a PC by receiving and analyzing the image information from the image unit 281 described above.

조명부(283)는 노즐부(140)에서 분무되는 유체에 광을 조사하는 것으로써, 상술한 영상부(281)와 연동되어 동작된다. 이러한 조명부(283)에 의해서, 보다 선명하고 정확한 영상정보가 획득될 수 있다.The illuminating unit 283 operates in conjunction with the above-described image unit 281 by irradiating light to the fluid sprayed from the nozzle unit 140. By this illumination unit 283, more vivid and accurate image information can be obtained.

액막측정부(284)는 유체의 액막의 두께를 측정하는 것으로써, 노즐부(140)의 단부에서 설치된다. 이러한 액막측정부(284)는 한쌍의 티타늄 플레이트와, 한쌍의 티타늄 플레이트 사이에 배치되는 테프론 플레이트와, 한쌍의 티타늄 플레이트에 흐르는 전압을 측정하는 전압측정부를 포함한다.The liquid film measuring unit 284 is installed at the end of the nozzle unit 140 by measuring the thickness of the liquid film of the fluid. The liquid film measuring unit 284 includes a pair of titanium plates, a Teflon plate disposed between the pair of titanium plates, and a voltage measuring unit for measuring a voltage flowing through the pair of titanium plates.

이러한 액막측정부(284)에 의해서, 노즐부에서 분사되는 액막의 두께가 측정된다. 액막의 두께는 분사시스템에 있어서 주요한 특성 파라미터이며, 분사기의 축방향 속도를 측정할 수 있는 주요한 요소이다.The liquid film measurement unit 284 measures the thickness of the liquid film ejected from the nozzle unit. The thickness of the liquid film is a major characteristic parameter in the injection system and is a major factor in measuring the axial velocity of the injector.

보정부(285)는 유체의 전기전도도를 조절하는 것으로써, 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)에 설치된다.The correction unit 285 is installed in the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160 by adjusting the electrical conductivity of the fluid.

유체의 전기전도도는 온도와 유체의 순도에 영향을 주기 때문에, 시험에 앞서 정밀한 보정이 필요하다. 이러한 보정부(285)는 상술한 액막측정부(284)와 동일한 구성으로 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)에 설치된다.Because the electrical conductivity of the fluid affects the temperature and purity of the fluid, precise calibration is required prior to testing. The correction unit 285 is installed in the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160 in the same configuration as the liquid film measurement unit 284 described above.

한편, 보다 정밀한 보정을 위해서는 오리피스 말단에 축방향으로 아크릴 로드가 삽입되는 것이 바람직하다.On the other hand, for more accurate correction, it is preferable that the acrylic rod is inserted in the axial direction at the end of the orifice.

따라서, 챔버부(110)와 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)와 노즐부(140)와 제1유체공급부(150)와 제2유체공급부(160)와 조절부(170)와 영상부(281)와 영상분석부(282)와 조명부(283)와 액막측정부(284)와 보정부(285)를 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템(200)에 따르면, 이중 매니폴드 구조의 분사 유량 조절 장치의 분사 유량 조절 시험이 효과적으로 실시될 수 있다.The first manifold 120 and the second manifold 130 and the nozzle unit 140 and the first fluid supply unit 150 and the second fluid supply unit 160 and the control unit 170 The injection flow control of the variable thrust injector according to an embodiment of the present invention including the image portion 281, the image analyzing portion 282, the illuminating portion 283, the liquid film measuring portion 284 and the correcting portion 285 According to the test system 200, the injection flow rate adjustment test of the injection flow rate regulator of the double manifold structure can be effectively carried out.

본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템을 이용하여, 시험을 실시하면, 도 4 내지 도 6의 결과가 획득될 수 있다.The results of FIGS. 4 to 6 can be obtained by performing the test using the injection flow rate adjustment test system of the variable thrust injector according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템의 영상부에 촬영된 영상을 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템을 이용하여 분사 유량 조절 시험을 실시한 결과, 유로의 변화 및 압력증가에 따른 유체의 유량 변화를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템을 이용하여 분사 유량 조절 시험을 실시한 결과, 유로의 변화와 유체의 유량 변화에 따른 분무각도의 변화를 도시한 그래프 이다.FIG. 4 is a view illustrating an image taken on an image portion of a test system for controlling injection flow rate of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining the injection flow control of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a graph showing the change in the flow rate of the fluid according to the change in the flow path and the increase in the pressure as a result of the injection flow rate adjustment test using the test system. FIG. A change in flow angle and a change in spray angle according to a flow rate of a fluid are shown as a result of performing a flow rate adjustment test using a system.

도 4에 도시된 바와 같이, 유량이 증가함에 따라 노즐부(140)에서 분사되는 분무각도가 증대되는 것을 확인할 수 있다. 한편, 도 4의 (b)의 최저유량의 경우, 분무가 완전히 형성되지 않은 것이 확인되는데, 이는, 최저유량의 경우 분사 압력이 매우 작기 때문에 이에 따라 축방향 속도가 매우 작은 값을 가질 뿐 아니라 마찰이 분무에 큰 영향을 미친것으로 판단된다.As shown in FIG. 4, it can be seen that the atomization angle of the nozzle 140 is increased as the flow rate increases. On the other hand, in the case of the lowest flow rate of Fig. 4 (b), it is confirmed that the spray is not completely formed because the injection pressure is very small at the lowest flow rate, It is considered that this spray has a great influence.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1매니폴드(120) 또는 제2매니폴드(130) 중 어느 하나만 사용하는 경우, 유량이 1 bar 에서 7 bar 까지 증가하는 동안 유량 증가율이 최소 유량의 2.3배 내지 3.6배 정도가 변화되나, 제1매니폴드(120)와 제2매니폴드(130)를 동시에 사용하는 경우, 7.12배, 5.3배, 5.8배로 증가되는 것이 확인된다.5, when only one of the first manifold 120 and the second manifold 130 is used, the flow rate increase rate is increased from 2.3 times to the minimum flow rate, while the flow rate is increased from 1 bar to 7 bar. It is confirmed that when the first manifold 120 and the second manifold 130 are used at the same time, they are increased to 7.12 times, 5.3 times, and 5.8 times, respectively.

분사기에 있어서, 적절한 범위의 유량 변화가 중요한데, 유량 변화 과정에서 적절한 분사특성이 나타나는지도 중요하다. 즉, 분사기가 적합하게 설계되었는지 파악되기 위해서는 특히 분무각도의 변화가 중요한 요소이다.For injectors, it is important that an appropriate range of flow rate changes is important, and that proper injection characteristics appear in the flow rate change process. In other words, a change in spray angle is an important factor in order to determine if the sprayer is designed properly.

도 6에 도시된 바와 같이, 분무각 측정결과, 저유량 구간에서 중유량 구간으로 천이하는 과정에서 분무각의 큰 변화가 나타난다. 이러한 결과를 바탕으로 분무각의 변화율을 계산하면, 제1유로(120a) 3개 - 제2유로(130a) 2개 인경우, 제1유로(120a) 3개 - 제2유로(130a) 3개인 경우, 제1유로(120a) 3개 - 제2유로(130a) 4개인 경우, 각각 41.3%, 21.2%, 16.8%인 것으로 확인되었다.As shown in FIG. 6, the spray angle measurement shows a large change in the spray angle in the process of transition from the low flow rate interval to the heavy oil flow interval. Based on these results, the rate of change of the spray angle can be calculated as follows. That is, when there are two first flow paths 120a and two second flow paths 130a, three first flow paths 120a and three second flow paths 130a , It was confirmed that 41.3%, 21.2%, and 16.8%, respectively, when there are four first flow paths 120a and four second flow paths 130a.

즉, 제1유로(120a)가 3개이며, 제2유로(130a)가 4개인 경우, 분무각도의 변화량이 가장 낮아 가장 최적화된 것으로 확인된다. That is, when the number of the first flow paths 120a is three and the number of the second flow paths 130a is four, the variation amount of the spray angle is the lowest and is confirmed to be the most optimized.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

100 : 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템
110 : 챔버부
120 : 제1매니폴드
120a : 제1유로
130 : 제2매니폴드
130a : 제2유로
140 : 노즐부
150 : 제1유체공급부
160 : 제2유체공급부
170 : 조절부
200 : 본 발명의 일실시예에 따른 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템
281 : 영상부
282 : 영상분석부
283 : 조명부
284 : 액막측정부
285: 보정부100: Injection flow rate control system of a variable thrust injector according to an embodiment of the present invention
110: chamber part
120: first manifold
120a:
130: Second manifold
130a:
140:
150: first fluid supply part
160: second fluid supply part
170:
200: Injection flow rate control test system of variable thrust injector according to an embodiment of the present invention
281:
282: Image analysis section
283:
284: liquid membrane measuring unit
285:

Claims (9)

원통형으로 마련되는 챔버부;
상기 챔버부로 유체가 유동되는 제1유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선방향으로 형성되는 제1매니폴드;
상기 제1매니폴드의 하측에 배치되며, 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제2유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선 방향으로 형성되는 제2매니폴드; 및
상기 챔버부로부터 유체를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부를 포함하되,
상기 제1유로의 단면적은,
상기 제2유로의 단면적 보다 더 크게 마련되며,
상기 제1유로의 개수는,
3개 이고,
상기 제2유로의 개수는,
4개 이며,
상기 제2유로의 길이 방향은,
상기 제1유로의 길이방향에 수직한 것을 특징으로 하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템.A chamber part provided in a cylindrical shape;
A first manifold in which a first flow path through which fluid flows to the chamber portion is formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber portion;
A second manifold disposed below the first manifold and having a second flow path through which the fluid flows into the chamber section, the second flow path being formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber section; And
And a nozzle unit that receives the fluid from the chamber unit and ejects the fluid to the outside,
Sectional area of the first flow path,
Wherein the second flow path is larger than the cross-sectional area of the second flow path,
Wherein the number of the first flow paths
3,
Wherein the number of the second flow paths
4,
The longitudinal direction of the second flow path
And the second flow path is perpendicular to the longitudinal direction of the first flow path. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1매니폴드에 유체를 공급하는 제1유체공급부;
상기 제2매니폴드에 유체를 공급하는 제2유체공급부; 및
상기 챔버부에 인가되는 압력을 측정하여 상기 제1유체공급부에서 상기 제1매니폴드로 공급되는 유체와 상기 제2유체공급부에서 상기 제2매니폴드로 공급되는 유체의 유압을 조절하는 조절부를 더 포함하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시스템.The method according to claim 1,
A first fluid supply unit for supplying fluid to the first manifold;
A second fluid supply unit for supplying fluid to the second manifold; And
And a controller for controlling the fluid supplied from the first fluid supply unit to the first manifold and the fluid supplied from the second fluid supply unit to the second manifold by measuring a pressure applied to the chamber unit Of a variable thrust injector. 원통형으로 마련되는 챔버부;
상기 챔버부로 유체가 유동되는 제1유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선방향으로 형성되는 제1매니폴드;
상기 제1매니폴드의 하측에 배치되며, 상기 챔버부로 유체가 유동되는 제2유로가 상기 챔버부의 외면에 대해 접선 방향으로 형성되는 제2매니폴드;
상기 챔버부로부터 유체를 공급받아 외부로 분사하는 노즐부;
상기 노즐부에서 분무되는 유체를 촬영하여 영상정보를 생성하는 영상부; 및 상기 영상정보를 입력받아 분석하는 영상분석부를 포함하되,
상기 제1유로의 단면적은,
상기 제2유로의 단면적 보다 더 크게 마련되며,
상기 제1유로의 개수는,
3개 이고,
상기 제2유로의 개수는,
4개 이며,
상기 제2유로의 길이 방향은,
상기 제1유로의 길이방향에 수직한 것을 특징으로 하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템.A chamber part provided in a cylindrical shape;
A first manifold in which a first flow path through which fluid flows to the chamber portion is formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber portion;
A second manifold disposed below the first manifold and having a second flow path through which the fluid flows into the chamber section, the second flow path being formed in a tangential direction with respect to an outer surface of the chamber section;
A nozzle unit that receives the fluid from the chamber and ejects the fluid to the outside;
An imaging unit for imaging the fluid sprayed from the nozzle unit and generating image information; And an image analyzer for receiving and analyzing the image information,
Sectional area of the first flow path,
Wherein the second flow path is larger than the cross-sectional area of the second flow path,
Wherein the number of the first flow paths
3,
Wherein the number of the second flow paths
4,
The longitudinal direction of the second flow path
And the second flow path is perpendicular to the longitudinal direction of the first flow path. 삭제delete 청구항 4에 있어서,
상기 제1매니폴드에 유체를 공급하는 제1유체공급부;
상기 제2매니폴드에 유체를 공급하는 제2유체공급부; 및
상기 챔버부에 인가되는 압력을 측정하여 상기 제1유체공급부에서 상기 제1매니폴드로 공급되는 유체와 상기 제2유체공급부에서 상기 제2매니폴드로 공급되는 유체의 유압을 조절하는 조절부를 더 포함하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템.The method of claim 4,
A first fluid supply unit for supplying fluid to the first manifold;
A second fluid supply unit for supplying fluid to the second manifold; And
And a controller for controlling the fluid supplied from the first fluid supply unit to the first manifold and the fluid supplied from the second fluid supply unit to the second manifold by measuring a pressure applied to the chamber unit Adjustment Test System for Injection Flow Control of Variable Thrust Injector. 청구항 6에 있어서,
상기 노즐부에서 분무되는 유체에 광을 조사하는 조명부를 더 포함하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템.The method of claim 6,
And a lighting unit for irradiating light to the fluid sprayed from the nozzle unit. 청구항 7에 있어서,
상기 노즐부의 단부에서 설치되어 유체의 액막의 두께를 측정하는 액막측정부를 더 포함하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템.The method of claim 7,
And a liquid film measuring unit provided at an end of the nozzle unit and measuring a thickness of a liquid film of the fluid. 청구항 8에 있어서,
제1유체공급부와 제2유체공급부에 설치되어 유체의 전기전도도를 조절하는 보정부를 더 포함하는 가변추력 인젝터의 분사 유량 조절 시험 시스템.The method of claim 8,
And a correction unit installed in the first fluid supply unit and the second fluid supply unit to adjust the electric conductivity of the fluid.
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