KR101179666B1 - An assembly having cooling channel - Google Patents

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Abstract

본 발명은 케로신-액체산소를 추진제로 하는 엔진시스템의 예연소기의 연소실의 냉각을 위한, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체에 관한 것으로, 상세하게는 냉각 채널 및 냉각 채널 상판을 구비하되, 상기 냉각채널은 냉각 유체의 흐름 방향과 유량을 결정하는 복수 개의 돌기부 및 상기 연소실의 내부가 제1차 연소구간 및 제2차 연소구간으로 나뉘는 부분에 위치하는 복수 개의 중앙 분사공을 포함하고, 상기 냉각 채널 상판은, 상기 중앙 분사공이 형성된 위치에 일정한 공간이 형성되도록 하는 중앙 매니폴드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 형의 냉각 채널을 가짐으로써 극단적으로 높은 O/F 비에서 보염과 낮은 차압의 구현이 가능하도록 한 냉각 채널을 갖는 조립체에 관한 것이다.The present invention relates to an assembly having a cylindrical cooling channel for cooling a combustion chamber of a precombustor of an engine system with kerosine-liquid oxygen as a propellant, in particular comprising a cooling channel and a cooling channel top plate. The cooling channel includes a plurality of protrusions for determining the flow direction and the flow rate of the cooling fluid, and a plurality of central injection holes located in the interior of the combustion chamber divided into the first combustion section and the second combustion section. The channel top plate includes a central manifold for allowing a predetermined space to be formed at a position where the central injection hole is formed, and thus has a cylindrical cooling channel, thereby achieving low flame pressure and low differential pressure at an extremely high O / F ratio. An assembly having a cooling channel is made possible.

Description

냉각 채널을 갖는 조립체{AN ASSEMBLY HAVING COOLING CHANNEL}Assembly with cooling channel {AN ASSEMBLY HAVING COOLING CHANNEL}

본 발명은 케로신-액체산소를 추진제로 하는 엔진시스템의 예연소기의 연소실의 냉각을 위한, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체에 관한 것으로, 상세하게는 냉각 채널 및 냉각 채널 상판을 구비하되, 상기 냉각채널은 냉각 유체의 흐름 방향과 유량을 결정하는 복수 개의 돌기부 및 상기 연소실의 내부가 제1차 연소구간 및 제2차 연소구간으로 나뉘는 부분에 위치하는 복수 개의 중앙 분사공을 포함하고, 상기 냉각 채널 상판은, 상기 중앙 분사공이 형성된 위치에 일정한 공간이 형성되도록 하는 중앙 매니폴드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실린더 형의 냉각 채널을 가짐으로써 극단적으로 높은 O/F 비에서 보염(flame stabilization)과 낮은 차압의 구현이 가능하도록 한 냉각 채널을 갖는 조립체에 관한 것이다.
The present invention relates to an assembly having a cylindrical cooling channel for cooling a combustion chamber of a precombustor of an engine system with kerosine-liquid oxygen as a propellant, in particular comprising a cooling channel and a cooling channel top plate. The cooling channel includes a plurality of protrusions for determining the flow direction and the flow rate of the cooling fluid, and a plurality of central injection holes located in the interior of the combustion chamber divided into the first combustion section and the second combustion section. The channel top plate has a cylindrical cooling channel, which includes a central manifold for allowing a certain space to be formed at a position where the central injection hole is formed, so that flame stabilization and low at an extremely high O / F ratio can be achieved. An assembly having a cooling channel that enables the implementation of a differential pressure.

개방형 엔진에서 터빈을 구동시키는 가스를 발생시키는 장치를 가스 발생기라 하는데, 다단연소 사이클 엔진에서는 이러한 가스 발생의 역할을 예연소기가 한다.In an open engine, a device for generating a gas for driving a turbine is called a gas generator. In a multistage combustion cycle engine, a preburner plays a role in generating this gas.

개방형 엔진에서는 터빈을 지난 가스가 외기로 배출되지만, 다단연소 사이클 엔진에서는 터빈을 지난 가스를 다시 주연소실로 보내어 재연소시킨다.In an open engine, the gas passing through the turbine is discharged to outside air, but in a multistage combustion cycle engine, the gas passing through the turbine is sent back to the main combustion chamber for recombustion.

따라서 예연소기는 터빈, 연소기와 유공학적으로 연결되어 있기 때문에 가스발생기에 비하여 내부 연소압이 매우 높다.Therefore, the precombustor has an internal combustion pressure that is very high compared to the gas generator because it is connected to the turbine and combustor.

또한 케로신과 액체산소를 엔진의 추진제로 사용하는 경우, 가스 발생기에서는 과연료 연소가 일어나는데 반하여, 예연소기 내에서는 과산화 연소가 일어난다.In addition, when kerosene and liquid oxygen are used as propellants of an engine, over-fuel combustion occurs in a gas generator, whereas peroxide combustion occurs in a pre-combustor.

과연료 연소가 일어나는 가스 발생기에서는 주 연소실과 같이 연소실의 냉각시 케로신을 사용하지만, 예연소기의 경우 충분한 양의 케로신이 존재하지 않기 때문에 케로신을 사용하여 연소실 벽면을 냉각시키는 것은 불가능하며, 따라서 액체산소를 사용하는 것이 유일한 대안이 된다.In gas generators where over-fuel combustion takes place, kerosene is used to cool the combustion chamber like the main combustion chamber, but in the case of pre-combustion, it is impossible to use kerosene to cool the combustion chamber wall because there is not enough kerosine present, so liquid oxygen Using is the only alternative.

또한 가스발생기와 마찬가지로 예연소기에서 발생되는 연소가스는 터빈을 구동시켜야하므로 온도에 제한이 있게 된다. 요구되는 연소가스의 온도를 만족시키기 위해서는 연소 가스가 매우 높은 O/F 비(산화제/연료비)를 가져야 하나, 높은 O/F 비에서는 연소실 내부에서 O/F 비가 가연범위를 넘어서게 되므로 연소실 내부에서 보염이 이루어지지 않는다는 문제가 발생한다.In addition, like the gas generator, the combustion gas generated from the preburner has a temperature limit because the turbine must be driven. In order to meet the required combustion gas temperature, the combustion gas must have a very high O / F ratio (oxidant / fuel ratio), but at high O / F ratios, the O / F ratio exceeds the flammable range inside the combustion chamber, so The problem arises that this is not done.

따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 산화제의 양을 조절하여 먼저 가연범위 내에서 1차 연소시키고 난 뒤 1차 연소 가스를 다시 나머지 산소와 반응시켜 최종 배기가스의 온도를 낮추는 방안이 고려되었는데, 이 경우 예연소기 내부의 온도가 높은 1차 연소구간과 상대적으로 온도가 낮은 2차 연소구간이 생기게 되고, 이에 따라 벽면의 냉각에 필요한 액체산소의 양이 달라지게 되고, 따라서 전방에 많은 양의 액체 산소를 후방에 적은 양의 액체 산소를 흐르도록 하면 낮은 차압을 유지하면서 효과적으로 벽면을 냉각시킬 수 있게 되는바, 이를 구현하기 위한 입체구조의 냉각 채널을 갖는 조립체가 필요한 실정이었다. Therefore, in order to solve this problem, it is considered to first reduce the temperature of the final exhaust gas by controlling the amount of the oxidizing agent, and then first burning it within the flammable range, and then reacting the first combustion gas with the remaining oxygen again. In the combustor, there is a first combustion section with a high temperature and a second combustion section with a relatively low temperature, and thus, the amount of liquid oxygen required for cooling the wall is changed, so that a large amount of liquid oxygen is applied to the rear. Flowing a small amount of liquid oxygen allows cooling the wall effectively while maintaining a low differential pressure. Therefore, an assembly having a three-dimensional cooling channel is needed to implement this.

한편, 상기 예연소기는 개방형 연소기의 가스발생기와 같은 역할을 하는 장치로서, 여기에서 발생되는 가스로 터빈이 구동되는바, 이 때 연소가스가 터빈블레이드에 직접 접촉하므로 가스의 온도에 제한이 있으며, 터빈구동 후에 연소가스는 다시 분사기를 통해 연소실로 유입되므로 연소불순물이 없는 순수한 가스가 유지되어야 한다. 따라서 높은 O/F비의 산화제-연료 조합이 사용되는데, 이로 인하여 연소실(40) 내부는 비교적 높은 온도로서 산화제 과잉 상태가 된다. 따라서 연소실(40) 벽면의 효과적인 냉각이 필요하게 되었다.
On the other hand, the preburner is a device that acts as a gas generator of the open-type combustor, the turbine is driven by the gas generated here, at this time there is a limitation in the temperature of the gas because the combustion gas is in direct contact with the turbine blades, After turbine operation, the combustion gas flows back into the combustion chamber through the injector, so pure gas free of combustion impurities must be maintained. Therefore, a high O / F ratio oxidant-fuel combination is used, which causes the interior of the combustion chamber 40 to become oxidant excess at a relatively high temperature. Therefore, effective cooling of the combustion chamber 40 wall surface is required.

본 발명은 상기한 요구조건을 만족시키는, 냉각 채널을 갖는 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각 채널 및 냉각 채널 상판을 구비하되, 상기 냉각채널은 냉각 유체의 흐름 방향과 유량을 결정하는 복수 개의 돌기부 및 상기 연소실의 내부가 제1차 연소구간 및 제2차 연소구간으로 나뉘는 부분에 위치하는 복수 개의 중앙 분사공을 포함하고, 상기 냉각 채널 상판은, 상기 중앙 분사공이 형성된 위치에 일정한 공간이 형성되도록 하는 중앙 매니폴드부를 포함하는 것을 특징으로 함으로써 극단적으로 높은 O/F 비에서 보염과 낮은 차압의 구현이 가능하도록 한 냉각 채널을 갖는 조립체를 제공하는데 목적이 있다.
The present invention relates to an assembly having a cooling channel, which satisfies the above requirements, and more particularly comprising a cooling channel and a cooling channel top plate, the cooling channel comprising a plurality of cooling channels for determining the flow direction and flow rate of the cooling fluid. The projection and the interior of the combustion chamber includes a plurality of central injection holes located in a portion divided into the first combustion section and the second combustion section, the cooling channel upper plate, a constant space is formed at a position where the central injection hole is formed It is an object of the present invention to provide an assembly having a cooling channel that enables the implementation of flame and low differential pressures at extremely high O / F ratios by being characterized as including a central manifold portion.

상기한 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 케로신-액체산소를 추진제로 하는 엔진시스템의 예연소기의 연소실의 냉각을 위한, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체는, 냉각 채널 및 냉각 채널 상판을 구비하되, 상기 냉각채널은, 냉각 유체의 흐름 방향과 유량을 결정하는 복수 개의 돌기부 및 상기 연소실의 내부가 제1차 연소구간 및 제2차 연소구간으로 나뉘는 부분에 위치하는 복수 개의 중앙 분사공을 포함하고, 상기 냉각 채널 상판은, 상기 중앙 분사공이 형성된 위치에 일정한 공간이 형성되도록 하는 중앙 매니폴드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an assembly having a cylindrical cooling channel for cooling a combustion chamber of a preburner of an engine system of the kerosene-liquid oxygen-based propellant of the present invention comprises a cooling channel and a cooling channel top plate. The cooling channel may include a plurality of protrusions for determining a flow direction and a flow rate of the cooling fluid, and a plurality of central injection holes located at portions of the interior of the combustion chamber divided into a first combustion section and a second combustion section. And, the cooling channel top plate, characterized in that it comprises a central manifold portion to form a predetermined space at the position where the central injection hole is formed.

여기에서, 상기 복수 개의 중앙 분사공은 상기 냉각 채널을 갖는 조립체의 단면부의 원을 기준으로, 그 원주에 대하여 60도 간격으로 6개 형성될 수 있다.Here, the plurality of central injection holes may be formed six at intervals of 60 degrees with respect to the circumference of the circle of the cross section of the assembly having the cooling channel.

여기에서, 상기 냉각 채널 상판은 상기 제1차 및 제2차 연소구간의 상부를 흐르는 냉각 유체가 다시 제2차 연소구간을 통해 상기 중앙 매니폴드부에 모이도록 하는 후단 매니폴드부를 더 포함할 수 있다.Here, the cooling channel top plate may further include a rear end manifold portion for allowing the cooling fluid flowing in the upper portion of the primary and secondary combustion sections to be collected again through the secondary combustion section to the central manifold. have.

여기에서, 상기 냉각 채널 상판은 상기 중앙 매니폴드부의 전단과 후단에 흐르는 유량을 조절하기 위한 상단 오피리스를 더 포함할 수 있다.Here, the cooling channel upper plate may further include a top opiris for adjusting the flow rate flowing in the front and rear ends of the central manifold portion.

여기에서, 상기 냉각 유체는 액체산소일 수 있다.
Here, the cooling fluid may be liquid oxygen.

본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체에 의하면, 극단적으로 높은 O/F 비에서 보염과 낮은 차압의 구현이 가능하여 낮은 압력 손실을 유지하면서 예연소기의 벽면을 효과적으로 냉각시킬 수 있다는 효과가 있다.
According to the assembly having the cooling channel of the present invention, it is possible to implement flame and low differential pressure at an extremely high O / F ratio, thereby effectively cooling the wall of the preburner while maintaining a low pressure loss.

도 1은 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체가 장착된 예연소기의 입체 형상을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체 중 냉각 채널의 입체 형상을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체 중 냉각 상판부의 입체 형상을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체 중 일부를 냉각 채널과 냉각 상판부로 분리하여 편평한 상태로 편 형상을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체의 중앙 매니폴드부의 단면도(a) 및 유체 흐름 모식도(b)이다.
도 6은 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체 중 냉각 채널의 일부에 대한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체 중 냉각 채널 상판부의 일부에 대한 평면도이다.
1 shows a three-dimensional shape of a preburner equipped with an assembly having a cooling channel of the invention.
Figure 2 shows the three-dimensional shape of the cooling channel of the assembly with the cooling channel of the present invention.
Figure 3 shows a three-dimensional shape of the cooling top plate of the assembly having a cooling channel of the present invention.
Figure 4 shows a piece in a flat state by separating some of the assembly having a cooling channel of the present invention into a cooling channel and a cooling top plate.
5 is a cross-sectional view (a) and a fluid flow schematic (b) of the central manifold portion of the assembly with cooling channels of the present invention.
6 is a plan view of a portion of a cooling channel of an assembly having a cooling channel of the present invention.
7 is a plan view of a portion of a cooling channel top plate of an assembly having a cooling channel of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be limited to the usual or dictionary meanings, and the inventors will be required to properly define the concepts of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Therefore, the configuration of the embodiments described herein is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents and modifications that can replace them at the time of the present application It should be understood that there may be

이하, 도면에 의하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 냉각 채널(110)을 갖는 조립체(100)가 장착된 예연소기(A)의 입체 형상을 나타낸 것이다.1 shows a three-dimensional shape of a preburner A equipped with an assembly 100 having a cooling channel 110 of the present invention.

본 발명의 조립체(100)를 이용하여 냉각되는 예연소기(A)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 액체 산소 유입구(10), 분사기(20), 헤드플레이트(30) 및 연소실(40)로 구성되며, 상기 연소실(40)은 다시 중앙분사공(113)을 중심으로 분사기(20)쪽에 위치하고 O/F비가 낮은 제1연소실(41)과 후단부로서 O/F비가 높은 제2연소실(42)로 나뉘어진다.As shown in FIG. 1, the preburner A cooled using the assembly 100 of the present invention includes a liquid oxygen inlet 10, an injector 20, a head plate 30, and a combustion chamber 40. In addition, the combustion chamber 40 is located in the injector 20 toward the central injection hole 113 again and the first combustion chamber 41 having a low O / F ratio and the second combustion chamber 42 having a high O / F ratio as a rear end. Divided.

본 발명의 냉각 채널(110)을 갖는 조립체(100)는 상기 예연소기(A)의 연소실(40)을 효과적으로 냉각할 수 있도록 연소실(40)을 에워싸는 3차원의 실린더 형상을 갖는다. The assembly 100 having the cooling channel 110 of the present invention has a three-dimensional cylinder shape surrounding the combustion chamber 40 to effectively cool the combustion chamber 40 of the preburner A.

먼저, 액체 산소 유입구(10)를 통해 유입된 액체 산소가 냉각 채널 입구(111)를 통해 냉각 채널(110)로 유입된다. First, liquid oxygen introduced through the liquid oxygen inlet 10 is introduced into the cooling channel 110 through the cooling channel inlet 111.

이 때, 냉각 채널 입구(111)를 통해 유입된 액체 산소는 도 2에 나타낸 바와 같이, 돌기부(112)를 따라 흐르며 모두 제1연소실(41)의 벽면의 냉각에 참여하게 되는데, 이후 액체 산소의 유로는 크게 둘로 나뉘어 일부는 중앙 분사공(113)를 통하여 직접 연소실(40) 내부로 유입되고, 나머지는 냉각 채널(110)의 돌기부(112)를 따라 계속 흐르다가 후단 매니폴드(122)에서 다시 역방향으로 흘러 중앙 매니폴드(121)에 모이게 된다.At this time, the liquid oxygen introduced through the cooling channel inlet 111 flows along the protrusion 112 and all participate in the cooling of the wall of the first combustion chamber 41, as shown in FIG. The flow path is divided into two parts, a part of which flows directly into the combustion chamber 40 through the central injection hole 113, and the rest continues to flow along the protrusion 112 of the cooling channel 110, and then again from the rear manifold 122. It flows in the opposite direction and collects in the central manifold 121.

즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 냉각 채널 상판(120)은 중앙 매니폴드(121) 및 후단 매니폴드(122)를 구비함으로써 액체 산소가 유입되고 흐를 수 있도록 하는 공간을 충분히 확보하게 된다.That is, as shown in FIG. 3, the cooling channel upper plate 120 includes a central manifold 121 and a rear end manifold 122 to secure enough space for the liquid oxygen to flow in and flow therethrough.

여기에서, 상기 냉각 채널(120)에 형성되는 돌기부(112)는 유입되는 액체 산소가 원활히 흐르도록 적절한 폭을 가지면서 복수 개 형성될 수 있으며, 그 갯수에는 제한이 없다.Here, the protrusions 112 formed in the cooling channel 120 may be formed in plural and have a suitable width so that the incoming liquid oxygen flows smoothly, and the number is not limited.

여기에서, 상기 냉각 채널(120)에 형성되는 중앙 분사공(113)은 복수 개 형성되는데, 그 갯수에는 제한이 없지만, 상기 냉각 채널을 갖는 조립체(100)의 단면부의 원을 기준으로, 그 원주에 대하여 60도 간격으로 6개 형성된 것이 효과적인 냉각을 위해 바람직하다. Here, a plurality of central injection holes 113 formed in the cooling channel 120 is formed, but the number is not limited, but based on the circle of the cross section of the assembly 100 having the cooling channel, the circumference Six formed at 60 degree intervals relative to is preferred for effective cooling.

도 4는 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체의 길이방향 일부를 냉각 채널(110)과 냉각 상판부(120)로 분리하여 편평한 상태로 편 형상을 나타낸 것이다.Figure 4 shows a flat shape by separating a longitudinal portion of the assembly having a cooling channel of the present invention into a cooling channel 110 and the cooling top plate 120.

도 4를 통하여 액체 산소의 흐름을 설명하면, 냉각 채널(110)의 왼쪽 단부를 통해 유입된 액체 산소는 상기 냉각 채널(110)의 돌기부(112)를 통해 흐르다가 일부는 냉각 채널(110)의 오른쪽 단부까지 도달하지만, 나머지는 중앙분사공(113)의 내벽에 막힌다. Referring to FIG. 4, the liquid oxygen flows through the left end of the cooling channel 110 and flows through the protrusion 112 of the cooling channel 110 and a part of the cooling channel 110. The right end is reached, but the rest is blocked by the inner wall of the central injection hole 113.

이 때, 냉각 채널 상판(120)에 형성된 복수개의 상단 오피리스(123')를 통해 냉각 채널 상판(120)의 중앙 매니폴드(121)에 액체 산소가 모이게 되고, 일부는 중앙분사공(113)을 통해 연소실(40) 내부로 유입되며, 일부는 다른 상단 오피리스(123")를 통해 중앙 매니폴드(121)를 빠져나가 냉각 채널(110)의 오른쪽 단부까지 도달한다. At this time, the liquid oxygen is collected in the central manifold 121 of the cooling channel upper plate 120 through a plurality of upper opiris 123 'formed in the cooling channel upper plate 120, and part of the central injection hole 113 Through the interior of the combustion chamber 40, some exit the central manifold 121 through the other top opis 123 ″ and reach the right end of the cooling channel 110.

상기 냉각 채널(110)의 오른쪽 단부까지 도달한 액체 산소는 냉각 채널 상판(120)에 형성된 후단 매니폴드(122)에 의하여 형성된 공간에 머무르거나 역방향으로 다시 냉각 채널(110)의 중앙분사공(113)을 향해 흐름으로써 제2연소실(42)을 냉각하게 된다.The liquid oxygen reaching the right end of the cooling channel 110 stays in the space formed by the rear end manifold 122 formed in the cooling channel upper plate 120, or the central injection hole of the cooling channel 110 in the reverse direction again ( Flowing toward 113 causes the second combustion chamber 42 to cool.

도 5는 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체의 중앙 매니폴드부의 단면도(a) 및 유체 흐름 모식도(b)인데, 냉각 채널(110)을 흐르는 유량은 도 5a에 나타낸 L, R, θ와 같은 여러 인자들에 의하여 영향을 받지만, 주로 냉각 채널 상판(120)의 상단 오피리스(123)의 크기에 따라 결정된다. 상기 상단 오피리스(123)의 크기는 냉각 채널(110)에 요구되는 차압과 유량에 의하여 결정된다.FIG. 5 is a cross-sectional view (a) and a fluid flow schematic (b) of a central manifold portion of an assembly having a cooling channel of the present invention, wherein the flow rate flowing through the cooling channel 110 may be varied as L, R, θ shown in FIG. Although influenced by factors, it is mainly determined by the size of the top opiris 123 of the cooling channel top plate 120. The size of the upper opiris 123 is determined by the differential pressure and the flow rate required for the cooling channel 110.

도 6은 도 4에 나타낸 냉각 채널의 평면도이고, 도 7은 도 4에 나타낸 냉각 채널 상판의 평면도로서, 본 발명의 조립체(100)는 상기 냉각 채널(110)과 냉각 채널 상판(120)을 브레이징 접합함으로써 공통의 중앙분사공(113)을 갖도록 제작한다.FIG. 6 is a plan view of the cooling channel shown in FIG. 4, and FIG. 7 is a plan view of the cooling channel top plate shown in FIG. 4, wherein the assembly 100 of the present invention brazes the cooling channel 110 and the cooling channel top plate 120. By joining, it is produced to have a common central injection hole 113.

제1연소실이 위치하는 구간은 높은 온도의 연소가 일어나고, 제2연소실이 위치하는 구간은 비교적 낮은 온도의 연소가 일어나는바, 이러한 본 발명의 조립체로서 제2연소실이 위치하는 구간에서 꼭 필요한 만큼의 액체 산소가 흐르게 하고, 나머지는 미리 연소실로 주입시켜 제2연소실의 벽면에 흐르는 유량이 적어지므로 냉각 채널의 차압을 줄일 수 있게 된다.In the section where the first combustion chamber is located, combustion occurs at a high temperature, and in the section where the second combustion chamber is located, combustion occurs at a relatively low temperature. As an assembly of the present invention, as much as is necessary in the section where the second combustion chamber is located. The liquid oxygen flows, and the rest is injected into the combustion chamber in advance, so that the flow rate on the wall surface of the second combustion chamber decreases, so that the differential pressure of the cooling channel can be reduced.

또한, 최종적으로 모든 액체 산소는 중앙분사공을 통하여 연소실 내로 유입되어야 하는바, 본 발명의 조립체에 의하면 유로 간 상호 간섭이 일어나지 않도록 중앙 매니폴드와 각 채널은 상단 오피리스에 의하여 연결되어 모든 액체 산소가 중앙 분사공을 통하여 연소실 내로 유입되는 구조이므로 효과적으로 냉각이 일어날 수 있게 된다.In addition, finally, all liquid oxygen should be introduced into the combustion chamber through the central injection hole. According to the assembly of the present invention, the central manifold and each channel are connected by the upper opisries so that no mutual interference between the flow paths occurs. Since the structure is introduced into the combustion chamber through the central injection hole it can be effectively cooled.

이상에서 본 발명에 대하여 설명하였으나, 이는 일실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 얼마든지 다양한 변화 및 변형이 가능함은 본 기술분야에서 통상적으로 숙련된 당업자에게 분명하다.
Although the present invention has been described above, this is only one embodiment, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention.

<부호의 설명><Code description>

100: 본 발명의 냉각 채널을 갖는 조립체100: assembly with cooling channel of the invention

110: 냉각 채널110: cooling channel

120: 냉각 채널 상판120: cooling channel top

111: 냉각 채널 입구111: cooling channel inlet

112: 냉각 채널 돌기부112: cooling channel protrusion

113: 중앙분사공113: central sprayer

121: 중앙 매니폴드121: center manifold

122: 후단 매니폴드122: rear manifold

123: 상단 오피리스123: top opiris

Claims (5)

케로신-액체산소를 추진제로 하는 엔진시스템의 예연소기의 연소실의 냉각을 위한, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체에 있어서,
상기 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체는 냉각 채널 및 냉각 채널 상판을 구비하되,
상기 냉각채널은,
냉각 유체의 흐름 방향과 유량을 결정하는 복수 개의 돌기부; 및
상기 연소실의 내부가 제1차 연소구간 및 제2차 연소구간으로 나뉘는 부분에 위치하는 복수 개의 중앙 분사공을 포함하고,
상기 냉각 채널 상판은,
상기 중앙 분사공이 형성된 위치에 일정한 공간이 형성되도록 하는 중앙 매니폴드부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체.
An assembly having a cylindrical cooling channel for cooling a combustion chamber of a preburner of an engine system with kerosine-liquid oxygen as a propellant,
The assembly having the cylindrical cooling channel is provided with a cooling channel and a cooling channel top plate,
The cooling channel,
A plurality of protrusions for determining the flow direction and the flow rate of the cooling fluid; And
The interior of the combustion chamber includes a plurality of central injection holes located in a portion divided into the first combustion section and the second combustion section,
The cooling channel top plate,
And a central manifold portion for forming a predetermined space at a position where the central injection hole is formed.
제 1항에 있어서,
상기 복수 개의 중앙 분사공은 상기 냉각 채널을 갖는 조립체의 단면부의 원을 기준으로, 그 원주에 대하여 60도 간격으로 6개 형성된 것을 특징으로 하는, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체.
The method of claim 1,
And wherein the plurality of central injection holes are formed six at intervals of 60 degrees with respect to the circumference of the circumference of the cross section of the assembly having the cooling channel.
제 1항에 있어서,
상기 냉각 채널 상판은 상기 제1차 및 제2차 연소구간의 상부를 흐르는 냉각 유체가 다시 제2차 연소구간을 통해 상기 중앙 매니폴드부에 모이도록 하는 후단 매니폴드부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체.
The method of claim 1,
The cooling channel upper plate further comprises a rear end manifold portion for allowing the cooling fluid flowing in the upper portion of the first and second combustion sections to be collected again in the central manifold through the second combustion section. An assembly having a cylindrical cooling channel.
제 1항에 있어서,
상기 냉각 채널 상판은 상기 중앙 매니폴드부의 전단과 후단에 흐르는 유량을 조절하기 위한 상단 오피리스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체.
The method of claim 1,
And said cooling channel top plate further comprises an upper opiris to adjust the flow rates flowing in front and rear ends of said central manifold portion.
제 1항에 있어서,
상기 냉각 유체는 액체산소인 것을 특징으로 하는, 실린더 형의 냉각 채널을 갖는 조립체.
The method of claim 1,
And said cooling fluid is liquid oxygen.
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