KR101256724B1 - Monopropellant injector for small-sized thruster - Google Patents

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KR101256724B1
KR101256724B1 KR1020110030229A KR20110030229A KR101256724B1 KR 101256724 B1 KR101256724 B1 KR 101256724B1 KR 1020110030229 A KR1020110030229 A KR 1020110030229A KR 20110030229 A KR20110030229 A KR 20110030229A KR 101256724 B1 KR101256724 B1 KR 101256724B1
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명은 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터는 추력기의 연소실 내로 단일 추진제(monopropellant)를 공급하기 위한 인젝터에 있어서, 상기 연소실의 단부에 장착되는 분사 플레이트; 상기 단일 추진제를 액체상태로 상기 연소실 내부로 분사하되, 어느 하나의 분사방향으로부터 연장되는 가상의 직선은 적어도 다른 하나의 분사방향으로부터 연장되는 가상의 직선과 상기 연소실 내에서 교점을 이루도록 상기 분사 플레이트에 형성되는 복수개의 토출구;를 포함하며, 상기 복수개의 토출구로부터 토출되는 상기 단일 추진제는 상기 연소실 내에서 서로 충돌하여 미립화(atomized) 되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 촉매 이용률을 향상시킬 수 있는 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터가 제공된다.The present invention relates to a single propellant injector for a small thruster, wherein the single propellant injector for a small thruster is an injector for supplying a monopropellant into a combustion chamber of a thruster, the injection plate being mounted to an end of the combustion chamber. ; The single propellant is sprayed into the combustion chamber in a liquid state, and a virtual straight line extending from one injection direction is formed at the injection plate so as to intersect the virtual straight line extending from at least one of the other injection directions in the combustion chamber. And a plurality of discharge ports formed, wherein the single propellants discharged from the plurality of discharge ports collide with each other in the combustion chamber to be atomized.
This provides a single propellant injector for a small thruster that can improve catalyst utilization.

Description

소형 추력기용 단일 추진제 인젝터{MONOPROPELLANT INJECTOR FOR SMALL-SIZED THRUSTER}MONOPROPELLANT INJECTOR FOR SMALL-SIZED THRUSTER}

본 발명은 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단일 추진제를 미립화하여 연소실 내에 균일하게 분산시킴으로써 촉매 이용률을 향상시킬 수 있는 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터에 관한 것이다.The present invention relates to a single propellant injector for small thrusters, and more particularly, to a single propellant injector for small thrusters that can improve catalyst utilization by atomizing a single propellant and dispersing it uniformly in the combustion chamber.

마이크로/나노 규모의 인공위성이 연구, 개발되면서 그 크기 및 부피 등은 갈수록 작아짐에도 불구하고 이러한 소형 인공위성이 장기간이 임무 수행을 할 수 있도록 수명의 연장에 대한 필요성도 요구되고 있다.As micro / nano-scale satellites are being researched and developed, their size and volume are getting smaller, but the necessity of prolonging their lifespans is also required for these small satellites to perform their missions for a long time.

그에 따라 비교적 단순한 구조로서, 제작비용이 상대적으로 저렴한 단일 추진제 추력기(Monopropellant Thruster)에 대한 관심이 늘어가고 있다. 일반적으로 이러한 추력기는 액체 상태의 추진제가 연소실 안으로 주입되어 연소실 내의 촉매 물질과 화학 반응을 일으킴으로써 추력을 발생한다.Accordingly, there is a growing interest in monopropellant Thrusters, which are relatively simple in structure and relatively inexpensive to manufacture. In general, such thrusters generate thrust by injecting a liquid propellant into the combustion chamber, causing a chemical reaction with the catalytic material in the combustion chamber.

도 1은 종래의 추진제 인젝터의 일례를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 추진제 인젝터를 장착한 추력기의 작동단면도이다.Figure 1 shows an example of a conventional propellant injector, Figure 2 is an operation cross-sectional view of the thruster equipped with the propellant injector of FIG.

도 1 및 도 2를 참조하면, 이러한 종래의 추력기(20)에 장착되는 인젝터(10)는 반구형의 돌출부(11) 외주면에 토출구(12)가 형성되는 형태로 구성되고, 이러한 토출구(12)로부터 추진제는 방사형으로 연소실(21) 내에 분사된다.1 and 2, the injector 10 mounted to the conventional thruster 20 is configured to have a discharge port 12 formed on the outer circumferential surface of the hemispherical protrusion 11, and from the discharge hole 12. The propellant is sprayed radially into the combustion chamber 21.

그러나, 도 2에서 보면, 방사형의 분사에 의하면 분사각도가 한정되어 인젝터(10)에 근접하여 연소실(21) 내벽에 배치되거나, 연소실(21)의 중앙에 존재하는 촉매(22)들은 화학반응에 참여하지 못함으로써 데드존(dead zone)(A영역)이 발생하는 문제가 있었다. However, in FIG. 2, the radial injection causes the injection angle to be limited and disposed on the inner wall of the combustion chamber 21 in close proximity to the injector 10, or the catalysts 22 present in the center of the combustion chamber 21 are subjected to chemical reaction. There was a problem that a dead zone (zone A) occurs by not participating.

또한, 인젝터(10) 정해진 방향으로 추진제를 분사함에 따라, 추진제의 집중분사에 의하여 과반응이 발생하여 일부 촉매는 손상(B영역)됨으로써 촉매가 비효율적으로 이용되는 문제가 있었다.In addition, as the injector 10 injects the propellant in a predetermined direction, overreaction occurs due to the intensive injection of the propellant, thereby causing some catalysts to be damaged (B zone), thereby causing the catalyst to be inefficiently used.

또한, 토출구(11)가 반구형상의 돌출부(12)에 형성되어, 이러한 반구형상의 돌출부(12)가 연소실(21)의 체적을 차지함으로써 촉매(22)가 충진될 수 있는 체적이 상대적으로 감소하는 문제점이 있었다. In addition, the discharge port 11 is formed in the hemispherical protrusion 12, so that the hemispherical protrusion 12 occupies the volume of the combustion chamber 21, the volume that can be filled with the catalyst 22 is relatively reduced There was this.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 반응 사각지대 및 과반응 촉매의 발생을 억제하고, 촉매 활용율을 향상시킬 수 있는 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a single propellant injector for a small thruster which can suppress the occurrence of the blind spot and overreaction catalyst and improve the catalyst utilization rate.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 추력기의 연소실 내로 단일 추진제(monopropellant)를 공급하기 위한 인젝터에 있어서, 상기 연소실의 단부에 장착되는 분사 플레이트; 상기 단일 추진제를 액체상태로 상기 연소실 내부로 분사하되, 어느 하나의 분사방향으로부터 연장되는 가상의 직선은 적어도 다른 하나의 분사방향으로부터 연장되는 가상의 직선과 상기 연소실 내에서 교점을 이루도록 상기 분사 플레이트에 형성되는 복수개의 토출구;를 포함하고, 상기 연소실 내부의 상기 분사 플레이트 면에는 경사를 가지며 함몰되는 분사면이 형성되며, 상기 복수개의 토출구는 상기 분사면 상에 상호 이격되게 형성되고, 상기 분사면은 가상의 원을 따라서 형성되되, 상기 분사 플레이트 면의 내부로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사지는 제1면; 및 상기 제1면와 이웃하되 상기 분사 플레이트 면의 내부로 갈수록 직경이 넓어지도록 경사지는 제2면;을 포함하고, 상기 복수개의 토출구는 상기 제1면 및 상기 제1면에 대응되는 위치의 상기 제2면에 각각 형성되어, 상기 제1면의 토출구와 상기 제2면의 토출구로부터 액체상태로 토출되는 단일 추진제가 상호 충돌하여 미립화(atomized) 되는 것을 특징으로 하는 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터에 의해 달성된다.The object is, according to the invention, an injector for supplying a monopropellant into a combustion chamber of a thruster, comprising: an injection plate mounted at an end of the combustion chamber; The single propellant is sprayed into the combustion chamber in a liquid state, and a virtual straight line extending from one injection direction is formed at the injection plate so as to intersect the virtual straight line extending from at least one of the other injection directions in the combustion chamber. And a plurality of discharge holes formed therein, the injection surface having an inclination and a depression formed on the surface of the injection plate in the combustion chamber, the plurality of discharge holes being formed to be spaced apart from each other on the injection surface, and the injection surface is A first surface formed along an imaginary circle, the first surface being inclined to have a narrower diameter toward the inside of the spray plate surface; And a second surface adjacent to the first surface and inclined to have a diameter wider toward the inside of the spray plate surface, wherein the plurality of discharge ports are formed in the first surface and at the position corresponding to the first surface. A single propellant injector for a small thruster is formed on each of the two surfaces, and the single propellant discharged in the liquid state from the discharge port of the first surface and the discharge port of the second surface collide with each other to be atomized. do.

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본 발명에 따르면, 액체 상태의 단일 추진제가 상호 충돌하여 미립화되도록 함으로써 연소실 내의 넓은 영역으로 균일하게 분산되도록 함으로써 반응 사각지대를 제거하고 촉매의 활용율을 최대화할 수 있는 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터가 제공된다.According to the present invention, there is provided a single propellant injector for a small thruster capable of eliminating reaction dead zones and maximizing the utilization of the catalyst by allowing the liquid propellant to collide and atomize to a large area within the combustion chamber. .

또한, 단일 추진제의 미립화를 통하여 소수의 토출구만으로 단일 추진제를 연소실 내에 공급할 수 있다.In addition, a single propellant can be supplied into the combustion chamber with only a few discharge ports through atomization of the single propellant.

또한, 액체 상태의 단일 추진제가 충돌하여 미립화되는 한 쌍의 토출구가 다수 형성하여, 더욱 광범위한 영역에 단일 추진제가 공급될 수 있도록 할 수 있다.In addition, a plurality of pairs of ejection openings in which a single propellant in the liquid state collides and is atomized can be formed, so that a single propellant can be supplied to a wider area.

또한, 토출구 내부로 함몰되는 분사면 상에 형성되도록 함으로써, 연소실 내에 촉매를 충진할 수 있는 공간을 추가로 확보할 수 있다.In addition, by being formed on the injection surface recessed into the discharge port, it is possible to further secure a space for filling the catalyst in the combustion chamber.

또한, 분사면이 형성되는 경사각의 변경을 통하여 단일 추진제의 분사방향을 조절할 수 있다.In addition, the injection direction of the single propellant can be adjusted by changing the inclination angle at which the injection surface is formed.

도 1은 종래의 추진제 인젝터의 일례를 도시한 것이고,
도 2는 도 1의 추진제 인젝터를 장착한 추력기의 작동단면도이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 사시도이고,
도 4는 도 3의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 IV - IV' 선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고,
도 5는 도 3의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터를 장착한 소형 추력기의 작동단면도이고,
도 6(a)은 종래의 추진제 인젝터에 의한 추진제 분사특성의 해석결과이고, 도 6(b)는 도 3의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터에 의한 단일 추진제 분사특성의 해석결과이며,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 사시도이고,
도 8은 도 7의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 VIII - VIII' 선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고,
도 9는 도 7의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터를 장착한 소형 추력기의 작동단면도이다.1 shows an example of a conventional propellant injector,
2 is an operation cross-sectional view of the thruster equipped with the propellant injector of FIG.
3 is a perspective view of a single propellant injector for a small thruster according to a first embodiment of the present invention,
Figure 4 shows a cross section taken along line IV-IV 'of the single propellant injector for the small thruster of Figure 3,
5 is an operation cross-sectional view of a small thruster equipped with a single propellant injector for the small thruster of FIG.
6 (a) is an analysis result of the propellant injection characteristics by the conventional propellant injector, Figure 6 (b) is an analysis result of the single propellant injection characteristic by the single propellant injector for the small thruster of Figure 3,
7 is a perspective view of a single propellant injector for a small thruster according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 8 shows a cross section taken along line VIII-VIII 'of the single propellant injector for the small thruster of FIG. 7,
FIG. 9 is an operational cross-sectional view of the small thruster equipped with the single propellant injector for the small thruster of FIG.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(100)가 장착되는 소형 추력기(50)를 통하여 본 실시예의 단일 추진제 인젝터(100)를 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a single propellant injector 100 of the present embodiment through a small thruster 50 mounted with a single propellant injector 100 for a small thruster according to a first embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 사시도이고, 도 4는 도 3의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 IV - IV' 선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고, 도 5는 도 3의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터를 장착한 소형 추력기의 작동단면도이다.3 is a perspective view of a single propellant injector for a small thruster according to a first embodiment of the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV 'of the single propellant injector for the small thruster of Figure 3, 5 is a cross-sectional view of the operation of the small thruster equipped with a single propellant injector for the small thruster of FIG.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 소형 인젝터(50)는 단일 추진제 챔버(60)와 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(100)를 포함한다.3 to 5, the small injector 50 includes a single propellant chamber 60 and a single propellant injector 100 for a small thruster.

상기 챔버(50)는 실린더 형태로서 내부에 공급되는 단일 추진제가 연소되는 공간인 연소실(70)을 형성하며, 연소실(70)에는 단일 추진제와 화학반응을 일으키는 촉매(80)가 충진된다.The chamber 50 has a cylindrical shape to form a combustion chamber 70 which is a space in which a single propellant supplied therein is combusted, and the combustion chamber 70 is filled with a catalyst 80 causing a chemical reaction with the single propellant.

본 발명의 제1실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(100)는 상기 챔버(50)의 단부에 장착되어 단일 추진제를 분사하기 위한 것으로서, 분사 플레이트(110)와 분사면(120)과 토출구(130)를 포함한다.The single propellant injector 100 for the small thruster according to the first embodiment of the present invention is mounted at the end of the chamber 50 to inject a single propellant, and the injection plate 110 and the injection surface 120 and the discharge port. 130.

상기 분사 플레이트(110)는 소형 추력기(50)의 챔버(60)의 단부에 장착되어 연소실(70)을 마감하기 위한 것으로서, 원형의 판상으로 마련된다.The injection plate 110 is mounted to an end of the chamber 60 of the small thruster 50 to close the combustion chamber 70, and is provided in a circular plate shape.

한편, 분사 플레이트(110)의 중앙부에는 후술하는 분사면(120) 및 토출구(130)가 형성될 수 있도록 돌출되는 돌출부(111)가 마련된다.On the other hand, the central portion of the injection plate 110 is provided with a protrusion 111 protruding so that the injection surface 120 and the discharge port 130 to be described later is formed.

분사 플레이트(110)는 실린더 형태의 챔버(60)의 테두리와 견고한 체결이 이루어지도록 테두리가 단차를 형성한다.The injection plate 110 forms a step so that the edge is firmly engaged with the edge of the cylinder-shaped chamber 60.

상기 분사면(120)은 분사 플레이트(110)의 돌출부(111) 상에 마련되어 후술하는 토출구(130)가 형성되는 면으로서, 소정의 가상의 원 둘레를 따라서 형성된다. 또한, 분사면(120)은 돌출부로(111)부터 내부로 함몰되되, 상술한 가상의 원의 중심을 향하는 형태로 경사지게 형성된다.The injection surface 120 is formed on the protrusion 111 of the injection plate 110 to form a discharge port 130 to be described later, and is formed along a predetermined circumferential circle. In addition, the injection surface 120 is recessed inwardly from the protrusion 111, it is formed to be inclined in the form toward the center of the above-described virtual circle.

즉, 분사면(120)은 분스 플레이트(110)의 내부로 갈수록 직경이 점점 작아지는 형태로 경사지도록 함몰된다.That is, the injection surface 120 is recessed to be inclined in the form that the diameter gradually decreases toward the inside of the powder plate 110.

한편, 분사면(120)의 경사각은 토출구(130)로부터 토출되는 단일 추진제의 분사방향이 결정되는 것이므로, 이를 고려하여 분사면(120)이 형성되는 경사각도를 설정하는 것이 바람직하다.On the other hand, since the inclination angle of the injection surface 120 is to determine the injection direction of the single propellant discharged from the discharge port 130, it is preferable to set the inclination angle of the injection surface 120 is formed in consideration of this.

한편, 분사면(120)은 분사 플레이트(110)의 내부로 함몰되어 연소실(70)의 내부 공간을 차지하지 않으므로 촉매(80)가 충진될 수 있는 공간이 추가적으로 확보된다.On the other hand, the injection surface 120 is recessed into the interior of the injection plate 110 does not occupy the internal space of the combustion chamber 70, so the space for the catalyst 80 is additionally secured.

상기 토출구(130)는 단일 추진제를 액체상태로 분사하여 연소실(70)에 공급하기 위한 것으로서, 총 네 개가 분사면(120)을 따라서 상호 이격되게 형성된다.The discharge port 130 is for supplying a single propellant in the liquid state to supply to the combustion chamber 70, a total of four are formed spaced apart from each other along the injection surface (120).

상술한 분사면(120) 및 토출구(130)의 구성에 의하면, 어느 하나의 토출구(130)의 중심축으로부터 연장되는 가상의 직선이 다른 토출구(130)의 중심축으로부터 연장되는 가상의 직선과 연소실(70) 내에서 교점을 이루도록 한다.According to the configuration of the injection surface 120 and the discharge port 130 described above, the virtual straight line and the combustion chamber extending from the central axis of the other discharge port 130 is a virtual straight line extending from the central axis of any one discharge port 130 Intersect within 70.

즉, 형성된 토출구(130)의 분사방향을 연장하면, 연소실(70) 내의 소정의 지점에서 만나도록 설정된다.That is, when the injection direction of the formed discharge port 130 is extended, it is set to meet at the predetermined point in the combustion chamber 70.

단, 본 실시예에서는 모든 토출구(130)가 연소실(70) 내의 단일 지점을 향하도록 형성되었으나, 모든 토출구(130)의 분사방향이 동일한 지점을 향하도록 하는 것이 아니라, 각 토출구(130)의 분사방향과 동일한 지점을 향하는 분사방향을 가지는 토출구(130)가 적어도 하나 존재하는 형태로 구성될 수도 있다.However, in the present embodiment, all the discharge ports 130 are formed to face a single point in the combustion chamber 70, but the injection directions of all the discharge ports 130 are not directed to the same point, but the injection of each discharge port 130 At least one discharge port 130 having a spraying direction toward the same point as the direction may be configured to exist.

또한, 토출구의 갯수는 제한되지 않고, 연소실의 체적, 단일 추진제의 종류 등을 고려하여 설계될 수 있다.
In addition, the number of discharge ports is not limited, and may be designed in consideration of the volume of the combustion chamber, the type of single propellant, and the like.

지금부터는 상술한 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(100)의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the single propellant injector 100 for the small thruster described above will now be described.

도 5를 참조하여 본 실시예의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(100)를 장착한 소형 추력기(50)를 통하여 본 실시예의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(100)의 동작을 설명한다.The operation of the single thruster injector 100 for the small thruster of the present embodiment will be described with reference to FIG. 5 through the small thruster 50 equipped with the single propellant injector 100 for the small thruster.

먼저, 외부의 소정의 공급부(미도시)로부터 공급되는 단일 추진제가 액체 상태로 토출구(130)를 통하여 연소실(70) 내부로 분사된다. 한편, 본 실시예에서 단일 추진제로서 발연성이 우수한 하이드라진(N2H4)이 이용되나, 이에 제한되는 것은 아니다.First, a single propellant supplied from an external predetermined supply unit (not shown) is injected into the combustion chamber 70 through the discharge port 130 in a liquid state. On the other hand, hydrazine (N 2 H 4 ) excellent in smokeability is used as a single propellant in this embodiment, but is not limited thereto.

이때, 토출구(130)는 경사진 분사면(120) 상에 다수 형성되어, 각각의 중심축으로부터 연장되는 선이 연소실(70) 내의 한 지점에서 교점을 이루게 설정되어 있다. 즉, 각 토출구(130)로부터 분사되는 단일 추진제의 분사방향이 연소실(70) 내 소정의 지점을 향하도록 구성된다.At this time, a plurality of discharge ports 130 are formed on the inclined injection surface 120, the line extending from each central axis is set to the intersection at one point in the combustion chamber (70). That is, the injection direction of the single propellant injected from each discharge port 130 is configured to face a predetermined point in the combustion chamber 70.

다수개의 토출구(130)로부터 분사된 단일 추진제는 연소실 내의 소정의 지점에서 충돌하여 미립화(atomized) 된다. 충돌후 미립화된 단일 추진제는 연소실(70) 내에서 넓게 퍼져나가고, 이와 동시에 촉매(80)와 화학반응을 하며 발열성 물질이 분해되어 고온/고압의 가스를 연소실(70)의 외부로 분출함으로써, 소형 추력기(50)는 추력을 생성하게 된다.The single propellant injected from the plurality of discharge ports 130 collides and atomizes at a predetermined point in the combustion chamber. After the impact, the atomized single propellant spreads widely in the combustion chamber 70, and at the same time, chemically reacts with the catalyst 80, and the exothermic material is decomposed to eject the hot / high pressure gas to the outside of the combustion chamber 70. Small thruster 50 will generate a thrust.

도 6(a)은 종래의 추진제 인젝터에 의한 추진제 분사특성의 해석결과이고, 도 6(b)는 도 3의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터에 의한 단일 추진제 분사특성의 해석결과이다.6 (a) is the analysis result of the propellant injection characteristics by the conventional propellant injector, Figure 6 (b) is the analysis result of the single propellant injection characteristic by the single propellant injector for the small thruster of FIG.

도 6(a)를 참조하면, 종래의 추진제 인젝터의 경우에는 추진제가 소정각도를 형성하여 벌어진 채로 분사됨으로써 연소실 내에 추진제가 도달하지 못하는 영역이존재하게 되나, 도 6(b)의 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 경우에는 연소실내의 대부분의 영역에 단일 추진제가 분사됨으로써 촉매 이용률이 향상됨을 알 수 있다.
Referring to FIG. 6 (a), in the case of a conventional propellant injector, the propellant is injected with a predetermined angle to be opened so that a region in which the propellant cannot reach the combustion chamber exists, but the present invention of FIG. 6 (b) In the case of a single propellant injector for a small thruster according to an embodiment, it can be seen that the catalyst utilization is improved by spraying a single propellant to most regions of the combustion chamber.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(200)에 대하여 설명한다. Next, a single propellant injector 200 for a small thruster according to a second embodiment of the present invention will be described.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 사시도이고, 도 8은 도 7의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터의 VIII - VIII' 선을 따라 절단한 단면을 도시한 것이고, 도 9은 도 7의 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터를 장착한 소형 추력기의 작동단면도이다.7 is a perspective view of a single propellant injector for a small thruster according to a second embodiment of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII 'of the single propellant injector for a small thruster of FIG. FIG. 9 is an operational cross-sectional view of the small thruster equipped with the single propellant injector for the small thruster of FIG.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터(200)는 분사 플레이트(110)와 분사면(220)과 토출구(230)를 포함한다.7 to 9, a single propellant injector 200 for a small thruster according to a second embodiment of the present invention includes an injection plate 110, an injection surface 220, and an outlet 230.

상기 분사 플레이트(110)는 제1실시예의 분사 플레이트(110)와 동일한 구성을 가지므로 중복 설명은 생략한다.Since the spray plate 110 has the same configuration as the spray plate 110 of the first embodiment, duplicate description thereof will be omitted.

상기 분사면(220)은 제1실시예에서와 마찬가지 형태로 돌출부(111)에 소정의 원의 둘레를 따라서 형성되는 것으로서, 서로 다른 방향으로 경사지는 제1면(221)과 제2면(222)을 포함한다.The injection surface 220 is formed along the circumference of a predetermined circle in the protrusion 111 in the same manner as in the first embodiment, the first surface 221 and the second surface 222 inclined in different directions. ).

상기 제1면(221)은 상기 돌출부(111) 상의 소정의 가상의 원의 둘레를 따라서 함몰되되, 가상의 원 중심을 향하도록 경사지게 함몰되는 면으로서 제1실시예에서 상술한 분사면과 동일한 형태로 형성된다.The first surface 221 is a surface recessed along a circumference of a predetermined virtual circle on the protrusion 111, but inclined to face a virtual circle center, the same shape as the spraying surface described above in the first embodiment. Is formed.

상기 제2면(222)은 제1면(221)과 이웃하게 마련되며, 제1면(221)이 형성하는 원과 동일한 중심축으로 작은 직경의 원의 둘레를 따라서 형성된다. 또한, 제2면(222)은 제1면(221)과는 달리 분사플레이트(110)의 외측을 향하도록 경사지게 형성된다. The second surface 222 is provided adjacent to the first surface 221 and is formed along the circumference of a circle having a small diameter with the same central axis as the circle formed by the first surface 221. In addition, unlike the first surface 221, the second surface 222 is formed to be inclined to face the outside of the injection plate 110.

즉. 제1면(221)은 분사 플레이트(110)의 내부로 갈수록 직경이 점점 작아지는 형태의 경사를 형성하고, 제2면(222)은 분사 플레이트(111)의 내부로 갈수록 직경이 점점 커지는 형태의 경사를 형성한다.In other words. The first surface 221 has an inclined shape in which the diameter gradually decreases toward the inside of the injection plate 110, and the second surface 222 has a shape in which the diameter gradually increases toward the inside of the injection plate 111. Form a slope.

따라서, 상술한 구조에 의하여 제1면(221)과 제2면(222)은 예각을 이루며 상호 마주보는 형태로 배치됨으로써, 제1면(221)과 제2면(222)의 사이에는 골이 형성된다.Therefore, according to the above structure, the first surface 221 and the second surface 222 are disposed to face each other at an acute angle, such that a valley is formed between the first surface 221 and the second surface 222. Is formed.

상기 토출구(230)는 제1면(221)과 제2면(222)에 각각 대응되는 위치에 한 쌍씩 형성되어, 이러한 토출구(230)는 제1면(221)과 제2면(222)의 둘레를 따라서 상호 이격되도록 복수개가 마련된다. 즉, 토출구(230)는 분사방향이 동일한 지점을 향하도록 제1면(2221) 및 이에 마주보며 대응되는 위치의 제2면(222) 상에 한 쌍이 형성된다. The discharge holes 230 are formed in pairs at positions corresponding to the first surface 221 and the second surface 222, respectively, and the discharge holes 230 are formed on the first surface 221 and the second surface 222. A plurality is provided to be spaced apart from each other along the circumference. That is, a pair of discharge ports 230 are formed on the first surface 2221 and the second surface 222 at a position corresponding to the discharge direction 230 so as to face the same point.

도 9를 참조하면, 각 쌍의 토출구(230) 조합마다 각각의 단일 추진제의 충돌지점을 가지되, 토출구(230)는 복수개의 쌍이 형성되므로, 다수의 충돌지점에서 단일 추진제가 충돌하여 미립화(atomized) 되어 연소실(60) 내로 공급되므로 단일 추진제는 더욱 균일하게 분산되어 분사되고, 촉매(80)의 이용률은 더욱 높아질 수 있다.
Referring to FIG. 9, each pair of ejection openings 230 has a collision point of each single propellant, and since the ejection openings 230 are formed in a plurality of pairs, a single propellant collides and atomizes at a plurality of collision points. The single propellant is more uniformly dispersed and injected, and the utilization rate of the catalyst 80 can be further increased.

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. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.

100 : 본 발명의 제1실시예에 따른 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터
110 : 분사 플레이트 120 : 분사면
111 : 돌출부 130 : 토출구100: single propellant injector for small thruster according to the first embodiment of the present invention
110: spray plate 120: spray surface
111: protrusion 130: discharge port

Claims (4)

추력기의 연소실 내로 단일 추진제(monopropellant)를 공급하기 위한 인젝터에 있어서,
상기 연소실의 단부에 장착되는 분사 플레이트;
상기 단일 추진제를 액체상태로 상기 연소실 내부로 분사하되, 어느 하나의 분사방향으로부터 연장되는 가상의 직선은 적어도 다른 하나의 분사방향으로부터 연장되는 가상의 직선과 상기 연소실 내에서 교점을 이루도록 상기 분사 플레이트에 형성되는 복수개의 토출구;를 포함하고,
상기 연소실 내부의 상기 분사 플레이트 면에는 경사를 가지며 함몰되는 분사면이 형성되며, 상기 복수개의 토출구는 상기 분사면 상에 상호 이격되게 형성되고,
상기 분사면은 가상의 원을 따라서 형성되되, 상기 분사 플레이트 면의 내부로 갈수록 직경이 좁아지도록 경사지는 제1면; 및 상기 제1면와 이웃하되 상기 분사 플레이트 면의 내부로 갈수록 직경이 넓어지도록 경사지는 제2면;을 포함하고,
상기 복수개의 토출구는 상기 제1면 및 상기 제1면에 대응되는 위치의 상기 제2면에 각각 형성되어, 상기 제1면의 토출구와 상기 제2면의 토출구로부터 액체상태로 토출되는 단일 추진제가 상호 충돌하여 미립화(atomized) 되는 것을 특징으로 하는 소형 추력기용 단일 추진제 인젝터.Injector for supplying a monopropellant into the combustion chamber of the thruster,
An injection plate mounted at an end of the combustion chamber;
The single propellant is sprayed into the combustion chamber in a liquid state, and a virtual straight line extending from one injection direction is formed at the injection plate so as to intersect the virtual straight line extending from at least one of the other injection directions in the combustion chamber. It includes; a plurality of discharge port is formed,
An injection surface having an inclined and recessed surface is formed in the injection plate surface in the combustion chamber, and the plurality of discharge ports are formed to be spaced apart from each other on the injection surface,
The first surface is formed along the imaginary circle, the first surface is inclined to narrow the diameter toward the inside of the injection plate surface; And a second surface adjacent to the first surface and inclined to have a diameter wider toward the inside of the injection plate surface.
The plurality of discharge ports are formed on the first surface and the second surface at positions corresponding to the first surface, respectively, and a single propellant discharged in a liquid state from the discharge port on the first surface and the discharge port on the second surface is formed. A single propellant injector for small thrusters, characterized in that they are atomized by collision with each other. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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