KR101631891B1 - 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치 - Google Patents

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KR101631891B1
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설우석
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한국항공우주연구원
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치는 연소실을 형성하는 하우징부의 내측에 설치되어 상기 연소실 측으로 추진제를 분사하는 추진제 분사장치로서, 상기 하우징부에 설치되어 내측에 상기 추진제가 유입되는 유로를 형성하고 일부가 상기 연소실로 노출되는 관형의 몸체부, 그리고 상기 연소실로 노출된 상기 몸체부의 단부에 결합되어 상기 유로를 통해 유입되는 상기 추진제를 상기 몸체부의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사하는 분사 팁을 포함한다. 본 발명에 의하면, 분사 팁을 통하여 추진제를 몸체부의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 몸체부의 중심축 방향으로 분사함으로써, 분사 팁의 전방 및 분사 팁의 반경 방향에서 재순환되는 고온 고압 가스의 연료/산화제 혼합비를 최적화하여 효율적인 연소가 이루어질 수 있고, 아울러 고온 고압의 가스로부터 분사 팁을 보호하여 장치의 성능을 향상 시킬 수 있다.

Description

핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치{Pintle-Swirl hybrid injection device}
본 발명은 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치에 관한 것이다.
로켓 등과 같은 발사체의 엔진은 내측에 연소실(3a)을 형성하는 하우징부(3)와 하우징부(3)의 중앙에 설치되는 추진제 분사장치(100)를 포함한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 추진제 분사장치(100)는 하우징부(3)에 설치되어 일 측이 연소실(3a)로 노출되는 관형의 몸체부(110) 및 연소실(3a)로 노출된 몸체부(110)의 일 측 단부에 결합되는 분사 팁(120)을 포함한다.
몸체부(110)의 내측에는 산화 추진제(oxidizer)가 공급되는 산화 추진제 공급 유로(110a)가 형성되고, 산화 추진제 공급 유로(110a)는 연소실(3a)과 연통되어 산화 추진제를 외측으로 분사한다.
이때, 분사 팁(120)은 몸체부(110)의 일 측 단부에 결합되어 외측으로 분사되는 산화 추진제의 분사 방향을 결정한다. 즉, 산화 추진제는 몸체부(110)의 일 측 단부에 결합된 분사 팁(120)에 의하여 몸체부(110)로부터 몸체부(110)의 반경방향으로 분사되되, 연소실(3a) 측을 향하여 사선형태로 분사된다.
한편, 하우징부(3)와 추진제 분사장치(100) 사이에는 연소실(3a) 측을 향하여 연료 추진제(fuel)가 공급되는 연료 추진제 공급 유로(100b)가 형성된다. 상세하게는, 하우징부(3)에 설치된 추진제 분사장치(100) 몸체부(110)의 외벽을 따라 연료 추진제가 공급되는 연료 추진제 공급 유로(100b)가 형성되고, 연료 추진제 공급 유로(100b)는 내부에 흐르는 연료 추진제를 연소실(3a)을 향하여 몸체부(110)의 축 방향으로 분사시키는 구조로 형성된다.
따라서, 몸체부(110)로부터 연소실(3a)을 향하여 몸체부(110)의 반경방향으로 분사되는 산화 추진제와 몸체부(110)의 외면을 따라 몸체부(110)의 축 방향으로 분사되는 연료 추진제는 서로 충돌하면서 분무되어 고온 고압의 가스로 연소된다.
그러나, 종래에는 고온 고압의 가스가 몸체부(110)의 반경방향 측에서 형성되어 연소실(3a)로 분무됨에 따라, 분사 팁(120)이 배치된 추진제 분사장치(100)의 전방 및 연소실(3a)로 노출된 몸체부(110)의 반경방향 측에는 고온 고압의 가스가 재순환되는 영역이 발생되었다.
따라서, 추진제 분사장치(100)의 전방에서 재순환되는 고온 고압의 가스는 외부로 노출된 분사 팁(120)의 외벽을 가열하여 분사 팁(120)을 손상시키고, 연소실(3a)로 노출된 몸체부(110)의 전방 측에서 재순환되는 고온 고압의 가스는 연료 추진제의 농도가 높은 상태가 되어 효율적인 연소가 이루어지지 않는 문제점이 있었다.
한편, 종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 분사 팁(120)의 외면에 내열성 재료를 도포하는 방법 등이 활용되었다. 그러나 이는 일시적으로 고온 고압의 가스로부터 분사 팁(120)을 보호할 수 있을 뿐, 실제 장기간 사용에 부적합한 문제점이 있었다.
미국등록특허 US 8,596,039
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 분사 팁을 고온 고압의 가스로부터 보호하고, 연소실 내에서 재순환되는 고온 고압 가스의 연료/산화제 혼합비를 최적화하여 효율적인 연소가 이루어질 수 있는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치는 분사 팁이 배치된 분사장치의 전방 및 반경방향 측에서 가스가 재순환되는 영역이 발생함으로써 분사 팁이 손상되고 효율적인 연소가 이루어지지 않는 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 연소실을 형성하는 하우징부의 내측에 설치되어 액체상태의 산화제형 추진제(oxidizer)를 미립화하여 상기 연소실 측으로 분사하는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치로서, 상기 하우징부에 설치되어 내측에 상기 산화제형 추진제가 유입되는 유로를 형성하는 관형의 몸체부, 그리고 상기 몸체부의 단부에 결합되는 분사 팁을 포함하며, 상기 분사 팁은 전면 및 외주면이 상기 연소실에 노출되고, 상기 외주면에는 상기 몸체부의 외면을 따라 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사되는 액체상태의 연료형 추진제(fuel)와 충돌하여 가스로 연소되도록 상기 산화제형 추진제를 분사하는 복수 개의 분사공이 둘레 방향으로 형성된 제1 분사부가 구비되고, 상기 전면에는 상기 연소실과 상기 유로를 연통시키는 제2 분사부가 구비되며, 상기 제1 분사부를 통하여 상기 유로를 통해 유입되는 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 상기 제2 분사부를 통하여 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사하며, 상기 제1 분사부는 상기 몸체부에 결합되고, 상기 외주면에 상기 복수 개의 분사공이 형성되며, 상기 제2 분사부는 상기 제1 분사부에 설치되어 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 중심축 방향을 향하여 원추 형상으로 분사시킨다.
삭제
상기 분사공은 상기 제1 분사부의 외주면의 둘레를 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성되고, 상기 몸체부의 중심축 방향에 대하여 수직하게 형성될 수 있다.
상기 제1 분사부의 전면에는 상기 제2 분사부가 장착되는 장착공이 형성될 수 있다.
상기 제2 분사부의 내측에는 상기 연소실과 연통되어 상기 추진제를 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사시키는 배출로가 형성되고, 상기 제2 분사부의 외주면에는 상기 배출로와 제1 분사부의 내부 공간을 연통하여 상기 추진제가 유입되는 관통공이 형성될 수 있다.
상기 제1 분사부의 내부 공간에 수용되는 상기 제2 분사부의 일 측 단부는 타원형으로 형성될 수 있다.
상기 관통공은 상기 제2 분사부의 외주면을 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성될 수 있다.
상기 관통공은 상기 제2 분사부의 중심에 대하여 편심된 위치에 형성될 수 있다.
상기 관통공은 상기 배출로를 형성하는 상기 제2 분사부의 내주면의 접선방향에 형성될 수 있다.
상기 관통공은 상기 제2 분사부의 중심축 방향에 대하여 수직하게 형성될 수 있다.
상기 관통공은 상기 제2 분사부의 중심축 방향에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.
상기 제2 분사부의 내면에는 상기 배출로의 단면적을 상기 추진제의 분사방향을 향할수록 작아지게 하는 경사면이 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 분사 팁을 통하여 추진제를 몸체부의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 몸체부의 중심축 방향으로 분사함으로써, 분사 팁의 전방 및 분사 팁의 반경 방향에서 재순환되는 고온 고압 가스의 연료/산화제 혼합비를 최적화하여 효율적인 연소가 이루어질 수 있고, 아울러 고온 고압의 가스로부터 분사 팁을 보호하여 장치의 성능을 향상 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치가 설치된 연소실을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 추진제 분사장치의 분사 팁을 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 추진제 분사장치의 제2 분사부에 형성된 관통공을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3의 "A"부분에 대한 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 종래의 추진체 분사장치가 설치된 발사체의 엔진을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7은 종래의 추진제 분사장치로부터 분사된 추진제의 순환 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
이하에서는 본 발명에 따른 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치가 로켓엔진에 적용되는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 국한되지 않고 다양한 엔진에 적용될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치가 설치된 발사체의 엔진을 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 추진제 분사장치의 분사 팁을 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2의 III-III 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치(1)(이하 '추진제 분사장치(1)'라 함)는 로켓 등과 같은 발사체의 엔진에서 연소실(3a)을 형성하는 하우징부(3)의 내측에 설치되어 연소실(3a) 측으로 추진제(산화제, oxidizer)를 분사하는 추진제 분사장치(1)로서, 하우징부(3)에 설치되는 몸체부(10) 및 몸체부(10)의 단부에 결합되는 분사 팁(20)을 포함한다.
더 자세하게는, 본 추진제 분사장치(1)는 하우징부(3)에 설치되어 내측에 추진제가 유입되는 유로(11)를 형성하고, 일부가 연소실(3a)로 노출되는 관형의 몸체부(10), 그리고 연소실(3a)로 노출된 몸체부(10)의 단부에 결합되어 유로(11)를 통해 유입되는 추진제를 몸체부(10)의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향으로 분사하는 분사 팁(20)을 포함한다.
이때, 몸체부(10)의 외측에는 연료형 추진제(fuel)가 유입되는 또 다른 유로(3b)가 형성된다.
따라서, 몸체부(10)의 반경 방향으로 분사되는 추진제 즉, 산화제는 몸체부(10)의 외벽을 따라 연소실(3a) 측을 향하여 분사되는 연료형 추진제와 충돌하여 고온 고압의 가스로 연소된 후, 연소실(3a) 측으로 분무된다.
이하에서는 도면을 참조하여 분사 팁(20)에 대하여 더 자세히 설명한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 분사 팁(20)은 몸체부(10)에 결합되고 외주면에 추진제를 몸체부(10)의 반경 방향으로 분사시키는 분사공(211)이 형성되는 제1 분사부(21, 핀틀 인젝터), 그리고 제1 분사부(21)에 설치되어 추진제를 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향을 향하여 원추 형상으로 분사시키는 제2 분사부(23, 스월 인젝터)를 포함할 수 있다.
제1 분사부(21)는 일 측이 개구된 원형의 컵(cup) 형상으로 형성되어 외주면에는 상기한 분사공(211)이 형성되고, 개구된 일 측에는 몸체부(10)의 단부에 체결될 수 있도록 체결수단(미도시)이 형성될 수 있다.
예시적으로, 제1 분사부(21)가 결합되는 몸체부(10)의 내면 또는 외면에는 제1 분사부(21)에 형성되는 체결수단에 대응되는 또 다른 체결수단이 형성되고, 상기 체결수단은 서로 대응되는 구조를 가지는 나사 또는 후크(hook) 등으로 형성될 수 있다.
여기서, 분사공(211)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 분사부(21)의 외주면의 둘레를 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성될 수 있다.
또한, 분사공(211)은 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향에 대하여 수직하게 형성될 수 있다.
더 자세하게는, 분사공(211)은 몸체부(10)의 외벽을 따라 연소실(3a)을 향하여 분사되는 연료형 추진제(도 1 참조)와 분사공(211)을 통해 반경 방향으로 분사되는 추진제 간의 충돌되는 각도를 고려하여 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향에 대해 미리 설정된 각도로 형성될 수 있다.
즉, 분사공(211)은 각 추진제 간의 충돌을 고려하여 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향에 대하여 다양한 각도로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서의 분사공(211)은 충돌효과를 극대화 할 수 있도록 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향에 대하여 수직하게 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 제1 분사부(21)의 전면에는 후술할 제2 분사부(23)가 장착되는 장착공(213)이 형성될 수 있다.
장착공(213)은 제1 분사부(21)의 크기에 따라 제2 분사부(23)와 함께 제1 분사부(21)의 전면에 한 개 또는 복수개로 형성될 수 있다. 예시적으로, 장착공(213)은 제1 분사부(21)의 전면 중앙에 한 개로 형성되거나, 도 2와 같이 제1 분사부(21)의 전면 중앙, 그리고 중앙을 기준으로 원주 방향을 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성될 수 있다.
또한, 장착공(213)은 제2 분사부(23)의 외면에 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 예시적으로, 장착공(213) 및 장착공(213)에 결합되는 제2 분사부(23)의 외주면에는 체결수단(미도시)이 형성될 수 있다.
다음으로, 제2 분사부(23)에 대하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 제2 분사부(23)는 일 측이 폐쇄된 원통형상으로 형성되어, 폐쇄된 일 측은 제1 분사부(21)의 내부 공간(21a)에 수용되고, 개방된 타 측은 제1 분사부(21)에 형성된 장착공(213)에 체결된다.
이때, 제1 분사부(21)의 내부 공간(21a)에 수용되는 제2 분사부(23)의 폐쇄된 일 측의 단부는 타원형으로 형성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 추진제가 유입되는 방향과 마주하도록 배치되는 제2 분사부(23)의 일 측 단부(235)는 타원형으로 형성되어, 유입되는 추진제의 흐름을 차단하지 않고, 추진제의 흐름을 자연스럽게 분산시켜, 제2 분사부(23) 측으로 유도하여 제1 분사부(21)의 내부 공간(21a)에서 추진제의 와류가 발생되는 것을 예방할 수 있다. 예시적으로, 상기한 타원형은 원형을 포함 할 수 있다.
또한, 제2 분사부(23)의 내측에는 연소실(3a)과 연통되어 추진제를 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향으로 분사시키는 배출로(231)가 형성되고, 제2 분사부(23)의 외주면에는 배출로(231)와 제1 분사부(21)의 내부 공간(21a)을 연통하여 추진제가 유입되는 관통공(233)이 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 추진제 분사장치의 제2 분사부(23)에 형성된 관통공(233)을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 5는 도 3의 "A"부분에 대한 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 관통공(233)은 제2 분사부(23)의 중심에 대하여 편심된 위치에 형성될 수 있다.
더 자세하게는, 관통공(233)이 제2 분사부(23)의 중심에 대하여 편심된 위치에 형성됨에 따라, 배출로(231) 내에서는 관통공(233)을 통해 유입된 추진제의 스월(swirl)이 발생 될 수 있다. 즉, 관통공(233)을 통하여 배출로(231)로 유입된 추진제는 제2 분사부(23)의 내면을 따라 회전하며 제2 분사부(23)의 중심축(CL2) 방향으로 이동하여 배출로(231) 내에서 스월을 발생시키고, 이에 따라 추진제는 연소실(3a) 내에 원추 형상으로 분사될 수 있다.
여기서, 관통공(233)은 스월의 발생을 극대화 할 수 있도록 제2 분사부(23)의 외주면을 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성되고, 배출로(231)를 형성하는 제2 분사부(23)의 내주면의 접선방향에 형성될 수 있다.
또한, 관통공(233)은 기본적으로 도 3에 도시된 바와 같이 제2 분사부(23)의 중심축(CL2) 방향에 대하여 수직하게 형성될 수 있으나, 이와는 달리 도 5에 도시된 바와 같이 제2 분사부(23)의 중심축(CL2) 방향에 대하여 경사지게 형성될 수 있다.
즉, 관통공(233)은 도 5와 같이 제2 분사부(23)의 중심축(CL2)에 대하여 추진제가 유입되는 방향 측으로 경사지게 형성될 수 있다.
따라서, 추진제는 제2 분사부(23)의 중심축(CL2)에 대하여 수직하게 형성되는 관통공(233)에 비해 더 신속히 배출로(231) 측으로 유입될 수 있다.
한편, 제2 분사부(23)의 내면에는 배출로(231)의 단면적을 추진제의 분사방향을 향할수록 작아지게 하는 경사면(237)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 추진제의 압력이 속도로 전환되어 추진제의 분사속도를 향상시킬 수 있다.
이처럼 본 발명에 의하면, 분사 팁(20)을 통하여 추진제를 몸체부(10)의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 몸체부(10)의 중심축(CL1) 방향으로 분사함으로써, 분사 팁(20)의 전방 및 분사 팁(20)의 반경 방향에서 재순환되는 고온 고압 가스의 연료/산화제 혼합비를 최적화하여 효율적인 연소가 이루어질 수 있고, 아울러 고온 고압의 가스로부터 분사 팁(20)을 보호하여 장치의 성능을 향상 시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
1. 추진제 분사장치
10. 몸체부
11. 유로
20. 분사 팁
21. 제1 분사부
21a. 제1 분사부의 내부 공간
211. 분사공
213. 장착공
23. 제2 분사부
231. 배출로
233. 관통공
235. 제2 분사부의 일 측 단부
237. 경사면
CL1. 몸체부의 중심축
CL2. 제2 분사부의 중심축
3. 하우징부
3a. 연소실
3b. 유로

Claims (12)

  1. 분사 팁이 배치된 분사장치의 전방 및 반경방향 측에서 가스가 재순환되는 영역이 발생함으로써 분사 팁이 손상되고 효율적인 연소가 이루어지지 않는 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여,
    연소실을 형성하는 하우징부의 내측에 설치되어 액체상태의 산화제형 추진제(oxidizer)를 미립화하여 상기 연소실 측으로 분사하는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치로서,
    상기 하우징부에 설치되어 내측에 상기 산화제형 추진제가 유입되는 유로를 형성하는 관형의 몸체부, 그리고
    상기 몸체부의 단부에 결합되는 분사 팁
    을 포함하며,
    상기 분사 팁은
    전면 및 외주면이 상기 연소실에 노출되고,
    상기 외주면에는 상기 몸체부의 외면을 따라 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사되는 액체상태의 연료형 추진제(fuel)와 충돌하여 가스로 연소되도록 상기 산화제형 추진제를 분사하는 복수 개의 분사공이 둘레 방향으로 형성된 제1 분사부가 구비되고,
    상기 전면에는 상기 연소실과 상기 유로를 연통시키는 제2 분사부가 구비되며,
    상기 제1 분사부를 통하여 상기 유로를 통해 유입되는 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 반경 방향으로 분사함과 동시에, 상기 제2 분사부를 통하여 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사하며,
    상기 제1 분사부는 상기 몸체부에 결합되고, 상기 외주면에 상기 복수 개의 분사공이 형성되며,
    상기 제2 분사부는 상기 제1 분사부에 설치되어 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 중심축 방향을 향하여 원추 형상으로 분사시키는
    핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 분사공은
    상기 제1 분사부의 외주면의 둘레를 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성되고,
    상기 몸체부의 중심축 방향에 대하여 수직하게 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  4. 제1항에서,
    상기 제1 분사부의 전면에는
    상기 제2 분사부가 장착되는 장착공이 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  5. 제1항에서,
    상기 제2 분사부의 내측에는 상기 연소실과 연통되어 상기 산화제형 추진제를 상기 몸체부의 중심축 방향으로 분사시키는 배출로가 형성되고,
    상기 제2 분사부의 외주면에는 상기 배출로와 상기 제1 분사부의 내부 공간을 연통하여 상기 산화제형 추진제가 유입되는 관통공이 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  6. 제5항에서,
    상기 제1 분사부의 내부 공간에 수용되는 상기 제2 분사부의 일 측 단부는 타원형으로 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  7. 제5항에서,
    상기 관통공은
    상기 제2 분사부의 외주면을 따라 등간격으로 이격되어 복수개로 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  8. 제5항에서,
    상기 관통공은
    상기 제2 분사부의 중심에 대하여 편심된 위치에 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  9. 제8항에서,
    상기 관통공은
    상기 배출로를 형성하는 상기 제2 분사부의 내주면의 접선방향에 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  10. 제5항에서,
    상기 관통공은
    상기 제2 분사부의 중심축 방향에 대하여 수직하게 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  11. 제5항에서,
    상기 관통공은
    상기 제2 분사부의 중심축 방향에 대하여 경사지게 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
  12. 제5항에서,
    상기 제2 분사부의 내면에는 상기 배출로의 단면적을 상기 산화제형 추진제의 분사방향을 향할수록 작아지게 하는 경사면이 형성되는 핀틀-스월 혼합형 추진제 분사장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101958278B1 (ko) * 2017-11-21 2019-03-14 한국항공우주연구원 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기
WO2020050689A1 (ko) * 2018-09-06 2020-03-12 페리지항공우주 주식회사 액체 추진제 로켓 엔진의 추진장치
KR102182639B1 (ko) * 2019-10-29 2020-11-24 한국항공대학교산학협력단 분사헤드, 이를 포함하는 액체 로켓 연소기 및 이에 이용되는 동축전단분사기

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190056109A1 (en) * 2017-08-21 2019-02-21 General Electric Company Main fuel nozzle for combustion dynamics attenuation
CN112610360B (zh) * 2020-12-02 2022-04-01 中国人民解放军国防科技大学 液体火箭发动机及其针栓喷注器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200198903Y1 (ko) * 1996-11-12 2000-10-02 이구택 턴디쉬 예열용 가스버너
KR20120112798A (ko) * 2010-01-18 2012-10-11 터보메카 분사장치 및 이를 구비한 터보머신용 연소실
JP5230795B2 (ja) * 2008-04-01 2013-07-10 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 液体燃料を噴霧するための渦巻噴霧ノズル、渦巻噴霧ノズルの製造方法、及び渦巻噴霧ノズルを備えたバーナ用ノズル組立体
US8596039B2 (en) 2008-07-11 2013-12-03 Snecma Device for injecting a mono-propellant with a large amount of flow rate modulation

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2539778A (en) * 1947-05-03 1951-01-30 Gilbert & Barker Mfg Co Rotary, internal-mixing, air-atomizing nozzle for oil burners
DE857924C (de) * 1949-06-03 1952-12-04 Emil Dr-Ing Kirschbaum Zerstaeubungsduese
US3512719A (en) * 1968-04-05 1970-05-19 Morton E Phelps Siphon nozzle
US3638865A (en) * 1970-08-31 1972-02-01 Gen Electric Fuel spray nozzle
US3717306A (en) * 1971-03-10 1973-02-20 Hushon R Nozzle for spraying foaming materials
US3804333A (en) * 1972-10-16 1974-04-16 Gulf Research Development Co Liquid waste burner
CH595555A5 (ko) * 1975-12-12 1978-02-15 Bbc Brown Boveri & Cie
US6898937B2 (en) * 2002-07-15 2005-05-31 Power Systems Mfg., Llc Gas only fin mixer secondary fuel nozzle
US8539773B2 (en) * 2009-02-04 2013-09-24 General Electric Company Premixed direct injection nozzle for highly reactive fuels

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200198903Y1 (ko) * 1996-11-12 2000-10-02 이구택 턴디쉬 예열용 가스버너
JP5230795B2 (ja) * 2008-04-01 2013-07-10 シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト 液体燃料を噴霧するための渦巻噴霧ノズル、渦巻噴霧ノズルの製造方法、及び渦巻噴霧ノズルを備えたバーナ用ノズル組立体
US8596039B2 (en) 2008-07-11 2013-12-03 Snecma Device for injecting a mono-propellant with a large amount of flow rate modulation
KR20120112798A (ko) * 2010-01-18 2012-10-11 터보메카 분사장치 및 이를 구비한 터보머신용 연소실

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101958278B1 (ko) * 2017-11-21 2019-03-14 한국항공우주연구원 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기
WO2020050689A1 (ko) * 2018-09-06 2020-03-12 페리지항공우주 주식회사 액체 추진제 로켓 엔진의 추진장치
KR20200028324A (ko) * 2018-09-06 2020-03-16 페리지항공우주 주식회사 액체 추진제 로켓 엔진의 추진장치
KR102300963B1 (ko) 2018-09-06 2021-09-10 페리지에어로스페이스 주식회사 액체 추진제 로켓 엔진의 추진장치
US11486336B2 (en) 2018-09-06 2022-11-01 Perigee Aerospace Inc. Propulsion device for liquid propellant rocket engine
KR102182639B1 (ko) * 2019-10-29 2020-11-24 한국항공대학교산학협력단 분사헤드, 이를 포함하는 액체 로켓 연소기 및 이에 이용되는 동축전단분사기

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