KR101737801B1 - 격벽 착화기 - Google Patents

Abstract

본원발명은 격벽을 사이에 두고 양측에 각각 공간부가 형성되는 몸체; 일측 공간부 내에 구비되고, 외부 자극에 의해 기폭되는 도너부; 및 타측 공간부 내에 구비되고, 상기 도너부의 기폭으로 인한 충격파를 상기 격벽을 통해 전달받아 기폭되는 억셉터부를 포함하고, 상기 격벽의 양면 중 상기 타측 공간부를 향하는 면은 오목한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 격벽 착화기를 제공한다.
본원발명에 의하면, 격벽의 양면 중 억셉터부를 향하는 면을 오목한 곡면으로 형성시켜 보강함으로써 충격파의 전달 손실 없이 상기 억셉터부를 기폭시킬 수 있으면서도, 상기 도너부가 기폭됨으로써 발생하는 열과 충격에 의한 변형력을 분산시켜 상기 격벽의 손상을 최소화할 수 있기 때문에 구조적으로 안전하고 추진 기관의 기밀을 보장할 수 있는 격벽 착화기를 제공할 수 있다.

Description

격벽 착화기{THROUGH BULKHEAD INITIATOR}

본원발명은 안전성을 강화시킨 격벽 착화기에 관한 것이다.

종래의 착화기는 구조적 특성상 높은 압력에서 기밀이 유지되기 힘들고, 높은 온도나 충격에 약하다는 단점을 가지고 있었다.

또한, 종래의 착화기 중에서 전기 전원에 의하여 작동되는 방식을 택한 착화기의 경우, 정전기나 전자파 등에 의한 우발적인 점화 가능성을 배제할 수 없어서 위험을 초래할 수 있다는 문제점을 가지고 있었다.

종래의 착화기들의 위와 같은 문제점들을 해결하기 위하여, 격벽 착화기(TBI; Through Bulkhead Initiator)가 제안되었다.

종래의 격벽 착화기(TBI)는 억셉터 화약이 기폭된 후에도 격벽이 손상되지 않도록 설계되었다. 또한, 종래의 격벽 착화기(TBI)는 충격에 의해서도 화약이 착화 또는 폭발되는 특성을 이용하여 금속 격벽으로 상호 분리되어 있는 화약을 착화시킬 수 있도록 구성되어 있다.

더 구체적으로, 종래의 격벽 착화기(TBI)는 충격에 의해서도 화약이 착화 또는 폭발하는 특성을 이용하여 금속 격벽으로 상호 분리되어 있는 억셉터 화약을 착화시킨다. 즉, 종래의 격벽 착화기(TBI)는 도너 화약이 기폭될 때 발생하는 충격파를 이용하여 상기 도너 화약으로부터 격벽을 통해 분리되어 있는 억셉터 화약을 기폭시키는 구조이다.

종래의 격벽 착화기(TBI)는 주로 고온, 고압의 연소 가스가 장시간 동안 유지되는 중대형 고체 추진 기관의 착화기로 주로 사용되어 오고 있다.

상기 격벽 착화기(TBI)는 열이나 충격 등에 강한 격벽을 구비하고 있기 때문에 다른 어떤 종류의 착화기와 비교하여도 우수한 기밀 특성을 가지고 있다. 상기 격벽 착화기(TBI)의 도너 화약은 외부 자극에 의하여 기폭되기 때문에, 유리 또는 금속 밀봉 등과 같은 복잡하고 어려운 공정이 요구되지 않으며, 전기 에너지원에 민감한 부품을 포함하고 있지 않기 때문에, 고주파 등으로부터 안전하다는 장점 역시 가지고 있다.

종래의 격벽 착화기(TBI)의 억셉터 화약으로는 알디엑스(RDX; Research Department Explosive)나 펜타에리트리톨 테트라니트레이트(PETN; Pentaerythritol tetranitrate) 등이 사용되었다.

그러나, 로켓이나 미사일 추진 기관의 점화 장치 설계 안전 규정(MIL-STD-1901A)에서는 위와 같은 민감한 화약들을 배제시키고 있어, 좀 더 둔감한 화약으로 대체할 필요성이 있다.

종래의 격벽 착화기(TBI)들 중에서는 도너 화약을 별도로 사용하지 않고 곧바로 전기식 기폭관(Electronic Detonator)을 적용한 것들도 있었다.

그러나, 상기 전기식 기폭관은 내장된 발열선에 수 암페어(Ampere)의 전류가 인가되면, 인접한 화약이 발열 반응하여 폭발하는 특징을 가지고 있으므로, 고주파, 표류 전압, 정전기, 번개, 낙뢰 등의 전자기 신호에 민감하여 우발 점화될 가능성을 배제할 수 없었다.

또한, 종래의 격벽 착화기(TBI)는 점화 에너지를 발생시키기 위하여 BKNO₃와 같은 점화제를 억셉터 화약의 위에 곧바로 충전하여 사용하기도 하였다. 즉, 전기식 기폭관(도너 화약) - 억셉터 화약 - 점화제의 순서대로 기폭 또는 연소되도록 설계한 것이다.

그러나, 위와 같이 설계할 경우, 그 구조는 간단하지만 충격 등에 의해 점화제가 이탈하거나 이격될 수 있다는 문제점을 가지고 있었다. 특히, 상기 점화제가 오랜 시간 공기에 노출되는 경우, 상기 점화제가 공기 중의 수분과 반응하여 점화 성능이 저하될 수 있다는 문제점 역시 가지고 있다.

본원발명의 일 목적은 충격파가 전달 손실이 없이 격벽을 통하여 전달됨으로써 억셉터부를 기폭시킬 수 있고, 상기 도너부가 기폭된 후에도 격벽이 구조적으로 안전하기 때문에 추진 기관의 기밀을 보장할 수 있는 격벽 착화기를 제공하는 것이다.

또한, 본원발명의 다른 일 목적은 외부로부터의 전기적 입력 신호 및 전자파 간섭 등에 대한 안전성을 높인 격벽 착화기를 제공하는 것이다.

또한, 본원발명의 또 다른 일 목적은 억셉터부에 둔감 화약을 적용시킴으로써 화학적 안전성을 개선한 격벽 착화기를 제공하는 것이다.

또한, 본원발명의 또 다른 일 목적은 격벽 착화기를 구성하고 있는 화약들의 열화 신뢰성을 향상시키는 등 안전성을 강화한 격벽 착화기를 제공하는 것이다.

이와 같은 본원발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본원발명의 일 실시예에 따르면, 격벽을 사이에 두고 양측에 각각 공간부가 형성되는 몸체; 일측 공간부 내에 구비되고, 외부 자극에 의해 기폭되는 도너부; 및 타측 공간부 내에 구비되고, 상기 도너부의 기폭으로 인한 충격파를 상기 격벽을 통해 전달받아 기폭되는 억셉터부를 포함하고, 상기 격벽의 양면 중 상기 타측 공간부를 향하는 면은 오목한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 도너부는, 500 V 이상의 전압에 의해 기폭 가능한 고전압용 기폭관(LEEFI; Low Energy Exploding Foil Initiator)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기는, 중앙부에 상기 도너부가 삽입되는 삽입공이 구비되고, 외측면에 나선부가 형성되고, 상기 일측 공간부 내에 착탈 가능하게 형성되는 어댑터를 더 포함하고, 상기 일측 공간부는, 상기 나선부와 결합되도록 내측면에 나선이 형성되는 것을 특징으로 한 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 억셉터부는, CH-6로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기는, 상기 타측 공간부 내에 구비되고, 상기 억셉터부의 기폭력에 의해 착화되는 점화부를 더 포함하고, 상기 몸체는, 상기 일측 공간부 내에 장착되어 상기 도너부를 고정시키는 일측 고정 너트; 상기 타측 공간부 내에 장착되어 상기 점화부를 고정시키는 타측 고정 너트; 및 양면 중 적어도 일면에는 노치(notch)가 형성되고, 상기 몸체에 장착되어 상기 타측 공간부를 기밀시키는 타측 덮개를 구비하는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 점화부는, BKNO₃로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기는, 상기 억셉터부 및 점화부의 사이에 삽입되고, 상기 억셉터부 및 점화부의 상호 화학 반응을 차단하는 격리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기는, 상기 타측 공간부 내에 삽입 가능한 점화부 케이스를 더 포함하고, 상기 점화부 케이스는, 내부에 상기 점화부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 점화부 케이스는, 일측에 형성된 개구부 내로 상기 점화부가 채워지도록 형성된 컵부; 및 상기 개구부를 밀폐시키는 폐쇄부를 포함하고, 상기 점화부 케이스의 외부면들 중 일부에는 노치가 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 점화부 케이스는, 구리 또는 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기가 제공될 수 있다.

상기와 같은 구성의 본원발명에 의하면, 격벽의 양면 중 억셉터부를 향하는 면을 오목한 곡면으로 형성시켜 보강함으로써 충격파의 전달 손실 없이 상기 억셉터부를 기폭시킬 수 있고, 상기 도너부가 기폭되면서 발생하는 열과 충격에 의한 변형력을 분산시켜 상기 격벽의 손상을 최소화할 수 있기 때문에 구조적으로 안전하고 추진 기관의 기밀을 보장할 수 있는 격벽 착화기를 제공할 수 있다.

또한, 본원발명에 의하면, 일반적인 도너 화약 또는 전기식 기폭관 대신에 고전압용 기폭관(LEEFI; Low Energy Exploding Foil Initiator)을 사용함으로써 외부로부터의 전기적 입력 신호 및 전자파 간섭 등에 대한 안전성을 높일 수 있는 격벽 착화기를 제공할 수 있다.

또한, 본원발명에 의하면, 억셉터부에 적용되는 화약을 추진 기관 점화 장치 안전 규정에 따른 둔감 화약 중에서 선택하여 적용시킴으로써 화학적 안전성을 개선시킨 격벽 착화기를 제공할 수 있다.

또한, 본원발명에 의하면, 점화부를 점화부 케이스 내에 밀봉시킴으로써 상기 점화부의 열화 신뢰성을 향상시켜 안전성을 강화한 격벽 착화기를 제공할 수 있다.

도 1은 본원발명의 일 실시예에 따른 격벽 착화기의 단면도이다.
도 2는 일측 공간부 내에 착탈 가능한 어댑터를 포함하는 본원발명의 변형례에 따른 격벽 착화기의 단면도이다.
도 3a는 본원발명의 일 실시예에 따른 점화부 케이스의 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시한 점화부 케이스를 구성하고 있는 폐쇄부의 정면도이다.
도 4a는 본원발명의 일 실시예에 따른 일측 고정 너트의 정면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시한 일측 고정 너트의 단면도이다.
도 5a는 본원발명의 일 실시예에 따른 타측 고정 너트의 정면도이다.
도 5b는 도 5a에 도시한 본원발명의 일 실시예에 따른 타측 고정 너트의 단면도이다.
도 6a는 본원발명의 일 실시예에 따른 고전압용 기폭관의 정면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시한 본원발명의 일 실시예에 따른 고전압용 기폭관의 단면도이다.
도 7a는 본원발명의 변형례에 따른 어댑터의 정면도이다.
도 7b는 도 7a에 도시한 본원발명의 변형례에 따른 어댑터의 단면도이다.
도 8은 본원발명의 일 실시예에 따른 타측 덮개의 정면도이다.

이하, 본원발명의 격벽 착화기(100)에 대하여 본원 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부" 및 "층"은 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아님에 유의하여야 한다.

본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음의 설명으로 갈음한다.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

본 명세서 및 특허청구범위에서 사용되는 용어나 단어는 통상적이거나 사전적 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되고, 본원발명의 기술적 사항에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

이하, 본원발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예에는 본원발명을 예시하는 것일 뿐 본원발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

본원발명은 안전성을 강화하기 위한 격벽 착화기(100)의 구조 개선에 관한 것이다.

더욱 상세하게는, 본원발명의 일 실시예에 따른 격벽 착화기(100)에 따르면, 첫째로, 격벽(101)의 양면 중 억셉터부(150)를 향하는 면의 구조를 보강함으로써 충격파의 전달 손실 없이 상기 억셉터부(150)를 기폭시킬 수 있고, 상기 도너부(130)가 기폭된 후에도 상기 격벽(101)이 파손되지 않음으로써 추진 기관의 기밀을 보장할 수 있게 된다.

둘째로,　도너부(130)에 일반적인 전기식 기폭관을 적용하는 대신, 고전압용 기폭관(LEEFI; Low Energy Exploding Foil Initiator)을 적용함으로써 외부로부터의 전기적 입력 신호 및 전자파 간섭 등으로 인한 우발 착화의 가능성을 낮춤으로써 상기 격벽 착화기(100)의 안전성을 높일 수 있다.

셋째로, 억셉터부(150)에 적용되는 화약을 추진 기관 점화 장치 안전 규정에 따른 둔감 화약들 중에서 선택하여 적용함으로써 상기 격벽 착화기(100)의 화학적 안전성을 개선할 수 있다.

넷째로, 점화부(170)를 점화부 케이스(171) 내에 밀봉시킴으로써 화약의 열화 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본원발명의 일 실시예에 따른 격벽 착화기(100)의 단면도이다.

상기 격벽 착화기(100)는 몸체(110), 도너부(130), 억셉터부(150) 및 점화부(170)를 포함할 수 있다.

상기 몸체(110)는 격벽(101)을 사이에 두고 양측에 각각 공간부(111, 112)가 형성되는 형상으로 이루어질 수 있다.

상기 각각의 공간부(111, 112)들 중 일측 공간부(111) 내에는 외부로부터의 자극에 의해 기폭될 수 있는 도너부(130)가 구비될 수 있다.

상기 외부로부터의 자극은 전기 자극, 온도 자극 및 압력 자극 기타 다양한 자극들일 수 있다.

또한, 상기 각각의 공간부(111, 112)들 중 타측 공간부(112) 내에는, 상기 일측 공간부(111) 내에 구비되는 도너부(130)가 기폭됨으로써 발생한 충격파를 상기 격벽(101)을 통하여 전달받음으로써 기폭될 수 있는 억셉터부(150)가 구비될 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 상기 도너부(130) 및 억셉터부(150)는 기폭 가능한 화약을 포함하여 구성된다.

상기 격벽(101)의 양면 중 상기 타측 공간부(112)를 향하는 면은 오목한 곡면으로 이루어질 수 있다.

위와 같은 구조를 통해, 상기 일측 공간부(111) 내에 구비되는 상기 도너부(130)가 기폭되는 동안 발생하는 열과 충격에 의한 변형력을 분산시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 억셉터부(150)가 기폭될 때에 발생하는 열과 충격에 의한 변형력 역시 분산시킬 수 있게 된다.

즉, 본원발명에 의하면, 상기 열과 충격들로부터 상기 격벽(101)이 손상되는 것을 최소화시킬 수 있기 때문에 구조적으로 안전할 수 있으며, 최종적으로는 추진 기관의 기밀을 보장할 수 있다.

만약 상기 격벽(101)에 관통 구멍이 생기면 상기 격벽 착화기(100)는 기밀 유지 기능을 제대로 수행하지 못하게 된다. 즉, 상기 격벽 착화기(100)는 일반적으로 로켓의 연소관과 같은 압력 용기에 장착되는데, 착화 기능을 수행한 후 로켓이 연소되는 동안 로켓의 연소실의 압력에 노출되게 된다. 이 때, 상기 격벽(101)의 관통 구멍을 통하여 연소 가스가 누출되면 안된다. 따라서, 상기 격벽 착화기(100)가 착화 기능을 수행한 후에도 상기 격벽(101)은 관통되지 않고 종래의 형상을 유지할 수 있어야 한다.

종래의 격벽 착화기에서는 억셉터 화약이 단순히 원통을 눕혀 놓은 형상의 격벽에 충전되어 있었다. 이와 같은 종래의 격벽의 구조는 기폭관(본원발명의 일측 공간부에 대응)에서 발생하는 충격파를 억셉터 화약 쪽(본원발명의 타측 공간부에 대응)으로 잘 전달시킬 수는 있으나, 구조적으로 취약하여 상기 기폭관이 기폭 될 때에 발생하는 폭압에 의해 상기 격벽이 변형되거나 상기 격벽에 크랙(crack)이 발생할 수 있다는 등의 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 본원발명은 이러한 종래의 격벽 착화기의 문제점을 해소하기 위하여, 상기 격벽의 구조를 보완하였다. 즉, 상기 격벽(101)의 양면 중 일측 공간부(111)를 향하는 면은 원통 형상을 그대로 유지하나, 상기 타측 공간부(112)를 향하는 면은 반구형(돔형)으로 설계하였다.

즉, 종래에는 격벽의 양쪽 면이 모두 평면이었으나 본원발명에서는 한쪽 면을 반구형으로 바꾼 것이다.

이와 같이 형상을 보완함으로 본원발명은 기폭관(일측 공간부에 대응)의 폭압에 의한 상기 격벽(101)의 변형을 줄일 수 있다.

상기 격벽 착화기(100)는 착화기로서의 역할, 즉 추진 기관을 착화시킨 후에 추진 기관의 연소에 의한 압력을 견뎌야 한다. 즉, 억셉터부(150)를 향하는 면으로 추진 기관의 연소 압력이 걸리게 된다. 본원발명과 같이 상기 격벽(101)의 한쪽 면을 반구형으로 할 경우, 전체의 두께가 동일한 격벽과 비교하여 보다 높은 내압성을 갖게 되어 추진 기관의 기밀성을 향상시킬 수 있다.

본원발명의 다른 일 실시예에 따르면, 상기 도너부(130)에는 500 V 이상의 전압에 의해 기폭 가능한 고전압용 기폭관(LEEFI; Low Energy Exploding Foil Initiator)이 적용될 수 있다.

종래의 격벽 착화기에 사용된 전기식 기폭관은 내장된 발열선에 5V 내외의 전압을 인가하면 수 밀리 초 이내에 동작하였다. 또한, 화약은 LA(Lead Azide)나 RDX와 같이 다소 민감한 화약을 사용하였다.

그러나 본원발명은 종래의 격벽 착화기와 비교할 때 상기 기폭관의 안전성을 향상시키기 위하여 1200 V 정도의 고전압이 인가될 때만 동작하는 고전압용 기폭관(LEEFI)을 적용하였다. 또한, 상기 고전압용 기폭관(130)에 이용되는 화약은 추진 기관 점화기 안전 규정[MIL-STD-1901A]에 부합하는 둔감 화약들 중에서 HNS-IV를 사용할 수 있다.

본원발명의 고전압용 기폭관(130)은 전압이 인가되면 수 마이크로 초 이내에 내장된 구리 박막이 플라즈마화되고, 구리 박막을 덮고 있던 폴리이미드가 비산하여 화약을 기폭시키는 원리로 동작한다. 여기서, 인가된 전압이 높을수록 플라즈마 에너지는 증가하고, 폴리이미드 비산편은 더 높은 속도를 갖게 된다.

상기 고전압용 기폭관(130)에 사용된 둔감 화약은 일정 수준 이상의 충격에서만 반응하도록 되어 있어, 인가된 전압에 비례하여 속도가 증가하는 비산편이 일정 속도 이상이 될 때에만 동작하게 된다.

더 구체적으로, 종래의 전기식 기폭관의 No-Fire 조건은 1 V이지만, 본원발명에 적용된 고전압용 기폭관의 No-Fire 조건은 500 V로, 종래의 전기식 기폭관에 비하여 월등하게 안전성이 향상될 수 있다.

여기서, 상기 No-Fire 조건이란, 해당 전압 이하에서는 기폭되지 않을 확률이 99.9 %에 이르는 최대 전압을 말한다.

도 6a는 본원발명의 일 실시예에 따른 고전압용 기폭관(130)의 정면도이다.

도 6b는 도 6a에 도시한 본원발명의 일 실시예에 따른 고전압용 기폭관(130)의 단면도이다.

상기 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본원발명의 일 실시예에 따른 상기 고전압용 기폭관(130)은 내부에 고전압용 기폭제(131)를 구비하고, 상기 고전압용 기폭제(131)를 컵 모양으로 감싸도록 형성되는 하우징(132)을 구비하며, 상기 하우징(132)을 기밀시키는 브릿지(133)를 구비하고, 일측은 상기 브릿지(133)에 연결되고 타측은 외부로 연결되어 외부로부터 상기 고전압용 기폭제(131)를 기폭시킬 수 있는 자극을 유입시키는 기능을 수행하는 플러그(134)를 구비하도록 형성될 수 있다.

도 2는 상기 일측 공간부(211) 내에 착탈 가능한 어댑터(220)를 포함하는 본원발명의 변형례에 따른 격벽 착화기(200)의 단면도이다.

도 7a는 본원발명의 변형례에 따른 어댑터(220)의 정면도이다.

도 7b는 도 7a에 도시한 본원발명의 변형례에 따른 어댑터(220)의 단면도이다.

도 2에 도시된 본원발명의 변형례에 따르면, 상기 격벽 착화기(200)는, 중앙부에 상기 도너부(230)가 삽입되는 삽입공(221)이 구비되고, 외측면에 나선부(222)가 형성되고, 상기 일측 공간부(211) 내에 착탈 가능하게 형성되는 어댑터(220)를 더 포함하도록 이루어질 수 있다.

또한, 상기 일측 공간부(211)는, 상기 나선부(222)와 결합되도록 내측면에 나선이 형성될 수 있다.

위와 같은 본원발명의 변형례에 따르면, 상기 일측 공간부(211) 내에 어댑터(220)가 나선 결합 방식으로 끼워짐으로써 제조상 편의성을 확보할 수 있으며, 상기 일측 공간부(211)와 어댑터(220)의 사이의 기밀한 결합을 확보할 수 있게 된다.

본원발명의 변형례에 따르면, 상기 어댑터(220)는 나선 결합 방식으로 고정될 수 있으므로 상기 어댑터(220)를 상기 일측 공간부(211) 내에 고정시켜 주는 수단을 추가로 구비할 필요가 없다.

본원발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 억셉터부(150)에 CH-6로 이루어진 화약이 적용될 수 있다.

종래의 격벽 착화기는 도너 화약과 억셉터 화약을 주로 RDX나 PETN 중에서 선택하여 사용하였다. 그러나, 상기 RDX 및 PETN 등의 화약은 다소 불안정한 화약에 해당하기 때문에 종래의 격벽 착화기의 안정성을 담보하기 어렵다는 문제점을 내포하고 있었다.

따라서, 본원발명의 위 실시예에서는, 상기 억셉터부(150)에 적용되는 화약으로서 추진 기관 점화 장치 안전규정[MIL-STD-1901A]부합하는 CH-6를 적용하게 되었다.

상기 CH-6는 97.5%의 RDX를 포함하면서 2.5%의 타성분을 포함함으로써 기존의 RDX를 둔감화시킨 고폭 화약이다. 상기 CH-6는 0.5% 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene), 0.5% 그라파이트(Graphite), 1.5% 스테아르산 칼슘(Calcium-stearate)을 포함하여 이루어질 수 있다.

위 실시예는 상기 억셉터부(150)에 둔감 화약인 CH-6를 적용함으로써 상기 격벽 착화기(100)의 안전성을 향상시켰다. 더 구체적으로, 상기 격벽 착화기(100)를 취급하던 중 격벽착화기(100)를 바닥에 떨어뜨리거나 격벽 착화기(100)가 장착된 유도탄에 비정상적인 충격이 가해질 경우를 예로 들면, CH-6를 적용한 본원발명의 실시예에 따른 격벽 착화기(100)가 종래의 격벽 착화기와 비교할 때, 우발적으로 기폭될 가능성이 훨씬 적다.

로켓에 관한 안전 규격인 MIL-STD-1901A에서도 RDX나 PETN의 사용은 제한하고 있지만, CH-6는 안전 화약으로 분류하고 있는 것을 보아도 본원발명의 우수함을 확인할 수 있을 것이다.

본원발명의 또 따른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기(100)는, 상기 타측 공간부(112) 내에 구비되고, 상기 억셉터부(150)의 기폭에 의해 착화되는 점화부(170)를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 몸체(110)는 일측 고정 너트(111a), 타측 고정 너트(112a) 및 타측 덮개(112b)를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 일측 고정 너트(111a)는 상기 일측 공간부(111) 내에 장착되어 상기 도너부(130)를 고정시키는 기능을 수행할 수 있고, 상기 타측 고정 너트(112a)는 상기 타측 공간부(112) 내에 장착되어 상기 점화부(170)를 고정시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 일측 고정 너트(111a) 및 타측 고정 너트(112a)는 중공부를 구비하도록 형성될 수 있다. 상기 플러그(134)가 상기 일측 고정 너트(111a)의 중공부를 관통하여 구비될 수 있다.

상기 타측 덮개(112b)의 양면 중 적어도 일면에는 노치(notch)가 형성될 수 있다. 또한, 상기 타측 덮개(112b)는 상기 몸체(110)에 장착되어 상기 타측 공간부(112)를 기밀시키는 기능을 수행할 수 있다.

상기 점화부(170)는 주로 BKNO₃라는 화약으로 이루어지는 경우가 많다. 그런데, 상기 BKNO₃는 공기에 오랜 시간 노출될 경우 화약 알갱이의 표면이 산화된다. 위와 같이 상기 화약 알갱이의 표면이 산화되게 되면, 연소가 잘 되지 않아 결국에는 상기 점화부(170)의 성능 저하로 이어지게 된다. 따라서, 상기 타측 덮개(112b)는 상기 타측 공간부(112)를 기밀시킴으로써 내부에 구비되는 상기 점화부(170)를 이루고 있는 화약 성분이 산화되지 않도록 함으로써 점화 성능이 유지되도록 도와준다.

도 8에는 본원발명의 일 실시예에 따른 타측 덮개(112b)의 정면도가 도시되어 있다.

도 8을 참조하면, 상기 타측 덮개(112b)의 양면 중 적어도 일면에 노치(notch)가 형성되어 있는 것을 확인할 수 있다.

상기 노치는 다양한 형상으로 이루어질 수 있으나, 도 8에 도시되어 있는 노치는 에스터리스크(별표) 형상이다. 상기 노치는 상기 점화부(170)가 파열될 경우 함께 용이하게 파열될 수 있는 형상으로 설계된다.

만약 상기 타측 덮개(112b)의 양면 중 적어도 일면에 상기 노치가 형성되어 있지 않다면, 상기 타측 덮개(112b)는 더 높은 파열 압력을 가져야만 할 것이고, 상기 점화부(170)의 화약의 파열압이 부족한 경우에는 함께 파열되지 않는 경우도 발생할 수 있다.

상기 노치는 위와 같은 문제점을 해결하고자 고안된 구성인 것이다. 즉, 상기 노치는 상기 점화부(170)의 화약이 기폭되면 함께 파열되어 상기 점화부(170)의 연소로 인해 발생하는 고온, 고압의 가스가 잘 분출될 수 있도록 하는 기능을 수행한다.

상기 노치는 다양한 방법을 통하여 형성될 수 있다. 그 일례로, 상기 노치는 상기 타측 덮개(112b)의 양면 중 적어도 일면의 일부를 케미컬 에칭 방식으로 녹여내어 그 두께를 얇게 만들어 형성될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 점화부(170)는, 다양한 종류의 화약들 중에서도 BKNO₃ 화약으로 이루어질 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기(100)는, 상기 억셉터부(150) 및 점화부(170)의 사이에 삽입되고, 상기 억셉터부(150) 및 점화부(170)의 상호 화학 반응을 차단하는 기능을 수행하는 격리층(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.

상기 억셉터부(150) 및 점화부(170)는 함께 상기 타측 공간부(112) 내에 구비되나 각각 다른 종류의 화약 성분으로 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 격리층을 구비함으로써 상기 억셉터부(150) 및 점화부(170)를 구성하고 있는 화약 물질끼리 상호 화학 반응을 일으킴으로써 예측하지 못한 결과를 발생시키는 것을 방지할 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 격벽 착화기(100)는 상기 타측 공간부(112) 내에 삽입 가능하고, 내부에 상기 점화부(170)가 삽입될 수 있는 점화부 케이스(171)를 더 포함하도록 이루어질 수 있다.

종래의 격벽 착화기에는 억셉터 화약과 점화제가 격리 디스크를 사이에 두고 직접 몸체에 충전되었다.

그러나 본원발명에서는 조립의 편의성과 충전 및 조립 중의 폭발 위험성을 감소시키고, 상기 점화부(170)가 습기와 반응하는 것을 방지하기 위하여 상기 점화부(170)를 상기 점화부 케이스(171)의 내부에 삽입하도록 구성된다.

이를 통해, 상기 점화부(170)를 구성하고 있는 화약 물질의 변성을 방지하는 효과를 극대화할 수 있다. 즉, 상기 점화부(170)를 구성하고 있는 화약은 상기 점화부 케이스(171) 및 타측 덮개(112b)를 통해 이중으로 기밀될 수 있다.

상기 점화부 케이스(171)는 다양한 재료로 제작될 수 있다. 예를 들어, 상기 점화부 케이스(171)는 약 0.2 mm의 얇은 두께의 구리 또는 알루미늄 등의 금속으로 형성될 수 있다.

본원발명의 또 다른 일 실시예에 따르면, 상기 점화부 케이스(171)는, 일측에 형성된 개구부 내로 상기 점화부(170)가 채워지도록 형성된 컵부(171a); 및 상기 개구부를 밀폐시키는 폐쇄부(171b)를 포함하도록 이루어질 수 있다.

상기 점화부 케이스(171)는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 일례로, 상기 점화부(170)는 상기 컵부(171a)의 내부에 삽입된 후 상기 폐쇄부(171b)로 개구부를 덮어 밀폐시킨 상태에서 크림핑 공정 등을 거침으로써 밀봉되도록 하여 제조될 수 있다.

또한, 상기 점화부 케이스(171)의 외부면들 중 일부에는 노치가 형성되도록 이루어질 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 노치는 상기 점화부(171)가 기폭될 경우 함께 파열되어 고열, 고압의 가스가 쉽게 분출될 수 있도록 도와주는 기능을 수행할 수 있다.

이를 통해, 상기 점화부(171)는 이중기밀 상태로 보관될 수 있다. 이후, 점화가 이루어지면 상기 점화부(171)에서 발생한 연소 가스가 상기 점화부 케이스(171)를 관통하여 잘 빠져나올 수 있게 된다.

이상의 설명은 본원발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.

또한, 본원발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본원발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본원발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본원발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본원발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 격벽 착화기 200 : 격벽 착화기
101 : 격벽 201 : 격벽
110 : 몸체 210 : 몸체
111 : 일측 공간부 211 : 일측 공간부
111a : 일측 고정 너트 212 : 타측 공간부
112 : 타측 공간부 212a : 타측 고정 너트
112a : 타측 고정 너트 212b : 타측 덮개
112b : 타측 덮개 220 : 어댑터
121 : 삽입공 221 : 삽입공
122 : 나선부 222 : 나선부
130 : 도너부 230 : 도너부
131 : 고전압용 기폭제 231 : 고전압용 기폭제
132 : 하우징 232 : 하우징
133 : 브릿지 233 : 브릿지
134 : 플러그 234 : 플러그
150 : 억셉터부 250 : 억셉터부
170 : 점화부 270 : 점화부
171 : 점화부 케이스
171a : 컵부
171b : 폐쇄부

Claims (10)

1. 격벽을 사이에 두고 양측에 각각 공간부가 형성되는 몸체;
   일측 공간부 내에 구비되고, 외부 자극에 의해 기폭되는 도너부; 및
   타측 공간부 내에 구비되고, 상기 도너부의 기폭으로 인한 충격파를 상기 격벽을 통해 전달받아 기폭되는 억셉터부를 포함하고,
   상기 격벽의 양면 중 상기 타측 공간부를 향하는 면은 오목한 곡면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 도너부는,
   500 V 이상의 전압에 의해 기폭 가능한 고전압용 기폭관(LEEFI; Low Energy Exploding Foil Initiator)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 격벽 착화기는,
   중앙부에 상기 도너부가 삽입되는 삽입공이 구비되고, 외측면에 나선부가 형성되고, 상기 일측 공간부 내에 착탈 가능하게 형성되는 어댑터를 더 포함하고,
   상기 일측 공간부는,
   상기 나선부와 결합되도록 내측면에 나선이 형성되는 것을 특징으로 한 격벽 착화기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 억셉터부는,
   CH-6로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
5. 제1항에 있어서,
   상기 격벽 착화기는,
   상기 타측 공간부 내에 구비되고, 상기 억셉터부의 기폭력에 의해 착화되는 점화부를 더 포함하고,
   상기 몸체는,
   상기 일측 공간부 내에 장착되어 상기 도너부를 고정시키는 일측 고정 너트;
   상기 타측 공간부 내에 장착되어 상기 점화부를 고정시키는 타측 고정 너트; 및
   양면 중 적어도 일면에는 노치(notch)가 형성되고, 상기 몸체에 장착되어 상기 타측 공간부를 기밀시키는 타측 덮개를 구비하는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
6. 제5항에 있어서,
   상기 점화부는,
   BKNO₃로 이루어지는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
7. 제5항에 있어서,
   상기 격벽 착화기는,
   상기 억셉터부 및 점화부의 사이에 삽입되고, 상기 억셉터부 및 점화부의 상호 화학 반응을 차단하는 격리층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
8. 제5항에 있어서,
   상기 격벽 착화기는,
   상기 타측 공간부 내에 삽입 가능한 점화부 케이스를 더 포함하고,
   상기 점화부 케이스는,
   내부에 상기 점화부가 삽입되는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 점화부 케이스는,
   일측에 형성된 개구부 내로 상기 점화부가 채워지도록 형성된 컵부; 및
   상기 개구부를 밀폐시키는 폐쇄부를 포함하고,
   상기 점화부 케이스의 외부면들 중 일부에는 노치가 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.
10. 제8항에 있어서,
    상기 점화부 케이스는,
    구리 또는 알루미늄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 격벽 착화기.

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