KR101878552B1 - 노즐 마개형 점화기 마운트 및 그 설치 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고체 추진기관의 후방 점화 시 노즐 목의 파손이 없는 노즐 마개형 점화기 마운트(1) 및 그 설치 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 노즐 마개형 점화기 마운트는 통형(筒形)으로 형성되어 점화기와 결합되는 내부 결합부(10)와, 단면이 하부로 갈수록 넓어지는 원기둥 형태로 조립 마지막 단계에서 노즐의 후방과 부착되는 노즐 접착부(20)로 구성되며, 내부 결합부의 외측은 점화기와 체결 가능하도록 기설정 된 길이의 지지부(11), 내부 결합부의 내측은 오링과 스냅링을 사용하여 점화기와 체결되는 기밀부(13)로 구성되며, 기밀부는 점화기와 결합 시 사용되는 오링이 위치하는 오링 안착면(12)과 오링을 고정시켜주는 스냅링이 삽입되는 스냅링 삽입홈(17)을 포함한다.

Description

노즐 마개형 점화기 마운트 및 그 설치 방법{Nozzle Closure Type Igniter Mount And installing Method Thereof}

본 발명은 고체 추진기관의 후방 점화 시 연소실 내부 점화 압력을 빠르게 상승시키고 추진체 내부 표면 전체에 화염을 빠르게 전파되게 해주며, 보관 시 외부 이물질과 습기의 유입을 막는 기밀의 역할을 수행하는 노즐 마개형 점화기 마운트 및 그 설치 방법에 관한 것이다.

종래의 후방 점화기 마운트는 노즐 목에 마운트를 장착하고 점화 압력에 의해 마운트가 파열되면서 점화기와 마운트가 노즐 목 후방으로 배출된다. 이러한 후방 점화 방식은 점화 시 마운트에 의한 노즐 목 파손이 발생할 수 있으며, 이는 추진기관의 성능 저하를 초래한다.

도 1에, 이러한 종래의 후방 점화기 마운트의 예가 도시화 되어있다.

종래 기술에 따른 후방 점화기 마운트의 체결 구조를 간단하게 살펴보면, 슬리브(18)와 점화기 튜브(15)를 포함하는 마운트 조립체(10)가 노즐(14)의 목에 배치되며, 오링(51)은 노즐과 슬리브 사이에 배치되어 기밀기능을 수행한다.

또 다른 방법으로 기밀 기능을 위해 노즐 목에 오링을 사용할 경우, 노즐 목의 곡선 형상이 기밀 성능에 영향을 줄 수 있으며 오링이 노화되면 기밀성능이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래 점화기의 마운트는 일반적으로 몸체, 너트, 오링 등으로 이루어져 있어 부품의 종류가 많아 조립이 번거롭고, 추진기관 이동 시 진동에 의해 너트가 풀려 점화 및 비행 성능 저하를 초래할 가능성이 있으며, 파열 부위 불량 발생시 이탈압력이 급격히 낮아지는 사례가 발견되고 있으며, 이는 추진기관 성능 저하를 초래할 수 있다.

US 5007236, 도 1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 충분한 점화압력, 점화기 지지 및 기밀성능 유지, 구조가 간단하여 조립이 간편하고 유지 보수가 편리한 노즐 마개형 점화기 마운트 및 그 설치 방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 노즐 마개형 점화기 마운트는, 점화기의 일부를 감싸도록 통형(筒形)으로 형성되어 점화기와 체결되는 내부 결합부와, 단면이 하부로 갈수록 넓어지는 원기둥 형태로 노즐목의 후방에 밀착되도록 한 노즐 접착부를 포함하며, 노즐 접착부는 조립 마지막 단계에서 표면에 접착제에 의해 노즐에 접착되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 고체 로켓 추진기관에서 후방 점화 설계를 적용하고자 할 때 마운트가 노즐 목 후방에 접착되므로 이탈 시 노즐 구조물을 긁거나 파손시킬 가능성이 전혀 없으며 이로 인하여, 노즐 목을 손상시키지 않으며 후방 점화를 수행할 수 있다.

또한, 마운트와 노즐의 접촉 면적을 통한 이탈 압력의 조절 및 예측이 가능하고 최종적으로 이탈 거동에 대한 목표성능을 정확히 달성할 수 있다.

또, 기밀 성능의 신뢰성이 높아 보관 시 습기의 유입을 차단하여 추진제의 노화 및 변형을 줄이고 정상적인 연소 환경을 유지하는데 도움을 주며, 다양한 재질로 제작 가능하고 형상이 단순하여 제작성과 조립성을 높일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 후방 점화기 마운트의 구성 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 노즐 마개형 점화기 마운트의 평면도이다.
도3은 본 발명에 따른 노즐 마개형 점화기 마운트의 측단면도이다.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 구성은 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.

도 2 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 노즐 마개형 점화기 마운트(1)는, 통형(筒形)으로 형성되고 점화기와 체결 가능하도록 일정 길이의 내부 결합부(10)와 단면이 하부로 갈수록 넓어지는 원기둥 형태의 노즐 접착부(20)를 포함한다.

상기 내부 결합부(10)는 상기 내부 결합부의 외측에 위치하는 지지부(11)와, 상기 내부 결합부의 내측에 위치하며 오링과 스냅링을 사용하여 점화기와 체결되는 기밀부(13)로 구성된다.

상기 지지부(11)의 선단에는 점화 시 발생되는 질소가스를 흘려 보내는 통로로 사용되는 질소가스 배출 홈(19)이 상기 지지부의 중심축을 향해 120°간격으로 3개 위치한다.

상기 기밀부(13)는 선단에서 일정거리를 두고 내경이 확장되는 원통형의 선단에 형성되는 오링 안착면(12)과, 상기 오링 안착면에 상기 오링을 삽입한 후 스냅링을 삽입하여 점화기를 고정시키는 스냅링 삽입홈(17)을 포함한다.

상기 기밀부는 선단(좌측)에서부터 상기 오링, 상기 점화기, 상기 스냅링 순으로 체결된다.

상기 오링은 상기 오링 안착면(12), 상기 기밀부의 내측, 상기 점화기의 플랜지에 의해 삼면 접촉되고, 상기 스냅링 체결 후 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 고정된다.

상기 점화기는 이탈 반대방향(우측에서 좌측방향)으로 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 삽입되어 상기 스냅링에 의해 상기 오링과 상기 노즐 마개형 점화기 마운트와 체결된다.

상기 노즐 접착부(20)는 노즐목 후단의 내경과 동일한 직경을 가지며 조립 마지막 단계에서 접착제를 도포한 후 노즐 내면에 부착된다.

상기 접착면적은 접착부의 선단(좌측) 원주와 후단(우측) 원주, 상기 원주를 연결한 최단 길이에 의해 일정비율로 확장되는 것을 특징으로 하며, 마운트가 파열되는데 요구되는 파열압력은 원뿔의 단면적을 구하는 식을 참고하여 계산 가능하다.

상기 노즐 접착부(20)의 접착면적을 계산하여 설정 압력 이상이 되면 파열이 가능하도록 마운트의 크기와 형상을 결정할 수 있으며 최종적으로 이탈 거동에 대한 목표성능을 정확히 달성할 수 있다.

또, MC나일론, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 알루미늄 중 어느 하나 이상으로 형성이 가능하여 제품 제작 및 재료 수급이 용이하며, 형상이 단순하여 제작성 및 조립성을 높일 수 있다.

상기 노즐 마개형 점화기 마운트(1)를 노즐에 설치하는 방법은 상기 오링을 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 상기 오링 안착면(12)에 장착하는 단계, 상기 노즐 마개형 점화기 마운트(1)에 상기 점화기를 삽입하는 단계, 상기 스냅링을 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 스냅링 삽입홈(17)에 삽입하여 상기 점화기를 상기 노즐 마개형 점화기 마운트(1)에 고정하는 단계, 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 노즐 접착부(10)에 접착제를 도포하는 단계, 상기 노즐 마개형 점화기 마운트를 상기 노즐에 부착하는 단계로 진행되며, 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 점화기를 삽입하는 단계에서 상기 점화기는 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 이탈 반대방향(우측에서 좌측방향)으로 체결되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그럼으로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

1 : 노즐 마개형 점화기 마운트
10 : 내부 결합부
20 : 노즐 접착부
11 : 지지부
12 : 오링 안착면
13 : 기밀부
17 : 스냅링 삽입홈
19 : 질소가스 배출 홈

Claims (14)

1. 점화기의 일부를 감싸도록 통형(筒形)으로 형성되어 점화기와 체결되는 내부 결합부;
   단면이 하부로 갈수록 넓어지는 원기둥 형태로, 노즐목의 후방에 밀착되도록 한 노즐 접착부; 를 포함하고,
   상기 내부 결합부는,
   상기 노즐목과 마주하도록 형성되며, 일정한 두께를 갖는 통형(筒形)의 지지부;
   상기 지지부의 내측에 배치되고, 오링, 상기 점화기, 스냅링이 체결되는 기밀부; 를 포함하며
   상기 노즐 접착부는,
   조립 마지막 단계에서 접착제에 의해 노즐에 접착되는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 지지부는 점화 시 발생하는 질소가스를 흘려보내는 역할을 하는 질소가스 배출 홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
4. 제3항에 있어서,
   상기 질소가스 배출 홈은 상기 지지부의 중심축을 향해 120°간격으로 3개 위치하는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 기밀부는
   상기 점화기와 체결 시 사용되는 상기 오링이 위치하는 오링 안착면;
   상기 오링과 상기 점화기를 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 고정시켜주는 역할을 하는 스냅링이 삽입되는 스냅링 삽입홈; 을 포함하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
6. 제5항에 있어서,
   상기 오링은 상기 기밀부의 오링 안착면에 위치하며, 상기 점화기와 상기 마운트 사이의 기밀 기능을 하는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
7. 제5항에 있어서,
   상기 스냅링은 상기 오링과 상기 점화기를 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 고정시키는 역할을 하는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
8. 제5항에 있어서,
   상기 기밀부는 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 선단에서부터 상기 오링, 상기 점화기, 상기 스냅링 순으로 체결되는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
9. 제8항에 있어서,
   상기오링은 상기 오링 안착면, 상기 기밀부의 내측, 상기 점화기의 플랜지에 의해 삼면 접촉되고, 상기 스냅링 체결 후 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 고정되는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
10. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 접착부는 요구되는 이탈 압력에 해당하는 마운트의 크기와 형상을 결정하기 위해 접착면적을 산출할 수 있으며, 상기 접착면적은 접착부의 선단 원주와 후단 원주, 상기 원주를 연결한 최소 길이에 의해 일정비율로 확장되는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
11. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 접착부는 설정 압력 이상이 되면 상기 노즐 마개형 점화기 마운트가 상기 점화기에서 이탈 가능하도록 접촉면적을 설정할 수 있는 노즐 마개형 점화기 마운트.
12. 제1항에 있어서,
    상기 노즐 마개형 점화기 마운트는 MC나일론, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 알루미늄 중 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트.
13. 점화기와 체결되는 내부 결합부; 및 노즐목의 후방에 밀착되도록 한 노즐 접착부; 를 포함하고,
    상기 내부 결합부는 상기 노즐목과 마주하도록 형성되며, 일정한 두께를 갖는 통형(筒形)의 지지부;
    상기 지지부의 내측에 배치되고, 오링, 상기 점화기, 스냅링이 체결되는 기밀부; 를 포함하며,
    상기 기밀부는 상기 점화기와 체결 시 사용되는 상기 오링이 위치하는 오링 안착면;
    상기 오링과 상기 점화기를 노즐 마개형 점화기 마운트에 고정시켜주는 역할을 하는 스냅링이 삽입되는 스냅링 삽입홈; 을 포함하여 구성되는 노즐 마개형 점화기 마운트의 설치 방법에 있어서,
    상기 오링을 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 상기 오링 안착면에 장착하는 단계;
    상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 상기 점화기를 삽입하는 단계;
    상기 스냅링을 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 스냅링 삽입홈에 삽입하여 상기 점화기를 상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 고정하는 단계;
    상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 노즐 접착부에 접착제를 도포하는 단계;
    상기 노즐 마개형 점화기 마운트를 상기 노즐에 부착하는 단계; 를 포함하는 노즐 마개형 점화기 마운트의 설치 방법.
14. 제13항에 있어서,
    상기 노즐 마개형 점화기 마운트에 상기 점화기를 삽입하는 단계에서,
    상기 점화기는 상기 노즐 마개형 점화기 마운트의 이탈 반대방향으로 체결되는 것을 특징으로 하는 노즐 마개형 점화기 마운트의 설치 방법.

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