KR101958278B1 - Pintle injector for oxidizer rich preburner - Google Patents

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KR101958278B1
KR101958278B1 KR1020170155895A KR20170155895A KR101958278B1 KR 101958278 B1 KR101958278 B1 KR 101958278B1 KR 1020170155895 A KR1020170155895 A KR 1020170155895A KR 20170155895 A KR20170155895 A KR 20170155895A KR 101958278 B1 KR101958278 B1 KR 101958278B1
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pintle
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소윤석
한영민
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한국항공우주연구원
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Abstract

The objective of the present invention is to provide a pintle injector for an oxidizer-rich preburner, which can be used for an oxidizer-rich preburner. To this end, the pintle injector for an oxidizer-rich preburner comprises: a fuel sleeve comprising a fuel flow path guiding fuel in an axial direction; a pintle provided after being spaced from a lower end of the fuel sleeve, and spraying the fuel in a radial direction; an oxidizer sleeve surrounding the outer circumferential surface of the fuel sleeve; and an oxidizer manifold surrounding the outer circumferential surface of the oxidizer sleeve, and comprising a plurality of oxidizer flow paths, and spraying an oxidizer towards a lower end part of the oxidizer sleeve.

Description

산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기{Pintle injector for oxidizer rich preburner}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a pintle injector for an oxidizer-

본 발명은 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기에 관한 것이다.The present invention relates to a pintle injector for an oxidizer overheating combustor.

일반적으로, 예연소기(preburner)는, 다단연소사이클 엔진에서 주연소기에 앞서 연소를 수행하는 연소기로, 터빈을 구동하는 가스를 만든다고 해서 가스발생기(gas generator)라고 칭하기도 한다.Generally, a preburner is a combustor that performs combustion prior to the main combustor in a multi-stage combustion cycle engine, and may be referred to as a gas generator if the gas that drives the turbine is made.

이 중, 산화제 과잉 예연소기는, 연소시 연료(케로신)에 비해 산화제 비중이 더 높은 예연소기를 말한다. 이러한 산화제 과잉 예연소기는, 산소 과잉 상태로 먼저 추진제를 연소하고, 이때 발생한 가스로 연료와 산화제를 공급하기 위한 터보펌프를 구동시킨다. 참고로, 터보펌프를 구동시킨 산화제 과잉 가스는 배출되지 않고 다시 주연소기로 들어가 연료와 함께 다시 한 번 연소된다. 케로신/액체 산소를 사용하는 경우, 에너지 생성 측면에서 연료과잉(연소시 산화제보다 연료 비중이 높은 방식) 방식보다 산화제과잉 방식이 유리하다.Among them, the oxidizer excess combustor refers to a preburner having a higher specific gravity of the oxidizer than the fuel (kerosene) during combustion. This oxidizer excess combustor combusts the propellant first in the state of excess oxygen, and drives the turbo pump to supply fuel and oxidant to the generated gas. For reference, the oxidant excess gas driven by the turbo pump is not discharged but enters the main combustor again and burns with the fuel once again. In the case of using kerosene / liquid oxygen, an excess of oxidant is advantageous in terms of energy generation than in the case of excess fuel (a method in which the fuel specific gravity is higher than that during burning).

한편, 핀틀 분사기(Pintle Injector)는, 추력 제어의 용이성 때문에 1960년대 아폴로 달착륙선에 활용된 이래 연료 과잉 예연소기 또는 개방형 사이클 엔진에 사용되고 있다.On the other hand, the Pintle Injector has been used in the fuel surplus combustor or the open cycle engine since it was used in the Apollo lunar lander in the 1960s due to the ease of thrust control.

기존의 핀틀 분사기는, 미국등록특허 제3,699,772호(1972년 10월 24일) "Liquid propellant rocket engine coaxial injector"에 개시된 바와 같이, 축 방향(연소실 방향)으로 돌출된 핀틀 포스트로부터 산화제가 공급되어 방사형으로 분사되는 산화제의 방사형 유동과, 핀틀 포스트 주변에 위치되는 환형 틈을 연료가 통과하는 연료의 축 방향 유동이 충돌하여, 연료 및 산화제의 혼합 및 미립화 과정을 이루는 기술구성을 가진다.The conventional pintle injector is provided with an oxidizing agent supplied from a pintle post protruding in the axial direction (combustion chamber direction) as disclosed in U.S. Patent No. 3,699,772 (October 24, 1972) "Liquid propellant rocket engine coaxial injector" And an axial flow of the fuel passing through the annular gap located around the pintle post collides with each other to perform mixing and atomization of the fuel and the oxidizer.

하지만, 기존의 핀틀 분사기는, 산화제에 비해 연료 비중이 높은 연료 과잉 예연소기에 사용되는 기술이어서 연료에 비해 산화제 비중이 더 높은 산화제 과잉 예연소기에 그대로 채용하기는 어려운 문제가 있다.However, the existing pintle injector is a technique used for a fuel excess combustor having a higher fuel specific gravity than an oxidizer, so that it is difficult to adopt it as it is in an oxidizer excess combustor having a higher specific gravity than that of the fuel.

본 발명의 기술적 과제는, 산화제 과잉 예연소기에 사용할 수 있는 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a pintle injector for use in an oxidizer overheating combustor, which can be used for an oxidizer excess combustor.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 산화제 과잉 예연소기에 채용하면서도 연료 및 산화제의 혼합과 미립화를 최대로 구현할 수 있는 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a pintle injector for an oxidizer excess combustor capable of maximally mixing and atomizing a fuel and an oxidizer even while being employed in an oxidizer excess combustor.

본 발명의 또 다른 기술적 과제는, 산화제 과잉 예연소기에 채용하면서도 연료 및 산화제의 혼합과 미립화를 최대로 구현할 수 있도록 형상이나 유로의 크기 별로 해당 부품을 교체할 수 있는 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pintle injector for use in an oxidizer overheating combustor capable of replacing the component in accordance with the shape and flow path size so as to maximize the mixing and atomization of the fuel and the oxidizer while being employed in the oxidizer excess combustor .

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기는, 연료를 축 방향으로 안내하는 연료 유로를 포함하는 연료 슬리브; 상기 연료 슬리브의 하단에 이격되어 구비되며 상기 연료를 방사 방향으로 분사시키는 핀틀; 상기 연료 슬리브의 외주면을 감싸는 산화제 슬리브; 및 상기 산화제 슬리브의 외주면을 감싸고 복수의 산화제 유로를 포함하며 상기 산화제 슬리브의 하단부를 향해 산화제를 분사시키는 산화제 매니폴드;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a pintle injector for an oxidizer overheating combustor, comprising: a fuel sleeve including a fuel passage for guiding fuel in an axial direction; A pintle spaced apart from a lower end of the fuel sleeve and injecting the fuel in a radial direction; An oxidant sleeve surrounding an outer circumferential surface of the fuel sleeve; And an oxidant manifold that surrounds the outer circumferential surface of the oxidant sleeve and includes a plurality of oxidant passages and injects the oxidant toward the lower end of the oxidant sleeve.

상기 산화제 슬리브는, 그 하단부에 외측으로 돌출되게 구비되며 상기 산화제 매니폴드로부터 상기 산화제가 인가되면 상기 산화제의 이동 방향을 전환시키는 방향 전환부를 포함할 수 있다.The oxidant sleeve may include a direction changing unit that protrudes outward at a lower end of the oxidant sleeve and switches the moving direction of the oxidant when the oxidant is applied from the oxidant manifold.

상기 방향 전환부는 상기 산화제의 이동 방향이 상기 축 방향에 경사지도록 경사면을 가질 수 있다.The direction changing unit may have an inclined surface such that the moving direction of the oxidant is inclined in the axial direction.

상기 산화제 슬리브는, 상기 산화제 매니폴드에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.The oxidant sleeve may be detachably attached to the oxidant manifold.

상기 산화제 슬리브는 착탈부를 통해 상기 산화제 매니폴드에 착탈 가능하게 구비될 수 있고, 상기 착탈부는, 상기 산화제 슬리브의 외주면에 형성되는 수나사부; 및 상기 수나사부에 체결되도록 상기 산화제 매니폴드의 내주면에 형성되는 암나사;를 포함할 수 있다.The oxidant sleeve may be detachably attached to the oxidant manifold through a detachable portion, and the detachable portion may include a male screw portion formed on an outer circumferential surface of the oxidant sleeve; And a female screw formed on an inner circumferential surface of the oxidant manifold to be coupled to the male screw portion.

상기 산화제 슬리브와 상기 산화제 매니폴드 사이에 제1 실링 부재가 구비될 수 있다.A first sealing member may be provided between the oxidant sleeve and the oxidant manifold.

상기 연료 슬리브는, 상기 산화제 슬리브에 착탈 가능하게 구비될 수 있다.The fuel sleeve may be detachably attached to the oxidant sleeve.

상기 연료 슬리브는 상기 산화제 슬리브에 끼워지는 구조로 착탈 가능하게 구비될 수 있다.The fuel sleeve may be detachably mounted to the oxidant sleeve.

상기 연료 슬리브와 상기 산화제 슬리브 사이에 제2 실링 부재가 구비될 수 있다.A second sealing member may be provided between the fuel sleeve and the oxidant sleeve.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기는, 상기 핀틀에 말단이 고정되며 상기 연료 슬리브의 상기 연료 유로에 슬라이딩 가능하게 구비되어 상기 핀틀과 상기 연료 슬리브의 하단 사이의 간극을 조절하는 핀틀 지지부를 더 포함할 수 있다.The pintle injector for an oxidizer excess combustor according to an embodiment of the present invention includes a pintle having an end fixed to the pintle and slidably installed in the fuel flow path of the fuel sleeve to define a gap between the pintle and the lower end of the fuel sleeve The pintle support may further comprise a pintle support to regulate the pintle.

상술한 본 발명의 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기는, 상기 연료 슬리브의 상단부에 그 중심부가 착탈 가능하게 구비되며 그 가장자리부가 상기 산화제 매니폴드에 접하는 헤드 커버를 더 포함할 수 있다.The pintle injector for an oxidizer overheating combustor according to an embodiment of the present invention may further include a head cover having a center portion detachably mounted on an upper end of the fuel sleeve and having an edge contacting the oxidant manifold.

상기 헤드 커버의 중심부에는 외부의 연료가 상기 연료 유로로 유동되도록 상기 연료 유로와 연통되는 하나 이상의 홀이 형성 수 있다.At the center of the head cover, at least one hole communicating with the fuel flow path may be formed so that external fuel flows to the fuel flow path.

상기 헤드 커버와 상기 연료 슬리브 사이에 제3 실링 부재가 구비될 수 있다.And a third sealing member may be provided between the head cover and the fuel sleeve.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.As described above, the pintle injector for the oxidizer overheating combustor according to the embodiment of the present invention can have the following effects.

본 발명의 실시예에 의하면, 연료 슬리브와, 핀틀과, 산화제 슬리브와, 그리고 산화제 매니폴드를 포함하고, 여기서 연료 슬리브는 연료를 축 방향으로 안내하는 연료 유로를 포함하고, 핀틀은 연료 슬리브의 하단에 이격되어 구비되며 연료를 방사 방향으로 분사시키고, 산화제 슬리브는 연료 슬리브의 외주면을 감싸며, 그리고 산화제 매니폴드는 산화제 슬리브의 외주면을 감싸고 복수의 산화제 유로를 포함하며 산화제 슬리브의 하단부를 향해 산화제를 분사시키는 기술구성을 제공하므로, 하나의 연료 유로가 형성된 연료 슬리브에서 공급되는 연료의 양에 비해 복수의 산화제 유로가 형성된 산화제 매니폴드에서 공급되는 산화제의 양이 상대적으로 더 많을 수 있어, 즉 연료에 비해 산화제 비중을 더 높일 수 있어, 본 발명의 핀틀 분사기를 산화제 과잉 예연소기에 무리 없이 채용할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a fuel pump comprising a fuel sleeve, a pintle, an oxidant sleeve, and an oxidant manifold, wherein the fuel sleeve includes a fuel flow path for axially guiding the fuel, And the oxidant manifold surrounds the outer circumferential surface of the oxidant sleeve and includes a plurality of oxidant flow paths and injects the oxidant toward the lower end of the oxidant sleeve, The amount of the oxidizing agent supplied from the oxidizing agent manifold in which a plurality of oxidizing agent flow paths are formed can be relatively larger than the amount of the fuel supplied from the fuel sleeves formed with one fuel flow path, It is possible to further increase the specific gravity of the oxidizer, It can be adopted without excessive burden on an excessive pre-combustor.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 방향 전환부가 구비되므로, 산화제 매니폴드로부터 산화제를 인가 받아 산화제의 최종 분사 방향을 전환시킬 수 있어, 방향 전환부의 경사면의 각도를 최적화하는 것으로 연료 및 산화제의 혼합과 미립화를 최대로 구현할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the direction changing unit is provided, the oxidizing agent can be supplied from the oxidizing agent manifold, and the direction of final injection of the oxidizing agent can be switched, thereby optimizing the angle of the inclined surface of the direction changing unit, And atomization can be maximized.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 방향 전환부를 구비한 산화제 슬리브를 착탈시키는 기술구성을 제공하므로, 본 발명의 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기의 최적화를 위한 실험이 진행되는 동안 최적화된 형상(즉, 최적화된 경사면의 각도)을 가진 방향 전환부를 구비한 다른 산화제 슬리브로 용이하게 교체할 수 있다. 궁극적으로, 제품을 다시 만들어야 하는 하나의 블록으로 이루어진 교체가 불가능한 기술에 비해, 제품을 다시 만들지 않고 해당 부품인 산화제 슬리브를 교체하는 것으로 실험을 신속하게 진행할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있다.Further, according to the embodiment of the present invention, since the technical constitution for detaching and removing the oxidizing sleeve having the direction changing portion is provided, it is possible to prevent the deterioration of the oxidizing agent sleeve during the experiment for optimizing the pintle injector for the oxidizer overheating combustor of the present invention , The angle of the sloped surface being optimized) can be easily replaced with another oxidizing sleeve. Ultimately, compared to a non-replaceable technology that consists of a single block of products that need to be re-manufactured, replacing the oxidant sleeves without re-creating the product can speed up the experiment and dramatically reduce the cost of manufacturing the product .

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 산화제 매니폴드를 착탈시키는 기술구성을 제공하므로, 본 발명의 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기의 최적화를 위한 실험이 진행되는 동안 최적화된 크기 또는 수의 산화제 유로를 구비한 다른 산화제 매니폴드로 용이하게 교체할 수 있다. 궁극적으로, 제품을 다시 만들어야 하는 하나의 블록으로 이루어진 교체가 불가능한 기술에 비해, 제품을 다시 만들지 않고 해당 부품인 산화제 매니폴드를 교체하는 것으로 실험을 신속하게 진행할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the technology constitution for detaching and removing the oxidant manifold is provided, it is possible to prevent the oxidizing agent flow path having the optimized size or number from being oxidized during the experiment for optimizing the pintle injector for the oxidant over- Can be easily replaced with other oxidizer manifolds provided. Ultimately, compared to a non-replaceable technology that consists of a single block of products that needs to be re-manufactured, replacing the oxidant manifold, which is a part of the product, without rebuilding the product can speed up the experiment, Can be reduced.

또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 연료 슬리브를 착탈시키는 기술구성을 제공하므로, 본 발명의 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기의 최적화를 위한 실험이 진행되는 동안 최적화된 크기의 연료 유로를 구비한 다른 연료 슬리브로 용이하게 교체할 수 있다. 궁극적으로, 제품을 다시 만들어야 하는 하나의 블록으로 이루어진 교체가 불가능한 기술에 비해, 제품을 다시 만들지 않고 해당 부품인 연료 슬리브를 교체하는 것으로 실험을 신속하게 진행할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있다.In addition, according to the embodiment of the present invention, since the technical constitution for detaching and removing the fuel sleeve is provided, it is possible to reduce the amount of fuel to be injected into the fuel injector during the experiment for optimizing the pintle injector for the oxidizer over- The fuel sleeve can be easily replaced. Ultimately, compared to the non-replaceable technology, which consists of a single block of products that need to be re-manufactured, replacing the fuel sleeve, which is a part of the product, without rebuilding the product can speed up the experiment, .

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 계략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 계략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 계략적으로 나타낸 도면이다.FIG. 1 is a schematic view of a pintle injector for an oxidizer excess combustor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view of a pintle injector for an oxidizer excess combustor according to a second embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing a pintle injector for an oxidizer excess combustor according to a third embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 계략적으로 나타낸 도면이다.1 is a view schematically showing a pintle injector for an oxidizer overheating combustor according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 슬리브(110)와, 핀틀(120)과, 산화제 슬리브(130)와, 산화제 매니폴드(140)와, 그리고 핀틀 지지부(150)를 포함한다. 이하, 도 1을 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.1, the pintle injector 100 for an oxidizer overheating combustor according to the first embodiment of the present invention includes a fuel sleeve 110, a pintle 120, an oxidant sleeve 130, A manifold 140, and a pintle support 150. Hereinafter, each component will be described in detail with continued reference to Fig.

연료 슬리브(110)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 후술할 핀틀 지지부(150)가 슬라이딩 됨과 함께 연료를 안내하기 위한 구성요소로, 연료를 축 방향으로 안내하는 연료 유로(111)를 포함할 수 있다.1, the fuel sleeve 110 includes a fuel passage 111 for guiding the fuel in the axial direction, which is a component for sliding the pintle support portion 150 and guiding the fuel, .

핀틀(120)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료를 방사 방향으로 분사시키기 위한 구성요소로, 연료 슬리브(110)의 하단에 이격되어 구비될 수 있다. 특히, 핀틀(120)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 핀틀 지지부(150)의 말단에 구비될 수 있다. 따라서, 핀틀 지지부(150)가 연료 슬리브(110)를 따라 상하 슬라이딩되는 것으로, 핀틀(120)은 연료 슬리브(110)의 하단과의 간극(G)이 조절될 수 있다. The pintle 120 is a component for injecting fuel in the radial direction, as shown in FIG. 1, and may be provided at a lower end of the fuel sleeve 110. In particular, the pintle 120 may be provided at the end of the pintle support 150, as shown in FIG. The pintle support portion 150 is slid up and down along the fuel sleeve 110 so that the gap G between the pintle support portion 120 and the lower end of the fuel sleeve 110 can be adjusted.

산화제 슬리브(130)는, 도 1에 도시된 바와 같이 산화제 매니폴드(140)와 함께 산화제의 유동을 안내하는 구성요소로, 연료 슬리브(110)의 외주면을 감싸는 형태로 구비될 수 있다.The oxidant sleeve 130 is a component for guiding the flow of the oxidant together with the oxidant manifold 140 as shown in FIG. 1, and may be provided to surround the outer circumferential surface of the fuel sleeve 110.

산화제 매니폴드(140)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 산화제 유로(141)를 포함하며 산화제 슬리브(130)의 하단부를 향해 산화제를 분사시키는 구성요소로, 산화제 슬리브(130)의 외주면을 감싸는 형태로 구비될 수 있다.1, the oxidant manifold 140 includes a plurality of oxidant flow paths 141 and is a component for injecting an oxidant toward the lower end of the oxidant sleeve 130. The oxidant manifold 140 includes a plurality of oxidant flow paths 141, As shown in FIG.

핀틀 지지부(150)는, 연료의 분사량이 제어되도록 핀틀(120)과 연료 슬리브(110)의 하단 사이의 간극(G)을 조절하기 위한 구성요소로, 도 1에 도시된 바와 같이, 그 말단이 핀틀(120)에 고정되며 연료 슬리브(110)의 연료 유로(111)에 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있다.The pintle support portion 150 is a component for adjusting the gap G between the pintle 120 and the lower end of the fuel sleeve 110 so that the injection amount of the fuel is controlled. And may be fixed to the pintle 120 and slidably installed in the fuel passage 111 of the fuel sleeve 110.

따라서, 이러한 구성요소들이 제공되므로, 하나의 연료 유로(111)가 형성된 연료 슬리브(110)에서 공급되는 연료의 양에 비해 복수의 산화제 유로(141)가 형성된 산화제 매니폴드(140)에서 공급되는 산화제의 양이 상대적으로 더 많게 되어, 즉 연료에 비해 산화제 비중을 더 높일 수 있어, 본 발명의 핀틀 분사기(100)를 산화제 과잉 예연소기에 무리 없이 채용할 수 있다.The amount of the oxidizing agent supplied from the oxidizing agent manifold 140 in which the plurality of oxidizing agent flow paths 141 are formed is smaller than the amount of the fuel supplied from the fuel sleeve 110 in which the one fuel flow path 111 is formed, The pintle injector 100 of the present invention can be applied to an excess oxidizer preheating combustor without any difficulty since the amount of the oxidizer can be increased more than that of the fuel.

또한, 핀틀(120)과 연료 슬리브(110)의 하단 사이의 간극(G)을 통해 연료가 방사 방향으로 분사되고, 이와 동시에 산화제 매니폴드(140)의 복수의 산화제 유로(141)를 통해 축 방향으로 분사되며, 서로 교차되는 지점에서 연료와 산화제가 충돌되면서 혼합 및 미립화가 이루어질 수 있다. 특히, 산화제의 양이 연료에 비해 상대적으로 많이 분사되므로 서로 부딪혀 향하는 방향은 대체로 축방향에서 조금 이탈되는 형태를 취할 수 있다(도 1의 화살표 참조).The fuel is injected in the radial direction through the gap G between the pintle 120 and the lower end of the fuel sleeve 110 and at the same time is injected through the plurality of oxidant flow paths 141 of the oxidant manifold 140 in the axial direction And the fuel and the oxidant may collide with each other at a point where they cross each other, and mixing and atomization may be performed. In particular, since the amount of the oxidizer is relatively larger than that of the fuel, the direction of colliding with each other may be slightly deviated from the axial direction (see arrows in Fig. 1).

이와 더불어, 상술한 본 발명의 제1 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 연료 슬리브(110)의 상부와 산화제 매니폴드(140)의 상부 사이를 밀폐시키기 위한 헤드 커버(160)를 더 포함할 수 있다. 이러한 헤드 커버(160)는 연료 슬리브(110)의 상단부에 그 중심부가 긴밀하게 구비되며 그 가장자리부가 산화제 매니폴드(140)에 긴밀하게 접할 수 있다.1, the upper portion of the fuel sleeve 110 and the upper portion of the oxidizer manifold 140 are connected to each other, And a head cover 160 for sealing the space between the head cover 160 and the head cover 160. The head cover 160 is tightly provided at the upper end of the fuel sleeve 110 at its center portion, and the edge portion of the head cover 160 can closely contact the oxidizer manifold 140.

또한, 헤드 커버(160)의 중심부에는 외부의 연료가 연료 유로(111)로 유동되도록 연료 유로(111)와 연통되는 하나 이상의 연료 통로(161)가 형성될 수 있다.One or more fuel passages 161 communicating with the fuel passage 111 may be formed at the center of the head cover 160 so that external fuel flows to the fuel passage 111.

이하, 도 2를 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(200)에 대해 설명한다.Hereinafter, a pintle injector 200 for an oxidizer excess combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 계략적으로 나타낸 도면이다.2 is a schematic view of a pintle injector for an oxidizer excess combustor according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 방향 전환부(231)가 더 구비되는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예와 동일하므로, 이하에서는 방향 전환부(231) 위주로 설명한다.2, the pintle injector 200 for an oxidizer overheating combustor according to the second embodiment of the present invention is similar to the pintle injector 200 of the first embodiment of the present invention except that the direction switching unit 231 is further provided, The direction switching unit 231 will be described below.

방향 전환부(231)는, 산화제 매니폴드(140)로부터 산화제가 인가되면 산화제의 이동 방향을 전환시키는 구성요소로, 도 2에 도시된 바와 같이, 산화제 슬리브(130)의 하단부에 외측으로 돌출되게 구비될 수 있다.The direction changing unit 231 is a component for switching the moving direction of the oxidizing agent when the oxidizing agent is applied from the oxidizing agent manifold 140. As shown in FIG. 2, the direction changing unit 231 is configured to protrude outward at the lower end of the oxidizing sleeve 130 .

특히, 방향 전환부(231)는 산화제의 이동 방향이 축 방향에 경사지도록 경사면(231a)을 가질 수 있다.In particular, the direction changing portion 231 may have an inclined surface 231a such that the moving direction of the oxidant is inclined in the axial direction.

따라서, 방향 전환부(231)를 통해 산화제 매니폴드(140)로부터 산화제를 인가 받아 산화제의 최종 분사 방향을 전환시킬 수 있어, 방향 전환부(231)의 경사면(231a)의 각도를 최적화하는 것으로 연료 및 산화제의 혼합과 미립화를 최대로 구현할 수 있다.Therefore, the oxidizing agent can be supplied from the oxidizing agent manifold 140 through the direction switching unit 231 to switch the final injection direction of the oxidizing agent, thereby optimizing the angle of the inclined surface 231a of the direction switching unit 231, And the mixing and atomization of the oxidizing agent can be maximized.

특히, 핀틀(120)과 연료 슬리브(110)의 하단 사이의 간극(G)을 통해 연료가 방사 방향으로 분사되고, 이와 동시에 산화제 매니폴드(140)의 복수의 산화제 유로(141)를 통해 축 방향으로 분사되며, 서로 교차되는 지점에서 연료와 산화제가 충돌되면서 혼합 및 미립화가 이루어질 수 있다. 특히, 산화제가 연료에 비해 상대적으로 많이 분사됨과 동시에 방향 전환부(231)를 통해 축 방향에 대해 경사져 분사되므로, 연료와 서로 부딪혀 향하는 방향은 대체로 축 방향과 방사 방향 사이로 광범위하게 분포될 수 있어(도 2의 화살표 참조), 상술한 본 발명의 제1 실시예에 비해 연료 및 산화제의 혼합 및 미립화가 더욱 잘 이루어질 수 있다.Particularly, fuel is injected in the radial direction through the gap G between the pintle 120 and the lower end of the fuel sleeve 110, and at the same time, through the plurality of oxidant flow paths 141 of the oxidant manifold 140, And the fuel and the oxidant may collide with each other at a point where they cross each other, and mixing and atomization may be performed. Particularly, since the oxidant is injected relatively more than the fuel and is injected obliquely with respect to the axial direction through the direction changing portion 231, the direction in which the fuel impinges against the fuel can be widely distributed between the axial direction and the radial direction 2), the mixing and atomization of the fuel and the oxidizing agent can be made better than the first embodiment of the present invention described above.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(300)에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 3, a description will be given of a pintle injector 300 for an oxidizer excess combustor according to a third embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기를 계략적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing a pintle injector for an oxidizer excess combustor according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(300)는, 착탈 가능한 구조가 더 추가되는 것을 제외하고는 상술한 본 발명의 제1 실시예 또는 제2 실시예와 동일하므로, 이하에서는 이를 위주로 설명한다.The pintle injector 300 for an excess oxidizer superheter burner according to the third embodiment of the present invention is the same as the first or second embodiment of the present invention except that a detachable structure is further added, In the following, this will be mainly described.

산화제 슬리브(130)는 산화제 매니폴드(140)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(300)의 최적화를 위한 실험이 진행되는 동안 최적화된 형상(즉, 최적화된 경사면(231a)의 각도)을 가진 방향 전환부(231)를 구비한 다른 산화제 슬리브로 용이하게 교체할 수 있다. 궁극적으로, 제품을 다시 만들어야 하는 하나의 블록으로 이루어진 교체가 불가능한 기술에 비해, 제품을 다시 만들지 않고 해당 부품인 산화제 슬리브(130)를 교체하는 것으로 실험을 신속하게 진행할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있다.The oxidant sleeve 130 may be removably mounted on the oxidant manifold 140. Therefore, it is possible to prevent the pintle injector 300 having the oxidizer overheating combustor of the present invention from having a direction changing portion 231 having an optimized shape (that is, an angle of the optimized slope 231a) It can be easily replaced with other oxidant sleeves. Ultimately, as compared to a non-replaceable technology consisting of a single block of products that needs to be re-manufactured, it is possible to rapidly proceed with the experiment by replacing the oxidant sleeve 130, Can be significantly reduced.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 산화제 슬리브(130)는 착탈부(371)를 통해 산화제 매니폴드(140)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 착탈부(371)는, 산화제 슬리브(130)의 외주면에 형성되는 수나사부(371a)와, 수나사부(371a)에 체결되도록 산화제 매니폴드(140)의 내주면에 형성되는 암나사(372b)를 포함할 수 있다.3, the oxidant sleeve 130 may be detachably attached to the oxidant manifold 140 through the detachable portion 371. [ The detachable portion 371 includes a male screw portion 371a formed on the outer circumferential surface of the oxidant sleeve 130 and a female screw 372b formed on the inner circumferential surface of the oxidant manifold 140 to be fastened to the male screw portion 371a ).

또한, 착탈부(371)에 의해 체결된 후 서로 밀폐되도록, 도 3에 도시된 바와 같이, 산화제 슬리브(130)와 산화제 매니폴드(140) 사이에 제1 실링 부재(372)가 구비될 수 있다.3, a first sealing member 372 may be provided between the oxidant sleeve 130 and the oxidant manifold 140 so as to be sealed to each other after being fastened by the detachable portion 371 .

나아가, 연료 슬리브(110)는 산화제 슬리브(130)에 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명의 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기(300)의 최적화를 위한 실험이 진행되는 동안 최적화된 크기의 연료 유로(111)를 구비한 다른 연료 슬리브로 용이하게 교체할 수 있다. 궁극적으로, 제품을 다시 만들어야 하는 하나의 블록으로 이루어진 교체가 불가능한 기술에 비해, 제품을 다시 만들지 않고 해당 부품인 연료 슬리브(110)를 교체하는 것으로 실험을 신속하게 진행할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 제조 비용을 현저히 줄일 수 있다.Further, the fuel sleeve 110 may be detachably attached to the oxidant sleeve 130. Accordingly, during the experiment for optimizing the pintle injector 300 for the oxidizer overheating combustor of the present invention, the fuel can be easily replaced with another fuel sleeve having the fuel passage 111 having the optimized size. Ultimately, as compared to a non-replaceable technology consisting of a single block of products that needs to be rebuilt the product, it is possible to quickly proceed with the experiment by replacing the fuel sleeve 110, which is the component, without recreating the product, Can be significantly reduced.

구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 슬리브(110)는 산화제 슬리브(130)에 끼워지는 구조로 착탈 가능하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 산화제 슬리브(130)에는 요입홈(381)이 형성되어 이 요입홈(381)에 연료 슬리브(110)가 끼워져 장착될 수 있다.3, the fuel sleeve 110 may be detachably attached to the oxidant sleeve 130. The fuel sleeve 110 may be detachably attached to the oxidant sleeve 130. As shown in FIG. For example, the oxidant sleeve 130 may have a groove 381 to which the fuel sleeve 110 may be fitted.

또한, 끼워진 상태로 장착되어 서로 밀폐 되도록, 도 3에 도시된 바와 같이, 연료 슬리브(110)와 산화제 슬리브(130) 사이에 제2 실링 부재(382)가 구비될 수 있다.Also, a second sealing member 382 may be provided between the fuel sleeve 110 and the oxidant sleeve 130, as shown in FIG. 3, so as to be fitted and sealed together.

나아가, 헤드 커버(160)의 중심부는 연료 슬리브(110)의 상단부에 나사(319)에 의해 착탈 가능하게 구비될 수 있다.Further, the center portion of the head cover 160 may be detachably attached to the upper end of the fuel sleeve 110 by a screw 319.

또한, 나사 체결된 상태에서 서로 밀폐 되도록, 도 3에 도시된 바와 같이, 헤드 커버(160)와 연료 슬리브(110) 사이에 제3 실링 부재(392)가 구비될 수 있다.Further, a third sealing member 392 may be provided between the head cover 160 and the fuel sleeve 110, as shown in FIG. 3, so as to be sealed with each other in a screwed state.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, Of the right.

100, 200, 300: 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기
110: 연료 슬리브 111: 연료 유로
120: 핀틀 130: 산화제 슬리브
140: 산화제 매니폴드 141: 복수의 산화제 유로
150: 핀틀 지지부 160: 헤드 커버
161: 연료 통로 231: 방향 전환부
231a: 경사면 371: 착탈부
371a: 수나사부 371b: 암나사부
372: 제1 실링 부재 382: 제2 실링 부재
392: 제2 실링 부재100, 200, 300: Pintle sprayer for oxidizer overcharge combustor
110: fuel sleeve 111: fuel flow path
120: pintle 130: oxidizing sleeve
140: oxidizer manifold 141: plural oxidizer gas flow paths
150: pintle support part 160: head cover
161: fuel passage 231:
231a: an inclined surface 371:
371a: Male threaded portion 371b: Female threaded portion
372: first sealing member 382: second sealing member
392: second sealing member

Claims (13)

연료를 축 방향으로 안내하는 연료 유로를 포함하는 연료 슬리브;
상기 연료 슬리브의 하단에 이격되어 구비되며 상기 연료를 방사 방향으로 분사시키는 핀틀;
상기 연료 슬리브의 외주면을 감싸는 산화제 슬리브; 및
상기 산화제 슬리브의 외주면을 감싸고 복수의 산화제 유로를 포함하며 상기 산화제 슬리브의 하단부를 향해 산화제를 분사시키는 산화제 매니폴드;를 포함하고,
상기 산화제 슬리브는,
그 하단부에 외측으로 돌출되게 구비되며 상기 산화제 매니폴드로부터 상기 산화제가 인가되면 상기 산화제의 이동 방향을 전환시키는 방향 전환부를 포함하는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.A fuel sleeve including a fuel flow path for guiding the fuel in the axial direction;
A pintle spaced apart from a lower end of the fuel sleeve and injecting the fuel in a radial direction;
An oxidant sleeve surrounding an outer circumferential surface of the fuel sleeve; And
And an oxidant manifold that surrounds the outer circumferential surface of the oxidant sleeve and includes a plurality of oxidant passages and injects an oxidant toward the lower end of the oxidant sleeve,
Wherein the oxidant sleeve comprises:
And a direction changing unit protruding outward at a lower end of the oxidizing agent manifold and switching the moving direction of the oxidizing agent when the oxidizing agent is applied from the oxidizing agent manifold
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 삭제delete 제1항에서,
상기 방향 전환부는,
상기 산화제의 이동 방향이 상기 축 방향에 경사지도록 경사면을 가지는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.The method of claim 1,
Wherein,
The oxidizing agent having an inclined surface such that the moving direction of the oxidizing agent is inclined in the axial direction
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제1항에서,
상기 산화제 슬리브는,
상기 산화제 매니폴드에 착탈 가능하게 구비되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.The method of claim 1,
Wherein the oxidant sleeve comprises:
And an oxidizer manifold
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제4항에서,
상기 산화제 슬리브는 착탈부를 통해 상기 산화제 매니폴드에 착탈 가능하게 구비되고,
상기 착탈부는,
상기 산화제 슬리브의 외주면에 형성되는 수나사부; 및
상기 수나사부에 체결되도록 상기 산화제 매니폴드의 내주면에 형성되는 암나사;
를 포함하는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.5. The method of claim 4,
Wherein the oxidant sleeve is detachably attached to the oxidant manifold through a detachable portion,
Wherein the detachable portion comprises:
A male screw portion formed on an outer circumferential surface of the oxidant sleeve; And
A female screw formed on an inner circumferential surface of the oxidant manifold so as to be coupled to the male screw portion;
Containing
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제4항에서,
상기 산화제 슬리브와 상기 산화제 매니폴드 사이에 제1 실링 부재가 구비되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.5. The method of claim 4,
And a first sealing member is provided between the oxidant sleeve and the oxidant manifold
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제1항에서,
상기 연료 슬리브는,
상기 산화제 슬리브에 착탈 가능하게 구비되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.The method of claim 1,
The fuel sleeve
And the oxidant sleeve is detachably attached to the oxidant sleeve
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제7항에서,
상기 연료 슬리브는 상기 산화제 슬리브에 끼워지는 구조로 착탈 가능하게 구비되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.8. The method of claim 7,
Wherein the fuel sleeve is detachably fitted to the oxidant sleeve
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제7항에서,
상기 연료 슬리브와 상기 산화제 슬리브 사이에 제2 실링 부재가 구비되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.8. The method of claim 7,
And a second sealing member is provided between the fuel sleeve and the oxidant sleeve
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제1항에서,
상기 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기는,
상기 핀틀에 말단이 고정되며 상기 연료 슬리브의 상기 연료 유로에 슬라이딩 가능하게 구비되어 상기 핀틀과 상기 연료 슬리브의 하단 사이의 간극을 조절하는 핀틀 지지부
를 더 포함하는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.The method of claim 1,
The pintle injector for an oxidizer overheating combustor,
And a pintle support member having a distal end fixed to the pintle and slidably fitted in the fuel passage of the fuel sleeve to adjust a gap between the pintle and a lower end of the fuel sleeve,
Further comprising
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제1항에서,
상기 산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기는,
상기 연료 슬리브의 상단부에 그 중심부가 착탈 가능하게 구비되며 그 가장자리부가 상기 산화제 매니폴드에 접하는 헤드 커버
를 더 포함하는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.The method of claim 1,
The pintle injector for an oxidizer overheating combustor,
Wherein a center portion of the fuel sleeve is detachably mounted on an upper end portion of the fuel sleeve,
Further comprising
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제11항에서,
상기 헤드 커버의 중심부에는 외부의 연료가 상기 연료 유로로 유동되도록 상기 연료 유로와 연통되는 하나 이상의 연료 통로가 형성되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.12. The method of claim 11,
At least one fuel passage communicating with the fuel passage is formed at the center of the head cover so that external fuel flows to the fuel passage
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor. 제11항에서,
상기 헤드 커버와 상기 연료 슬리브 사이에 제3 실링 부재가 구비되는
산화제 과잉 예연소기용 핀틀 분사기.12. The method of claim 11,
And a third sealing member is provided between the head cover and the fuel sleeve
Pintle sprayer for oxidizer overheating combustor.
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