KR102182591B1 - 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체 - Google Patents

3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체 Download PDF

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공주대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체에 관한 것으로, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 압축공기를 분사하여 추진력을 얻는 고속 추진체에 있어서, 공기흡입구와 모터가 연결되어 외기를 흡입하여 압축하는 공기압축부; 상기 공기압축부에서 생성된 압축 공기를 분사하여 추진력을 얻는 분무노즐; 및 일단이 상기 공기압축부와 연결되고 타단이 상기 분무노즐과 연결되어 상기 분무노즐로 분사되는 공기 입자를 미립화하고 분사되는 공기의 유로를 가변시키는 3차원 분무 인젝터;를 포함하고, 상기 3차원 분무 인젝터는 일단에서 분리되어 타단으로 집중되는 다중의 유로관으로 형성되어, 다중의 유로관을 통해 집중되는 공기 입자들이 충돌에 의해 무화(Atomization)되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체 {A HIGH SPEED PROPULSION SYSTEM WITH THREE-DIMENSIONAL TRANSIENT SPRAY INJECTOR}
본 발명은 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고속 추진체 내부에 다중의 유로관으로 형성된 3차원 분무 인젝터를 구비하여 분무노즐로 분사되는 공기의 분사각을 증대시킬 뿐 아니라 분사되는 공기의 유로를 가변시켜 상기 고속 추진체의 방향을 전환시킬 수 있도록 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체에 관한 것이다.
기존의 선박이나 비행체에 적용되고 있는 추진 장치의 로터(rotor) 형식은, 몇 개의 날개가 개별 또는 일체로 구성된 프로펠러 또는 스크루가 회전력을 전달하는 샤프트에 연결되어 회전하는 방식으로, 공기나 담수 또는 해수를 추진체의 이동방향과 반대 방향으로 배출시킴으로써 발생하는 반발력을 이용하여 추진하는 형식이다.
그러나 이러한 작동형태의 회전날개는, 유체와 접촉하는 날개 면적과 높이가 제한된 상태에서 1회 접촉으로 유체와의 에너지 전환이 완료되며, 샤프트와 날개가 연결되는 지점이 날개의 회전 중심부에 위치하여, 날개 중심부의 전면과 후면에서 발생하는 유체의 정체형상 및 난류현상으로 인하여 배출되는 유체속도가 저하됨과 동시에 진동이 발생하며, 각 날개와 유체 상호 간에 접촉하는 날개의 편심각도가 큼으로써 발생하는 진동 및 변위를 억제하기 위해, 날개를 지지하는 샤프트의 단면 적과 지지 골조를 필요 이상으로 키우는 현상이 발생하며, 회전력이
가장 큰 날개 끝단이 유체와 개방되어 있음으로써 발생하는 주변 유체의 교란 유동은 추진 장치의 불필요한 에너지 소모로 나타나며, 배출되는 유체의 회전운동에 에너지가 많이 소모되므로, 선박이나 비행체를 목적하는 속도 및 방향으로 움직이기 위하여, 이러한 불필요한 소모성 에너지를 포함하면서 실제 추진력을 발현할 수 있는 고출력 엔진을 사용하는 등의 비효율적인 현상을 지속하고 있다.
또한, 고속 추진체의 추진 장치로 쓰이는 프로펠라는 회전축과 직각을 이루는 면과 블레이드 길이방향 면이 이루는 편심각도를 키우는 것에는 한계가 있으며, 주변 유체와 개방된 상태에서, 제한된 가동영역 내에서 작동됨에 따라, 프로펠러에 전달되는 회전에너지를 이동에 필요한 직선 운동 에너지로 변화시키는 에너지 전환비율을 높이는 것에는 한계가 있는 것이 현실이다.
또한, 상기한 고속추진체는 각 추진장치를 선택적으로 가동하여 비행 방향을 조정하도록 구비되는데, 이러한 추진체는 방향 전환에 어려움이 있어 주로 한쪽 방향으로만 진행할 수 있도록 구성되었으며, 특히나 좁은 반경으로 신속하고 자유로운 방향 전환이 불가능할 뿐 아니라 신속하고 자유로운 방향 전환을 위해서는 넓은 공간을 갖는 비행장에서만 구현될 수 있는 한계가 있으며 소음으로 인한 공해의 문제점이 많이 발생하게 된다.
대한민국 등록특허공보 제10-1666776호는 물과 반응하여 수소가스를 생성하는 파우더를 사용하는 제트 추진체 및 그의 작동 방법에 관한 것으로, 물(Water)과 화학 반응하여 수소를 생성하고 수소의 폭발로 강한 추진력과 폭발의 고온을 연소실내 증기 공급과 자연적인 연소실 냉각이 되는 제트 추진체를 개발함으로써, 친환경 연료 사용과 아울러 속도를 조절할 수 있는 물(Water)에 화학 반응하여 일정 산화물과 수소를 발생시켜 그 수소를 착화시켜 추진력을 유도하는 발명에 관한것이다.
그러한, 상기 등록특허공보 제10-1666776호는 제트 추진체의 전방에 목적에 맞는 구성체를 연결하여 목적하는 바의 위치로 이동시키도록 방향과 진행 안정성이 강화된 구조를 설계하기는 하였으나, 상기 제트추진체의 방향 전환을 위한 구성이 복잡하여 구현에 어려움이 있으며 비용이 과다하게 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 제트 추진체의 추진력을 발생하는 유체의 유압이나 분사각을 증대시켜 추진체를 이동시키는 추진력이 증대되도록 하여 효율적인 비행이 가능할 수 있도록 하는 구성이 포함되어 있지 않다.
따라서, 고속 추진체를 추진시키는 추진력을 효과적이고 용이하게 증대시킬 수 있으며, 분사되는 유체의 방향을 자유로이 가변시켜 간단한 구성만으로도 자유로운 주행이 가능할 수 있도록 하는 고속 추진체의 개발이 요구되고 있다.
[특허 문헌] KR 10-1666776호 (등록 일자 2016년 10월 11일)
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은, 공기압축부에서 생성된 압축공기를 분사하여 추진력을 얻는 분무노즐과 연결되어 공기 입자를 미립화하고 분사하는 공기의 유로를 가변시켜 고속 추진체의 방향을 용이하게 전환시키는 3차원 분무 인젝터를 포함함으로써, 상기 분무노즐로 분사되는 공기의 방향에 따라 상기 추진체의 방향이 용이하게 전환될 수 있도록 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 압축공기를 분사하여 추진력을 얻는 고속 추진체에 있어서, 공기흡입구와 모터가 연결되어 외기를 흡입하여 압축하는 공기압축부; 상기 공기압축부에서 생성된 압축 공기를 분사하여 추진력을 얻는 분무노즐; 및 일단이 상기 공기압축부와 연결되고 타단이 상기 분무노즐과 연결되어 상기 분무노즐로 분사되는 공기 입자를 미립화하고 분사되는 공기의 유로를 가변시키는 3차원 분무 인젝터;를 포함하고, 상기 3차원 분무 인젝터는 일단에서 분리되어 타단으로 집중되는 다중의 유로관으로 형성되어, 다중의 유로관을 통해 집중되는 공기 입자들이 충돌에 의해 무화(Atomization)되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 3차원 분무 인젝터가 유입구 및 분사구를 갖는 센터유로관; 상기 유입구와 이웃하는 일측에서 분리되고, 상기 분사구와 이웃하는 타측으로 연결되는 다수개의 선회유로관; 및 상기 선회유로관 일측에 구비되어, 상기 선회유로관으로 유입되는 공기를 유입, 차단 또는 조절시키는 자동개폐장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 선회유로관이 직경이 상기 센터유로관의 직경보다 작게 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 선회유로관이 상기 선회유로관으로 선회하는 공기가 상기 센터유로관을 통해 이동하는 공기와 충돌하여 공기 입자의 액적 크기를 줄이도록 하고, 상기 분무노즐로 분사되는 공기의 분사각을 증대시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 자동개폐장치가 관리자 단말의 제어에 의해 각각이 독립적으로 개방 또는 폐쇄되거나 개방 정도가 조절되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 자동개폐장치가 상기 선회유로관으로 유입되는 공기를 선택적으로 조절하여 상기 분무노즐로 분사되는 공기의 유로를 가변시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 센터유로관이 상기 유입구에서 상기 분사구로 갈수록 단면적이 커지는 경사부;가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 경사부가 상기 유입구에서 상기 센터유로관 내부로 유입되는 공기의 와류 회전력을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
아울러, 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체는 상기 센터유로관이 상기 분사구의 직경이 상기 유입구의 직경과 동일하거나 소정으로 크게 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체에 의하면, 3차원 분무 인젝터를 구비함으로써, 분사되는 공기의 액적 크기를 줄일 수 있고 분사각을 증대시킬 수 있도록 하여 상기 고속 추진체의 추진력이 증대되는 효과가 있다.
또한, 상기 3차원 분무 인젝터가 센터유로관 및 상기 센터유로관의 일단에서 분리되어 타단으로 연결되는 다수개의 선회유로관을 포함하고, 상기 선회유로관을 자동으로 개폐하는 자동개폐장치를 구비하여 상기 선회유로관 각각으로 유입되는 공기의 양을 조절하도록 구성됨으로써, 분무노즐로 분사되는 기체의 유로를 가변시켜 상기 고속 추진체의 추진 방향을 전환할 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 상기 자동개폐장치가 개방 또는 폐쇄될 수 있으며, 개방되는 정도를 유연하게 조절할 수 있도록 구성되어, 상기 고속 추진체의 방향 전환 각도를 자유로이 제어할 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 센터유로관에 경사부를 구비함으로써, 상기 센터유로관에 유입되는 공기의 와류 회전력을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
아울러, 3차원 분무 인젝터의 구성이 간단하여 제작이 용이하고 경제적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 3차원 분무 인젝터의 세부적인 구성을 나타내는 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 공기의 흐름을 나타내는 상태도이다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 방향 전환을 나타내는 제1상태도이다.
도 4(b)는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 방향 전환을 나타내는 제2상태도이다.
도 5는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 3차원 분무 인젝터의 유동 해석을 나타내는 제1도이다.
도 6는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 3차원 분무 인젝터의 유동 해석을 나타내는 제2도이다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체와 관리자 단말을 도시한 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 우선, 도면들 중 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하게 하지 않기 위해 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 전반적인 구성을 나타내는 구성도이다.
본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체(1)는 압축 공기를 분사하여 추진력을 얻고, 부가적으로 공기 압축과정에서 발생하는 고온의 열원을 회수하여 전력을 생산하여 자체 소요 동력을 공급하도록 구비된다.
또한, 본 발명에 따른 상기 고속 추진체(1)는 분사되는 압축공기를 다중의 유로관을 통해 이동하면서 공기를 무화(Atomization)시켜 공기입자의 액적 크기를 줄일 수 있으며, 분사각을 증대시키도록 구비될 수 있다.
따라서, 상기 고속 추진체(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 압축공기부(100), 3차원 분무 인젝터(200) 및 분무노즐(300)을 포함할 수 있다.
상기 압축공기부(100)는 공기흡입구(110)와 모터(120)가 연결되어 외기를 흡입하여 압축하도록 구비된다.
구체적으로, 상기 압축공기부(100)는 도시되지는 않았지만 공기흡입구(110)와 공기필터, 모터/발전기(120)가 연결된 공기 압축기(미도시)를 구비하여 외기공기를 흡입하여 압축하도록 구성되고, 상기 공기압축기(미도시)로부터 토출되는 고온고압의 압축공기로 부터 열원을 회수하기 위한 열취득사이클(미도시)이 포함될 수 있다.
또한, 공기압축기(미도시)로부터 토출되는 고온고압의 압축공기는 압축공기 배관으로부터 상기 열취득사이클(미도시)의 열교환기로 연결되어 열취득사이클에 의해 열원이 흡수되어 냉각된 압축공기가 되어 압축공기 배관으로 배출된다.
또한, 상기 열취득사이클의 열교환기(미도시)로 부터 열원이 흡수되어 냉각된 압축공기는 분사유닛으로 공급될 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 3차원 분무 인젝터의 세부적인 구성을 나타내는 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 공기의 흐름을 나타내는 상태도이며, 도 5는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 3차원 분무 인젝터의 유동 해석을 나타내는 제1도이고, 도 6는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 3차원 분무 인젝터의 유동 해석을 나타내는 제2도이다.
본 발명에 따른 상기 3차원 분무 인젝터(200)는 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 일단이 상기 압축공기부(100)와 연결되고 타단이 상기 분무노즐(300)과 연결되어 상기 분무노즐(300)로 분사되는 공기 입자를 미립화하고 분사되는 공기의 유로를 가변시키도록 구비된다.
또한, 상기 3차원 분무 인젝터(100)는 일단에서 분리되어 타단으로 집중되는 다중의 유로관으로 형성되어, 다중의 유로관을 통해 집중되는 공기 입자들이 충돌에 의해 무화(Atomization)되도록 구성될 수 있다.
구체적으로, 상기 3차원 분무 인젝터(200)는 상기 압축공기부(100)에서 제공되는 공기가 이동하는 주 유로관 둘레로 다중의 유로관이 설치되도록 하여 유로관이 집중되는 부분에서 공기의 충돌 작용에 의해 분사되는 공기를 미립화하고 분사되는 공기의 분사각을 증대시킬 수 있도록 구비된다.
따라서, 상기 3차원 분무 인젝터(200)는 센터유로관(210), 선회유로관(220) 및 자동개폐장치(230)를 포함할 수 있다.
상기 센터유로관(210)은 내부에 공기를 유입시키는 유입구(211) 및 유입된 내부 공기를 외부로 즉, 분무노즐(300)로 분사시키는 분사구(212)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 센터유로관(210)은 상기 3차원 분무 인젝터(200)로 유입되어 상기 분무노즐(300)로 이동하는 공기의 주 이동 유로관으로써, 일측에 공기가 유입되는 유입구(211)를 구비하고, 상기 유입구(211)와 대응되는 타측에 유입된 공기가 상기 분무노즐(300)로 분사시키는 분사구(212)를 포함하는 함체 형상으로 구성될 수 있다.
또한, 상기 센터유로관(210)은 상기 유입구(211)에서 상기 분사구(212)로 갈수록 단면적이 커지는 경사부(213)를 포함하여 구성될 수 있다.
따라서, 상기 경사부(213)는 상기 유입구(211)에서 상기 센터유로관(210) 내부로 유입되는 공기가 직경이 넓어진 내부로 이동하면서 와류 회전력을 발생시킬 수 있도록 한다.
이에, 상기 센터유로관(210)은 상기 분사구(212)의 직경이 상기 유입구(211)의 직경과 동일하거나 소정으로 크게 구성됨이 바람직하다.
구체적으로, 상기 센터유로관(210)은 상기 센터유로관(210)의 중심부 측 직경이 상기 센터유로관(210)의 유입구(211) 쪽 직경 보다 크게 구성됨으로써, 상기 센서유로관(210)의 유입구(211) 쪽에서 중심부쪽으로 갈수록 직경이 커지는 경사부(213)가 형성될 수 있다.
따라서, 상기 센터유로관(210)은 상기 유입구(211)에서 유입되는 공기가 직경이 커진 센터유로관(210)의 내부로 유입될 때 급격하게 커지는 내부 직경에 의해 와류를 발생시키는 회전력이 생성되게 된다.
또한, 상기 센터유로관(210)은 상기 분사구(212) 쪽 즉, 상기 센터유로관(210) 타측에서 상기 선회유로관(220)에서 유입되는 공기와 만나 충돌하도록 구성될 수 있다.
상기 선회유로관(220)은 상기 유입구(211)와 이웃하는 일측에서 분리되고, 상기 분사구(212)와 이웃하는 타측으로 연결되는 다수개로 구비될 수 있다.
또한, 상기 선회유로관(220)은 직경이 상기 센터유로관(210)의 직경보다 작게 구성됨이 바람직하다.
또한, 상기 선회유로관(220)은 상기 선회유로관(220)으로 선회하는 공기가 상기 센터유로관(210)을 통해 이동하는 공기와 충돌하여 공기 입자의 액적 크기를 줄이도록 하고, 상기 분무노즐(300)로 분사되는 공기의 분사각을 증대시키도록 구비된다.
구체적으로, 상기 선회유로관(220)은 상기 센터유로관(210)의 일측에서 타측으로 통공되도록 구성되는 일정 길이를 갖는 관형상으로, 상기 유입구(211)로 유입된 공기의 일부를 이동시켜 상기 센터유로관(210)의 타측에서 센터유로관(210)으로 이동하는 공기와 합류하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 선회유로관(220)은 각각의 직경이 동일하게 구성될 수 있으며, 상이하게 구성될 수도 있다.
따라서, 상기 선회유로관(220)의 직경 또는 상기 선회유로관(220)의 배치 상태에 따라 상기 3차원 분무 인젝터(200)에서 분사되는 공기의 유로 및 분사각 또는 분사되는 위치 즉, 타겟팅(tagetting)영역을 달라지게 할 수도 있다.
또한, 상기 선회유로관(220)은 상기 3차원 분무 인젝터(200)에서 분사되는 공기 입자들의 강력한 충돌에 의해 공기 입자들의 선형운동 또는 회전운동이 생성될 수 있도록 한다.
따라서, 상기 선회유로관(220)은 상기 3차원 분무 인젝터(200)에서 분사되는 공기를 무화(Atomization)시켜 공기 입자의 액적 크기를 줄일 수 있도록 한다.
이에, 상기 선회유로관(220)은 분사되는 공기를 미립화시키거나 분사각을 증대시키기 위한 별도의 장치 없이도 유체가 선회하는 선회유로와 유체의 주 이동유로를 구분하여 설치하는 것만으로도 용이하고 경제적으로 미립화 및 분사각 증대 효과를 볼 수 있도록 한다.
또한, 상기 선회유로관(220)은 도시된 바와 같이 상기 센터유로관(210)을 중심으로 사방으로 분산되는 4개로 구성될 수 있으나, 도시되지는 않았지만 상기 센터유로관(210)을 중심으로 4개 이상의 다수개로 구성될 수도 있다.
한편, 상기 선회유로관(220)은 상기 자동개폐장치(230)에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있으며, 개방 정도가 조절될 수 있다.
따라서, 상기 선회유로관(220)은 상기 자동개폐장치(230)에 의해 모두가 개방될 수 있으며, 자동개폐장치(230)에 의해 특정 방향의 선회유로관(220)만이 개방될 수도 있다.
이 때, 상기 선회유로관(220)은 개방된 선회유로관(220)의 배치가 한 방향으로 집중될 경우 상기 선회유로관(220)이 집중된 방향에서 분사되는 공기의 압력에 의해 상기 고속 추진체 분무노즐(300)에서 분사되는 공기의 방향이 전환되게 된다.
따라서, 사용자는 관리자 단말(10)의 제어에 의해 상기 자동개폐장치(230)의 개폐 및 개방정도를 제어하여 상기 고속 추진체(1)의 추진 방향을 전환시키게 된다.
이에, 상기 선회유로관(220)은 고속 추진체(1)의 추진력을 증대시킬 뿐 아니라 고속 추진체(1)의 추진 방향을 용이하게 전환시킬 수 있도록 한다.
도 4(a)는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 방향 전환을 나타내는 제1상태도이고, 도 4(b)는 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체의 방향 전환을 나타내는 제2상태도이다.
본 발명에 따른 상기 자동개폐장치(230)는 도 4(a) 및 도 4(b)에 도시된 바와 같이 상기 선회유로관(220) 일측단에 구비되어 상기 선회유로관(220)으로 유입되는 공기를 유입, 차단 또는 조절시키도록 구비된다.
또한, 상기 자동개폐장치(230)는 관리자 단말(10)의 제어에 의해 각각이 독립적으로 개방 또는 폐쇄되거나 개방정도가 조절되도록 구비된다.
또한, 상기 자동개폐장치(230)는 상기 선회유로관(220)으로 유입되는 공기를 선택적으로 조절하여 상기 분무노즐(300)로 분사되는 공기의 유로를 가변시키도록 구비될 수 있다.
구체적으로, 상기 자동개폐장치(230)는 상기 선회유로관(220)의 일측단 즉, 선회유로관(220) 중 상기 유입구(211)와 인접하여 센터유로관(210)과 접촉하는 면에 구비되어 상기 선회유로관(210)의 통공을 자동으로 개방 또는 폐쇄하도록 구비되는 개폐장치일 수 있다.
또한, 상기 자동개폐장치(230)는 폐쇄되는 선회유로관(220)으로는 공기가 유입되지 않도록 하여 여타의 선회유로관(220) 및 센터유로관(210)으로 유입되어 분사되는 공기의 유로가 가변되도록 한다.
또한, 상기 자동개폐장치(230)는 복수개의 날개가 조리개 형태로 동작하면서 통공을 개폐하도록 구성된 조리개형 개폐장치일 수 있다.
이에, 상기 자동개폐장치(230)는 공기가 유입되는 부분에 연결되며 일정 거리 이격되게 설치된 한 쌍의 고정링(미도시)과 상기 한 쌍의 고정링(미도시) 사이에 배치되고, 일단부가 각각의 회전축(미도시)들을 중심으로 반경 방향 내측 및 외측으로 회전하도록 설치되며, 일면에 반경 방향 내측에서 반경 방향 외측으로 연장된 원호형의 가이드홈(미도시)이 오목하게 형성되어 있는 복수개의 날개를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 조리개 형태의 자동개폐장치(230)는 공지의 장치일 수 있으며 이에 상기 조리개 형태의 자동개폐장치(230)의 자세한 설명은 생략하도록 한다.
또한, 상기 자동개폐장치(230)는 관리자 단말(10)의 제어에 의해 개방되고 폐쇄될 수 있는 다른 공지의 개폐장치를 적용 실시할 수 있다.
상기 분무노즐(300)은 상기 공기압축부(100)에서 생성된 압축공기를 분사하여 추진력을 얻도록 구비된다.
구체적으로, 상기 분무노즐(300)은 상기 3차원 분무 인젝터(200)의 타단측과 연결되어 상기 3차원 분무 인젝터(200)에서 미립화된 공기가 외부로 분사되도록 구비된다.
또한, 상기 분무노즐(300)은 도시된 바와 같이 상기 공기가 분사되는 방향으로 퍼지는 깔대기 형상으로 형성됨이 바람직하다.
도 7은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체와 관리자 단말을 도시한 구성도이다.
한편, 본 발명에 따른 상기 고속 추진체는 도 7에 도시된 바와 같이 관리자 단말에 제어에 따른 상기 고속 추진체의 전반적인 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(미도시)는 상기 관리자 단말(10)과 무선통신망으로 연결되어 무선통신 되도록 한다.
상기 무선통신망은 LTE, LTE-A(LTE Advance), CDMA(code division multiple access), WCDMA(wideband CDMA), UMTS(universal mobile telecommunications system), WiBro(Wireless Broadband), 또는 GSM(Global System for Mobile Communications) 등 중 적어도 하나를 사용하는 셀룰러 통신을 포함할 수 있다
또한, 상기 무선통신망은 예로, WiFi(wireless fidelity), 블루투스, 블루투스 저전력, 지그비, NFC, 자력 시큐어 트랜스미션, 라디오 프리퀀시, 또는 보디 에어리어 네트워크 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 블루투스(Bluetooth)는 근거리 무선통신 규격으로 반경 10∼100m안에서 각종 전자·정보통신 기기를 무선으로 연결, 제어하고, 245㎓ 주파수를 이용해 일정 범위 안에서 각종 기기를 무선으로 연결할 수 있다.
또한, 지그비(Zigbee)는 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802154 표준 중 하나로서, 가정·사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 10∼20m 내외의 근거리 통신을 수행할 수 있다.
또한, 와이파이는 무선접속장치(AP)가 설치된 곳의 일정 거리 안에서 초고속 인터넷을 할 수 있는 근거리통신망으로 전파나 적외선 전송방식을 이용하여 데이터를 송수신한다.
상기와 같은 본 발명에 따른 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체에 의하면, 3차원 분무 인젝터를 구비함으로써, 분사되는 공기의 액적 크기를 줄일 수 있고 분사각을 증대시킬 수 있도록 하여 상기 고속 추진체의 추진력이 증대될 수 있다.
또한, 상기 3차원 분무 인젝터가 센터유로관 및 상기 센터유로관의 일단에서 분리되어 타단으로 연결되는 다수개의 선회유로관을 포함하고, 상기 선회유로관을 자동으로 개폐하는 자동개폐장치를 구비하여 상기 선회유로관 각각으로 유입되는 공기의 양을 조절하도록 구성됨으로써, 분무노즐로 분사되는 기체의 유로를 가변시켜 상기 고속 추진체의 추진 방향을 전환할 수 있도록 한다.
또한, 상기 자동개폐장치가 개방 또는 폐쇄될 수 있으며, 개방되는 정도를 유연하게 조절할 수 있도록 구성되어, 상기 고속 추진체의 방향 전환 각도를 자유로이 제어할 수 있다.
또한, 상기 센터유로관에 경사부를 구비함으로써, 상기 센터유로관에 유입되는 공기의 와류 회전력을 증대시킬 수 있다.
아울러, 3차원 분무 인젝터의 구성이 간단하여 제작이 용이하고 경제적인 효과가 있다.
이상에 설명한 본 명세서 및 청구범위에 사용되는 용어 및 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 본 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 도면 및 실시 예에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 하나의 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
1 : 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체
10 : 관리자 단말 100 : 압축공기부
110 : 공기흡입구 120 : 모터
200 : 3차원 분무 인젝터 210 : 센터유로관
211 : 유입구 212 : 분사구
213 : 경사부 220 : 선회유로관
230 : 자동개폐장치 300 : 분무노즐

Claims (9)

  1. 압축공기를 분사하여 추진력을 얻는 고속 추진체에 있어서,
    공기흡입구와 모터가 연결되어 외기를 흡입하여 압축하는 공기압축부;
    상기 공기압축부에서 생성된 압축 공기를 분사하여 추진력을 얻는 분무노즐; 및
    일단이 상기 공기압축부와 연결되고 타단이 상기 분무노즐과 연결되어 상기 분무노즐로 분사되는 공기 입자를 미립화하고 분사되는 공기의 유로를 가변시키는 3차원 분무 인젝터;를 포함하되,
    상기 3차원 분무 인젝터는,
    유입구 및 분사구를 갖는 센터유로관;
    상기 유입구와 이웃하는 일측에서 분리되고, 상기 분사구와 이웃하는 타측으로 연결되는 다수개의 선회유로관; 및
    상기 선회유로관 일측단에 구비되어, 상기 선회유로관으로 유입되는 공기를 유입, 차단 또는 조절시키는 자동개폐장치;를 포함하고,
    상기 자동개폐장치는,
    관리자 단말의 제어에 의해 각각이 독립적으로 개방 또는 폐쇄되거나 개방 정도가 조절되는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 선회유로관은,
    직경이 상기 센터유로관의 직경보다 작게 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 선회유로관은,
    상기 선회유로관으로 선회하는 공기가 상기 센터유로관을 통해 이동하는 공기와 충돌하여 공기 입자의 액적 크기를 줄이도록 하고, 상기 분무노즐로 분사되는 공기의 분사각을 증대시키는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자동개폐장치는,
    상기 선회유로관으로 유입되는 공기를 선택적으로 조절하여 상기 분무노즐로 분사되는 공기의 유로를 가변시키는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 센터유로관은,
    상기 유입구에서 상기 분사구로 갈수록 단면적이 커지는 경사부;
    가 형성되는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 경사부는,
    상기 유입구에서 상기 센터유로관 내부로 유입되는 공기의 와류 회전력을 발생시키는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 센터유로관은,
    상기 분사구의 직경이 상기 유입구의 직경과 동일하거나 소정으로 크게 구성되는 것을 특징으로 하는 3차원 분무 인젝터가 구비된 고속 추진체.
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