KR102638461B1 - 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구 - Google Patents

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이민형
이은광
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페리지에어로스페이스 주식회사
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Abstract

본 발명은 액체 연료를 통해 우주발사체의 추진력을 제공하는 액체 로켓 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체 로켓 엔진의 기밀시험을 위해 노즐을 밀폐하는 치구에 관한 것이다.

Description

액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구{Liquid-Propellant Rocket Engine Leak Test Jig}
본 발명은 액체 연료를 통해 우주발사체의 추진력을 제공하는 액체 로켓 엔진에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체 로켓 엔진의 기밀시험을 위해 노즐을 밀폐하는 치구에 관한 것이다.
우주발사체는, 탑재물을 싣고 지구를 벗어나 우주궤도의 정해진 곳까지 실어 올리는 로켓(rocket)으로, 작용과 반작용을 이용한 추진기관 또는 이 로켓기관으로 추진되는 비행체를 말한다.
우주발사체는 추진력을 발생시키는 엔진과, 추진제를 저장하는 추진제 탱크와, 자세제어 및 통신을 위한 항전 장비와, 궤도에 이송되는 탑재체 및 궤도에 오르기까지 탑재체를 보호하는 페어링으로 구성된다.
엔진은 액체 연료를 사용하는 액체 로켓 엔진과, 고체 연료를 사용하는 고체 로켓 엔진으로 구분되며, 이 중 액체 로켓 엔진은 산화제와 연료를 연소시켜 고온 고압의 가스로 만든 후 노즐을 통해 가속하여 외부로 분출하며, 연소가스가 분출될 때 힘의 반작용에 의해 우주발사체의 추력을 생성하게 된다.
이러한 액체 로켓 엔진은, 조립과정에서 엔진의 체결부, 접합부와 같은 각 요소들에 대하여 기밀시험이 수행되고 있으며, 이러한 기밀시험은, 엔진 품질의 신뢰성을 확보하고 엔진의 안정적인 작동을 담보하기 위해 반드시 수행되어야 하고, 기밀시험을 통해 엔진의 시험 과정 및 임무 수행 과정에서의 사고를 예방할 수 있다.
로켓 엔진의 기밀시험을 위해서는 연소기 내부를 대기로부터 밀폐시켜야 하고 이를 위해 별도의 기밀 치구를 사용한다. 기존에는 액체 로켓 엔진의 기밀시험을 진행하기 위해 노즐의 출구 부분에 별도의 인터페이스를 마련하고 출구에 기밀 플레이트를 장착 및 밀봉하여 기밀시험을 진행하였다. 위 방식의 치구는, 별도의 인터페이스를 마련해야하기 때문에 발사체 제작비용이 증가하며, 노즐 출구부는 직경이 가장 크기 때문에 치구의 크기 또한 커지는 문제가 있다. 또한 치구의 크기가 커지기 때문에 노즐 출구부에 과도한 하중을 인가하여 노즐의 성능에 악영향을 미치는 문제가 있다.
한국공개특허 제10-2023-0029274호(2023.03.03.공개)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명은 액체 로켓 엔진용 기밀시험 치구를 제공함에 있어서, 노즐의 목부분에 설치하여 엔진의 기밀을 유지할 수 있는 액체 로켓 엔진 용 기밀시험 치구를 제공함에 있다.
특히, 직경이 작은 소형 발사체의 엔진에도 적용이 가능한 장착 메커니즘을 구현하면서도 단순한 구조를 갖는 액체 로켓 엔진 용 기밀시험 치구를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 액체 로켓 엔진 용 기밀시험 치구는, 연소가스 유동 방향 중앙에 노즐목이 형성되되, 유입측에서 상기 노즐목으로 갈수록 직경이 줄어들고, 상기 노즐목에서 유출측으로 갈수록 직경이 늘어나는 노즐에 장착되는 기밀시험 용 치구에 있어서, 상기 치구는, 상기 노즐목의 하류 측인 하측에 장착되되, 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 고정되는 실링바디; 상기 실링바디의 상측에 상하 이동 가능하도록 결합되되, 상기 노즐목의 상류 측인 상측에 장착되는 레그가이드; 상기 실링바디와 상기 레그가이드를 연결하도록 볼팅 결합시키되, 회전에 의해 레그가이드를 상하 이동시키는 볼트; 상기 레그가이드 상에 구비되되, 반경 방향을 따라 이동 가능하도록 결합되어 반경 방향 외측 이동 시 상기 레그가이드의 반경 방향 외측으로 돌출되어 단부가 상기 노즐목의 상류 측 내면에 고정되고, 반경 방향 내측 이동 시 상기 레그가이드에 수용되는 레그; 및 상기 실링바디에 구비되되 상측으로 돌출 형성되며, 상기 레그가이드의 하방 이동 시 단부를 통해 상기 레그의 반경 방향 내측을 가압하여 상기 레그를 반경 방향 외측으로 이동시키는 샤프트를 포함하고, 상기 볼트의 회전에 의해 상기 레그를 통해 노즐목의 상류 측을 지지하는 레그가이드와, 상기 노즐목의 하류 측을 지지하는 실링바디가 근접함에 따라 상기 실링바디의 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 밀착되어 상기 노즐을 기밀한다.
또한, 상기 치구는, 상기 실링바디의 하면에 결합되어 상기 실링바디, 볼트, 샤프트 및 레그가이드의 결합부를 실링 하는 기밀플레이트를 더 포함한다.
또한, 상기 치구는, 상기 볼트의 체결 해제에 따른 상기 샤프트의 레그 가압 해제 시 상기 레그를 반경 방향 내측으로 이동시키도록 상기 레그와 상기 레그가이드 사이에 구비되어 상기 레그에 인장 탄성력을 제공하는 제1 탄성부재를 포함한다.
또한, 상기 치구는, 상기 볼트의 체결 해제 시 상기 실링바디와 상기 레그가이드를 이격시키도록 상기 레그가이드와 상기 샤프트 사이에 구비되어 상기 레그가이드에 압축 탄성력을 제공하는 제2 탄성부재를 포함한다.
또한, 상기 치구는, 상기 실링바디 상에 구비되되, 상기 실링바디의 반경 방향 외측 단부와 상기 노즐의 내면 사이에 위치하여 상기 실링바디와 상기 노즐 사이를 실링하기 위한 제1 실링부재를 더 포함한다.
또한, 상기 치구는, 상기 기밀플레이트 상에 구비되되, 상기 기밀플레이트와 상기 실링바디 사이에 위치하여 상기 실링바디와 상기 기밀플레이트를 실링하기 위한 제2 실링부재를 더 포함한다.
또한, 상기 실링바디는 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 대응되도록 직경이 하방으로 갈수록 증가하고, 상기 레그는, 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 대응되도록 직경이 하방으로 갈수록 감소한다.
또한, 상기 레그는, 원주 방향을 따라 일정폭을 갖도록 형성되되, 복수 개가 방사상으로 배치된다.
또한, 상기 실링바디는, 중앙에 상기 샤프트가 관통하는 제1 샤프트 관통홀이 형성되되, 상기 제2 실링부재의 직경은, 상기 제1 샤프트 관통홀의 직경보다 크게 형성된다.
또한, 상기 레그가이드의 직경은 상기 노즐목의 직경보다 작게 형성되고, 상기 레그의 최대 돌출길이와 상기 레그가이드의 직경의 합은 상기 노즐복의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 치구는, 상기 볼트의 체결 토크를 조절하여 상기 실링바디의 밀착력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레그가이드는, 하측에 배치되는 제1 레그가이드와 상측에 배치되는 제2 레그가이드를 포함하고, 상기 레그는 상기 제1 레그가이드와 제2 레그가이드 사이에 구비된다.
또한, 상기 샤프트는, 상기 실링바디를 관통하여 상측단부가 상기 레그가이드에 삽입되되 하단은 상기 실링바디에 고정되고, 상기 볼트는, 상기 샤프트를 관통하여 상측 단부가 상기 레그가이드에 볼팅 결합되되, 하단은 상기 샤프트를 통해 지지된다.
또한, 상기 치구는, 상기 기밀플레이트를 상기 실링바디에 결합시키는 체결수단; 상기 실링바디의 하면에서 하측으로 돌출되도록 상기 실링바디에 고정되는 핀; 및 상기 기밀플레이트의 상기 실링바디 조립 시 정조립위치를 안내하도록 상기 핀에 대응되는 위치에 형성되어 상기 핀이 끼워지는 핀 관통홀을 더 포함한다.
아울러, 상기 체결수단은, 상기 기밀플레이트의 원주 방향을 따라 등간격으로 체결되고, 상기 핀 및 핀 관통홀은 적어도 두 개 이상 형성된다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 액체 로켓 엔진 용 기밀시험 치구는 노즐에 별도의 치구 장착을 위한 인터페이스 없이 장착이 가능하여 인터페이스 제작에 따른 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 치구는 노즐 중 직경이 가장 작은 노즐의 목부분에 장착하기 때문에 치구의 크기를 줄일 수 있고, 이에 따라 노즐에 영향을 최소화하여 시험 정밀도를 향상시킨 효과가 있다.
또한, 구조와 장착메커니즘을 단순화하여 직경이 작은 소형 액체로켓 엔진에도 적용이 가능한 효과가 있다.
또한, 노즐부 밀봉 시 체결 볼트에 인가하는 토크의 크기에 따라 노즐과 치구의 결합력을 조절할 수 있는 효과가 있다.
또한, 기밀시험 후 치구 해제 시 탄성에 의해 결속이 해제되도록 구성하여 치구의 제거가 용이하고, 노즐의 손상 없이 안전하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 액체로켓 엔진의 노즐에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구의 단면도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구의 분해단면도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 실링바디 및 기밀 플레이트의 단면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 액체로켓 엔진의 노즐에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구의 저면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 체결수단이 도시된 도 4의 AA' 단면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트 및 볼트의 단면도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레그가이드 및 레그의 단면도
도 8은 액체로켓 엔진의 노즐에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구의 평면도
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구의 장착 과정을 나타낸 단면도
이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구(1000)(이하, "치구")의 단면도가 도시되어 있다. 또한, 도 2에는, 본 발명의 치구(1000)의 분해단면도가 도시되어 있다. 다만, 도 2에는, 편의상 도 1에 도시된 제1 및 제2 탄성부재(710, 720), 제1 및 제2 실링부제(810, 820) 및 핀(900)이 제외된 것으로 도시되어 있으나, 모두 포함하여 구성될 수 있다.
치구(1000)를 설명하기에 앞서 치구(1000)가 장착되는 액체 로켓 엔진의 노즐(10)은, 유동 방향 중앙에 노즐목(15)이 형성되고, 연소가스가 유입되는 유입측에서 노즐목(15) 측으로 갈수록 직경이 줄어들고, 최소 직경이 되는 부분에 노즐목(15)이 형성된다. 또한 노즐목(15)에서 연소가스가 배출되는 유출측으로 갈수록 직경이 늘어나도록 형성될 수 있다. 이때 본 발명의 치구(1000)는 노즐목(15) 부분에 장착되어 액체로켓 엔진의 기밀시험을 수행하도록 구성될 수 있다. 이하 상기와 같은 구성을 갖는 치구(1000)에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도시된 바와 같이 치구(1000)는 노즐(10) 상의 노즐목(15)의 유출 측에 장착되는 실링바디(100)와, 노즐(10) 상의 노즐목(15)의 유입측에 장착되는 레그가이드(200)와, 실링바디(100)를 관통하여 레그가이드(200)에 체결되는 샤프트(300)와, 샤프트(300)와 레그가이드(200)에 볼팅 결합되어 고정력을 제공하는 볼트(400)와, 레그가이드(300) 상에 구비되되 반경 방향으로 이동하여 노즐목(15)의 유입 측 내면에 밀착 고정되는 레그(500)와, 실링바디(100)의 유출 측에 결합되어 실링바디(100), 샤프트(200) 및 레그가이드(300)의 결합부를 실링하기 위한 기밀플레이트(600)를 포함하여 구성된다.
추가적으로 치구(1000)는 레그(500)와, 레그가이드(200) 사이에 구비되어 레그(500)에 반경 방향 내측 방향으로 인장 탄성력을 제공하는 제1 탄성부재(710)와, 볼트(400) 상에 구비되되, 레그가이드(200)와, 샤프트(300) 사이에 구비되어 레그가이드(200)에 유입측 방향으로 압축 탄성력을 제공하는 제2 탄성부재(720)를 포함한다.
또한, 치구(1000)는 실링바디(100) 상에 구비되되, 실링바디(100)와 노즐(10)의 밀착부 상에 위치하여 실링바디(100)를 노즐(10)에 밀착 기밀하기 위한 제1 실링부재(810)를 포함하고, 기밀플레이트(600) 상에 구비되되, 기밀플레이트(600)와 실링바디(100)의 밀착부 상에 위치하여 기필플레이트(600)를 실링바디(100)에 밀착 기밀하기 위한 제2 실링부재(820)를 포함한다.
아울러 치구(1000)는 기밀플레이트(600)를 관통하여 실링바디(100)에 결합되는 핀(900)을 더 포함한다.
이하 상기와 같은 치구(1000)의 구성요소 각각의 세부 형상 및 결합구조에 대하여 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 3에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 실링바디(100) 및 기밀 플레이트(600)의 단면도가 도시되어 있다. 또한, 도 4에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 액체로켓 엔진의 노즐(10)에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구(1000)의 저면도가 도시되어 있고, 도 5에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 체결수단(950)이 도시된 도 4의 AA' 단면도가 도시되어 있다.
실링바디(100)는 상하 길이 방향을 따라 상측에 위치한 상부실링바디(110)와 하측에 위치한 하부실링바디(120)로 구분될 수 있다. 상부실링바디(110)는 직경이 균일한 원통형으로 이루어지고, 하부실링바디(120)는 상부실링바디(110) 보다 큰 직경을 갖도록 구성되되, 노즐(10)의 하단 내면에 대응되도록 하방으로 갈수록 직경이 증가하는 원통형으로 이루어질 수 있다. 상부실링바디(110)의 상측 상면에는 레그가이드(200)가 삽입되도록 상면의 반경 방향 외측에서 내측으로 이격되어 형성되되, 하방으로 함몰 형성된 레그가이드 삽입부(130)가 형성될 수 있고, 실링바디(100)의 중앙에는 샤프트(200)가 관통하도록 상하 방향을 따라 제1 샤프트 관통홀(140)이 형성될 수 있다. 또한, 하부실링바디(120)는 하측 외주면에 제1 실링부재(810)가 삽입되도록 제1 실링부재 삽입홈(150)이 형성된다. 제1 실링부재 삽입홈(150)은 원주 방향을 따라 형성되며, 외주면에서 반경 방향 내측으로 함몰 형성될 수 있다. 제1 실링부재 삽입홈(150)은 상하 방향을 따라 복수 개가 이격 형성될 수 있다. 또한 하부실링바디(120)는 하면에 핀(900)이 삽입되는 핀 삽입홈(160)이 형성될 수 있다. 핀 삽입홈(160)은 실링바디(100)의 하면에서 상측으로 함몰 형성되며, 핀(900)의 수에 따라 복수 개가 방사상으로 형성될 수 있다.
기밀플레이트(600)는, 실링바디(100)의 하면에 결합되어 제1 샤프트 관통홀(140)을 밀폐하도록 구성된다. 기밀플레이트(600)는, 상하 길이 방향을 따라 상측에 위치한 상부플레이트(610)와 하측에 위치한 하부플레이트(620)로 구분될 수 있다. 상부플레이트(610)는, 직경이 균일한 원통형으로 이루어지고, 하부실링바디(120)의 하단 직경에 대응되는 직경을 갖도록 구성된다. 하부플레이트(620)는, 상부플레이트(610) 보다 작은 직경을 갖도록 구성되며, 직경이 균일한 원통형으로 이루어질 수 있다. 상부플레이트(610)의 상면에는 실링바디(100)에 샤프트(300) 결합 시 샤프트(300)의 머리부가 수용될 수 있는 샤프트 수용홈(630)이 하방으로 일정영역 함몰 형성될 수 있다. 또한 샤프트 수용홈(630)의 반경 방향 외측에는 일정거리 이격되어 제2 실링부재(820)가 삽입되도록 제2 실링부재 삽입홈(640)이 상면에서 하방으로 함몰 형성될 수 있다. 제2 실링부재 삽입홈(640)은 실링바디(100)와 기밀플레이트(600) 결합 시 제1 샤프트 관통홀(140)을 통해 유체가 외부로 리크되는 것을 방지하기 위한 구성이므로, 제2 실링부재 삽입홈(640)의 직경은 제1 샤프트 관통홀(140)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 아울러 상부플레이트(610) 상의 제2 실링부재 삽입홈(640)의 반경 방향 외측에는 일정거리 이격되어 핀 관통홀(650)이 형성될 수 있다. 핀 관통홀(650)은 핀 삽입홈(160)에 삽입되는 핀(900)이 관통 지지되기 위한 구성으로 실링바디(100)와 기밀플레이트(600) 결합 시 핀 삽입홈(160)에 대응되는 위치에 형성되며, 상하 방향을 따라 관통 형성될 수 있다. 핀 관통홀(650)은 핀(900)의 수에 따라 복수 개가 방사상으로 형성될 수 있다. 핀(900), 핀 삽입홈(160) 및 핀 관통홀(650)을 통해 실링바디(100)에 기밀플레이트(600) 결합 시 정렬을 용이하게 할 수 있다. 도 4 및 도 5를 참조하면, 실링바디(100)와 기밀플레이트(600)는 체결수단(950)을 통해 체결될 수 있고, 일예로 체결수단(950)은 렌치 볼트일 수 있다. 기밀플레이트(600)의 하면을 기준으로 체결수단(950)은 원주 방향을 따라 등 간격으로 배치될 수 있고, 기밀플레이트(600)의 하방에서 기밀플레이트(600)를 관통하여 실링바디(100)에 볼팅 결합될 수 있다. 핀(900) 및 핀 관통홀(650)은 체결수단(950)과 이웃하는 체결수단 사이에 구비될 수 있고, 적어도 두 개 이상 구비될 수 있다. 핀(900)은 기밀플레이트(600)를 실링바디(100)에 장착 시 정조립위치를 안내하도록 구성될 수 있다.
도 6에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 샤프트(300) 및 볼트(400)의 단면도가 도시되어 있다.
샤프트(300)는 실링바디(100)와 레그가이드(200) 사이에 구비되도록 실링바디(100)를 관통하여 상측 단부가 레그가이드(200)에 삽입되며, 레그가이드(200)가 상하이동 가능하도록 구성될 수 있다. 볼트(400)는 샤프트(300)를 관통하여 레그가이드(200)의 제2 레그가이드(220)와 볼팅 결합될 수 있고, 회전에 의해 레그가이드(200)를 상하 이동시키도록 구성될 수 있다. 한편 샤프트(300)는 레그가이드(200)의 하방 이동 시 상측 단부를 통해 레그가이드(200)에 결합된 레그(500)를 반경 방향 외측으로 밀어내어 이동시키도록 구성될 수 있다. 이를 위해 샤프트(300)는 상측에 상하 길이 방향을 따라 형성된 샤프트 몸체(310)와, 하단에 형성된 샤프트 헤드(320)를 포함한다. 샤프트 몸체(310)는 일정 직경을 갖는 원통형으로 이루어지고, 중앙에는 상하 길이 방향을 따라 볼트(400)가 삽입되도록 볼트 관통홀(330)이 형성될 수 있다. 볼트 관통홀(330)의 중앙 측에는 볼트 관통홀(330) 보다 작은 직경을 갖는 걸림턱(340)이 형성된다. 걸림턱(340)은 하단부는 볼트(400)의 볼트 헤드(420)와 맞닿아 볼트(400)가 상측으로 더 이상 이동되지 않도록 구성되고, 상단부는 제2 탄성부재(720)의 하단이 맞닿아 지지되도록 구성된다. 샤프트 몸체(310)의 상단에는 레그가이드(200)의 하방 이동 시 레그(500)를 반경 방향 외측으로 밀어내도록 상방으로 갈수록 직경이 좁아지는 푸시부(350)가 형성될 수 있다.
볼트(400)는 볼트 몸체(410)와 볼트 몸체(410)의 하단에 형성된 볼트 헤드(420)로 구성될 수 있다. 볼트 몸체(410)의 하측은 매끈하게 형성되되, 상측은 제2 레그가이드(220)와의 볼팅 결합을 위한 수나사산(415)이 형성될 수 있다.
도 7에는, 본 발명의 일 실시예에 따른 레그가이드(210, 220) 및 레그(500)의 단면도가 도시되어 있다. 또한, 도 8에는, 액체로켓 엔진의 노즐(10)에 장착된 본 발명의 일 실시예에 따른 기밀시험 치구(1000)의 평면도가 도시되어 있다.
레그가이드(200)는, 하측에 위치한 제1 레그가이드(210)와 상측에 위치한 제2 레그가이드(220)의 결합으로 이루어지며, 제1 레그가이드(210)와 제2 레그가이드(220) 사이에 레그(500)가 결합되되 레그(500)는 반경 방향을 따라 왕복 이동 가능하도록 결합될 수 있다. 따라서 제1 레그가이드(210)와 제2 레그가이드(220)는 결합 시 내부에 레그 결합공간(201)이 형성될 수 있다. 레그(500)는 원주 방향을 따라 일정폭을 갖도록 구성되되, 도 8에 도시된 바와 같이 복수 개가 방사상으로 배치될 수 있다.
제1 레그가이드(210)는, 중앙에 상하 길이 방향을 따라 샤프트(300)가 삽입되는 제2 샤프트 관통홀(211)이 형성될 수 있다. 제1 레그가이드(210)는 상단에 레그(500)의 하단이 안착되는 제1 플랜지(212)가 형성된다. 또한, 제1 플랜지(212) 상에 레그(500)가 안착되지 않는 영역에는 제2 레그가이드(220)와의 결합을 위해 상방으로 연장 형성되는 제1 레그가이드 결합부(213)가 형성될 수 있다.
제2 레그가이드(220)는, 중앙 상측에 상하 길이 방향을 따라 볼트(400)가 삽입 및 나사 결합되도록 볼트 결합홀(221)이 형성될 수 있다. 볼트 결합홀(212)의 내주면에는 암나사산이 형성될 수 있다. 또한, 제2 레그가이드(220)는 중앙 하측에 하단에서 상방으로 샤프트 삽입홈(222)이 형성되어 샤프트(300)의 상단이 삽입되도록 구성된다. 샤프트 삽입홈(222)은 볼트 결합홀(221) 보다 큰 직경으로 형성되어 상단에 제2 탄성부재(720)의 상단이 지지되도록 구성될 수 있다. 제2 레그가이드(220)는 하단에 레그(500)의 상단이 안착되는 제2 플랜지(223)가 형성된다. 또한, 제2 플랜지(223) 상에는 제1 레그가이드(210)와 결합 시 제1 레그가이드 결합부(213)에 맞닿는 제2 레그가이드 결합부(224)가 형성된다. 제1 및 제2 레그가이드(210)(220)는 제1 및 제2 레그가이드 결합부(213)(224)를 통해 볼팅 결합될 수 있다. 제2 플랜지(223) 상에는 제1 탄성부재(710)가 안착되는 제1-1 탄성부재 안착부(225)가 형성되며, 제1-1 탄성부재 안착부(225)는 제2 플랜지(223)의 하면에서 상방으로 함몰 형성될 수 있다.
레그(500)는 원주 방향을 따라 소정의 폭을 같고, 레그가이드(200)의 반경 방향 외측 둘레에 삽입 결합되어 반경 방향을 따라 이동함에 따라 레그가이드(200)의 반경 방향 외측으로 돌출되거나, 레그가이드(200)의 반경 방향 내측으로 수용 가능하도록 구성된다. 레그(500)는 반경 방향 외측 단부에는 노즐 고정부(510)가 형성되고, 노즐 고정부(510)는, 노즐(10)의 상단 내면에 대응되도록 상방으로 갈수록 돌출 길이가 증가하도록 구성된다. 레그(500)는 상면에 제1 탄성부재(710)가 안착되는 제1-2 탄성부재 안착부(520)가 형성되며, 제1-2 탄성부재 안착부(520)는 레그(500)의 상면에서 하방으로 함몰 형성될 수 있다. 따라서 레그가이드(200)의 하방 이동 시 레그(500)의 반경 방향 내측 단부가 샤프트(300)의 푸시부(350)에 의해 반경 방향 외측으로 가압되어 레그(500)의 반경 방향 외측 단부를 레그가이드(200)의 반경 방향 외측으로 돌출시키고, 레그가이드(200)의 상방 이동 시에는 푸시부(350)의 가압이 해제되어 제1 탄성부재(710)의 인장력에 의해 레그(500)의 반경 방향 외측 단부를 레그가이드(200)의 반경 방향 내측으로 수용시키도록 구성된다. 이때, 레그가이드(200)의 최대 직경은 노즐목(15)의 직경보다 작게 형성하여 노즐(10) 외부로부터 노즐목(15)을 관통하여 설치 가능하도록 구성될 수 있다.
이하 도면을 참조하여 상기와 같은 구성의 치구(1000)의 노즐(10) 내 장착 과정에 대하여 상세히 설명한다.
도 9에 도시된 바와 같이 본 발명의 치구(1000)는 노즐(10)의 하단 외측에서 상방으로 삽입하여 장착을 시작한다. 이때 치구(1000)의 상측인 레그가이드(200)는 직경이 노즐목(15) 보다 작기 때문에 노즐목(15)을 관통하여 노즐(10)의 상측에 배치되고, 하부실링바디(120)의 반경 방향 외측 단부가 노즐목(15)의 하측 내면에 맞닿아 고정된다. 또한, 레그가이드(200)는 실링바디(100)와 최대 이격되어 샤프트(300)를 통해 레그(500)가 가압되지 않은 상태이기 때문에 레그(500)는 제1 탄성부재(710)의 인장력에 의해 레그가이드(200)에 수용된 상태를 유지하게 된다.
다음으로 도 10에 도시된 바와 같이 볼트(400)를 회전시켜 레그가이드(200)가 실링바디(100)에 가까워지도록 하방으로 이동시키게 되면, 샤프트(300)의 상측 단부에 형성된 푸시부(350)에 의해 레그(500)의 단부가 반경 방향 외측으로 이동하고, 레그가이드(200)의 반경 방향 외측으로 돌출되며, 레그(500)의 반경 방향 외측에 형성된 노즐 고정부(510)가 노즐목(15)의 상측 내면에 맞닿도록 볼트(400)를 회전시킨다. 따라서 레그가이드(200)와 실링부재(100) 사이의 거리가 좁아질수록 제1 실링부재(810)에 의해 실링바디(100)와 노즐(10)이 밀착 및 기밀 성능이 향상된다.
다음으로 도 11에 도시된 바와 같이 샤프트(300)와 실링바디(100) 사이 및 샤프트(300)와 볼트(400) 사이의 기밀을 위해 실링바디(100)의 하면에 기밀플레이트(600)를 결합한다. 따라서 샤프트(300)의 하단 둘레를 제2 실링부재(820)를 통해 실링함에 따라 치구(1000)의 기밀 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 이때 치구(1000)는 기밀플레이트(600)를 실링바디(100)에 결합 시 실링바디(100)에 고정 및 하방으로 돌출된 핀(900)에 의해 결합 위치 정렬이 용이한 장점이 있다.
한편 치구(1000) 해제를 위해 기밀플레이트(600)가 탈거된 상태에서 볼트(400)를 풀 경우 제2 탄성부재(720)의 압축력에 의해 레그가이드(200)가 실링바디(100)로부터 이격되어 상방으로 이동하고, 레그가이드(200)의 상방 이동 시 샤프트(300)의 가압이 해제됨에 따라 제1 탄성부재(710)의 인장력에 의해 레그(500)가 반경 방향 내측으로 이동하여 레그가이드(200)에 수용된다. 따라서 치구(1000)를 하방으로 분리 가능하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.
10 : 노즐
15 : 노즐목
1000 : 치구
100 : 실링바디
200 : 레그가이드
210 : 제1 레그가이드
220 : 제2 레그가이드
300 : 샤프트
400 : 볼트
500 : 레그
600 : 기밀플레이트
710 : 제1 탄성부재
720 : 제2 탄성부재
810 : 제1 실링부재
820 : 제2 실링부재
900 ; 핀
950 : 체결수단

Claims (15)

  1. 연소가스 유동 방향 중앙에 노즐목이 형성되되, 유입측에서 상기 노즐목으로 갈수록 직경이 줄어들고, 상기 노즐목에서 유출측으로 갈수록 직경이 늘어나는 노즐에 장착되는 기밀시험 용 치구에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 노즐목의 하류 측인 하측에 장착되되, 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 고정되는 실링바디;
    상기 실링바디의 상측에 상하 이동 가능하도록 결합되되, 상기 노즐목의 상류 측인 상측에 장착되는 레그가이드;
    상기 실링바디와 상기 레그가이드를 연결하도록 볼팅 결합시키되, 회전에 의해 레그가이드를 상하 이동시키는 볼트;
    상기 레그가이드 상에 구비되되, 반경 방향을 따라 슬라이드 이동 가능하도록 결합되어 반경 방향 외측 이동 시 상기 레그가이드의 반경 방향 외측으로 슬라이드 돌출되어 단부가 상기 노즐목의 상류 측 내면에 고정되고, 반경 방향 내측 이동 시 상기 레그가이드에 슬라이드 수용되는 레그; 및
    상기 실링바디에 구비되되 상측으로 돌출 형성되며, 상기 레그가이드의 하방 이동 시 단부를 통해 상기 레그의 반경 방향 내측을 가압하여 상기 레그를 반경 방향 외측으로 이동시키는 샤프트를 포함하고,
    상기 볼트의 회전에 의해 상기 레그를 통해 노즐목의 상류 측을 지지하는 레그가이드와, 상기 노즐목의 하류 측을 지지하는 실링바디가 근접함에 따라 상기 실링바디의 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 밀착되어 상기 노즐을 기밀하고,
    상기 볼트의 체결 해제에 따른 상기 샤프트의 레그 가압 해제 시 상기 레그를 반경 방향 내측으로 이동시키도록 상기 레그와 상기 레그가이드 사이에 구비되되, 상기 레그가이드 내부에 수용되어 상기 레그에 인장 탄성력을 제공하는 제1 탄성부재를 포함하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 실링바디의 하면에 결합되어 상기 실링바디, 볼트, 샤프트 및 레그가이드의 결합부를 실링 하는 기밀플레이트를 더 포함하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  3. 삭제
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 볼트의 체결 해제 시 상기 실링바디와 상기 레그가이드를 이격시키도록 상기 레그가이드와 상기 샤프트 사이에 구비되어 상기 레그가이드에 압축 탄성력을 제공하는 제2 탄성부재를 포함하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 실링바디 상에 구비되되,
    상기 실링바디의 반경 방향 외측 단부와 상기 노즐의 내면 사이에 위치하여 상기 실링바디와 상기 노즐 사이를 실링하기 위한 제1 실링부재를 더 포함하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 기밀플레이트 상에 구비되되,
    상기 기밀플레이트와 상기 실링바디 사이에 위치하여 상기 실링바디와 상기 기밀플레이트를 실링하기 위한 제2 실링부재를 더 포함하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 실링바디는 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 대응되도록 직경이 하방으로 갈수록 증가하고,
    상기 레그는, 반경 방향 외측 단부가 상기 노즐의 내면에 대응되도록 직경이 하방으로 갈수록 감소하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 레그는,
    원주 방향을 따라 일정폭을 갖도록 형성되되, 복수 개가 방사상으로 배치되는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  9. 제 6항에 있어서,
    상기 실링바디는, 중앙에 상기 샤프트가 관통하는 제1 샤프트 관통홀이 형성되되, 상기 제2 실링부재의 직경은, 상기 제1 샤프트 관통홀의 직경보다 크게 형성되는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 레그가이드의 직경은 상기 노즐목의 직경보다 작게 형성되고,
    상기 레그의 최대 돌출길이와 상기 레그가이드의 직경의 합은 상기 노즐복의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 볼트의 체결 토크를 조절하여 상기 실링바디의 밀착력을 조절하는 것을 특징으로 하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 레그가이드는, 하측에 배치되는 제1 레그가이드와 상측에 배치되는 제2 레그가이드를 포함하고, 상기 레그는 상기 제1 레그가이드와 제2 레그가이드 사이에 구비되는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 샤프트는, 상기 실링바디를 관통하여 상측단부가 상기 레그가이드에 삽입되되 하단은 상기 실링바디에 고정되고,
    상기 볼트는, 상기 샤프트를 관통하여 상측 단부가 상기 레그가이드에 볼팅 결합되되, 하단은 상기 샤프트를 통해 지지되는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  14. 제 2항에 있어서,
    상기 치구는,
    상기 기밀플레이트를 상기 실링바디에 결합시키는 체결수단;
    상기 실링바디의 하면에서 하측으로 돌출되도록 상기 실링바디에 고정되는 핀; 및
    상기 기밀플레이트의 상기 실링바디 조립 시 정조립위치를 안내하도록 상기 핀에 대응되는 위치에 형성되어 상기 핀이 끼워지는 핀 관통홀을 더 포함하는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 체결수단은,
    상기 기밀플레이트의 원주 방향을 따라 등간격으로 체결되고,
    상기 핀 및 핀 관통홀은 적어도 두 개 이상 형성되는, 액체 로켓 엔진의 기밀시험 용 치구.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200325711Y1 (ko) * 2003-05-07 2003-09-06 용 타이 라버 인더스트리얼 캄파니 리미티드 파이프 라인, 케이블 선류에 이용되는 밀봉 구조체
KR20040034783A (ko) * 2002-10-17 2004-04-29 한국항공우주연구원 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개
KR20180054229A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 한국항공우주연구원 액체 로켓 엔진 및 연소기용 기밀 시험 장치
KR20230029274A (ko) 2021-08-24 2023-03-03 한국항공우주연구원 재사용 발사체 착륙장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040034783A (ko) * 2002-10-17 2004-04-29 한국항공우주연구원 기밀 및 유지보관을 위한 로켓엔진 노즐 목 마개
KR200325711Y1 (ko) * 2003-05-07 2003-09-06 용 타이 라버 인더스트리얼 캄파니 리미티드 파이프 라인, 케이블 선류에 이용되는 밀봉 구조체
KR20180054229A (ko) * 2016-11-15 2018-05-24 한국항공우주연구원 액체 로켓 엔진 및 연소기용 기밀 시험 장치
KR20230029274A (ko) 2021-08-24 2023-03-03 한국항공우주연구원 재사용 발사체 착륙장치

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