KR20120134297A - Rotary fuel injector for ram jet engine and ram jet engine having the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A rotary fuel injection device for a ram-jet engine and the ram jet engine with the same are provided with improved performance as a high pressure fuel pump is not necessary by utilizing some internal air. CONSTITUTION: A rotary fuel injection device(100) for a ram-jet engine comprises a housing(110), a turbine(120), a fuel supply unit(160), and a fuel injection unit(150). The air flows in through an air passage(113) of the housing, and flows to the outside. The turbine is placed inside the housing, and rotates by the air flowing in the air passage. The fuel supply unit is connected to the housing, and supplies fuel to the housing. The fuel injection unit is connected to the turbine, and rotates. The fuel injection unit injects the fuel supplied from the fuel supply unit to the outside.

Description

램제트엔진용 회전형 연료분사장치 및 이를 구비한 램제트엔진{Rotary fuel injector for ram jet engine and ram jet engine having the same}Rotary fuel injector for ramjet engine and ramjet engine having same {rotary fuel injector for ram jet engine and ram jet engine having the same}

본 발명은 연료분사장치 및 엔진에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치 및 램제트엔진에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel injection device and an engine, and more particularly, to a rotary fuel injection device for a ram jet engine and a ram jet engine.

일반적인 램제트엔진은 램제트엔진 입구의 케이스와 디퓨저 사이에서 흡입된 공기는 압축되며, 일정 개수의 고정된 연료노즐에서 분사된 연료와 혼합 된다. 또한, 점화장치에서 발생된 점화불꽃을 이용하여 연료 공기 혼합기는 연소기 내의 화염안정기 부근에서 연소가 진행 된 후 이때 발생되는 고온의 가스는 노즐을 통해 분출하여 추진력을 얻게 된다. In a typical ramjet engine, the air sucked between the case and the diffuser of the ramjet engine inlet is compressed and mixed with fuel injected from a fixed number of fixed fuel nozzles. In addition, by using the ignition flame generated by the ignition device, the fuel air mixer is burned near the flame stabilizer in the combustor, and hot gas generated at this time is ejected through the nozzle to obtain propulsion force.

이때 일정 개수의 고정된 연료노즐로 인해 공기와 연료의 혼합이 균일하게 이루어지지 않아, 연소기내에서 완전한 연소가 이루어지지 않고 연소효율이 낮아지는 문제점이 있으며, 화염이 소실되는 경우도 발생한다. In this case, due to the fixed number of fixed fuel nozzles, the mixing of air and fuel is not made uniformly, there is a problem that the combustion efficiency is lowered without complete combustion in the combustor, and the flame is also lost.

또한 일정개수의 연료노즐은 연료의 유량이 많을 경우 고압으로 분무되어 분무가 효과적으로 이루어지지만, 연료유량이 낮을 경우 연료분무압이 작게되어 분무각도가 작아지고 분무입자의 크기가 커져서 연소효율이 낮아지고 연소가 불안정하게 되는 문제점이 발생하게 된다.
In addition, a certain number of fuel nozzles are sprayed at high pressure when the flow rate of the fuel is high, so that the spraying is effective. However, when the fuel flow rate is low, the fuel spray pressure is reduced, the spray angle is decreased, and the size of the spray particles is increased, resulting in low combustion efficiency. The problem is that the combustion becomes unstable.

본 발명의 실시예들은 램제트엔진의 고압공기를 이용하여 터빈을 구동하고, 터빈의 구동력으로 연료분사부를 고속으로 회전시켜 연료를 분사함으로써 미립화된 연료입자를 일정하게 분사할 수 있는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치 및 램제트엔진을 제공하고자 한다.
Embodiments of the present invention drive a turbine using a high-pressure air of the ramjet engine, a rotation type for a ramjet engine that can inject the atomized fuel particles uniformly by injecting fuel by rotating the fuel injection unit at a high speed with the drive force of the turbine To provide a fuel injection device and a ramjet engine.

본 발명의 일 측면은, 공기가 유동하는 유로에 배치되어 상기 공기가 유입되어 외부로 유출되는 공기유동로를 구비하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 공기유동로를 유동하는 공기에 의하여 회전하는 터빈과, 상기 하우징과 연결되어 상기 하우징의 내부로 연료를 공급하는 연료공급부와, 상기 터빈과 연결되어 회전하고, 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료를 외부로 분사하는 연료분사부를 포함하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치를 제공할 수 있다.One aspect of the present invention, the housing is disposed in the flow path through which the air flows, the housing has an air flow path for the air flows in and out, and rotated by the air disposed inside the housing to flow the air flow path And a fuel supply unit connected to the housing to supply fuel to the inside of the housing, and a fuel injection unit connected to the turbine to rotate and inject the fuel supplied from the fuel supply unit to the outside. Rotary fuel injection may be provided.

또한, 상기 공기유동로에 설치되어 상기 공기유동로의 공기흐름을 단속하는 공기유량조절밸브를 더 포함할 수 있다.In addition, the air flow passage may further include an air flow rate control valve for controlling the air flow of the air flow path.

또한, 상기 공기유량조절밸브는 상기 공기유동로의 공기가 배출되는 부분에 설치될 수 있다.In addition, the air flow rate control valve may be installed in a portion where the air of the air flow path is discharged.

또한, 상기 하우징은 원뿔대 형태일 수 있다.In addition, the housing may be in the form of a truncated cone.

또한, 상기 터빈과 상기 연료분사부 사이에 배치되어 상기 터빈과 상기 연료분사부를 연결하는 회전축을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a rotation shaft disposed between the turbine and the fuel injection unit to connect the turbine and the fuel injection unit.

또한, 상기 회전축과 상기 하우징 사이에 배치되는 베어링을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a bearing disposed between the rotation shaft and the housing.

또한, 상기 연료공급부는, 외관을 형성하면서 상기 하우징과 연결되는 지지덕트와, 상기 지지덕트에 삽입되고, 램제트엔진 케이스와 연결되어 연료를 외부로부터 공급하는 연료공급관과, 상기 연료분사부에 일부가 삽입되도록 설치되고, 상기 연료공급관으로부터 공급되는 연료를 상기 연료분사부 내부로 분사하는 연료공급대를 구비할 수 있다.The fuel supply part may include a support duct connected to the housing while forming an exterior, a fuel supply pipe inserted into the support duct and connected to a ramjet engine case to supply fuel from the outside, and part of the fuel injection part. It is installed to be inserted, and may be provided with a fuel supply stage for injecting the fuel supplied from the fuel supply pipe into the fuel injection unit.

또한, 상기 연료공급대는 상기 연료공급대의 외면에는 형성되는 제 1 오리피스를 구비할 수 있다.In addition, the fuel supply stand may include a first orifice formed on an outer surface of the fuel supply stand.

또한, 상기 제 1 오리피스는 복수개를 포함하고, 상기 복수개의 제 1 오리피스는 상기 연료공급대 외면에 서로 소정간격 이격되도록 형성될 수 있다.The first orifice may include a plurality of first orifices, and the plurality of first orifices may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance on an outer surface of the fuel supply table.

또한, 상기 연료분사부는 상기 연료공급부에서 공급되는 연료를 외부로 분사하도록 외면에 형성되는 제 2 오리피스를 구비할 수 있다.The fuel injection part may include a second orifice formed on an outer surface of the fuel injection part to inject the fuel supplied from the fuel supply part to the outside.

또한, 상기 제 2 오리피스는 복수개를 포함하고, 상기 복수개의 제 2 오리피스는 상기 연료분사부의 외면에 서로 소정간격 이격되도록 형성될 수 있다. The second orifice may include a plurality of second orifices, and the plurality of second orifices may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval on the outer surface of the fuel injection unit.

또한, 상기 제 2 오리피스는 상기 연료분사부의 외면과 소정각도를 갖도록 형성될 수 있다.In addition, the second orifice may be formed to have a predetermined angle with the outer surface of the fuel injection portion.

또한, 상기 제 2 오리피스는 상기 하우징의 수평중심선으로부터 예각, 직각 또는 둔각 중 하나를 갖도록 형성될 수 있다.In addition, the second orifice may be formed to have one of an acute angle, a right angle, or an obtuse angle from the horizontal center line of the housing.

또한, 상기 하우징은, 상기 공기유동로가 형성되고, 상기 터빈이 내부에 배치되는 본체와, 상기 본체와 분리되도록 상기 연료분사부의 일측에 배치되며 상기 연료공급부의 일부를 감싸도록 형성되는 보호하우징을 구비할 수 있다. The housing may include a main body in which the air flow path is formed, the main body in which the turbine is disposed, and a protective housing disposed on one side of the fuel injection part so as to be separated from the main body and surrounding a part of the fuel supply part. It can be provided.

본 발명의 다른 측면은, 램제트엔진용 회전형 연료분사장치를 포함하는 램제트엔진을 제공할 수 있다.Another aspect of the present invention can provide a ramjet engine including a rotary fuel injection device for a ramjet engine.

또한, 상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치의 외면을 감싸도록 배치되어 외부공기가 유동하는 케이스를 더 포함할 수 있다.In addition, it may further include a case disposed to surround the outer surface of the rotary jet fuel injection device for the ramjet engine flows outside air.

또한, 상기 케이스는 상기 케이스의 내부에 돌출되도록 형성되어 상기 케이스에서 배출되는 연소가스의 압력 및 속도를 조절하는 노즐부를 구비할 수 있다.In addition, the case may be formed to protrude inside the case may include a nozzle unit for adjusting the pressure and speed of the combustion gas discharged from the case.

또한, 상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치의 후면에 배치되어 상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치에서 분사되는 연료와 외부공기가 혼합된 혼합가스를 점화시키는 점화부를 더 포함할 수 있다.The ignition unit may further include an ignition unit disposed at a rear surface of the rotatable fuel injection device for the ramjet engine to ignite a mixed gas mixed with fuel and external air injected from the rotatable fuel injection device for the ramjet engine.

또한, 상기 램제트엔진용 연료분사장치의 후면에 배치되어 상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치에서 분사되는 연료와 외부공기가 혼합된 혼합가스의 연소가 발생하는 부분에 설치되는 화염안정기를 더 포함할 수 있다.
The apparatus may further include a flame stabilizer disposed at a rear surface of the fuel injection device for the ram jet engine and installed at a portion where combustion of the mixed gas in which fuel and external air are injected from the rotary fuel injection device for the ram jet engine occurs. Can be.

본 발명의 실시예들은 연료입자를 균일하게 미립화하여 램제트엔진의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예들은 내부 공기를 일부 활용함으로써 고압연료펌프의 사용이 불필요하여 램제트엔진의 효율을 증대시킬 수 있다.
Embodiments of the present invention can improve the performance of the ramjet engine by uniformly atomizing the fuel particles. In addition, embodiments of the present invention can increase the efficiency of the ramjet engine by using a portion of the internal air is unnecessary the use of a high-pressure fuel pump.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 램제트엔진을 보여주는 개념도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 램제트엔진용 회전형 연료분사장치를 보여주는 개념도이다.
도 3은 도 1에 도시된 램제트엔진의 작동상태를 보여주는 작동도이다.
도 4는 도 2에 도시된 램제트엔진용 회전형 연료분사장치의 작동상태를 보여주는 작동도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a ramjet engine according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view illustrating a rotary fuel injection device for a ramjet engine according to another embodiment of the present invention.
3 is an operation diagram showing an operating state of the ramjet engine shown in FIG.
4 is an operation diagram showing an operating state of the rotary fuel injection device for a ramjet engine shown in FIG.

본 발명의 일 실시예에 따른 램제트엔진(J)은 램제트 엔진(미도시)과 스크램제트 엔진(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 램제트 엔진과 상기 스크램제트 엔진은 서로 유사하게 형성되므로 이하에서는 설명의 편의를 위하여 램제트엔진(J)이 상기 램제트 엔진인 경우를 중심으로 설명하기로 한다. Ramjet engine (J) according to an embodiment of the present invention may include a ramjet engine (not shown) and a scramjet engine (not shown). In this case, since the ramjet engine and the scramjet engine are similarly formed, the ramjet engine J will be described below with reference to the ramjet engine for convenience of description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 램제트엔진(J)을 보여주는 개념도이다.1 is a conceptual view illustrating a ramjet engine J according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참고하면, 램제트엔진(J)은 외관을 형성하는 케이스(200)를 포함한다. 이때, 케이스(200)는 외부공기가 유입되어 유동하도록 내부에 공간이 형성될 수 있다. Referring to FIG. 1, the ramjet engine J includes a case 200 forming an appearance. In this case, the case 200 may have a space formed therein to allow external air to flow therein.

램제트엔진(J)은 케이스의 내부에 배치되는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)를 포함한다. 이때, 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 연료를 방사형으로 분사하도록 형성될 수 있다. The ramjet engine J includes a rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine disposed inside the case. In this case, the rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine may be formed to radially inject fuel.

한편, 램제트엔진(J)은 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)의 후면에 배치되는 점화부(300)를 포함할 수 있다. 이때, 점화부(300)는 외부공기와 연료가 혼합된 혼합가스를 점화키도록 상기 혼합가스에 에너지를 공급할 수 있다. On the other hand, the ramjet engine (J) may include an ignition unit 300 which is disposed on the rear of the rotary fuel injection device 100 for ramjet engine. At this time, the ignition unit 300 may supply energy to the mixed gas to ignite the mixed gas mixed with the outside air and fuel.

램제트엔진(J)은 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)의 후면에 배치되는 화염안정기(500)를 포함할 수 있다. 화염안정기(500)는 상기 혼합가스의 연소가 발생하는 부분에 설치될 수 있다. 또한, 화염안정기(500)는 적어도 한 부분이 굴곡지게 형성되어 케이스(200)에 설치될 수 있다. Ramjet engine (J) may include a flame stabilizer (500) disposed on the rear of the rotary fuel injection device 100 for ramjet engine. Flame ballast 500 may be installed in the portion where the combustion of the mixed gas occurs. In addition, the flame ballast 500 may be installed in the case 200 at least one portion is formed to be bent.

한편, 램제트엔진(J)은 케이스(200)의 내부에 돌출되어 형성되는 노즐부(400)를 포함할 수 있다. 이때, 노즐부(400)는 케이스(200)에서 배출되는 연소가스의 압력 및 속도를 조절할 수 있다. On the other hand, the ramjet engine (J) may include a nozzle unit 400 is formed to protrude inside the case 200. At this time, the nozzle unit 400 may adjust the pressure and speed of the combustion gas discharged from the case 200.

구체적으로 노즐부(400)는 케이스(200)의 내부로 돌출되어 형성됨으로써 케이스(200)의 내부폭을 가변시킬 수 있다. 이때, 노즐부(400)는 램제트엔진(J)의 출력에 따라 상이하게 형성될 수 있다. Specifically, the nozzle unit 400 may be formed to protrude into the case 200 to vary the inner width of the case 200. In this case, the nozzle unit 400 may be formed differently according to the output of the ramjet engine (J).

상기 연소가스는 노즐부(400)를 통과하는 동안 압력 및 속도가 가변할 수 있다. 예를 들면, 상기 연소가스는 노즐부(400)를 통과하면서 정 압력이 감소하고 속도가 상승할 수 있다. The combustion gas may vary in pressure and speed while passing through the nozzle unit 400. For example, while the combustion gas passes through the nozzle unit 400, the positive pressure may decrease and the speed may increase.

따라서 상기 연소가스는 노즐부(400)를 통하여 외부로 고속으로 방출됨으로써 비행체의 추진력을 향상시킬 수 있다. Therefore, the combustion gas may be discharged to the outside through the nozzle unit 400 at high speed, thereby improving propulsion of the vehicle.

한편, 이하에서는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)에 대해서 구체적으로 설명하기로 한다.
On the other hand, it will be described in detail below the rotary fuel injection device 100 for ramjet engine.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)를 보여주는 개념도이다.2 is a conceptual view illustrating a rotatable fuel injection device 100 for a ramjet engine according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 케이스(200)의 내부에 배치되는 하우징(110)을 포함한다. 하우징(110)은 다양한 형태로 형성될 수 있다. 예를 들면, 하우징(110)은 오각형 형태로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(110)은 원뿔대 형태로 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine includes a housing 110 disposed inside the case 200. The housing 110 may be formed in various forms. For example, the housing 110 may be formed in a pentagonal shape. In addition, the housing 110 may be formed in the shape of a truncated cone.

한편, 하우징(110)은 후술할 공기유동로(113)가 형성되고, 후술할 터빈(120)이 내부에 배치되는 본체(111)를 포함할 수 있다. 이때, 본체(111)는 상기에서 설명한 바와 같이 다양한 형태로 형성될 수 있다. Meanwhile, the housing 110 may include an air flow path 113 to be described later, and a main body 111 in which a turbine 120 to be described later is disposed. In this case, the body 111 may be formed in various forms as described above.

또한, 하우징(110)은 후술할 연료분사부(150)의 일측에 배치되는 보호하우징(112)를 포함할 수 있다. 이때, 보호하우징(112)는 본체(111)와 일직선상에 위치하나 본체()와 서로 분리되어 배치될 수 있다. In addition, the housing 110 may include a protective housing 112 disposed at one side of the fuel injection unit 150 to be described later. At this time, the protective housing 112 is located in a straight line with the main body 111, but may be disposed separately from the main body ().

한편, 보호하우징(112)의 내측에는 후술할 연료공급부(160)의 일부가 삽입되도록 배치될 수 있다. 구체적으로 보호하우징(112)는 후술할 연료공급관(162)과 연료공급대(163)의 일부가 삽입되어 연소시 발생하는 고열로부터 연료공급관(162) 및 연료공급대(163)를 보호할 수 있다. On the other hand, the inside of the protective housing 112 may be disposed so that a part of the fuel supply unit 160 to be described later is inserted. In more detail, the protective housing 112 may protect the fuel supply pipe 162 and the fuel supply stand 163 from the high heat generated during combustion by inserting a portion of the fuel supply pipe 162 and the fuel supply stand 163 to be described later. .

하우징(110)은 케이스(200)를 유동하는 외부공기가 유입되어 외부로 유출되도록 외부공기를 안내하는 공기유동로(113)를 구비할 수 있다. 이때, 공기유동로(113)는 하우징(110)의 내부에 굴곡지게 형성될 수 있다. 공기유동로(113)는 하우징(110)과 케이스(200) 사이에 유동하는 외부공기가 유입되어 통과하여 토출될 수 있다. The housing 110 may include an air flow path 113 for guiding external air so that external air flowing through the case 200 flows in and flows out. In this case, the air flow path 113 may be formed to be bent inside the housing 110. The air flow path 113 may flow in and discharge external air flowing between the housing 110 and the case 200.

램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 공기유동로(113)에 배치되는 공기유량조절밸브(170)를 포함할 수 있다. 이때, 공기유량조절밸브(170)는 공기유동로(113)를 유동하는 공기의 양을 제어할 수 있다. The rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine may include an air flow control valve 170 disposed in the air flow passage 113. At this time, the air flow rate control valve 170 may control the amount of air flowing through the air flow path (113).

공기유량조절밸브(170)는 다양한 위치에 배치될 수 있다. 특히 공기유량조절밸브(170)는 공기유동로(113)의 공기가 배출되는 부분에 설치될 수 있다. 따라서 공기유량조절밸브(170)는 유동하는 공기의 양을 제어하여 후술할 터빈(120)의 회전속도를 제어할 수 있다. The air flow control valve 170 may be disposed at various positions. In particular, the air flow control valve 170 may be installed in a portion of the air discharged air passage 113. Therefore, the air flow rate control valve 170 may control the rotational speed of the turbine 120 to be described later by controlling the amount of air flowing.

한편, 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 공기유동로(113)에 배치되는 터빈(120)을 포함한다. 터빈(120)은 공기유동로(113)에 공기가 유동할 때, 공기에 의하여 회전할 수 있다. On the other hand, the rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine includes a turbine 120 disposed in the air flow path (113). The turbine 120 may rotate by air when air flows through the air flow passage 113.

램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 하우징(110)과 연결되어 하우징(110) 내부로 연료를 공급하는 연료공급부(160)를 포함한다. 이때, 연료공급부(160)는 케이스(200)에 삽입되어 보호하우징(112)과 연결되는 지지덕트(161)를 포함할 수 있다. The rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine includes a fuel supply unit 160 connected to the housing 110 to supply fuel into the housing 110. In this case, the fuel supply unit 160 may include a support duct 161 inserted into the case 200 and connected to the protective housing 112.

또한, 연료공급부(160)는 지지덕트(161)의 내부에 배치되어 보호하우징(112)에 일부가 삽입되도록 연결되는 연료공급관(162)을 포함할 수 있다. 연료공급부(160)는 연료분사부(150)에 일부가 삽입되도록 설치되는 연료공급대(163)를 포함할 수 있다. 이때, 연료공급대(163)는 연료공급관(162)으로부터 공급되는 연료를 연료분사부(150)의 내부로 분사할 수 있다. In addition, the fuel supply unit 160 may include a fuel supply pipe 162 disposed inside the support duct 161 and connected to be inserted into the protective housing 112. The fuel supply unit 160 may include a fuel supply unit 163 installed to be partially inserted into the fuel injection unit 150. In this case, the fuel supply stand 163 may inject the fuel supplied from the fuel supply pipe 162 into the fuel injection unit 150.

한편, 연료공급대(163)는 원기둥형태로 형성될 수 있다. 이때, 연료공급대(163)는 원기둥의 외면에 형성되는 제 1 오리피스(163a)를 구비할 수 있다. 제 1 오리피스(163a)는 복수개가 형성될 수 있다. 복수개의 제 1 오리피스(163a)는 연료공급대(163) 외면에 서로 소정간격 이격되도록 형성될 수 있다. On the other hand, the fuel supply base 163 may be formed in a cylindrical shape. In this case, the fuel supply base 163 may include a first orifice 163a formed on an outer surface of the cylinder. A plurality of first orifices 163a may be formed. The plurality of first orifices 163a may be formed to be spaced apart from each other by a predetermined interval on the outer surface of the fuel supply base 163.

램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 터빈(120)과 연결되어 회전하는 연료분사부(150)를 포함한다. 연료분사부(150)는 내부에 공간이 형성되어 연료공급부(160)로부터 공급되는 연료가 일시적으로 저장될 수 있다. The rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine includes a fuel injection unit 150 which is connected to the turbine 120 and rotates. The fuel injection unit 150 may have a space formed therein to temporarily store fuel supplied from the fuel supply unit 160.

한편, 연료분사부(150)는 연료공급부(160)에서 공급된 연료를 외부로 분사하도록 외면에 형성되는 제 2 오리피스(150a)를 구비할 수 있다. 이때, 제 2 오리피스(150a)는 연료분사부(150)의 내부로 공급된 연료를 외부로 분출할 수 있다. The fuel injection unit 150 may include a second orifice 150a formed on an outer surface of the fuel injection unit 150 to inject the fuel supplied from the fuel supply unit 160 to the outside. In this case, the second orifice 150a may eject the fuel supplied into the fuel injection unit 150 to the outside.

제 2 오리피스(150a)는 연료분사부(150)의 외면과 소정각도를 갖도록 형성될 수 있다. 특히 제 2 오리피스(150a)는 하우징(110)의 수평중심선(C)으로부터 예각, 직각 또는 둔각 중 하나를 형성할 수 있다. The second orifice 150a may be formed to have a predetermined angle with the outer surface of the fuel injection unit 150. In particular, the second orifice 150a may form one of an acute angle, a right angle, or an obtuse angle from the horizontal center line C of the housing 110.

제 2 오리피스(150a)는 제 1 오리피스(163a)와 유사하게 복수개가 형성될 수 있다. 이때, 복수개의 제 2 오리피스(150a)는 서로 소정간격 이격되어 연료분사부(150)의 외면에 형성될 수 있다. A plurality of second orifices 150a may be formed similarly to the first orifice 163a. In this case, the plurality of second orifices 150a may be formed on the outer surface of the fuel injection unit 150 by being spaced apart from each other by a predetermined interval.

한편, 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 터빈(120)과 연료분사부(150) 사이에 배치되는 회전축(130)을 포함할 수 있다. 이때, 회전축(130)은 터빈(120)과 연료분사부(150)를 연결하여 터빈(120)의 회전을 연료분사부(150)로 전달할 수 있다. Meanwhile, the rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine may include a rotation shaft 130 disposed between the turbine 120 and the fuel injection unit 150. In this case, the rotation shaft 130 may connect the turbine 120 and the fuel injection unit 150 to transmit the rotation of the turbine 120 to the fuel injection unit 150.

램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 회전축(130)과 하우징(110) 사이에 배치되는 베어링(140)을 포함할 수 있다. 베어링(140)은 회전축(130)이 회전하는 동안 하우징(110)과 사이에서 마찰력을 저감시킬 수 있다. The rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine may include a bearing 140 disposed between the rotation shaft 130 and the housing 110. The bearing 140 may reduce friction between the housing 110 and the rotating shaft 130 while rotating.

이하에서는 램제트엔진(J) 및 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)의 작동상태에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, the operation state of the ram jet engine J and the rotary fuel injection device 100 for the ram jet engine will be described in detail.

도 3은 도 1에 도시된 램제트엔진(J)의 작동상태를 보여주는 작동도이다. 도 4는 도 2에 도시된 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)의 작동상태를 보여주는 작동도이다. 3 is an operation diagram showing an operating state of the ramjet engine (J) shown in FIG. 4 is an operation diagram showing an operating state of the rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine shown in FIG.

도 3 및 도 4를 참고하면, 마하 1 이상의 속도로 램제트엔진(J)이 비행을 시작하게 되면, 케이스(200)와 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100) 사이로 공기가 유입되면 경사충격파가 다수 발생하여 공기가 약 2~5 배 정도 입구공기 정압에 비해 압축이 된다.3 and 4, when the ramjet engine (J) starts to fly at a speed of Mach 1 or higher, when the air flows between the case 200 and the rotary fuel injection device 100 for the ramjet engine, the gradient shock wave It is generated in large numbers and the air is compressed by about 2 ~ 5 times of the inlet air static pressure.

케이스(200)와 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100) 사이에서 압축된 공기는 연료와 혼합되어 연소됨으로써 케이스(200)의 일측으로 배출될 수 있다. The compressed air between the case 200 and the rotary fuel injection device 100 for the ramjet engine may be discharged to one side of the case 200 by being mixed with the fuel and combusted.

이때, 터빈(120)은 상기에서 설명한 바와 같이 공기유동로(113)의 공기흡입구(113a)와 직접 연결되어 있으며, 공기흡입구(113a)는 램제트엔진형 연료분사장치(100)에 의해 형성된 고압의 공기를 터빈(120)으로 유도하는 입구의 역할을 한다. At this time, the turbine 120 is directly connected to the air inlet 113a of the air flow path 113, as described above, the air inlet 113a is a high pressure formed by the ramjet engine type fuel injection device 100 It serves as an inlet for directing air into the turbine 120.

공기흡입구(113a)에 의해 유도된 고압의 공기는 터빈(120)을 0~100,000 rpm 의 속도로 터빈(120)을 회전시킨다. 이때, 터빈(120)은 0~100,000 rpm 회전이 가능하고 입구압력이 출구압력대비 2~5 배 정도 높은 조건에서 작동이 가능할 수 있다. The high pressure air guided by the air intake 113a rotates the turbine 120 at a speed of 0 to 100,000 rpm. At this time, the turbine 120 may be rotated from 0 to 100,000 rpm and may operate in a condition that the inlet pressure is about 2 to 5 times higher than the outlet pressure.

한편, 터빈(120)에 연결된 공기유동로(113)는 공기배출구(113b)로 공기를 배출시키는 역할을 하며, 공기유량조절밸브(170)는 배출되는 공기유량을 조절하는 기능이 있어 터빈(120)의 회전수를 조절하게 된다. 터빈(120)과 연료분사부(150)는 회전축(130)으로 직접 연결되며, 회전축(130)은 다수의 베어링(140) 과 접촉되며, 베어링(140)은 하우징(110)에 지지된다. On the other hand, the air flow path 113 connected to the turbine 120 serves to discharge the air to the air outlet (113b), the air flow control valve 170 has a function to control the discharged air flow turbine 120 To adjust the number of revolutions. The turbine 120 and the fuel injection unit 150 are directly connected to the rotating shaft 130, the rotating shaft 130 is in contact with the plurality of bearings 140, and the bearing 140 is supported by the housing 110.

상기와 같이 케이스(200)와 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)에서 압축된 공기는 공기유량조절밸브(170)가 열리게 되면 공기유동로(113)의 공기흡입구(113a)를 통해 터빈(120)을 구동시키게 되며, 터빈(120)을 구동시킨 공기는 공기유동로(113)를 따라 공기유동로(113)의 공기배출구(113b)에서 램제트엔진(J) 외부로 배출되게 된다.The air compressed in the case 200 and the rotary fuel injection device 100 for the ram jet engine is opened via the air inlet 113a of the air flow path 113 when the air flow control valve 170 is opened. 120 is driven, the air driving the turbine 120 is discharged to the outside of the ram jet engine (J) from the air outlet 113b of the air flow path 113 along the air flow path (113).

터빈(120)이 작동을 시작하면 회전축(130)도 터빈(120)과 같은 속도로 회전을 하게 되며, 이때 회전축(130)은 베어링(140)에 의해 접촉되며 베어링(140)은 하우징(110)에 의해 지지된다.When the turbine 120 starts to operate, the rotating shaft 130 also rotates at the same speed as the turbine 120, wherein the rotating shaft 130 is contacted by the bearing 140 and the bearing 140 is connected to the housing 110. Is supported by.

이와 동시에 지지덕트(161) 내부에 설치된 연료공급관(162)을 통해서 연료가 흘러 들어와, 보호하우징(112) 내에 설치된 연료공급대(163)로 연료가 들어오게 된다.At the same time, fuel flows through the fuel supply pipe 162 installed in the support duct 161, and fuel enters the fuel supply table 163 installed in the protective housing 112.

구체적으로 연료공급대(163)는 연료분사부(150)와 약간 떨어져 있으며 연료공급대(163)의 끝단에는 다수의 제 1 오리피스(163a)가 설치되어 있어 이를 통해 연료가 배출되어, 고속으로 회전하고 있는 연료분사부(150) 내측면에 연료를 공급하게 된다.Specifically, the fuel supply unit 163 is slightly separated from the fuel injection unit 150, and a plurality of first orifices 163a are installed at the ends of the fuel supply unit 163, thereby discharging fuel and rotating at high speed. The fuel is supplied to the inner surface of the fuel injection unit 150.

이때, 다수의 제 1 오리피스(163a)는 연료공급관(162)을 통해 이송된 연료를 연료공급대(163)를 거쳐 최종적으로 연료분사부(150)의 내측면에 일정량 공급하는 역할을 하게 된다.In this case, the plurality of first orifices 163a serve to supply a predetermined amount of fuel transferred through the fuel supply pipe 162 to the inner surface of the fuel injection unit 150 through the fuel supply stand 163.

연료분사부(150) 내측면에 공급된 연료는, 연료분사부(150)의 원심력에 의해 다수의 제 2 오리피스(150a)를 통해 미립화된 액체를 환형으로 균일하게 분사시키게 된다. The fuel supplied to the inner surface of the fuel injection unit 150 injects the atomized liquid uniformly in an annular shape through the plurality of second orifices 150a by the centrifugal force of the fuel injection unit 150.

환형으로 균일하게 분무된 연료는 케이스(200) 과 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100) 사이를 통하여 유입되는 공기와 혼합이 되어 케이스(200)로 유입되게 된다.The fuel uniformly sprayed in an annular shape is mixed with the air flowing through the case 200 and the rotary fuel injection device 100 for the ramjet engine, and the fuel is introduced into the case 200.

한편, 고온의 연소온도로부터 연료노즐을 보호하기 위한 보호하우징(112)가 연료분사부(150)의 우방향에 위치하며, 이 보호하우징(112)를 지지하기 위한 지지덕트(161)가 케이스(200) 벽면에 부착되어 있다. On the other hand, the protective housing 112 for protecting the fuel nozzle from the high temperature combustion temperature is located in the right direction of the fuel injection unit 150, the support duct 161 for supporting the protective housing 112 is the case ( 200) It is attached to the wall.

상기의 과정이 진행되는 동안, 점화부(300)에 의해 점화기 이루어져 케이스(200) 내부에 화염을 형성한 후 노즐부(400)을 통해 외부로 배출되게 된다. 따라서 램제트엔진(J)은 상기의 과정을 통하여 안정적이고 고효율의 출력을 구현할 수 있다. While the above process is in progress, the igniter 300 is made of an igniter to form a flame in the case 200 and then discharged to the outside through the nozzle unit 400. Therefore, the ramjet engine (J) can implement a stable and high efficiency output through the above process.

램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)는 내부의 고압 공기를 이용하여 터빈(120)을 회전시키고, 회전축(130)과 직접 연결된 연료분사부(150)를 회전시켜 이때 발생하는 원심력을 이용하여 연료분사부(150)에 설치된 제 2 오리피스(150a)를 통해 연료를 모든 영역에 균일하게 분사하는 것이다.The rotary fuel injection device 100 for a ramjet engine rotates the turbine 120 by using high pressure air therein, and rotates the fuel injection unit 150 directly connected to the rotary shaft 130 by using the centrifugal force generated at this time. Through the second orifice 150a installed in the fuel injection unit 150, the fuel is uniformly injected to all the regions.

또한, 램제트엔진(J)은 램제트엔진용 회전형 연료분사장치(100)를 통하여 연료분사를 원주방향으로 균일하게 할 수 있고, 연료분사부(150)의 원심력을 이용하여 미세하고 균일하게 연료를 분무하므로 고압의 연료펌프가 필요 없는 장점이 있다. In addition, the ramjet engine (J) can make the fuel injection uniform in the circumferential direction through the rotary fuel injection device (100) for the ramjet engine, and finely and uniformly use the fuel by the centrifugal force of the fuel injection unit (150). Spraying has the advantage of not needing a high pressure fuel pump.

특히 램제트엔진(J)은 균일한 연료분포로 인해 공기와의 혼합이 잘 되며, 연소성능 및 연소안정성이 크게 향상되는 것이 가능하다. In particular, the ramjet engine (J) is well mixed with the air due to the uniform fuel distribution, it is possible to greatly improve the combustion performance and combustion stability.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

J : 램제트엔진
100 : 램제트엔진형 연료분사장치
110 : 하우징
120 : 터빈
130 : 회전축
140 : 베어링
150 : 연료분사부
160 : 연료공급부
200 : 케이스
300 : 점화부
400 : 노즐부
500 : 화염안정기J: Ramjet Engine
100: ram jet engine fuel injection device
110: housing
120: turbine
130:
140: bearing
150: fuel injection unit
160: fuel supply unit
200: case
300: ignition unit
400: nozzle
500: flame stabilizer

Claims (19)

공기가 유동하는 유로에 배치되어 상기 공기가 유입되어 외부로 유출되는 공기유동로를 구비하는 하우징과,
상기 하우징 내부에 배치되어 상기 공기유동로를 유동하는 공기에 의하여 회전하는 터빈과,
상기 하우징과 연결되어 상기 하우징의 내부로 연료를 공급하는 연료공급부와,
상기 터빈과 연결되어 회전하고, 상기 연료공급부로부터 공급되는 연료를 외부로 분사하는 연료분사부를 포함하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
A housing disposed in a flow path through which air flows and having an air flow path through which the air flows in and out;
A turbine disposed inside the housing and rotating by air flowing through the air flow path;
A fuel supply unit connected to the housing and supplying fuel into the housing;
And a fuel injection unit connected to the turbine and rotating to inject fuel supplied from the fuel supply unit to the outside.
청구항 1에 있어서,
상기 공기유동로에 설치되어 상기 공기유동로의 공기흐름을 단속하는 공기유량조절밸브를 더 포함하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 1,
And a air flow rate control valve installed in the air flow path to control the air flow of the air flow path.
청구항 2에 있어서,
상기 공기유량조절밸브는 상기 공기유동로의 공기가 배출되는 부분에 설치되는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 2,
The air flow control valve is a rotary fuel injection device for a ram jet engine is installed in the air discharge portion of the air flow path.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징은 원뿔대 형태인 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 1,
The housing is a rotary fuel injection device for a ramjet engine having a truncated cone shape.
청구항 1에 있어서,
상기 터빈과 상기 연료분사부 사이에 배치되어 상기 터빈과 상기 연료분사부를 연결하는 회전축을 더 포함하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 1,
And a rotary shaft disposed between the turbine and the fuel injection unit to connect the turbine and the fuel injection unit.
청구항 5에 있어서,
상기 회전축과 상기 하우징 사이에 배치되는 베어링을 더 포함하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 5,
And a bearing disposed between the rotary shaft and the housing.
청구항 1에 있어서,
상기 연료공급부는,
외관을 형성하면서 상기 하우징과 연결되는 지지덕트와,
상기 지지덕트에 삽입되고, 램제트엔진의 케이스와 연결되어 연료를 외부로부터 공급하는 연료공급관과,
상기 연료분사부에 일부가 삽입되도록 설치되고, 상기 연료공급관으로부터 공급되는 연료를 상기 연료분사부 내부로 분사하는 연료공급대를 구비하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 1,
The fuel supply unit,
A support duct connected to the housing while forming an appearance;
A fuel supply pipe inserted into the support duct and connected to a case of a ram jet engine to supply fuel from the outside;
And a fuel supply base configured to insert a portion of the fuel injection unit into the fuel injection unit and to inject the fuel supplied from the fuel supply pipe into the fuel injection unit.
청구항 7에 있어서,
상기 연료공급대는 상기 연료공급대의 외면에는 형성되는 제 1 오리피스를 구비하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method of claim 7,
And the fuel supply stand has a first orifice formed on an outer surface of the fuel supply stand.
청구항 8에 있어서,
상기 제 1 오리피스는 복수개를 포함하고,
상기 복수개의 제 1 오리피스는 상기 연료공급대 외면에 서로 소정간격 이격되도록 형성되는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 8,
The first orifice comprises a plurality;
And the plurality of first orifices are spaced apart from each other by a predetermined interval on an outer surface of the fuel supply table.
청구항 1에 있어서,
상기 연료분사부는 상기 연료공급부에서 공급되는 연료를 외부로 분사하도록 외면에 형성되는 제 2 오리피스를 구비하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 1,
And the fuel injection unit includes a second orifice formed on an outer surface of the fuel injection unit to inject fuel supplied from the fuel supply unit to the outside.
청구항 10에 있어서,
상기 제 2 오리피스는 복수개를 포함하고,
상기 복수개의 제 2 오리피스는 상기 연료분사부의 외면에 서로 소정간격 이격되도록 형성되는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method of claim 10,
The second orifice comprises a plurality;
And the plurality of second orifices are formed on the outer surface of the fuel injection unit to be spaced apart from each other by a predetermined interval.
청구항 10에 있어서,
상기 제 2 오리피스는 상기 연료분사부의 외면과 소정각도를 갖도록 형성되는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method of claim 10,
And the second orifice is formed to have a predetermined angle with an outer surface of the fuel injection unit.
청구항 12에 있어서,
상기 제 2 오리피스는 상기 하우징의 수평중심선으로부터 예각, 직각 또는 둔각 중 하나를 갖도록 형성되는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method of claim 12,
And the second orifice is formed to have one of an acute angle, a right angle, or an obtuse angle from a horizontal center line of the housing.
청구항 1에 있어서,
상기 하우징은,
상기 공기유동로가 형성되고, 상기 터빈이 내부에 배치되는 본체와,
상기 본체와 분리되어 상기 연료분사부의 일측에 배치되며 상기 연료공급부의 일부를 감싸도록 형성되는 보호하우징을 구비하는 램제트엔진용 회전형 연료분사장치.
The method according to claim 1,
The housing includes:
A main body having the air flow path formed therein and the turbine disposed therein;
And a protective housing which is separated from the main body and disposed on one side of the fuel injection part and surrounds a portion of the fuel supply part.
청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 하나의 램제트엔진용 회전형 연료분사장치를 포함하는 램제트엔진.
The ramjet engine of claim 1, wherein the ramjet engine includes a rotary fuel injection device for the ramjet engine.
청구항 15에 있어서,
상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치의 외면을 감싸도록 배치되어 외부공기가 유동하는 케이스를 더 포함하는 램제트엔진.
The method according to claim 15,
The ramjet engine further comprises a case which is disposed to surround the outer surface of the rotary fuel injection device for the ramjet engine, the outside air flows.
청구항 16에 있어서,
상기 케이스는 상기 케이스의 내부에 돌출되도록 형성되어 상기 케이스에서 배출되는 연소가스의 압력 및 속도를 조절하는 노즐부를 구비하는 램제트엔진.
18. The method of claim 16,
The case is a ramjet engine is formed to protrude inside the case having a nozzle for adjusting the pressure and speed of the combustion gas discharged from the case.
청구항 15에 있어서,
상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치의 후면에 배치되어 상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치에서 분사되는 연료와 외부공기가 혼합된 혼합가스를 점화시키는 점화부를 더 포함하는 램제트엔진.
The method according to claim 15,
And a ignition unit disposed at a rear surface of the rotary jet injection device for the ramjet engine to ignite a mixed gas mixed with fuel and external air injected by the rotary jet injection device for the ramjet engine.
청구항 15에 있어서,
상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치의 후면에 배치되어 상기 램제트엔진용 회전형 연료분사장치에서 분사되는 연료와 외부공기가 혼합된 혼합가스의 연소가 발생하는 부분에 설치되는 화염안정기를 더 포함하는 램제트엔진.
The method according to claim 15,
It further comprises a flame stabilizer disposed on the rear of the ram jet engine rotary fuel injection device is installed in the portion of the combustion of the mixed gas mixed with fuel and external air injected from the rotary fuel injection device for the ram jet engine. Ramjet engine.
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