KR20190010207A - 자동 점화성 젤 추진제 - Google Patents
자동 점화성 젤 추진제 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190010207A KR20190010207A KR1020170092684A KR20170092684A KR20190010207A KR 20190010207 A KR20190010207 A KR 20190010207A KR 1020170092684 A KR1020170092684 A KR 1020170092684A KR 20170092684 A KR20170092684 A KR 20170092684A KR 20190010207 A KR20190010207 A KR 20190010207A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- gelling
- fuel
- gelling agent
- gel
- catalyst
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/18—Organic compounds containing oxygen
- C10L1/182—Organic compounds containing oxygen containing hydroxy groups; Salts thereof
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/16—Hydrocarbons
- C10L1/1608—Well defined compounds, e.g. hexane, benzene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/10—Liquid carbonaceous fuels containing additives
- C10L1/14—Organic compounds
- C10L1/30—Organic compounds compounds not mentioned before (complexes)
- C10L1/301—Organic compounds compounds not mentioned before (complexes) derived from metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L10/00—Use of additives to fuels or fires for particular purposes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L2230/00—Function and purpose of a components of a fuel or the composition as a whole
- C10L2230/04—Catalyst added to fuel stream to improve a reaction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Emergency Medicine (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Abstract
본 발명의 실시예는 향상된 안정성, 저장성, 그리고 개선된 연소효율과 자동 점화성을 갖고 젤 추진 시스템에 사용될 수 있는 자동 점화성 젤 추진제를 제공하기 위한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 메탄올(methanol), 부탄올(butanol), 에탄올(ethanol), 펜탄올(pentanol), 프로판올(propanol), 헥산올(hexanol), 또는 헵탄올(heptanol)을 1종 이상 포함하는 알코올 계열 화학물질, 아민(amine) 계열 화학물질, 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 포함하는 글리콜(glycol) 계열 화학물질을 1종 이상 포함하는 연료, 그리고 하이드록시프로필셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)를 포함하는 젤화제가 혼합되어 수득되는 젤화연료를 포함한다.
Description
본 발명은 자동 점화성 젤 추진제에 관한 것이다.
최근 들어, 우주개발에 대한 관심이 높아지며 로켓에 사용되는 우수한 성능을 보유한 여러 종류의 추진제(propellant)에 대한 연구가 수행되고 있다. 추진제는 로켓과 같은 발사체의 산화제와 연료를 총칭한다. 추진제는 물리적 성상에 따라 액체 추진제와 고체 추진제로 구분될 수 있다. 액체 추진제의 경우 추력 조정이 쉽지만 연료와 산화제의 통제 장치가 복잡하며 휘발성이 강하고 저온에서 관리되어야 하는 어려움이 있다. 또한 고체 추진제의 경우 장치 구조가 간단하며 관리가 쉽지만 추력 조정이 어렵고 연소시간이 짧으며 액체 추진제에 비하여 출력이 적다. 이러한 이유로, 로켓용 추진제에서 칙소성이 있는 젤화연료의 적용이 검토되고 있다.
젤화연료 또는 젤 추진제는 기존의 액체 추진제와 고체 추진제의 장점을 동시에 가지면서도 단점을 보완하기 위하여 개발되고 있다. 일반적으로 액체 상태의 연료 또는 산화제와 적합한 성상을 가진 젤화제를 반응시켜 수득된다. 그런데, 젤화 과정을 통해 얻어진 젤화연료의 경우 안정성, 저장성, 추력 조정을 갖는 등의 장점을 획득할 수 있지만 같은 질량의 액체 연료에 비해 연소열이 낮아지는 단점이 있다. 이러한 젤화연료의 단점을 보완하기 위해 금속입자를 첨가하여 단위 부피당 더 많은 에너지를 갖게 하는 방법이 제시되었으나, 젤화 과정 중 첨가되는 물로 인해 점차적으로 금속입자가 산화하여 젤화연료가 굳어버릴 수 있다. 또한 자동 점화성의 획득을 위해 고체 촉매를 사용하는 경우 장기간 저장이 위험할 뿐만 아니라 인젝터에서의 분무에 악영향을 미치며, 균일한 혼합이 어려울 수 있다.
본 발명의 실시예는 향상된 안정성, 저장성, 그리고 개선된 연소효율과 자동 점화성을 갖고 젤 추진 시스템에 사용될 수 있는 자동 점화성 젤 추진제를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 메탄올(methanol), 부탄올(butanol), 에탄올(ethanol), 펜탄올(pentanol), 프로판올(propanol), 헥산올(hexanol), 또는 헵탄올(heptanol)을 1종 이상 포함하는 알코올 계열 화학물질, 아민(amine) 계열 화학물질, 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 포함하는 글리콜(glycol) 계열 화학물질을 1종 이상 포함하는 연료, 그리고 하이드록시프로필셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)를 포함하는 젤화제가 혼합되어 수득되는 젤화연료를 포함한다.
여기서, 젤화제는 젤화연료의 전체 100 중량부에 대하여 0.6 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.
한편, 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료에 금속입자를 더 포함할 수 있다. 여기서, 금속입자는 알루미늄(aluminum), 보론(boron), 마그네슘(magnesium), 또는 카본(carbon)을 1종 이상 포함할 수 있다. 그리고 금속입자는 젤화연료의 전체 100 중량부에 대하여 0.4 내지 4 중량부로 포함될 수 있다.
한편, 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료에 촉매를 더 포함할 수 있다. 여기서, 촉매는 글리세린-망간 아세틸아세토네이트(glycerin-manganese acetylacetonate), 글리세린-염화구리(glycerin-copper chloride), 칼슘 이온-염화구리(calcium ion-copper chloride), 글리세린-다이크로뮴산칼륨(glycerin-potassium dichromate), 칼슘 이온-염화구리/다이크로뮴산칼륨(calcium ion-copper chloride/potassium dichromate), 또는 글리세린-염화구리/다이크로뮴산칼륨(glycerin-copper chloride/potassium dichromate)을 1종 이상 포함할 수 있다.
한편, 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료와 별도로 구비되는 젤화 산화제를 더 포함할 수 있다. 여기서, 젤화 산화제는 과산화수소(hydrogen peroxide)를 포함하는 산화제와 시그마셀 셀룰로오스(sigmacell cellulose)를 포함하는 젤화제가 혼합되어 수득될 수 있다. 그리고 젤화 산화제용 젤화제는 젤화 산화제의 전체 100 중량부에 대하여 4 내지 8 중량부로 포함될 수 있다.
자동 점화성 젤 추진제는 누설과 유출 가능성이 작고 취급과 저장, 그리고 이송 시스템의 구성이 용이한 효과가 있다.
또한, 자동 점화성 젤 추진제에 금속입자를 첨가하여 침전이나 산화 없이 오랜 시간 보관이 가능하며 연소 효율을 높일 수 있다.
또한, 자동 점화성 젤 추진제에 촉매를 첨가하여 자동 점화성을 개선함으로써 점화 관련 부품 사용을 최소화할 수 있어 전체적인 젤 추진 시스템을 단순화할 수 있고 보다 정확한 자동 점화 제어를 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 자동 점화성 젤 추진제는 액체 상태 또는 젤 상태의 촉매를 사용하기 때문에 균일한 혼합이 가능하고, 고체 형태의 촉매에 비해 미립화가 용이한 효과가 있다.
또한, 자동 점화성 젤 추진제로 사용되는 물질들은 독성이 낮아 환경에 부담이 적으며, 연소 후 생성물도 친환경적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 젤화연료의 성상을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매의 성상을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 젤화 산화제의 성상을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 젤화연료가 촉매로 인해 획득한 자동 점화성을 나타내는 사진이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 촉매의 성상을 나타내는 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 젤화 산화제의 성상을 나타내는 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 젤화연료가 촉매로 인해 획득한 자동 점화성을 나타내는 사진이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 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.
본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 액체 상태의 연료 또는 산화제와 적합한 성상을 가진 젤화제를 반응시켜 수득되는 젤화연료, 젤화연료에 선택적으로 첨가되는 금속입자, 젤화연료에 선택적으로 첨가되어 젤화연료에 자동 점화성을 증대시키는 촉매, 그리고 젤화 연료와 혼합되어 연소되는 젤화 산화제를 포함할 수 있다. 이러한 자동 점화성 젤 추진제는 이원화된 젤 추진 시스템에 효율적으로 적용할 수 있다.
여기서, 젤화연료에 첨가되는 금속입자는 침전이나 산화 없이 장시간 보관이 가능하며 연소 효율을 높일 수 있는 기능을 할 수 있다. 또한, 젤화연료에 첨가되는 촉매는 액체 상태 또는 젤 상태로 첨가되어 미립화가 쉽고, 저장이 안전하며, 극소량만으로도 균일한 혼합과 자동 점화성을 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 연료 또는 산화제에 젤화제를 첨가하여 얻은, 액체와 고체의 중간 단계의 젤 형태의 젤화 연료, 젤화 산화제 또는 이들의 혼합물을 지칭할 수 있다. 자동 점화성 젤 추진제는 액체 추진제의 고밀도 및 고발열량의 장점과 함께 고체 추진제와 같이 높은 보관성을 유지할 수 있다.
또한 본 발명의 자동 점화성 젤 추진제에 사용되는 물질들은 독성이 낮아 환경에 부담이 적으며, 연소 후 생성물 역시 친환경적이다. 그리고 추진제를 젤 형태의 젤 추진제로 만들면 상온, 상압에서 액체로 존재할 때 보다 밀도가 높아져 단위부피당 더 많은 양을 젤 추진 시스템에 사용할 수 있다. 여기서, 젤 추진 시스템은 일원화된 젤 추진 시스템과 이원화된 젤 추진 시스템으로 구분될 수 있디. 일원화된 젤 추진 시스템은 젤화 연료 및 젤화 산화제를 혼합하여 저장, 이송 및 분사할 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제가 사용되는 이원화된 젤 추진 시스템은 젤화 연료 및 젤화 산화제를 각각 개별적으로 저장, 이송 및 분사할 수 있다. 이원화된 젤 추진 시스템은 젤화 연료 및 젤화 산화제의 저장, 이송 및 분사 조건을 개별적으로 조절할 수 있어 자연발화의 위험이 없으므로 안전성이 높은 장점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 향상된 안정성, 저장성, 그리고 개선된 연소효율과 자동 점화성을 갖고 항공우주용 친환경 젤 추진 시스템에 사용될 수 있다. 이러한 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료, 금속입자, 촉매, 젤화 산화제를 포함할 수 있다. 자동 점화성 젤 추진제로 사용할 수 있는 본 발명의 젤화연료, 금속입자, 촉매, 젤화 산화제에 대한 구체적인 설명은 다음과 같다.
먼저, 젤화연료는 메탄올(methanol), 부탄올(butanol), 에탄올(ethanol), 펜탄올(pentanol), 프로판올(propanol), 헥산올(hexanol), 또는 헵탄올(heptanol)을 1종 이상 포함하는 알코올 계열 화학물질, 아민(amine) 계열 화학물질, 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 포함하는 글리콜(glycol) 계열 화학물질을 1종 이상 포함하는 연료, 그리고 하이드록시프로필셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)를 포함하는 젤화제가 혼합되어 수득될 수 있다.
여기서, 연료와 젤화제와의 반응 조건은 특별히 제한되지 않으며, 만들고자 목적하는 젤화연료의 특성에 따라 각각의 함량비와 교반 시의 조건 등을 적절히 조절할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 젤화연료는 연료로써 에탄올을 사용하고, 젤화제로써는 하이드록시프로필셀룰로오스를 반응시켜 젤화연료를 수득할 수 있다. 젤화제로써 하이드록시프로필셀룰로오스를 사용하는 경우, 젤화연료의 전체 100 중량부에 대하여 약 0.6 내지 약 1 중량부를 사용할 때 가장 적절한 젤화연료가 합성될 수 있다. 만약, 상기한 중량부 범위 미만으로 젤화제를 사용하면 젤화연료가 지나치게 묽게 될 수 있다. 이와는 달리 상기한 중량부 범위를 초과하여 젤화제를 사용하면 젤의 점성이 필요 이상으로 높아지는 문제점이 발생할 수 있다. 상기와 같은 조합으로 연료 및 젤화제를 교반하여 반응시킴으로써 해당되는 젤화연료를 수득할 수 있다.
한편, 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료에 금속입자를 더 첨가할 수 있다. 젤화연료는 누출이 없으며 취급, 저장, 이송 시스템의 구성이 용이하다. 금속입자를 첨가할 경우 침전이나 산화 없이 오랜 시간 보관이 가능하며 연소 효율을 높일 수 있다. 그리고 금속입자는 단위 부피당 더 많은 에너지를 갖게 할 수 있다. 금속입자는 알루미늄(aluminum), 보론(boron), 마그네슘(magnesium), 또는 카본(carbon)을 1종 이상 포함할 수 있다. 여기서, 금속입자의 크기나 함량은 특별히 제한되지는 않으나, 젤화연료의 전체 100 중량부에 대하여 약 0.4 내지 약 4 중량부로 포함할 수 있다. 금속입자의 함량에 따라 젤화제의 함량 역시 달라질 수 있다.
한편, 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료에 촉매를 더 포함할 수 있다. 촉매는 젤화연료의 자동 점화성을 향상시키기 위해 첨가하는 물질이다. 촉매는 글리세린-망간 아세틸아세토네이트(glycerin-manganese acetylacetonate), 글리세린-염화구리(glycerin-copper chloride), 칼슘 이온-염화구리(calcium ion-copper chloride), 글리세린-다이크로뮴산칼륨(glycerin-potassium dichromate), 칼슘 이온-염화구리/다이크로뮴산칼륨(calcium ion-copper chloride/potassium dichromate), 또는 글리세린-염화구리/다이크로뮴산칼륨(glycerin-copper chloride/potassium dichromate)을 1종 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 촉매는 용매로써 칼슘 이온을 사용하고, 촉매로써는 염화구리를 혼합하여 액체촉매를 수득할 수 있다. 이와 같이 액체촉매를 제조할 때, 염화구리와 칼슘 이온의 비가 1:6이 되도록 할 수 있다. 또한, 촉매는 용매로써 글리세린을 사용하고, 촉매로써는 염화구리를 혼합하여 젤화촉매를 수득할 수도 있다. 이러한 경우, 염화구리와 글리세린의 비가 1:6이 되도록 하여 젤화촉매를 수득할 수 있다. 또한, 촉매는 용매로써 글리세린을 사용하고, 촉매로써는 망간 아세틸아세토네이트를 혼합하여 젤화촉매를 수득할 수도 있다. 이러한 경우, 망간 아세틸아세토네이트와 글리세린의 비가 1:6이 되도록 하여 젤화촉매를 수득할 수 있다. 상기한 바와 같이 젤화연료에 촉매를 첨가할 경우 자동 점화성을 가지게 되며, 액체 상태 또는 젤 상태의 촉매를 사용하기 때문에 균일한 혼합이 가능하다. 또한, 고체 형태의 촉매에 비해 미립화가 쉽고, 저장이 안전하며, 극소량만으로도 효과를 획득할 수 있다.
한편, 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료와 별도로 구비되는 젤화 산화제를 더 포함할 수 있다. 여기서, 젤화 산화제는 과산화수소(hydrogen peroxide)를 포함하는 산화제와 시그마셀 셀룰로오스(sigmacell cellulose)를 포함하는 젤화 산화제용 젤화제가 혼합되어 수득될 수 있다.
젤화 산화제를 수득할 때 산화제와 젤화 산화제용 젤화제의 반응 조건이 특별히 제한되지 않으며, 만들고자 목적하는 젤화 산화제의 특성에 따라 산화제 및 젤화 산화제용 젤화제의 각각의 함량비, 교반 시의 온도, 교반 시의 압력 등을 적절히 조절할 수 있다. 예를 들어, 젤화 산화제를 수득하기 위해 젤화 산화제용 젤화제로써 시그마셀 셀룰로오스를 사용하는 경우, 젤화 산화제의 전체 100 중량부에 대하여 젤화 산화제용 젤화제는 약 4 내지 약 8 중량부로 사용할 때 가장 적절한 젤화 산화제가 합성될 수 있다. 만약, 상기한 중량부 범위 미만으로 젤화 산화제용 젤화제를 사용하면 젤화연료가 지나치게 묽게 될 수 있다. 이와는 달리 상기한 중량부 범위를 초과하여 젤화 산화제용 젤화제를 사용하면 젤의 점성이 필요 이상으로 높아지는 문제점이 발생할 수 있다. 상기와 같은 조합으로 산화제와 젤화 산화제용 젤화제를 교반하여 반응시킴으로써 해당되는 젤화 산화제를 수득할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 젤화연료, 금속입자, 촉매, 젤화 산화제를 포함하며, 젤화연료, 촉매, 젤화 산화제로 사용되는 물질들은 독성이 낮아 환경에 부담이 적으며, 연소 후 생성물 역시 환경친화적이다. 그리고 본 발명의 젤화연료, 촉매, 젤화 산화제는 누출이 없으며 취급, 저장, 이송 시스템의 구성이 용이하다. 또한, 젤화연료에 금속입자를 첨가할 경우 침전이나 산화 없이 오랜 시간 보관이 가능하며 연소 효율을 높일 수 있다. 그리고 젤화연료에 촉매를 첨가할 경우 자동 점화성을 가지게 되며, 액체 상태 또는 젤 상태의 촉매를 사용하기 때문에 균일한 혼합이 가능하다. 또한, 고체 형태의 촉매에 비해 미립화가 쉽고, 저장이 안전하며, 극소량만으로도 효과를 획득할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 자동 점화성 젤 추진제는 항공우주용 친환경 젤 추진 시스템에 효율적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예는 단지 예시적인 것이며 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 것은 아니다. 그리고 연료와 젤화제의 반응 조건은 특별히 제한되지 않으며, 젤화 연료의 특성에 따라 각각의 함량비, 교반 시의 온도, 교반 시의 압력 등을 적절히 조절할 수 있다.
<실시예>
실시예 1
에탄올 99 중량부와 하이드록시프로필셀룰로오스 1 중량부를 혼합하여 젤화연료를 제조하였다. 수득된 젤화연료의 사진을 도 1에 나타내었다(좌측). 도 1을 참조하면, 추진제에 적합한 점성의 젤화연료가 수득되었음을 알 수 있다. 또한, 젤화연료에 대하여, 실시예 6의 젤화촉매를 추가하였을 때 액체 과산화수소와 접촉하자마자 자연발화되어, 자동 점화성을 갖는 것으로 확인되었으며 이를 도 4에 나타내었다.
실시예 2
에탄올 99.1 중량부와 알루미늄 0.4 중량부, 하이드록시프로필셀룰로오스 0.5 중량부를 혼합하여 젤화연료를 제조하였다. 수득된 젤화연료의 사진을 도 1에 나타내었다(중앙). 도 1을 참조하면, 추진제에 적합한 점성의 젤화연료가 수득되었음을 알 수 있다.
실시예 3
에탄올 99.1 중량부와 보론 0.4 중량부, 하이드록시프로필셀룰로오스 0.5 중량부를 혼합하여 젤화연료를 제조하였다. 수득된 젤화연료의 사진을 도 1에 나타내었다(우측). 도 1을 참조하면, 추진제에 적합한 점성의 젤화연료가 수득되었음을 알 수 있다.
실시예 4
염화구리와 칼슘 이온을 1:6의 비로 혼합하여 액체촉매를 제조하였다. 수득된 액체촉매의 사진을 도 2에 나타내었다(좌측). 도 2을 참조하면, 균일하게 혼합하기에 적합한 점성의 액체촉매가 수득되었음을 알 수 있다.
실시예 5
염화구리와 글리세린을 1:6의 비로 혼합하여 젤화촉매를 제조하였다. 수득된 젤화촉매의 사진을 도 2에 나타내었다(중앙). 도 2을 참조하면, 균일하게 혼합하기에 적합한 점성의 젤화촉매가 수득되었음을 알 수 있다.
실시예 6
망간 아세틸아세토네이트와 글리세린을 1:6의 비로 혼합하여 젤화촉매를 제조하였다. 수득된 젤화촉매의 사진을 도 2에 나타내었다(우측). 도 2을 참조하면, 균일하게 혼합하기에 적합한 점성의 젤화촉매가 수득되었음을 알 수 있다.
실시예 7
과산화수소 92 중량부와 시그마셀 셀룰로오스 8 중량부를 혼합하여 젤화 산화제를 제조하였다. 수득된 젤화 산화제의 사진을 도 3에 나타내었다. 도 3을 참조하면, 추진제에 적합한 점성의 젤화 산화제가 수득되었음을 알 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 여기에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이것도 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
Claims (10)
- 메탄올(methanol), 부탄올(butanol), 에탄올(ethanol), 펜탄올(pentanol), 프로판올(propanol), 헥산올(hexanol), 또는 헵탄올(heptanol)을 1종 이상 포함하는 알코올 계열 화학물질, 아민(amine) 계열 화학물질, 또는 에틸렌글리콜(ethylene glycol)을 포함하는 글리콜(glycol) 계열 화학물질을 1종 이상 포함하는 연료, 그리고
하이드록시프로필셀룰로오스(hydroxypropyl cellulose)를 포함하는 젤화제가 혼합되어 수득되는 젤화연료를 포함하는 자동 점화성 젤 추진제. - 제1항에서,
상기 젤화제는 상기 젤화연료의 전체 100 중량부에 대하여 0.6 내지 1 중량부로 포함되는 자동 점화성 젤 추진제. - 제1항에서,
상기 젤화연료에 금속입자를 더 포함하는 자동 점화성 젤 추진제. - 제3항에서,
상기 금속입자는 알루미늄(aluminum), 보론(boron), 마그네슘(magnesium), 또는 카본(carbon)을 1종 이상 포함하는 자동 점화성 젤 추진제. - 제4항에서,
상기 금속입자는 상기 젤화연료의 전체 100 중량부에 대하여 0.4 내지 4 중량부로 포함되는 자동 점화성 젤 추진제. - 제1항에서,
상기 젤화연료에 촉매를 더 포함하는 자동 점화성 젤 추진제. - 제6항에서,
상기 촉매는 글리세린-망간 아세틸아세토네이트(glycerin-manganese acetylacetonate), 글리세린-염화구리(glycerin-copper chloride), 칼슘 이온-염화구리(calcium ion-copper chloride), 글리세린-다이크로뮴산칼륨(glycerin-potassium dichromate), 칼슘 이온-염화구리/다이크로뮴산칼륨(calcium ion-copper chloride/potassium dichromate), 또는 글리세린-염화구리/다이크로뮴산칼륨(glycerin-copper chloride/potassium dichromate)을 1종 이상 포함하는 자동 점화성 젤 추진제. - 제1항에서,
상기 젤화연료와 별도로 구비되는 젤화 산화제를 더 포함하는 자동 점화성 젤 추진제. - 제8항에서,
상기 젤화 산화제는 과산화수소(hydrogen peroxide)를 포함하는 산화제와 시그마셀 셀룰로오스(sigmacell cellulose)를 포함하는 젤화 산화제용 젤화제가 혼합되어 수득되는 자동 점화성 젤 추진제. - 제9항에서,
상기 젤화 산화제용 젤화제는 상기 젤화 산화제의 전체 100 중량부에 대하여 4 내지 8 중량부로 포함되는 자동 점화성 젤 추진제.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170092684A KR20190010207A (ko) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 자동 점화성 젤 추진제 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170092684A KR20190010207A (ko) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 자동 점화성 젤 추진제 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20190010207A true KR20190010207A (ko) | 2019-01-30 |
Family
ID=65276904
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170092684A KR20190010207A (ko) | 2017-07-21 | 2017-07-21 | 자동 점화성 젤 추진제 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20190010207A (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102429914B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2022-08-08 | 주식회사 에스에이치켐 | 친환경 겔화 또는 고화 알코올 연료 조성물 |
-
2017
- 2017-07-21 KR KR1020170092684A patent/KR20190010207A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102429914B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2022-08-08 | 주식회사 에스에이치켐 | 친환경 겔화 또는 고화 알코올 연료 조성물 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN1321950C (zh) | 二硝酰胺基液体单组份推进剂 | |
US11787752B2 (en) | High density hybrid rocket motor | |
US6652682B1 (en) | Propellant composition comprising nano-sized boron particles | |
US6361629B2 (en) | Flowable solid propellant | |
CN109305869B (zh) | 一种碳硼烷推进剂及其制备方法 | |
Silva et al. | Green propellants: oxidizers | |
JP5642538B2 (ja) | ハイブリッドロケットモータ | |
CN105017957A (zh) | 发动机汽缸盖 | |
CN102863994A (zh) | 一种与70%-98%过氧化氢自燃的四组分系燃料 | |
KR20190010207A (ko) | 자동 점화성 젤 추진제 | |
US9970740B2 (en) | Viscous liquid monopropellant | |
CN110467512B (zh) | 一种固-液推进剂及其制备方法和使用方法 | |
US3197348A (en) | Thixotropic propellant | |
KR101557925B1 (ko) | 니트레이트 에스터 폴리에테르계 저온 고체 추진제 조성물 | |
CN113248340B (zh) | 一种高压强指数低燃温燃气发生剂及其制备方法 | |
US20140109551A1 (en) | Solid chemical rocket propulsion system | |
Kumar et al. | Catalytic effects of Cu-Co* on the thermal decomposition of AN and AN/KDN based green oxidizer and propellant samples | |
US4997497A (en) | Castable smoke-producing pyrotechnic compositions | |
US3196059A (en) | Thixotropic propellant compositions | |
US3107187A (en) | Propellant compositions | |
RU2485081C1 (ru) | Композиция пастообразного ракетного горючего для прямоточных воздушно-реактивных двигателей с камерой дожигания | |
US5438824A (en) | Silicon as a high energy additive for fuel gels and solid fuel-gas generators for propulsion systems | |
US3213609A (en) | High energy propellant and process employing hydrazines and nitro compounds | |
US3383860A (en) | Low flame temperature gas generant containing ammonium iodate and methode of operatin a gas generator | |
US3662555A (en) | Method for operating a hybrid rocket engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |