KR20220135392A - Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters - Google Patents

Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters Download PDF

Info

Publication number
KR20220135392A
KR20220135392A KR1020210040982A KR20210040982A KR20220135392A KR 20220135392 A KR20220135392 A KR 20220135392A KR 1020210040982 A KR1020210040982 A KR 1020210040982A KR 20210040982 A KR20210040982 A KR 20210040982A KR 20220135392 A KR20220135392 A KR 20220135392A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
oxidizing agent
fuel
plate
vortex
inlet groove
Prior art date
Application number
KR1020210040982A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102487603B1 (en
Inventor
정기정
안규복
Original Assignee
충북대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충북대학교 산학협력단 filed Critical 충북대학교 산학협력단
Priority to KR1020210040982A priority Critical patent/KR102487603B1/en
Publication of KR20220135392A publication Critical patent/KR20220135392A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102487603B1 publication Critical patent/KR102487603B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/44—Feeding propellants
    • F02K9/52—Injectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/14—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with multiple outlet openings; with strainers in or outside the outlet opening
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02K—JET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/60—Constructional parts; Details not otherwise provided for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)

Abstract

The present invention relates to a vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters. More particularly, the vortex-like shear coaxial injector head comprises: an upper plate having oxidizing agent inlet grooves formed in the top surface thereof at a predetermined depth to introduce an oxidizing agent provided from an oxidizing agent supply pipe, having a plurality of oxidizing agent discharge holes communicating with the oxidizing agent inlet grooves, and oxidizing agent injection pipes provided on the bottom surface thereof to communicate with the oxidizing agent discharge holes and inject the oxidizing agent toward the wall surface of a combustion chamber; and a lower plate closely contacting the bottom surface of the upper plate, having fuel inlet grooves formed in the top surface thereof at a predetermined depth to introduce a fuel supplied from a fuel supply pipe, and having fuel injection holes for surrounding the oxidizing agent injection pipes while being distanced therefrom, and communicating with the fuel inlet grooves to inject the fuel toward the wall surface of the combustion chamber between the oxidizing injection pipes and the fuel injection holes. Therefore, the vortex-like shear coaxial injector head can improve the combustion efficiency of the fuel and the oxidizing agent used as propellants and cool the wall surface of the combustion chamber.

Description

소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드{Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters}Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters

본 발명은 와류형 동축 전단 분사 헤드에 관한 것으로서, 특히 소형 로켓 추력기에 적용하여 추진제를 효율적으로 연소시킬 수 있고 고온의 열로부터 연소실 벽을 보호할 수 있는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드에 관한 것이다.The present invention relates to a vortex coaxial shear injection head, particularly a vortex-type coaxial shear injection head used in a small thruster that can efficiently burn a propellant and protect a combustion chamber wall from high-temperature heat when applied to a small rocket thruster. is about

액체 추진 로켓은 추진제를 혼합기를 통해 분사/혼합한 후 연소실에서 연소시켜 발생된 연소가스의 압축 팽창으로 추력을 얻게 되는데, 추진제의 분사/혼합의 정도가 엔진의 성능을 좌우한다고 하여도 무방하다 할 정도이다.Liquid propulsion rockets obtain thrust by compressing and expanding the combustion gas generated by injecting/mixing propellant through a mixer and then burning it in a combustion chamber. it is about

특히, 소형 액체 로켓 엔진은 작은 연소실 부피로 인해 추진제가 완벽히 연소되기 어렵고, 고온의 열로부터 연소실 벽이 훼손될 수 있는 위험성이 높다.In particular, in a small liquid rocket engine, it is difficult to completely burn the propellant due to a small combustion chamber volume, and there is a high risk that the combustion chamber wall may be damaged from high temperature heat.

일반적인 동축 전단 분사기의 경우 추진제가 분무되는 속도가 매우 빨라 추진제의 완전 연소 측면을 고려했을 때 소형 엔진에 적용하기에는 어려움이 있을 뿐만 아니라 연소실 내에서의 추진제 체류시간이 짧은 문제가 있다.In the case of a general coaxial shear injector, the propellant is sprayed at a very fast rate, so it is difficult to apply it to a small engine considering the aspect of complete combustion of the propellant, and there is a problem in that the residence time of the propellant in the combustion chamber is short.

등록특허 10-1013934Registered Patent 10-1013934

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 추진제의 미립화 효과를 향상시키고 추진제의 축 방향 속도를 감소시켜 연소 효율을 향상시키며 연소실 벽면을 고온의 열로부터 보호할 수 있는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and it is a small thruster capable of improving the atomization effect of the propellant, reducing the axial speed of the propellant, improving the combustion efficiency, and protecting the wall of the combustion chamber from high temperature heat. An object of the present invention is to provide a vortex-type coaxial shear jetting head used in

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드는 산화제 공급관에서 제공되는 산화제가 유입되는 산화제 유입홈이 상면에 일정깊이로 형성되고, 상기 산화제 유입홈과 연통되는 다수의 산화제 배출홀이 형성되며, 상기 산화제 배출홀과 연통되어 산화제를 연소실의 벽면을 향해 분사하는 산화제 분사관이 저면에 구비된 상판과; 상기 상판의 저면에 밀착되고, 연료 공급관에서 제공되는 연료가 유입되는 연료 유입홈이 상면에 일정깊이로 형성되며, 상기 산화제 분사관을 일정거리 이격된 상태로 포위하면서 상기 연료 유입홈과 연통되어 산화제 분사관과의 사이에서 연소실의 벽면을 향해 연료를 분사하는 연료 분사홀이 형성된 하판;을 포함하여 구성된다.In the vortex coaxial shear injection head used in the small thruster according to the present invention for solving the above problems, an oxidizer inlet groove into which an oxidizer provided from an oxidizer supply pipe is introduced is formed at a predetermined depth on the upper surface, and communicates with the oxidizer inlet groove a top plate having a plurality of oxidizing agent discharge holes formed therein, and having an oxidizing agent injection pipe in communication with the oxidizing agent discharge hole and spraying an oxidizing agent toward a wall surface of the combustion chamber; A fuel inlet groove that is closely attached to the bottom surface of the upper plate and through which fuel provided from the fuel supply pipe is introduced is formed at a predetermined depth on the upper surface, and is communicated with the fuel inlet groove while enclosing the oxidant injection tube spaced apart by a predetermined distance to communicate with the oxidizer and a lower plate having a fuel injection hole for injecting fuel toward the wall surface of the combustion chamber between the injection tube and the injection tube.

여기에서, 상기 산화제 배출홀과 산화제 분사관 및 연료 분사홀은 연소실 벽면의 접선 방향을 향하도록 경사지게 배치된다.Here, the oxidizer discharge hole, the oxidizer injection pipe, and the fuel injection hole are inclined to face a tangential direction of the combustion chamber wall surface.

그리고, 상기 상판의 산화제 유입홈 내에는 산화제 배출홀로 산화제를 안내하는 다수의 산화제 안내홀이 방사상으로 형성된 상부 유도판이 구비되고, 상기 하판의 연료 유입홈 내에는 연료 분사홀로 연료를 안내하는 다수의 연료 안내홀이 방사상으로 형성된 하부 유도판이 구비된다.In addition, an upper guide plate having a plurality of oxidant guide holes for guiding the oxidant to the oxidant discharge hole is provided in the oxidant inlet groove of the upper plate, and a plurality of fuels for guiding fuel to the fuel injection hole in the fuel inlet groove of the lower plate A lower guide plate having a guide hole formed in a radial direction is provided.

한편, 상기 상판의 상면을 덮으면서 상기 연소실에 부착되는 덮개판;를 포함하여 구성된다.On the other hand, the cover plate is attached to the combustion chamber while covering the upper surface of the upper plate; is configured to include.

그리고, 상기 덮개판, 상부 유도판, 상판, 하부 유도판 및 하판의 중앙을 관통하는 센터홀이 형성되고, 상기 센터홀에 점화기가 설치된다.In addition, a center hole passing through the center of the cover plate, the upper guide plate, the upper plate, the lower guide plate and the lower plate is formed, and an igniter is installed in the center hole.

또한, 상기 산화제 공급관은 상기 덮개판을 관통하여 상기 산화제 유입홈에 산화제를 제공하고, 상기 연료 공급관은 상기 덮개판과 상판을 관통하여 상기 연료 유입홈에 연료를 제공한다.In addition, the oxidant supply pipe passes through the cover plate to provide an oxidizer to the oxidant inlet groove, and the fuel supply pipe penetrates the cover plate and the upper plate to provide fuel to the fuel inlet groove.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드는 산화제와 연료가 연소실의 벽면을 향해 분사되므로, 벽면과의 충돌을 이용한 미립화 효과와 운동량 손실로 인한 유속감소 효과를 통해 산화제와 연료가 잘 혼합되도록 함으로써 연소 효율을 높일 수 있으며, 연소실 벽면이 냉각되는 효과도 기대할 수 있는 이점이 있다.In the vortex coaxial shear injection head used in the small thruster of the present invention configured as described above, the oxidizing agent and fuel are injected toward the wall surface of the combustion chamber. Combustion efficiency can be increased by allowing the oxidizer and fuel to be mixed well, and there is an advantage in that the effect of cooling the combustion chamber wall can be expected.

또한, 산화제와 연료가 연소실 벽면을 향해 분사되되 연소실 벽면의 접선 방향으로 분사되므로, 산화제와 연료의 연소실 내 체류시간을 증가시켜 산화제와 연료의 혼합이 잘 일어나게 함으로써 연소가 더 잘 일어나게 할 수 있는 이점이 있다.In addition, since the oxidizing agent and fuel are injected toward the combustion chamber wall surface and are injected in a tangential direction to the combustion chamber wall surface, the residence time of the oxidizing agent and fuel in the combustion chamber is increased so that the oxidizing agent and fuel are mixed well, resulting in better combustion. There is this.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드가 설치된 모습을 보인 도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드를 보인 도.1 and 2 are views showing a state in which a vortex-type coaxial shear injection head used in a small thruster according to the present invention is installed.
3 to 5 are views showing a vortex-type coaxial shear injection head used in a small thruster according to the present invention.

이하, 본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a vortex-type coaxial shear injection head used in a compact thruster according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드가 설치된 모습을 보인 도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드를 보인 도이다.1 and 2 are views showing a state in which a vortex coaxial shear injection head used in a small thruster according to the present invention is installed, and FIGS. 3 to 5 are a vortex type coaxial shear injection head used in a small thruster according to the present invention is a diagram showing

본 발명에 의한 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드는 소형 로켓 엔지의 연소실에 산화제와 연료가 혼합된 혼합기를 공급하기 위한 것으로서, 상판(10)과, 상기 상판(10)의 저면에 밀착 설치되는 하판(20)을 포함하여 구성된다.The vortex-type coaxial shear injection head used in the small thruster according to the present invention is for supplying a mixture of oxidizer and fuel to the combustion chamber of a small rocket engine, and is in close contact with the upper plate 10 and the lower surface of the upper plate 10 It is configured to include a lower plate 20 to be installed.

상기 상판(10)은 그 전체적인 형태가 일정한 높이를 같은 원형의 판과 유사한 형상으로 이루어지고, 여기에는 산화제 유입홈(11)과 다수의 산화제 배출홀(12)이 형성됨과 아울러 다수의 산화제 분사관(13)이 구비된다.The top plate 10 has a shape similar to a circular plate having the same height as the whole, and an oxidizer inlet groove 11 and a plurality of oxidizer discharge holes 12 are formed therein, and a plurality of oxidizer injection pipes (13) is provided.

상기 산화제 유입홈(11)은 산화제 공급관(P1)에서 제공되는 액체 상태의 산화제가 유입되는 공간으로서, 상판(10)의 상면에서 일정깊이로 함몰되어 형성된다.The oxidizing agent inlet groove 11 is a space into which the liquid oxidizing agent provided from the oxidizing agent supply pipe P1 flows, and is formed by being recessed to a predetermined depth in the upper surface of the upper plate 10 .

상기 산화제 배출홀(12)은 산화제 유입홈(11)과 연통되게 형성되어 산화제 유입홈(11)에 공급된 산화제를 상판(10) 밖으로 안내하는 역할을 한다.The oxidizer discharge hole 12 is formed to communicate with the oxidizer inlet groove 11 , and serves to guide the oxidizer supplied to the oxidizer inlet groove 11 out of the upper plate 10 .

부연하면, 산화제 배출홀(12)은 상판(10)을 관통하여 형성되되 산화제 유입홈(11) 내에서 원형을 이루도록 다수개가 형성되는데, 이때 이 산화제 배출홀(12)은 연소실(B)의 벽면을 향해 경사지게 형성되면서 동시에 연소실(B) 벽면의 접선방향을 향하도록 경사지게 형성된다.In other words, a plurality of oxidant discharge holes 12 are formed through the upper plate 10 to form a circle in the oxidizer inlet groove 11, and at this time, the oxidant discharge holes 12 are formed on the wall surface of the combustion chamber B. It is formed to be inclined toward and at the same time inclined to face the tangential direction of the wall surface of the combustion chamber (B).

상기 산화제 분사관(13)은 상판(10)의 저면에 일체로 구비되되, 산화제 배출홀(12)과 연통되게 구비되면서 연소실(B)의 벽면을 향해 경사지게 배치되면서 동시에 연소실(B) 벽면의 접선방향으로 향하도록 경사지게 돌출 구비된다. 따라서 산화제 유입홈(11) 내에 공급된 산화제는 산화제 배출홀(12)을 통해 산화제 분사관(13) 내부로 공급된 후 연소실(B)의 벽면을 향해 분사된다.The oxidizer injection pipe 13 is integrally provided on the bottom surface of the upper plate 10, is provided in communication with the oxidizer discharge hole 12, is inclined toward the wall surface of the combustion chamber (B), and at the same time, the tangent line of the wall surface of the combustion chamber (B) It is provided to protrude obliquely to face the direction. Therefore, the oxidizing agent supplied into the oxidizing agent inlet groove 11 is supplied into the oxidizing agent injection pipe 13 through the oxidizing agent discharge hole 12 and then injected toward the wall surface of the combustion chamber B.

한편, 상판(10)의 산화제 유입홈(11) 내에는 상부 유도판(14)이 일체로 구비된다.On the other hand, the upper guide plate 14 is integrally provided in the oxidant inlet groove 11 of the upper plate 10 .

상기 상부 유도판(14)은 그 지름이 산화제 유입홈(11)의 지름보다 작으며, 그 전체적인 형태가 원형판과 유사한 형태를 취한다. 이러한 상부 유도판(14)의 가장자리에는 다수의 산화제 안내홀(14a)이 일정간격을 이루면서 각각 하나씩 방사상으로 형성된다.The upper guide plate 14 has a diameter smaller than the diameter of the oxidant inlet groove 11, and its overall shape is similar to a circular plate. At the edge of the upper guide plate 14, a plurality of oxidizing agent guide holes 14a are formed radially one at a time while forming a predetermined interval.

상기 산화제 안내홀(14a)은 상부 유도판(14)의 가장자리에서 상부 유도판(14)의 중심쪽을 향하여 길게 형성된다. 산화제 유입홈(11) 내에 유입된 산화제는 상판(10)의 테두리 부분과 상부 유도판(14)의 테두리 부분 사이를 유동하다가 산화제 안내홀(14a) 내부로 들어간 후 산화제 배출홀(12)을 통해 산화제 분사관(13) 내부로 공급된다.The oxidizer guide hole 14a is formed to be elongated from the edge of the upper guide plate 14 toward the center of the upper guide plate 14 . The oxidizing agent introduced into the oxidant inlet groove 11 flows between the edge portion of the upper plate 10 and the edge portion of the upper guide plate 14, enters the oxidizer guide hole 14a, and then through the oxidizer discharge hole 12. The oxidizer is supplied into the injection pipe 13 .

상기 하판(20)은 상판(10)과 거의 동일한 직경과 형태의 원형 판 형태로 제작되고, 여기에는 연료 유입홈(21)과 연료 분사홀(22)이 형성된다.The lower plate 20 is manufactured in the form of a circular plate having substantially the same diameter and shape as the upper plate 10 , and a fuel inlet groove 21 and a fuel injection hole 22 are formed therein.

상기 연료 유입홈(21)은 연료 공급관(P2)에서 제공되는 기체 상태의 연료가 유입되는 공간으로서, 하판(20)의 상면에서 일정깊이로 함몰되어 형성된다.The fuel inlet groove 21 is a space into which gaseous fuel provided from the fuel supply pipe P2 is introduced, and is formed by being depressed to a predetermined depth in the upper surface of the lower plate 20 .

상기 연료 분사홀(22)은 연료 유입홈(21)과 연통되게 형성되어 연료 유입홈(21)에 공급된 연료를 하판(20) 밖으로 안내하는 역할을 한다.The fuel injection hole 22 is formed to communicate with the fuel inlet groove 21 , and serves to guide the fuel supplied to the fuel inlet groove 21 out of the lower plate 20 .

부연하면, 연료 분사홀(22)은 하판(20)을 관통하여 형성되되 연료 유입홈(21) 내에서 원형을 이루도록 다수개가 형성되는데, 이때 이 연료 분사홀(22)은 연소실(B)의 벽면을 향해 경사지게 형성되면서 동시에 연소실(B) 벽면의 접선방향을 향하도록 경사지게 형성된다.In other words, a plurality of fuel injection holes 22 are formed to pass through the lower plate 20 and form a circle within the fuel inlet groove 21 . At this time, the fuel injection holes 22 are formed on the wall surface of the combustion chamber B. It is formed to be inclined toward and at the same time inclined to face the tangential direction of the wall surface of the combustion chamber (B).

이러한 연료 분사홀(22)은 산화제 분사관(13)의 외측면을 일정거리 이격된 상태로 포위하면서 연료 유입홈(21)과 연통되어 산화제 분사관(13)과의 사이에서 연소실(B) 벽면의 접선방향으로 분사한다. 즉 상판(10)과 하판(20)을 밀착시켰을 때 연료 분사홀(22) 내에 산화제 분사관(13)이 삽입되어, 산화제 분사관(13)을 통해서 산화제가 연소실(B) 벽면의 접선방향으로 분사되고, 산화제 분사관(13)의 외측면과 연료 분사홀(22)을 형성하는 벽면 사이의 공간을 통해서 연료가 연소실(B) 벽면의 접선방향으로 분사된다.The fuel injection hole 22 communicates with the fuel inlet groove 21 while enclosing the outer surface of the oxidizer injection pipe 13 at a predetermined distance, and communicates with the oxidizer injection pipe 13 on the wall surface of the combustion chamber (B). spray in the tangential direction of That is, when the upper plate 10 and the lower plate 20 are brought into close contact, the oxidizing agent injection pipe 13 is inserted into the fuel injection hole 22, and the oxidizing agent through the oxidizing agent injection pipe 13 moves in a tangential direction to the wall surface of the combustion chamber B. The fuel is injected in a tangential direction to the wall surface of the combustion chamber B through the space between the outer surface of the oxidant injection pipe 13 and the wall surface forming the fuel injection hole 22 .

한편, 하판(20)의 연료 유입홈(21) 내에는 하부 유도판(23)이 일체로 구비된다.On the other hand, the lower guide plate 23 is integrally provided in the fuel inlet groove 21 of the lower plate 20 .

상기 하부 유도판(23)은 그 지름이 연료 유입홈(21)의 지름보다 작으며, 그 전체적인 형태가 원형판과 유사한 형태를 취한다. 이러한 하부 유도판(23)의 가장자리에는 다수의 연료 안내홀(23a)이 일정간격을 이루면서 각각 하나씩 방사상으로 형성된다.The lower guide plate 23 has a diameter smaller than that of the fuel inlet groove 21, and its overall shape is similar to a circular plate. At the edge of the lower guide plate 23, a plurality of fuel guide holes 23a are radially formed one at a time while forming a predetermined interval.

상기 연료 안내홀(23a)은 하부 유도판(23)의 가장자리에서 하부 유도판(23)의 중심쪽을 향하여 길게 형성된다. 연료 유입홈(21) 내에 유입된 연료는 하판(20)의 테두리 부분과 상부 유도판(14)의 테두리 부분 사이를 유동하다가 연료 안내홀(23a) 내부로 들어간다.The fuel guide hole 23a is elongated from the edge of the lower guide plate 23 toward the center of the lower guide plate 23 . The fuel introduced into the fuel inlet groove 21 flows between the edge portion of the lower plate 20 and the edge portion of the upper guide plate 14 and enters the fuel guide hole 23a.

한편, 본 발명은 상판(10)의 상면을 덮으면서 연소실(B)에 부착되는 덮개판(30)을 더 포함하여 구성된다.On the other hand, the present invention is configured to further include a cover plate 30 attached to the combustion chamber (B) while covering the upper surface of the upper plate (10).

상기 덮개판(30)은 연소실(B)의 가장자리에 볼팅이나 용접 등의 방법에 의해 체결됨으로써 연소실(B) 상부에 설치된 상판(10)과 하판(20)이 연소실(B) 밖으로 이탈되는 것을 방지한다.The cover plate 30 is fastened to the edge of the combustion chamber B by a method such as bolting or welding to prevent the upper plate 10 and the lower plate 20 installed on the combustion chamber B from being separated from the combustion chamber B. do.

이러한 덮개판(30)의 중앙부분, 상부 유도판(14)의 중앙부분, 상판(10)의 중앙부분, 하부 유도판(23)의 중앙부분 및 하판(20)의 중앙부분에는 센터홀(H)이 관통 형성되는데, 이 센터홀(H)에 산화제와 연료를 연소시키기 위한 점화기(S)가 설치된다.The central part of the cover plate 30, the central part of the upper guide plate 14, the central part of the upper plate 10, the central part of the lower guide plate 23 and the central part of the lower plate 20 have a center hole (H). ) is formed through, and an igniter (S) for burning the oxidizer and fuel is installed in this center hole (H).

그리고, 상기 산화제 공급관(P1)은 일측단이 덮개판(30) 밖으로 노출되고 타측단이 덮개판(30)을 관통하여 상판(10)의 산화제 유입홈(11)에 산화제를 제공하며, 상기 연료 공급관(P2)은 일측단이 덮개판(30) 밖으로 노출되고 타측단이 덮개판(30)과 상판(10)을 관통하여 하판(20)의 연료 유입홈(21)에 연료를 제공한다.In addition, the oxidant supply pipe (P1) has one end exposed outside the cover plate 30 and the other end penetrates the cover plate 30 to provide an oxidizing agent to the oxidant inlet groove 11 of the upper plate 10, and the fuel One end of the supply pipe P2 is exposed outside the cover plate 30 and the other end passes through the cover plate 30 and the upper plate 10 to provide fuel to the fuel inlet groove 21 of the lower plate 20 .

10: 상판 11: 산화제 유입홈
12: 산화제 배출홀 13: 산화제 분사관
14: 상부 유도판 14a: 산화제 안내홀
20: 하판 21: 연료 유입홈
22: 연료 분사홀 23: 하부 유도판
23a: 연료 안내홀 30: 덮개판
B: 연소실 H: 센터홀
P1: 산화제 공급관 P2: 연료 공급관
S: 점화기10: upper plate 11: oxidizing agent inlet groove
12: oxidizer discharge hole 13: oxidizer injection pipe
14: upper guide plate 14a: oxidizer guide hole
20: lower plate 21: fuel inlet groove
22: fuel injection hole 23: lower guide plate
23a: fuel guide hole 30: cover plate
B: combustion chamber H: center hall
P1: Oxidant supply pipe P2: Fuel supply pipe
S: lighter

Claims (6)

산화제 공급관(P1)에서 제공되는 산화제가 유입되는 산화제 유입홈(11)이 상면에 일정깊이로 형성되고, 상기 산화제 유입홈(11)과 연통되는 다수의 산화제 배출홀(12)이 형성되며, 상기 산화제 배출홀(12)과 연통되어 산화제를 연소실(B)의 벽면을 향해 분사하는 산화제 분사관(13)이 저면에 구비된 상판(10)과;
상기 상판(10)의 저면에 밀착되고, 연료 공급관(P2)에서 제공되는 연료가 유입되는 연료 유입홈(21)이 상면에 일정깊이로 형성되며, 상기 산화제 분사관(13)을 일정거리 이격된 상태로 포위하면서 상기 연료 유입홈(21)과 연통되어 산화제 분사관(13)과의 사이에서 연소실의 벽면을 향해 연료를 분사하는 연료 분사홀(22)이 형성된 하판(20);을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드.
An oxidizing agent inlet groove 11 into which the oxidizing agent provided from the oxidizing agent supply pipe P1 is introduced is formed to a predetermined depth on the upper surface, and a plurality of oxidizing agent discharge holes 12 communicating with the oxidizing agent inlet groove 11 are formed, and the an upper plate 10 having an oxidizing agent injection pipe 13 in communication with the oxidizing agent discharge hole 12 and spraying the oxidizing agent toward the wall surface of the combustion chamber B on the bottom surface;
A fuel inlet groove 21 that is closely attached to the bottom surface of the upper plate 10 and into which fuel provided from the fuel supply pipe P2 is introduced is formed on the upper surface to a predetermined depth, and the oxidant injection pipe 13 is spaced apart by a predetermined distance. and a lower plate 20 having a fuel injection hole 22 communicating with the fuel inlet groove 21 and injecting fuel toward the wall surface of the combustion chamber between the oxidizer injection pipe 13 and the fuel injection pipe 13 while encircling it. Vortex-type coaxial shear injection head used in small thrusters, characterized in that.
 청구항 1에 있어서,
상기 산화제 배출홀(12)과 산화제 분사관(13) 및 연료 분사홀(22)은 연소실(B) 벽면의 접선 방향을 향하도록 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드.
The method according to claim 1,
The oxidizer discharge hole 12, the oxidant injection pipe 13, and the fuel injection hole 22 are vortex-type coaxial shear injection used in a small thruster, characterized in that they are inclined to face the tangential direction of the wall surface of the combustion chamber (B). head.
 청구항 1에 있어서,
상기 상판(10)의 산화제 유입홈(11) 내에는 산화제 배출홀(12)로 산화제를 안내하는 다수의 산화제 안내홀(14a)이 방사상으로 형성된 상부 유도판(14)이 구비되고,
상기 하판(20)의 연료 유입홈(21) 내에는 연료 분사홀(22)로 연료를 안내하는 다수의 연료 안내홀(23a)이 방사상으로 형성된 하부 유도판(23)이 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드.
The method according to claim 1,
An upper guide plate 14 having a plurality of oxidizing agent guide holes 14a for guiding the oxidizing agent to the oxidizing agent discharge hole 12 is provided in the oxidant inlet groove 11 of the upper plate 10 in a radial direction,
In the fuel inlet groove 21 of the lower plate 20, a lower guide plate 23 having a plurality of fuel guide holes 23a for guiding fuel to the fuel injection hole 22 is provided in a radial direction. Vortex type coaxial shear injection head used in small thrusters.
 청구항 3에 있어서,
상기 상판(10)의 상면을 덮으면서 상기 연소실(B)에 부착되는 덮개판(30);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드.
4. The method of claim 3,
A vortex-type coaxial shear injection head used in a small thruster, characterized in that it comprises; a cover plate (30) attached to the combustion chamber (B) while covering the upper surface of the upper plate (10).
 청구항 4에 있어서,
상기 덮개판(30), 상부 유도판(14), 상판(10), 하부 유도판(23) 및 하판(20)의 중앙을 관통하는 센터홀(H)이 형성되고, 상기 센터홀(H)에 점화기(S)가 설치되는 것을 특징으로 하는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드.
5. The method according to claim 4,
A center hole (H) passing through the center of the cover plate 30, the upper guide plate 14, the upper plate 10, the lower guide plate 23, and the lower plate 20 is formed, and the center hole (H) Vortex-type coaxial shear injection head used in a small thruster, characterized in that the igniter (S) is installed in the.
 청구항 4에 있어서,
상기 산화제 공급관(P1)은 상기 덮개판(30)을 관통하여 상기 산화제 유입홈(11)에 산화제를 제공하고,
상기 연료 공급관(P2)은 상기 덮개판(30)과 상판(10)을 관통하여 상기 연료 유입홈(21)에 연료를 제공하는 것을 특징으로 하는 소형 추력기에 사용되는 와류형 동축 전단 분사 헤드.5. The method according to claim 4,
The oxidizing agent supply pipe (P1) passes through the cover plate 30 to provide an oxidizing agent to the oxidizing agent inlet groove 11,
The fuel supply pipe (P2) passes through the cover plate (30) and the upper plate (10) to provide fuel to the fuel inlet groove (21).
KR1020210040982A 2021-03-30 2021-03-30 Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters KR102487603B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210040982A KR102487603B1 (en) 2021-03-30 2021-03-30 Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210040982A KR102487603B1 (en) 2021-03-30 2021-03-30 Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220135392A true KR20220135392A (en) 2022-10-07
KR102487603B1 KR102487603B1 (en) 2023-01-10

Family

ID=83595459

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210040982A KR102487603B1 (en) 2021-03-30 2021-03-30 Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102487603B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009085159A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Ihi Aerospace Co Ltd Thruster for spacecraft
KR101013934B1 (en) 2008-09-16 2011-02-14 한국항공우주연구원 Liquid rocket engine injector head
KR20120055239A (en) * 2010-11-23 2012-05-31 충남대학교산학협력단 Injector for bipropellant rocket engine
KR101187592B1 (en) * 2012-08-21 2012-10-08 한국항공우주연구원 Injector for bipropellant rocket engine having cooling device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009085159A (en) * 2007-10-02 2009-04-23 Ihi Aerospace Co Ltd Thruster for spacecraft
KR101013934B1 (en) 2008-09-16 2011-02-14 한국항공우주연구원 Liquid rocket engine injector head
KR20120055239A (en) * 2010-11-23 2012-05-31 충남대학교산학협력단 Injector for bipropellant rocket engine
KR101187592B1 (en) * 2012-08-21 2012-10-08 한국항공우주연구원 Injector for bipropellant rocket engine having cooling device

Also Published As

Publication number Publication date
KR102487603B1 (en) 2023-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6244041B1 (en) Liquid-propellant rocket engine chamber and its casing
US6679049B2 (en) Hybrid rocket motor having a precombustion chamber
US4894986A (en) Bipropellant rocket engines
EP1715173B1 (en) Pintle injector
US6860099B1 (en) Liquid propellant tracing impingement injector
KR101631891B1 (en) Pintle-Swirl hybrid injection device
KR101764860B1 (en) Ignition device for high pressure furnace
KR102487603B1 (en) Vortex-like shear coaxial injector head used in small rocket thrusters
US11060483B2 (en) Hybrid rocket engine with improved solid fuel segment
KR102112668B1 (en) Rocket engine with wall cooling device and rocket engine having the same
US11486336B2 (en) Propulsion device for liquid propellant rocket engine
EP3026249B1 (en) Gas generator
JP2012189018A (en) Fuel/oxidizer supply device for gas generator
CN114483380A (en) Small-sized gas generating device capable of being started for multiple times
US3136123A (en) Rocket engine injector
EP3176506A1 (en) Method for burning fuel and detonation apparatus for carrying out same
KR100666161B1 (en) An Injector Baffle for Liquid Roket Engine
KR100925540B1 (en) Combustor mixing head for liquid rocket engine comprising vertical separate plate and horizontal separate plate
KR102480591B1 (en) Shear coaxial injector of rocket engine
US4290031A (en) Combustor for gas dynamic laser
AU2020103757A4 (en) Hybrid Rocket Engine With Improved Solid Fuel Segment
RU2493410C1 (en) Liquid propellant rocket engine
KR20240001832A (en) High performance bipropellant engine
RU2070652C1 (en) Hybrid-propellant rocket engine
EP3677767A1 (en) Hybrid rocket engine with improved solid fuel segment

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant