• 한국항공우주학회지
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• 제50권3호
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• pp.165-172
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• 2022

핀틀 인젝터는 추진제 분사면적 조절이 가능하기 때문에 추력제어에 가장 적합한 인젝터이다. 그에 따라 본 논문에서는 액체산소와 기체메탄을 사용하여 다중 홀 핀틀 인젝터와 연속형 핀틀 인젝터의 연소시험을 수행하였다. 특성속도효율로 두 핀틀의 연소성능을 확인하였고, O/F와 연소실 압력에 따라 두 파라미터가 유사한 조건에서 실험결과를 비교하였다. 개도(산화제 분사면적)가 100% 추력조건일 때 다중 홀 핀틀의 효율이 연속형 핀틀보다 다소 높은 결과를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
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• 제24권6호
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• pp.126-142
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• 2020

본 연구에서 액체-액체 핀틀 분사기가 적용된 연소장치의 연구개발 사례 조사를 통해 핀틀 분사기 및 연소장치의 설계 기초자료를 제공하고자 하였다. 자료 분석 결과로 엔진 추력에 따른 연소실 및 핀틀 분사기 규격, 고효율 분사기의 형상을 확인할 수 있었다. 그밖에 핀틀팁 열손상 방지 기구와 소재, Face-shutoff 핀틀 분사기 구현 방법, 중심추진제 선정 기준 등을 정리하여 초기 핀틀 분사기 적용 연소실 설계의 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제47권9호
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• pp.658-664
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• 2019

핀틀 인젝터를 사용하는 액체로켓개발에 있어서 분무특성인 분무각도, 액적크기, 액적의 분포정도는 중요한 요소이다. 세 종류의 다중 홀형 핀틀 팁과 연속형 핀틀 팁을 설계하여 분무실험을 수행하였다. 다중 홀형 인젝터에서 홀 개수에 따른 액적크기는 크게 차이가 없었으며, 홀 개수가 많을수록 액적이 균일하게 분포하였다. 연속형 핀틀은 다중 홀형 핀틀보다 액적의 미립화가 잘 이루어 지고 공간내로 더 고르게 분산되는 것을 확인하였다. 핀틀의 액체분사면적조절을 통한 추력제어는 다중 홀형보다는 면 접촉 닫힘(face-shutoff)이 용이한 연속형 핀틀이 적합하다. 각 핀틀 팁의 TMR에 따른 분무각을 측정하여 특정한 경향성과 그에 해당하는 경험식을 도출하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제24권2호
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• pp.82-88
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• 2019

Shear coaxial injectors were commonly used in rocket engine combustor. They showed good combustion performance. However it is not easy to control the thrust. Pintle injectors were not as popular as the coaxial injectors so far, they have a great advantage over the coaxial injectors. That is, it is relatively easy to control the thrust. Spray characteristics of gel type propellant from movable sleeve pintle injector were investigated. Water with 0.05% of Carbopol 940 was used as gel simulant instead of kerosene gel combined with Thixarol ST for academic purpose. Experiments were performed in various temperature, pressure and pintle opening condition. The results were compared with neat liquid spray. It is also verified that the capabilites of the injector by adjusting the pintle opening.

• 한국분무공학회지
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• 제3권1호
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• pp.34-42
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• 1998

The correlation between the droplets size and the velocity are investigated for an intermittent spray of the pintle type fuel injector employed in a port injection gasoline engine. The analysis such as the mean droplet size, SMD, and velocity under the fixed injection period and varied fuel pressures are conducted utilizing PDPA systems. As results, the experimental data obtained, show that the larger droplet sizes. the higher velocities during the spray tip arrival time, and that at Z=70mm, r=8mm, both droplet sizes and velocities are peak. At the upstream, flow of droplets are dominated by injection pressure, which are more effected inertia force of droplets at the downstream of Z=70mm.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.703-709
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• 2020

핀틀 인젝터는 LMDE의 인젝터로 채용되어 아폴로 계획의 성공적인 수행에 일조하였으며, 최근 SpaceX 사의 Merlin 엔진으로 다시 조명받고 있는 인젝터의 형태이다. 본 연구에서는 액체산소/기체메탄을 이용하는 500N 급 Lab-Scale 핀틀 인젝터 추력기를 제작하여 연소실험을 수행하였다. 그러나 초기 연소실험은 핀틀 팁의 용융과 낮은 연소효율이라는 문제를 노출하였다. 따라서 이를 해결하기 위하여 전산수치해석을 통한 시뮬레이션을 통해 유동 가이드가 추가된 핀틀 팁의 냉각 성능을 향상시킬 수 있는 설계를 채택하였으며, 연소실험을 통해 유동 가이드의 효용성을 확인하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제4권4호
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• pp.9-16
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• 1999

Spray angle, a parameter which is most commonly used to evaluate. spray distribution, is important because it affects the axial and radial distribution of the fuel. Spray angles were measured and compared for the pintle-type gasoline fuel injector with n-heptane as a test fuel with the three different measuring techniques, i.e. digital image processing, shadowgraphy and spray patternator, respectively. Fuel was injected with the injection pressures of 0.2-0.35MPa into the room temperature and atmospheric pressure environment. In digital image processing method, the transmittance level greatly influences the spray angle with the axial distance from the injector. From the experimental results by the shadowgraphy technique, it is obvious that the spray angle vary during the injection period. The results of spray angle from the spray patternator show that there exist the different spray angles in the different areas. The spray angles increase with the increase in the injection pressure for the three measurement techniques considered in this study. The spray angle is widely different, especially in the near region from the injector, according to the measurement techniques used in this experimental work.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.405-409
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• 2010

금속분말을 청정 에너지원으로 이용하기 위해 금속분말 소형 연소기의 구현이 필요하다. 이를 위한 선행연구로 연료 공급 시스템인 핀틀인젝터형(pintle injector type) 금속분말 공급장치의 중요 성능인 분사량을 실험적으로 측정하였다. 분사량 측정 시험에 앞서 간단한 금속분말 공급 시험으로 확인된 문제점을 장치의 변경을 통해 해결하였다. 측정 시험의 결과, 연료 공급 장치에 이송 가스 압력이 상승함에 따라 많은 질유량의 금속분말이 분사되었고 압력에 따른 정량적 분사량을 확인하였다. 이송 가스와 금속분말의 혼합 성능을 개선하여 균일한 분사를 하고자 이송 가스를 25 Hz로 가진 하여 공급하였고 가진이 없는 경우의 실험결과와 비교하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제29권2호
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• pp.83-90
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• 2024

Understanding the fundamental characteristics of supersonic hydrogen jets is important for the optimization of combustion in hydrogen engines. Previous studies have used helium as a surrogate gas to characterize the hydrogen jet characteristics due to potential explosion risks of hydrogen. It was based on the similarity of hydrogen and helium jet structures in supersonic conditions that has been confirmed using hole-type injectors and large-cone-angle pintle-type injectors. However, the validity of using helium as a surrogate gas has not been examined for recent small-cone-angle pintle-type injectors applied to direct-injection hydrogen engines, which form a supersonic hollow cone near the nozzle and experience the jet collapse downstream. Differences in the physical properties of hydrogen and helium could alter the jet development characteristics that need to be investigated and understood. This study compares supersonic jet structures of hydrogen and helium injected by a small-cone-angle (50°) pintle-type hydrogen injector and discusses their differences and related mechanisms. Jet penetration length and dispersion angle are measured using the Schlieren imaging method under engine-like injection conditions. As a result, the penetration length of hydrogen and helium jets showed a slight difference of less than 5%, and the dispersion angle showed a maximum of 10% difference according to the injection condition.

• 한국분무공학회지
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• 제3권3호
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• pp.42-48
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• 1998

This study describes the spray structure of gasoline port injectors by using phase Doppler particle analyzer(PDPA) and particle motion analysis system(PMAS). The characteristics of fuel spray such as the spray penetration, spray angle and breakup processes were obtained by PMAS and the droplet size and mean velocity were measured by PDPA system. Pintle type and two-hole type injectors were used as gasoline port fuel injectors under various injection pressures. The effect of injection pressure on the droplet mean diameter and axial mean velocity of droplet were investigated under the various injection conditions. In addition the comparison of breakup processes for the two types of injectors was also conducted. It Is shown that pintle type injector has smaller droplet size than that of two-hole type injector.