KR102623630B1 - Field Emission Thrust System - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전계방출 추력시스템에 관한 것으로, 인공위성의 추진제로 사용되는 금속이 프리웨팅되는 에미터유닛, 상기 에미터유닛으로부터 금속이온을 방출시키고 가속시키는 가속기유닛, 추진제로 사용되는 금속을 저장하는 저장유닛, 상기 저장유닛에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 상기 에미터유닛에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시키는 히터유닛, 및 상기 저장유닛 내부를 왕복하며 상기 히터유닛에 의해 액화된 금속을 상기 에미터유닛에 공급하는 피스톤유닛을 포함하며, 상기 저장유닛에 저장된 금속을 상기 히터유닛에 의해 액화시킨 후 액체 금속을 상기 피스톤유닛의 이동으로 상기 에미터유닛에 공급하여 프리웨팅된 상기 에미터유닛과 가속기유닛에 전압차를 발생시켜 상기 히터유닛에 의해 액화된 금속이 상기 에미터유닛으로부터 이온으로 방출되고 가속되어 추진력을 발생시킬 수 있다. The present invention relates to a field emission thrust system, which includes an emitter unit in which metal used as a propellant for a satellite is prewetted, an accelerator unit that emits and accelerates metal ions from the emitter unit, and a storage for storing metal used as a propellant. unit, a heater unit that heats and liquefies the metal used as a propellant stored in the storage unit and the metal prewetted in the emitter unit, and the metal liquefied by the heater unit reciprocates inside the storage unit to the emitter. It includes a piston unit that supplies water to the unit, and the metal stored in the storage unit is liquefied by the heater unit, and then the liquid metal is supplied to the emitter unit by moving the piston unit, and the emitter unit and the accelerator are pre-wetted. By generating a voltage difference in the unit, the metal liquefied by the heater unit can be emitted as ions from the emitter unit and accelerated to generate driving force.
Description
게시된 내용은 전계방출 추력시스템에 관한 것이다.The posted content is about the field emission thrust system.
본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.Unless otherwise indicated herein, the matters described in this identification are not prior art to the claims of this application, and are not admitted to be prior art by being described in this identification.
일반적으로 종래 인공위성 추력기의 가압방식은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 별도로 저장된 고압기체를 압력조절기를 통하여 감압하여 추진제 저장탱크로 공급하는 방식과, 별도의 고압기체탱크 없이 추진제 저장탱크의 기체부분의 압력만으로 추진제를 공급하는 방식이 있다.In general, the pressurization methods of conventional satellite thrusters can be roughly divided into two types. There is a method in which separately stored high-pressure gas is depressurized through a pressure regulator and supplied to the propellant storage tank, and a method in which the propellant is supplied only by the pressure of the gas portion of the propellant storage tank without a separate high-pressure gas tank.
전자에 따른 인공위성 추력기 시스템은 고압의 가압용 기체탱크를 별도로 가지고, 압력조절기를 통하여 일정한 압력을 추진제 저장탱크로 공급하는 방식으로 추력기로의 추진제 공급 상태를 일정하게 유지할 수 있다는 장점이 있으나 다음과 같은 단점이 있다.The former satellite thruster system has the advantage of maintaining a constant supply of propellant to the thruster by having a separate high-pressure gas tank and supplying a constant pressure to the propellant storage tank through a pressure regulator. There is a downside.
우선, 추진제 저장탱크 압력을 5∼20배 정도 상회하는 별도의 고압기체탱크와 압력조절기 등이 필요하여 구조가 복잡해지고, 이를 위한 공간이 추가로 요구되며, 추진제 저장탱크에 비하여 높은 압력을 가지는 고압의 구조물로 인하여 누설유발의 우려가 증가한다. 또한, 압력조절기에서 고압이 누설되는 경우 추진제 저장탱크로 고압이 그대로 전달되어 추력기 동작과 압력조절기 이하에 위치한 구조물에 대해 구조적 문제를 유발할 수 있다.First, the structure becomes complicated as a separate high-pressure gas tank and pressure regulator that exceed the pressure of the propellant storage tank by 5 to 20 times are required, and additional space is required for this, and the high pressure tank has a higher pressure than the propellant storage tank. Due to the structure, the risk of leakage increases. Additionally, if high pressure leaks from the pressure regulator, the high pressure is transmitted to the propellant storage tank, which may cause structural problems in the thruster operation and structures located below the pressure regulator.
후자는 보다 단순한 방법으로 추진제 저장탱크의 기체부분 압력만으로 추진제를 공급하는 방법으로, 전자보다 시스템을 단순화하여 신뢰도를 높일 수 있으나 다음과 같은 문제가 있다.The latter is a simpler method of supplying propellant using only the pressure of the gas portion of the propellant storage tank. It can increase reliability by simplifying the system compared to the former, but it has the following problems.
우선, 추진제가 소모됨에 따라 추진제 저장탱크 내부의 기체의 부피가 커지면서 가압 압력이 감소하여 추진제 소모 전후의 추진제 저장탱크 압력차가 대략 3∼5배 정도 나게 되는데, 이로 인하여 추력기로의 공급유량이 지속적으로 감소하며, 연소실 압력도 이에 비례하여 감소하게 된다. 또한, 추력기의 추력은 추진제 공급유량에 직접 비례하여 감소하며, 비추력은 추진제의 종류에 따라 다르나 연소실 압력 감소에 따라 감소를 보이고, 추력기에서 발생하는 추력이 일정하지 않기 때문에 동일한 추력을 얻기 위하여 추력기 구동시간을 가압 압력 변화에 따라 계속 변화하여 적용하여야 한다는 어려움이 있다.First, as the propellant is consumed, the volume of gas inside the propellant storage tank increases and the pressurized pressure decreases, causing the pressure difference in the propellant storage tank before and after consumption of the propellant to be approximately 3 to 5 times. This causes the supply flow to the thruster to continue. decreases, and the combustion chamber pressure also decreases proportionally. In addition, the thrust of the thruster decreases in direct proportion to the propellant supply flow rate, and the specific thrust varies depending on the type of propellant, but decreases as the combustion chamber pressure decreases. Since the thrust generated from the thruster is not constant, the thruster must be driven to obtain the same thrust. There is a difficulty in applying the time by continuously changing it according to changes in pressurized pressure.
또한, 종래 인공위성에 사용되는 에미터는 니들식, 캐필러식, 선형슬릿타입 등이 있고 이에 상응하는 가속기가 있으나, 이온 방출 효율에 문제가 있거나 추진력의 치우침 등 추진력이 약하거나 문제가 있어 개선이 요구되고 있으며, 에미터의 슬릿 부분에 추진제를 투입하는 데 어려움이 있다.In addition, emitters used in conventional satellites include needle-type, capillary-type, and linear-slit types, and there are corresponding accelerators, but there are problems with ion emission efficiency and weak propulsion or problems such as propulsion bias, so improvements are required. It is difficult to inject propellant into the slit part of the emitter.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 저장유닛에 저장된 추진제로 사용되는 금속을 히터유닛으로 액화시키고 피스톤유닛으로 액체 금속을 에미터유닛의 원주형슬릿으로 밀어올려 에미터유닛을 프리웨팅시킴으로써, 프리웨팅된 원주형슬릿을 포함하는 에미터유닛과 이에 상응하는 가속기유닛, 및 히터유닛으로 저장유닛에 저장된 추진제와 프리웨팅된 에미터유닛을 액화시키고 에미터유닛과 가속기유닛에 전압차를 발생시켜 원주형슬릿으로부터 양이온을 발생시켜 추진력을 높이고 추진력에 치우침이 없는 전계방출 추력시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is intended to solve the above problems, by liquefying the metal used as a propellant stored in the storage unit with a heater unit and pushing the liquid metal up to the circumferential slit of the emitter unit with a piston unit to prewet the emitter unit. By doing so, the propellant stored in the storage unit and the pre-wetted emitter unit are liquefied by the emitter unit including the pre-wetted cylindrical slit, the corresponding accelerator unit, and the heater unit, and a voltage difference is created between the emitter unit and the accelerator unit. The purpose is to increase propulsion power by generating positive ions from a cylindrical slit and to provide a field emission thrust system without bias in propulsion power.
또한 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.Additionally, it is not limited to the technical challenges described above, and it is obvious that other technical challenges may be derived from the description below.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 인공위성의 추진제로 사용되는 금속이 프리웨팅되는 에미터유닛, 상기 에미터유닛으로부터 금속이온을 방출시키고 가속시키는 가속기유닛, 추진제로 사용되는 금속을 저장하는 저장유닛, 상기 저장유닛에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 상기 에미터유닛에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시키는 히터유닛, 및 상기 저장유닛 내부를 왕복하며 상기 히터유닛에 의해 액화된 금속을 상기 에미터유닛에 공급하는 피스톤유닛을 포함하며, 상기 저장유닛에 저장된 금속을 상기 히터유닛에 의해 액화시킨 후 액체 금속을 상기 피스톤유닛의 이동으로 상기 에미터유닛에 공급하여 프리웨팅된 상기 에미터유닛과 가속기유닛에 전압차를 발생시켜 상기 히터유닛에 의해 액화된 금속이 상기 에미터유닛으로부터 이온으로 방출되고 가속되어 추진력을 발생시킬 수 있다. The field emission thrust system according to the present invention includes an emitter unit in which metal used as a propellant of a satellite is prewetted, an accelerator unit that emits and accelerates metal ions from the emitter unit, a storage unit that stores metal used as a propellant, A heater unit that heats and liquefies the metal used as a propellant stored in the storage unit and the metal prewetted in the emitter unit, and moves back and forth inside the storage unit to transfer the metal liquefied by the heater unit to the emitter unit. It includes a piston unit that supplies the metal stored in the storage unit by the heater unit, and then supplies the liquid metal to the emitter unit by moving the piston unit to pre-wet the emitter unit and the accelerator unit. By generating a voltage difference, the metal liquefied by the heater unit can be emitted as ions from the emitter unit and accelerated to generate driving force.
상기 에미터유닛은, 상기 에미터유닛의 외측을 형성하며 원통 형태로 형성된 에미터외통부, 및 상기 에미터외통부의 내측에 배치되고 하부가 막힌 원통 형태로 형성되어 상기 에미터외통부와의 사이에 빈공간인 원주형슬릿을 형성하는 에미터내통부를 포함하며, 추진제로 사용되는 액체 금속이 상기 에미터외통부와 에미터내통부 사이에 형성된 상기 원주형슬릿을 통해 테일러 콘을 형성하여 이온으로 방출될 수 있다.The emitter unit includes an emitter outer cylinder that forms the outside of the emitter unit and is formed in a cylindrical shape, and is disposed on the inside of the emitter outer cylinder and is formed in a cylindrical shape with a closed lower portion, so that there is an empty space between the emitter outer cylinder and the emitter outer cylinder. It includes an emitter inner cylinder that forms a circumferential slit, which is a space, and liquid metal used as a propellant can be released as ions by forming a Taylor cone through the circumferential slit formed between the emitter outer cylinder and the emitter inner cylinder. .
상기 에미터유닛은, 상기 에미터내통부의 외면에 볼록한 제1 볼록부를 더 포함하거나, 상기 에미터외통부의 내면에 볼록한 제2 볼록부를 더 포함하며, 상기 제1 볼록부는 상기 에미터외통부와 접촉하여 상기 원주형슬릿의 간격을 유지하고, 상기 제2 볼록부는 상기 에미터내통부와 접촉하여 상기 원주형슬릿의 간격을 유지할 수 있다.The emitter unit further includes a first convex portion that is convex on an outer surface of the emitter inner cylinder, or a second convex portion that is convex on an inner surface of the emitter outer cylinder, and the first convex portion is in contact with the emitter outer cylinder. The spacing of the circumferential slits can be maintained, and the second convex portion can be in contact with the emitter inner cylinder part to maintain the spacing of the circumferential slits.
상기 에미터유닛은 상기 원주형슬릿의 슬릿 간격을 유지하며 상기 에미터외통부와 에미터내통부를 결합하는 에미터결합부를 더 포함하며, 상기 에미터외통부는 사방으로 상하로 형성된 복수 개의 외통홀을 포함하고, 상기 에미터내통부는 상기 외통홀에 상응하는 위치에 복수 개의 내통홀을 포함하며, 상기 에미터결합부는 상기 외통홀과 내통홀을 관통하여 상기 에미터외통부와 에미터내통부를 나사결합할 수 있다.The emitter unit further includes an emitter coupling portion that maintains the slit spacing of the circumferential slit and couples the emitter outer cylinder portion and the emitter inner cylinder portion, and the emitter outer cylinder portion includes a plurality of outer cylinder holes formed up and down in all directions. And, the emitter inner cylinder portion includes a plurality of inner cylinder holes at positions corresponding to the outer cylinder holes, and the emitter coupling portion penetrates the outer cylinder hole and the inner cylinder hole to screwly couple the emitter outer cylinder portion and the emitter inner cylinder portion. there is.
상기 가속기유닛은, 중앙에 중공을 포함하며 원반 형태의 판형부, 상기 판형부와 결합되며 원통 형태로 상기 판형부의 중공과 연통되는 가속원통부, 및 상기 판형부의 일측으로 돌출되어 전자가 공급되는 가속돌출부를 포함할 수 있다.The accelerator unit includes a disk-shaped plate portion that includes a hollow center, an acceleration cylinder portion that is coupled to the plate portion and communicates with the hollow portion of the plate portion in a cylindrical shape, and an acceleration portion that protrudes to one side of the plate portion and supplies electrons. May include protrusions.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 가속기유닛을 상기 가속기유닛 하측과 소정 간격 이격되도록 하는 제1 스페이서부, 및 상기 가속기유닛을 상기 가속기유닛 상측과 소정 간격 이격되도록 하는 제2 스페이서부를 더 포함하며, 상기 판형부와 가속원통부의 중공에 상기 에미터유닛의 일부가 위치될 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes a first spacer part that spaced the accelerator unit at a predetermined distance from the lower side of the accelerator unit, and a second spacer part that spaced the accelerator unit at a predetermined distance from the upper side of the accelerator unit. , a part of the emitter unit may be located in the hollow of the plate-shaped portion and the acceleration cylindrical portion.
상기 저장유닛은, 몸체를 형성하며 상측이 측면 외측으로 돌출되고 하부가 개구된 저장부 및 상기 저장부의 개구된 하부에 결합되며 바닥홀이 형성된 저장바닥부를 포함할 수 있다.The storage unit may include a storage part that forms a body and has an upper side protruding outward from the side and an open lower part, and a storage bottom part coupled to the open lower part of the storage part and having a bottom hole.
상기 히터유닛은, 상기 저장유닛의 바닥부분에 형성된 바닥홀에 삽입결합되는 히터커버부, 상기 히터커버부에 삽입되며 열을 발생시키는 히터부, 및 상기 히터부와 상기 저장유닛을 결합하는 히터결합부를 포함하며, 상기 히터부는 전원부로부터 전원을 공급받아 열을 발생시킬 수 있다.The heater unit includes a heater cover part inserted into a bottom hole formed in the bottom of the storage unit, a heater part inserted into the heater cover part and generating heat, and a heater combination combining the heater part and the storage unit. It includes a unit, and the heater unit can generate heat by receiving power from a power supply unit.
상기 피스톤유닛은, 상기 저장유닛 내부에 위치하여 액체 금속을 상기 에미터유닛으로 이동시키는 헤드부, 및 일측이 상기 헤드부와 결합되며 타측이 상기 저장유닛 외부로 노출되어 상기 헤드부를 이동시키는 핀부를 포함할 수 있다.The piston unit includes a head portion located inside the storage unit to move the liquid metal to the emitter unit, and a pin portion whose one side is coupled to the head portion and the other side is exposed to the outside of the storage unit to move the head portion. It can be included.
상기 헤드부는 중앙에 중공을 포함하고 양측이 돌출된 원통 형태이며, 상기 핀부는 상기 헤드부의 하측에 복수 개가 소정의 간격을 이루며 결합되고 직경이 작은 원기둥 형태이며, 상기 저장유닛 하부의 저장바닥부에 형성된 관통홀에 삽입되어 이동될 수 있다.The head portion has a cylindrical shape with a hollow center and protruding sides, and the pin portion has a plurality of cylindrical shapes combined at predetermined intervals on the lower side of the head portion and has a small diameter, and is located on the storage bottom of the lower portion of the storage unit. It can be inserted into the formed through hole and moved.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 에미터유닛과 저장유닛을 결합하는 에미터홀더유닛을 더 포함하며, 상기 에미터홀더유닛은, 원통 형태로 형성되어 측면으로 상기 에미터유닛과 결합하는 에미터홀더부, 및 상기 에미터홀더부와 일체로 형성되고 원반 형태로 형성되어 하측으로 상기 저장유닛과 결합하는 저장홀더부를 포함할 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes an emitter holder unit that combines the emitter unit and the storage unit, and the emitter holder unit is formed in a cylindrical shape and has an emitter that is laterally coupled to the emitter unit. It may include a storage holder portion that is formed integrally with the emitter holder portion and the emitter holder portion and is formed in a disk shape and coupled to the storage unit at the lower side.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 에미터유닛, 가속기유닛, 및 저장유닛을 수용하는 하우징유닛을 더 포함하며, 상기 하우징유닛은, 상측에 위치하며 상기 에미터유닛과 가속기유닛을 수용하는 제1 하우징부, 상기 제1 하우징부의 하측에서 상기 제1 하우징부와 결합하며 상기 저장유닛을 수용하는 제2 하우징부, 및 상기 제1 하우징부의 상측에서 상기 제1 하우징부와 결합하여 상기 제1 하우징부를 덮는 하우징커버부를 포함하며, 상기 제1 하우징부는 일측에 상기 가속기유닛의 돌출된 부분인 가속돌출부가 돌출되는 가속기홈을 포함하고, 상기 제2 하우징부는 상측이 측면 외측으로 돌출되고 돌출된 부분의 내측에 단턱을 형성할 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes a housing unit accommodating the emitter unit, an accelerator unit, and a storage unit, wherein the housing unit is located at the upper side and accommodates the emitter unit and the accelerator unit. A first housing part, a second housing part coupled to the first housing part at a lower side of the first housing part and accommodating the storage unit, and a second housing part coupled to the first housing part at an upper side of the first housing part to form the first housing part. It includes a housing cover portion covering the portion, wherein the first housing portion includes an accelerator groove on one side through which an acceleration protrusion, which is a protruding portion of the accelerator unit, protrudes, and the second housing portion has an upper side protruding outward from the side and a protruding portion. A step can be formed on the inside.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 하우징유닛에 결합하여 상기 에미터유닛과 저장유닛을 상기 하우징유닛에 결합하는 하우징결합유닛을 더 포함하며, 상기 하우징결합유닛은, 중공을 포함하는 원반 형태로 상기 제2 하우징부와 결합하는 제1 하우징결합부, 및 상기 제1 하우징결합부 상측에서 상기 제1 하우징결합부와 결합하며 상기 저장유닛을 상기 제2 하우징부에 결합하는 제2 하우징결합부를 포함하며, 상기 제1 하우징결합부는 하측으로 중공의 직경이 작아지는 2 단으로 형성되어 상기 저장유닛의 돌출된 상부가 삽입결합되고, 상기 제2 하우징결합부는 상기 제1 하우징결합부와 연통되는 중공을 포함하는 원반 형태로 테두리에 개구된 복수 개의 테두리홈을 포함할 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes a housing coupling unit coupled to the housing unit to couple the emitter unit and the storage unit to the housing unit, wherein the housing coupling unit has a disk shape including a hollow. A first housing coupling part coupled to the second housing part, and a second housing coupling part coupled to the first housing coupling part on an upper side of the first housing coupling part and coupling the storage unit to the second housing part. In addition, the first housing coupling part is formed in two stages where the diameter of the hollow decreases downward, and the protruding upper part of the storage unit is inserted and coupled, and the second housing coupling part has a hollow communicating with the first housing coupling part. It may include a plurality of edge grooves opened on the edge in the form of a disk.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 전자를 방출하여 상기 에미터유닛에서 방출되는 금속이온을 중성화하는 중화기부를 더 포함하며, 상기 제1 하우징부는 양측으로 돌출되어 형성된 중화기홀을 포함하고, 상기 중화기부는 상기 중화기홀에 삽입 결합될 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes a neutralizer unit that emits electrons to neutralize metal ions emitted from the emitter unit, wherein the first housing unit includes neutralizer holes protruding on both sides, and the neutralizer unit. The unit may be inserted and coupled to the neutralizer hole.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 피스톤유닛과 결합되어 상기 피스톤유닛을 왕복운동시키는 이동유닛을 더 포함하며, 상기 이동유닛은, 상기 피스톤유닛과 결합되고 상하로 이동하며 상기 피스톤유닛을 상하로 이동시키는 이동판부, 상기 이동판부와 회전가능하게 결합되어 상기 이동판부를 상하로 이동시키는 볼스크류부, 상기 볼스크류부 하부에 결합되어 상기 볼스크류부를 회전시키는 타이밍벨트부, 및 상기 타이밍벨트부에 동력을 제공하는 모터부를 포함하며, 상기 타이밍벨트부는 회전되는 방향을 전환하여 상기 볼스크류부의 회전 방향을 바꾸어 상기 이동판부를 상승시키거나 하강시킬 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes a moving unit that is coupled to the piston unit and reciprocates the piston unit, wherein the moving unit is coupled to the piston unit, moves up and down, and moves the piston unit up and down. A moving plate part that moves, a ball screw part rotatably coupled to the moving plate part to move the moving plate up and down, a timing belt part coupled to a lower part of the ball screw part to rotate the ball screw part, and the timing belt part. It includes a motor unit that provides power, and the timing belt unit can change the rotation direction of the ball screw unit to raise or lower the moving plate unit.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상측이 상기 저장유닛과 결합되어 상기 저장유닛을 지지하는 프레임유닛을 더 포함하며, 상기 프레임유닛은, 상부에 위치하여 상기 저장유닛이 결합되는 탑부, 상기 이동판부와 타이밍벨트부 사이에 위치하는 중간부, 상기 프레임유닛의 바닥을 형성하며 양측이 곡면을 형성하는 바닥부, 및 상기 탑부나 바닥부와 결합하여 상기 탑부를 지지하고 측면을 형성하는 측면부를 포함하며, 상기 이동판부는 일측이 상기 프레임유닛과 이동 가능하게 결합되어 지지되고, 상기 볼스크류부는 상부가 상기 탑부와 결합하고 하측이 상기 중간부와 결합되어 지지될 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention further includes a frame unit whose upper side is coupled to the storage unit and supports the storage unit, wherein the frame unit includes a top portion located at the upper portion to which the storage unit is coupled, and the moving plate portion. and a middle portion located between the timing belt portion, a bottom portion that forms the bottom of the frame unit and has curved surfaces on both sides, and a side portion that is coupled with the top portion or bottom portion to support the top portion and form a side surface. , the moving plate part may be supported on one side by being movably coupled to the frame unit, and the ball screw part may be supported by having an upper part coupled with the top part and a lower side coupled with the middle part.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 탑부에 결합되어 상기 저장유닛과 상기 프레임유닛을 결합하는 저장고정부를 더 포함할 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention may further include a storage fixing unit coupled to the tower unit to couple the storage unit and the frame unit.
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템은 상기 저장유닛 내부에 위치하며 상기 히터유닛에 의해 가열되는 상기 저장유닛 내부의 온도를 측정하여 송신하는 온도센서부를 더 포함할 수 있다.The field emission thrust system according to the present invention is located inside the storage unit and may further include a temperature sensor unit that measures and transmits the temperature inside the storage unit heated by the heater unit.
프레임유닛에 의해 지지되는 저장유닛에 저장된 금속을 히터유닛으로 액화시키고 이동유닛을 통해 피스톤유닛을 왕복운동시켜 액체 금속을 에미터유닛의 원주형슬릿으로 밀어올려 에미터유닛을 프리웨팅시킴으로써, 저장유닛에 저장된 금속과 프리웨팅된 에미터유닛의 금속을 히터유닛으로 가열하여 금속을 액화시키고 가속기유닛과 에미터유닛의 전압차를 통해 테일러 콘을 형성하여 양이온을 방출하는 과정에서 가압기 등 별도의 장비없이 저장유닛에서 에미터유닛의 원주형슬릿으로 연속적인 액체 금속 흐름을 발생시켜 효과적으로 양이온이 연속적으로 방출되게 할 수 있다.The metal stored in the storage unit supported by the frame unit is liquefied by the heater unit, and the piston unit is reciprocated through the moving unit to push the liquid metal up to the cylindrical slit of the emitter unit, thereby prewetting the emitter unit. The metal stored in and the prewetted metal of the emitter unit are heated with a heater unit to liquefy the metal, and a Taylor cone is formed through the voltage difference between the accelerator unit and the emitter unit to release positive ions without the need for additional equipment such as a pressurizer. By generating a continuous flow of liquid metal from the storage unit to the circumferential slit of the emitter unit, positive ions can be effectively released continuously.
프리웨팅된 에미터유닛과 저장유닛에 저장된 금속을 히터유닛으로 가열하여 고체 금속을 액화시키고 가속기유닛과 에미터유닛의 전압차를 이용하여 원주형슬릿으로부터 테일러 콘을 형성하여 이온을 방출하게 하고 가속시켜 진공상태의 우주에서 인공위성의 추진력을 발생시킬 수 있다.The metal stored in the pre-wetted emitter unit and storage unit is heated with a heater unit to liquefy the solid metal, and the voltage difference between the accelerator unit and the emitter unit is used to form a Taylor cone from the cylindrical slit to emit ions and accelerate them. This can generate propulsion for an artificial satellite in the vacuum of space.
에미터유닛은 에미터외통부와 에미터외통부의 내측에 배치되어 에미터외통부와의 사이에 원주형슬릿을 형성하는 에미터내통부를 결합하게 하여 저장유닛에서 공급되는 추진제가 원주형슬릿을 통해 테일러 콘을 형성하게 함으로써 인공위성의 추진력을 강화할 수 있다.The emitter unit is disposed on the inside of the emitter outer cylinder and combines the emitter inner cylinder that forms a circumferential slit between the emitter outer cylinder and the propellant supplied from the storage unit flows through the cylindrical slit to the Taylor cone. The propulsion of the satellite can be strengthened by forming .
에미터유닛은 추진제인 액체 인듐이 원주형슬릿에서 여러 개의 테일러 콘을 형성함으로써 에미터유닛이 니들 형태이거나 직선형 슬릿 형태인 경우 보다 더욱 높고 효율적인 추진력을 발생시킬 수 있다. The emitter unit can generate higher and more efficient propulsion force than when the emitter unit is in the form of a needle or straight slit by forming several Taylor cones in the cylindrical slit of liquid indium, which is a propellant.
에미터유닛이 원주형슬릿을 형성하여 직선형 슬릿 형태인 경우 발생하는 엔드 이펙트(end effect)를 제거함으로써 한쪽으로 추력이 치우쳐 인공위성이 한쪽으로 도는 현상을 방지할 수 있다.By forming a circumferential slit in the emitter unit and eliminating the end effect that occurs when the emitter unit has a straight slit shape, it is possible to prevent the satellite from turning to one side due to the thrust being biased to one side.
제1, 제2 볼록부는 에미터외통부와 에미터내통부 사이에 형성된 원주형슬릿의 슬릿 간격을 효과적으로 유지하도록 하여 에미터결합부가 원주형슬릿의 슬릿 간격을 유지한 채 에미터외통부와 에미터내통부를 용이하게 결합할 수 있다.The first and second convex portions effectively maintain the slit spacing of the cylindrical slits formed between the emitter outer cylinder and the emitter inner cylinder, so that the emitter coupling portion connects the emitter outer cylinder and the emitter inner cylinder while maintaining the slit spacing of the cylindrical slits. Can be easily combined.
히터유닛은 저장유닛에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 에미터유닛에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시켜 양이온으로 방출되게 할 수 있다.The heater unit can heat the metal used as a propellant stored in the storage unit and the metal prewetted in the emitter unit to liquefy them and release them as positive ions.
피스톤유닛은 저장유닛 내주면과 히터커버부와 밀착되게 결합되어 저장유닛 내부를 왕복하며 히터유닛에 의해 액화된 금속을 에미터유닛의 원주형슬릿에 효율적으로 공급할 수 있다.The piston unit is tightly coupled to the inner peripheral surface of the storage unit and the heater cover portion and reciprocates inside the storage unit to efficiently supply the metal liquefied by the heater unit to the circumferential slit of the emitter unit.
제1, 제2 스페이서부는 가속기유닛을 주변 구성과 절연시키고 가속기유닛과 에미터유닛의 상대적 위치를 조절하여 원주형슬릿으로부터 양이온의 방출 효율을 높일 수 있다.The first and second spacer parts insulate the accelerator unit from the surrounding components and adjust the relative positions of the accelerator unit and the emitter unit to increase the emission efficiency of positive ions from the cylindrical slit.
하우징유닛은 에미터유닛, 가속기유닛, 및 저장유닛 등을 수용하여 이를 보호하고 가속기유닛과 에미터유닛의 상대적 위치를 설정하여 양이온 방출의 효율을 높일 수 있다.The housing unit can accommodate and protect the emitter unit, accelerator unit, and storage unit, and increase the efficiency of positive ion emission by setting the relative positions of the accelerator unit and the emitter unit.
이동유닛은 모터부에 의해 동력을 받아 회전하는 타이밍벨트부에 의해 볼스크류부가 시계 방향과 반시계 방향으로 회전하며 피스톤유닛과 결합된 이동판부가 승하강하여 피스톤유닛을 효과적으로 왕복운동시킬 수 있다.The moving unit rotates clockwise and counterclockwise due to the timing belt rotating while receiving power from the motor, and the moving plate coupled with the piston unit moves up and down to effectively reciprocate the piston unit.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템의 전계방출 추진장치의 사시도.
도 2는 도 1의 AA 개략 단면도.
도 3은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템의 전계방출 추진장치의 요부 사시도.
도 4와 도 5는 도 3의 분해사시도.
도 6은 도 3의 CC 단면사시도.
도 7은 도 3의 DD 단면사시도.
도 8은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템 에미터내통부의 평면도(a), 정면도(b), 단면도(c).
도 9는 도 3의 CC 일부단면도(a)와 DD 일부단면도(b).
도 10과 도 11은 도 1의 개략 분해사시도.
도 12는 도 1의 AA 단면사시도.
도 13은 도 1의 BB 단면사시도.
도 14는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템의 이온 방출 개념도.
도 15는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템의 프리웨팅장치의 사시도.
도 16은 도 15의 EE 단면사시도.
도 17은 도 15의 FF 단면사시도.
도 18과 도 19는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템의 프리웨팅장치의 요부 사시도.
도 20과 도 21은 도 18의 분해사시도.
도 22는 도 18의 D'D' 단면사시도.
도 23과 도 24는 도 15의 개략 분해사시도.
도 25는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템 이동판부와 측면부의 분해사시도.
도 26은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템 피스톤유닛의 상승시 사용상태도.
도 27은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템 피스톤유닛의 하강시 사용상태도.1 is a perspective view of a field emission propulsion device of a field emission propulsion system according to an embodiment of the posted content.
Figure 2 is a schematic cross-sectional view taken along line AA of Figure 1;
Figure 3 is a perspective view of the main part of the field emission propulsion device of the field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
Figures 4 and 5 are exploded perspective views of Figure 3.
Figure 6 is a cross-sectional perspective view of CC of Figure 3.
Figure 7 is a cross-sectional perspective view of DD of Figure 3.
Figure 8 is a plan view (a), front view (b), and cross-sectional view (c) of the emitter inner cylinder of the field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
Figure 9 is a partial cross-sectional view CC (a) and a partial cross-sectional view DD (b) of Figure 3.
Figures 10 and 11 are schematic exploded perspective views of Figure 1.
Figure 12 is a cross-sectional perspective view of AA of Figure 1.
Figure 13 is a cross-sectional perspective view of BB of Figure 1.
Figure 14 is a conceptual diagram of ion emission of a field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
Figure 15 is a perspective view of a prewetting device of a field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
Figure 16 is a cross-sectional perspective view of EE of Figure 15.
Figure 17 is a cross-sectional perspective view of FF of Figure 15.
Figures 18 and 19 are perspective views of the main part of the prewetting device of the field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
Figures 20 and 21 are exploded perspective views of Figure 18.
Figure 22 is a cross-sectional perspective view taken along line D'D' of Figure 18.
Figures 23 and 24 are schematic exploded perspective views of Figure 15.
Figure 25 is an exploded perspective view of the moving plate portion and side portion of the field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
Figure 26 is a diagram illustrating the state of use when the piston unit of the field emission thrust system is raised according to an embodiment of the posted content.
Figure 27 is a diagram illustrating the state of use during descent of the piston unit of the field emission thrust system according to an embodiment of the posted content.
실시예들에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the embodiments are general terms that are currently widely used as much as possible while considering the function in the present invention, but this may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, etc. In addition, in certain cases, there are terms arbitrarily selected by the applicant, and in this case, the meaning will be described in detail in the description of the relevant invention. Therefore, the terms used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than simply the name of the term.
본 발명의 다양한 실시예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Expressions such as “includes” or “may include” that may be used in various embodiments of the present invention refer to the existence of the corresponding function, operation, or component that has been disclosed, and one or more additional functions, operations, or components. There are no restrictions on components, etc. In addition, in various embodiments of the present invention, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. It should be understood that this does not exclude in advance the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 어떤 구성요소와 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소와 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When a component is said to be "connected" to another component, it means that the component may be directly connected to the other component, but that new components may also exist between the component and the other component. It must be understood. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it must be understood that no new components exist between the component and the other component. something to do.
본 발명의 다양한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정 일 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in various embodiments of the present invention are only used to describe a specific embodiment and are not intended to limit the various embodiments of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the various embodiments of the present invention pertain.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 제한되지 않는다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.Below, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. For reference, in the drawings below, each component is omitted or schematically shown for convenience and clarity, and the size of each component does not reflect the actual size. In addition, the same reference numerals refer to the same components throughout the specification, and reference numerals for the same components in individual drawings will be omitted.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a field emission thrust system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000)의 전계방출 추진장치(1500)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 AA 개략 단면도이며, 도 3은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000)의 전계방출 추진장치(1500)의 요부 사시도이고, 도 4와 도 5는 도 3의 분해사시도이며, 도 6은 도 3의 CC 단면사시도이고, 도 7은 도 3의 DD 단면사시도이며, 도 8은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000) 에미터내통부(120)의 평면도(a), 정면도(b), 단면도(c)이고, 도 9는 도 3의 CC 일부단면도(a)와 DD 일부단면도(b)이다.FIG. 1 is a perspective view of the field
본 발명은 전계방출 추력시스템(2000)에 관한 것으로, 프레임유닛(1200)에 의해 지지되는 저장유닛(300)에 저장된 추진제로 사용되는 금속을 히터유닛(400)으로 액화시키고 이동유닛(1100)을 통해 피스톤유닛(500)을 왕복운동시켜 액체 금속을 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로 밀어올려 에미터유닛(100)을 프리웨팅시킨후, 에미터유닛(100)을 전계방출 추진장치(1500)의 저장유닛(300)과 결합시켜 저장유닛(300)에 저장된 금속과 프리웨팅된 에미터유닛(100)의 금속을 히터유닛(400)으로 가열하여 금속을 액화시키고 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 전압차를 통해 원주형슬릿(10)으로부터 테일러 콘을 형성하여 양이온을 방출하는 과정에서 가압기 등 별도의 장비없이 저장유닛(300)에서 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로 연속적인 액체 금속 흐름을 발생시켜 양이온이 연속적으로 방출되게 하고 가속시켜 진공상태의 우주에서 인공위성의 추진력을 발생시킬 수 있다. 본 발명의 일례에 따른 전계방출 추력시스템(2000)은 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 저장유닛(300), 히터유닛(400), 피스톤유닛(500), 스페이서부(610, 620), 에미터홀더유닛(700), 하우징유닛(800), 하우징결합유닛(900), 중화기부(1000), 이동유닛(1100), 프레임유닛(1200), 및 저장고정부(1300) 등을 포함할 수 있다. 이하 본 명세서에서 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 저장유닛(300), 히터유닛(400), 피스톤유닛(500), 에미터홀더유닛(700), 하우징유닛(800), 하우징결합유닛(900), 및 저장고정부(1300) 등의 형태는 원형이거나 원통형에 한정되지 않고 타원형이거나 다각형(사각형, 오각형, 팔각형 등)의 형태도 포함할 수 있다.The present invention relates to a field emission thrust system (2000), which liquefies the metal used as a propellant stored in a storage unit (300) supported by a frame unit (1200) with a heater unit (400) and uses a moving unit (1100) to liquefy the metal used as a propellant. By reciprocating the
본 발명에 따른 전계방출 추력시스템(2000)은 인공위성의 추진제로 사용되는 금속이 프리웨팅되는 에미터유닛(100), 에미터유닛(100)으로부터 금속이온을 방출시키고 가속시키는 가속기유닛(200), 추진제로 사용되는 금속을 저장하는 저장유닛(300), 저장유닛(300)에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 에미터유닛(100)에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시키는 히터유닛(400), 및 저장유닛(300) 내부를 왕복하며 히터유닛(400)에 의해 액화된 금속을 에미터유닛(100)에 공급하는 피스톤유닛(500)을 포함하며, 저장유닛(300)에 저장된 금속을 히터유닛(400)에 의해 액화시킨 후 액체 금속을 피스톤유닛(500)의 이동으로 에미터유닛(100)에 공급하여 프리웨팅된 에미터유닛(100)과 가속기유닛(200)에 전압차를 발생시켜 히터유닛(400)에 의해 액화된 금속이 에미터유닛(100)으로부터 이온으로 방출되고 가속되어 추진력을 발생시키며, 에미터유닛(100)은, 에미터유닛(100)의 외측을 형성하며 원통 형태로 형성된 에미터외통부(110), 및 에미터외통부(110)의 내측에 배치되고 하부가 막힌 원통 형태로 형성되어 에미터외통부(110)와의 사이에 빈공간인 원주형슬릿(10)을 형성하는 에미터내통부(120)를 포함하며, 추진제로 사용되는 액체 금속이 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120) 사이에 형성된 원주형슬릿(10)을 통해 테일러 콘을 형성하여 이온으로 방출될 수 있으며, 에미터유닛(100)은, 에미터내통부(120)의 외면에 볼록한 제1 볼록부(130)를 더 포함하거나, 에미터외통부(110)의 내면에 볼록한 제2 볼록부(140)를 더 포함하며, 제1 볼록부(130)는 에미터외통부(110)와 접촉하여 원주형슬릿(10)의 간격을 유지하고, 제2 볼록부(140)는 에미터내통부(120)와 접촉하여 원주형슬릿(10)의 간격을 유지할 수 있으며, 에미터유닛(100)은 원주형슬릿(10)의 슬릿 간격을 유지하며 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)를 결합하는 에미터결합부(150)를 더 포함하며, 에미터외통부(110)는 사방으로 상하로 형성된 복수 개의 외통홀(111)을 포함하고, 에미터내통부(120)는 외통홀(111)에 상응하는 위치에 복수 개의 내통홀(121)을 포함하며, 에미터결합부(150)는 외통홀(111)과 내통홀(121)을 관통하여 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)를 나사결합할 수 있다.The field emission thrust system (2000) according to the present invention includes an emitter unit (100) in which metal used as a propellant for a satellite is prewetted, an accelerator unit (200) that emits and accelerates metal ions from the emitter unit (100), A
에미터유닛(100)은 인공위성의 추진제로 사용되는 금속이 후술하는 프리웨팅장치(1700)에 의해 프리웨팅되고 후술하는 히터유닛(400)에 의해 가열되어 이온을 방출함으로써 인공위성의 추진력을 발생시키는 역할을 하는 것으로, 에미터외통부(110), 에미터내통부(120), 제1 볼록부(130), 제2 볼록부(140), 및 에미터결합부(150) 등을 포함할 수 있다.The
에미터외통부(110)는 에미터유닛(100)의 외측을 이루고 원통 형태로 형성된 것으로, 후술하는 에미터내통부(120)와의 사이에 빈공간인 원주형슬릿(10)을 형성하여 금속 이온을 방출하는 역할을 할 수 있으며, 외통홀(111)을 포함할 수 있다. The emitter
에미터내통부(120)는 에미터유닛(100)의 내측을 이루고 원통 형태로 형성된 것으로, 에미터외통부(110)의 중공에 삽입되어 에미터외통부(110)와의 사이에 빈공간인 원주형슬릿(10)을 형성하여 금속 이온을 방출하는 역할을 할 수 있으며, 내통홀(121)을 포함할 수 있다. The emitter
일례로, 인공위성의 추진제로 사용되는 금속이 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120) 사이에 형성된 원주형슬릿(10)에 프리웨팅(pre-wetting)되어 후술하는 히터유닛(400)에 의해 액화되고 후술하는 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 전압차를 통해 테일러 콘을 형성함으로써 이온으로 방출되고 가속되어 인공위성의 추진력을 발생시킬 수 있다. 일례로, 프리웨팅은 원주형슬릿(10)을 형성하는 에미터외통부(110)의 내주면과 에미터내통부(120)의 외주면에 액체금속이 입혀져 응고되어 있는 상태를 의미할 수 있다.For example, the metal used as a propellant for a satellite is pre-weted in the circumferential slit 10 formed between the emitter
일례로, 에미터유닛(100)은 추진제인 액체 인듐이 원주형슬릿(10)에서 여러 개의 테일러 콘을 형성함으로써 에미터유닛(100)이 니들 형태이거나 직선형 슬릿 형태인 경우 보다 더욱 높고 효율적인 추진력을 발생시킬 수 있다. 일례로, 원주형슬릿(10)의 틈(에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)의 이격 거리)은 10 내지 20 μm이며 에미터유닛(100)의 재질은 텅스텐을 포함할 수 있다.For example, the
일례로, 에미터유닛(100)이 직선형 슬릿 형태인 경우 엔드 이펙트(end effect)라고 하는 슬릿 양쪽 끝단에서 전기장이 강하게 걸려 이온빔이 중앙 부분보다 강하게 발생하는 현상이 나타나며 슬릿을 윈형으로 만들 경우 엔드 이펙트를 제거할 수 있다. 엔드 이펙트로 인하여 한쪽으로 추력이 치우치게 되면 인공위성이 한쪽으로 도는 현상이 발생할 수 있으므로 엔드 이펙트가 없는 원주형 슬릿이 더욱 발전된 형태이다.For example, if the
도 1 내지 도 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 에미터외통부(110)는 추진제가 방출되는 상측 부분이 외측 하방으로 경사지게 형성되고, 에미터내통부(120)는 추진제가 방출되는 상측 부분이 내측 하방으로 경사지게 형성되어 추진제로 사용되는 금속을 이온화시키는 전압을 낮출 수 있다.As can be seen in the examples of Figures 1 to 9, the upper portion of the emitter
도 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120) 사이에 형성되는 원주형슬릿(10)은 금속 이온이 방출되는 상측 방향의 소정 부분의 슬릿 간격(에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)의 이격 거리)이 그 아래 부분의 슬릿 간격보다 작게 형성될 수 있다. As can be seen in the example of FIG. 9, for example, the circumferential slit 10 formed between the emitter
도 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)의 경사가 서로 대칭되게 형성될 수 있으며, 원주형슬릿(10)은 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)의 경사가 시작되는 부분부터 상측으로 슬릿 간격이 좁아지게 형성될 수 있다. 원주형슬릿(10) 상측의 슬릿 간격이 하측의 슬릿 간격보다 작게 형성되어 후술하는 저장유닛(300)으로부터 공급되는 액체 금속의 유압이 강화되어 더 적은 전기장에서도 효과적으로 금속 이온이 방출되고, 하측의 슬릿 간격이 커서 후술하는 피스톤유닛(500)에 의해 저장유닛(300)으로부터 액체 금속이 용이하게 공급될 수 있다.As can be seen in the example of FIG. 9, for example, the slopes of the emitter
제1 볼록부(130)는 에미터내통부(120)의 외면에 볼록하게 형성되는 것으로, 에미터외통부(110)와 접촉되어 원주형슬릿(10)의 간격을 유지하는 역할을 할 수 있다. 도 8 또는 도 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제1 볼록부(130)는 후술하는 내통홀(121)이 형성되는 부분에 배치될 수 있다. 일례로, 제1 볼록부(130)는 사방으로 상하로 형성된 복수 개의 내통홀(121)의 상하 부분 사이에 일렬로 복수 개가 형성될 수 있다. 물론 제1 볼록부(130)는 에미터내통부(120) 외면의 임의의 위치에 형성될 수도 있다.The first
제2 볼록부(140)는 에미터외통부(110)의 내면에 볼록하게 형성되는 것으로, 에미터내통부(120)와 접촉되어 원주형슬릿(10)의 간격을 유지하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 제2 볼록부(140)는 사방으로 상하로 형성된 복수 개의 후술하는 외통홀(111)의 상하 부분 사이에 일렬로 복수 개가 형성될 수 있다. 물론 제2 볼록부(140)는 에미터외통부(110) 내면의 임의의 위치에 형성될 수도 있다. The second convex portion 140 is formed convexly on the inner surface of the emitter
일례로, 제1 볼록부(130)만 배치되거나 제2 볼록부(140)만 배치될 수도 있고, 제1 볼록부(130)와 제2 볼록부(140)가 함께 배치될 수도 있다.For example, only the first
에미터결합부(150)는 원주형슬릿(10)의 슬릿 간격을 유지하며 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)를 결합하고 후술하는 에미터홀더부(710)와 에미터외통부(110) 및 에미터내통부(120)를 결합하는 역할을 할 수 있다.The
도 6 또는 도 9의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 외통홀(111)은 에미터외통부(110)에 형성된 홀로 4 개의 방향으로 상하로 3 개씩 형성될 수 있으며, 내통홀(121)은 에미터내통부(120)에 형성된 홀로 외통홀(111)과 상응하는 위치에 4 개의 방향으로 상하로 3 개씩 형성될 수 있다.As can be seen in the examples of FIG. 6 or FIG. 9, for example, the
일례로, 에미터결합부(150)는 외통홀(111)과 내통홀(121)을 관통하여 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)를 나사결합할 수 있다. 일례로, 에미터결합부(150)는 후술하는 제1 홀더홀(711), 외통홀(111), 및 내통홀(121)을 관통하여 후술하는 에미터홀더부(710), 에미터외통부(110), 및 에미터내통부(120)를 결합할 수 있다.For example, the
도 10과 도 11은 도 1의 개략 분해사시도이고, 도 12는 도 1의 AA 단면사시도이며, 도 13은 도 1의 BB 단면사시도이고, 도 14는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000)의 이온 방출 개념도이다.FIGS. 10 and 11 are schematic exploded perspective views of FIG. 1, FIG. 12 is a cross-sectional perspective view of AA of FIG. 1, FIG. 13 is a cross-sectional perspective view of BB of FIG. 1, and FIG. 14 is a field emission according to an embodiment of the published content. This is a conceptual diagram of the ion emission of the thrust system (2000).
가속기유닛(200)은, 중앙에 중공을 포함하는 판형부(210), 판형부(210)와 결합되며 원통 형태로 판형부(210)의 중공과 연통되는 가속원통부(220), 및 판형부(210)의 일측으로 돌출되어 전자가 공급되는 가속돌출부(230)를 포함하며, 가속기유닛(200)을 가속기유닛(200) 하측과 소정 간격 이격되도록 하는 제1 스페이서부(610), 및 가속기유닛(200)을 가속기유닛(200) 상측과 소정 간격 이격되도록 하는 제2 스페이서부(620)를 포함하며, 판형부(210)와 가속원통부(220)의 중공에 에미터유닛(100)의 일부가 위치될 수 있다.The
가속기유닛(200)은 에미터유닛(100)과 전압차가 있어 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로부터 금속이온을 방출시키고 가속시키는 역할을 하는 것으로, 판형부(210), 가속원통부(220), 및 가속돌출부(230) 등을 포함할 수 있다. 일례로, 가속기유닛(200)의 재질은 알루미늄을 포함할 수 있다.The
도 10 내지 도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 판형부(210)는 중앙에 중공을 포함하는 원반 형태이며, 가속원통부(220)는 판형부(210)의 중공과 연통되고 판형부(210)와 결합되는 원통 형태이다. 일례로, 가속원통부(220)는 상측이 내측으로 절곡된 형태(221)를 포함할 수 있다. As can be seen in FIGS. 10 to 14, the plate-shaped
가속돌출부(230)는 판형부(210)의 일측으로 돌출되는 것으로, 전자를 공급하여 가속기유닛(200)에 (-)전압을 인가함으로써 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로부터 금속 양이온을 방출하게 하는 역할을 할 수 있다.The
일례로, 도 14의 예시에서 알 수 있는 바와 같이, 에미터유닛(100)에 (+)전압을 인가하고 가속기유닛(200)에 (-)전압을 인가하여 전기장이 형성되면 후술하는 히터유닛(400)에 의해 액화된 액체 금속에 전도성이 형성되고 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로부터 표면장력으로 콘 형태로 찌그러지는 테일러 콘이 형성되어 더 큰 전기장이 형성되면 금속 양이온이 방출되어 이온빔을 형성하면서 반대 방향으로 인공위성이 이동하게 된다.For example, as can be seen in the example of FIG. 14, when a (+) voltage is applied to the
제1 스페이서부(610)는 가속기유닛(200)을 가속기유닛(200) 하측과 소정 간격 이격되도록 하여 가속기유닛(200)을 절연시키고 지지하는 역할을 할 수 있다. 도 2 또는 도 12에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제1 스페이서부(610)는 가속기유닛(200)과 후술하는 제2 하우징결합부(920) 사이에 위치하여 가속기유닛(200)과 제2 하우징결합부(920) 사이에 소정의 간격을 유지하게 하여 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 위치를 조절하고 가속기유닛(200)과 다른 구성이 전류가 통하는 것을 방지할 수 있다.The
제2 스페이서부(620)는 가속기유닛(200)을 가속기유닛(200) 상측과 소정 간격 이격되도록 하여 가속기유닛(200)을 절연시키고 지지하는 역할을 할 수 있다. 도 2 또는 도 12에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제2 스페이서부(620)는 가속기유닛(200)과 후술하는 하우징커버부(830) 사이에 위치하여 가속기유닛(200)과 하우징커버부(830) 사이에 소정의 간격을 유지하게 하여 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 위치를 조절하고 가속기유닛(200)과 다른 구성이 전류가 통하는 것을 방지할 수 있다.The
도 10 내지 도 13에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제1, 제2 스페이서부(610, 620)에 의해 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 상대적 위치가 조절되어 판형부(210)와 가속원통부(220)의 중공에 에미터유닛(100)의 일부가 위치되도록 조절될 수 있다.As can be seen in FIGS. 10 to 13 , for example, the relative positions of the
저장유닛(300)은, 몸체를 형성하며 상측이 측면 외측으로 돌출되고 하부가 개구된 저장부(310), 및 저장부(310)의 개구된 하부에 결합되며 바닥홀(325)이 형성된 저장바닥부(320)를 포함할 수 있으며, 히터유닛(400)은, 저장유닛(300)의 바닥부(1230)분에 형성된 바닥홀(325)에 삽입결합되는 히터커버부(410), 히터커버부(410)에 삽입되며 열을 발생시키는 히터부(420), 및 히터부(420)와 저장유닛(300)을 결합하는 히터결합부(430)를 포함하며, 히터부(420)는 전원부로부터 전원을 공급받아 열을 발생시킬 수 있다.The
저장유닛(300)은 추진제로 사용되는 금속을 저장하고 에미터유닛(100)에 액체 금속을 공급하는 역할을 하는 것으로, 저장부(310), 및 저장바닥부(320) 등을 포함할 수 있다.The
도 6 또는 도 22에서 알 수 있는 바와 같이, 저장부(310)는 저장유닛(300)의 몸체를 형성하며 상측이 측면 외측으로 돌출되어 테두리를 형성하고 하부에 개구를 포함하도록 형성되는 것으로, 추진제인 분말 금속을 저장하는 역할을 할 수 있다. As can be seen in Figure 6 or Figure 22, the
도 2 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 저장부(310)는 저장유닛(300)의 몸체를 형성하며 상측이 측면 외측으로 2 단으로 돌출되어 테두리를 형성하여 후술하는 제1 하우징결합부(910)의 내측 단턱 부분에 견고하게 안착되어 결합될 수 있다. As can be seen in FIGS. 2 to 7, for example, the
도 4 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 저장부(310)는 후술하는 제2 홀더홀(721)에 상응하는 위치에 복수 개의 홈이 형성된 저장홈(311)을 포함할 수 있다.As can be seen in FIGS. 4 to 7 , for example, the
저장바닥부(320)는 저장부(310)의 개구된 하부에 결합되는 것으로, 저장부(310)의 하부를 밀폐하고 후술하는 히터커버부(410)가 삽입되는 바닥홀(325)을 포함할 수 있다.The
도 20과 도 21에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 저장바닥부(320)는 후술하는 핀부(520)가 삽입되는 관통홀(327)을 포함할 수 있다.As can be seen in FIGS. 20 and 21, for example, the
도 4 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 저장바닥부(320)는 원반 형태의 저장바닥하부(321)와 저장바닥하부(321)보다 직경이 작고 바닥홀(325)이 연통되는 원통 형태의 저장바닥상부(322)를 포함할 수 있다. 일례로, 저장바닥상부(322)는 외면에 나사산이 형성되어 저장부(310)와 결합될 수 있고, 중앙에 바닥홀(325)을 포함하여 후술하는 히터커버부(410)가 삽입될 수 있으며, 저장바닥상부(322)의 측면으로 홀이 있어 저장바닥상부(322)와 히터커버부(410)가 나사결합될 수 있다. As can be seen in FIGS. 4 to 7, for example, the
히터유닛(400)은 저장유닛(300)에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 에미터유닛(100)에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시키는 역할을 하는 것으로, 히터커버부(410), 히터부(420), 및 히터결합부(430) 등을 포함할 수 있다. The
일례로, 저장유닛(300)에 저장된 금속과 프리웨팅된 에미터유닛(100)의 금속을 히터유닛(400)으로 가열하여 고체 금속을 액체 금속으로 액화시키고 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 전압차를 통해 테일러 콘을 형성하여 양이온을 방출하는 과정에서 가압기 등 별도의 장비없이 저장유닛(300)에서 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로 연속적으로 액체 금속 흐름이 발생하여 양이온이 연속적으로 방출될 수 있다.For example, the metal stored in the
히터커버부(410)는 저장유닛(300)의 바닥홀(325)을 통해 삽입결합되는 것으로, 중공을 포함하여 후술하는 히터부(420)가 삽입되어 히터부(420)를 수용하는 역할을 할 수 있다. 도 4 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 히터커버부(410)는 내부에 히터부(420)가 삽입되는 중공을 포함하는 원통 형태로 하부에 단턱을 이루어 하부의 직경이 증가하는 형태로, 직경이 증가한 하부가 저장바닥상부(322)에 삽입되고 나사결합될 수 있다.The heater cover
히터부(420)는 히터커버부(410)에 삽입되어 열을 발생시키는 것으로, 저장부(310)와 원주형슬릿(10)에 있는 금속을 액화시키는 역할을 할 수 있다. 도 6 내지 도 9에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 히터부(420)는 전원부(미도시)로부터 하측으로 전기를 공급받아 열을 발생시킬 수 있다. The
히터결합부(430)는 히터부(420)와 저장유닛(300)을 결합하는 역할을 할 수 있다. 도 4 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 히터결합부(430)는 바닥홀(325)에 삽입되어 저장바닥부(320)와 결합하고, 측면에 홀을 포함하여 결합구로 히터부(420)를 히터결합부(430)에 결합할 수 있다.The
도 15는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000)의 프리웨팅장치(1700)의 사시도이고, 도 16은 도 15의 EE 단면사시도이며, 도 17은 도 15의 FF 단면사시도이고, 도 18과 도 19는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000)의 프리웨팅장치(1700)의 요부 사시도이며, 도 20과 도 21은 도 18의 분해사시도이고, 도 22는 도 18의 D'D' 단면사시도이다.FIG. 15 is a perspective view of the
피스톤유닛(500)은, 저장유닛(300) 내부에 위치하여 액체 금속을 에미터유닛(100)으로 이동시키는 헤드부(510), 및 일측이 헤드부(510)와 결합되며 타측이 저장유닛(300) 외부로 노출되어 헤드부(510)를 이동시키는 핀부(520)를 포함할 수 있으며, 헤드부(510)는 중앙에 중공을 포함하고 양측이 돌출된 원통 형태이며, 핀부(520)는 헤드부(510)의 하측에 복수 개가 소정의 간격을 이루며 결합되고 직경이 작은 원기둥 형태이며, 저장유닛(300) 하부의 저장바닥부(320)에 형성된 관통홀(327)에 삽입되어 이동될 수 있으며, 본 발명은 에미터유닛(100)과 저장유닛(300)을 결합하는 에미터홀더유닛(700)을 더 포함하며, 에미터홀더유닛(700)은, 원통 형태로 형성되어 측면으로 에미터유닛(100)과 결합하는 에미터홀더부(710), 및 에미터홀더부(710)와 일체로 형성되고 원반 형태로 형성되어 하측으로 저장유닛(300)과 결합하는 저장홀더부(720)를 포함할 수 있다.The
피스톤유닛(500)은 저장유닛(300) 내부를 왕복하며 히터유닛(400)에 의해 액화된 금속을 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)에 공급하는 역할을 하는 것으로, 헤드부(510)와 핀부(520) 등을 포함할 수 있다.The
헤드부(510)는 저장유닛(300) 내부에 위치하며 히터커버부(410)에 삽입되어 액체 금속을 에미터유닛(100)으로 이동시키는 역할을 할 수 있다. 도 15 내지 도 22의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 헤드부(510)는 중앙에 중공을 포함하여 히터커버부(410)에 밀착되게 삽입결합되고 상하부가 측면으로 돌출되여 저장유닛(300) 내주면과 밀착되게 결합되어 히터유닛(400)에 의해 액화된 저장유닛(300) 내부의 액체 금속을 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)에 공급할 수 있다.The
핀부(520)는 상부가 헤드부(510)와 결합되고 하부가 저장유닛(300) 외부로 노출되어 후술하는 이동유닛(1100)의 이동판부(1110)와 결합되어 이동유닛(1100)의 상하운동에 의해 헤드부(510)를 이동시키는 역할을 할 수 있다. 도 16 내지 도 22의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 핀부(520)는 헤드부(510)의 하측에 복수 개가 소정의 간격을 이루며 결합되고 직경이 작은 원기둥 형태로 저장바닥부(320)에 형성된 관통홀(327)에 삽입되어 왕복운동할 수 있다.The upper part of the
도 20과 도 21의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 관통홀(327)은 저장바닥부(320)에 상하로 관통되게 형성된 홀로 핀부(520)가 삽입되어 왕복운동할 수 있으며, 핀부(520)의 수에 따라 상응하는 위치에 복수 개가 형성될 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 20 and 21, for example, the through
에미터홀더유닛(700)은 에미터유닛(100)과 저장유닛(300)을 결합하는 역할을 하는 것으로, 에미터홀더부(710), 저장홀더부(720), 및 홀더결합부(730) 등을 포함할 수 있다.The
에미터홀더부(710)는 원통 형태로 형성되어 측면으로 에미터유닛(100)과 결합하는 것으로, 복수 개의 제1 홀더홀(711)을 포함할 수 있다. 도 18 내지 도 22의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제1 홀더홀(711)은 에미터홀더부(710)의 측면에 형성되는 홀로 에미터외통부(110)에 형성된 외통홀(111)에 상응하는 위치에 4 개가 형성될 수 있다.The
저장홀더부(720)는 에미터홀더부(710)와 일체로 형성되고 원반 형태로 형성되어 하측으로 저장유닛(300)과 결합하는 것으로, 제2 홀더홀(721)을 포함할 수 있다. 도 20 내지 도 22의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제2 홀더홀(721)은 저장홀더부(720)의 상하로 형성된 홀로 사방으로 4 개가 형성될 수 있다.The
도 18 내지 도 22의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 홀더결합부(730)는 제2 홀더홀(721)과 저장홈(311)을 관통하여 저장홀더부(720)와 저장유닛(300)을 결합하는 역할을 할 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 18 to 22, for example, the
전계방출 추력시스템(2000)은 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 및 저장유닛(300)을 수용하는 하우징유닛(800)을 더 포함하며, 하우징유닛(800)은, 상측에 위치하며 에미터유닛(100)과 가속기유닛(200)을 수용하는 제1 하우징부(810), 제1 하우징부(810)의 하측에서 제1 하우징부(810)와 결합하며 저장유닛(300)을 수용하는 제2 하우징부(820), 및 제1 하우징부(810)의 상측에서 제1 하우징부(810)와 결합하여 제1 하우징부(810)를 덮는 하우징커버부(830)를 포함하며, 제1 하우징부(810)는 일측에 가속기유닛(200)의 돌출된 부분인 가속돌출부(230)가 돌출되는 가속기홈(811)을 포함하고, 제2 하우징부(820)는 상측이 측면 외측으로 돌출되고 돌출된 부분의 내측에 단턱을 형성할 수 있으며, 전계방출 추진장치(1500)는 하우징유닛(800)에 결합하여 에미터유닛(100)과 저장유닛(300)을 하우징유닛(800)에 결합하는 하우징결합유닛(900)을 더 포함하며, 하우징결합유닛(900)은, 중공을 포함하는 원반 형태로 제2 하우징부(820)와 결합하는 제1 하우징결합부(910), 및 제1 하우징결합부(910) 상측에서 제1 하우징결합부(910)와 결합하며 저장유닛(300)을 제2 하우징부(820)에 결합하는 제2 하우징결합부(920)를 포함하며, 제1 하우징결합부(910)는 하측으로 중공의 직경이 작아지는 2 단으로 형성되어 저장유닛(300)의 돌출된 상부가 삽입결합되고, 제2 하우징결합부(920)는 제1 하우징결합부(910)와 연통되는 중공을 포함하는 원반 형태로 테두리에 개구된 복수 개의 테두리홈(921)을 포함할 수 있으며, 전계방출 추진장치(1500)는 전자를 방출하여 에미터유닛(100)에서 방출되는 금속이온을 중성화하는 중화기부(1000)를 더 포함하며, 제1 하우징부(810)는 양측으로 돌출되어 형성된 중화기홀(815)을 포함하고, 중화기부(1000)는 중화기홀(815)에 삽입 결합될 수 있다.The field emission thrust system 2000 further includes a housing unit 800 that accommodates an
하우징유닛(800)은 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 및 저장유닛(300) 등을 수용하는 것으로, 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 및 저장유닛(300) 등을 수용하여 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 및 저장유닛(300) 등을 보호하고 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 위치를 설정하는 역할을 할 수 있으며, 제1 하우징부(810), 제2 하우징부(820), 및 하우징커버부(830) 등을 포함할 수 있다.The housing unit 800 accommodates the
제1 하우징부(810)는 하우징유닛(800)의 상측에 위치하며 에미터유닛(100)과 가속기유닛(200)을 수용하는 역할을 하는 것으로, 가속기홈(811)과 중화기홀(815)을 포함할 수 있다. The
도 10 내지 도 13의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제1 하우징부(810)는 내부에 중공을 포함하는 원통 형태이며 일측에 가속기유닛(200)의 가속돌출부(230)가 돌출되고 지지되며 상측으로 개구된 홈인 가속기홈(811)을 포함할 수 있다. As can be seen in the examples of FIGS. 10 to 13, for example, the
제2 하우징부(820)는 제1 하우징부(810)의 하측에 위치하며 저장유닛(300)을 수용하는 역할을 할 수 있다. The
도 10 내지 도 13의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제2 하우징부(820)는 상측이 측면 외측으로 돌출되고 돌출된 부분의 내측에 단턱이 형성되어 후술하는 제1 하우징결합부(910)가 내측 단턱에 안착되게 삽입되어 견고하게 결합할 수 있다. 일례로, 제1 하우징부(810)와 제2 하우징부(820)는 제1 하우징부(810) 하측의 홈과 제2 하우징부(820)의 상측에 돌출된 부분에 형성된 홀이 서로 연통되어 나사결합으로 결합될 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 10 to 13, the upper side of the
하우징커버부(830)는 제1 하우징부(810)의 상측에 위치하며 개구된 제1 하우징부(810)의 상측을 덮는 역할을 하는 것으로, 제1 하우징부(810), 제2 스페이서부(620)와 결합을 위한 홀을 각각 포함할 수 있다.The
하우징결합유닛(900)은 하우징유닛(800)에 결합하여 에미터유닛(100)과 저장유닛(300)을 하우징유닛(800)에 결합하는 역할을 하는 것으로, 제1 하우징결합부(910), 및 제2 하우징결합부(920) 등을 포함할 수 있다.The
제1 하우징결합부(910)는 중공을 포함하는 원반 형태로 제2 하우징부(820)와 결합되는 것으로, 후술하는 제2 하우징결합부(920)와 함께 에미터유닛(100)과 저장유닛(300)을 하우징유닛(800)에 결합하는 역할을 할 수 있다. The first
도 10 내지 도 13의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 하우징유닛(800)과 결합하는 저장부(310)는 상측이 이단으로 돌출된 형태를 포함하는 것으로, 제1 하우징결합부(910)는 하측으로 중공의 직경이 작아지는 2 단의 원반 형태로 형성되어 전술한 저장부(310)의 돌출된 상부 중 직경이 큰 테두리 부분이 중공의 직경이 큰 원반의 중공에 삽입되고 중공의 직경이 작은 원반 위에 안착되며, 저장부(310)의 돌출된 상부 중 직경이 작은 테두리 부분이 중공의 직경이 작은 원반의 중공에 삽입되어 견고하게 안정적으로 결합될 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 10 to 13, for example, the
제2 하우징결합부(920)는 제1 하우징결합부(910) 상측에 위치하며 제1 하우징결합부(910)와 결합하여 에미터홀더유닛(700)에 의해 에미터유닛(100)과 결합된 저장유닛(300)을 제2 하우징부(820)에 결합하는 역할을 하는 것으로, 테두리홈(921)을 포함할 수 있다. The second
도 10 내지 도 13의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 제2 하우징결합부(920)는 제1 하우징결합부(910)와 연통되는 중공을 포함하는 원반 형태로 테두리에 개구된 복수 개의 홈인 테두리홈(921)을 포함할 수 있다. 일례로, 테두리홈(921)은 규칙적으로 복수 개 배열되어 제1 하우징결합부(910)와 제2 하우징부(820)를 결합하는 결합구가 테두리홈(921)에 위치될 수 있다. 또한 일례로, 제1 하우징결합부(910)와 제2 하우징결합부(920)는 제1 하우징결합부(910)의 홈과 이와 연통되는 제2 하우징결합부(920)의 홀을 포함하여 결합구로 결합될 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 10 to 13, for example, the second
중화기부(1000)는 전자를 방출하여 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)에서 방출되는 금속이온을 중성화하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 중화기부(1000)는 전자를 방출하여 원주형슬릿(10)에서 방출되는 양이온을 중성화시켜 구성품들이 양이온으로 오염되는 것을 방지할 수 있다.The
도 10 내지 도 13의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 중화기부(1000)는 제1 하우징부(810)의 양측으로 돌출된 부분에 형성된 홀인 중화기홀(815)에 삽입 결합되어 위치될 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 10 to 13, for example, the
도 23과 도 24는 도 15의 개략 분해사시도이고, 도 25는 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000) 이동판부(1110)와 측면부(1240)의 분해사시도이며, 도 26은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000) 피스톤유닛(500)의 상승시 사용상태도이며, 도 27은 게시된 내용의 일 실시예에 따른 전계방출 추력시스템(2000) 피스톤유닛(500)의 하강시 사용상태도이다.FIGS. 23 and 24 are schematic exploded perspective views of FIG. 15, and FIG. 25 is an exploded perspective view of the moving
전계방출 추력시스템(2000)은 피스톤유닛(500)과 결합되어 피스톤유닛(500)을 왕복운동시키는 이동유닛(1100)을 더 포함하며, 이동유닛(1100)은, 피스톤유닛(500)과 결합되고 상하로 이동하며 피스톤유닛(500)을 상하로 이동시키는 이동판부(1110), 이동판부(1110)와 회전가능하게 결합되어 이동판부(1110)를 상하로 이동시키는 볼스크류부(1120), 볼스크류부(1120) 하부에 결합되어 볼스크류부(1120)를 회전시키는 타이밍벨트부(1130), 및 타이밍벨트부(1130)에 동력을 제공하는 모터부(1140)를 포함할 수 있으며, 타이밍벨트부(1130)는 회전되는 방향을 전환하여 볼스크류부(1120)의 회전 방향을 바꾸어 이동판부(1110)를 상승시키거나 하강시킬 수 있다.The field emission thrust system 2000 further includes a moving unit 1100 that is coupled to the
이동유닛(1100)은 후술하는 프레임유닛(1200)과 결합되어 지지되고 피스톤유닛(500)과 결합되어 피스톤유닛(500)을 왕복운동시키는 역할을 하는 것으로, 이동판부(1110), 볼스크류부(1120), 타이밍벨트부(1130), 및 모터부(1140) 등을 포함할 수 있다.The moving unit 1100 is supported in combination with the frame unit 1200, which will be described later, and is combined with the
이동판부(1110)는 피스톤유닛(500)의 핀부(520)와 결합되고 상하로 이동하며 피스톤유닛(500)을 상하로 이동시키는 역할을 할 수 있다.The moving
도 23 내지 도 27의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 이동판부(1110)는 핀부(520)가 결합하는 홈인 핀홈(1111)과 히터유닛(400)에 전기를 공급하는 라인이 위치하는 라인홈(1112)과 후술하는 볼스크류부(1120)가 회전가능하게 삽입결합되는 이동판홀(1113)을 포함할 수 있다. 도 25의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 이동판부(1110)는 일측이 후술하는 프레임유닛(1200)의 측면부(1240)와 이동가능하게 결합되어 측면부(1240)에 의해 지지될 수 있다.As can be seen in the examples of FIGS. 23 to 27, for example, the moving
볼스크류부(1120)는 이동판부(1110)와 회전가능하게 결합되어 이동판부(1110)를 상하로 이동시키는 역할을 할 수 있다. 도 23 내지 도 27의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 볼스크류부(1120)는 상부가 후술하는 프레임유닛(1200)의 탑부(1210)에 회전가능하게 결합되고 하측이 중간부(1220)와 회전가능하게 결합되어 프레임유닛(1200)에 의해 지지되며 이동판부(1110)를 왕복운동시킬 수 있다.The
타이밍벨트부(1130)는 볼스크류부(1120) 하부에 결합되어 볼스크류부(1120)를 회전시키는 역할을 할 수 있으며, 모터부(1140)는 타이밍벨트부(1130)에 동력을 제공할 수 있다. 도 26과 도 27의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 타이밍벨트부(1130)는 회전되는 방향을 전환하여 볼스크류부(1120)의 회전 방향을 시계 방향과 반시계 방향으로 바꾸어 이동판부(1110)를 상승시키거나 하강시킬 수 있다.The
전계방출 추력시스템(2000)은 상측이 저장유닛(300)과 결합되어 저장유닛(300)을 지지하는 프레임유닛(1200)을 더 포함하며, 프레임유닛(1200)은, 상부에 위치하여 저장유닛(300)이 결합되는 탑부(1210), 프레임유닛(1200)의 바닥을 형성하며 양측이 곡면을 형성하는 바닥부(1230), 및 탑부(1210)나 바닥부(1230)와 결합하여 탑부(1210)를 지지하고 측면을 형성하는 측면부(1240)를 포함할 수 있으며, 본 발명은 탑부(1210)에 결합되어 저장유닛(300)과 프레임유닛(1200)을 결합하는 저장고정부(1300)와 저장유닛(300) 내부에 위치하며 히터유닛(400)에 의해 가열되는 저장유닛(300) 내부의 온도를 측정하여 송신하는 온도센서부를 더 포함할 수 있다.The field emission thrust system 2000 further includes a frame unit 1200, the upper side of which is coupled to the
프레임유닛(1200)은 저장유닛(300), 이동판부(1110), 볼스크류부(1120), 및 모터부(1140) 등과 결합되어 이들을 지지하는 역할을 할 수 있으며, 탑부(1210), 중간부(1220), 바닥부(1230), 및 측면부(1240) 등을 포함할 수 있다.The frame unit 1200 can be combined with the
탑부(1210)는 프레임유닛(1200)의 상부에 위치하는 것으로 저장유닛(300)과 볼스크류부(1120)가 결합되어 저장유닛(300)과 볼스크류부(1120)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 도 23과 도 24의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 탑부(1210)는 판 형태로 저장유닛(300)이 결합하는 부분에 저장유닛(300)의 하부와 상응하는 형태의 제1 탑홀(1211)과 볼스크류부(1120)가 결합되는 제2 탑홀(1212)을 포함할 수 있다. 일례로, 탑부(1210)는 단턱을 이루어 상측 홀의 크기가 하측 홀의 크기 보다 더 큰 제1 탑홀(1211)을 형성할 수 있다.The
중간부(1220)는 이동판부(1110)와 타이밍벨트부(1130) 사이에 위치하는 것으로 볼스크류부(1120)와 모터부(1140)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 중간부(1220)는 판 형태로 볼스크류부(1120)와 모터부(1140)가 결합되는 홀을 포함할 수 있다.The
바닥부(1230)는 프레임유닛(1200)의 바닥을 형성하는 것으로, 양측이 곡면 형태로 구성될 수 있으며, 측면부(1240)는 탑부(1210)나 바닥부(1230)나 중간부(1220)와 결합하여 프레임유닛(1200)의 측면을 형성하여 탑부(1210)나 중간부(1220)를 지지하는 기둥 역할을 할 수 있다. The
저장고정부(1300)는 탑부(1210)에 결합되어 저장유닛(300)을 프레임유닛(1200)에 결합하는 역할을 할 수 있다. 도 23과 도 24의 예시에서 알 수 있는 바와 같이 일례로, 저장고정부(1300)는 일측이 개구된 고리 형태로 탑부(1210)와 결합하기 위해 상하를 관통하는 상하홀(1310)과 저장유닛(300)과 결합하기 위해 측면을 관통하는 측면홀(1320)을 포함할 수 있다.The
프레임결합부(1350)는 상하홀(1310)에 삽입 결합되어 저장고정부(1300)와 탑부(1210)를 결합하고 측면홀(1320)에 삽입 결합되어 저장고정부(1300)와 저장유닛(300)을 결합하는 역할을 할 수 있다.The
온도센서부(미도시)는 저장유닛(300) 내부에 위치하며 히터유닛(400)에 의해 가열되는 저장유닛(300) 내부의 온도를 측정하여 송신하는 역할을 할 수 있다. 일례로, 온도센서부의 온도정보를 이용하여 히터유닛(400)의 가열온도와 가열시간 등을 제어하여 과열 등을 방지할 수 있다.The temperature sensor unit (not shown) is located inside the
본 발명은 전계방출 추력시스템(2000)에 관한 것으로, 히터유닛(400)으로 저장유닛(300)에 저장된 금속을 액화시키고 프레임유닛(1200)에 의해 지지되는 이동유닛(1100)으로 피스톤유닛(500)을 왕복운동시켜 피스톤유닛(500)으로 액체 금속을 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)으로 공급하여 에미터유닛(100)을 프리웨팅시키는 프리웨팅장치(1700)를 통해 에미터유닛(100)을 프리웨팅하고, 히터유닛(400)으로 저장부(310)와 프리웨팅된 원주형슬릿(10)의 고체 금속을 액화하고 원주형슬릿(10)을 형성하는 에미터유닛(100)과 가속기유닛(200)에 전압차를 발생시켜 원주형슬릿(10)으로부터 금속 이온을 발생시키고 가속시켜 인공위성의 추진력을 발생시키는 전계방출 추진장치(1500)를 포함하고, 이를 위해 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 상대적 위치를 고정하고 이들을 수용하는 하우징결합유닛(900)과 하우징유닛(800)을 포함하고, 중화기부(1000)를 통해 전자를 방출하여 원주형슬릿(10)에서 발생하는 양이온을 중화하는 전계방출 추력시스템(2000)에 관한 것이다. The present invention relates to a field emission thrust system (2000), which liquefies metal stored in a storage unit (300) with a heater unit (400) and liquifies a piston unit (500) with a moving unit (1100) supported by a frame unit (1200). ) is reciprocated to supply liquid metal to the
프리웨팅된 에미터유닛(100)과 저장유닛(300)에 저장된 금속을 히터유닛(400)으로 가열하여 고체 금속을 액화시키고 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 전압차를 이용하여 원주형슬릿(10)으로부터 테일러 콘을 형성하여 이온을 방출하게 하고 가속시켜 진공상태의 우주에서 인공위성의 추진력을 발생시킬 수 있다. 에미터유닛(100)은 에미터외통부(110)와 에미터외통부(110)의 내측에 배치되어 에미터외통부(110)와의 사이에 원주형슬릿(10)을 형성하는 에미터내통부(120)를 결합하게 하여 저장유닛(300)에서 공급되는 추진제가 원주형슬릿(10)을 통해 테일러 콘을 형성하게 함으로써 인공위성의 추진력을 강화할 수 있다. 에미터유닛(100)은 추진제인 액체 인듐이 원주형슬릿(10)에서 여러 개의 테일러 콘을 형성함으로써 에미터유닛(100)이 니들 형태이거나 직선형 슬릿 형태인 경우 보다 더욱 높고 효율적인 추진력을 발생시킬 수 있다. 에미터유닛(100)이 원주형슬릿(10)을 형성하여 직선형 슬릿 형태인 경우 발생하는 엔드 이펙트(end effect)를 제거함으로써 한쪽으로 추력이 치우쳐 인공위성이 한쪽으로 도는 현상을 방지할 수 있다. 제1, 제2 볼록부(140)는 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120) 사이에 형성된 원주형슬릿(10)의 슬릿 간격을 효과적으로 유지하도록 하여 에미터결합부(150)가 원주형슬릿(10)의 슬릿 간격을 유지한 채 에미터외통부(110)와 에미터내통부(120)를 용이하게 결합할 수 있다. 히터유닛(400)은 저장유닛(300)에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 에미터유닛(100)에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시켜 양이온으로 방출되게 할 수 있다. 피스톤유닛(500)은 저장유닛(300) 내주면과 히터커버부(410)와 밀착되게 결합되어 저장유닛(300) 내부를 왕복하며 히터유닛(400)에 의해 액화된 금속을 에미터유닛(100)의 원주형슬릿(10)에 효율적으로 공급할 수 있다. 제1, 제2 스페이서부(620)는 가속기유닛(200)을 주변 구성과 절연시키고 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 상대적 위치를 조절하여 원주형슬릿(10)으로부터 양이온의 방출 효율을 높일 수 있다. 하우징유닛(800)은 에미터유닛(100), 가속기유닛(200), 및 저장유닛(300) 등을 수용하여 이를 보호하고 가속기유닛(200)과 에미터유닛(100)의 상대적 위치를 설정하여 양이온 방출의 효율을 높일 수 있다. 이동유닛(1100)은 모터부(1140)에 의해 동력을 받아 회전하는 타이밍벨트부(1130)에 의해 볼스크류부(1120)가 시계 방향과 반시계 방향으로 회전하며 피스톤유닛(500)과 결합된 이동판부(1110)가 승하강하여 피스톤유닛(500)을 효과적으로 왕복운동시킬 수 있다.The metal stored in the
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, the embodiments described in this specification and the configuration shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention. Since this is not the case, it should be understood that there may be various equivalents and modifications that can replace them at the time of filing this application. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive, and the scope of the present invention is indicated by the claims described later rather than the detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modified forms derived from the equivalent concept should be construed as falling within the scope of the present invention.
10 : 원주형슬릿
100 : 에미터유닛
110 : 에미터외통부
120 : 에미터내통부
130 : 제1 볼록부
140 : 제2 볼록부
150 : 에미터결합부
200 : 가속기유닛
210 : 판형부
220 : 가속원통부
230 : 가속돌출부
300 : 저장유닛
310 : 저장부
320 : 저장바닥부
321 : 저장바닥하부
322 : 저장바닥상부
400 : 히터유닛
410 : 히터커버부
420 : 히터부
430 : 히터결합부
500 : 피스톤유닛
510 : 헤드부
520 : 핀부
610 : 제1 스페이서부
620 : 제2 스페이서부
700 : 에미터홀더유닛
710 : 에미터홀더부
720 : 저장홀더부
730 : 홀더결합부
800 : 하우징유닛
810 : 제1 하우징부
820 : 제2 하우징부
830 : 하우징커버부
900 : 하우징결합유닛
910 : 제1 하우징결합부
920 : 제2 하우징결합부
1000 : 중화기부
1100 : 이동유닛
1110 : 이동판부
1120 : 볼스크류부
1130 : 타이밍벨트부
1140 : 모터부
1200 : 프레임유닛
1210 : 탑부
1220 : 중간부
1230 : 바닥부
1240 : 측면부
1300 : 저장고정부
1350 : 프레임결합부
1500 : 전계방출 추진장치
1700 : 프리웨팅장치
2000 : 전계방출 추력시스템10: Circular slit
100: Emitter unit
110: Emitter External Communication Department
120: Emitter internal communication unit
130: first convex portion
140: second convex portion
150: Emitter coupling part
200: Accelerator unit
210: plate shape
220: Acceleration cylindrical part
230: acceleration protrusion
300: storage unit
310: storage unit
320: storage bottom
321: Lower storage floor
322: Upper storage floor
400: Heater unit
410: Heater cover part
420: heater unit
430: Heater coupling part
500: Piston unit
510: head part
520: Pin part
610: first spacer part
620: 2nd spacer part
700: Emitter holder unit
710: Emitter holder part
720: Storage holder part
730: Holder coupling part
800: Housing unit
810: first housing part
820: Second housing part
830: Housing cover part
900: Housing combination unit
910: First housing coupling part
920: Second housing coupling part
1000: Donation of heavy weapons
1100: Mobile unit
1110: Mobile board
1120: Ball screw part
1130: Timing belt part
1140: Motor part
1200: Frame unit
1210: top part
1220: middle part
1230: bottom part
1240: side part
1300: Storage fixing unit
1350: Frame coupling part
1500: Field emission propulsion device
1700: Prewetting device
2000: Field emission thrust system
Claims (18)
상기 에미터유닛으로부터 금속이온을 방출시키고 가속시키는 가속기유닛;
추진제로 사용되는 금속을 저장하는 저장유닛;
상기 저장유닛에 저장된 추진제로 사용되는 금속과 상기 에미터유닛에 프리웨팅된 금속을 가열하여 액화시키는 히터유닛; 및
상기 저장유닛 내부를 왕복하며 상기 히터유닛에 의해 액화된 금속을 상기 에미터유닛에 공급하는 피스톤유닛;을 포함하며,
상기 에미터유닛은,
상기 에미터유닛의 외측을 형성하며 원통 형태로 형성된 에미터외통부; 및
상기 에미터외통부의 내측에 배치되고 하부가 막힌 원통 형태로 형성되어 상기 에미터외통부와의 사이에 빈공간인 원주형슬릿을 형성하는 에미터내통부;를 포함하고,
추진제로 사용되는 액체 금속이 상기 에미터외통부와 에미터내통부 사이에 형성된 상기 원주형슬릿을 통해 테일러 콘을 형성하여 이온으로 방출되며,
상기 저장유닛에 저장된 금속을 상기 히터유닛에 의해 액화시킨 후 액체 금속을 상기 피스톤유닛의 이동으로 상기 에미터유닛에 공급하여 프리웨팅된 상기 에미터유닛과 가속기유닛에 전압차를 발생시켜 상기 히터유닛에 의해 액화된 금속이 상기 에미터유닛으로부터 이온으로 방출되고 가속되어 추진력을 발생시키는 전계방출 추력시스템.
an emitter unit in which metal used as a propellant for satellites is pre-wetted;
an accelerator unit that emits and accelerates metal ions from the emitter unit;
A storage unit for storing metal used as a propellant;
a heater unit that heats and liquefies the metal used as a propellant stored in the storage unit and the metal prewetted in the emitter unit; and
It includes a piston unit that reciprocates inside the storage unit and supplies metal liquefied by the heater unit to the emitter unit,
The emitter unit is,
an emitter outer cylinder formed in a cylindrical shape and forming the outside of the emitter unit; and
An emitter inner cylinder portion disposed inside the emitter outer cylinder portion and formed in a cylindrical shape with a closed lower portion forming a cylindrical slit, which is an empty space between the emitter outer cylinder portion and the emitter inner cylinder portion,
Liquid metal used as a propellant forms a Taylor cone through the circumferential slit formed between the emitter outer cylinder and the emitter inner cylinder and is released as ions,
After the metal stored in the storage unit is liquefied by the heater unit, the liquid metal is supplied to the emitter unit by movement of the piston unit to generate a voltage difference between the pre-wetted emitter unit and the accelerator unit, thereby causing the heater unit to liquefy. A field emission thrust system in which liquefied metal is emitted as ions from the emitter unit and accelerated to generate thrust.
상기 에미터유닛은,
상기 에미터내통부의 외면에 볼록한 제1 볼록부;를 더 포함하거나,
상기 에미터외통부의 내면에 볼록한 제2 볼록부;를 더 포함하며,
상기 제1 볼록부는 상기 에미터외통부와 접촉하여 상기 원주형슬릿의 간격을 유지하고,
상기 제2 볼록부는 상기 에미터내통부와 접촉하여 상기 원주형슬릿의 간격을 유지하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
The emitter unit is,
It further includes a first convex portion convex on the outer surface of the emitter inner cylinder portion,
It further includes a second convex portion convex on the inner surface of the emitter outer cylinder,
The first convex portion contacts the emitter outer cylinder portion to maintain the gap between the circumferential slits,
The second convex portion is in contact with the emitter inner cylinder portion to maintain the gap between the circumferential slits.
상기 에미터유닛은 상기 원주형슬릿의 슬릿 간격을 유지하며 상기 에미터외통부와 에미터내통부를 결합하는 에미터결합부;를 더 포함하며,
상기 에미터외통부는 사방으로 상하로 형성된 복수 개의 외통홀을 포함하고,
상기 에미터내통부는 상기 외통홀에 상응하는 위치에 복수 개의 내통홀을 포함하며,
상기 에미터결합부는 상기 외통홀과 내통홀을 관통하여 상기 에미터외통부와 에미터내통부를 나사결합하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
The emitter unit further includes an emitter coupling portion that maintains the slit spacing of the circumferential slits and couples the emitter outer cylinder and the emitter inner cylinder,
The emitter outer cylinder portion includes a plurality of outer cylinder holes formed up and down in all directions,
The emitter inner tube portion includes a plurality of inner tube holes at positions corresponding to the outer tube holes,
A field emission thrust system in which the emitter coupling part penetrates the outer tube hole and the inner tube hole and screwly couples the emitter outer tube part and the emitter inner tube part.
상기 가속기유닛은,
중앙에 중공을 포함하며 원반 형태의 판형부;
상기 판형부와 결합되며 원통 형태로 상기 판형부의 중공과 연통되는 가속원통부; 및
상기 판형부의 일측으로 돌출되어 전자가 공급되는 가속돌출부;를 포함하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
The accelerator unit is,
A disc-shaped plate-shaped portion containing a hollow center;
an acceleration cylindrical part coupled to the plate-shaped part and communicating with the hollow part of the plate-shaped part in a cylindrical shape; and
A field emission thrust system comprising: an acceleration protrusion that protrudes to one side of the plate-shaped portion and supplies electrons.
상기 가속기유닛을 상기 가속기유닛 하측과 소정 간격 이격되도록 하는 제1 스페이서부; 및
상기 가속기유닛을 상기 가속기유닛 상측과 소정 간격 이격되도록 하는 제2 스페이서부;를 더 포함하며,
상기 판형부와 가속원통부의 중공에 상기 에미터유닛의 일부가 위치되는 전계방출 추력시스템.
In claim 5,
a first spacer unit spaced apart from the lower part of the accelerator unit by a predetermined distance; and
It further includes a second spacer unit that separates the accelerator unit from the top of the accelerator unit by a predetermined distance,
A field emission thrust system in which a part of the emitter unit is located in the hollow of the plate-shaped portion and the acceleration cylindrical portion.
상기 저장유닛은,
몸체를 형성하며 상측이 측면 외측으로 돌출되고 하부가 개구된 저장부; 및
상기 저장부의 개구된 하부에 결합되며 바닥홀이 형성된 저장바닥부;를 포함하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
The storage unit is,
A storage portion that forms a body and has an upper portion that protrudes outward from the side and an open lower portion; and
A field emission thrust system comprising a storage bottom coupled to the open lower portion of the storage unit and having a bottom hole formed therein.
상기 히터유닛은,
상기 저장유닛의 바닥부분에 형성된 바닥홀에 삽입결합되는 히터커버부;
상기 히터커버부에 삽입되며 열을 발생시키는 히터부; 및
상기 히터부와 상기 저장유닛을 결합하는 히터결합부;를 포함하며,
상기 히터부는 전원부로부터 전원을 공급받아 열을 발생시키는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
The heater unit is,
A heater cover part inserted into and coupled to a bottom hole formed at the bottom of the storage unit;
A heater part that is inserted into the heater cover part and generates heat; and
It includes a heater coupling part that couples the heater part and the storage unit,
The heater unit is a field emission thrust system that receives power from a power source and generates heat.
상기 피스톤유닛은,
상기 저장유닛 내부에 위치하여 액체 금속을 상기 에미터유닛으로 이동시키는 헤드부; 및
일측이 상기 헤드부와 결합되며 타측이 상기 저장유닛 외부로 노출되어 상기 헤드부를 이동시키는 핀부;를 포함하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
The piston unit is,
a head unit located inside the storage unit to move liquid metal to the emitter unit; and
A field emission thrust system comprising a pin portion, one side of which is coupled to the head portion and the other side exposed to the outside of the storage unit to move the head portion.
상기 헤드부는 중앙에 중공을 포함하고 양측이 돌출된 원통 형태이며,
상기 핀부는 상기 헤드부의 하측에 복수 개가 소정의 간격을 이루며 결합되고 직경이 작은 원기둥 형태이며, 상기 저장유닛 하부의 저장바닥부에 형성된 관통홀에 삽입되어 이동되는 전계방출 추력시스템.
In claim 9,
The head portion has a cylindrical shape with a hollow center and protruding sides,
A field emission thrust system in which a plurality of pins are combined at predetermined intervals on the lower side of the head, have a cylindrical shape with a small diameter, and are inserted into and moved through a through hole formed in the storage bottom of the lower part of the storage unit.
상기 에미터유닛과 저장유닛을 결합하는 에미터홀더유닛;을 더 포함하며,
상기 에미터홀더유닛은,
원통 형태로 형성되어 측면으로 상기 에미터유닛과 결합하는 에미터홀더부; 및
상기 에미터홀더부와 일체로 형성되고 원반 형태로 형성되어 하측으로 상기 저장유닛과 결합하는 저장홀더부;를 포함하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
It further includes an emitter holder unit combining the emitter unit and the storage unit,
The emitter holder unit is,
An emitter holder portion formed in a cylindrical shape and coupled to the emitter unit laterally; and
A field emission thrust system comprising a storage holder portion formed integrally with the emitter holder portion and formed in a disk shape and coupled to the storage unit at a lower side.
상기 에미터유닛, 가속기유닛, 및 저장유닛을 수용하는 하우징유닛;을 더 포함하며,
상기 하우징유닛은,
상측에 위치하며 상기 에미터유닛과 가속기유닛을 수용하는 제1 하우징부;
상기 제1 하우징부의 하측에서 상기 제1 하우징부와 결합하며 상기 저장유닛을 수용하는 제2 하우징부; 및
상기 제1 하우징부의 상측에서 상기 제1 하우징부와 결합하여 상기 제1 하우징부를 덮는 하우징커버부;를 포함하며,
상기 제1 하우징부는 일측에 상기 가속기유닛의 돌출된 부분인 가속돌출부가 돌출되는 가속기홈을 포함하고,
상기 제2 하우징부는 상측이 측면 외측으로 돌출되고 돌출된 부분의 내측에 단턱을 형성하는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
It further includes a housing unit accommodating the emitter unit, the accelerator unit, and the storage unit,
The housing unit is,
A first housing portion located on the upper side and accommodating the emitter unit and the accelerator unit;
a second housing part coupled to the first housing part at a lower side of the first housing part and accommodating the storage unit; and
It includes a housing cover part coupled to the first housing part on an upper side of the first housing part and covering the first housing part,
The first housing portion includes an accelerator groove on one side from which an acceleration protrusion, which is a protruding portion of the accelerator unit, protrudes,
A field emission thrust system wherein the upper side of the second housing portion protrudes outward from the side and a step is formed on the inside of the protruding portion.
상기 하우징유닛에 결합하여 상기 에미터유닛과 저장유닛을 상기 하우징유닛에 결합하는 하우징결합유닛;을 더 포함하며,
상기 하우징결합유닛은,
중공을 포함하는 원반 형태로 상기 제2 하우징부와 결합하는 제1 하우징결합부; 및
상기 제1 하우징결합부 상측에서 상기 제1 하우징결합부와 결합하며 상기 저장유닛을 상기 제2 하우징부에 결합하는 제2 하우징결합부;를 포함하며,
상기 제1 하우징결합부는 하측으로 중공의 직경이 작아지는 2 단으로 형성되어 상기 저장유닛의 돌출된 상부가 삽입결합되고,
상기 제2 하우징결합부는 상기 제1 하우징결합부와 연통되는 중공을 포함하는 원반 형태로 테두리에 개구된 복수 개의 테두리홈을 포함하는 전계방출 추력시스템.
In claim 12,
It further includes a housing coupling unit coupled to the housing unit to couple the emitter unit and the storage unit to the housing unit,
The housing coupling unit is,
a first housing coupling portion coupled to the second housing portion in the form of a disk including a hollow; and
It includes a second housing coupling part coupled to the first housing coupling part above the first housing coupling part and coupling the storage unit to the second housing part,
The first housing coupling portion is formed in two stages where the hollow diameter decreases downward, and the protruding upper part of the storage unit is inserted and coupled,
The second housing coupling part is a field emission thrust system including a plurality of edge grooves opened on the edge in the form of a disk including a hollow communicating with the first housing coupling part.
전자를 방출하여 상기 에미터유닛에서 방출되는 금속이온을 중성화하는 중화기부;를 더 포함하며,
상기 제1 하우징부는 양측으로 돌출되어 형성된 중화기홀을 포함하고,
상기 중화기부는 상기 중화기홀에 삽입 결합되는 전계방출 추력시스템.
In claim 12,
It further includes a neutralizer unit that emits electrons to neutralize metal ions emitted from the emitter unit,
The first housing portion includes heavy weapon holes protruding on both sides,
A field emission thrust system wherein the heavy weapon unit is inserted and coupled to the heavy weapon hole.
상기 피스톤유닛과 결합되어 상기 피스톤유닛을 왕복운동시키는 이동유닛;을 더 포함하며,
상기 이동유닛은,
상기 피스톤유닛과 결합되고 상하로 이동하며 상기 피스톤유닛을 상하로 이동시키는 이동판부;
상기 이동판부와 회전가능하게 결합되어 상기 이동판부를 상하로 이동시키는 볼스크류부;
상기 볼스크류부 하부에 결합되어 상기 볼스크류부를 회전시키는 타이밍벨트부; 및
상기 타이밍벨트부에 동력을 제공하는 모터부;를 포함하며,
상기 타이밍벨트부는 회전되는 방향을 전환하여 상기 볼스크류부의 회전 방향을 바꾸어 상기 이동판부를 상승시키거나 하강시키는 전계방출 추력시스템.
In claim 1,
It further includes a moving unit coupled to the piston unit to reciprocate the piston unit,
The mobile unit is,
A moving plate part coupled to the piston unit and moving up and down to move the piston unit up and down;
A ball screw portion rotatably coupled to the moving plate portion to move the moving plate portion up and down;
A timing belt unit coupled to the lower part of the ball screw unit to rotate the ball screw unit; and
It includes a motor unit that provides power to the timing belt unit,
A field emission thrust system that changes the rotation direction of the timing belt unit and changes the rotation direction of the ball screw unit to raise or lower the moving plate unit.
상측이 상기 저장유닛과 결합되어 상기 저장유닛을 지지하는 프레임유닛;을 더 포함하며,
상기 프레임유닛은,
상부에 위치하여 상기 저장유닛이 결합되는 탑부;
상기 이동판부와 타이밍벨트부 사이에 위치하는 중간부;
상기 프레임유닛의 바닥을 형성하며 양측이 곡면을 형성하는 바닥부; 및
상기 탑부나 바닥부와 결합하여 상기 탑부를 지지하고 측면을 형성하는 측면부;를 포함하며,
상기 이동판부는 일측이 상기 프레임유닛과 이동 가능하게 결합되어 지지되고,
상기 볼스크류부는 상부가 상기 탑부와 결합하고 하측이 상기 중간부와 결합되어 지지되는 전계방출 추력시스템.
In claim 15,
It further includes a frame unit whose upper side is coupled to the storage unit and supports the storage unit,
The frame unit is,
A top portion located at the top to which the storage unit is coupled;
An intermediate portion located between the moving plate portion and the timing belt portion;
A bottom portion that forms the bottom of the frame unit and has curved surfaces on both sides; and
It includes a side part that is coupled with the top or bottom part to support the top part and form a side surface,
The moving plate part is supported on one side by being movably coupled to the frame unit,
A field emission thrust system in which the upper part of the ball screw part is coupled to the top part and the lower part is coupled and supported to the middle part.
상기 탑부에 결합되어 상기 저장유닛과 상기 프레임유닛을 결합하는 저장고정부;를 더 포함하는 전계방출 추력시스템.
In claim 16,
A field emission thrust system further comprising a storage fixing part coupled to the tower and coupling the storage unit and the frame unit.
상기 저장유닛 내부에 위치하며 상기 히터유닛에 의해 가열되는 상기 저장유닛 내부의 온도를 측정하여 송신하는 온도센서부;를 더 포함하는 전계방출 추력시스템. In claim 1,
A field emission thrust system further comprising a temperature sensor unit located inside the storage unit and measuring and transmitting the temperature inside the storage unit heated by the heater unit.
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010519456A (en) * | 2007-02-21 | 2010-06-03 | スネクマ | Ion thruster emitter |
| KR101871951B1 (en) | 2017-05-23 | 2018-06-27 | 경북대학교 산학협력단 | Plasma thruster, satellite device including the same, and plasma thrusting method |
| KR20190133120A (en) | 2019-11-12 | 2019-12-02 | 최기은 | The satellite projectile |
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-
2023
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010519456A (en) * | 2007-02-21 | 2010-06-03 | スネクマ | Ion thruster emitter |
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 권창얼 외4인, 슬릿형 에미터를 가진 FEEP 추력기 개발을 위한 진공상태에서의 테일러 콘 형성 실험, 한국추진공학회 2022년도 추계학술대회 논문집, 2022.11.24. 1부.* * |
| 박정재 외2인, 전계방출 전기추진 추력기 연구개발 현황, Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers, Vol. 25, No. 5, pp. 36-52, 2021 1부.* * |
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