DE1617272A1

DE1617272A1 - Process for generating heat

Info

Publication number: DE1617272A1
Application number: DE19661617272
Authority: DE
Inventors: Pauliukonis Richard S
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1966-12-07
Filing date: 1966-12-07
Publication date: 1970-06-25

Description

Verfahren zur Erzeugung von Wärme 0 Die L,'rfiiidung betrifft Systeme mit Oxydationsmitteln und ßremi.gtoffel.-" insbeswidere eiii Systein mit einem Oxydationamittel aad einem Brennstoff für einen le.ärmegenera-IG 0 r witer Verweadung von Schwefelhexafluörid als Oxydatioi.,s&Ittel" welches mit Lithium oder anderen Alkalimetallell und/oder !4etallmirei.lungen mit hoher Wärmeenergiekapazitätg die gelagert oder sofort zur ',7.'eiterverwendung ausgezogen werdea können, reagiert.A process for the production of heat 0 The L 'rfiiidung relates to systems with oxidising agents and ßremi.gtoffel.- "insbeswidere eiii Systein with a Oxydationamittel aad a fuel for a le.ärmegenera IG-0 r witer Verweadung of Schwefelhexafluörid as Oxydatioi., S &Ittel" which reacts with lithium or other alkali metal cells and / or metal mirrors with a high thermal energy capacity which can be stored or immediately pulled out for further use.

Die U-rfind"g ist insbesort4ere dazu geeignet, das BedürfijLis nach 'fd'äriuegeueratoren zu befriedigen, die hohe Wärmeeriergie mit geregelter Rate einer Arbeitsflüssigkeit zuführen kb"ene welche durch einen kompakten Behälter in getrennten Kanälen oder Rohren fließt, die In der reagierei,dGn Masse eingebettet sind$ welche vollständig getrerz4t wid abgeseriloßsen ist, was eine einfache härmeeritnaime zur 1..-eiter-verweuduzi& ermüglicht. Lis gibt viele Anciie eltemiseit erzeugte Wärme erfordern, aber die meistei- (;henti.-'Kalier-. setzen entweder unerwtLischte gaaförmige zrodukte frei, regen unerwünschte sijo.ritarie I.,ebeitrea;,tiorien an, die unkon-f'#-rollierbar sind .oder weisei-z eirfach- iÄicht die erfcrdfl-.rliche Wärineenergie auf. Raketen, Satelliteit'und Torpedos sind wenige ßeispiele für A#iwendungentdie !2reibnittel mit hoher Lärmekapazität erfordern, die keine Jase bilden und die mit geregelter Geschwindie,-keit zur'Ujnse-tzung gebracht werden kö.r4x.Lei2L9 währeud sie von den ArbeitsflUsaigkeiten getrennt eii,.d. Aucü bei der airekten 'Umwandlung von bärmeelektrizitäT. Lu theracselektrischen Geräten bietet die ±#rXindung hervorragende -riöglieL-.-r--eiten als -#.ärmequelle.The U-rfind "g is particularly suitable to meet the need for 'fd'äriuegeueratoren to satisfy the high heat energy with a regulated rate a working fluid which can be supplied through a compact container in separated Channels or pipes flows which are embedded in the reacti, the mass, which completely geferz4t wid abseilosssen is what a simple härmeeritnaime for 1 ..- pus-verweuduzi & enables. Lis gives many anciie eltemiseit produced Require heat, but most of them (; henti .- 'Kalier-. Put either undesirable gaa-shaped products free, stimulate undesirable sijo.ritarie I., ebeitrea;, tiorien, The uncon-f '# - can be scrolled Heat energy on. Missiles, satellites and torpedoes are just a few examples of applications ! 2 require ingredients with a high noise capacity, which do not form a jase and which contain controlled speed and speed can be brought to use they are separated from the working fluids eii, .d. Also in the act of transformation of bear electricity. Lu theracselectrical devices offer excellent connectivity -riöglieL -.- r - eiten as - #. source of poverty.

Bisher war es im allgemeinen notwendig,# besoadere Druckerzeugungsmittel zur j3ewirlcung einer Bewegung den Oxydationsmittels iu die Reaktionskammer eines i.är»gezieratorn bei Ueräten wie Torpedoa, Raketen und dergl. zu-verwenden. Derartige Vorrichtungen erford--rter, beispielsweise Fuiapen, und unlängst die Verwendung einen Mediuang welches von außen aus der umgebenden Luft oder dem Wasser entnommen wurde. Durch die Lr-findung werden nurmehr Druckerzeugungsmittel geschaffen# die von einem Träger getragen werden, der durch eine Wäriaanauchine-Turbineg ein thermoelektriachen Geräi oder einen keaktionsmotor angetrieben ist, um eine unabhängige L#nergieerseugungsanlage zu schaffen. Erfindungegemäß wird Schwefelhexafluorid als Oxydationamittolkomponente eines Treibmittelbrennstoffee vorgeschlagene welcher in Verbindung mit imnäh#lichen Leitern oder getrennten- fließfähigen Arbeitaatoffeng wie Wasser, Quecksilber, Wasserstoff und dergl.9 die Brauchbarkeit unabhängiger Energieerzeugungsanlagen erhöht.Up to now it has generally been necessary to use special pressure generating means to produce a movement of the oxidizing agent in the reaction chamber of an ornamental device in devices such as torpedoas, rockets and the like. Such devices required, for example Fuiapen, and recently the use of a medium which was taken from the outside from the surrounding air or water. The invention only creates pressure generating means which are carried by a carrier driven by a heat exhaust turbine, a thermoelectric device or a reaction motor, in order to create an independent energy extraction system. According to the invention, sulfur hexafluoride is proposed as an oxidizing agent component of a propellant fuel which, in conjunction with close conductors or separate flowable working substances such as water, mercury, hydrogen and the like, increases the usefulness of independent energy generation systems.

Schwefelhezafluorid (BY6) ist ein beständigeng geruchloses, nicht toxischen..leicht kondensierbares Gas. Dieser Stoff kann als Flüssigkeit gelagert werden, kann jedoch der Reak-tionskammer unter seinem eigenen Dampfdruck zugemeosen werdeng no daß-die üblichen Brennstoffpumpen und andere Mittel für den Transport oder das Unter-Druck-Setzen des Oxydationamittels überflüssig werden. Die Verwendung von Treibmitteln mit Schwefelhexafluorid als Oxydationemittelkomponente macht es möglich, Vorrichtungen zu verwenden, die einen konstanten SchwerpWikt beibehalteng wenn sie zwookmäßig ausbalariciert sind.Sulfur hexafluoride (BY6) is a permanent, odorless, non-toxic, easily condensable gas. This substance can be stored as a liquid, but can be added to the reaction chamber under its own vapor pressure, so that the usual fuel pumps and other means for transporting or pressurizing the oxidizing agent are superfluous. The use of propellants with sulfur hexafluoride as the oxidizing agent component makes it possible to use devices which maintain a constant emphasis when they are adequately balanced.

Ein weiterer wichtiger Aspekt der ßrfindung besteht In der Verwendung vor. SP 6 in Kombination mit Lithium oder einem lit*-.iumlialtigeii DreiÄr.,stoff in einen Treibmittelsystem@ velclies fUr Torpedos, Raketen und dergl. geeignet ist. Dieses Oxydationamittel hat mit Lithium eine berechnete Leistun6, die beispielsweise der von Wasserstoffperoxyd# bezogen auf das Gewichtg äquivalent und# bezogen. auf das Volumeng überlegen ist. Schwefelhexafluorid ist besondere vorteilhaftg wenn VorrJehtungen Treibmittel benötigeng die In der Lage sind# bei elnen gegebeneu Gewicht große Wärmte freizusetzen und die bei Normaltexperaturen lange lagerfähig sind. Derartige -Pali-.toren sina beispielsweise bei der Verwendung in Tor-i)f,-dos w.d 'Raketeu izritisch. Schwefelhexafluorid bietet -31so fIr einexi lithiumhialtigen Brennstoff ein hohen Wärfte-Preisetzuagspote.atialp.zusammen mit sicheren Handhabunge-und Verweudangse.-*Lgeuauha£ten und guter Lagerungefähigkeit unter Druck in Form eiiies verflüseigten Gasen. Auch kann Schrefelhezafluorid ohne Gefahr oder Unimnehnlichkeiten eizigeatmet werden. Der sich hieraus ergebende Sicherheitsfaktor ist besondere wichtigg da Torpedos oder Raketen nahe bei Bedienungsmannachaften gelager t werden münsen, bei- spielsweise in Untereaebooteng und es wesentlich ist, daß die Mannschaften vor Gefahren geschützt sind, die sich aus einem Auslaufen den Treibmittele ergeben können.Another important aspect of the invention is its use. SP 6 in combination with lithium or a lit * -. Iumlialtigeii three-ar., Substance in a propellant system @ velclies is suitable for torpedoes, rockets and the like. This oxidizing agent has a calculated power with lithium which, for example, is equivalent to that of hydrogen peroxide # based on weight g and # based. on the volume is superior. Sulfur hexafluoride is particularly advantageous when devices require propellants that are able to release large amounts of heat at a given weight and which can be stored for a long time at normal temperatures. Such -Pali-.toren are, for example, when used in Tor-i) f, -dos wd 'Raketeu izritisch. Sulfur hexafluoride offers a high heat price for a lithium-based fuel, together with safe handling and usage conditions and good storage properties under pressure in the form of liquefied gases. Schrefelhezafluoride can also be breathed in without danger or inconvenience. The resulting safety factor is particularly important because torpedoes or rockets have to be stored close to the operating personnel, for example in submarines, and it is essential that the crews are protected from dangers that may result from leaking propellants.

Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einen Oxyda-' tionsmittels, welchen soviel Ligendruck besitzt, daß es eine Energiereaktion versorgen kann.The aim of the invention is therefore to create an oxidizing agent which has so much ligament pressure that it can provide an energy reaction.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung, einen Oxydati.onsmittels für die Verwendung mit lithiumhaltigen Brennstoffen, welches sicher ist, leicht gelagert werden_ kann und ein hohes Wärmeverhältnis pro Gewichts- und/oder Volumeneinheit liefert.Another object of the invention is to provide a Oxydati.onsmittels for use with lithium-containing fuel, which is safe, can be easily stored werden_ and a high heat ratio per weight and / or volume unit supplies.

Das erfindungsgemäße gystem mit #ichwefelhexafluorid als Oxydationamittel und einem lithiumhaltigen-Brennstoff läßt sich auf einfache Igeise durch Regulierung den Oxydationsmittelzuflussee regeln.The system according to the invention with sulfur hexafluoride as the oxidizing agent and a lithium-containing fuel can be regulated in a simple manner by regulating the oxidizing agent inflow.

Die Verwendung den erfindungsgemäßen -Oxydationamitteln mit einen Brennstoff voin Lithlumtyp läßt sich durch eolgende Reaktionogleichung als Beispiel wiedergebens 8M + SP 6 L12S 6LiN Bei der Reaktion werden, wenn sie einmal gestartet intg keine ganförmigen 2rodukte freigesetzt.und das in Dampfform zugeführte S2 , wird vollständig in eln festen ProdLtkt umgewandelt.The use of the -Oxydationamitteln invention with a fuel voin Lithlumtyp can be carried eolgende Reaktionogleichung as an example reproducing 8M + SP 6 L12S 6LiN In the case of the reaction when they intg started once no ganförmigen 2rodukte freigesetzt.und the fed in vapor form S2 is completely in converted into a solid product.

.,ün weiterer Vorteil der iirfindurig liegt darin, daß nie jeüer gewüiisellten Uröße bietetg die einfaall durcil dell &'iufluu von 32, zum Brennstoff geregelt werdeu Kwzr,.. Another advantage of the iirfindurig is that never any desired size offers the simple dell &'iufluu of 32, to the fuel Kwzr,.

Diese Wärme(iuelle kami zum Antrieb elnen Gerätes# wie elries Torpedos dieneng indem ai##-to fließfähige Arbeiteoubstaxizg nria 'Vusner" i4ueakailberg, 112 oder dergl. durch dati statior£äre Bett der Reagentien und/oder Produkte fließt =(i die Märme aus der juelle abzieht. Der fließfäuige Arbeitaatoff wird auf diese Weine verdampft und La mechanisajie !Anergie u%ewandelt, Indem er durch eine lurbi-aeg eine Aaschiue oder einen lieaktionemotor eutsi)a,ant wird. Leiter oder Halbleiter aus unähnlichen Naterlalien können in das stationäre Bett eingebracht vordeng um die Wärme als elektromotorische Kraft zur direkten Erzeugung von Blektrizität für derartige Antrieb@ aussunützen. Die pro Pfund Brennstoff pl-ue Oxydationamittel freigenetzte Värme beträgt In dJenem Pall 6 530 BTU (British Die Handhebungseigenschaften des Oxydationamitteln sind, wie anZegeben# sicher und der Dampfdruck den Oxydationamittels bei 250C beträgt 24 kg/am 2 (342 pela). Das spezifische Gewicht von flüssigem Schwefelhexafluorid beträgt bei 25 0 0 19332-Um die Reaktion zwischen dem Brerinstoff und dem Ox ydationamittel beschleunigt zu starten, kann eine kleine Menge leuenerg Wasserstoff oder Säure oder eines äh#ilichen Beschleunigere zugesetzt werdeno der sich rasch mit Lithlum kombinierto b2ver das Schwefelhesafluorid In der speziellen GeBehwJ.ndigkeiti; F"Liy2 ETzumg="E einer speziell gewünschten l#ltirmf,-merÄge erforderlich ist, zugeführt wirde Beispiele für BrerUL3tOffe vom Litliiumtypt die mit deia erfindungsgemäßen Oxydationsmittel verwendet werden könnene sind Lithiumg- Legierungen voi", Lithium und Aluminium, die bis zu 50.-1 #-lu-Liinium enthalten, Legierungen von Lithium und Natriumg die bis zu c'-5"- 'Natrium enthalten, Legierwigen von Lithium mit mideren Leichtmetallang wie Berylliumg i--Lagnei3ium, Kalium wi(x (;aleitw" ao'wie Lithiumlegierwigen, die zuei oaer mehrere der obiger& Leichtmetalle enthalten.This heat (iuelle kami to drive a device # such as electric torpedoes are used by ai ## - to flowable work oubstaxizg nria 'Vusner "i4ueakailberg, 112 or the like. Through the stationary bed of the reagents and / or products = (i the tales The fluid working substance is evaporated onto these wines and La mechanisajie! anergy is transformed by being transformed into a carcass or a lieaktionemotor eutsi) a, ant. Conductors or semiconductors made of dissimilar materials can be converted into the stationary bed introduced in order to use the heat as electromotive force for the direct generation of electricity for such propulsion @. The heat released per pound of fuel pl-ue oxidizing agent is In the Pall 6 530 BTU (British The hand-lifting properties of the oxidizing agent are, as indicated # safe and the vapor pressure of the oxidizing agent at 250C is 24 kg / am 2 (342 pela) The specific gravity of liquid sulfur hex afluoride is at 25 0 0 19332-In order to start the reaction between the burner substance and the oxidizing agent more quickly, a small amount of leuenergic hydrogen or acid or a similar accelerator can be added, which can be quickly combined with lithlum, or the sulfur hesafluoride in the special GeBehwJ.ndigkeiti; If a specially desired amount is required, examples of lithium-type BrerUL3tOffe that can be used with the oxidizing agent according to the invention are lithium alloys, lithium and aluminum, which up to 50. -1 # -lu-Liinium contain, alloys of lithium and sodium which contain up to c'-5 "- 'sodium, alloys of lithium with medium light metals such as berylliumg i - Lagnei3ium, potassium wi (x (; aleitw"ao' such as lithium alloys, which sometimes contain several of the above & light metals.

Litliium-Aluminium-Legierwj,geii sind besonders wichtig infolge ihres verbesserten LeistuiLgepoten-tiale,-z.ii. wenn es auf Volwneiibaeie bezogen wird. 1.-enn Lithium 50#j der Legierung ausmacht, können die anderen Bestandteile Aluminium, illagnesium, j2ery.Llium, Cb lcium, liatrium und Kalium sein.Litliium-Aluminum-Alloywj, geii are particularly important because of their improved performance potentials, -z.ii. when referring to Volwneiibaeie. 1. If lithium makes up 50 # j of the alloy, the other components can be aluminum, illagnesium, j2ery.Llium, Cb lcium, liatrium and potassium.

Die zrfiiidung schafft ein aus Lre.Laistoff und Oxydationemittel bestehendes bystemg weleiies ausgeprägte Vorteile hinsichtlich der Wärmefreiaetzwig pro Gewichts- und Volumerieinheit bietet, leicht nacii ..unsch geregelt werden kazui und auch verbesserte Lagerunge- und Handhabungseigenschaften in Bezug auf das OxydationsMitel aufweist. Außerdem bietet auch die Tatsache, daß das Schwefelhexafluorid' ohne öchaden oder Unbequemlicakeiten eingeatmet werden kanng einen ausgeprägten Vorteil, weiln eine Ledienungsmaraischaft in der Itfähe des Lagerungsortes des Oxydationsmittels arbeiten muß.The disinfection is created by a substance made up of oxygen and an oxidizing agent bystemg weleiies distinctive advantages with regard to the heat release period per weight and volume unit offers, easily nacii ..unsch be regulated kazui and also improved storage and handling properties in relation to the OxydationsMitel having. In addition, the fact that the sulfur hexafluoride can be used without harm or inconvenience can be inhaledg a distinct advantage because a management team in the vicinity of the place where the oxidant is stored have to work.

Claims

PATL. "LITANS, L, ItücHü 1. A method for the chemical generation of heat with controlled Geschwindigkeitg characterized in that bch efelhexafluorid lithium alloys with lithium or * as ßreimstoff to form lithium sulfide and lithium fluoride is reacted as solid reaction products. R, 46 Verf4hren according to claim 1 characterized # in that to accelerate the reaction to the fuel prior to feeding the Schwefelhexafluorida einea.fließfähigen a refill amount is Brennstoffbesehleunigers zugeaetzt -. 3 according to claim 1 or 2, characterized gekennzeichrtete that a lithium alloy is used, the aluminum # up to 25% Sodium, beryllium, Magneniumg, potassium and Galcium individually or mixed, 4. The method according to spoke 3, characterized in that the Lithiumlogierung contains at least 50% lithium. 5. Veri: "re £ i # L.spruch 4, thereby marked dai Aue lithium alloy uses AN, which is made up of internally borne lithium and up to 50% aluminum.