DE904996C

DE904996C - Einrichtung zur Kraftgaserzeugung

Info

Publication number: DE904996C
Application number: DEP1120D
Authority: DE
Inventors: Isaac Fagelston; James Taylor
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1946-11-29
Filing date: 1948-12-30
Publication date: 1954-02-25
Also published as: CH268854A; NL135577B; NL77935C; US2637274A; FR955436A; BE477601A; GB627727A

Description

Einrichtung zur Kraftgaserzeugung Die Erfindung bezieht sich auf neue bzw. ve-rbesserte Einrichtungen zur Kraftgaserzeugung, die dazu bestimmt sind, während einer bestimmten Dauer unter einem bestimmten Druck einen Strom von Kraftgas zu liefern, und zwar aus festen chemischen Produkten, die eines sich durch dieselben ausbreitenden, ohne Explosion verlaufenden, sich selbst unterhaltenden exothermischen, gaserzeugenden Zerf#alls fähig sind.
Zweck der Erfindung ist 'die Schaffung von Einrichtungen obiger Definition, welche dazu be- stimmt sind, während längerer Zeitabschnitte, d. h. von Ader Größenordnung von Minuten, etwa von 1/4 Minute an aufwärts, einen solchen Strom von Kraftgas zu liefern, und welche bequemer herzustellen und bzw. oder im Betrieb vorteilhafter als -die bisher vorgeschlagenen Einrichtungen sind-.
Erfindungsgemäße Einrichtungen zur Kraftgaserzeugung sind beispielsweise zum Antreiben von Kolbenmaschinen oder Turbinen oder zum Antrieb von Apparaten oder Geschossen mit Düsenantrieb verwendbar.
Es ist nun festgestellt worden, daß die Möglichkeit besteht, Einrichtungen der obengenannten Art herzustellen, welche gepreßte Ladungen aus Ammoniumnitrat oder Guanidinnitrat oder Nitroguanidin oder Nitrocyan-diami;din oder Dicyandiamidinnitrat oder Gemischen dieser Verbindungen enthalten, wobei diese Ladungen- mit einem geptilverten Seensibilisator sensibilisiert sind, so daß der thermische Zerfall dieser Verbindungen die Form eines sich selbst unterhaltenden Zerfalls annimmt. In diese Einrichtungen 'können beispielsweise mit einem Chromat oder BichTomat sensibillsierte Ladungen aus Ammoniumnitrat eingeschlossen werden, welche beim thermischen Zerfall des Ammoniumnitrats die Ausbreitung von in der Hauptsache aus Stickstoff, Dampf und Stickoxyden bestehenden Gasen bewirken"deren Temperatur niedrig, d. h. von der Größenordnung von 3oo bis 400' ist, sofern kein Brennstoff anwesend ist. Durch Einschließen eines geeigneten Brennstoffes, derdazu bestimmt ist, mehr oder weniger des verfügbiaren Sauerstoffes zu verbrauchen, beispielsweise eines oTganischen Bestandteiles, kann die Zusammensetzung der Gase verändert und die Temperaturderselben erhöht werden.
Nitroguanidin, Guanidinnitrat, l#Titrod#icyandiamin oder Dieyandiami-dinnitrat enthaltende Gremische, die durch Einschluß eines Hypophosphites eines Alkalimetalls oder des Ammoniums sensibilisiert werden, wie dies im englischen Patent 583 9,86 beschrieben ist, sind ebenfalls geeignet.
Gemäß,der Erfindung kennzeichnen sich die Einrichtun,gen zur Kraftgaserzeugung, welche dazu bestimmt sind, während einer beistimmten Dauer der Größenordnung von Minuten unter einem bestimmten Druck einen Strom von Kraftgaisen zu liefern, dadurch, daß die Längsfläche eines gepreßten Stabes aus einem Gemisch, welches mindestens ein Nitrat oder Nitroderivat einer Stickstoffbase, dessen thermische Zersetzung -derart sensibilisi,ert werden kann, ;daß diese zu einer sich selbst unterhaltenden Zersetzung wird, und einen gepulverteen Sensibilisator für die thermische Zersetzung der genannten Verbindung enthält, sich in inniger Berührung mit der inneren. Oberfläche einer Schutzeinrichtung befindet, die dazu bestimmt ist, zu verhindern, daß die Zersetzung des sensibilisierten Gemisches längs der genannten Längsfläche mit einer Geschwindigkeit fortschreitet, die größer ist als diejenige, mit welcher der Zerfa)11 an einer frei liegenden Ouerfläche durch den genannten Stab fortschreite7 Die erfindungsgemäßen Einrichtungen können bequem mit Durchmessern, die einige Zentimeter Überschreiten, hergestdIlt werden. Die thermische Zersetzung der gepreßten Ladungen kann dazugebracht werden, bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen einzutreten. Die Ausbeute an Asche kann klein gehalten werden. Es besteht keine Tendenz zu unregelmäßiger Zersetzung während der fortschreitenden Zersetzung der gepreßten Ladungen-Die Zusammensetzung der gepreßten Ladungen kann derart beschaffen sein, daß die theTmische Zersetzung der gepreßten Ladungen. dazu gebracht werden kann, unter normalen atmosphärischen Drücken einzusetzen, und die Temperatur der bei der thermischen Zersetzung -der gepreßten Ladungen entwickeften Gase kann bel einem Punkt bis hinunter zu 3,Oo bims 400' liegen-Im Fall von Ammoniunmitratgemischen ist es vorzuziehen, den Gemischen eine Verbindung einzuverleiben, welche,die bei 3:z' eintretende Volumenveränderung wirkgamhemmt. Es kann auch zweckmäßig sein, einen Brennstoff einzuführen.
Der Stab aus dem gepulverten Gemisch muß unter einem Druck- gepreßt werden, der größer ist als der Druck, unter welchem das Gas erzeugt wer-den soll, und zwar vorzugsweise etwa zehnmal größer als dieser letztgenannte Druck.
Die innere Fläche der obengenannten Schutzeinrichtung besteht vorzugsweise aus einer Schicht eines wärmeisolierenden Materials und ist derart beschaffen, daß sich die Längsfläche des gepreßten Stabes -aus dem gepulverten Gemisch mit der genannt-en Schicht des wärme-isolierenden Materials in, Berührung befindet.
Ciewünschtenfalls kann das Schutzorgan aiuch eine quer angeordnete Schicht aus wärmeisolierendem Material oder einem anderen Schutzmaterial aufweisen, gegen welche Schicht. das eine Ende des aus Odem sensibilisierten Gemisch bestehenden Stabes gepreßt wird, beispielsweise um die NuIetallteile der Einrichtung vor der chemischen Korrosion -durch das sensibilisierte Gemisch zu bewahren, oder um zu verhindern, daß die Zersetzung des Stabes an diesem Ende einsetzt. Gewünschtenfalls kann die genannte, quer angeordnete Schicht aus wärmeisolierendem Material oder einem anderen Schutzmaterial am genannten Ende des aus dem sensibilisierten Gemisch bestehenden Stabes an-haften.
Das Schutzorgan umfaßt außer der Schicht oder ,den Schichten aus wärmeisolierendem Material, die sich in unmittelbarer Berührung mit dem aus dem sensibilisierten Gemisch bestehenden Stab be- finden, e#ine äußere Verstärkung aus zäheni"starrem Material, beispielsweise oinen Metaollbthälter, welche Verstärkung das Herausnehmen der Einrichtung aus der Presse erleichtert und die VeT-wendung von durch Druck deformierbaren Materialien für die isolierende Schicht bzw. die isolieren-den Schichten ermöglicht. Diese Verstärkung verleiht dem Schutzorgan einen mechanischen Schutz.
Die lineare Geschwindigkeit der Zersetzung des geschützten Stabes unter einem gegebenen Druck kann reguliert werden, indern dem Gemisch, verschiedene Mengen inerter Bestandteile-, wie z. B. Kaliumchlorid, -Kaolin, Kiesielgur, zugrisetzt werden oder indem ein Stab von abgestufter Zusammense-tzung durch Pressen aufeinanderfolgender, aus verschiedenen individuellen Gemischen erzeugter, die Länge des Stabes ergebender Teilstücke hergestellt wird oder indem die geometrische Form des Stabes verändert wird. Nimmt beispielsweise der Stab die Form eines kompakten Zylinders ein, so wird er eine unveränderliche brennende Fläche aufweisen. Ist :der Stab jedoch mit einem koaxialen Kanal versehen, so daß er die Form eines Ringes annimmt, wobei nur dessen äußere Zylinderoberfläche geschützt ist, so wird sich die frei liegende Oberfläche mit fortschreitender Reaktion in ihrer Flächenaxtsdehnung fortwährend verändern. Durch Anwendung solcher Hilfsmittel kann ein gewünschter Druck aufrechterhalten werden, wenn der Verbrauch der Gase in der Apparatur im Verlauf der Betriebszeit zu- oder abnimmt.
Als isolierendes Material, welches mit dem gepulverten Gemisch zusammengepreßt wird, kann irgendein geeignetes Material verwendet -,verden, welches die Funktion auszuüben vermag, die darin besteht, zu verhindern, daß die Zersetzung längs der peripheren Fläche des Stabes schneller fortschreitet als an der Querfläche. Es wird sich gewöhnlich als nötig erweisen, dieses Material durch einen 'Metallzylinder zu verstärken. Das Isoliermaterial soll mit der festen Ladung nicht reagieren. Im Fall von sensibilisierten, sauerstoffpos,itiven Nitratladungen beispielsweise sollte das Isoliermaterial ein praktisch unverbrennbares Material sein. Selbst mit sauerstoffpositiven Gemischen kann beispielsweise ein Blatt aus einem durch '-Nlessiligdrahtgewebe getragenen, mit Gummi gebundenem A.sbestblattmaterial miit einem Asbestgehalt von etwa, 8ol/o zusammen mit o.inem Metallbebälter verwendet werden. Das Isoliermaterial kann in erheblichem Ausmaß die Fähigkeit der dauernden Deformation beim Pressen aufweisen oder auch nicht.
Im speziellen Fall von Einrichtungen, die einen rinnenlosen Stab aus sensibilisierten Ammoniumnitratgemischen einschließen, besteht ein gewisses Bestreben des Stabes und seiner Isolierung, sich von der umgebenden Metallverstärkung loszuläsen, wenn die Gebilde Temperaturen, die wesentlich höher liegen als diejenige, bei welcher dieselben durch Pressen geformt werden, ausgesetzt werden, und dann wieder der Abkühlung auf tie-fere Temperaturen überlassen werden. Dies ist eine Auswirkung einer weiteren Kompression des Stabes. Diese Kompression wird dadurch verursacht, daß der Stab einen höheren Temperaturkoeffizienten der linearen Ausdehnung besitzt als die Metallverstärkung. Im Fall von Einrichtungen, die ein-en aus dem sensibilisierten Gemisch bestehenden Stab mit großer Querschnittsfläche einschließen, kann als Folge solcher Temperaturveränderungen eine Loslösung der Metallverstärkung vom isolierten Stab eintreten, und im Fall gewisser wärmeisolierender Materialien ist die zwischen der wärmeisolierenden Schicht und dem gepreßten Stab aus sensibilisiertem Gernisch wirkende Adhäs,ionskraft nicht genügend groß, um eine Loslösung der wärmeisolierenden Schicht vom Stab zu verhindern. Jede Gefahr der Loslösung unter solchen Umständen kann dadurch vermieden werden, daß als wärm& isolierende Schicht ein gepulvertes Gemisch verwendet wird, welches durch das Pressen bei -der Herstellung der Einrichtung rund um das sensibilisierte Gemisch zwischen.diesem und derMetallverstärkung zusammengepreßt wird und dabei in kompakten Zustand übergeht. Diie#ses gepulverte Gemisch enthält vorzugsweise einen inerten Bestandteil, beispielsweise, Kaolin, und gewünschtenfalls auch die charakteristische gaserzeugende, thermisch zersetzliche Verhindung, die im Gemisch, aus weilchein der Stab besteht, enthalten ist, aber keinen Stnsib,ili,sator; im Fall von Ammoniumnitratgemischen enthält es jedoch ein die beim über-gan,gspunkt von 3:2' eintretende Volumenveränderung hemmendes Mittel. Wird ein solches Gemisch verwendet, so vermischen sich die Bestandteile der Isolierschicht und des sensibilisierten Stabes bis zu einem gewissen iGrad und bilden, wenn s,i,e zusammen -' n die Metallverstärkung gepreßt werden, ein,untrennbares Gefüge.
Soll der Stab aus gepreßtem sensib,ilisiertein Material einen Kanal aufweisen, so kann dieser auch durch Ausbohren erzeugt werden.
Als gepulverten Sensibilisatür für die thermische Zersetzung des Nitrats oder der Nitroverbindung der Stickstoffbase kann man beispielsweise im Fall des Ammoniumnitrats die folgenden Verbindungen verwenden: ein Chromat, Biehromat oder Polychromat eines Alkalimetalls oder des Ammoniums, beispielsweise Kaliumchromat, Kaliumbichromat oder Ammoniumbichromat oder Gemische derselben; ein Hypophosphit des Ammoniums oder eines Alkali- oder Erdalkalimetalls, beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Bariumhypophosphit; Mangandioxyd, Ammoni-umthio-sulfat, Kupferchromit oder Nickelchromit. In vielen Fällen können Gemische von Sensibilisatoren verwen,det werden.
Die infolge der Umwandlung des Ammoniumnitrats bei 32" eintretende Volumenveränderung wird durch Kaliums-alze in sehr wirksamer Weise gehemmt. Gegebenenfalls können diese Salze Verbindungen sein, die befähigt slind, diie thermische Zersetzung des Ammoniunmitrats zu sensibilisieren. Zur Hemmung,der Volumenveränderung, die infolge der Umwandlung des Ammorniumnitrats bei 32' in Abwesenheit einer hemmenden Substanz eintritt, kann beispielsweise Kaliumnitrat, vorzugsweise in einer ,Menge von Iol/o, bezogen auf das Gewicht des Ammoniumnitrats, verwendet werden. An -dessen Stelle, können jedoch auch andere Kaliumsalze, die nach -dem Prinz#ip einer Austauschreaktion mit Ammoniumnitrat zu reagieren vermögen, verwendet werden. Kaliumchro#mat oder bichromatL können beispielsweise verwendet werden. Es ist ratsam, das Gemisch aus Ammoniunmitrat und dem verwendeten Kaliumsalz während kurzer Zeit bei über 35' zu lagern, bevor es gepreßt wird.
Als gepulverte Sensibilisatoren für Nitroguanidin oder Guanidirmitrat können beispielsweise Chromdioxyd, ein Chrcrmat, Bichromat oder Polychromat der Alkalimetalle oder des Ammoniums, Hypophosphite des Ammoniums" der Alkalimetalle oder des Bariums, I#,'-,upferp-ulver und eine --Anzahl Kupferverbindungen, beispielsweise Cuprooxyd, Cuprochlorid, Cuprooxalat, Cuprichlorid, Cuprioxyd, eine Anzahl Nickel-, Silber-, Zinn-; Selen- und Vanadiumverbindungen. ve-rwendet werden.
Als weitere Beispiele gepulverter Sensibilisatoren für die thermische Zersetzung, -die im Fall des Nitroguanidins brauchbar sind, seien erwähnt eine Anzahl Alkalimetallsalze, 1)eispiels-weis,-Kaliumnitrit, Natriumnitrit, Kaliumcarbonat, Natriumcarbonat (wobei die Kaliumsalze wirksamer als die Natriumsalze sin#d); eine Anzahl Aluminiumverbindungen, beispielsweise Aluminiumchlor-i#d, Aluminiumoxyd; verschiedene Verbindungen des Bleis, #"Molybcläns oder Zinks, beispielsweise Bleinitrat, Mol#yIydänsä.ure, Zinkmetall, Zinkoxyd und Zinkcarbonat. Die beiden letztgenannten #Terbindungen sind besonders wirksame Sensibilisatoren.
Für Dicyanddamidinnitrat und Nitrodicyandiamidin kann beispielsweise ein Bichromat oder ein Hypophosphit eines Alkalimetalls oder des Ammoniums aJs gepulverter Sensibilisator verwendet werden.
Offensichtlich ist es oft günstig, Kombinationen verschiedener Sensibilisatoren zu verwenden, während es auch von Vorteil sein kann, Gemische von Nitraten und bzw. oder Nitroverbindungen der Stickstoffbasen zu verwenden.
Die aus Ammoniumnitrat hergestellten sensibilisierten Gemische können gewünschtenfalls einen organischen Brennstoff, der sich während der thermischen Zersetzung des Ammoniumnitrats zu oxydieren vermag, beispielsweise eine organische Verbindung, wie das wasserfreie Ammoniumoxalat, enthalten. Der Heizwert des Gemisches zeigt das Bestreben, zu steigern, wenn die Menge eines solchen Brennstoffesgenügend erhöht wird, so daß der verfügbare Sauerstoff unter Bildung von Kohlendioxyd und Wasser verbraucht wird, und hierauf, bei einer weiteren Erhöhung des Gehaltes an Brermstoff, zu fallen. Die Temperatur, die Art der erzeugten Gase und die Geschwindigkeit der Zersetzung können so durch Regulierung des Gehaltes des !Gemisches an oxydierbaTem Brennstoff verändert werden. Gewöhnlich sind die kühleren Gemische, d. h. die sauerstoffpositiven oder stark sauerstoffnegativen Gemische, zum Antreiben von Ma:schinen vorzuziehen, während die heißeren Gemische sich zum Antrieb durch Gasauspuffreaktion eignen.
Wie im Fall des sensibilisierten Ammoniumnitrats liegt die Temperatur, bei welcher sich die sensibilisierten Nitrate und Nitrederivate der organischen Stickstoffbasen zersetzen, wesentlich tiefer als diej;eniige, welche beim - Verbrennen von dem Schwarzpulver ähnlichen oder von rauchlosen Pulvern erreicht wird, wobei jedoch Ammoniumnitrat sauerstoffpositiv ist, während-, diese Verbindungen sauerstoffnegativ sind. Bei Einschluß sauerstoffnegativer organischer Verbindungen besteht deshalb die Tendenz zu einer Her ' absetzung der Temperatur, bei welcher die Gase aus denselben gebildet werden. So läßt sich mit senisibilisiertem Nitroguanidin eine weitere Herabsetzung der Temperatur der Gase, die bei der forts#chreitend--r# Umsetzung der aus dem hochkomprimierten homogenen Pulvergentisch bestehenden Masse entwickelt werden, erzielen, indem bis zu io0/9 Diniethyl-diphenylharnstoff, welcher einen hohen Kohlenstoffgehalt (-oO/o) und einen geringen Sauerstoffgehalt (8,.9%) aufweist, zügesetzt wird, Als Beispiele anderer geeigneter * Zusätze sind Stärken und andere Celluloseverbindungen zu nennen. Obwohldie Geschwiridigkeit der Verbrennung durch Zusatz von D,imethyl-diphenyl#harnstoff herabgesetzt wird, weist die Masse während ihrer Verbrennung eine stark erhöhte Beständigkeit auf. Bei Verbrennungsdrücken bis zu mindestens 15,4kg/CM2 wir-d eine stetige Verbrennung erzielt, ohne daß dabei ein Abbröckeln der Ladung eintritt.
Da die entwickelten Gase mit dem genannten Sensibilisator oder dessen Zersetzungsprodukten, beispielsweise grünem Ch-romoxyd in feinverteLltem Zustand, verunreinigt sein können, müssen gegebenenfalls Vorsichtsmaßregelngetroffen werden, um dieses feinverteilte Material in seiner Gesamtheit zu eliminieren, bevor die #Gase zum Antreiben einer Maschine verwendet werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen erläutert.

Beispiel i Eine gaserzeugende Einrichtung (Fig.i), die sich zum Antreiben. eines Williams-and-James-Motors, welcher eine vierzylindrige Maschine mit hin und her gehender Bewegung ist, eignet, besteht aus einem an einem Ende geschlossenen, mit einem Futter versehenen starkwandigen Stahlrohri mit einem inneren Durchmesser von II9,4mm und. einem äußeren Durchmesser von i2,7.mm, in welches unter einem Druck von 400 kg/CM2 in kleinen Portionen 7,9 kg eine#s in einer Kugelmühle gemahlenen Pulvers :2 der folgenden Zusammensetzung gepreßt wird:

Ammoniumnitrat ............ 78,5 Gewichtsteile

Kaliumnitrat ..... . ......... 9 -

wasserfreies Ammoniumoxalat . 6,9 -

Ammoniumb,ichrornat ........ 5,6 -

Kaofin ..................... 0,7 -

Um die zweckentsprechende Verwendbarkeit der Einrichtung zu prüfen, wird.,dais offene Ende des Rohres mittels eines 9,5 mm dicken und 15 2. mm langen Stahlrohres mit einem 'vV-ill-iams-an&Jaznes-Motor 3 in Verbindung gebracht, der dazu bestimmt ist, Autobtismotoren anzulassen. Die Ladung, die eine Länge von etwa 38-1 mm aufweist, wird an ihrem freien Ende mittels eines 0,32 9 Schwarzpulver enthaltenden, elektrischen Pulverzünders und einer Scheibe aus mit Schwarzpulver behandeltem Gewebe entzündet. Die Gast werden mittels eines Filters 4 aus Schlackenwolle, welches in das offene Ende des Stahlrohres eingeführt wird, filtriert. Die Zersetzung der Ladung bewirkt, daß der Motor 3 Minuten 2o Sekunden läuft. Der Druck steigt auf ein konstantes Maximum von 19,6 kg/CM2, wobei d-#r Motor eine mittlere Bremsleistung von 3,3 PS und eine maximale Bremsleistung von 4, 1 PS entwickelt. Die Temperatur der aus der Einrichtung austretenden Gase. beträgt '6oo', während die. Temperatur ander Einlaßstdle in den, Motor 340' beträgt. Dieser Temperaturabfall beruht auf Wärmeverlusten im Verbindungsrohr. Der Motor läuft während des Probeversuches gleichmäßig und weist bei nachträglicher Untersuchung einen guten, korrosionsfreien Zustand auf. Beispiel --

Ammoniumnitrat ............ 78,5 Gewichtsteile

Kaliumnitrat ............... 9

Ammoniumd,ichromat ......... 5,6

Ammoniumoxalat (wasserfrei) . 6,9

Kaolin .................... i Gewichtsteil

Durch Mischen dieser Bestandteile in einer Kugelmühle werden 67,64 kg eines Gemisches 8 (Fig.:2) hergestellt, welches hierauf in einen eisernen Topf 5 gepreßt wird, der einen Durchmesser von 432 mm aufweist und an den Wänden und auf dem Boden mit Asbestabdichtungsblattmaterial,6 ausgefüttert ist. Das Gemisch wird in sechs gleichen Portionen in den Eisentopf hineingepreßt, wobei jede Portion unter einem Druck von 844 kg/cm2 zusammengepreßt wird. 3,63 kg Kaolin 7 werden auf dem Boden des Topfes über der Asbestfütterung gleichmäßig verstreut, bevor die erste Portion des Gemisches eingeführt wird. Beim Pressen bildet das Kaolin eine feste unbrenlibare Schicht, die an der brennbaren Ladung anhaftet und so für gleichmäßiges Brennen während .der letzten Phasen der Verbrennung sorgt, indem sie die Ladung stützt, wenn diese die Form einer dünnen kreisförmigen Scheibe annimmt.

Die Ladung wird ihrerseits in eine massive Zersetzungskanimer 9 gestellt, welche mittels einer Hochdruckrohrleitung mit einem vierzylindrigen, mit hin und her gehender Bewegung lauf endern, mit koniprimiertem Gas betriebenem Motor io verbunden ist. Die Ladung wird mittels einer kleinen Menge Schwarzpulver ii entzündet, die derart angeordnet wird, daß die Flammen gezwungen werden, die Oberfläche der Ladung zu bestreichen. Die aus der Ladung entweichenden Gase werden, bevor sie dem Motor zugeführt werden, durch ein Schlackenwolle enthaltendes Filter 12 hindurchgeleitet.
Der Motor io wird durch die Zersetzungsgase 2 Minuten bei einem mittleren Druck von 37,3 kg/cM2 angetrieben, wobei der Motor eine mittlere Leistung von 15o Brems-PS entwickelt.
Düseneinrichtung mit ähnlicher Ladung: Eine Einrichtung, die eine Ladung der oben angegebenen Zusammensetzung aufweist und in der gleichen Weise hergestellt wird, jedoch nur 54,48 kg des wirksamen Materials enthält, wird in die gleiche Brennkammer eingeführt und in der gleichen Weise entzündet. Die Gase werden, statt durch ein Filter in einen Motor geleitet zu werden, durch eine Düse mit kreisfärmigem Querschnitt eines Durchmessers von 13,46 mm in die Atmosphäre abgelassen. Die Ladung brennt unter einem konstanten Druck von 27,4kgl/cm2 i Minute 409-kunden und wird in dieser Zeit vollständig aufgebraucht. Beispiel 3 Die Zusammensetzung der Ladung istdie gleiche wie im Beispiel:2. In einen EisentOPf 13 (Fig. 3) mit einem inneren Durchmesser von 432 111111 wird eine genau eingepaßte Abschlußscheibe aus Asbest und auf dieser auf ruhend eine o,8 mm dicke Asbestblattfütterung 14 für den Metalltopf 13 eingeführt. Als nächstes wird eine Bodenschicht 15 aus 3,63kg Kaolin eingeführt. Hierauf wird ein dünner Metallzylinder, der einen Durchmesser von ..tig mm aufweist und an seinen beiden Enden offen ist, koaxial mit dem Topf eingeführt, worauf in diesen Metallzylinder eine abgemessene Menge des in einer Kugelmühle gemahlenen, das sensibilisierte Ammoniumnitrat enthaltenden Gemisches 16 eingetragen wird. Zwischen dem dünnen Metallzylinder und der Asbestfütterung wird bis auf die Höhe des #sensibilisierten Gemisches ein in einer Ku,gelmühle gemahlenes, aus 36 1/o Ammoniumnitrat, 40/OKaliumnitrat und 6o% Kaolin hergestelltes Pulver 17 eingeführt, worauf der dünne Metallzylinder herausgezogen wird, damit Jas Material gepreßt werden kann. Diese Operation wird für jeden der sechs Teilpreßvorgänge wiederholt, wobei bei jedem Preßvorgang ein Druck von 8441,g/cm'2 angewendet wird, so daß die gepreßte Ladung während des Pressens sich mit dem Futter aus inaktivem Ammoniumnitratgemisch verbindet. Wird der Topf, der die Ladung enthält, bei 6o' gelagert und dann abkühlen gelassen, so löst sich das Asbestfutter vom Metall, wobei jedoch die Haftung zwischen dem aktiven und dem inaktiven Gemi,sch vollkommen bleibt. Beispiel 4 Eine zusammengesetzte Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem starkwandigen, mit einer o,8 mm dicken Asbestlage iS ausgefütterten Stahlrohrig von iigmm innerem und i--7riim äußerem Durchmesser, in welchem 3"63.kg eines pulvrigen GemischeS20 enthalten sind, das unter einem Druck von 4:20 kg/'cm2 gepreßt wird, so daß eine gepreßte Ladung von etwa 22-gmm Länge entsteht. Das in einer K-ugelmühle gemahlene pulvrige Gemisch enthält

Nitroguanidin .............. 56 Teile

Guani,dinnitrat .............. :28 -

Ammoniumdichromat . . . ... - 8 -

Dirnethvi-dipher)vlharnstoff .... 4 -

Buchenholzkohle ............ 4 -

Um die Brauchbarkeit der zusammengesetzten Einrichtung zur Erzeugung von Gasen beim Verbrennen der gepreßten Ladung zu prüfen, wird das Stahlrohr durch ein 1,83 m langes und 9,5 mni dickes Stahlrohr mit einem Williams-and-James-Motor -22 verbunden, der dazu bestimmtist, Autobusinotoren anzulassen. Die Ladung wird an ihrem ulibedeckten Ende mittels eines elektrischen Pulverzünders, der o,32 g Schwarzpulver enthält, und einer kreisförmigen Scheibe aus mit Schwarzpulver behandeltem Gewebe entzündet. Die #Gase werden durch ein in das Stahlrohr eingeführtes Filter 21 aus Stahlwolle filtriert. Die Maschine läuft 3 Minuten 2o Sekunden bei einem von 7 auf 13,3 km/cM2 langsam ansteigenden Dru& und entwickelt eine Leistung von i bis 2 PS. Die Temperaturder dern Ladungsrohr entströmen-den Gase beträgt 6oo', während die Temperatur am «Einlaß in den Motor bei 340' liegt. Der Temperaturabfall wird durch Wärmeverluste im Verbindunigsrohr bewirkt. Die Maschine läuft währenddes Prüfversuches gleichmäßig und ist nachher, wie die Untersuchung zeigt, in -utem Zustand und frei von Korrosion.-k5 Beispiel 5 Eine zusammengesetzte Einrichtung gemäß der Erfindung besteht aus einem am einen Ende geschlossenen Stahlrohr von iigmm innerem und 12:7 mm äußerem Durchmesser, welches mit einem Futter aus einem Gummi enthaltenden Asbest-Graphit-Dampfabdichtungsblatt versehen ist und 2,07 kg eines unter einem Druck von 385,kg/cm2 gepreßten pulvrigen Gemisches enthält. Das in einer Kugelmühle gemählene pulvrige Gemisch enthält

Guanidinnitrat ............. 94,5 Teile

Vanadiumpentoxyd ......... o,5 -

Cuprooxyd ................ 5 -

Diese zusammengesetzteEinrichtung wird in gleicher Weise wie im Beispiel 4 geprüft, mit der Ausnahme, daß (die Ladung mittels mehrerer Stücke eines plastischen Blattmaterials entzündet wird, welch letzteres aus einem (Gemisch von Silicium, Bleimennige und Nitrocellulose hergestellt wird und mittels eines 0,3--,9 Schwarzpulver enthaltenden Zünders mit geringer Spannung entzündet wird. Die Maschine läuft iMinute 501Sekunden, wobei der Gesdruck auf 9,45 kg/crn# steigt und eine mittlere Leistung von 1,9 Brerns-PS und eine maximale Leistung von 3,2 Brems-P,S entwickelt wird.

Beispiel 6 3,64k,g eines pulvrigen Gemisches folgender Zusammensetzung:

Ammoniumnitrat ........... 78,5 Teile

Kaliunmitrat . . . . . . . . . . . . . . 9 -

Ammoniumoxalat (wasserfrei) 6,9 -

Ammoniumdi,chroma,t ....... 5,6

Kaolin ...... « ............. 2,5

werden in acht gleichen Teilen auf einer Unterlage aus 0,23 kg Kaolin in einem mit Asbest ausgefütterten Stahlrohr mit einem inneren Durchmesser von 8:9.mm gepreßt. Hierauf wird längs der Mittelliniedes gepreßten Gemisches bis zur Kaolinschicht hinunter ein Loch gebohrt, welches einen Durchmesser von 25,4 mm aufweist.

Die Ladung wird im Mittelkanal und an der oberen. Fläche entzündet. Die Gase werden mittels eines ringförmigen, mit Schlackenwolle gepackten Filters filtriert. Die Ladung wird durch ein Rohr des Durchmessers von 1:27 mm mit einem kleinen Motor einer rotieren-den Gebläsevorrichtunj# ver-I bunden, die an ein elektrisches Dynamoineter angeschlossen ist. Die Werte des entwickelten Druckes und der Leistung in Brems-PS sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

Zeit (Sekunden) 5 10 15 20' 25

Druck (leg/CM2) » 2,45 3,5 4,2 4,9 5,25

Leistung in Bren's-PS 4 6,5 1 o 11,5 13,5

BeisPiel 7 Die zusammengesetzte Einrichtung ist die gleiche wie im Beispiel 6, mit der Ausnahme, daß die Ladung noch mit einer inerten Oberschicht versehen und die Zusammensetzung der Ladung etwas verschieden ist, insofern, als die Ladung 2 Telle Kaolin .statt 2,5 Teile derselben enthält. Die Ladung wird nach der Vorschrift vom Beispiel 6 her-gestellt. Entzündung und Filtrierung. erfolgen in ger gleichen Weise wie oben. Die Werte des entwickelten Druckes und der Leistung in Brems-PS sind in der folgenden Tabelle- zusammengestellt:

Zeit (Sekunden) . - . . 5 io 15

Druck- (kg/cm2) ...... 3,85 5,6 6,65

Leistung in Brerns#PS. 6 13 18

Claims

PATENTANSPRÜCHE: . i. Kraf tgas erzeugende Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ladung, bestehend aus einem Gemisch aus mindestens einem Nitrat oder Nitroderivat einer Stickstoffbase und einem Stoff, der die thermische Zersetzung zu einer sich selbst unterhaltenden macht, z. B. Ammonch-romat, innerhalb eines wärmeisolierenden, z. B. mit Asbest ausgekleideten Metallbehälters gepreßt ist, indem die Ladung durch Pressen der pulvrigen Stoffe in dem ausgekleideten Behälter selbsthergestellt ist.
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der angewendete Preß,druck, etwa zehntmal größer ist als der erzeugte Gasdruck. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von AmmonnitratgemiBc-hen Stoffe zugesetzt sind, welche die bei 32-' eintretende Volumenveränderung hemmen, z. B. Kaliumsalze, insbesondere solche, die gleichzeitig die thermische Zersetzung des Ammonnitrats unterhalten, z. B. Kaliumnitrat. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Brennstoff zugesetzt ist, der sich während der therrnischen Zersetzung zu oxydieren vermiag, z. B. wasserfreies Ammonoxalat. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis 4, da-.durch - gekennzeichnet, daß zwischen der gepreßten Ladung und der Asbestauskleidung des Behälters, gegebenenfalls auch dessen Bodenfläche, eine gepreßte Schicht aus wärmeisofierendem Miaterial, z. B. I-,'-iaoliii, sich befindet, 6. Einrichtung nach Anspruch i bis, 5, dadurch gekennzeichnet, :daß sie zur Regelung ,der Verbrennungsgeschwindigkeit abgestufte CUengen inerter Stoffe-, z. B. Kaolin, Kaliumchlorid, enthält. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Regelung,der Verbrennungsgeschwindigkeit aus Schichten von abgestufter Zusammensetzung besteht. 8. Einrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Regelung,der Verbrennungsgeschwind#gkeit eine modifizierte geometrische Form, z. B. die eines Hohlzylinders, besitzt.