【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｌｉ等の溶融金属中にＳＦ６ 等の酸化剤を噴射して発熱させるようにした水中航走体の燃焼装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５及び図６に、従来の水中航走体の燃焼装置を示す。１は燃焼装置本体であり、同心に位置する円筒状の外壁１Ａと内壁１Ｂを備えていて、外壁１Ａと内壁１Ｂとの間の環状の燃焼室４が形成されている。外壁１Ａの内側には、らせん状の外部ボイラチューブ２が配置され、内壁１Ｂの外側にはらせん状の内部ボイラチューブ３が配置されている。燃焼室４内には所定充填率のＬｉ（リチウム）金属が充填されていて、図示しない予熱剤によって溶融Ｌｉとなっている。
【０００３】
前記燃焼室４を形成する両端の側板７の各々には、燃焼室４内に開口する複数の噴射ノズル０６が取付けられており、同噴射ノズル０６よりＳＦ６ を酸化剤５として燃焼室４内の溶融Ｌｉ中に噴射するようになっている。
【０００４】
溶融Ｌｉ中に噴射されたＳＦ６ によって、溶融Ｌｉには燃焼室４内で発熱反応が発生する。この熱を、ボイラチューブ２，３によって回収して図示しないガスタービンを駆動して水中航走体の推進エネルギとする。
【０００５】
なお、前記のガスタービンを駆動するガスは、外部ボイラチューブ２で予熱された上、更に内部ボイラチューブ３を流れて高温となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記の従来の水中航走体の燃焼装置では、酸化剤噴射ノズル０６を燃焼室の側面に設けており、ここから酸化剤５を噴射する。従って、ノズル０６近傍では溶融金属（Ｌｉ）と酸化剤（ＳＦ６ ）とが多く反応するが、ノズル０６から離れた所ではこの反応は少なくなる。つまり、燃焼室４内の溶融金属（Ｌｉ）と酸化剤（ＳＦ６ ）との反応は位置的に均一に行なわれず、反応効率が低下し、燃焼装置を大きくする必要がある。
【０００７】
本発明は、以上の問題点を解決することができる水中航走体の燃焼装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、溶融金属中に酸化剤を噴射して発熱させ、その熱エネルギを機械エネルギに変換して推進する水中航走体の燃焼装置において、外側の筒状壁と内側の筒状壁との間に溶融金属が充填された燃焼室を形成し、前記外側の筒状壁の内側と前記内側の筒状壁の外側とにボイラチューブを配置すると共に、先端が閉じられ軸方向に多数の小孔が設けられた耐熱性金属製の筒状の酸化剤噴射ノズルを燃焼室の側板側から前記燃焼室内へ挿入してなることを特徴とする。
【０００９】
（２）また本発明は、溶融金属中に酸化剤を噴射して発熱させ、その熱エネルギを機械エネルギに変換して推進する水中航走体の燃焼装置において、外側の筒状壁と内側の筒状壁との間に溶融金属が充填された燃焼室を形成し、前記外側の筒状壁の内側と前記内側の筒状壁の外側とにボイラチューブを配置すると共に、先端が閉じられたポーラスタイプのセラミックス製の筒状の酸化剤噴射ノズルを燃焼室の側板側から前記燃焼室内へ挿入してなることを特徴とする。
【００１０】
本発明では、以上のように、外側の筒状壁と内側の筒状壁の間に溶融金属が充填された燃焼室を形成し、前記外側の筒状壁の内側と前記内側の筒状壁の外側とにボイラチューブを配置すると共に、先端が閉じられ軸方向に多数の小孔が設けられた耐熱性金属製の酸化剤噴射ノズル又は先端が閉じられたポーラスタイプのセラミックス製の筒状の酸化剤噴射ノズルを燃焼室の側板側から燃焼室内へ挿入しているので、酸化剤筒状ノズルから燃焼室内に酸化剤がまんべんなく均一に噴射される。従って、噴射された酸化剤と燃焼室内の溶融金属の反応効率を上げることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１の形態を、図１ないし図３によって説明する。本実施の形態において、以下説明する酸化剤噴射ノズル以外の部分は、図５及び図６に示される水中航走体の燃焼装置と相違するところがないので、図１ないし図３において相違するところがない部分には図５及び図６におけると同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００１２】
本実施の形態では、図１及び図２に示すように、複数の酸化剤噴射ノズル６を燃焼室４を形成する両端の側壁７の各々から燃焼室４内へ深く、かつ、外壁１Ａと内壁１Ｂに平行をなすように挿入している。
【００１３】
前記酸化剤噴射ノズル６は、図３に示すように、先端６Ａが閉じられた円筒状の形状を有し、その側面には軸方向に多数の小孔８が設けられ、また先端６Ａに１個の小孔９が設けられており、１０００℃以上の高温に耐える耐熱性の金属、例えばハステロイによって製作されている。
【００１４】
本実施の形態では、図１及び図３に矢印で示すように、酸化剤噴射ノズル６内に供給される酸化剤（ＳＦ６ ）５は、同酸化剤噴射ノズル６の側面に軸方向に設けられた多数の小孔８及びその先端６ａに設けられた小孔９を経て燃焼室４内にまんべんなく均一に噴射される。従って、この噴射された酸化剤５と燃焼室４内に充填されている溶融金属（溶融Ｌｉ）は、燃焼室４内で均一に反応することになり、酸化剤と溶融金属との反応効率を上げることができる。
【００１５】
本発明の実施の第２の形態を、図４によって説明する。本実施の形態では、前記本発明の実施の第１の形態における先端が閉じられ小孔８，９が設けられた耐熱性金属製の円筒状の酸化剤噴射ノズル６に代えて、先端６′ａが閉じられポーラスタイプのセラミックス製の円筒状の酸化剤噴射ノズル６′を用いたものであり、同酸化剤噴射ノズル６′は図１及び図２に示される酸化剤噴射ノズル６と同様に配置されている。
【００１６】
本実施の形態においても、ポーラスタイプのセラミックス製の酸化剤噴射ノズル６′から酸化剤５が燃焼室４内にまんべんなく均一に噴射され、酸化剤５と溶融金属の反応効率を上げることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１及び２に記載の構成を有しているので、燃焼室内に充填された溶融金属と酸化剤の反応効率を上げることができ、また、燃焼装置をよりコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態の縦断面図である。
【図２】前記本発明の実施の第１の形態の側面図である。
【図３】前記本発明の実施の第１の形態に用いられる酸化剤噴射ノズルの縦断面図である。
【図４】本発明の実施の第２の形態に用いられる酸化剤噴射ノズルの縦断面図である。
【図５】従来の水中航走体の燃焼装置の側面図である。
【図６】前記従来の水中航走体の燃焼装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１ 燃焼装置本体
１Ａ 外壁
１Ｂ 内壁
２ 外部ボイラチューブ
３ 内部ボイラチューブ
４ 燃焼室
５ 酸化剤
６，６′ 酸化剤噴射ノズル
６ａ，６′ａ 酸化剤噴射ノズルの先端
７ 側壁
８ 小孔
９ 小孔[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a combustion apparatus for an underwater vehicle that injects an oxidant such as SF 6 into a molten metal such as Li to generate heat.
[0002]
[Prior art]
5 and 6 show a conventional underwater vehicle combustion apparatus. A combustion apparatus main body 1 includes a cylindrical outer wall 1A and an inner wall 1B that are concentrically positioned, and an annular combustion chamber 4 is formed between the outer wall 1A and the inner wall 1B. A spiral outer boiler tube 2 is disposed inside the outer wall 1A, and a spiral inner boiler tube 3 is disposed outside the inner wall 1B. The combustion chamber 4 is filled with Li (lithium) metal having a predetermined filling rate, and is melted by a preheating agent (not shown).
[0003]
A plurality of injection nozzles 06 opening into the combustion chamber 4 are attached to each of the side plates 7 at both ends forming the combustion chamber 4, and SF 6 is used as the oxidizing agent 5 from the injection nozzle 06 to enter the combustion chamber 4. It is designed to be injected into molten Li.
[0004]
Due to the SF 6 injected into the molten Li, an exothermic reaction occurs in the molten Li in the combustion chamber 4. This heat is recovered by the boiler tubes 2 and 3, and a gas turbine (not shown) is driven to generate propulsion energy for the underwater vehicle.
[0005]
The gas for driving the gas turbine is preheated by the external boiler tube 2 and further flows through the internal boiler tube 3 to become a high temperature.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional combustion apparatus for an underwater vehicle, an oxidant injection nozzle 06 is provided on the side surface of the combustion chamber, and the oxidant 5 is injected therefrom. Therefore, the molten metal (Li) and the oxidizing agent (SF 6 ) react in a large amount in the vicinity of the nozzle 06, but this reaction decreases in a place away from the nozzle 06. That is, the reaction between the molten metal (Li) in the combustion chamber 4 and the oxidant (SF 6 ) is not performed uniformly in position, so that the reaction efficiency is lowered and the combustion apparatus needs to be enlarged.
[0007]
The present invention is intended to provide a combustion apparatus for an underwater vehicle capable of solving the above problems.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
(1) The present invention relates to an underwater vehicle combustion apparatus in which an oxidant is injected into molten metal to generate heat, and the thermal energy is converted into mechanical energy for propulsion. A combustion chamber filled with molten metal is formed between the outer wall and the boiler tube is disposed on the inner side of the outer cylindrical wall and the outer side of the inner cylindrical wall. A cylindrical oxidizer injection nozzle made of a heat-resistant metal provided with a large number of small holes is inserted into the combustion chamber from the side plate side of the combustion chamber.
[0009]
(2) Further, the present invention provides an underwater vehicle combustion apparatus in which an oxidant is injected into molten metal to generate heat, and the thermal energy is converted into mechanical energy for propulsion. A combustion chamber filled with molten metal is formed between the cylindrical wall, a boiler tube is disposed on the inner side of the outer cylindrical wall and the outer side of the inner cylindrical wall, and the tip is closed. A porous oxidizer injection nozzle made of porous ceramics is inserted into the combustion chamber from the side plate side of the combustion chamber.
[0010]
In the present invention, as described above, a combustion chamber filled with molten metal is formed between the outer cylindrical wall and the inner cylindrical wall, and the inner and inner cylindrical walls of the outer cylindrical wall are formed. A boiler tube is disposed outside the tube, and a oxidizer injection nozzle made of a heat-resistant metal having a closed end and a large number of small holes in the axial direction, or a porous ceramic cylindrical tube having a closed end. Since the oxidant injection nozzle is inserted into the combustion chamber from the side plate side of the combustion chamber, the oxidant is uniformly and uniformly injected from the oxidizer cylindrical nozzle into the combustion chamber. Therefore, the reaction efficiency between the injected oxidant and the molten metal in the combustion chamber can be increased.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the portions other than the oxidant injection nozzle described below are not different from the underwater vehicle combustion apparatus shown in FIGS. 5 and 6, so there is no difference in FIGS. 1 to 3. Parts are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 5 and 6, and the description thereof is omitted.
[0012]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 and 2, a plurality of oxidant injection nozzles 6 are formed deeply into the combustion chamber 4 from each of the side walls 7 at both ends forming the combustion chamber 4, and the outer wall 1 </ b> A and the inner wall It is inserted so as to be parallel to 1B.
[0013]
As shown in FIG. 3, the oxidant injection nozzle 6 has a cylindrical shape with a closed tip 6A, and a plurality of small holes 8 are provided on the side surface in the axial direction. The small holes 9 are provided and are made of a heat-resistant metal that can withstand a high temperature of 1000 ° C. or more, for example, Hastelloy.
[0014]
In the present embodiment, as indicated by arrows in FIGS. 1 and 3, the oxidant (SF 6 ) 5 supplied into the oxidant injection nozzle 6 is provided on the side surface of the oxidant injection nozzle 6 in the axial direction. It is uniformly injected into the combustion chamber 4 through the numerous small holes 8 and the small holes 9 provided at the tip 6a. Therefore, the injected oxidant 5 and the molten metal (molten Li) filled in the combustion chamber 4 react uniformly in the combustion chamber 4, and the reaction efficiency between the oxidant and the molten metal is increased. Can be raised.
[0015]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the tip 6 'is replaced with a cylindrical oxidizer injection nozzle 6 made of a heat-resistant metal having a closed tip and provided with small holes 8 and 9 in the first embodiment of the present invention. a is closed and a porous oxidant injection nozzle 6 'made of porous ceramics is used. The oxidant injection nozzle 6' is similar to the oxidant injection nozzle 6 shown in FIGS. Is arranged.
[0016]
Also in the present embodiment, the oxidant 5 is uniformly and uniformly injected into the combustion chamber 4 from the porous type ceramic oxidant injection nozzle 6 ', and the reaction efficiency between the oxidant 5 and the molten metal can be increased.
[0017]
【The invention's effect】
Since the present invention has the configuration described in claims 1 and 2 of the claims, the reaction efficiency of the molten metal and the oxidant filled in the combustion chamber can be increased, and the combustion apparatus is It can be made more compact.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of an oxidant injection nozzle used in the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an oxidant injection nozzle used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a side view of a conventional underwater vehicle combustion apparatus.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the conventional underwater vehicle combustion apparatus.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Combustor main body 1A Outer wall 1B Inner wall 2 External boiler tube 3 Internal boiler tube 4 Combustion chamber 5 Oxidant 6, 6 'Oxidant injection nozzle 6a, 6'a Tip of oxidant injection nozzle 7 Side wall 8 Small hole 9 Small hole
