JPS61200359A - Metal combustion device for underwater sailing body - Google Patents
Metal combustion device for underwater sailing bodyInfo
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- JPS61200359A JPS61200359A JP4173585A JP4173585A JPS61200359A JP S61200359 A JPS61200359 A JP S61200359A JP 4173585 A JP4173585 A JP 4173585A JP 4173585 A JP4173585 A JP 4173585A JP S61200359 A JPS61200359 A JP S61200359A
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- alkaline metal
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- alkali metal
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルカリ金属を溶融状態にして酸化剤ガスの
噴射により燃焼させるようにした金属燃焼器に関し、特
に水中航走体における動力源としての蒸気発生装置に用
いて好適の金属燃焼器に関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a metal combustor that melts alkali metal and burns it by injecting oxidizing gas, and is particularly useful as a power source for underwater vehicles. The present invention relates to a metal combustor suitable for use in a steam generator.
一般に、深々度化し高出力化している水中航走体の推進
用動力発生装置としては、クローズドシステム(clo
sed 5yste+n)が有効とされ、これを実現
するには、反応の前後で容積変化が小さく、かつエネル
ギー密度の大きい燃料を必要としでいる。In general, closed systems are used as power generators for propulsion of underwater vehicles, which are becoming deeper and more powerful.
sed 5yste+n) is considered to be effective, and in order to achieve this, a fuel with a small volume change before and after the reaction and a high energy density is required.
ところで、このような燃料としてアルカリ金属(例えば
リチウム;Li)が注目されており、これに酸化剤(例
えば六7ツ化硫黄;5F6)を加えることによって次の
ような反応が得られる。Incidentally, alkali metals (for example, lithium; Li) are attracting attention as such fuels, and by adding an oxidizing agent (for example, sulfur hexa7ide; 5F6) to these metals, the following reaction can be obtained.
8Li+5Fs=Li2S+6LiF
+3.6kWHr/kg(I−iとSF6の単位重量当
たり)
このような反応を行なう金属燃焼器は、燃焼を開始する
際、短時間(数秒のオーダー)でアルカリ金属を溶融さ
せる必要がある。というのは、アルカリ金属が固体の状
態では酸化剤とほとんど反応しないからである。また水
中航走体用という特殊事情のため様々な制約もあり、こ
れらを満足するアルカリ金属溶融のための起動用発熱剤
が従来より用いられている。この発熱剤は金属燃焼とい
う比較的応答の遅い反応の補助として、動力発生装置の
初期における急速な出力上昇に大きな寄与をする機能も
持っている。8Li+5Fs=Li2S+6LiF +3.6kWHr/kg (per unit weight of I-i and SF6) A metal combustor that performs such a reaction needs to melt the alkali metal in a short time (on the order of a few seconds) when starting combustion. There is. This is because alkali metals hardly react with oxidizing agents in their solid state. Furthermore, due to the special circumstances of being used for underwater vehicles, there are various restrictions, and starting exothermic agents for melting alkali metals that satisfy these restrictions have conventionally been used. This exothermic agent also has the function of assisting the relatively slow-response reaction of metal combustion, and greatly contributing to the rapid increase in output in the initial stage of the power generator.
しかしながら、−に述のように発熱剤を用いてアルカリ
金属を加熱・溶融した後、酸化剤ガスを酸化剤ガス噴射
ノズルから噴射してアルカリ金属を燃焼させる場合、発
熱剤の発生する輻射熱等の影響により、噴射ノズルにお
いて、高温加熱による穴づまりや酸化剤ガスの逆流等の
異常を生じ、酸化剤ガスを燃焼室内に噴射できなくなる
という問題点がある。However, when burning the alkali metal by heating and melting the alkali metal using an exothermic agent and then injecting the oxidizing gas from the oxidizing gas injection nozzle as described in -, the radiant heat generated by the exothermic agent, etc. As a result, abnormalities such as hole clogging and backflow of the oxidizing gas occur in the injection nozzle due to high temperature heating, resulting in a problem that the oxidizing gas cannot be injected into the combustion chamber.
本発明は、このような問題点の解決をはかろうとするも
ので、噴射ノズルにおいて、起動用発熱剤の熱による穴
づまりや逆流等の異常事態が発生するのを防11ニジて
、燃焼室内に酸化剤ガスを確実に噴射できるようにした
、水中航走体用金属燃焼器を提供することを目的とする
。The present invention aims to solve these problems, and prevents abnormal situations such as hole clogging and backflow caused by the heat of the starting exothermic agent in the injection nozzle, and prevents the occurrence of abnormal situations in the combustion chamber. An object of the present invention is to provide a metal combustor for an underwater vehicle, which can reliably inject oxidant gas into the body.
このため、本発明の水中航走体用金属燃焼器は、外周部
に通水冷却溝を有する密閉状の燃焼室と、同燃焼室の中
に鋳込まれたアルカリ金属と、同アルカリ金属の内部に
挿入された起動用発熱剤と、上記燃焼室の一端部で上記
発熱剤と間隙をへだてて月向するように配設された酸化
剤〃ス噴射ノズルとをそなえ、上記噴射ノズルの先端部
の近傍に配置されたアルカリ金属用支持部材と、同支持
部材に支持されて−J−記噴射ノズルの先端部を遮蔽す
るアルカリ金属とが設けられたことを特徴としている。Therefore, the metal combustor for an underwater vehicle of the present invention includes a sealed combustion chamber having a water cooling groove on the outer periphery, an alkali metal cast in the combustion chamber, and an alkali metal combustor cast in the combustion chamber. A heating agent for starting is inserted into the combustion chamber, and an oxidizing agent injection nozzle is provided at one end of the combustion chamber so as to face the heating agent across a gap from the heating agent, the tip of the injection nozzle. The present invention is characterized by being provided with an alkali metal support member disposed near the support member, and an alkali metal supported by the support member to shield the tip of the injection nozzle marked -J-.
」二連の本発明の水中航走体用金属燃焼器では、アルカ
リ金属用支持部材に支持されたアルカリ金属により、酸
化剤ガス噴射ノズルの先端部が起動用発熱剤の熱から保
険され、同噴射ノズルにおける穴づまりや逆流等の異常
事態の発生が防止される。In the dual metal combustor for underwater vehicle of the present invention, the tip of the oxidant gas injection nozzle is protected from the heat of the starting exothermic agent by the alkali metal supported by the alkali metal support member, and Abnormal situations such as hole clogging and backflow in the injection nozzle are prevented from occurring.
以下、図面により本発明の一実施例としての水中航走体
用金属燃焼器についで説明すると、図はその縦断面図で
あり、外周部に通水冷却溝2を形成された密閉状の燃焼
室1内部には、アルカリ金属5が円筒状に鋳込まれてお
り、さらに同アルカリ金属5の内部に起動用発熱剤6が
挿入されている。Hereinafter, a metal combustor for an underwater vehicle as an embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings. Inside the chamber 1, an alkali metal 5 is cast into a cylindrical shape, and further, a heating agent 6 for starting is inserted inside the alkali metal 5.
また、燃焼室1の一端部には、酸化剤ガス噴射ノズル3
が起動用発熱剤6と間隙をへだてて対向するように配設
されている。この噴射7ズル3の先端部3aは燃焼室1
内へ突出していて、同先端部3aの近傍外周には、アル
カリ金属支持部材としてのリング4が配置される。Further, an oxidizing gas injection nozzle 3 is provided at one end of the combustion chamber 1.
is arranged to face the starting heat generating agent 6 with a gap therebetween. The tip 3a of this injection 7 nozzle 3 is located in the combustion chamber 1.
A ring 4, which protrudes inward and serves as an alkali metal support member, is disposed on the outer periphery near the tip 3a.
そして、リング4の内部には、噴射ノズル3の先端部3
aを遮蔽するようにアルカリ金属5′がリング4に支持
されて設けられている。Inside the ring 4, there is a tip 3 of the injection nozzle 3.
An alkali metal 5' is supported by the ring 4 and provided so as to shield the a.
なお、図中の符号7は起動用発熱剤6に点火するための
点火線を示し、この点火線7により起動用発熱剤6に点
火して、アルカリ金属5,5′を加熱・溶融するように
なっている。The reference numeral 7 in the figure indicates an ignition line for igniting the starting exothermic agent 6, and the ignition line 7 ignites the starting exothermic agent 6 to heat and melt the alkali metals 5 and 5'. It has become.
4一
本発明の水中航走体用金属燃焼器は」二連のごとく構成
されているので、燃焼室1のアルカリ金属5を燃焼させ
る際には、まず同アルカリ金属5の内部に挿入された起
動用発熱剤6に点火線7によって点火する。これにより
、発熱剤6は、発熱して、アルカリ金属5を加熱・溶融
させる。41 The metal combustor for an underwater vehicle of the present invention is configured like a double series, so when burning the alkali metal 5 in the combustion chamber 1, first the metal combustor inserted into the alkali metal 5 is inserted into the combustion chamber 1. The starting exothermic agent 6 is ignited by the ignition line 7. Thereby, the exothermic agent 6 generates heat and heats and melts the alkali metal 5.
このとき、起動用発熱剤6の発生する輻射熱等によって
燃焼室1内部全体が高熱にさらされるが、酸化剤ガス噴
射ノズル3の先端部3aは、発熱剤6から間隔をへだで
、アルカリ金属5′により先端部3aを遮蔽されるよう
にして配設されているので、このアルカリ金属5′の溶
融で発熱剤6の発生する高熱が吸収され、酸化剤ガス噴
射ノズル3の先端部3aは、発熱剤6の発熱から保護さ
れる。At this time, the entire interior of the combustion chamber 1 is exposed to high heat due to radiant heat generated by the starting heating agent 6, but the tip 3a of the oxidizing gas injection nozzle 3 is spaced apart from the heating agent 6, and the alkali metal Since the tip 3a of the oxidant gas injection nozzle 3 is shielded by the alkali metal 5', the high heat generated by the exothermic agent 6 is absorbed by the melting of the alkali metal 5', and the tip 3a of the oxidizing gas injection nozzle 3 is , are protected from heat generation by the exothermic agent 6.
このようにしてアルカリ金属5.5′を加熱・溶融した
後、酸化剤ガスとしてのSF6を、噴射7ズル3から第
1図中の矢印Cで示すように燃焼室1内へ噴射し、燃焼
室1内で、アルカリ金属5としてのLiと酸化剤ガスと
してのSF6とを反応させて、熱エネルギーを得る゛。After heating and melting the alkali metal 5.5' in this way, SF6 as an oxidizing gas is injected into the combustion chamber 1 from the injection nozzle 3 as shown by arrow C in FIG. In the chamber 1, Li as the alkali metal 5 and SF6 as the oxidant gas are reacted to obtain thermal energy.
そして、燃焼室1内の制御温度は800〜1100°C
程度に保たれて、その周囲の各部材は高い熱負荷を受け
るが、燃焼室1の外周部に形成された通水冷却溝2を通
じて第1図中の矢印Aから矢印Bの方向に流れる冷却水
またはその蒸気との開に効率よく熱交換が行なわれる。The controlled temperature inside the combustion chamber 1 is 800 to 1100°C.
Although the surrounding components are kept at a certain temperature, each member around the combustion chamber receives a high heat load. However, the cooling that flows in the direction from arrow A to arrow B in FIG. Heat exchange is efficiently performed with water or its steam.
」二連のごとく、本発明の金属燃焼器では、アルカリ金
属5を燃焼させる前に、同アルカリ金属5を発熱剤6に
よって加熱・溶融する間、酸化剤ガス噴射ノズル3の先
端部3aが、アルカリ金属5′により覆われ発熱剤6の
熱から保護されるので、噴射7ズル3において、発熱剤
6の熱による穴づまりや逆流等の異常事態が発生するの
を防止できるようになり、燃焼室1内に酸化剤ガスを確
実に噴射することができる。'' In the metal combustor of the present invention, before burning the alkali metal 5, while the alkali metal 5 is heated and melted by the exothermic agent 6, the tip 3a of the oxidizing gas injection nozzle 3 Since it is covered with the alkali metal 5' and is protected from the heat of the exothermic agent 6, it is possible to prevent abnormal situations such as clogging of holes and backflow due to the heat of the exothermic agent 6 in the injection nozzle 3, thereby preventing combustion. Oxidizing gas can be reliably injected into the chamber 1.
このようにして、本発明の金属燃焼器によれば、きわめ
て安全に且つ効率よく金属燃焼反応が行なわれるのであ
る。In this way, according to the metal combustor of the present invention, metal combustion reactions can be carried out extremely safely and efficiently.
以」二詳述したように、本発明の水中航走体用金属燃焼
器によれば、外周部iこ通水冷却溝を有する密閉状の燃
焼室と、同燃焼室の中に鋳込まれたアルカリ金属と、同
アルカリ金属の内部に挿入された起動用発熱剤と、上記
燃焼室の一端部で上記発熱剤と間隙をへだてて対向する
ように配設された酸化剤〃ス噴射ノズルとをそなえ、上
記噴射ノズルの先端部の近傍に配置されたアルカリ金属
用支持部材と、同支持部材に支持されて上記噴射ノズル
の先端部を遮蔽するアルカリ金属とが設けられるという
極めて簡素な構造で酸化剤〃ス噴射ノズルにおける穴づ
まりや逆流等の異常事態の発生が防止され、燃焼室内に
酸化剤ガスを確実に噴射できるようになるので、効率よ
く且つ安全に蒸気を発生することが可能となり、水中航
走体におけるクローズドシステムとしての推進用四J力
発生装置などに適切に使用で慇る利点がある。As described in detail below, the metal combustor for an underwater vehicle of the present invention includes a sealed combustion chamber having a water cooling groove through the outer circumference, and a metal combustor cast into the combustion chamber. an alkali metal, a starting heating agent inserted into the alkali metal, and an oxidizing agent injection nozzle disposed at one end of the combustion chamber so as to face the heating agent across a gap. It has an extremely simple structure, comprising an alkali metal support member disposed near the tip of the injection nozzle, and an alkali metal supported by the support member to shield the tip of the injection nozzle. This prevents abnormal situations such as hole clogging and backflow in the oxidant gas injection nozzle, and makes it possible to reliably inject oxidant gas into the combustion chamber, making it possible to generate steam efficiently and safely. It has the advantage of being suitable for use in a 4J force generator for propulsion as a closed system in an underwater vehicle.
添付図は本発明の一実施例としての水中航走体用金属燃
焼器を示す縦断面図である。
1・・燃焼室、2・・通水冷却溝、3・・酸化剤ガス噴
射ノズル、3a・・酸化剤ガス噴射ノズルの先端部、4
・・アルカリ金属支持部材としてのリング、5,5′
・・アルカリ金属、6・・起動用発熱剤、7・・点火線
。The attached drawing is a longitudinal sectional view showing a metal combustor for an underwater vehicle as an embodiment of the present invention. 1. Combustion chamber, 2. Water cooling groove, 3. Oxidizing gas injection nozzle, 3a. Tip of oxidizing gas injection nozzle, 4
...Ring as alkali metal support member, 5, 5'
...alkali metal, 6.. exothermic agent for starting, 7.. ignition wire.
Claims (1)
室の中に鋳込まれたアルカリ金属と、同アルカリ金属の
内部に挿入された起動用発熱剤と、上記燃焼室の一端部
で上記発熱剤と間隙をへだてて対向するように配設され
た酸化剤ガス噴射ノズルとをそなえ、上記噴射ノズルの
先端部の近傍に配置されたアルカリ金属用支持部材と、
同支持部材に支持されて上記噴射ノズルの先端部を遮蔽
するアルカリ金属とが設けられたことを特徴とする、水
中航走体用金属燃焼器。A sealed combustion chamber having a water cooling groove on the outer periphery, an alkali metal cast into the combustion chamber, a starting exothermic agent inserted into the alkali metal, and one end of the combustion chamber. an oxidant gas injection nozzle disposed to face the exothermic agent with a gap therebetween, and an alkali metal support member disposed near the tip of the injection nozzle;
A metal combustor for an underwater vehicle, characterized in that an alkali metal is supported by the support member and shields the tip of the injection nozzle.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4173585A JPS61200359A (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Metal combustion device for underwater sailing body |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4173585A JPS61200359A (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Metal combustion device for underwater sailing body |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61200359A true JPS61200359A (en) | 1986-09-04 |
Family
ID=12616677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4173585A Pending JPS61200359A (en) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | Metal combustion device for underwater sailing body |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61200359A (en) |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP4173585A patent/JPS61200359A/en active Pending
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