EP0187212A1 - Power system independent of the ambient air for burning propellant combinations - Google Patents

Power system independent of the ambient air for burning propellant combinations Download PDF

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EP0187212A1
EP0187212A1 EP85113754A EP85113754A EP0187212A1 EP 0187212 A1 EP0187212 A1 EP 0187212A1 EP 85113754 A EP85113754 A EP 85113754A EP 85113754 A EP85113754 A EP 85113754A EP 0187212 A1 EP0187212 A1 EP 0187212A1
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drive unit
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alkali metal
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    • F23CMETHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01K3/18Plants characterised by the use of steam or heat accumulators, or intermediate steam heaters, therein having heaters
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    • F42B19/00Marine torpedoes, e.g. launched by surface vessels or submarines; Sea mines having self-propulsion means
    • F42B19/12Propulsion specially adapted for torpedoes
    • F42B19/14Propulsion specially adapted for torpedoes by compressed-gas motors
    • F42B19/20Propulsion specially adapted for torpedoes by compressed-gas motors characterised by the composition of propulsive gas; Manufacture or heating thereof in torpedoes

Definitions

  • the invention relates to a drive unit for combustion of fuel combinations independent of outside air, in particular for underwater use.
  • DE-OS 24 59 556 shows a drive for underwater vehicles with a drive turbine which is driven by the energy released in the catalytic decomposition of hydrazine or a hydrazine / water mixture.
  • this drive which is preferably designed for torpedoes, is able to achieve appropriate drive power for sufficient operating times or ranges of a torpedo, but the operation of such a drive does not guarantee freedom from bubbles. Since the absence of bubbles is a necessary prerequisite for the successful use of torpedoes, it is proposed to pump non-water-soluble gases back into the hydrazine container by means of a compressor.
  • the invention is therefore based on the object of providing a drive unit for use independently of outside air with easily conveyable fuel components and gas-free reaction products during operation. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.
  • the measure according to the invention results in an easily controllable drive unit without gaseous reaction products.
  • the addition of water to the oxidizer triggers a hypergolic ignition with a fuel component in the reaction chamber, so that the thermal energy released as a result of this reaction releases the oxygen of the (per) chlorates for a reaction with the other fuel components.
  • This course of the reaction involves binding the carbon dioxide from the reaction of the hydrocarbons with the oxygen formed via alkali metal hydroxide also formed, with the formation of solid and water-soluble alkali metal carbonate, which can be removed without gas.
  • the reaction chamber can be operated at a pressure above the critical pressure of the carbon dioxide and additionally cooled by the working medium of the power process and / or the ambient water.
  • Such a procedure has the result that carbon dioxide which may occur in gaseous form liquefies and therefore comes into extremely close contact with the alkali metal hydroxide carried in the combustion water.
  • the drive unit consists of a reaction chamber 1, the cooling system of which includes an evaporator zone, an upper heater and a preheating zone for the working medium of the downstream converter process 2.
  • the fuel necessary for the operation of the drive unit is stored in a fuel tank 3 and is fed to the reaction chamber 1 via a feed pump 4.
  • the same applies to the oxidizer which is stored in an oxidizer tank 5 and reaches the reaction chamber 1 via a temperature controller 6 and a feed pump 7. If necessary, water can also be pumped into the oxidizer tank 5 via a water pump 8.
  • the reaction products formed in the reaction between the fuel and the oxidizer in the reaction chamber 1 are discharged via a heat exchanger 9 and possibly a pump 10.
  • the fuel pump 4 conveys the fuel, consisting for example of a mixture of hydrocarbons and metal compounds, for example alkali metal hydrides in pasty form, into the reaction chamber 1 with a mass throughput adapted accordingly to the converter process 2 , where the water addition of the oxidizer supplied via the feed pump 7 triggers a hypergolic ignition. Since fuel and oxidizer are liquid, both components of this fuel combination can be easily conveyed and metered accordingly to control the downstream converter process 2.
  • the hypergolic ignition of the fuel combination offers the possibility of interrupting the reaction in the reaction chamber and re-igniting, so that the drive unit also has an additional control option in this regard.
  • reaction in the reaction chamber proceeds as follows in the case of a hydrocarbon / alkali metal hydride fuel mixture and aqueous metal (per) chlorine solution as the oxidizer:
  • the reaction chamber 1 can also be operated at a pressure above the critical pressure of the carbon dioxide and additionally cooled by ambient water. In this way, the optionally gaseous carbon dioxide can be liquefied and come into intensive contact with the solid and water-soluble alkali metal hydroxide.
  • the hydrocarbon / alkali metal hydride / oxidizer mixing ratio is selected during operation so that excess gas components (oxygen, hydrogen, carbon oxides or hydrocarbon compounds) do not result from the reaction in reaction chamber 1.
  • the course of the reaction in the reaction chamber 1 requires longer dwell times for the reactants, for example several minutes, so that the Sta the stability of the reaction products is guaranteed. Therefore, thermal dissociations cannot occur.
  • reaction chamber in such a way that reaction products formed during the reaction remain in the reaction chamber either in solid and / or dissolved form. After a drive mission has ended, it is possible to wash out the reaction chamber 1, that is to say to make it ready for use again. Another possibility is to pump the reaction products formed during operation back into the fuel tanks, in particular for the volume compensation of the used fuel components.
  • reaction products may also be sensible to pump the reaction products into the outside water without bubbles, particularly during underwater use.
  • the oxidizer When the drive unit is operating, the oxidizer can be prepared for delivery into the reaction chamber by supplying water via the water pump 8 and can also be maintained during operation.
  • the concentration of the oxidizer is controlled during operation by the temperature control at the outlet of the oxidizer tank 5.

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Abstract

Antriebsaggregat mit aussenluftunabhängiger Verbrennung von Treibstoffkombinationen, insbesondere für den Unterwassereinsatz. Als Brennstoff ist ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen und Alkalimetallhydriden in pastösem und pumpfähigem Zustand, vorgesehen, während für den Oxidator ein Alkalimetallchlorat oder - perchlorat eingesetzt ist, das durch Zugabe von Wasser zu einer förderbaren, hochkonzentrierten, sauerstoffabgebenden Lösung gemischt ist.Drive unit with combustion of fuel combinations independent of outside air, especially for underwater use. A mixture of hydrocarbons and alkali metal hydrides in a pasty and pumpable state is provided as fuel, while an alkali metal chlorate or perchlorate is used for the oxidizer, which is mixed by adding water to a conveyable, highly concentrated, oxygen-releasing solution.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antriebsaggregat zum außenluftunabhängigen Verbrennen von Treibstoffkombinationen, insbesondere für den Unterwassereinsatz.The invention relates to a drive unit for combustion of fuel combinations independent of outside air, in particular for underwater use.

Für den Antrieb von Unterwasserfahrzeugen ist es bekannt, Elektro- und Pumpenstrahlantriebe, aber auch außenluftunabhängige Verbrennungs- oder Reaktionsantriebe einzusetzen. So zeigt zum Beispiel die DE-OS 24 59 556 einen Antrieb für Unterwasserfahrzeuge mit einer Antriebsturbine, welche durch die bei einer katalytischen Zersetzung von Hydrazin bzw. einem Hydrazin-Wassergemisch freiwerdende Energie angetrieben wird. Dieser vorzugsweise für Torpedos konzipierte Antrieb ist, je nach Auslegung, in der Lage, entsprechende Antriebsleistungen für hinreichende Betriebszeiten bzw. Reichweiten eines Torpedos zu erzielen, aber der Betrieb eines solchen Antriebes gewährt keine Blasenfreiheit. Da eine Blasenfreiheit für einen erfolgreichen Einsatz von Torpedos eine notwendige Voraussetzung ist, wird dort vorgeschlagen, nichtwasserlösliche Gase mittels eines Verdichters in den Hydrazinbehälter zurückzupumpen.For driving underwater vehicles, it is known to use electric and pump jet drives, but also combustion or reaction drives that are independent of outside air. For example, DE-OS 24 59 556 shows a drive for underwater vehicles with a drive turbine which is driven by the energy released in the catalytic decomposition of hydrazine or a hydrazine / water mixture. Depending on the design, this drive, which is preferably designed for torpedoes, is able to achieve appropriate drive power for sufficient operating times or ranges of a torpedo, but the operation of such a drive does not guarantee freedom from bubbles. Since the absence of bubbles is a necessary prerequisite for the successful use of torpedoes, it is proposed to pump non-water-soluble gases back into the hydrazine container by means of a compressor.

Neben den auf Hydrazinbasis betriebenen außenluftunabhängigen Antriebsaggregaten ist es auch bekannt, Festbrennstoffe, zum Beispiel Lithiumaluminiumhydrid oder mit Wasser reagierende Metalle in einer Reaktionskammer für Antriebszwecke zu verbrennen. Die DE-AS 21 27 046 beschreibt zum Beispiel einen Festbrennstoff für ein Triebwerk, aber dieser Brennstoff hat den Nachteil einer spontanen Reaktionsfähigkeit mit Wasser und anderen Oxidatoren. Außerdem ist ein derartiger Festbrennstoff praktisch nicht transport- bzw. pumpfähig, so daß die Regelung eines mit solch einem Brennstoff betreibbaren Antriebsaggregates allein von der Regelungsmöglichkeit des Oxidators abhängt.In addition to the drive units which are operated on the basis of hydrazine and are independent of the outside air, it is also known to burn solid fuels, for example lithium aluminum hydride or metals which react with water, in a reaction chamber for drive purposes. DE-AS 21 27 046 describes, for example, a solid fuel for an engine, but this fuel has the disadvantage of spontaneous reactivity with water and other oxidizers. In addition, such a solid fuel is practically not transportable or pumpable, so that the control of a drive unit that can be operated with such a fuel depends solely on the control option of the oxidizer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Antriebsaggregat für einen außenluftunabhängigen Einsatz mit leicht förderbaren Treibstoffkomponenten und gasfreien Reaktionsprodukten im Betrieb zu schaffen. Diese Aufgabe ist durch die Kennzeichenmerkmale des Anpruchs 1 gelöst.The invention is therefore based on the object of providing a drive unit for use independently of outside air with easily conveyable fuel components and gas-free reaction products during operation. This object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme ergibt sich ein gut regelbares Antriebsaggregat ohne gasförmige Reaktionsprodukte. Hierbei löst der Wasserzusatz des Oxidators eine hypergole Zündung mit einer Brennstoffkomponente in der Reaktionskammer aus, so daß die aufgrund dieser Reaktion freiwerdende thermische Energie den Sauerstoff der (Per-) Chlorate für eine Reaktion mit den übrigen Brennstoffkomponenten freisetzt. Dieser Reaktionsablauf schließt eine Bindung des Kohlendioxides aus der Reaktion der Kohlenwasserstoffe mit dem entstandenen Sauerstoff über ebenfalls entstehendes Alkalimetallhydroxid ein mit der Bildung von festem und wasserlöslichem Alkalimetallcarbonat, welches gasfrei abführbar ist.The measure according to the invention results in an easily controllable drive unit without gaseous reaction products. The addition of water to the oxidizer triggers a hypergolic ignition with a fuel component in the reaction chamber, so that the thermal energy released as a result of this reaction releases the oxygen of the (per) chlorates for a reaction with the other fuel components. This course of the reaction involves binding the carbon dioxide from the reaction of the hydrocarbons with the oxygen formed via alkali metal hydroxide also formed, with the formation of solid and water-soluble alkali metal carbonate, which can be removed without gas.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Antriebsaggregates kann die Reaktionskammer mit einem oberhalb des kritischen Druckes des Kohlendioxids liegenden Druck gefahren und zusätzlich durch das Arbeitsmedium des Kraftprozesses und/oder das Umgebungswasser gekühlt werden. Eine solche Verfahrensweise hat zur Folge, daß sich gegebenenfalls gasförmig auftretendes Kohlendioxid verflüssigt und daher in äußerst engen Kontakt zum im Verbrennungswasser mitgeführten Alkalimetallhydroxid kommt.In an advantageous embodiment of the drive unit, the reaction chamber can be operated at a pressure above the critical pressure of the carbon dioxide and additionally cooled by the working medium of the power process and / or the ambient water. Such a procedure has the result that carbon dioxide which may occur in gaseous form liquefies and therefore comes into extremely close contact with the alkali metal hydroxide carried in the combustion water.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Ansprüchen 5 bis 9 zu entnehmen.Further developments and advantageous refinements of the invention can be found in claims 5 to 9.

Die Erfindung wird durch ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail by an embodiment shown in the drawing.

Wie die Prinzipdarstellung des abgebildeten Ausführungsbeispiels zeigt, besteht das erfindungsgemäße Antriebsaggregat aus einer Reaktionskammer 1, deren Kühlsystem eine Verdampferzone, einen Oberhitzer und eine Vorwärmzone für das Arbeitsmedium des nachgeschalteten Wandlerprozesses 2 einschließt. Der für den Betrieb des Antriebsaggregates notwendige Brennstoff ist in einem Brennstofftank 3 gespeichert und wird über eine Förderpumpe 4 der Reaktionskammer 1 zugeführt. Das gleiche gilt für den Oxidator, der in einem Oxidatortank 5 gespeichert ist und über einen Temperaturregler 6 und eine Förderpumpe 7 zur Reaktionskammer 1 gelangt. Dem Oxidatortank 5 kann im Bedarfsfall auch Wasser über eine Wasserpumpe 8 zugepumpt werden. Die bei der Reaktion zwischen Brennstoff und Oxidator in der Reaktionskammer 1 entstehenden Reaktionsprodukte werden über einen Wärmetauscher 9 und gegebenenfalls eine Pumpe 10 abgeführt.As the basic illustration of the illustrated embodiment shows, the drive unit according to the invention consists of a reaction chamber 1, the cooling system of which includes an evaporator zone, an upper heater and a preheating zone for the working medium of the downstream converter process 2. The fuel necessary for the operation of the drive unit is stored in a fuel tank 3 and is fed to the reaction chamber 1 via a feed pump 4. The same applies to the oxidizer, which is stored in an oxidizer tank 5 and reaches the reaction chamber 1 via a temperature controller 6 and a feed pump 7. If necessary, water can also be pumped into the oxidizer tank 5 via a water pump 8. The reaction products formed in the reaction between the fuel and the oxidizer in the reaction chamber 1 are discharged via a heat exchanger 9 and possibly a pump 10.

Beim Betrieb des erfindungsgemäßen Antriebsaggregats, zum Beispiel zum Antrieb eines Torpedos, fördert die Brennstoffpumpe 4 mit einem auf den Wandlerprozeß 2 entsprechend angepaßten Massendurchsatz den zum Beispiel aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen und Metallverbindungen, zum Beispiel Alkalimetallhydriden in pastöser Form, bestehenden Brennstoff in die Reaktionskammer 1, wo der Wasserzusatz des über die Förderpumpe 7 zugeführten Oxidators eine hypergole Zündung auslöst. Da Brennstoff und Oxidator flüssig sind, lassen sich beide Komponenten dieser Treibstoffkombination leicht fördern und zur Steuerung des nachgeschalteten Wandlerprozesses 2 entsprechend dosieren. Das hypergole Zünden der Treibstoffkombination bietet hier bei die Möglichkeit, die Reaktion in der Reaktionskammer zu unterbrechen und wieder neu zu zünden, so daß das Antriebsaggregat auch in dieser Hinsicht eine zusätzliche Regelungsmöglichkeit erhält.During operation of the drive unit according to the invention, for example for driving a torpedo, the fuel pump 4 conveys the fuel, consisting for example of a mixture of hydrocarbons and metal compounds, for example alkali metal hydrides in pasty form, into the reaction chamber 1 with a mass throughput adapted accordingly to the converter process 2 , where the water addition of the oxidizer supplied via the feed pump 7 triggers a hypergolic ignition. Since fuel and oxidizer are liquid, both components of this fuel combination can be easily conveyed and metered accordingly to control the downstream converter process 2. The hypergolic ignition of the fuel combination offers the possibility of interrupting the reaction in the reaction chamber and re-igniting, so that the drive unit also has an additional control option in this regard.

Die Reaktion in der Reaktionskammer läuft, wie auch in der Zeichnung dargestellt, bei einem Brennstoffgemisch Kohlenwasserstoffe/Alkalimetallhydrid und wässrriger Metall-(per-)chloradlösung als Oxidator wie folgt ab:

Figure imgb0001
Figure imgb0002
Figure imgb0003
Figure imgb0004
The reaction in the reaction chamber, as also shown in the drawing, proceeds as follows in the case of a hydrocarbon / alkali metal hydride fuel mixture and aqueous metal (per) chlorine solution as the oxidizer:
Figure imgb0001
Figure imgb0002
Figure imgb0003
Figure imgb0004

Aus diesen Gleichungen kann man erkennen, daß der Wasserstoff nach Gleichung 1 mit dem Sauerstoff nach Gleichung 2 zu Wasser gemäß Gleichung 3 reagiert. Das Lithiumhydroxid LiOH nach Gleichung 1 reagiert mit dem Kohlendioxid nach Gleichung 4, so daß Wasser und Lithiumcarbonat entstehen. Da darüber hinaus jede Reaktion praktisch exotherm, das heißt freisetzend, abläuft, entsteht auch genügend Wärmeenergie für den nachgeschalteten Wandlerprozeß 2. Außerdem kann man aus den Gleichungen 1 bis 4 erkennen, daß die endgültigen Reaktionsprodukte fest oder flüssig sind und damit die Forderung nach einer Reaktion ohne gasförmige Reaktionsprodukte erfüllen. Der der Reaktionskammer 1 nachgeschaltete Wärmetauscher 9, welcher beim Unterwassereinsatz vorzugsweise mit Außenwasser gekühlt wird, kann entfallen bzw. die dort anfallende Wärme kann auch weiterverwertet werden.From these equations it can be seen that the hydrogen according to equation 1 with the oxygen according to equation 2 reacts to water according to equation 3. The lithium hydroxide LiOH according to equation 1 reacts with the carbon dioxide according to equation 4, so that water and lithium carbonate are formed. In addition, since every reaction is practically exothermic, that is to say releasing, there is also sufficient thermal energy for the downstream converter process 2. In addition, it can be seen from equations 1 to 4 that the final reaction products are solid or liquid and thus the demand for a reaction without gaseous reaction products. The heat exchanger 9 downstream of the reaction chamber 1, which is preferably cooled with outside water when used underwater, can be omitted or the heat generated there can also be reused.

Die Reaktionskammer 1 kann auch mit einem oberhalb des kritischen Druckes des Kohlendioxides liegenden Druck betrieben und durch Umgebungswasser zusätzlich gekühlt werden. Auf diese Weise kann das gegebenenfalls gasförmige Kohlendioxid verflüssigt werden und in einen intensiven Kontakt mit dem festen und wassergelösten Alkalimetallhydroxid kommen. Selbstverständlich wird beim Betrieb das Mischungsverhältnis Kohlenwasserstoff/Alkalimetallhydrid/Oxidator so gewählt, daß sich bei der Reaktion in der Reaktionskammer 1 überschüssige Gasanteile (Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoffoxide bzw. Kohlenwasserstoffverbindungen) nicht ergeben.The reaction chamber 1 can also be operated at a pressure above the critical pressure of the carbon dioxide and additionally cooled by ambient water. In this way, the optionally gaseous carbon dioxide can be liquefied and come into intensive contact with the solid and water-soluble alkali metal hydroxide. Of course, the hydrocarbon / alkali metal hydride / oxidizer mixing ratio is selected during operation so that excess gas components (oxygen, hydrogen, carbon oxides or hydrocarbon compounds) do not result from the reaction in reaction chamber 1.

Der Ablauf der Reaktion in der Reaktionskammer 1 bedingt für die Reaktionspartner längere Verweilzeiten, zum Beispiel mehrere Minuten, wodurch über die intensive Kühlung des Reaktionsgemisches bis auf Umgebungstemperatur die Stabilität der Reaktionsprodukte garantiert wird. Thermisch bedingte Dissoziationen können daher nicht auftreten.The course of the reaction in the reaction chamber 1 requires longer dwell times for the reactants, for example several minutes, so that the Sta the stability of the reaction products is guaranteed. Therefore, thermal dissociations cannot occur.

Es ist möglich, die Reaktionskammer so auszulegen, daß bei der Reaktion entstehende Reaktionsprodukte entweder in fester und/oder gelöster Form in der Reaktionskammer verbleiben. Nach Beendigung einer Antriebsmission ist es möglich, die Reaktionskammer 1 auszuwaschen, das heißt, für einen Wiederbetrieb einsatzbereit zu machen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die beim Betrieb entstehenden Reaktionsprodukte in die Treibstofftanks,' insbesondere zum Volumenausgleich der verbrauchten Treibstoffkomponenten, zurückzupumpen.It is possible to design the reaction chamber in such a way that reaction products formed during the reaction remain in the reaction chamber either in solid and / or dissolved form. After a drive mission has ended, it is possible to wash out the reaction chamber 1, that is to say to make it ready for use again. Another possibility is to pump the reaction products formed during operation back into the fuel tanks, in particular for the volume compensation of the used fuel components.

Neben den zuvor geschilderten Möglichkeiten kann es auch sinnvoll sein, die Reaktionsprodukte blasenfrei ins Außenwasser, insbesondere bei Unterwassereinsätzen, abzupumpen.In addition to the options described above, it may also be sensible to pump the reaction products into the outside water without bubbles, particularly during underwater use.

Beim Betrieb des Antriebsaggregates kann die Aufbereitung des Oxidators zur Förderung in die Reaktionskammer durch Zuführung von Wasser über die Wasserpumpe 8 erfolgen und während des Betriebes auch dadurch aufrecht erhalten werden. Die Konzentration des Oxidators wird während des Betriebes durch die Temperaturregelung am Ausgang des Oxidatortanks 5 gesteuert.When the drive unit is operating, the oxidizer can be prepared for delivery into the reaction chamber by supplying water via the water pump 8 and can also be maintained during operation. The concentration of the oxidizer is controlled during operation by the temperature control at the outlet of the oxidizer tank 5.

Claims (9)

1. Antriebsaggregat zum außenluftunabhängigen Verbrennen von Treibstoffkombinationen, insbesondere für den Unterwassereinsatz, dadurch gekennzeichnet, daß der Brennstoff der Treibstoffkombination aus einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen und Metallhydriden, zum Beispiel Alkalimetallhydriden in pastösem und pumpfähigen Zustand besteht und daß der Oxidator ein Metallchlorat oder Metallperchlorat, vorzugsweise Alkalimetall, ist, der durch Zugabe von Wasser zu einer förderbaren, hochkonzentrierten, sauerstoffabgebenden Lösung gemischt ist.1. Drive unit for combustion of fuel combinations independent of the outside air, in particular for underwater use, characterized in that the fuel of the fuel combination consists of a mixture of hydrocarbons and metal hydrides, for example alkali metal hydrides in a paste-like and pumpable state, and that the oxidizer is a metal chlorate or metal perchlorate, preferably alkali metal , which is mixed by adding water to a conveyable, highly concentrated, oxygen-releasing solution. 2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserzusatz des Oxidators mit dem Alkalimetallhydrid eine hypergole Zündung in einer Reaktionskammer (1) (Brennkammer) auslöst und daß die aufgrund dieser Reaktion freiwerdende thermische Energie den Sauerstoff der (Per-)Chlorate für eine Reaktion mit dem entstandenen Wasserstoff sowie den Kohlenwasserstoffen freisetzt.2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the water addition of the oxidizer with the alkali metal hydride triggers a hypergolic ignition in a reaction chamber (1) (combustion chamber) and that the thermal energy released due to this reaction releases the oxygen of the (per) chlorates for one Releases reaction with the resulting hydrogen and hydrocarbons. 3. Antriebsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlendioxid aus der Oxidation der Kohlenwasserstoffe mit dem entstandenen Alkalimetallhydroxid der Reaktion Alkalimetallhydrid/Wasser ein festes und wasserlösliches Alkalimetallcarbonat bildet.3. Drive unit according to claim 1 or 2, characterized in that the carbon dioxide from the oxidation of the hydrocarbons with the resulting alkali metal hydroxide, the reaction alkali metal hydride / water forms a solid and water-soluble alkali metal carbonate. 4. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (1) mit einem oberhalb des kritischen Druckes des Kohlendioxides liegenden Druck gefahren und durch Umgebungswasser und/oder das Arbeitsmedium des angeschlossenen Wandlerprozesses (2) gekühlt wird.4. Drive unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the reaction chamber (1) is operated at a pressure above the critical pressure of the carbon dioxide and is cooled by ambient water and / or the working medium of the connected converter process (2). 5. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mischungsverhältnis Kohlenwasserstoff/Alkalimetallhydrid/Oxidator derart eingestellt ist, daß sich bei der Reaktion in der Reaktionskammer (1) keine überschüssigen Gasanteile (Sauerstoff, Wasserstoff, Kohlenstoffoxide bzw. Kohlenwasserstoffverbindungen) ergeben.5. Drive unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the mixing ratio of hydrocarbon / alkali metal hydride / oxidizer is set such that no excess gas components (oxygen, hydrogen, carbon oxides or hydrocarbon compounds) during the reaction in the reaction chamber (1) surrender. 6. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (1) derart ausgebildet ist, daß die bei der. Reaktion entstehenden Reaktionsprodukte in fester und/oder gelöster Form in der Reaktionskammer (1) verbleiben.6. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reaction chamber (1) is designed such that the at. Reaction products formed in the reaction remain in solid and / or dissolved form in the reaction chamber (1). 7. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Reaktion in der Reaktionskammer (1) entstehenden Reaktionsprodukte zum Ausgleich des in den Treibstofftanks (3, 5) freiwerdenden Volumens in diese zurückgefördert werden.7. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reaction products formed during the reaction in the reaction chamber (1) to compensate for the volume released in the fuel tanks (3, 5) are conveyed back into them. 8. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Reaktion in der Reaktionskammer (1) entstehenden Reaktionsprodukte, insbesondere bei Unterwassereinsätzen, blasenfrei in das Außenwasser abgepumpt werden.8. Drive unit according to one of claims 1 to 5, characterized in that the reaction products formed during the reaction in the reaction chamber (1), in particular in underwater operations, are pumped out into the outside water without bubbles. 9. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderung des Oxidators durch Zuführung von Wasser in den Oxidatortank (5) erfolgt und daß die Konzentration der Oxidatorlösung durch eine Temperaturregelung der vom Oxidatortank (5) abgepumpten Oxidatorlösung gesteuert wird.9. Drive unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the promotion of the oxidizer takes place by supplying water into the oxidizer tank (5) and that the concentration of the oxidizer solution is controlled by a temperature control of the oxidizer solution pumped out from the oxidizer tank (5).
EP85113754A 1984-12-01 1985-10-29 Power system independent of the ambient air for burning propellant combinations Expired EP0187212B1 (en)

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DE19843443984 DE3443984A1 (en) 1984-12-01 1984-12-01 DRIVE UNIT FOR THE EXTERNAL AIR INDEPENDENT COMBUSTION OF FUEL COMBINATIONS

Publications (2)

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EP0187212A1 true EP0187212A1 (en) 1986-07-16
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DE (1) DE3443984A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3737722C1 (en) * 1987-11-06 1988-11-10 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Appliance for energy generation
DE4023738C1 (en) * 1990-07-26 1991-09-26 Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen, De

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3388554A (en) * 1959-11-02 1968-06-18 Solid Fuels Corp Organic fusible solid fuel binders and stabilizers and method of extruding and burning
GB1159209A (en) * 1966-11-21 1969-07-23 Trw Inc Improvements in or relating to Oxidant and Propellant Systems
US3486332A (en) * 1961-10-12 1969-12-30 Trw Inc Power plant
DE2127046A1 (en) * 1971-06-01 1972-12-14 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Solid fuel for high impulse gas generation - from mixtures of lithium aluminium hydride and metal additives
DE2459556A1 (en) * 1974-12-17 1980-08-21 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Hydrazine-fuelled propulsion for submerged vessel e.g. torpedo - producing no wake or bubbles and allowing high submerged range

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3705495A (en) * 1963-01-21 1972-12-12 Texaco Experiment Inc Fuel systems and oxidizers
US4090895A (en) * 1966-01-13 1978-05-23 Thiokol Corporation High energy fuel slurry
US4214439A (en) * 1966-05-13 1980-07-29 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi component propulsion system and method
US3577289A (en) * 1968-02-12 1971-05-04 Jacque C Morrell Composite high energy solid rocket propellants and process for same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3388554A (en) * 1959-11-02 1968-06-18 Solid Fuels Corp Organic fusible solid fuel binders and stabilizers and method of extruding and burning
US3486332A (en) * 1961-10-12 1969-12-30 Trw Inc Power plant
GB1159209A (en) * 1966-11-21 1969-07-23 Trw Inc Improvements in or relating to Oxidant and Propellant Systems
DE2127046A1 (en) * 1971-06-01 1972-12-14 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Solid fuel for high impulse gas generation - from mixtures of lithium aluminium hydride and metal additives
DE2459556A1 (en) * 1974-12-17 1980-08-21 Erno Raumfahrttechnik Gmbh Hydrazine-fuelled propulsion for submerged vessel e.g. torpedo - producing no wake or bubbles and allowing high submerged range

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