JPH0684880B2 - Injection nozzle protection device for metal combustor - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水中航走体の推進用等の金属燃焼器の噴射ノ
ズル保護装置に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to an injection nozzle protection device for a metal combustor for propulsion of an underwater vehicle.

〔従来の技術〕 従来、水中航走体に用いられるアルカリ金属燃料〔例え
ばリチウム（Li）〕と六弗化硫黄（SF₆）の反応熱を利
用する金属燃焼器は、第２図に示すように、円筒状に密
に巻かれ同軸に配置された内外のボイラチューブ1a,1b
間の空間に、リチウム２を収容し、同リチウム２に埋め
込まれた予熱剤３及び金属燃焼器の両側を覆うステンレ
ス製のフランジ８の面に設けられたSF₆噴射ノズル４を
備えている。[Prior Art] Conventionally, a metal combustor that utilizes reaction heat of an alkali metal fuel [for example, lithium (Li)] and sulfur hexafluoride (SF ₆ ) used in underwater vehicles is as shown in FIG. , The inner and outer boiler tubes 1a and 1b are densely wound in a cylindrical shape and coaxially arranged.
In the space between them, a lithium 2 is housed, and a SF ₆ injection nozzle 4 provided on the surface of a stainless steel flange 8 that covers both sides of the preheating agent 3 and the metal combustor embedded in the lithium 2 is provided.

この金属燃焼器では、発熱源であるリチウム２の燃焼は
以下の通り行なわれる。In this metal combustor, the combustion of lithium 2 which is a heat source is performed as follows.

即ち、第２図おいて、 （１） ボイラチューブ1a,1b内に貯蔵されているリチ
ウム２（常温にて固体）を予熱剤３にて加熱溶融させ
る。That is, in FIG. 2, (1) Lithium 2 (solid at room temperature) stored in the boiler tubes 1a and 1b is heated and melted by the preheating agent 3.

（２） SF₆噴射ノズル４より予熱剤３の点火と前後の
タイミングにてSF₆ガスを噴射させ、リチウムとSF₆の化
学反応（燃焼）させ、その発生熱が熱源となる。(2) from SF ₆ injection nozzle 4 by the ignition and before and after the timing of the preheating agent 3 is injected with SF ₆ gas, the chemical reaction of lithium with SF ₆ (combustion), the heat generated becomes a heat source.

ここで、リチウム２をボイラチューブ1a,1b間に充填す
る方法は、ボイラチューブ1a,1bのＢ側を下側（Ｂ側のS
F₆噴射ノズルはダミー盲ノズルを使用）にして、Ａ側の
SF₆噴射ノズル４をはずし、溶融させたリチウムを流し
込む方法を採用している。そのため、冷却後（常温に
て）リチウムは、第２図に示すように、ボイラチューブ
1a,1bのＡ側は空間が存在することになる。Here, the method of filling lithium 2 between the boiler tubes 1a and 1b is such that the B side of the boiler tubes 1a and 1b is on the lower side (S on the B side).
Use a dummy blind nozzle for the F ₆ injection nozzle)
The method of removing the SF ₆ injection nozzle 4 and pouring molten lithium is adopted. Therefore, after cooling (at room temperature), the lithium can be discharged from the boiler tube as shown in FIG.
Space exists on the A side of 1a and 1b.

なお、この空間は、予熱剤２の点火時に発生するガスの
しめる空間（ボイラチューブ1a,1bの内圧に対する強度
により定まる）に割り当てられる。It should be noted that this space is assigned to a space (determined by the strength against the internal pressure of the boiler tubes 1a, 1b) filled with gas generated when the preheating agent 2 is ignited.

上記の金属燃焼器では、予熱剤３の点火時に飛び散るリ
チウム２がＡ側のSF₆噴射ノズル４の穴につまるおそれ
がある。リチウム２がＡ側のノズル４の穴につまると、
初期SF₆噴射流量が設定値より低下するという不具合が
生ずる（なお、反対側であるＢ側はリチウム層があるた
めSF₆ノズルのつまりは生じない）。In the above metal combustor, the lithium 2 that scatters when the preheating agent 3 is ignited may be clogged in the hole of the SF ₆ injection nozzle 4 on the A side. When lithium 2 gets stuck in the hole of nozzle 4 on A side,
There is a problem that the initial SF ₆ injection flow rate becomes lower than the set value (the B side, which is the opposite side, has the lithium layer, so the SF ₆ nozzle does not clog).

そのため、従来は、第２図及び第３図に示すように、ボ
イラチューブ1a,1bのＡ側ステンレス製のフランジ８に
ステンレス製の足つきリング５を溶接し、そこに円筒型
リチウム10を打込み、SF₆ノズルの初期つまりを防止す
るようにしていた。Therefore, conventionally, as shown in FIG. 2 and FIG. 3, a stainless foot ring 5 is welded to the A side stainless flange 8 of the boiler tubes 1a and 1b, and a cylindrical lithium 10 is driven therein. It was designed to prevent the initial clogging of the SF ₆ nozzle.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上記の従来の技術では、第２図に示すＡ側ステンレス製
のリング５内の円筒型リチウム10は、予熱剤３の点火時
はSF₆ノズルのプロテクトとして作用すると共にSF₆の噴
射の初期にSF₆と反応して溶融し、SF₆噴射を阻害しない
が、ステンレス製のリング５はリチウム燃料とSF₆の反
応中も存在しA,B側SF₆ノズルの噴射の非対称となる。In the above-mentioned conventional technique, the cylindrical lithium 10 in the ring 5 made of stainless steel on the A side shown in FIG. 2 acts as a protector for the SF ₆ nozzle when the preheating agent 3 is ignited, and at the initial stage of SF ₆ injection. melt reacts with SF _6, but does not inhibit the SF ₆ injection, stainless steel ring 5 also becomes existent a, B side SF ₆ injection asymmetric nozzle during the reaction of lithium fuel and SF _6.

このことはリチウムとSF₆の反応率低下の一因となり、
水中航走体のエネルギ源として適用した場合、所定のSF
₆量での航走距離が低下することになる。This contributes to a decrease in the reaction rate between lithium and SF ₆ ,
When applied as an energy source for underwater vehicles, the specified SF
_The mileage at ₆ volumes will be reduced.

本発明は、上記従来の技術の問題点を解決しようとする
ものである。The present invention is intended to solve the problems of the above conventional techniques.

〔問題を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の金属燃焼器の噴射ノズル保護装置は、アルカリ
金属を燃料とし、その両側から六弗化硫黄を噴射してア
ルカリ金属と反応させて発熱源とする金属燃焼器におい
て、燃焼器側端のフランジ面とアルカリ金属との間に空
間が形成される一端側のフランジ面に取付けられた六弗
化硫黄の噴射ノズルの先端外周部に胴体に穴明された筒
形の弗素樹脂リングをフランジ面に取り付け、この弗素
樹脂リングの先端部に柱形のアルカリ金属を打込んだ。The injection nozzle protection device for a metal combustor of the present invention uses an alkali metal as a fuel, and injects sulfur hexafluoride from both sides of the fuel to react with the alkali metal to generate a heat source. A cylindrical fluororesin ring drilled in the body is formed on the outer periphery of the tip of the sulfur hexafluoride injection nozzle attached to the flange surface on one end side where a space is formed between the flange surface and the alkali metal. The columnar alkali metal was driven into the tip of this fluororesin ring.

〔作用〕[Action]

本発明では、六弗化硫黄の噴射ノズルから六弗化硫黄が
噴射されると、六弗化硫黄は柱形リチウムの後端に衝突
すると共に弗素樹脂リングの穴から柱形リチウムの側面
と先端に接触して流れ、柱形のリチウムと弗素樹脂リン
グが同時に短時間に溶融して消失し、以後ボイラチュー
ブ内で両側のアルカリ金属の左右対称噴射（燃焼）が行
なわれる。また、ボイラチューブ内のアルカリ金属の燃
焼に先立つ予熱剤による予熱時には、溶融されて飛び散
るアルカリ金属は上記リングに取付けられた柱状のアル
カリ金属によって六弗化硫黄の噴射ノズルにつまること
が防止される。In the present invention, when sulfur hexafluoride is injected from the sulfur hexafluoride injection nozzle, the sulfur hexafluoride collides with the rear end of the pillar-shaped lithium and the side surface and the tip of the pillar-shaped lithium are penetrated from the hole of the fluororesin ring. , The columnar lithium and the fluororesin ring are simultaneously melted and disappear in a short time, and then the symmetrical injection (combustion) of the alkali metals on both sides is performed in the boiler tube. Further, at the time of preheating with a preheating agent prior to the combustion of the alkali metal in the boiler tube, the molten and scattered alkali metal is prevented from clogging the sulfur hexafluoride injection nozzle by the columnar alkali metal attached to the ring. .

〔実施例〕〔Example〕

本発明の一実施例を第１図（ａ），（ｂ）によって説明
する。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) and 1 (b).

本実施例は、第２図及び第３図に示すリチウムを用いる
金属燃焼器を以下説明するように改良したものである。This embodiment is an improvement of the metal combustor using lithium shown in FIGS. 2 and 3 as described below.

即ち、円筒形の樹脂リング６の側部の円周部に複数の円
形の穴6aをあけ、その先端に円柱形のリチウム10を打込
み、かつ同リングの後端を第２図のＡ側のフランジ８の
面に溶接されたステンレスリング７に取付ける。上記リ
ング６とステンレスリング７は、第１図（ａ）に示すよ
うに、それぞれの端部の円周上に設けられた環状突起6
b,7aの係合によって機械的に固定されている。４はフラ
ンジ８を貫通しステンレスリング７の内部において燃焼
器内に開口するSF₆ノズルである。That is, a plurality of circular holes 6a are made in the circumferential portion on the side of the cylindrical resin ring 6, and cylindrical lithium 10 is driven into the tip of the hole, and the rear end of the ring is placed on the A side in FIG. It is attached to the stainless ring 7 welded to the surface of the flange 8. As shown in FIG. 1 (a), the ring 6 and the stainless steel ring 7 are annular protrusions 6 provided on the circumference of their respective ends.
It is mechanically fixed by the engagement of b and 7a. Reference numeral 4 is an SF ₆ nozzle that penetrates the flange 8 and opens inside the stainless ring 7 into the combustor.

以上の構成をもつ本実施例では、先ず第２図に示す予熱
剤３を点火して内外のボイラチューブ1a,1b内に貯蔵さ
れているリチウム２を加熱溶融させるが、この時に飛び
散るリチウムは、弗素樹脂リング６の先端に打込ました
円柱形リチウム10によってSF₆ノズル４の穴につまるこ
とがない。In this embodiment having the above configuration, first, the preheating agent 3 shown in FIG. 2 is ignited to heat and melt the lithium 2 stored in the inner and outer boiler tubes 1a and 1b. At this time, the scattered lithium is Cylindrical lithium 10 driven into the tip of fluororesin ring 6 does not block the hole of SF ₆ nozzle 4.

また、次いでSF₆ノズル４からSF₆を噴射するとSF₆は同
ノズル４から円柱形リチウム10の後端に衝突すると共
に、円形の穴6aを通って円柱形リチウム10の側面及び先
端にも接触して流れ、同円柱リチウム10が短時間にSF₆
と反応して溶融する。また、円柱形リチウム10の発熱に
よって、同時に弗素樹脂リング６も溶融する。Also, then when to inject SF ₆ from SF ₆ nozzle 4 with SF ₆ will collide with the rear end of the cylindrical lithium 10 from the nozzle 4, also in contact with the side surface and the tip of the cylindrical lithium 10 through the circular hole 6a Then, the cylindrical lithium 10 is SF _{6 in a} short time.
Reacts with and melts. Further, due to the heat generated by the cylindrical lithium 10, the fluororesin ring 6 is also melted at the same time.

従って、以後SF₆ノズル４からSF₆が噴射される時には、
SF₆ノズル４まわりにはSF₆噴射を阻害するものが消失
し、第２図のA,B両側から対称的にSF₆が噴射されること
となり、ボイラチューブ1a,1b内に貯蔵されたリチウム
２は右A,B両側より対称にSF₆と反応して燃焼し、反応率
が向上する。Therefore, when SF ₆ is ejected from the SF ₆ nozzle 4 thereafter,
The matter that hinders the SF ₆ injection disappears around the SF ₆ nozzle 4, and SF ₆ is symmetrically injected from both sides of A and B in FIG. 2, and the lithium stored in the boiler tubes 1a and 1b is discharged. 2 reacts with SF ₆ symmetrically from both sides of A and B on the right side and burns, improving the reaction rate.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明は、アルカリ金属を燃料として六弗化硫黄をその
両側から噴射して反応させる金属燃焼器において、燃焼
器側端のフランジ面とアルカリ金属との間に空間が形成
される一端側のフランジ面に取付けられた六弗化硫黄の
噴射ノズルの先端外周部に胴体に穴明けされた筒形の弗
素樹脂リングをフランジ面に取付け、このリングの先端
部に柱形アルカリ金属を打込んでいるために、次の効果
を奏することができる。The present invention relates to a metal combustor in which sulfur hexafluoride is injected from both sides of an alkali metal as a fuel to cause a reaction, and a flange on one end side where a space is formed between a flange surface on the combustor side end and an alkali metal. A cylindrical fluororesin ring with a hole drilled in the body is attached to the flange surface on the outer periphery of the tip of the sulfur hexafluoride injection nozzle attached to the surface, and a pillar-shaped alkali metal is driven into the tip of this ring. Therefore, the following effects can be achieved.

（１） 予熱剤点火後の溶融して飛び散るアルカリ金属
燃料は、柱状アルカリ金属によって妨げられ、六弗化硫
黄の噴射ノズルにつまることが防止される。(1) The molten and scattered alkali metal fuel after ignition of the preheating agent is blocked by the columnar alkali metal and prevented from clogging the sulfur hexafluoride injection nozzle.

（２） 柱形アルカリ金属及び筒形の弗素樹脂リング
は、六弗化硫黄の噴射の初期に溶融し、以後六弗化硫黄
の噴射時に噴射ノズルのまわりには噴射を阻害するもの
はなく、アルカリ金属は左右対称に燃焼し、反応率を向
上させることができる。(2) The columnar alkali metal and cylindrical fluororesin rings are melted in the initial stage of the injection of sulfur hexafluoride, and thereafter, when the sulfur hexafluoride is injected, there is nothing that hinders the injection around the injection nozzle. Alkali metal burns symmetrically and can improve the reaction rate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第１図は本発明の一実施例を示し、同図（ａ）はその縦
断面図、同図（ｂ）はその斜視図、第２図は従来の金属
燃焼器の縦断面図、第３図（ａ）は第２図のＡ部の縦断
面図、第３図（ｂ）は同部の斜視図である。 1a,1b……ボイラチューブ、 ２……リチウム、３……予熱剤、 ４……六弗化硫黄（SF₆）噴射ノズル、 ６……弗素樹脂リング、6a……穴、 ７……ステンレスリング、８……フランジ、 10……円柱形リチウム。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a longitudinal sectional view thereof, FIG. 1 (b) is a perspective view thereof, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a conventional metal combustor. FIG. 3A is a vertical sectional view of the portion A in FIG. 2, and FIG. 3B is a perspective view of the portion. 1a, 1b …… Boiler tube, 2 …… Lithium, 3 …… Preheating agent, 4 …… Sulfur hexafluoride (SF ₆ ) injection nozzle, 6 …… Fluorine resin ring, 6a …… Hole, 7 …… Stainless steel ring , 8 …… Flange, 10 …… Cylindrical lithium.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡 敏秋 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重工 業株式会社長崎造船所内 審査官 神崎 潔 (56)参考文献 特開 昭61−200359（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−65736（ＪＰ，Ｕ) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshiaki Oka 1-1 1-1 Atsunoura-machi, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Shipyard Co., Ltd. Kiyoshi Kanzaki (56) References JP-A-61-200359 A) Actual development Sho 59-65736 (JP, U)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】アルカリ金属を燃料とし、その両側から六
弗化硫黄を噴射してアルカリ金属と反応させて発熱源と
する金属燃焼器において、燃焼器側端のフランジ面とア
ルカリ金属との間に空間が形成される一端側のフランジ
面に取付けられた六弗化硫黄の噴射ノズルの先端外周部
に胴体に穴明された筒形の弗素樹脂リングをフランジ面
に取付け、この弗素樹脂リングの先端部に柱形のアルカ
リ金属を打込んだことを特徴とする金属燃焼器の噴射ノ
ズル保護装置。1. A metal combustor in which an alkali metal is used as a fuel and sulfur hexafluoride is injected from both sides of the fuel to react with the alkali metal to generate heat, and between the flange surface at the end on the combustor side and the alkali metal. A cylindrical fluororesin ring with a hole drilled in the body is attached to the flange surface on the outer periphery of the tip of the sulfur hexafluoride injection nozzle attached to the flange surface on the one end side where a space is formed in the flange surface. A spray nozzle protection device for a metal combustor, characterized in that a pillar-shaped alkali metal is driven into the tip.