DE1539283C - Heating device for at least one thermoelectric battery which supplies current for a limited period of time - Google Patents
Heating device for at least one thermoelectric battery which supplies current for a limited period of timeInfo
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Description
1 - 2 .1 - 2.
Das Hauptpatent betrifft eine Heizeinrichtung für Als Reduktionsmittel wird gemäß der ErfindungThe main patent relates to a heating device for As a reducing agent is according to the invention
wenigstens eine während einer begrenzten Zeitdauer vorzugsweise Silizium verwendet, es ist jedoch auchat least one preferably uses silicon for a limited period of time, but it also is
Strom liefernde thermoelektrische Batterie mit einem möglich, an Stelle dessen Aluminium, Bor oder Zir-Electricity-supplying thermoelectric battery with a possible, instead of which aluminum, boron or zirconia
schnell abbrennbaren Heizsatz, mit einer beim Ab- kon zu verwenden.Quickly burn-off heating set, to be used with one at the Abkon.
brennen des Heizsatzes schmelzenden Schmelzsub- 5 Weiterhin wurde gefunden, daß sich besonders stanz, die eine Schmelztemperatur aufweist, die etwa günstige Verhältnisse ergeben, wenn das Reduktionsgleich der Betriebstemperatur der thermoelektrischen # mittel im Heizsatz einen Gewichtsanteil von etwa Batterie ist, und mit einer mechanischen oder elek- 25% hat. trischen Zündeinrichtung für den Heizsatz. . Als Oxydationsmittel wird gemäß der Erfindungburn coils, core melting Schmelzsub- 5 has furthermore been found that particularly substance which has a melting temperature which is about favorable conditions result when the reducing equal to the operating temperature of the thermoelectric # medium in the heating composition a weight percentage of about battery, and with a mechanical or elec- 25% has. tric ignition device for the heating unit. . As an oxidizing agent according to the invention
Derartige thermoelektrische Batterien dienen zur io ein binäres System verwendet, das aus Bariumperoxid Verwendung als Energiequellen für Regel- oder BaO2 und Vanadinpentoxid V2O5 besteht. Grund-Steuereinrichtungen in unbemannten Flugkörpern, sätzlich ist es jedoch aber auch "möglich, ein anderes bei welchen die Energiequelle nur für eine begrenzte Oxydationsmittel zu verwenden, welches bei Erwär-Zeitdauer wirksam zu sein braucht. Dabei kommt es mung Sauerstoff abgibt.Such thermoelectric batteries are used for io a binary system that consists of barium peroxide use as energy sources for standard or BaO 2 and vanadium pentoxide V 2 O 5 . Basic control devices in unmanned missiles, but it is also "possible to use another one in which the energy source is only used for a limited oxidizing agent that needs to be effective during the heating period. This releases oxygen.
darauf an, daß die Batterie innerhalb einer kurzen 15 Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindungon that the battery is within a short 15 According to a further embodiment of the invention
Zeitspanne von etwa 0,5 bis 1 Sekunde betriebsbereit wird schließlich noch vorgeschlagen, daß das Oxy-Time of about 0.5 to 1 second ready for operation, it is finally suggested that the Oxy-
ist und ihre volle Klemmenspannung erreicht. Diese dationsmittel so angeordnet ist, daß es durch denand has reached its full terminal voltage. This dation means is arranged so that it is through the
Klemmenspannung soll dann für mindestens 1 bis Heizsatz von der Batterie räumlich getrennt ist.Terminal voltage should then be at least 1 until the heating set is spatially separated from the battery.
2 Minuten zur Verfügung stehen. , Im folgenden soll die Erfindung an Hand der 2 minutes are available. , In the following the invention is based on the
Gemäß der vorveröffentlichten Patentschrift zum 20 Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel in einem Hauptpatent ist dabei die Anordnung so getroffen, horizontalen Schnitt darstellt, noch näher erläutert daß in einem Becher mehrere stabförmige Batterien werden. . ·' ' ( kreisförmig nebeneinander angeordnet sind und zwi- In einem zylindrischen Becher 1 sind sechs stabschen den Batterien ein Heizsatz in der Weise einge- förmige thermoelektrische Batterien 2 angeordnet. %-' gössen ist, daß jede Batterie ringsum von dem Heiz- 25 Diese sind von einem Heizsatz 3 umgeben. Letzterer satz eingeschlossen ist. Der Heizsatz wiederum ist wird umschlossen von einer metallischen Schicht 4, gegenüber der Becherwand und einer zentrischen die den Heizsatz von einer Schmelzsubstanz 5 mit Bohrung in der Mitte des Bechers durch* eine hoher Erstarrungswärme trennt. Die Schmelzsubstanz Schmelzsubstanz und eine Isoliersubstanz getrennt. schließlich ist von der Becherwand durch eine Iso-Um ein Ineinanderfließen von Schmelzsubstanz und 30 Herschickt 6 getrennt. Innerhalb des vom Heizsatz Heizsatz nach dem Abbrennen des letzteren zu v.er- gebildeten zylindrischen Raumes ist das erfindungshindern, sind beide durch eine zwischen ihnen lie- gemäße Oxydationsmittel 7 angeordnet. Dieses begende metallische Schicht voneinander getrennt. Der steht aus einem binären System aus Bariumoxid und Heizsatz kann als Reduktionsmittel Si enthalten und Vanadinpentoxid. Zur Zündung des Heizsatzes aus einem Gemisch von Si, Ti, Pb2O4, Fe2O3 und 35 schließlich dient eine Zündeinrichtung 8. BaF2 bestehen. Durch eine Zündeinrichtung wird der In der Heizeinrichtung spielt sich nach erfolgter Heizsatz, zum Bezugszeitpunkt gezündet und brennt Zündung des Heizsatzes durch die Zündeinrichtung schnell ab. Die Batterien werden dabei auf eine Tem- folgendes ab: Der Heizsatz brennt ab und heizt innerperatur von etwa 650° C aufgeheizt. Gleichzeitig halb eines Zeitraumes von 0,5 bis !Sekunde die schmilzt die Schmelzsubstanz und gibt nach dem 40 Thermobatterien auf eine Temperatur von 650° C Abbrennen und Wiedererkalten des Heizsatzes an auf. Dabei werden von dem im Heizsatz vorhandediesen ihre Erstarrungswärme ab, so daß sich letzte- nen Silizium mit einem Gewichtsanteil von 25 % etwa rer dadurch langsamer abkühlt, als es diese ohne Ver- 5 Gewichtsprozent oxydiert. Gleichzeitig beginnt die wendung einer Schmelzsubstanz tun würde. Auf diese Schmelzsubstanz 5 zu schmelzen. Während des Auf-Weise werden die Batterien auf einer so hohen Tem- 45 heizvorganges, nämlich wenn der Heizsatz eine Temperatur gehalten, daß ihre Klemmenspannung wäh- peratur von etwa 320p C überschreitet, beginnen die rend einer Zeit von etwa 1 bis 2 Minuten praktisch Elemente des Oxydationsmittels miteinander chekonstant bleibt. . misch nach der FormelAccording to the previously published patent specification for the 20 drawing, which is an embodiment in a main patent, the arrangement is made in such a way, represents horizontal section, explained in more detail that several rod-shaped batteries are in a cup. . Is poured in that each battery round of the heating 25 This - · '' are arranged (circle next to one another and intermediate are in a cylindrical can 1, six rod-rule the batteries heating composition in the manner einge- shaped thermoelectric batteries 2 arranged%. ' are surrounded by a heating set 3. The latter set is enclosed. The heating set in turn is enclosed by a metallic layer 4, opposite the cup wall and a central one which separates the heating set from a melting substance 5 with a hole in the middle of the cup by a high solidification heat The enamel substance enamel substance and an insulating substance are separated from the cup wall by an iso-um a flow of enamel substance and 30 Herschickt 6. This is an obstacle to the invention within the cylindrical space formed by the heating unit after the latter has burned off Both are arranged by an oxidizing agent 7 located between them net. This beginning metallic layer separated from each other. It consists of a binary system of barium oxide and a heating element that can contain Si as a reducing agent and vanadium pentoxide. For ignition coils, core of a mixture of Si, Ti, Pb 2 O 4, Fe 2 O 3 and 35, finally, an ignition device 8. BaF 2 is made. An ignition device is used to ignite the heating device at the reference time after the heating device has been completed and the ignition of the heating device burns down quickly by the ignition device. The batteries are reduced to a temperature as follows: The heating unit burns down and heats up to a temperature of around 650 ° C. At the same time half of a period of 0.5 to! Second, the melting substance melts and after the 40 thermal batteries have burned down to a temperature of 650 ° C and the heating set is cooled again. In the process, the heat of solidification in the heating unit is removed, so that the last silicon with a weight proportion of 25% cools more slowly than it oxidizes it without a weight percentage of 5%. At the same time the turn of an enamel substance begins. To melt on this melting substance 5. During the on-way, the batteries, namely, when the heating composition maintained at such a high tempera- 45 heating process a temperature that its terminal voltage exceeds currency temperature of about 320 C p, start the rend a time of about 1 to 2 minutes practically Elements of the oxidizing agent remain constant with one another. . mix according to the formula
Aufgabe der Erfindung war es nun, eine Verbesserung der Anordnung gemäß dem Hauptpatent dahin- 50 ' . \ gehend zu schaffen, daß die Klemmenspannung der BaO2 + V2O5 = Ba(VO3)2 + -- O2 Thermobatterien über einen noch längeren Zeitraum, ... nämlich über etwa mindestens 2Va Minuten, konstant \ bleibt. zu reagieren. Der frei werdende Sauerstoff verbindetThe object of the invention was now to improve the arrangement according to the main patent 50 ' . \ To create the effect that the terminal voltage of the BaO 2 + V 2 O 5 = Ba (L 3) 2 + - O, ... namely, remains constant \ 2 thermal batteries over an even longer period of time in excess of about at least 2 Va minutes. to react. The released oxygen connects
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß 55 sich mit dem noch nicht verbrauchten Silizium des ein Oxydationsmittel in unmittelbarer Nähe des Heiz- Heizsatzes zu Siliziumdioxid SiO2, wobei Wärmesatzes angeordnet ist, das nach erfolgter Aufheizung energie frei wird, die das beginnende Erkalten des der Batterie auf eine vorbestimmte Temperatur das Heizsatzes verlangsamt. Somit wird also die natürbei der Verbrennung des Heizsatzes nicht ver- liehe Abkühlung des Heizsatzes durch die Erstarbrauchte, im Überschuß vorhandene Reduktionsmittel 60 rungswärme der Schmelzsubstanz und durch die von oxydiert und dadurch die Abkühlung des Heizsatzes dem Oxydationsmittel mittelbar erzeugte Wärme verlangsamt. . über einen Zeitraum von über 21Za Minuten geringAccording to the invention, this is achieved in that 55 with the not yet consumed silicon of an oxidizing agent in the immediate vicinity of the heating heating set to silicon dioxide SiO 2 , with heat set is arranged, which is energy free after heating, the beginning of the cooling of the battery slowed down the heating set to a predetermined temperature. Thus, the natural cooling of the heating system, which is not allowed during the combustion of the heating system, is slowed down by the dead smoke, the excess reducing agent and the heat generated by the oxidizing agent, and thus the cooling of the heating system is slowed down. . low over a period of over 2 1 Za minutes
Durch das Oxydationsmittel erfolgt etwa 10 Se- gehalten, und die Klemmenspannung der BatterienThe oxidizing agent holds about 10 seconds, and the terminal voltage of the batteries
künden nach der Zündung des Heizsatzes eine Oxy- bleibt konstant. Erst wenn das freie Silizium im dation des in dem Heizsatz im Überschuß Vorhände- 65 wesentlichen vollständig zu Siliziumdioxid reduziertannounce an oxy- remains constant after ignition of the heating unit. Only when the free silicon in the dation of the excess material available in the heating unit is essentially completely reduced to silicon dioxide
nen und noch nicht verbrannten Reduktionsmittels, ist, beginnt die Erkaltung des Heizsatzes schnell fort-and not yet burned reducing agent, the cooling of the heating system begins quickly.
wodurch Wärmeenergie frei wird, die die Abkühlung zuschreiten und damit auch die Klemmenspannungwhereby thermal energy is released, which slows down the cooling and thus also the terminal voltage
des.Heizsatzes, nicht unwesentlich verlangsamt. der thermoelektrischen Batterien abzusinken.des.Heizatzes, slowed down not insignificantly. of the thermoelectric batteries sink.
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