ТЕПЛОВОЙ ХИМИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК ТОКА Российский патент 2014 года по МПК H01M6/36 

Настоящее изобретение относится к электротехнической промышленности, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока.

Известен тепловой химический источник тока, содержащий помещенный в корпус и герметизированный крышкой блок, набранный из последовательно расположенных электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства, расположенного в основании корпуса [RU №2091918 С1, кл. H01M 6/36, от 27.09.1997 г.].

Данный источник тока имеет низкую электрическую емкость, что объясняется ограниченным количеством электрохимических элементов, которые могут быть помещены в один корпус. Это, в свою очередь, определяет и ограниченность его эксплуатационной возможности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является тепловой химический источник тока [Ф.И.Кукоз и др. Тепловые химические источники тока, стр.118, Изд-во Ростовского университета, 1989 г.], содержащий помещенный в корпус и герметизированный крышкой блок, набранный из последовательно расположенных электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства.

Для повышения электрической емкости в одном корпусе может быть помещено несколько блоков электрохимических элементов, объединенных единой энергетической цепью.

Размещение блоков в едином корпусе и объединение их единой энергетической цепью снижает надежность работы источника тока, поскольку отказ в работе одного из блоков приводит к отказу в работе самого источника тока. Кроме этого такой источник тока имеет завышенное время выхода на рабочий режим и ограниченное применение.

Целью предложенного технического решения является повышение надежности работы, уменьшение времени выхода на режим и расширение эксплуатационных возможностей.

С этой целью предлагается тепловой химический источник тока, содержащий помещенный в корпус и герметизированный крышкой блок, набранный из последовательно расположенных электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства, установленного в основании корпуса, отличающийся тем, что корпус содержит два диаметрально расположенных отсека с помещенными в них блоками электрохимических элементов, электрически не связанных друг с другом и получающих инициирующий импульс от запального устройства, заключенного в электроизоляционную оболочку, открытым концом направленную на рассекатель форса пламени, выполненный в виде треугольной призмы, установленной в центре на металлической перегородке, разделяющей отсеки, при этом острый угол между гранями призмы, обращенный в сторону запального устройства, составляет (70-80)°.

Положительный эффект может быть повышен путем выполнения на одном уровне по отношению к основанию корпуса нескольких отсеков. В этом случае рассекатель форса пламени должен иметь форму пирамиды с количеством граней, ответствующих количеству отсеков. Угол вершины пирамиды, обращенный к запальному устройству, соответствует указанному выше диапазону.

Выполнение в одном корпусе двух или более отсеков с помещенными в них электрически независимыми блоками электрохимических элементов, приводимых в рабочее состояние от одного запального устройства, повышает надежность работы источника тока. За счет уменьшения габаритов при сохранении электрической емкости, сопоставимой с прототипом, уменьшается время выхода на рабочий режим. Расширяются эксплуатационные возможности, поскольку энергосъем может быть произведен как от каждого блока электрохимических элементов, так и путем их подключения в различной комбинации вне источника тока в единую электрическую цепь.

Электроизоляционная оболочка, в которую помещено запальное устройство не позволяет рассеиваться и тем самым охлаждаться частицам форса пламени по внешним элементам конструкции, соединяющим запальное устройство и корпус источника тока. Форс пламени организованным потоком направляется на рассекатель.

Угол между гранями призмы в диапазоне (70-80)° определен необходимостью разделить форс пламени от запального устройства на два диаметрально направленных потока и без потерь тепловой энергии направить их в каналы, выполненные в основании корпуса и соединяющие запальное устройство с отсеками.

При углах рассекателя больше или меньше пределов выбранного диапазона не все раскаленные частицы потока направляются в сторону отсеков, из-за чего происходит потеря их тепловой энергии. В результате уменьшается надежность поджога пиротехнических нагревателей блока электрохимических элементов.

На рисунке 1 представлен предложенный источник тока. В корпусе 1 выполнены два отсека 2, в которые помещены собранные на крышке 3 блоки, состоящие из последовательно расположенных электрохимических элементов 4 и пиротехнических нагревателей 5, воспламенение которых осуществляется от запального устройства 6, помещенного в электроизоляционную оболочку 7.

При инициировании запального устройства форс пламени попадает на рассекатель форса пламени 8, установленный по центру металлической стенки 9, разделяющей отсеки. После рассекателя форс пламени разделяется на два диаметральных потока, которые по каналам 10, выполненным в основании 11 корпуса, направляются в воспламенительные каналы 12 блоков, производя поджог пиротехнических нагревателей.

Блоки могут быть выполнены без воспламенительных каналов. В таком случае в каналах основания корпуса укладываются пиротехнические полосы, которые передают тепловой импульс на такие же полосы, проложенные по боковой поверхности блоков.

Для уменьшения потерь тепла блоки окружены теплоизоляцией 13.

Напряжение с блоков снимается посредством токовыводов 14, выполненных на крышке каждого блока. Таким образом, электрические цепи блоков, находящихся внутри корпуса источника тока, не связаны между собой и могут питать разных потребителей энергии. В случае необходимости электрические выводы блоков могут быть скоммутированы с учетом потребителя электрической энергии вне корпуса источника тока.

Изобретение относится к области электротехники, может быть использовано в производстве тепловых химических источников тока. Технический результат - повышение надежности работы и уменьшение времени выхода на режим. Согласно изобретению корпус теплового химического источника тока содержит два диаметрально расположенных отсека с помещенными в них блоками электрохимических элементов, электрически не связанных друг с другом и получающих инициирующие импульсы от запального устройства, заключенного в цилиндрическую оболочку, открытым концом направленную на рассекатель форса пламени, выполненным в виде треугольной призмы, установленной в центре на металлической перегородке, разделяющей отсеки, при этом острый угол между гранями призмы, обращенный в сторону запального устройства, составляет (70-80)°. Положительный эффект может быть повышен путем выполнения на одном уровне по отношению к основанию корпуса нескольких отсеков. В данном случае рассекатель форса пламени должен иметь форму пирамиды с количеством граней, соответствующих соответствующим количеству отсеков. При этом угол вершины пирамиды, обращенный к запальному устройству, соответствует указанному выше. 1 ил.

Тепловой химический источник тока, содержащий помещенный в корпус герметизированный крышкой блок, набранный из последовательно расположенных электрохимических элементов и пиротехнических нагревателей, воспламеняемых от запального устройства, установленного в основании корпуса, отличающийся тем, что корпус содержит два диаметрально расположенных отсека с помещенными в них блоками электрохимических элементов, электрически не связанных друг с другом, и получающих инициирующий импульс от запального устройства, заключенного в цилиндрическую электроизоляционную оболочку, открытым концом направленную на рассекатель форса пламени, выполненный в виде треугольной призмы, установленной в центре на металлической перегородке, разделяющей отсеки, при этом острый угол между гранями призмы, обращенный в сторону запального устройства, составляет (70-80)°.