DE3320197A1

DE3320197A1 - Gas generator unit, in particular for underwater craft

Info

Publication number: DE3320197A1
Application number: DE19833320197
Authority: DE
Inventors: Hermann 2803 Weyhe Erdmann
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik 2800 Bremen GmbH; Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Airbus DS GmbH
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1984-12-06
Also published as: DE3320197C2

Abstract

In a gas generator unit, which is particularly suitable also for use in underwater craft, a gas is generated by chemical reaction and/or catalytic decomposition of a liquid energy carrier and blown out against the external surrounding pressure. The liquid energy carrier is here forced by a conveying gas from a stock vessel into the reaction chamber of the gas generator. The conveying gas for this purpose is supplied by a second, considerably smaller gas generator which is associated with a feedback and amplifying device. The latter has the effect that the power output of the first gas generator is adapted to the particular power requirement resulting from the prevailing surrounding pressure. This system is designed in such a way that a sub-critical coupling characteristic results in the given use/surrounding pressure range. In an envisaged case of use, the gas generator unit is a constituent of an expulsion system, by means of which a submerged underwater craft can eject torpedoes, buoys and the like against the prevailing pressure at the diving depths. <IMAGE>

Description

Gaserzeugungsanlage, insbesondere für UnterwasserfahrzeugeGas generating plant, in particular for underwater vehicles

Die Erfindung geht aus von einer Gaserzeugungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch die DE-PS 23 24 709 bekannt gewordenen Art.The invention is based on a gas generation system in the preamble of claim 1 specified and known from DE-PS 23 24 709 Art.

Die aus dieser Schrift bekannte Gaserzeugungsanlage dient als Rettungseinrichtung für Unterwasserfahrzeuge dazu, in etwaigen Notsituationen während einer Tauchfahrt in möglichst kurzer Zeit eine ausreichende Menge an Gas zur Verfügung zu stellen, das aufgrund seines Drucks in der Lage ist, das in den Tauchzellen des Fahrzeugs enthaltene Wasser aus zu treiben und so ein schnelles Wiederauftauchen zu ermöglichen.The gas generation system known from this document serves as a rescue facility for underwater vehicles, in any emergency situations during a dive trip to provide a sufficient amount of gas in the shortest possible time, which, due to its pressure, is capable of that in the diving cells of the vehicle to expel contained water and thus enable a quick reappearance.

Um den bei dieser Anordnung verwendeten flüssigen Energieträger, im allgemeinen Hydrazin, aus dem dafür vorgesehenen Vorratsbehälter in die Reaktionskammer zu pressen, wird bei der bekannten Anordnung in einem Hochdrucktank ein vorgespanntes Kaltgas, Stickstoff oder dergleichen, mitgeführt, das als Fördergas dient. Um dabei den mit wachsender Tauchtiefe zunehmenden Einfluß des Umgebungsdrucks, gegen den die Tauchzellen ausgeblasen werden müssen, in etwa zu kompensieren, ist in der eingangs genannten Schrift vorgesehen, den Vorratsbehälter für den flüssigen Energieträger dem Druck des umgebenden Wassers auszusetzen und so die Anforderungen an die Fördereinrichtung auch in größeren Tauchtiefen möglichst niedrig zu halten.To the liquid energy carrier used in this arrangement, im general hydrazine, from the storage tank provided for this purpose into the reaction chamber to press, in the known arrangement in a high pressure tank is a prestressed Cold gas, nitrogen or the like, carried along, which serves as a conveying gas. To do it the increasing influence of the ambient pressure with increasing diving depth, against the the Diving cells need to be blown out to roughly compensate, is in the opening mentioned writing provided, the storage container for the liquid energy carrier to the pressure of the surrounding water and so the demands on the conveyor to be kept as low as possible even at greater depths.

Darüber hinaus ist es bereits bekannt, für den Ausstoß von Körpern aus einem getauchten Unterwasserfahrzeug ein hochgespanntes Kaltgas, im allgemeinen Preßluft, Stickstoff o.ä., einzusetzen, Bei diesen Körpern kann es sich um Torpedos oder Raketen handeln, aber auch um Bojen oder Kapseln verschiedenster Art und Einsatzzwecke. Das Kaitgas muß dabei in entsprechend schweren und teuren Hochdrucktanks an Bord der Fahrzeuge mitgeführt werden und wird dabei zum Teil aus dem ohnehin begrenzten Vorrat entnommen, der für das Ausblasen der Tauchzellen bzw. als Fördergas für etwaige Gaserzeuger dient.In addition, it is already known for the ejection of bodies from a submerged underwater vehicle a high-tension cold gas, in general Use compressed air, nitrogen or the like. These bodies can be torpedoes or rockets, but also buoys or capsules of various types and purposes. The Kait gas has to be on board in correspondingly heavy and expensive high-pressure tanks of the vehicles are carried and is partly from the already limited Taken from the supply for blowing out the diving cells or as a conveying gas for any Gas generator is used.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gaserzeugungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art so auszubilden, daß einerseits ihre Gaserzeugungsrate dem jeweils herrschenden und an der Anlage anstehenden Umgebungsdruck angepaßt ist und daß andererseits eine erhebliche Reduzierung an Volumen, Gewicht und Kosten einer solchen Anlage möglich ist. Darüber hinaus soll diese Anlage möglichst vielseitig einsetzbar sein.The object of the invention is to provide a gas generation system as described in the preamble of claim 1 specified type so that on the one hand their gas generation rate is adapted to the prevailing ambient pressure prevailing in the system and on the other hand, a considerable reduction in volume, weight and cost such a system is possible. In addition, this system should be as versatile as possible be applicable.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Gestaltungsmerkmale vorgesehen, wobei ferner in den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen, vor allem im Hinblick auf eine möglichst weitgehende Vereinfachung der Anlage, eine Erhöhung ihrer FunXtionstüchtigkeit sowie einer Erweiterung ihres Einsatzbereiches angegeben sind0 Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Gaserzeugungsanlage in teilweise geschnittener Darstellung, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 2, Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels und Fig. 5 eine Prinzipskizze für den Einsatz einer Gaserzeugungsanlage nach der Erfindung in einem Unterwasserfahrzeug.To solve this problem are in the characterizing the invention Part of claim 1 specified design features provided, further in the subclaims advantageous developments, especially with regard to a Simplification of the system as much as possible, an increase in its functionality as well as an extension of their area of application are specified0 Below the invention is based on the embodiments shown in the drawing are explained in more detail. The figures show: FIG. 1 a gas generating plant in part sectional view, FIG. 2 an enlarged detail from FIG. 1, FIG. 3 shows a perspective illustration of a detail from FIG. 2, FIG. 4 shows a sectional illustration of a second exemplary embodiment and FIG. 5 is a schematic diagram for use a gas generating system according to the invention in an underwater vehicle.

In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.Identical or corresponding components are shown in the figures given the same reference numbers.

Die in Fig. 1 dargestellte Gaserzeugungsanlage ist modular aufgebaut und setzt sich im wesentlichen aus drei Komponenten zusammen: einem Gaserzeugermodul 1, einem Speichermodul 2 zur Speicherung des flüssigen Energieträgers, in diesem Fall Hydrazin, sowie einem Fördermodul 3. Der Gaserzeugermodul 1 ist dabei in der aus der eingangs genannten DE-PS 23 24 709 bekannten Weise aufgebaut, d.h. er enthält im wesentlichen eine mit einem für die Zersetzung des flüssigen Energieträgers geeigneten Katalysatogefüllte Reaktionskammer mit den zugehörigen Einlaß- und Austrittskomponenten. Auf diesen Teil soll daher hier nicht weiter eingegangen werden.The gas generation system shown in FIG. 1 is of modular design and is essentially composed of three components: a gas generator module 1, a storage module 2 for storing the liquid energy carrier in this Case hydrazine, as well as a delivery module 3. The gas generator module 1 is in the from the aforementioned DE-PS 23 24 709 known manner, i.e. it contains essentially one with one suitable for the decomposition of the liquid energy carrier Catalyst-filled reaction chamber with the associated inlet and outlet components. This part will therefore not be discussed further here.

Der Fördermodul 3 sowie der Speichermodul 2 sollen dagegen im folgenden eingehender erläutert werden, diese sind in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt.The delivery module 3 and the storage module 2, however, are to be used in the following are explained in more detail, these are shown in Fig. 2 on an enlarged scale.

Ein im Speichermodul 2 angeordneter Vorratsbehälter 4 ist mit dem flüssigen Energieträger zur Versorgung der im Gaserzeugungsmodul 1 enthaltenen Reaktionskammer gefüllt. Der Vorratsbehälter ist über einen zunächst von einer Berstscheibe 5 verschlossenen Eingangsstutzen 6 mit einem gasdichten Druckraum 7 verbunden. Letzterer ist im Fall des hier dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einem vorgespannten Kaltgas, in diesem Fall Stickstoff, gefüllt. Weiterhin ist im Druckraum 7 ein pyrotechnisches Ventil 8 angeordnet, das über eine Stellvorrichtung 9 elektrisch von außen betätigt werden kann. Dieses Ventil 8 verbindet den Druckraum 7 mit einem weiteren Druckraum 10, wobei die beiden Druckräume 7 bzw. 10 ferner durch einen ebenfalls durch eine Berstscheibe 11 verschlossenen Kanal 12 miteinander in Verbindung bringbar sind. Nach oben wird der Druckraum 10 von einem ersten Kolben 13 eines Differenzdruckkolbensystems abgegrenzt, der entlang der Innenwand des Gehäuses 14 des Fördermoduls 3 geführt ist0 Diese Gehäuse 14 ist unmittelbar an den Speichermodul 2 angeflanscht und wird durch einen Domdeckel 15 verschlossen. Der Kolben 13 ist durch einen in die Ge häusewand eingeschraubten Scherstift 16 in seiner Ruhelage arretiert.A storage container 4 arranged in the storage module 2 is connected to the liquid energy carrier to supply the reaction chamber contained in the gas generation module 1 filled. The storage container is initially closed by a bursting disk 5 Inlet connection 6 is connected to a gas-tight pressure chamber 7. The latter is in the case of the embodiment of the invention shown here with a prestressed Cold gas, in this case nitrogen, filled. Furthermore, a pyrotechnic is in the pressure chamber 7 Valve 8 is arranged, which is actuated electrically from the outside via an adjusting device 9 can be. This valve 8 connects the pressure chamber 7 with a further pressure chamber 10, the two pressure chambers 7 and 10 furthermore by a likewise by a Rupture disc 11 closed channel 12 can be brought into connection with one another. The pressure chamber 10 is moved upwards by a first piston 13 of a differential pressure piston system delimited, which is guided along the inner wall of the housing 14 of the conveyor module 3 ist0 This housing 14 is flanged directly to the memory module 2 and is closed by a dome cover 15. The piston 13 is through a housing wall in the Ge screwed shear pin 16 locked in its rest position.

Ein innerer Ansatz 17 des Domdeckels 15 bildet die Zylinderwand für einen zweiten Kolben 18, der ebenfalls Teil des Differenzdruckkolbensystems ist. Dabei liegt der Kolben 18, dessen wirksame Querschnittsfläche kleiner als diejenige des Kolbens 13 ist, konzentrisch in letzteren angeordnet. Im Zentrum des Kolbens 18 wiederum ist in einer Ausnehmung eine weitere Reaktionskammer 19 untergebracht, die wesentlicher Bestandteil eines zweiten Gaserzeugers ist. Dieser zweite Gaserzeuger, im folgenden als Pilot-Gaserzeuger bezeichnet, ist in seinen Abmessungen wesentlich kleiner als der den Gaserzeugermodul bildende erste Gaserzeuger und ist wie dieser ebenfalls mit einem flüssigen Energieträger, im vorliegenden Fall ebenfalls Hydrazin, betreibbar, Der flüssige Energieträger zum Betrieb des Pilot-Gaserzeugers ist dabei im Zylinder 20 des Kolbens 18 gespeichert, der mit der Reaktionskammer 19 über eine mit einer weiteren Berstscheibe 21 versehene Einlaßöffnung 22, sowie eine perforierte Einspritzplatte 23 verbunden ist. Zum Betanken ist der Domdeckel 15 ferner mit einem Einfüllstutzen 24 versehen.An inner approach 17 of the dome cover 15 forms the cylinder wall for a second piston 18, which is also part of the differential pressure piston system. The piston 18 is located here, the effective cross-sectional area of which is smaller than that of the piston 13 is arranged concentrically in the latter. In the center of the piston 18 in turn is a further reaction chamber in a recess 19th housed, which is an integral part of a second gas generator. This second gas generator, hereinafter referred to as pilot gas generator, is in his Dimensions much smaller than the first gas generator forming the gas generator module and, like this one, is also with a liquid energy carrier, in the present case Case also hydrazine, operable, the liquid energy carrier for the operation of the Pilot gas generator is stored in the cylinder 20 of the piston 18, which is with the reaction chamber 19 via an inlet opening provided with a further rupture disk 21 22, and a perforated injection plate 23 is connected. For refueling is the Dome cover 15 is also provided with a filler neck 24.

Schließlich ist die Reaktionskammer 19 durch eine mit Anströmöffnungen versehene Abschlußplatte 25 sowie einen im Boden des Differenzdruckkolbensystems befindlichen weiteren Druckraum 26, der ebenfalls durch eine Berstscheibe 27 verschlossen ist, und dem Druckraum 10 verbunden. Wie die Abbildung zeigt, ist oberhalb des Kolbens 18 noch eine durchlässige Schermembran 28 angeordnet, ferner sind die beiden Kolben 13 bzw. 18 mit geeigneten Dichtungen versehen.Finally, the reaction chamber 19 is through one with inflow openings provided end plate 25 and one in the bottom of the differential pressure piston system located further pressure chamber 26, which is also closed by a rupture disk 27 is, and the pressure chamber 10 connected. As the picture shows, is above the piston 18 a permeable shear membrane 28 is also arranged, furthermore the two pistons 13 or 18 with suitable seals.

In Fig. 3 ist der vorstehend bereits erläuterte Aufbau des Differenzdruckkolbensystems als einstückiges, integriertes Bauteil noch einmal im Detail in perspektivischer Darstellung wiedergegeben.3 shows the structure of the differential pressure piston system already explained above as a one-piece, integrated component again in detail in perspective Representation reproduced.

Die 'Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Systems ist nun wie folgt: Vor der Initiierung des Systems ist, wie bereits erwähnt, der Druckraum 7 mit Stickstoff unter einem Druck von etwa 1 - 2 bar gefüllt. Wird nun über ein elektrisches Stellsignal das Ventil 8 geöffnet, so strömt das expandierende Stickstoffgas in den Druckraum 10 unterhalb des ersten Kolbens 13. Dieser trennt daranXhin den Scherstift 16 ab; der zwangsläufig mitbewegte Kolben 18 durchtrennt die Schermembran 28. Wenn nun, angetrieben durch den Druck des Stickstoffgases, sich die beiden Kolben 13 bzw. 18 weiter nach oben bewegen, so drückt der Kolben 18 das flüssige Hydrazin - nach Zerstören der Berstscheibe 21 -durch die Einspritzplatte 23 in die Reaktionskammer 19 des Pilot Gaserzeugers. Hier wird das Hydrazin katalytisch in die entsprechende Menge an Fördergas zersetzt. Der Druck des entstehenden Gases zerstört die Berstscheibe 27 und das Gas strömt nun in den bereits mit Stickstoffgas gefüllten Druckraum 10. Dadurch steigt in diesem Raum der Druck weiter an und erzeugt aufgrund der unterschiedlich großen Querschnittsflächen der Kolben 13 und 18 einen entsprechend dem Flächenverhältnis verstärkten Einspritzdruck im Zylinder 20, so daß der Pilot-Gaserzeuger schnell einen hohen Fördergasdruck aufbaut.The operation of the system described above is now like follows: As already mentioned, the pressure chamber 7 is before the system is initiated filled with nitrogen under a pressure of about 1 - 2 bar. Will now have an electrical Control signal the valve 8 is open, the expanding nitrogen gas flows in the Pressure chamber 10 below the first piston 13. This separates then remove the shear pin 16; the piston 18, which is inevitably moved with it, is severed the shear membrane 28. If now, driven by the pressure of the nitrogen gas, If the two pistons 13 and 18 move further upwards, the piston pushes 18 the liquid hydrazine - after the bursting disc 21 has been destroyed - through the injection plate 23 into the reaction chamber 19 of the pilot gas generator. This is where the hydrazine becomes catalytic decomposed into the corresponding amount of conveying gas. The pressure of the resulting gas destroys the rupture disc 27 and the gas now flows into the already nitrogen gas filled pressure space 10. As a result, the pressure continues to rise and generate in this space due to the different large cross-sectional areas of the pistons 13 and 18 one injection pressure in cylinder 20 increased in accordance with the area ratio, see above that the pilot gas generator quickly builds up a high conveying gas pressure.

Dieser Druck zerstört schließlich die Berstscheibe 11, wodurch auch im Druckraum 7 der Druck rasch ansteigt, so daß als letztes die Berstscheibe 5 ebenfalls zerstört wird und der Vorratsbehälter 4 mit dem flüssigen Energieträger für den Haupt-Gas erzeuger mit dem Förderdruck beaufschlagt wird. Der weitere Ablauf ist nun wie bei den bereits bekannten Systemen, d.h. das Hydrazin wird aus dem Vorratsbehälter 4 in die Reaktionskaemer des Gaserzeuger-Moduls gepreßt, wird dort katalytisch zersetzt und wirkt als Gas gegen den an der Anlage anstehenden Umgebungsdruck.This pressure ultimately destroys the rupture disc 11, which also The pressure in the pressure chamber 7 rises rapidly so that the rupture disk 5 is also the last is destroyed and the reservoir 4 with the liquid energy for the Main gas generator with the delivery pressure is applied. The rest of the process is now as with the already known systems, i.e. the hydrazine is taken from the storage tank 4 is pressed into the reaction chamber of the gas generator module, where it is catalytically decomposed and acts as a gas against the ambient pressure in the system.

Das Fördersystem, d.h. der Pilot-Gaserzeuger, erreicht dabei dann einen stabilen Arbeitspunkt, wenn in der Reaktionskammer des Gaserzeugermoduls ein vorgegebener Nenndurchsatz an Hydrazin bei einem vorgegebenen Ausblasdruck, der größer sein muß als der jeweils herrschende Umgebungsdrucki erreicht wird. Für diesen Betriebspunkt ist im Vorratsbehälter 4 ein bestimmter Volumenstrom bei einem bestimmten Förderdruck PT erforderlich. Dieser sich einstellende Förderdruck PT wirkt seinerseits zurück auf den Druckraum 10 und damit auf die Fläche des Kolbens 13. Wird dieser Arbeitspunkt kurzzeitig in der instabilen Anlaufphase überlaufen, so wirkt sich das zunächst so aus, daß sich der Einspritzdruck in die Reaktionskammer 19 des Pilot-Gaserzeugers erhöht. Da hier jedoch bereits ein Kammerdruck Pc herrscht, der höher ist als der Druck PT im Vorratsbehälter 4, ist das Druckgefälle geringer, als es sich allein aufgrund der unterschiedlichen Kolbenflächen ergeben würde. Die Einspritzmenge im Pilot-Gaserzeuger nimmt deshalb wieder ab und es stellt sich erneut ein stabiler Arbeitspunkt ein. Die analoge Betrachtung gilt umgekehrt auch für einen Abfall des Förderdrucks im Vorratsbehälter 4.The delivery system, i.e. the pilot gas generator, then reaches a stable operating point when in the reaction chamber of the gas generator module specified nominal throughput of hydrazine at a specified blow-out pressure, the must be greater than the prevailing ambient pressure is reached. For this Operating point is in the reservoir 4, a certain volume flow at a certain delivery pressure PT required. This setting delivery pressure PT in turn acts back on the pressure chamber 10 and thus on the surface of the piston 13. This working point Overflowed briefly in the unstable start-up phase, this has an effect initially so that the injection pressure in the reaction chamber 19 of the pilot gas generator elevated. However, since there is already a chamber pressure Pc which is higher than that Pressure PT in the reservoir 4, the pressure gradient is less than it alone due to the different piston areas. The injection quantity in The pilot gas generator therefore decreases again and it becomes more stable again Working point. The analogous consideration also applies in reverse to a decrease in the Delivery pressure in the storage tank 4.

Der Betriebsdruck Pc in der Reaktionskammer 19 des Pilot-Gaserzeugers strebt daher stets wieder einem Gleichgewichtswert zu, der sich einerseits aufgrund des herrschenden Umgebungsdrucks und des somit notwendigen Förderdrucks ergibt und der andererseits von den gewählten Größen der jeweiligen Ein- und Austrittsquerschnitte sowie der wirksamen Kolbenflächen abhängt.The operating pressure Pc in the reaction chamber 19 of the pilot gas generator therefore always strives again towards an equilibrium value, which on the one hand is due to the prevailing ambient pressure and the thus necessary delivery pressure results and on the other hand, on the selected sizes of the respective inlet and outlet cross-sections as well as the effective piston areas.

Das Differenzdruckkolbensystem bildet so zusammen mit dem System der einzelnen Druckräume und Kanäle eine Rückkopplungs- und Verstärkungseinrichtung für den Pilot-Gaserzeuger, die diesem über den gesamten vorgesehenen Einsatz-Umgebungsbereich eine unterkritische Betriebscharakteristik verleiht.The differential pressure piston system, together with the system, forms the individual pressure chambers and channels a feedback and amplification device for the pilot gas generator, which this over the entire intended use environment area gives a subcritical operating characteristic.

Das in Fig. 4 gezeigt Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Gaserzeugungsanlage unterscheidet sich von vorstehend beschriebener im wesentlichen dadurch, daß hier zur Initiierung des Pilot-Gaserzeugers ausschließlich der herrschende Umgebungsdruck verwendet wird.The embodiment of the gas generating system according to the invention shown in FIG. 4 differs from the above essentially in that here to initiate the pilot gas generator only the prevailing ambient pressure is used.

Bei dieser Anordnung ist ein Kolben 29 des Differenzdruckkolbensystems so in der Gehäusewand 30 des Fördermoduls 31 geführt, daß er unmittelbar durch das eindringende Umgebungsmedium beaufschlagbar ist. Am Domdeckel 32 ist zu diesem Zweck ein pyrotechnisches Ventil 33 angeordnet, das den Außenraum mit dem Raum 34 zwischen dem Kolben 29 und dem Domdeckel 32 über eine Einlaßöffnung 35 verbindet. Der Kolben 29 ist dabei durch eine undurchlassigb dauerelastische Membran 36 gegen den Raum 34 abgegrenzt.In this arrangement there is a piston 29 of the differential pressure piston system so guided in the housing wall 30 of the conveyor module 31 that it is directly through the penetrating ambient medium can be acted upon. On the dome cover 32 is for this purpose a pyrotechnic valve 33 is arranged, the outer space with the space 34 between connects the piston 29 and the dome cover 32 via an inlet opening 35. The piston 29 is in this case by an impermeable, permanently elastic membrane 36 against the room 34 delimited.

Im Fall dieses AusSuhrungsbeispiels ist die Reaktionskammer 37 des Pilot-Gaserzeugers in einem fest mit dem Speichermodul 2 verbundenen Ansatz 38 angeordnet, der zugleich den Zylinder 39 für den zweiten Kolben 40 des Differenzdrucksystems bildet. In letzterem Zylinder 35 ist wieder der flüssige Energieträger für den Betrieb des Pilot-Gaserzeugers untergebracht. Der Reaktionskammer sind, analog zum ersten Ausführungsbeispiel, eine Einspritzplatte 41 sowie eine mit Austrittsöffnungen 42 versehene Bodenplatte 43 zugeordnet. Schließlich ist eine Rückkopplungsleitung 44 vorgesehen, die den Vorratsbehälter 4 für den flüssigen Energieträger des Gaserzeugermoduls 1 mit einem Druckraum 45 verbindet der sich zwischen der Membran 36 und dem Kolben 29 befindet.In the case of this embodiment, the reaction chamber 37 is the Pilot gas generator arranged in an attachment 38 that is fixedly connected to the storage module 2, which at the same time the cylinder 39 for the second piston 40 of the differential pressure system forms. The liquid energy carrier for operation is again in the latter cylinder 35 of the pilot gas generator. The reaction chambers are analogous to the first Exemplary embodiment, an injection plate 41 and one with outlet openings 42 provided base plate 43 assigned. Finally, there is a feedback line 44 provided that the reservoir 4 for the liquid energy carrier of the gas generator module 1 with a pressure chamber 45 which connects between the membrane 36 and the piston 29 is located.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist wie folgt: Zunächst wird das Ventil 33 elektrisch gezündet und gibt damit dem Umgebungsmedium den Weg durch die Einlaßöffnung 35 in den Druckraum 34 frei; die Membran 36 liegt dabei eng am Kolben 29 an. Unter dem Druck des eindringenden Umgebungsmediums bewegt sich das Differenzdruckkolbensystem in Richtung auf die Reaktionskammer 37 und preßt dabei Hydrazin aus dem Zylinder 39 in die mit dem Katalysator gefüllte Reaktionskammer 37, wodurch der Pilot-Gaserzeuger gestartet wird. Das durch die katalytische Zersetzung freiwerdende Fördergas strömt durch die Austrittsöffnungen in den Vorratsbehälter 4 des Speichermoduls 3. Gleichzeitig strömt das Fördergas über die Rückkopplungsleitung 44 in den Druckraum 45 zwischen der Membran 36 und dem Kolben 29. Aufgrund der verstärkenden Wirkung des Differenzdruckes auf den Kolben 29 läuft nun das System bis zu seinem durch die Dimensionierung und den Umgebungsdruck vorgegebenen Arbeitsdruck hoch, wobei sich mit steigendem Förderdruck die Membran 36 von innen an den Domdeckel 32 anlegt und das Umgebungsmedium aus dem Druckraum 34 verdrängt.The mode of operation of this arrangement is as follows: First, the Valve 33 is electrically ignited and thus gives the surrounding medium the path through the Inlet opening 35 in the pressure chamber 34 free; the membrane 36 lies close to the piston 29 at. The differential pressure piston system moves under the pressure of the surrounding medium in the direction of the reaction chamber 37 and thereby presses hydrazine out of the cylinder 39 in the one filled with the catalyst Reaction chamber 37, whereby the pilot gas generator is started. The one released by the catalytic decomposition Conveying gas flows through the outlet openings into the storage container 4 of the storage module 3. At the same time, the conveying gas flows through the feedback line 44 into the pressure chamber 45 between the diaphragm 36 and the piston 29. Due to the reinforcing effect the differential pressure on the piston 29 now runs through the system up to its the dimensioning and the ambient pressure predetermined working pressure high, with As the delivery pressure increases, the membrane 36 rests against the dome cover 32 from the inside and the ambient medium is displaced from the pressure chamber 34.

Der weitere Funktionsablauf entspricht dem anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen, d.h. vom Vorratsbehälter 4 wird das Hydrazin in die Reaktionskammer des Gaserzeugermoduls 1 gepreßt, das dadurch erzeugte Zersetzungsgas tritt gegen den Druck des umgebenden Mediums aus diesem aus.The further functional sequence corresponds to that based on the first exemplary embodiment described, i.e. from the reservoir 4, the hydrazine is in the reaction chamber of the gas generator module 1 pressed against the decomposition gas generated thereby the pressure of the surrounding medium from this.

Eine weitere Möglichkeit, sowohl im ersten als auch im zweiten Ausführungsbeispiel den Pilot-Gas erzeuger zu starten, besteht schließlich noch darin, eine von außen initiierbare Feststoffpatrone oder Gaskartusche vorzusehen. Diese wird dabei so angeordnet, daß die damit erzeugten Gase auf den querschnittsmäßig größeren der beiden Kolben des Differenzdruckkolbensystems wirken und den vorstehend beschriebenen Funktionsablauf in Gang setzen.Another possibility, both in the first and in the second embodiment Finally, starting the pilot gas generator consists of doing one from the outside Provide initiable solid cartridge or gas cartridge. This is how it is arranged that the gases thus generated on the larger cross-section of the both pistons of the differential pressure piston system act and those described above Set the functional sequence in motion.

Aufgrund der bei der erfindungsgemäßen Anordnung konstruktionsbedingten automatischen Anpassung des erzeugten Förderdrucks an den herrschenden Umgebungsdruck - bei geeigneter Dimensionierung und Auslegung sogar in der Weise, daß die Förder- und Ausblasleistung mit zunehmenden Außendruck zunimmt - ist diese Anordnung für vielfältige Einsatzzwecke geeignet. So läßt sich diese Gaserzeugungsanlage insbesondere auch in Unterwasserfahrzeugen dazu verwenden, um besonders funktionstüchtige und leistungsfähige Ausschubsysteme aufzubauen, die zudem wenig Volumen und Gewicht beanspruchen. Eine solche Anordnung, die von der der jeweiligen Tauchtiefe angepaßten Leistungserhöhung der erfindungsgemäßen Gaserzeugungsanlage Gebrauch macht, ist in Fig. 5 dargestellt und soll im folgenden erläutert werden.Due to the construction-related in the arrangement according to the invention automatic adjustment of the generated delivery pressure to the prevailing ambient pressure - with suitable dimensioning and design even in such a way that the conveying and discharge capacity increases with increasing external pressure - this arrangement is for suitable for a variety of purposes. So lets this gas generating plant especially also in underwater vehicles to use them in order to be particularly functional and to build high-performance extension systems that also have little volume and weight claim. Such an arrangement, adapted from that of the respective diving depth Increasing the power of the gas generating system according to the invention makes use is shown in Fig. 5 and will be explained in the following.

Der Rumpf 46 eines Unterwasserfahrzeuges weist dverse, durch Außenklappen verschließbare Auslaßöffnungen 47,48 für Torpedos 49 bzw. Kapseln oder Bojen 50 auf, die in Kammern 51,52 und 53angeordnet sind. Diese Kammern 51 bis 53 sind an ein zentrales Ausschubsystem 54 angeschlossen, das seinerseits von mehreren, im Falle d&s hier gezeigten AusfUhrungsbeispiels zwei, Gaserzeugungsanlagen 55 gemäß der Erfindung gespeist wird.The hull 46 of an underwater vehicle has the reverse, by external flaps closable outlet openings 47, 48 for torpedoes 49 or capsules or buoys 50 which are arranged in chambers 51, 52 and 53. These chambers 51 to 53 are on a central push-out system 54 connected, which in turn is made up of several, im Case of the two exemplary embodiment shown here, gas generation systems 55 is fed according to the invention.

Für das Ausschieben der Kapseln und Bojen einerseits bzw. Torpedos andererseits im getauchten Zustand werden die Außenklappen geöffnet und die Kammern 51,52 oder 53 geflutet. Bedingt durch den nun über das Ausschubsystem 54 auf die Gaserzeugungsanlagen rückwirkenden Tiefendruck ergibt sich nun wieder die bereits geschilderte Ansteuerungscharakteristik. Das bedeutet, daß in sehr kurzer Zeit die erforderliche Gasmenge erzeugt wird, die beim herrschenden Umgebungsdruck erforderlich ist, um den Körper aus der jeweiligen Kammer auszustoßen.For pushing out the capsules and buoys on the one hand or torpedoes on the other hand, in the submerged state, the outer flaps are opened and the chambers 51,52 or 53 flooded. Due to the now on the extension system 54 on the Gas generating systems retroactive deep pressure now results again from the already described control characteristics. This means that in a very short time the required amount of gas is generated, which is required at the prevailing ambient pressure is to expel the body from the respective chamber.

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Claims

Claims 1. Gas generating plant, in particular for underwater vehicles, at the one on the basis of the chemical reaction and / or catalytic decomposition a liquid energy carrier generates gases and against the prevailing ambient pressure are released, the liquid energy carrier being released by the pressure of a conveying gas is pressed from a storage container into a reaction chamber of a gas generator, characterized9 that a second gas generator for generating the conveying gas (19,20,37,39) and a feedback and amplification device are provided, whose input side (13,29) can be acted upon by the pressure of the conveying gas generated and whose output side (18,4O) as a regulating element for the second gas generator (19,20,37,39) is trained.

2. Gas generating plant according to Claim 1, characterized in that the operating characteristics of the feedback and amplification device so selected is that this results in the degree of coupling in the intended use and ambient pressure range of the gas generation system a subcritical value with up to extreme immersion depths almost independent of counter pressure results.

3. Gas generating plant according to claim. 1 or 2, characterized in that that the second gas generator (19, 20, 37, 39) also based on the chemical Reaction and / or catalytic decomposition of liquid energy sources can be operated.

4. Gas generating plant according to claim 3, characterized in that the feedback and amplification device has a differential pressure piston system, whose piston (13,18, 29, 40) each with the storage container (4, 20, 39) for the liquid energy carriers are in pressure connection, the storage container (20, 39) for the liquid energy carrier of the second gas generator assigned piston (18, 40) has the smaller effective cross-sectional area of the two.

5. Gas generating plant according to claim 4, characterized in that the two pistons (13, 18 or 29, 40) of the differential pressure piston system are concentric are arranged lying one inside the other and are integrally connected to one another.

6. Gas generating plant according to claim 5, characterized in that the second gas generator in the inner piston (13, 40) of the differential pressure piston system is arranged integrated.

7. Gas generating plant according to one of claims 4 to 6, characterized characterized in that to initiate the second gas generator the larger in area the two pistons (13, 29) can be acted upon with a pretensioned cold gas,

8th. Gas generating plant according to one of Claims 4 to 6, characterized in that to initiate the second gas generator, use the larger of the two pistons in terms of area (13,29) can be acted upon directly by the pressure of the surrounding medium.

9. Gas generating plant according to one of claims 1 to 8, characterized characterized in that from the second gas generator and the associated gas generator Feed-back and amplification device, existing conveyor unit (3) in the form of a module is designed.

10. Gas generating plant according to one of claims 1 to 9, characterized characterized in that this is an integral part of a push-out system for Bodies to be ejected from an underwater vehicle when submerged (49.50) forms.