CN114955991A - 气体发生器和生成气体的方法 - Google Patents

Abstract

气体发生器和生成气体的方法。提供了气体发生器和生成气体的方法。气体发生器包括：药筒，该药筒在内部设置有固体反应物和液体反应物分布器；和液体反应物供应部，该液体反应物供应部与液体反应物分布器流体连通。液体反应物供应部被构造为向液体反应物分布器提供压力液体反应物。液体反应物分布器包括多个常闭孔，该多个常闭孔被构造为在预定流体压力下打开，以分散液体反应物，以便与药筒中的固体反应物反应。

Description

气体发生器和生成气体的方法

本申请是2017年02月06日递交的发明名称为“气体发生器和生成气体的方法”、申请号为201780008166.X的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种气体发生器。更具体地，本发明涉及一种能够以可控方式借助至少一种固体反应物与至少一种液体反应物之间的反应生成气体/多种气体的装置。

背景技术

现场气体发生广泛用于各种行业、民事或军事应用中。一个明显的优点是它消除在庞大压缩气筒中涉及的高压。其他优点包括满足特殊要求的可定做尺寸和构造、集成到其他系统中的灵活性等等。

一个示例是在飞机中使用的应急氧气发生系统，在该应急氧气发生系统中，氯酸盐和高氯酸盐或有时为过氧化脲(UHP)与水的混合物用于按需生成氧气。

另一个示例是在PCT/SG2014/000505中描述的氢气发生系统，在该氢气发生系统中，借助固体燃料与液体反应物(在这种情况下为水)之间的水解反应现场生成氢气。概念是来自箱的水借助线路管泵送并借助液体分布器喷到在药筒中存储的固体燃料中，以引起水解反应。所生成的氢气通过半透药筒壁在被导出使用之前被收集在缓冲空间中。所述缓冲空间实际上由反应器室形成，所述固体反应物药筒被收容在该反应器室中。副产物和未反应反应物被约束在药筒中，以便更换。

液体和固体反应物的均匀混合明显有利于反应速度、气体发生效率以及限制不期望的副反应。由此，对于喷出的液体反应物，它优选为薄雾形式或为液滴形式。

另外，需要合适的措施来迅速切断液体反应物喷射，否则，即使关掉泵，在线路管和分布器中的残留液体反应物也仍然可能到达固体燃料，由此危害气体发生过程的可控性。期望具有一种可以立即切断液体反应物喷雾并由此迅速停止气体发生的简单分布器设计。

其他期望的改进包括简化固体反应物药筒设计并由此在削减可更换药筒的重量和成本的同时提供用于容易安装的某种灵活性。

因此，期望提供一种具有简化灵活固体反应物药筒和/或先进液体反应物分布措施的更可控的气体发生器，在该气体发生器中，液体反应物以薄雾形式而不是液滴形式喷出，并且喷射可以被迅速切断。

因此，需要的是一种寻求解决上述问题中的一些的气体发生器。此外，其他期望特征和特性将从连同本公开的附图和该背景技术一起采取的、随后的详细描述和所附权利要求变得明显。

发明内容

本发明的第一方面提供了一种气体发生器。该气体发生器包括：药筒，该药筒在内部设置有固体反应物和液体反应物分布器；和液体反应物供应部，该液体反应物供应部与液体反应物分布器流体连通，并且被构造为向液体反应物分布器提供压力液体反应物。液体反应物分布器包括多个常闭孔，该多个常闭孔被构造为在预定流体压力下打开，以分散液体反应物，以便与药筒中的固体反应物反应。

多个孔可以被构造为在预定流体压力以上以薄雾形式分散液体反应物。

预定流体压力可以在2巴至10巴之间，优选地为4巴。

药筒可以包括圆筒，并且液体反应物分布器穿过圆筒的中心轴大致在药筒的两端之间运转。

多个常闭孔可以围绕且沿着液体反应物分布器的长度分布。

液体反应物分布器可以包括挠曲材料，该挠曲材料被构造为允许多个常闭孔在预定流体压力下打开。

挠曲材料可以从包括弹性体、饱和橡胶、不饱和橡胶、硅橡胶或这些材料的组合的组来选择。

液体反应物分布器可以包括在10:1至2:1之间的外径与内径比。

液体反应物分布器的壁厚可以在0.5mm至2.5mm之间。

气体发生器还可以包括被构造为收容药筒的反应器。反应器可以限定用于收集并缓冲在药筒中生成的气体。

反应器可以包括：外壳，该外壳用于容纳药筒，外壳具有开放端和封闭端；盖子，该盖子用于扣紧到外壳的开放端；以及倒钩附件，该倒钩附件位于盖子的中心。

药筒可以包括被缠绕在药筒的外周表面周围的疏水半透材料，其中，疏水半透材料被构造为在防止液体或固体材料通过材料的同时允许气体通过材料。

疏水半透材料可以包括多个微孔。多个微孔中的每一个可以包括在0.03μm至2μm之间的直径。

药筒可以使用疏水半透材料叠层制造。

气体发生器还可以包括：压力传感器；温度传感器；控制器，该控制器用于调整液体反应物的流量；以及调整器，该调整器调整气体的流量。

本发明的第二方面提供了一种生成气体的方法。方法包括以下步骤：设置药筒，该药筒具有固体反应物和液体反应物分布器，液体反应物分布器包括多个常闭孔；以及以超过预定流体压力的压力向液体反应物分布器供应液体反应物，以打开孔并分散液体反应物，以便与药筒中的固体反应物反应，从而生成气体。

方法还可以包括以下步骤：调节液体反应物的压力，使得液体反应物以薄雾形式分散，以便与固体反应物反应。

预定流体压力可以在2巴至10巴之间，优选地为4巴。

设置药筒的步骤可以包括设置圆筒，并且穿过圆筒的中心轴大致在药筒的两端之间布置液体反应物分布器。

设置药筒的步骤还可以包括围绕且沿着液体反应物分布器的长度形成多个常闭孔。

设置药筒的步骤还可以包括由挠曲材料形成液体反应物分布器。

挠曲材料可以从包括弹性体、饱和橡胶、不饱和橡胶、硅橡胶或这些材料的组合的组来选择。

还公开了一种气体发生器，该气体发生器包括：固体反应物药筒，该固体反应物药筒包含用于生成气体的至少一种固体反应物；反应器，该反应器被构造为收容固体反应物药筒；箱，该箱用于存储液体反应物；泵和液体导管，该泵和液体导管用于从箱向收容在反应器内的固体反应物药筒输送液体反应物，以引起在固体反应物药筒中包含的固体反应物的反应；以及控制器，该控制器用于调整液体反应物的流量，并且其中，液体分布器优选地位于固体反应物药筒的中心，并且由弹性材料制成，并在侧壁上具有多个孔。多个孔在正常压力下保持封闭，并且它们仅在特定高压下打开，以喷出液体薄雾。

优选地，反应器具有室，该室用于在从反应器释放从固体反应物药筒生成的气体之前收集并缓冲该气体。

优选地，反应器包括：外壳，该外壳用于容纳固体反应物药筒，外壳具有开放端和封闭端；盖子，该盖子用于扣紧到外壳的开放端；以及倒钩附件，该倒钩附件位于盖子的中心。

优选地，固体反应物药筒包括：主体，该主体用于包含固体反应物；第一盖，该第一盖被布置在主体的一端；第二盖，该第二盖被布置在主体的相对端；液体分布器，该液体分布器布置在主体内；以及连接器，该连接器用于将液体分布器连接到在主体一端布置的第一盖。

优选地，固体反应物药筒包括被缠绕在所述药筒的外周表面周围的疏水半透材料，其中，疏水半透材料被构造为在防止液体或固体材料通过材料的同时允许气体通过材料。根据本发明的另一个实施方式，固体反应物药筒的主体由具有多个微孔的疏水材料制成。

优选地，反应器的倒钩附件在反应器的盖子被扣紧到外壳的开放端时与固体反应物药筒的连接器和液体分布器啮合，以形成完整的液流通道。

优选地，设置固体反应物药筒。固体反应物药筒包括：主体，该主体用于包含用于生成气体的固体反应物；第一盖，该第一盖被布置在主体的一端；第二盖，该第二盖被布置在主体的相对端；液体分布器，该液体分布器具有多个孔且被布置在主体内；以及连接器，该连接器用于将液体分布器连接到在主体一端布置的第一盖，并且其中，液体分布器由弹性材料制成，并在侧壁上具有多个孔。多个孔在正常压力下保持封闭，并且它们仅在特定高压下打开，以喷出液体薄雾。

优选地，液体分布器耦合到优选地位于第一盖中心的连接器。

优选地，在所述固体反应物药筒中的主体的壁由挠性材料制成，这些挠性材料包括至少一层毡和缠绕在毡表面上的至少一层半透膜。在这种情况下，可以仅使用布置在主体一端的一个盖。液体分布器耦合到位于该盖中心的连接器。

附图说明

本发明的实施方式将从以列举方式的以下书面描述且连同附图一起来更佳地理解并对本领域普通技术人员容易地明显，附图中：

图1

图1是根据本发明的实施方式的、具有电子控制器的气体发生器的示意图。

图2

图2A是根据本发明的实施方式的、为开放构造的固体反应物药筒的剖面图。

图2B是根据本发明的实施方式的、为封闭构造的固体反应物药筒的剖面图。

图3

图3是根据本发明的实施方式的、为封闭构造的反应器的剖面图。

图4

图4A是根据本发明的一个实施方式的液体分布器的侧视图。

图4B是图4A所示的液体分布器的端视图。

图5

图5A是示例性传统液体分布器的侧视图。

图5B是图5A所示的液体分布器的端视图。

图6

图6是根据本发明的实施方式的固体反应物药筒的主体的示意图。

图7

图7根据示例实施方式示出了例示了生成气体的方法的流程图。

技术人员将理解，附图中的元件为了简化和清晰而例示，并且不是必须被描绘为等比例。例如，图解、框图或流程图中的元件中的一些的尺寸可以关于其他元件夸大，以帮助理解本实施方式。

具体实施方式

以下关于附图阐述的详细描述被预期为本发明的目前优选实施方式的描述，而不旨在表示可以实践本发明的仅有形式。应理解，相同或等效功能可以由不同实施方式来实现，它们被预期为包含在本发明的范围内。

本发明的实施方式提供一种借助至少一种固体反应物与至少一种液体反应物之间的反应来产生气体的气体发生器。液体反应物和固体反应物分别存储在液体反应物箱和固体反应物药筒中。一旦液体反应物被输送到药筒并与固体反应物混合，则气体发生反应在存在或不存在催化剂的情况下发生。取决于要产生的气体，可以改变液体反应物和固体反应物的成分。

例如，在氢气产生的情况下，固体反应物可以从活性金属粉末、金属氢化物或其混合物(诸如活性铝、镁粉、铁粉、硼氢化钠、氢化铝钠、氢化铝锂)的组选择；而液体反应物可以为水或酸性水溶液。

在另一个示例中，在氧气发生的情况下，固体反应物可以为过碳酰胺或过碳酸钠，并且液体反应物可以为水。可以通过将催化剂与固体反应物或液体反应物混合来添加催化剂。

在另一个示例中，在二氧化碳发生的情况下，固体反应物可以为金属碳酸盐，诸如碳酸钙、碳酸钠，并且液体反应物可以为稀释的酸溶液。

图1示出了根据本发明的实施方式的、具有电子控制器的气体发生器的示意图。气体发生器10包括：固体反应物药筒15,该固体反应物药筒包含用于气体发生的至少一种固体反应物；反应器14,该反应器被构造为收容固体反应物药筒15；箱11,该箱用于存储液体反应物；泵12和液体导管16,该泵和液体导管用于从箱11向收容在反应器14内的固体反应物药筒15输送液体反应物，以便引起与包含在固体反应物药筒15中的固体反应物的反应；以及控制器13,该控制器用于调整液体反应物的流量。

本发明的气体发生器的示例性实施方式还可以包括其他补充零件，诸如压力传感器17和安全阀18。另外，发生器还可以包含附着到反应器14的侧壁的冷却介质(未示出)、温度传感器(未示出)以及调整气体流量的压力调整器(未示出)。

在本发明的实施方式中，压力传感器17和温度传感器连接到反应器14,以收集数据。然后可以将所收集的数据发送到控制器用于控制泵12、冷却介质以及调整器，以确保稳定的气体发生。安全阀18被设置为备用品，以在出现需要时释放反应器14中的压力。在本发明的另选实施方式中，本发明的气体发生器系统是便携的。

在示例性实施方式中，来自液体反应物箱11的液体反应物由泵12借助液体导管16递送到固体反应物药筒15中。包含至少一种固体反应物的固体反应物药筒15位于反应器14的室内部。在固体反应物药筒15与反应器14的壁之间形成缓冲空间。由液体反应物与固体反应物之间的反应生成的气体在它被导出使用之前被收集并存储在缓冲空间中。来自反应的副产物和其他固体或液体残留被约束在固体反应物药筒中，并且仅产物气体可以从固体反应物药筒15的壁由于半透结构而释放出来。在以下段落中用图2A、图2B以及图3所例示的示意图描述固体反应物药筒15和反应器14的详细结构。

现在参照图2A和图2B,根据本发明的实施方式分别示出了为开放构造和封闭构造的固体反应物药筒15的剖面图。根据示例性实施方式，固体反应物药筒15包括主体22、第一端和相对端。在本发明的一个实施方式中，固体反应物药筒的第一端和相对端为开放式的。各端具有与盖23、24啮合的边缘。盖23、24中的每一个可以由任意合适的手段可拆卸地耦合到各边缘。

盖23包括大致设置在盖中心的孔径，该孔径用于定位倒钩连接器26和0型圈27。倒钩连接器26包括一侧上的喷嘴和相对侧上的端口。

固体反应物药筒15还包括液体反应物分布器25。液体反应物分布器25布置在固体反应物药筒15的主体22内且贯穿主体22的纵向长度。液体反应物分布器25具有第一远端和第二远端。第一远端被构造为可拆卸地嵌合到倒钩连接器26的喷嘴。在本发明的一个实施方式中，第二远端是封闭式的，并且它被布置为接近固体反应物药筒15的相对端。在另一个实施方式中，第二远端是开放式的。在该实施方式中，液体反应物分布器25应具有与固体反应物药筒15的主体22充分相同的长度，使得当在固体反应物药筒15内组装液体反应物分布器25时，盖24能够以相当紧密的方式覆盖液体反应物分布器25的第二远端的开放端。在本发明的又一实施方式中，液体反应物分布器25的第二远端与盖24形成整体的一部分。这意味着液体反应物分布器25从盖24开始延伸形成整体单元。

图3示出了为封闭构造的、本发明的反应器14的示意侧视图。反应器14包括中空外壳31和盖子32、33。外壳31具有：开放端，该开放端具有盖子32；和封闭端，该封闭端具有盖子33。气体出口34大致设置在盖子33的中心，用于气体传导。固体反应物药筒15被插入中空外壳31中并扣紧到盖子32的中心。

在本发明的一个实施方式中，反应器14具有与固体反应物药筒15的长度大致相同的长度。反应器14具有比固体反应物药筒15更大的直径，以在反应器14内提供足够的空间，以允许在借助出口34从反应器14释放气体之前在气体发生反应期间在反应器14内逐步建立足够的压力。反应器14和出口34的直径以及反应器14和固体反应物药筒15的直径比可以被设计为匹配气体产生能力。

在本发明的另一个实施方式中，如图3所示，反应器14具有比固体反应物药筒15更长的长度，使得在将固体反应物药筒15插入到反应器14中时，存在限定室的空间。在反应期间产生的气体在借助出口34释放气体之前可以被收集并缓冲到室中。室在借助出口34释放气体以便使用之前起气体收集器的作用。室还起缓冲隔室的作用，该缓冲隔室收集并累积所生成的气体，因此维持反应器14内的特定压力，以便稳定气体供应。

反应器14可以具有与固体反应物药筒15相同的形状，或者具有不同形状。反应器14可以由与固体反应物药筒15相同的材料制成，或者由与固体反应物药筒15不同的材料制成。合适的材料包括但不限于：铝、不锈钢、聚碳酸酯、聚氯乙烯等。

填充有固体反应物的固体反应物药筒15在使用之前可以存储在干燥箱或密封在防潮袋或容器中。固体反应物药筒为一次性的，并且可以在需要气体供应时现场安装到气体发生器中。

在适当的压力下，在液体反应物分布器25周围形成薄雾。一旦薄雾与包含在固体反应物药筒15内的固体反应物接触，则几乎瞬时在固体反应物药筒15中发生气体发生反应。在反应期间产生的气体然后通过固体反应物药筒15的半透主体22并进入到反应器14中。所生成的气体在借助出口34释放气体以便应用之前累积在反应器14中。在本发明中，从液体反应物分布器25分配的液体反应物和/或由反应产生的蒸汽由疏水半透主体22约束在固体反应物药筒15内。这允许连续反应发生在固体反应物药筒15内，由此提高反应过程的效率。在反应器14具有缓冲室的实施方式中，在借助出口34释放气体以便应用之前在室内部逐步建立压力。电子控制器用于控制被供应到液体反应物分布器25的液体反应物的量，以控制由系统产生的气体的量。

图4A和图4B示出了根据本发明的一个实施方式的液体反应物分布器25的侧视图和端视图。作为比较，图5A和图5B中分别示出了示例性传统液体分布器50的侧视图和端视图。

参照图4A和图4B,在本发明的一个实施方式中，液体反应物分布器25包括中空弹性管41,多个孔42分布在中空弹性管41的表面周围。孔42可以通过用针或其他尖的针形物在弹性管的壁上穿孔来形成。所用针的直径可以在从50μm至2mm的范围内。因此，所形成的弹性管41的孔42常闭。弹性管具有与倒钩连接器26流体连接的一个开放端和封闭的另一端。另选地，弹性管41两端开放，一端与倒钩连接器26流体连接，并且另一端连接或密封在相对盖24处。弹性管41的材料可以从饱和和/或不饱和橡胶选择。橡胶可以包括但不限于：诸如硅橡胶的橡胶和含氟弹性体。弹性管41的材料和多个孔的直径有利地允许常闭的多个孔42在弹性管41内的压力达到预定水平时打开。在另选实施方式中，弹性管41的材料可以具有在8MPa至14MPa之间的抗拉强度，并且材料在200％伸长率下的拉伸模量可以在l MPa至2.8MPa之间。优选地，弹性管41的抗拉强度可以为10MPa,并且弹性管41在200％伸长率下的拉伸模量可以为l.9MPa。

常闭孔42仅在预定压力下打开。预定压力取决于所用的弹性材料可以在2巴至10巴的范围内。在将液体反应物泵送到液体反应物分布器25中时，因为液体反应物被保持在弹性管41内，所以在弹性管41内部逐步建立压力。一旦弹性管41内的压力达到预定水平，则多个孔42打开，并且反应物液体以薄雾形式分散。在一些实施方式中，预定压力可以为4巴。

换言之，常闭孔42可以在特定压力值下打开，并且将薄雾形式的液体反应物分散到药筒中。薄雾形式的反应物液体的高表面容积比可以有利地提升反应速度并提高气体发生的效率。弹性管41内的压力在关掉泵12时下降。多个孔42将由于压力的降低而封闭，并且结束反应物分布过程。因此，可以在暂停反应物递送之后的合理时间内停止反应过程。多个孔42的封闭还有利地防止固体反应物药筒15内的反应副产物不期望地回流到弹性管41中。

如图4B所示，弹性管41具有厚壁。图4B所示的弹性管的壁厚1.35mm。弹性管具有3.5mm的外径。换言之，弹性管具有35:8的外径与内径(OD/ID)比。将理解，OD/ID比可以在从10:1至2:1的范围内，并且壁厚可以在从0.5mm至2.5mm的范围内。

相比之下，传统液体分布器50(如图5A所示)由坚硬管51制成，多个通孔52分布在管51的表面周围。用于坚硬管51的材料是无弹性的，并且通孔52是常开的。通常，坚硬管51的壁厚相对较低，如由10:9的低OD/ID比指示的(如图5B所示)。

在传统液体分布器设计中，通孔52形成在坚硬管50的表面周围。由于常开通孔52,压力没有在坚硬管50内部逐渐建立。因此，反应物液体以大液滴形式来分散。大液滴的低表面容积比降低反应速度和气体发生效率。在关掉泵12时，在泵12下游侧的液体导管16中和液体分布器50中的残留液体反应物由于常开通孔52而仍然可以流到固体反应物药筒15中。因此，反应的终止明显地滞后于泵12的关闭。反应的副产物还可以借助开孔52回流到坚硬管50中。因此，气体发生的整体可控性与本发明相比不那么有效。

图6是根据本公开的实施方式的固体反应物药筒15的主体22的示意图。主体22由三层不同材料制成：毡61、坚硬圆筒62以及半透膜63。

坚硬圆筒62由金属或塑料制成，并且适形于主体22的形状。毡61被插入坚硬圆筒62内作为内衬，而半透膜63被缠绕在坚硬圆筒62的表面周围。在坚硬圆筒62的壁上形成多个通孔，用于通过气体。毡61可以由碳、玻璃或金属制成。毡61的功能包括将反应副产物约束在固体反应物药筒15内，而且过滤所产生的气体。半透膜63可以从仅允许气体通过的疏水材料选择。疏水材料可以包括但不限于也具有商用名称特氟龙(Teflon)的聚四氟乙烯。

在本发明的实施方式中，固体反应物药筒15还设置有半透材料63,该半透材料缠绕固体反应物药筒15的主体22的外周表面。半透材料63应为多孔的和具有疏水特性，使得它允许气体通过，但不允许液体、蒸汽或固体材料通过。在使用固体反应物药筒15时，借助液体反应物分布器25递送液体反应物。随着液体行进穿过液体反应物分布器15的纵向体时，它喷出到固体反应物药筒15上。

在反应物药筒15内生成的气体通过半透材料63并被收集。从液体反应物分布器25分散到固体反应物药筒中的液体反应物被约束在固体反应物药筒15内，以便使连续反应发生。在不偏离本发明的范围的情况下可以使用展示这种半透性的任意合适半透材料。在本发明的一个实施方式中，半透材料是气体可透膜。优选地，半透材料是一种特氟龙膜。更优选地，半透材料是聚四氟乙烯(PTFE)膜。在另一个实施方式中，主体22的壁被制造为半透的。换言之，壁由疏水材料制成且上面有微孔。壁可以使用疏水材料叠层制造。比如，壁可以通过使用疏水材料使用3D打印技术来形成，微孔可以在疏水材料的沉积期间自然形成。微孔可以具有在0.03μm至2μm之间的直径。

另选地，在另一个实施方式中，省略坚硬圆筒62。固体反应物药筒15的主体22通过将半透膜63直接缠绕在毡61的表面上来制成。可选地，坚硬圆筒62用上面有通孔的挠性材料层来替换。在这两种情况下，固体反应物药筒15安装更灵活，并且可以削减容积和成本。

在又一个实施方式中，固体反应物药筒15在一端开放，以与盖23连接，并且在相对端封闭。

本发明的气体发生器具有若干优点。如在上文描述的，因为反应物和副产物这两者被约束在药筒内，所以在本发明中可以实现不间断的反应。在固体反应物药筒的外周表面周围设置的半透材料使由反应生成的气体与反应物分离，并且帮助将反应物和副产物约束在固体反应物药筒内部。这帮助避免由于副产物引起的问题。被递送到反应器的液体的量可以由泵和控制器来精确控制。由此可见，因为一旦液体反应物与固体反应物接触，可以几乎瞬时产生气体，所以可以在系统中实现快速响应。

具有多个常闭孔的液体反应物分布器被有利地构造为在预定压力下打开，使得液体反应物可以以薄雾形式而不是以大液滴的形式喷出。反应速度和气体发生效率由于薄雾的高表面容积比而有益地提高。因为多个孔在液体反应物分布器内的压力降至预定值以下时封闭，所以本发明可以有益地限制由于副产物回流到反应物分布器中而可能发生的不期望副反应。另外，一旦关掉泵，反应可以在合理的时间内停止，因为喷射随着封闭多个孔的压降而迅速切断。在本发明中，有利地提高气体发生的整体可控性。确定常闭孔打开的压力的因素可以包括但不限于：液体反应物分布器的外径与内径比、液体反应物分布器的材料、液体反应物的性质以及液体反应物分布器的壁厚。

因为液体反应物沿着液体反应物分布器25的整个长度分散，所以本发明的系统还允许反应有效地发生。所分散的液体反应物几乎瞬时与在药筒内包含的固体反应物反应，并且分散允许反应在药筒的整个长度上均匀发生。本发明的反应器不易受方位影响。换言之，反应器是不依赖方位的，并且能够在被放置在任意位置时操作，不管它是在竖直位置、水平位置还是在倾斜位置。因为液体反应物在预定压力下喷出并由此可以到达整个周围区域，所以不管反应器被如何定位，都可以获得恒定且稳定的气体发生。该特征对于室外应用是特别重要的。系统还允许用户通过控制被供应到系统的液体反应物的量来控制系统所产生的气体量。由此，系统具有按需产生气体的优点。固体反应物药筒的新设计通过将半透膜直接缠绕在毡上或在中间有一层挠性层的情况下进行，这消除传统的坚硬圆筒层。由此，固体反应物药筒构造和容积灵活，这使得它更容易安装且更便宜。

本发明的固体反应物药筒是一次性的，并且一旦气体流率或压力低于预设范围，则固体反应物药筒可以很容易地用一个新的替换。在固体反应物药筒内产生的副产物可以回收，用于其他用途。

图7示出了例示根据示例实施方式生成气体的方法的流程图。在步骤702处，设置药筒，该药筒具有固体反应物和液体反应物分布器。液体反应物分布器包括多个常闭孔。在步骤704处，在超过预定流体压力的压力下向液体反应物分布器供应液体反应物，以打开孔并分散液体反应物，以便与药筒中的固体反应物反应，从而生成气体。

本发明涉及一种紧凑的气体发生器。发生器包括：固体反应物药筒，该固体反应物药筒包含固体反应物；反应器，该反应器被构造为收容固体反应物药筒；箱，该箱用于存储液体；泵和液体导管，该泵和液体导管用于从箱向收容在反应器内的固体反应物药筒输送液体反应物，以引起气体发生反应；以及控制器，该控制器用于调整液体反应物的流量。通过设置具有确保为薄雾形式而不是液滴形式的液体喷射而且一旦关掉泵则迅速切断喷射的常闭孔的新型设计的液体反应物分布器，明显提高发生器的可控性。发生器的特征还在于灵活的固体反应物药筒设计，该固体反应物药筒设计通过简化结构不仅使得药筒的更换更容易，还削减成本。

还应理解，示例性实施方式仅是示例，并且不旨在以任何方式限制本发明的范围、应用性、操作或构造。相反，前述的详细描述将提供给本领域技术人员用于实施本发明的示例性实施方式的方便道路图，理解，可以在不偏离如所附权利要求阐述的本发明的范围的情况下对在示例性实施方式中描述的元件的功能和排列以及操作的方法进行各种变更。

进一步地，除非上下文另外非常需要，否则贯穿说明书和权利要求，词语“包括”等应在如与排外或穷尽相反的包括意义上来解释；也就是说，在“包括但不限于”的意义上来解释。

Claims (12)

1.一种气体发生器，该气体发生器包括：

药筒，该药筒在内部设置有固体反应物和液体反应物分布器；和

液体反应物供应部，该液体反应物供应部与所述液体反应物分布器流体连通，并且被构造为向所述液体反应物分布器提供压力液体反应物；

其中，所述液体反应物分布器包括多个常闭孔，

所述液体反应物分布器包括挠曲材料，该挠曲材料被构造为允许所述多个常闭孔在预定流体压力下打开，以分散所述液体反应物，以便与所述药筒中的所述固体反应物反应，以及

所述多个常闭孔围绕且沿着所述液体反应物分布器的长度分布且被构造为当所述液体反应物处于所述预定流体压力以上时以薄雾形式分散所述液体反应物。

2.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述多个孔被构造为在2巴至10巴之间，优选地为4巴的所述预定流体压力下打开。

3.根据前述权利要求中任意一项所述的气体发生器，其中，所述药筒包括圆筒，并且所述液体反应物分布器穿过所述圆筒的中心轴在所述药筒的两端之间运转。

4.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述挠曲材料从包括弹性体、饱和橡胶、不饱和橡胶、硅橡胶或这些材料的组合的组来选择。

5.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述液体反应物分布器包括在10∶1至2∶1之间的外径与内径比。

6.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述液体反应物分布器的壁厚在0.5mm至2.5mm之间。

7.根据权利要求1所述的气体发生器，还包括被构造为收容所述药筒的反应器。

8.根据权利要求7所述的气体发生器，其中，所述反应器限定用于收集并缓冲在所述药筒中生成的气体。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的气体发生器，其中，所述反应器包括：外壳，该外壳用于容纳所述药筒，所述外壳具有开放端和封闭端；盖子，该盖子用于扣紧到所述外壳的所述开放端；以及倒钩附件，该倒钩附件位于所述盖子的中心。

10.根据权利要求1所述的气体发生器，其中，所述药筒包括被缠绕在所述药筒的外周表面周围的疏水半透材料，其中，所述疏水半透材料被构造为在防止液体或固体材料通过所述材料的同时允许气体通过所述材料。

11.根据权利要求10所述的气体发生器，其中，所述疏水半透材料包括多个微孔，所述多个微孔中的每一个包括在0.03μm至2μm之间的直径。

12.根据1所述的气体发生器，还包括：压力传感器；温度传感器；控制器，该控制器用于调整所述液体反应物的流量；以及调整器，该调整器调整所述气体的流量。

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