DE2115010A1

DE2115010A1 - Instantaneous fixed gas volume generator - where gas generating chemical and catalyst separated by destructible partition

Info

Publication number: DE2115010A1
Application number: DE19712115010
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. 2800 Bremen; Schaper Jürgen 2871 Rethorn; Mayland Walter 2801 Moordeich. M Gathmann
Original assignee: Eroo Raumfahrttechnik GmbH, 2800 Bremen
Priority date: 1971-03-27
Filing date: 1971-03-27
Publication date: 1972-09-28

Abstract

Generation of a given gas volume by catalytic decomposition in milliseconds such as is required for passenger restraining bags for vehicles is achieved by housing the gas generating chemical e.g., hydrazine to be decomposed and the catalyst inside the same container, separated only by a thin, instantly destructible partition, which is of glass, pref. pre-stressed to shatter more quickly and completely, or of aluminium foil.

Description

Gasgenerator zur Erzeugung einer vorgetebenen Gasmenge durch katalytische Zersetzung Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator zur Erzeugung einer vorgegebenen Gasmenge'durch katalytische Zersetzung, insbesondere zur Erzeugung einer relativ großen Gasmenge innerhalb kürzester Zeiträume.Gas generator for generating a predetermined amount of gas by catalytic Decomposition The invention relates to a gas generator for generating a predetermined amount of gas' by catalytic decomposition, in particular for generation a relatively large amount of gas within a very short period of time.

'Gasgeneratoren zur Erzeugung von Gasen auf der Basis katalytischer Zersetzun, z.B. von Hydrazin oder Hydrazin,emischenssind bereits bekannt. Im Prinzip bestehen diese Gasgeneratoren aus einem Katalysatorbett, dem beispielsweise durch ein Einspritzsystem das Hydrazin bzw. Hydrazingemisch unter entsprechendem ueberdruck zugeführt wird. Der Katalysator zersetzt dann spontan das Hydrazin in Gas von geringem Molekulargewicht mit mehr oder minder großen MH3 ## Anteilen von H2, N2 und ###, wobei die Anteile dieser Gase von der Temperatur, dem Druck sowie der Art und Konfiguration des Katalysators abhängen. Die erzeute Gasart hängt demnach von verschiedenen Faktoren ab. Der Zeitraum, in den eine vorgegebene Gasneige erzeugt wird, hängt jedoch-im wesentlinhen von dem Abstand zwischen der zu zersetzenden chemischen Substanz und dem Kttalvsator und der Geschwindigkeit, mit der die zu zersetzende chemisch Substanz den Yatalysator zugeführt werden kann, ab. Gas generators for generating gases on the basis of catalytic decomposition, for example of hydrazine or hydrazine, are already known. In principle, these gas generators consist of a catalyst bed to which, for example, the hydrazine or hydrazine mixture is fed by an injection system under the appropriate overpressure. The catalyst then spontaneously decomposes the hydrazine into gas of low molecular weight with more or less large MH3 ## proportions of H2, N2 and ###, the proportions of these gases depending on the temperature, the pressure and the type and configuration of the catalyst. The type of gas produced therefore depends on various factors. The period in which a predetermined gas tendency is generated depends, however, essentially on the distance between the chemical substance to be decomposed and the catalyst and the speed at which the chemical substance to be decomposed can be fed to the catalyst.

Diese Art von Gasgeneratoren ist sowohl zur Deckung eines kontinuierlichen als auch eines begrenzten Gasbedarfs in vielen Fällen vorteilhaft, wenn die Zeit wischen dem Öffnen des Absperrventils und dem Erreichen des vollen Gasstroms, die im Bereich von einigen Zehntel-Sekunden liegt, ausreicht.This type of inflator is both designed to cover a continuous as well as a limited gas requirement in many cases advantageous if the time between the opening of the shut-off valve and the reaching of the full gas flow, the in the range of a few tenths of a second is sufficient.

Es gibt jedoch auch Aufgaben, bei denen dieser Zeitraun von einigen Zehntel-Sekunden zu lang ist, um den gewünschten Effekt zu erreichen. Das kann beispielsweise der Fall sein, wenn eine bestimmte Gasmenge zum Aufblasen von Schutzkissen benötigt wird; die die Insassen eines Fahrzeugs bei einem Aufprallunfall vor schwereren Verletzungen schützen sollen.However, there are also tasks where this timeframe of some Tenths of a second is too long to achieve the desired effect. For example be the case when a certain amount of gas is required to inflate protective cushions will; the occupants of a vehicle in a collision accident from serious injuries should protect.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasgenerator zur Erzeugung einer vorgegebenen Gasmenge durch katalytische Zersetzung zu schaffen, der in der Lage ist diese relativ große Gasmenge innerhalb weniger Millisekunden zu erzeugen.The invention is based on the object of producing a gas generator to create a predetermined amount of gas by catalytic decomposition, which is in the This relatively large amount of gas is able to be generated within a few milliseconds.

Erfindungsgemäß ist der Gasgenerator dadurch gekennzeichnet, daß die zu zersetzende chemische Substanz und der Katalysator gemeinsam in einem Behälter angeordnet und daß sie lediglich durch eine leicht zerstorbare Wand voneinander etrennt sind.According to the invention, the gas generator is characterized in that the Chemical substance to be decomposed and the catalyst together in one container arranged and that they are only separated by an easily destructible wall are separated.

Als Material für diese Trennwand, das einerseits mit der zu zersetzenden chemischen Substanz und gegebenenfalls den bei der Zersetzung entstehenden Gasen verträglich und zusätzlich leicht zerstörbar sein muss, können beispielsweise Glas oder Aluminiumfolien verwendet sein.As the material for this partition, the one hand with the one to be decomposed chemical substance and, if applicable, the gases produced during decomposition must be compatible and also easily destructible, for example glass or aluminum foils can be used.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn entweder der Katalysator in einem Glasbehälter innerhalb der zu zersetzenden Substanz oder die zu zersetzende chemische Substanz in einem Glasballon innerhalb des Katalysators gelagert sind. Bei der Verwendung von Glas als Trennuand zwischen Katalysator und zu zersetzender chemischer Substanz ist es zweckmäßig, vorgespanntes Glas zu verwenden, um eine sofortige völlige Zerstörung der Trennwand zu erreichen.It is particularly advantageous if either the catalyst is in one Glass container inside the substance to be decomposed or the chemical to be decomposed Substance are stored in a glass balloon inside the catalyst. When using of glass as a separator between catalyst and to more corrosive chemical substance, it is appropriate to use toughened glass to make a to achieve immediate total destruction of the partition.

Vorzugsweise ist der Behälter, in dem sich die zu zersetzende chemische Substanz und der Katalysator befinden, als Druckbehälter ausgebildet, wobei die zu zersetzende chemische Substanz unter Überdruck steht.Preferably the container in which the chemical to be decomposed is stored Substance and the catalyst are, designed as a pressure vessel, the chemical substance to be decomposed is under excess pressure.

Es ist vorteilhaft, die Austrittsöffnung aus den Behälter für das durch die katalytische Zersetzung entstehende Gas mit einem Sieb zu versehen. Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung durch eine Dichtung verschlossen, die durch den Überdruck des entstandenen Gases selbst zerstörbar ist. Beispielsweise kann als Dichtung eine Metallfolie verwendet sein.It is advantageous to open the outlet opening from the container for the to provide gas produced by the catalytic decomposition with a sieve. Preferably the outlet opening is closed by a seal created by the overpressure of the resulting gas is itself destructible. For example, as a seal Metal foil can be used.

Zur Einleitung der Zerstörung der Trennwand zwischen Katalysator und zu zersetzender chemischer Substanz kann in dem Behälter eine elektrische Zündvorrichtung vorgesehen sein. Insbesondere bei der Vcrwendunr von Glas als Trennwand kann auch ein Schlagbolzen zur Zerrtöruna der Trennwand verwendet sein.To initiate the destruction of the partition between the catalyst and Chemical substance to be decomposed can be an electrical ignition device in the container be provided. In particular, when using glass as a partition wall a firing pin can be used to destroy the partition.

Ein besonderer Vorteil des Gasgenerators nach der Erfindung ist darin zu sehen, daß der Abstand zwischen Katalysator und zu zersetzender chemischer Substanz praktisch auf den ert 0 verringert ist, so la unmittelbar nach der Zerstörung der Trennwand die Zersetzunesreaktion eingeleitet wird. Wenn aabei die zu zersetzende chemische Substanz noch zusätzlich unter einen Überdruck steht ist auch ein sehr schnelles Eindrin@en der zu zersetzenden chemischen Substanz in den Katalysator oevährleistet. Dadurch wird der Zeitraum der Gaserzeugung rahezu ausschli eßli ch von der Reaktionsgeschwindigkeit des jeweiligen Katalysators bestimmt. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß ein solcher Gasgenerator sehr einfach und leicht ist und billig hergestellt werden kann.A particular advantage of the gas generator according to the invention is therein to see that the distance between the catalyst and the chemical substance to be decomposed practically to the ert 0 is reduced, so la immediately after the destruction of the Partition wall the Zersetzunreaktion is initiated. If the to be decomposed chemical substance which is additionally under an overpressure is also a very rapid penetration of the chemical substance to be decomposed into the catalyst o ensures. As a result, the period of gas generation is almost exclusively determined by the reaction rate of the respective catalyst. Another The advantage is to be seen in that such a gas generator is very simple and is light and inexpensive to manufacture.

In den beigefügten Zeichnungen sind mehrere Beispiele für einen erfindungsgemäßen Gasgenerator dargestellt> und zwar zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch einen Gasgenerator nach der Erfindung.In the accompanying drawings are several examples of one according to the invention Gas generator shown> namely Fig. 1 shows a section through a gas generator according to the invention.

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Gasgenerator nach Fig. 1 nach der Schnittlinie I - II, Fig. 3 einen Schnitt durch einen Gasgenerator, bei dem die zu zersetzende chemische Substanz innerhalb des Katalysators gelagert ist und Fig. 4 einen GasCenerator mit mehreren jeweils durch Trennwände voneinander isolierten abwechselnd gelagerten Schichten vom Katalysatormaterial und zu zersetzender chemischer Substanz. FIG. 2 shows a section through a gas generator according to FIG. 1 according to the Section line I - II, Fig. 3 shows a section through a gas generator in which the chemical substance to be decomposed is stored inside the catalytic converter and Fig. 4 a GasCenerator with several insulated from each other by partitions alternating layers of catalyst material and chemical to be decomposed Substance.

In einem Behälter 1 sind mehrere zylindrische Gefässe 2 angeordnet, in denen sich ein Katalysator 3 befindet. Die zylindrischen Gefässe 2 werden von der zu zersetzenden chemischen Substanz 4 umspült. Zur Einleitung der Zerstörung der zylindrischen Gefässe 2 ist ein elektrischer Zünder 5 in der Wand des Behälters 1 vorgesehen. Die Austrittsöffnung für das durch die Zersetzung entstehende Gas ist mit einem Sieb 6 und einer durch den Überdruck des entstandenen Gases zerstörbaren Dichtung 7 versehen.Several cylindrical vessels 2 are arranged in a container 1, in which a catalytic converter 3 is located. The cylindrical vessels 2 are of the chemical substance 4 to be decomposed washes around. To initiate the destruction of the cylindrical vessel 2 is an electric igniter 5 in the wall of the container 1 provided. The outlet opening for the gas produced by the decomposition is destructible with a sieve 6 and one by the excess pressure of the resulting gas Seal 7 provided.

In der Fig. 3 ist die zu zersetzende chemische Substanz 4 in einem Glasballon 8 innerhalb des Katalysators 3 gelagert. Der Katalysator 3 befindet sich seinerseits in dem Behälter 1, in dessen Wand ein beispielsweise durch elektrische Zundunq auslösbarer Schlagbolzen 9 angeordnet isi-.In FIG. 3, the chemical substance 4 to be decomposed is in one Glass balloon 8 stored inside the catalytic converter 3. The catalytic converter 3 is located in turn in the container 1, in the wall of which, for example, by electrical Zundunq releasable firing pin 9 is arranged isi-.

Die Fig. 4 zeigt einen Gasgenerator, bei dem in einem Behälter 10 sowohl der Katalysator 11 als auch die zu zersetzende chemische Substanz 12 in mehreren dicht verschlossenen Behältnissen aus beispielsweise Aluminiumfolien oder Glas wechselweise angeordnet sind. Zur Einleitung der Zerstörung der Behältnisse sind mehrere elektrische Zündvorrichtungen 5 vorgesehen. In der Austrittsöffnung für das durch die Zersetzung entstehende Gas ist auch hier ein Sieb 6 angeordnet. Auf eine besondere Abdichtung der Austrittsöffrung kann in diesem Beispiel verzichtet werden, da sich sowohl der Eatalysator wie auch die zu zersetzende chemische Substanz vor der Inbetriebsetzung des Gasmenge rators in den für sich abgeschlossenen Behältnissen befinden.4 shows a gas generator in which a container 10 both the catalyst 11 and the chemical substance 12 to be decomposed in several alternately tightly closed containers made of, for example, aluminum foil or glass are arranged. To initiate the destruction of the containers are several electrical Ignition devices 5 are provided. In the outlet opening for that by the decomposition a sieve 6 is arranged here as well. On a special seal the outlet opening can be dispensed with in this example, since both the The catalyst as well as the chemical substance to be decomposed before start-up of the gas quantity rator are in the self-contained containers.

Claims

Expectations

1. Gas generator for generating a predetermined amount of gas by catalytic Decomposition2 especially within a very short period of time as a result c h n e t that the chemical substance to be decomposed (4) and the catalyst (3) are arranged together in a container (1) and that they are only by one easily destructible wall are separated from each other.

2. Gas generator according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the Trennxrand is made of glass.

3. Gas generator according to claim 2, characterized g e k e n n -z e i c h n e t that toughened glass is used.

4. Gas generator according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the partition consists of an aluminum foil.

5. Gas generator according to claim 2 or 3, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the catalyst (3) in a glass container (2) within the to be decomposed chemical substance (4) is stored.

6. Gas generator according to claim 2 or 3, characterized in that e k e n n -z e i c h n e t that the chemical substance to be decomposed (4) in a glass balloon (8) is stored within the catalyst (3).

7. Gas generator according to at least one of claims 1 to 6, characterized gek e n n n z ei c h ne t that the container (1) is designed as a pressure vessel and that the chemical substance (4) to be decomposed is under excess pressure.

8. Gas generator according to at least one of claims 1 to 7, characterized it is not noted that the outlet opening for the through the catalytic Decomposition resulting gas is provided with a sieve (6).

9. Gas generator according to at least one of claims 1 to 8, characterized G e k e n n n z e i c h n e t s that the outlet opening for the through the catalytic Decomposition resulting gas is closed by a seal, which is caused by the overpressure of the resulting gas is destructible.

10. Gas generator according to claim 9, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that a metal foil is used as the seal (7).

11. Gas generator according to at least one of claims 1 to 10, characterized it is noted that an electrical ignition device (5) for initiation the destruction of the partition between the catalyst (3) and the chemical to be replaced Substance (4) is provided.

12. Gas generator according to * at least one of claims 1 to 11, characterized f e k e n n n z e i c h n c t that a Cchlabolzen (9) to destroy the partition provided between the catalyst (3) and the chemical substance to be destroyed g4) is.

L e r s e i t e