DE2165883A1

DE2165883A1 - Gasgenerator zur erzeugung einer vorgegebenen gasmenge durch katalytische zersetzung einer fluessigen substanz

Info

Publication number: DE2165883A1
Application number: DE2165883A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl Ing Gathmann; Walter Mayland
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1971-12-31
Filing date: 1971-12-31
Publication date: 1973-07-05
Also published as: US3890102A; IT974491B; FR2165955A1; FR2165955B1

Description

71-E IT-69 Bremen, den 30« Dezember 1973.

Mei/ka

ERNO Raurafahrttechnik Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Gasgenerator zur Erzeugung einer vorgegebenen Gasmenge durch .katalytische Zersetzung einer flüssigen Substanz

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator zur Erzeugung einer vorgegebenen Gasmenge durch katalytische Zersetzung einer flüssigen Substanz und insbesondere auf einen Gasgenerator, der das zur Austreibung der flüssigen Substanz aus einem Druckbehälter erforderliche Druckgas selbst erzeugt.

Gasgeneratoren zur Erzeugung von Gasen auf der Basis katalytischer Zersetzung einer flüssigen Substanz, z.B. Hydrazin oder Hydrazin-Gemischen, sind bekannt, Im Prinzip bestehen diese Gasgenerator-Systeme aus einem Druckbehälter, aus dem die zu zersetzende flüssige Substanz ausgetrieben und über ein Einspritzsystem in ein Katalysatorbett eingebracht wird. Der Katalysator bewirkt dann die spontane Zersetzung der flüssigen Substanz, z.B. bei reinem Hydrazin in Gas von geringem Molekulargewicht mit mehr oder minder großen Anteilen von Wasserstoff, Stickstoff und Ammoniak. Die Anteile dieser Gase hängen von der Temperatur, dem Druck sowie der Art und Konfiguration des Katalysators ab.

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Zur Austreibung der flüssigen Substanz aus dem Druckbehälter sind mehrere Verfahren bekannt. Normalerweise wird dazu ein bezüglich der zu zersetzenden Substanz inertes Gas aus einem Hochdruckbehälter, über einen Druckregler entspannt, gleichmäßig dem Treibstoff behälter zugeführt. Nach einem anderen Verfahren wird die zu zersetzende flüssige Substanz zusammen mit einem Druckgas in einem Behälter gelagert. Dabei nimmt während des Einsatzes mit abnehmender Flüssigkeitsraenge auch der Gasdruck ab, so daß die pro Zeiteinheit ausgetriebene Flüssigkeitsmenge infolge des Druckabfalls stetig verringert wird. Das führt selbstverständlich auch zu einer » Abnahme der pro Zeiteinheit im Katalysatorbett entwickelten Gas— menge. Schließlich ist es auch bereits bekannt, das im Katalysator erzeugte Gas selbst zur Druckbeaufschlagung der in dem Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit zu verwenden, indem der in Flußrichtung hinter dem Gasgenerator bestehende Gasdruck auf die größere Fläche eines Differenzdruckkolbens einwirkt, der, geregelt durch den Differenzdruck, die Flüssigkeit dem Katalysator zuführt.

Die Nachteile dieser bekannten Verfahren sind darin zu sehen, daß das zuerst genannte Verfahren zwei Behälter und einen Gasdruckregler erfordert, die zu einem hohen Gewicht der Einrichtung führen. Das an zweiter Stelle genannte Verfahren läßt nur einen zeitlich veränderlichen Betrieb zu. Das an letzter Stelle genannte Verfahren ρ erfordert den höchsten technischen Aufwand und verursacht damit die größten Kosten.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasgenerator zu schaffen, der eine vorgegebene Gasmenge durch katalytische Zersetzung kontinuierlich erzeugt und ein relativ geringes Gewicht aufweist und das zum Austreiben der flüssigen Substanz erforderliche Druckgas selbst erzeugt.

Der Gasgenerator nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zu zersetzende flüssige Substanz in einem Druckgefäß gelagert ist und daß der die Zersetzung bewirkende Katalysator in

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einem Behälter im Innern des Druckgefäßes angeordnet ist, der einerseits mit einer leicht zerstörbaren Trennwand versehen und andererseits über eine Rohrleitung mit der Druckgefäßwand verbunden ist. Es ist zweckmäßig, den Behälter für den Katalysator auf seiner Innenseite im Bereich der leicht zerstörbaren Trennwand mit einer regelbaren Blende auszurüsten. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist das den Behälter für den Katalysator mit der Druckgefäßwand verbindende Rohr flexibel.

Die leicht zerstörbare Trennwand des Behälters für den Katalysator kann beispielsweise aus Glas oder einer Aluminiumfolie bestehen. Der Behälter für den Katalysator selbst kann aus einem zylindrischen Gefäß bestehen, dessen Boden von der leicht zerstörbaren Trennwand gebildet ist und an dessen Deckel das Rohr zur Ableitung des erzeugten Gases angeschlossen ist, dessen anderes Ende mit der Druckbehälterwand verbunden ist. Der Katalysator selbst, der in bekannter Weise aus einer dichten Schüttpackung oder einem Sinterkörper besteht, kann in seinem Behälter beidseitig durch Siebe gehalten sein.

In der beigefügten Zeichnung sind zwei Beispiele für einen Gasgenerator nach der Erfindung dargestellt und zwar zeigen»

Figur 1 einen Schnitt durch einen Gasgenerator mit einer starren Rohrverbindung zwischen dem Behälter für den Katalysator und der Druckgefäßwandj

Figur 2 einen Schnitt durch einen Gasgeneratpr mit einer

flexiblen Rohrverbindung zwischen dem Behälter für den Katalysator und der Druckgefäßwand und

Figur 3 im Schnitt ein Detail des Behälters für den Katalysator.

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In dem Druckgefäß 1 ist die zu zersetzende flüssige Substanz 3t deren Oberfläche mit 4 bezeichnet ist, drucklos gelagert. In dem Druckgefäß 1 ist außerdem der Behälter 2 für den Katalysator angeordnet, dessen Boden von einer pneumatisch oder mechanisch leicht zerstörbaren Trennwand 5 gebildet ist und an dessen Deckel zur Ableitung des erzeugten Gases das Rohr 8 angeschlossen ist, das an seinem anderen Ende durch die Wand des Druckgefäßes 1 geführt ist und eine Anschlußmöglichkeit für einen beliebigen Verbraucher 10 bietet. Auf der Innenseite des Behälters 2 ist im Bereich der leicht zerstörbaren Trennwand 5 eine Blende 6 angeordnet, deren Blendenöffnung die Größe der Katalysatorkontaktfläche bestimmt. Diese Blende P 6 kann selbstverständlich regelbar sein.

Die Ausführungsform des Gasgenerators nach der Figur 2 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach Figur 1 lediglich dadurch, daß die Verbindung zwischen dem Behälter 2 und der Wand des Druckgefäßes 1 durch ein flexibles Rohr 9 gebildet ist. Der Vorteil dieser Ausführungsforra ist darin zu sehen, das der Gasgenerator lageunabhängig arbeiten kann, weil der Boden des Behälters 2 mit der leicht zerstörbaren Trennwand 5 unter dem Einfluß der Schwere immer am tiefsten Punkt des Druckgefäßes 1 gehalten wird, so daß eine ständige Berührung der zu zersetzenden flüssigen Substanz mit dem Katalysator gewährleistet ist, wenn die Trennwand 5 zerstört ist.

~ Die Wirkungsweise des Generators ist folgendes Nach Zerstörung der Trennwand entsteht ein Kontakt zwischen der zu zersetzenden flüssigen Substanz und dem Katalysator, wodurch die Katalyse eingeleitet wird. Das dabei entstehende Gas wird wegen des hohen Strömungswiderstandes, den der Katalysator bietet, zunächst in das Druckgefäß übertreten und dabei den Druck in diesem Gefäß so lange erhöhen, bis der Überdruck ausreicht, den Strömungswiderstand für die zu zersetzende Substanz und das bei der Katalyse entstehende Gas im Katalysator zu überwinden. Von diesem Augenblick an bewirkt der innere Gasdruck die Förderung der zu zersetzenden Substanz durch den

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Katalysator und damit die Gaserzeugung. Der hierdurch entstehende Druckverlust hat jedoch wiederum eine Gasentwicklung ins Innere des Gefäßes 1 zur Folge bis sich innerhalb kurzer Zeit ein Gleichgewichtszustand einstellt, der eine kontinuierliche Gaserzeugung gewährleistet. Ein Gasgenerator nach der Erfindung eignet sich besonders zum Aufblasen von Hohlkörpern aller Art, beispielsweise zum Aufblasen von Schlauchbooten, Rettungsinseln oder dergleichen.

— Patentansprüche —

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Claims

Patentansprüche

1.) Gasgenerator zur Erzeugung einer vorgegebenen Gasmenge durch katalytische Zersetzung einer flüssigen Substanz, dadurch gekennzeichnet , daß die zu zersetzende flüssige Substanz (3) in einem Druckgefäß (l) gelagert ist und daß der die Zersetzung bewirkende Katalysator in einem Behälter (2) im Innern des Druckgefäßes (l) angeordnet ist, der einerseits mit einer leicht zerstörbaren Trennwand (5) versehen und andererseits über eine Rohrleitung (8, 9) mit der Druckgefäßwand verbunden ist.

2.) Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) für den Katalysator an seiner Innenseite im Bereich der leicht zerstörbaren Trennwand (5) mit einer veränderbaren Blende (6) ausgerüstet ist.

3·) Gasgenerator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das den Behälter (2) für den Katalysator mit der Druckgefäßwand verbindende Rohr (9) flexibel ist.

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