DE2709733A1

DE2709733A1 - Verfahren zur erzeugung eines inerten gasgemisches und vorrichtung zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2709733A1
Application number: DE19772709733
Authority: DE
Inventors: Hermann Ramaker; Heinz-Josef Reher
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Current assignee: Erno Raumfahrttechnik GmbH
Priority date: 1977-03-05
Filing date: 1977-03-05
Publication date: 1978-09-07
Also published as: DE2709733C2

Description

Verfahren zur Erzeugung eines inerten Gasgemisches
und Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines inerten Gasgemisches, vorzugsweise zum Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, wie Sohlauchbootet Brückenpontons und dergleichen, unter Anwendung der bekannten katalytischen Zersetzung einer Flüssigkeit in einem exothermen Prozeß und eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens.
Es ist bekannt, zum Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, wie die oben genannten, inerte Gase, d.h. unbrennbare und nichttoxische Gase zu verwenden. Ein dafür verwendbares Gasgemisch ist beispielsweise die Luft, die mittels einer Pumpe in die aufblasbaren Gegenstände gefördert wird. Weitere für diese Zwecke verwendbarc Gase sind z.B.
Stickstoff, Halogen-Kohlenwasserstoffe und ähnlcihe Gase und Gasgemische.
Zum Aufblasen größerer Gegenstände, wie z.B. Brückcnpontons und größere Schlauchboote, ist es sehr mühsam, von liand mit einer Pumpe oder einem Blasebalg diese Gegenstände aufzublasen. Es werden deswegen für diese Zwecke bei Verwendung von Luft z.B. Kompressoren verwendet oder in Stalflaschen komprimierte Gase eingesetzt. Weiterhin besteht die Möglichkeit z.B. Stickstoff durch chemische Umsetzung zu erhalten. Ein Nachteil dieser bekannten Mittel besteht im wesentlichen in dem großen Gewicht, den diese Einrichtungen haben. So beträgt z.B. das Gewicht für einen Kompressor mit einer Liefermenge von 0,06 Nm3 Luft pro Sekunde etwa 60 kp. Bei Verwendung von in Stahlflaschen bereitgestelltem Gas beträgt das Systemgeuicht etwa 5 kp pro Nm3. Bei größeren Entnahmemengen pro Zeiteinheit ist eine Bündelung von Flaschen notwendig, allerdings auch möglicherweise zusätzlich eine Wärmequelle erforderlich, um eine Vereisung der Ventile an den Flaschen zu verweiden, die durch die starke Abkühlung bei der Entspannung der Gase auftritt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein einfaches Verfahren zur Erzeugung derartiger inerter Gasgemische anzugeben, wobei möglichst in einer tragbaren Vorrichtung eine Gesamtgasmenge von bis zu 50 Nm3 zur Verfügung gestellt werden sollen bei einer Gasleistung von mehr als 0,1 Nm3 pro Sekunde.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist unter Anwendung der katalytischen Zersetzung einer Flüssigkeit in einem exothermen Prozeß dadurch gekennzeichnet, daß das bei der Zersetzung entstandene erhitzte Gas in einem Wärmetauscher eine zweite Flüssigkeit zu einem inerten Gas verdampft, daß beide Gase dann miteinander vermischt einer Strahlpumpe als Treibgas zugeleitet werden und die in dieser Strahlpumpe angesaugte Luft zusammen mit dem Gasgemisch achleßlich dem Verbraucher zur Verfügung gestellt wird. Als katalytisch zersetzbare Flüssigkeit sind dabei besonders Hydrazin und/oder Hydrazinderivate zweckmäßig. Als weitere katalytisch zersetzbare Flüssigkeit kommt auch Wasserstoffperoxid infrage. Als zweite verdampfbare Flüssigkeit sind besonders IIalogenkolllenwasserstoffe empfehlenswert, insbesondere die bekannten Chlorfluorkohlenwasserstoffe.
Die - vorzugsweise tragbare - Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung ist durch zwei durch einen Armaturenträger zu einer baulichen Einheit verbundene Behälter gekennzeichnet, von denen der eine mit einem Druckgas und einem die katalytisch zersetzbare Flüssigkeit enthaltenen flexiblen Behälter, der andere mit der verdampfbaren Flüssigkeit gefüllt ist. Ein weiteres Merkmal nach der Erfindung ist ein über mindestens ein Ventil mit dem flexiblen Behälter verbundener an sich bekannter Gasgenerator sowie ein mit dem Gasgenerator einerseits und dem Behälter für die verdampfbare Flüssigkeit andererseits verbundener Wärmetauscher, eine dem Wärmetauscher nachgeschaltetc Strahlpumpe und ein darauffolgen der frei zugänglicher Anschlußstutzen. Es ist zweckmäßig, auch die verdampfbare Flüssigkeit über ein zusätzliches Ventil durch das Druckgas beaufschlagbar zu machen.
Eine solche Vorrichtung, aus der bis zu 50 Nm3 eines inerten Gasgemisches entnommen werden können, hat ein Systemgewicht von etwa einem kp pro Nm3. Bei einem bereits hergestcllten Gerät, das die für das Aufblasen eines Brückenpontons benötigte Gasmenge von etwa 25 Nm3 zur Verfügung stellen kann, beträgt das Gesamtgewicht rund 22 kp mit einem Treibstoffanteil von rund 7,5 kp. Das Volumen eines solchen Gerätes liegt bei 0,035 m3.
In den beigefügten Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, und zwar zeigen: Figur 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung, teilweise geschnitten, und Figur 2 eine Seitenansicht des gleichen Gerätes, teilweise geschnitten.
Durch einen Armaturenträger 1 sind die beiden Behälter 2 und 3 zu einer baulichen Einheit verbunden. Der Behälter 2 ist mit einem Druckgas, beispielsweise Stickstoff 4, und einem die katalytisch zersetzbare Flüssigkeit 5 enthaltenden flexiblen Behälter 6 gefüllt, während in dem Behälter 7 eine verdampfbare Flüssigkeit, beispielweise ein Halogcnkohlenwasserstoff, enthalten ist. Über ein in dem Armaturentrager 1 angeordnetes Hauptventil 9 und eine Rohrleitung 8 sowie ein Fahrventil 10 ist der flexiblc Behälter 6 mit einem Gasgenerator 11 verbunden.
Der Ausgang dieses Gasgenerators 11 ist über eine Rohrleitung 14 mit dem Wärmetauscher 15 verbunden, der andererseits über eine weitere Rohrleitung 12 und ein in dem Armaturenträger 1 untergebrachtes zweites Ventil 13 mit dem Behälter 3, der die verdampfbare Flüssigkeit 7 enthält, verbunden ist. An dem Ausgang des Wärmetauschers 15 ist eine Strahlpumpe 16 angeschlossen, von der eine weitere Leitung zu einem frei zugänglichen Anschlußstutzen 17 führt. Der Gasgenerator 11, der Wärmetauscher 15, die Strahlpumpe 16 und der Anschlußstutzen 17 sind seitlich neben den beiden Behältern 2 und 3 angeordnet unds bis auf den Anschlußstutzen 17, durch eine Schutzhaube abgedeckt. Im Armaturenträger 1 ist schließlich noch ein drittes Ventil 18 angeordnet, über das der Behälter 3 mit der verdampfbaren Flüssigkeit mit dem Druckgas im Behälter 2 verbindbar ist. Schließlich sind im Armaturenträger 1 noch zwei weitere Ventile 19 und 20 angeordnet, über die eine Betankung des Behälters 3 und des flexiblen Behälters 6 möglich ist, während an dem Behälter 2 noch ein zusätzliches Ventil 21 zur Betankung mit dem erforderlichen Druckgas angeordnet ist. An der Oberseite des Behälters 2 ist zusätzlich eine Handhabe 22 befestigt.
Die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ist folgende. Zum Aufblasen beispielsweise eines Brückenpontons wird dieser zunächst mit dem Anschlußstutzen 17 verbunden. Durch Öffnung der Ventile 9 und 10 wird das ständig unter dem Druck des Gases 4 stehende Hydrazin aus dem flexiblen Behälter 6 in den Gasgenerator 11 gefördert, in dem dieses katalytisch zersetzt wird und dann ein Gemisch aus Stickstoff, Ammoniak und geringen Anteilen von Wasserstoff bildet. Dieses bei der katalytischen Zersetzung hoch erhitzte Gas gelangt dann über die Rohrleitung 14 in den Wärmetauscher 15, dem andererseits über das Ventil 13 und die Rohrleitung 12 der flüssige im Behälter 3 untergebrachte Halogen-Kohlenwasserstoff 7 zugeführt wird. Dieser flüssige Halogen-Kohlenwasserstoff wird durch die erhitzten Gase verdampft und im Anschluß an den Wärmetauscher mit diesen Gasen vermengt. Das Gcmisch aus beiden Anteilen gelangt als Treibgas in die Strahlpumpe 16, in der von außen her Luft angesaugt wird. Dabei beträgt das Verhältnis angesaugter Luft zu Treibgas etwa 4 t 1. Cleichzeitig wird durch die angesaugte Luft das Gasdampfgemisch weiter abgekühlt, so daß am Verbraucheranschluß nur noch eine Temperatur von etwa 600C vorhanden ist.
Ansprüche - L e e r s e i t e

Claims

AN SPR U c HE ,1. Verfahren zur Erzeugung eines inerten Gasgemisches, vorzugsweise zum Aufpumpen aufblasbarer Gegenstände, wie Schlauchboote, Brückenpontons und dergleichen, unter Anwendung der katalytischen Zersetzung einer Flüssigkeit in einem exothermen Prozeß, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß a) das bei der Zersetzung entstandene erhitzte Gas in einem Wärmetauscher eine zweite Flüssigkeit zu einem inerten Gas verdampft, daß b) die beiden Gase miteinander vermischt und einer Strahlpumpe als Treibgas zugeleitet werden, daß c) die in der Strahlpumpe angesaugte Luft zusammen mit dem Gasgemisch dem Verbraucher zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß als katalytisch zersetzbare Flüssigkeit Hydrazin und/oder ein Hydrazinderivat verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch g e k e n n z e i c h -n e tJ daß als katalytisch zersetzbare Flüssigkeit Wasserstoffperoxid verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch g e k e n n -z e i c h n e tt daß als zweite, verdampfbare Flüssigkeit ein llalogenkohlenwasserstoff verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t, daß ein Chlorfluorkohlenwasserstoff verwendet wird.
6. Tragbare Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 5, g e k e n n z e i c h n e t durch zwei durch einen Armaturenträger (1) zu einer baulichen Einheit verbundene Behälter (2, 3), von denen der eine (2) mit einem Druckgas (4) und einem die katalytisch zersetzbare Flüssigkeit (5) enthaltenden flexiblem Behälter (6), der andere (3) mit der verdampfbaren Flüssigkeit (7) gefüllt ist, einen über eine erste Rohrleitung (8) und mindestens ein Ventil (9, 10) mit dem flexiblen Behälter (6) verbundenen Gasgenerator (11), einen über eine zweite Rohrleitung (12) und ein weiteres Ventil (13) mit dem Behälter (3) für die verdampfbare Flüssigkeit (7) und eine dri+te Rohrleitung (14) mit dem Gasgenerator (11) verbundenen Wärmetauscher (15), eine dem Wärmetauscher (15) nachgeschaltete Strahlpumpe (16) und einen frei zugänglichen Anschlußstutzen (17).
7. Tragbare Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n -z e i c h n e tw daß auch die verdampfbare Flüssigkeit (7) über ein zusätzliches Ventil (18) von dem Druckgas (4) beaufschlagbar ist.