ES2271753T3 - Generador de gas. - Google Patents
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Abstract
Generador de gas, con una primera y una segunda cámara de combustión (14, 16) cada una de las cuales lleva asociada una carga propelente (20) y un cebador (18), una cámara de salida (22) dispuesta entre las cámaras de combustión (14, 16), con orificios de entrada y de salida (28, 29, 24), y un disco separador (30) que subdivide la cámara de salida (22) en dos cámaras parciales (32, 34), cuya zona del borde (38) está adosada, al menos por tramos, en una de las delimitaciones (12) de la cámara de salida (22), donde cada cámara parcial (32, 34) está asociada a una cámara de combustión (14, 16), caracterizado porque una parte central (36) del disco separador (30), rodeada por la zona del borde (38), tiene una geometría que difiere de un plano (E), presentando por lo menos un saliente (40, 42, 44) que está dirigido hacia el interior de una de las cámaras parciales (32, 34).
Description
Generador de gas.
La invención se refiere a un generador de gas,
con una primera y una segunda cámara de combustión, cada una de las
cuales lleva asociada una carga propelente y un cebador, una cámara
de salida dispuesta entre las cámaras de combustión, con orificios
de entrada y salida y un disco separador que subdivide la cámara de
salida en dos cámaras parciales, cuya zona del borde está adosada,
al menos por tramos, a una de las delimitaciones de la cámara de
salida, donde cada cámara parcial está asociada a una cámara de
combustión, véase la patente EP-A-0
792 776.
Principalmente en los generadores de gas
tubulares de varias etapas, tal como se emplean, por ejemplo, en los
módulos de airbag del acompañante, está prevista generalmente en
cada extremo axial de la carcasa tubular una cámara de combustión,
mientras que en el centro, entre las cámaras de combustión, está
dispuesta una cámara de salida o de filtrado común. Con el fin de
evitar un salto de inflamación involuntario entre los dos grupos
propelentes, es conocido el hecho de subdividir el conjunto de la
cámara de salida mediante una pared de separación.
El objetivo de la invención es el de simplificar
la fabricación de un generador de gas y lograr que el propio
generador de gas resulte más eficaz y económico.
Esto se consigue en un generador de gas, del
tipo antes citado, porque la parte central del disco separador
rodeado por la zona del borde presenta una geometría que difiere de
un plano, presentando por lo menos un resalte dirigido hacia el
interior de una de las cámaras parciales. Debido a su forma, el
disco separador predetermina un camino del flujo para el gas que
fluye de la cámara de combustión a través de la cámara de salida
hacia los orificios de salida del generador de gas. La forma del
disco separador se puede elegir fácilmente de tal manera que el gas
tenga que ponerse en contacto con determinados tramos del disco
separador, con lo cual se puede conseguir, por una parte, un efecto
de enfriamiento y por otra, una separación de partículas,
equivalente a un efecto de filtrado. De esta manera se tiene la
posibilidad de emplear un menor número de filtros o incluso
renunciar totalmente a elementos de filtro. Otra ventaja en el
empleo de un disco separador de esta clase consiste en que para el
disco separador se puede elegir una forma que se fije
automáticamente en la cámara de salida, de manera que el disco
separador no tenga que ser fijado ya empleando otros medios, por
ejemplo, cordones de soldadura. Esto simplifica el proceso de
fabricación.
El disco separador puede presentar una forma que
difiera notablemente del plano.
El disco separador tiene preferentemente una
forma tal, obtenida por ejemplo mediante acuñados de resaltes y
rebajes, que en la cámara de salida se forman lo que se llama unos
espacios muertos en los que se pueden depositar partículas cuando el
flujo de gas atraviesa la cámara de salida. Para ello se elige la
forma del disco separador de tal manera que el disco separador
genere en las cámaras parciales unos espacios muertos situados a un
lado del recorrido de flujo directo desde los orificios de entrada a
los orificios de salida.
Con el fin de impedir el salto involuntario de
cebado entre los grupos propelentes es ventajoso que el disco
separador separe totalmente entre sí, en cuanto a flujo, las dos
cámaras parciales. Esto puede significar o bien que el disco
separador no presenta él mismo ningún orificio o que la zona del
borde del disco separador tiene un cierre estanco con la
delimitación de la cámara de salida.
En una forma preferida de realización de la
invención, cada cámara parcial está separada de su correspondiente
cámara de combustión por una pared que presenta por lo menos un
orificio de entrada, y el disco separador se apoya en las paredes.
Para ello se han previsto, por ejemplo, unos resaltes orientados
hacia el interior de las dos cámaras parciales, de tal manera que el
disco separador se pueda situar indesplazable en la cámara de
salida.
Visto en sección, el disco separador puede
presentar una forma ondulada o en w. Naturalmente puede utilizarse
también cualquier otra forma adecuada.
De acuerdo con una forma de realización
preferida de la invención está previsto que cada cámara parcial
esté separada de la correspondiente cámara de combustión por una
pared que tenga por lo menos un orificio de entrada, que el disco
separador presente, visto desde cada cámara parcial, por lo menos un
entrante o rebaje, y que el disco separador esté dispuesto de tal
manera que frente al orificio de entrada haya en cada pared un
rebaje. De esta manera se puede aumentar al máximo la separación
entre el disco separador y los orificios de entrada, en particular
con respecto a un disco plano, de manera que el gas que penetra
solamente incida sobre el material del disco separador después de un
recorrido más largo. De este modo se reduce la carga térmica del
disco separador.
En este caso se prefiere por lo menos un
orificio de entrada en la pared de la primera cámara de combustión,
frente a por lo menos un orificio de entrada en la pared de la
segunda cámara de combustión, dispuestos decalados.
Opcionalmente puede estar dispuesto un filtro en
la zona de los orificios de salida.
El objetivo se resuelve también mediante un
generador de gas con una carcasa de forma tubular, en la que están
dispuestos axialmente, una detrás de la otra, una cámara de
combustión que contiene el grupo propelente y una cámara de salida,
donde, visto en el sentido del flujo, detrás de la cámara de salida,
es decir en sentido axial después de la cámara de salida, está
previsto un espacio muerto delimitado desde la cámara de salida
hasta por lo menos un orificio de paso, que en cuanto a flujo sólo
está en comunicación con la cámara de salida. De acuerdo con la
invención, el gas fluye desde la cámara de combustión primeramente a
la cámara de salida y desde allí puede alcanzar, a través de los
orificios de salida, el entorno exterior del generador de gas, por
ejemplo un airbag. Sin embargo, a través de los orificios de salida,
una parte del gas llega al espacio muerto, donde se produce una
distensión y un enfriamiento de los gases así como una segregación
de partículas. El gas fluye entonces a través del orificio de paso
volviendo a la cámara de salida y desde allí a través de los
orificios de salida sale del generador de gas.
En una forma de realización preferida, el
espacio muerto está separado de la cámara de salida por un disco
separador. Mediante la disposición y tamaño de los orificios de paso
en el disco separador así como mediante el posicionamiento del disco
separador en la carcasa de forma tubular, con lo cual se pueden
determinar las dimensiones de la cámara de salida y del espacio
muerto, se puede configurar un modelo de generador de gas de manera
rápida y flexible para diversos requisitos.
Otras características y ventajas de la invención
se deducen de la siguiente descripción de varios ejemplos de
realización, en combinación con los dibujos adjuntos. Éstos
muestran:
- Figura 1 Una sección esquemática a través de
un generador de gas conforme a la invención, de acuerdo con una
primera forma de realización;
- Figura 2 Una sección esquemática a través de
un generador de gas conforme a la invención, de acuerdo con una
segunda forma de realización;
- Figura 3 Una sección esquemática a través de
un generador de gas conforme a la invención, de acuerdo con una
tercera forma de realización.
La figura 1 muestra un generador de gas 10 con
una carcasa de forma tubular 12. En los extremos axiales de la
carcasa 12 están dispuestas una primera y una segunda cámara de
combustión 14, 16, estando cada cámara de combustión 14, 16
comunicada con un cebador 18, y conteniendo un grupo propelente
20.
Entre las cámaras de combustión 14, 16 está
dispuesta una cámara de salida 22, que presenta unos orificios de
salida 24 dispuestos en la pared cilíndrica de la carcasa 12, a
través de los cuales el gas generado en las cámaras de combustión
14, 16 a partir de los grupos propelentes 20 puede salir de la
cámara de salida 22.
Las cámaras de combustión 14, 16 están separadas
de la cámara de salida 22 por sendas paredes 26, 27 que presentan
respectivamente unos orificios de entrada 28, 29 a través de los
cuales las cámaras de combustión 14, 16 están en comunicación con la
cámara de salida 22.
En cada una de las cámaras de combustión 14, 16
está dispuesta además una membrana 35 delante de la pared de la
cámara de combustión 26, 27, que se destruye dejando libre los
orificios de entrada 28, 29, cuando se inflama el grupo propelente
20 respectivo. También cabe la posibilidad de utilizar aquí un
filtro.
En la cámara de salida 22 está dispuesto un
disco separador 30, que subdivide la cámara de salida 22 en dos
cámaras parciales 32, 34 separadas fluidicamente entre sí.
El disco separador 30 está conformado
plásticamente de tal manera que en su parte central 36 tiene una
forma que difiere de un plano E, situado preferentemente ortogonal
respecto al eje A. La parte central 36 está rodeada de una zona del
borde 38. En el ejemplo representado, el disco separador 30 presenta
en el centro un entrante central 39, que para la cámara parcial 34
forma un resalte 40 que penetra en el interior de ésta. La cámara
parcial 34 tiene alrededor del resalte 40 un entrante 41 de forma
anular, y partiendo de éste, varios entrantes puntuales más
profundos situados sobre un perímetro. Estos entrantes forman un
resalte anular 42, con varios salientes 44 en forma de cúpula, que
penetran en la cámara parcial 32.
El disco separador 30 está dispuesto en la
cámara de salida 22 de tal manera que la zona del borde 38 queda
adosada por su superficie exterior a la carcasa 12, y esto de tal
manera que, mirando en dirección axial A, están dispuestos unos
orificios de salida 24 a cada lado del disco separador 30. El
entrante central 39 tiene una profundidad tal que el disco separador
se apoya con el resalte 40 contra la pared 27 de la segunda cámara
de combustión 16, mientras que el entrante 41 de forma anular tiene
por tramos una profundidad tal que los correspondientes resaltes 44
del disco separador 30 se apoyan en la pared 26 de la primera cámara
de combustión 14. De este modo, el disco separador 30 queda fijado
en la cámara de salida 22 sin posibilidad de desplazamiento y
pretensado.
Los orificios de entrada 28 en la pared 26 están
dispuestos de tal manera que quedan enfrentados al entrante central
39 del disco separador 30. En cambio los orificios de entrada 29 en
la pared 27 están dispuestos de tal manera que quedan enfrentados al
entrante 41 de forma anular. Los orificios de entrada 28 en la pared
26 están por lo tanto decalados con respecto a los orificios de
entrada 29 en la pared 27 de la segunda cámara de combustión 16. La
consecuencia de esto es que el gas caliente que penetra solamente
incide sobre el disco separador 30 después de un trayecto lo más
largo posible, de modo que se reduce al máximo la carga térmica de
aquél.
Debido al entrante central 39 y al entrante de
forma anular 41, en combinación con los resaltes 40, 42, 44 se
forman en las cámaras parciales 32, 34 unos espacios muertos 45 que
no están situados en el recorrido de flujo directo entre los
orificios de entrada 28, 29 y los orificios de salida 24. En estos
espacios muertos 45 se pueden depositar las partículas contenidas en
el flujo de gas. De esta manera, el disco separador 30 cumple un
efecto de filtro.
Desde la primera cámara de combustión 14, el gas
pasa a través de los orificios de entrada 28, primeramente al
entrante central 39, donde las partículas allí contenidas se pueden
depositar en el espacio muerto que está aquí formado. A continuación
el gas fluye radialmente hacia el exterior entre los resaltes 41 en
forma de cúpula (véase la flecha).
El gas procedente de la segunda cámara de
combustión 16 fluye a través de los orificios de entrada 29 al
entrante 41, y desde allí directamente hacia los orificios de salida
24 (véase la flecha en la figura 1). También en este caso los
espacios muertos sirven para retener partículas.
Opcionalmente, delante de los orificios de
entrada 24 también puede estar dispuesto un filtro conocido 46.
También existe la posibilidad de conformar la
zona del borde 38 del disco separador 30 formando una pestaña
cilíndrica 38' que quede adosada en toda la superficie contra la
pared de la carcasa 12, tal como se indica con línea de trazos en la
figura 1.
La zona del borde 38 del disco separador 30 no
tiene por qué estar en un plano. El disco separador 30 puede obtener
su forma deseada mediante el conformado de un disco plano. En todas
las formas de realización, el disco separador 30 es un componente
independiente de los restantes componentes del generador de gas,
como por ejemplo, las paredes de las cámaras de combustión.
La figura 2 muestra otro generador de gas 100.
Éste puede ser o bien un generador de gas de una sola etapa o parte
de un generador de gas de dos etapas, en cuyo caso la segunda mitad
estaría simétrica a continuación de la primera mitad
representada.
En una carcasa de forma tubular 112 está
previsto en un extremo axial una cámara de combustión 114 con una
carga propelente 120 y el correspondiente cebador 118. En dirección
axial A y a continuación de la cámara de combustión 114, visto en el
sentido de flujo, hay una cámara de salida 122 con orificios de
salida 124. En la pared de la cámara de combustión 114 están
previstos unos orificios de entrada 128 que comunican fluidicamente
la cámara de combustión 14 con la cámara de salida 122.
En la cámara de combustión 114 está dispuesto
además un filtro previo conocido 129. Delante de los orificios de
salida 124 se puede prever opcionalmente un filtro 146.
Situado en el sentido del flujo detrás de la
cámara de salida 122 (indicado en la figura 2 mediante una flecha)
hay un espacio muerto 150. El espacio muerto 150 está separado de la
cámara de salida 122 por un disco separador 160, que lleva un
orificio de paso 152. El borde 138 del disco separador 160 va unido
fijo a la pared de la carcasa 112.
El espacio muerto 150 no presenta ningún otro
orificio más que el orificio de paso 152, de manera que
fluidicamente solamente está en comunicación con la cámara de salida
122.
El disco separador 160 tiene forma de tobera con
una parte central 166 alargada, que se va cerrando en forma de
tronco de cono, y que está dirigida hacia el espacio muerto 150.
Por medio de la posición del disco separador 160
se determina tanto el tamaño de la cámara de salida 122 como el
tamaño del espacio muerto 150. Esto se puede utilizar, junto con el
diámetro del orificio 152, para adaptar la característica de un
modelo de generador de gas.
Una parte del gas que penetra desde la cámara de
combustión 114 a la cámara de salida 122 pasa a través del orificio
de paso 152 al espacio muerto 150, donde se enfría el gas y se
separan las partículas. El gas retorna entonces a través del
orificio de paso 152 y a través de los orificios de salida 124 sale
del generador de gas.
La figura 3 muestra una variante del generador
de gas 100 de la figura 2. Se describen únicamente los componentes
que son distintos.
En el generador de gas 100', la cámara de salida
122' es mayor que el espacio muerto 150', mientras que en la forma
de realización representada en la figura 2 sucede a la inversa.
Además, la parte central 162' del disco separador 160' no tiene
forma de tronco de cono sino que está realizada en forma de cilindro
con paredes rectas. Pero el funcionamiento es el mismo.
Claims (9)
1. Generador de gas, con una primera y
una segunda cámara de combustión (14, 16) cada una de las cuales
lleva asociada una carga propelente (20) y un cebador (18), una
cámara de salida (22) dispuesta entre las cámaras de combustión (14,
16), con orificios de entrada y de salida (28, 29, 24), y un disco
separador (30) que subdivide la cámara de salida (22) en dos cámaras
parciales (32, 34), cuya zona del borde (38) está adosada, al menos
por tramos, en una de las delimitaciones (12) de la cámara de salida
(22), donde cada cámara parcial (32, 34) está asociada a una cámara
de combustión (14, 16), caracterizado porque una parte
central (36) del disco separador (30), rodeada por la zona del borde
(38), tiene una geometría que difiere de un plano (E), presentando
por lo menos un saliente (40, 42, 44) que está dirigido hacia el
interior de una de las cámaras parciales (32, 34).
2. Generador de gas según la
reivindicación 1, caracterizado porque debido a la forma del
disco separador (30) se forman espacios muertos (45) en la cámara de
salida (22), en los que se depositan partículas cuando el flujo de
gas atraviesa la cámara de salida (22).
3. Generador de gas según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disco
separador (30) separa totalmente entre sí fluidicamente las dos
cámaras parciales (32, 34).
4. Generador de gas según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada cámara
parcial (32, 34) está separada de la cámara de combustión (14, 16)
asociada por una pared (26, 27), que tiene por lo menos un orificio
de entrada (28, 29), y porque el disco separador (30) se apoya en
las
paredes (26, 27).
paredes (26, 27).
5. Generador de gas según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada cámara
parcial (32, 34) está separada de la cámara de combustión (14, 16)
asociada por una pared (26, 27), que tiene por lo menos un orificio
de entrada (28, 29), porque el disco separador (30), visto desde
cada cámara parcial (32, 34), presenta por lo menos un entrante
(39, 41), y porque el disco separador (30) está dispuesto de tal
manera que frente al orificio de entrada (28, 29) en cada pared (26,
27) hay un entrante (39, 41).
6. Generador de gas según una de las
reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque por lo menos un
orificio de entrada (28) en la pared (26) de la primera cámara de
combustión (14) está dispuesto decalado frente a por lo menos un
orificio de entrada (29) en la pared (27) de la segunda cámara de
combustión (16).
7. Generador de gas según una de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la zona
de los orificios de salida (24) está dispuesto un filtro (46).
8. Generador de gas, en particular según
una de las reivindicaciones anteriores, con una carcasa de forma
tubular (112) dentro de la cual están dispuestas axialmente, una
tras otra, una cámara de combustión (114) que contiene un agente
propelente (120) y una cámara de salida (122; 122'),
caracterizado porque en sentido axial está previsto después
de la cámara de salida (122; 122') un espacio muerto (150; 150')
separado de la cámara de salida (122; 122'), salvo por lo menos un
orificio de paso (152; 152'), que fluidicamente sólo
está comunicado con la cámara de salida (122; 122').
está comunicado con la cámara de salida (122; 122').
9. Generador de gas según la
reivindicación 8, caracterizado porque el espacio muerto
(150, 150') está separado de la cámara de salida (122; 122') por un
disco separador (160; 160'), que presenta el orificio de paso (152,
152').
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