FR3139074A1 - Générateur de gaz comprenant du propergol sous pression - Google Patents
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Abstract
Générateur de gaz comprenant :- une chambre de gaz principale (10) présentant une paroi latérale,- du gaz (20) stocké sous pression dans la chambre de gaz principale (10),- une chambre pyrotechnique (30) agencée dans la chambre de gaz principale (10),- du propergol (40) agencé dans la chambre pyrotechnique (30) et exposé au gaz (20) stocké sous pression,- un allumeur pyrotechnique (51) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale (10) et prévu pour déclencher une combustion du propergol (40),caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d’étanchéité, tel qu’un étui (60), distinct de l’allumeur pyrotechnique (51) et agencé entre l’allumeur pyrotechnique (51) et le gaz (20) stocké sous pression Figure pour l'abrégé : Fig. 1
Description
La présente invention concerne de manière générale les générateurs de gaz utilisés dans des modules de sécurité automobile. En particulier, l’invention concerne les générateurs de gaz comprenant une réserve de gaz avec du propergol sous pression.
Dans l’art antérieur des générateurs de gaz comprenant une réserve de gaz avec du propergol sous pression, il est connu de prévoir un dispositif d’allumage à une extrémité du générateur de gaz avec un orifice de vidange à ‘autre extrémité, comme le montrent les documents US20120187667A1 ou WO2020/083773A1. Il est compliqué d’obtenir une ouverture rapide de la réserve de gaz sous pression avec un allumage du propergol sous pression sans endommager le propergol lui-même. Une ouverture rapide nécessite de générer une onde de pression qui doit traverser toute la réserve de gaz, mais cela risque de casser le propergol (bloc ou pastilles), ce qui peut provoquer des variabilités de performance et de fortes vitesses de montée en pression si l’allumage provoque des casses de propergol avec de petites parties qui brûlent rapidement. En outre, l’architecture de ces générateurs de gaz ne permet pas de contrôler aisément la vidange les gaz stockés dans la réserve de gaz. Cela entraine une forte agressivité des gaz sur le coussin gonflable, ce qui doit être évité. Il est également connu de prévoir un dispositif d’allumage attaché à une paroi latérale de la réserve de gaz, comme le montre le document US7316417B2. Cependant, un capuchon est prévu pour couvrir le dispositif d’allumage. Le capuchon est prévu avec plusieurs orifices radiaux, mais l’allumage du propergol est difficile à obtenir conjointement avec une ouverture rapide de l’opercule. De plus, le dispositif d’allumage doit être prévu pour résister aux fuites de gaz sous pression, ce qui complique la fabrication.
Un but de la présente invention est de répondre aux inconvénients de l’art antérieur mentionnés ci-dessus et en particulier, tout d'abord, de proposer un générateur de gaz qui présente un allumage du propergol amélioré, sans toutefois augmenter l’agressivité des gaz du générateur de gaz sur le coussin gonflable.
Pour cela un premier aspect de l'invention concerne un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale présentant une paroi latérale,
- du gaz stocké sous pression dans la chambre de gaz principale,
- une chambre pyrotechnique agencée dans la chambre de gaz principale,
- du propergol agencé dans la chambre pyrotechnique et exposé au gaz stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage, comprenant notamment un allumeur pyrotechnique, agencé (ou attaché directement ou indirectement) sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale et prévu pour déclencher une combustion du propergol,
caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d’étanchéité, tel qu’un étui, distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et le gaz stocké sous pression. Le dispositif d’allumage (l’allumeur pyrotechnique) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale permet d’allumer rapidement le propergol. Par ailleurs, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et le gaz stocké sous pression garantit une bonne étanchéité, sans solliciter l’allumeur. On peut aussi noter que l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) permet de régler la génération d’une onde de pression indépendamment des performances du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique), si bien que le réglage de l’allumage du propergol sous pression est facilité (allumage rapide, sans casse, ou avec une casse répétable du propergol).
- une chambre de gaz principale présentant une paroi latérale,
- du gaz stocké sous pression dans la chambre de gaz principale,
- une chambre pyrotechnique agencée dans la chambre de gaz principale,
- du propergol agencé dans la chambre pyrotechnique et exposé au gaz stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage, comprenant notamment un allumeur pyrotechnique, agencé (ou attaché directement ou indirectement) sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale et prévu pour déclencher une combustion du propergol,
caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d’étanchéité, tel qu’un étui, distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et le gaz stocké sous pression. Le dispositif d’allumage (l’allumeur pyrotechnique) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale permet d’allumer rapidement le propergol. Par ailleurs, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage et agencé entre le dispositif d’allumage et le gaz stocké sous pression garantit une bonne étanchéité, sans solliciter l’allumeur. On peut aussi noter que l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) permet de régler la génération d’une onde de pression indépendamment des performances du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique), si bien que le réglage de l’allumage du propergol sous pression est facilité (allumage rapide, sans casse, ou avec une casse répétable du propergol).
Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz principale peut comprendre un orifice principal de sortie, le générateur de gaz pouvant alors comprendre une tuyère secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression. Une telle tuyère (ou orifice) secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression permet de réguler le débit de vidange des gaz sous pression situés en amont de cette tuyère secondaire : cela procure un levier supplémentaire pour régler le fonctionnement et l’agressivité.
Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz principale peut comprendre un opercule principal (ou un premier opercule) obturant l’orifice principal de sortie.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’allumage peut être du côté aval de la chambre de gaz principale. En particulier, le dispositif d’allumage peut être attaché sur la chambre de gaz principale à une distance de l’orifice principal plus faible qu’à une distance séparant le dispositif d’allumage du côté la chambre de gaz principale opposé à celui comprenant l’orifice principal. En particulier, le dispositif d’allumage peut être attaché sur une moitié de la chambre de gaz principale comprenant l’orifice principal.
Selon un mode de réalisation, le propergol peut être agencé entre l’orifice principal de sortie et la tuyère secondaire. Ainsi, l’orifice principal de sortie peut être défini pour piloter la combustion propergol et la tuyère secondaire peut être définie pour piloter la vidange de la majorité du gaz stocké sous pression. Les deux orifices pouvant être définis indépendamment l’un de l’autre, l’agressivité de la libération initiale des gaz dans le coussin gonflable peut être réduite. En effet, la combustion du propergol est peu affectée par la nécessaire vidange du gaz stocké sous pression : le fonctionnement est mieux maîtrisé. Dans les générateurs de l’art antérieur avec le propergol agencé en amont de la majeure partie du gaz sous pression (avec l’allumeur positionné à l’opposé de l’orifice principal), l’orifice principal doit être suffisamment grand pour éviter une sur-pressurisation de la chambre de gaz principale lors de la libération des gaz produits par le propergol. Un orifice principal important engendre une libération initiale des gaz stockés sous pression qui peut être agressive pour le coussin gonflable (sac et/ou boitier) alors que fonctionnellement, une telle libération de gaz initiale n’est pas nécessaire.
Selon un mode de réalisation une section de passage de la tuyère secondaire sera inférieure à une section de passage de la tuyère principale.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité peut être partiellement agencé dans la chambre pyrotechnique. Autrement dit, l’organe d’étanchéité et l’allumeur pyrotechnique, une fois l’organe d’étanchéité ouvert, donnent directement dans la chambre pyrotechnique, ce qui garantit un allumage rapide du propergol puisque le dispositif d’allumage (l’allumeur pyrotechnique) est agencé au plus près du propergol sans en être séparé par un volume de gaz important.
Selon un mode de réalisation, le propergol peut être un chargement pyrotechnique en vrac. On peut envisager un chargement de pastilles. Cependant, on peut aussi prévoir un ou plusieurs blocs de propergol.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre au moins un organe de drainage traversant le chargement pyrotechnique en vrac.
Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut présenter au moins une partie en regard du dispositif d’allumage, et la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage peut former un écran à des gaz et/ou à une onde de pression généré(e-s) par le dispositif d’allumage. La partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage formant un écran garantit que les particules et gaz chauds de l’allumeur resteront dans la chambre pyrotechnique et/ou le chargement pyrotechnique. Un tel écran peut aussi être prévu pour atténuer une onde de pression générée par le dispositif d’allumage et son allumeur, si besoin. Ainsi l’allumage du propergol est amélioré et une ouverture trop rapide de l’opercule principal évitée.
Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut présenter au moins une partie en regard du dispositif d’allumage, et la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage peut être formée avec une paroi pleine. La paroi pleine garantit que les particules et gaz chauds de l’allumeur resteront dans la chambre pyrotechnique et/ou le chargement pyrotechnique. Une telle paroi pleine peut aussi être prévue pour atténuer une onde de pression générée par le dispositif d’allumage et son allumeur, si besoin.
Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut former ou comprendre un canal de drainage agencé pour drainer la totalité des gaz de combustion générés par le propergol. Autrement dit, l’organe de drainage peut comprendre au moins une portion de canalisation ou de passage agencée entre l’orifice de vidange de la réserve de gaz et la totalité du propergol. Le canal peut prendre la forme d’une cheminée.
Selon un mode de réalisation, l’organe de drainage peut présenter une direction de drainage, et le dispositif d’allumage peut présenter une direction axiale de dispositif d’allumage perpendiculaire à la direction de drainage. En particulier, on peut prévoir que l’organe de drainage soit orienté selon une direction axiale du générateur de gaz, et que le dispositif d’allumage soit orienté selon une direction radiale du générateur de gaz. Cela permet de rendre plus simple la connexion du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) à un circuit de mise à feu lorsque le générateur de gaz est placé dans un module de sécurité.
Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique peut être distincte de la chambre de gaz principale. Autrement dit, une structure spécifique formant la chambre pyrotechnique peut être installée ou prévue dans la chambre de gaz principale.
Selon un mode de réalisation, la chambre pyrotechnique peut comprendre :
- un tube latéral (comme un panier), de préférence plein,
- une embase fermant une extrémité aval du tube latéral et comprenant le canal de drainage (une cheminée interne) remontant jusqu’à une extrémité amont du tube latéral,
- un chapeau formé par une coupelle accouplée à l’extrémité amont et au canal de drainage (à la cheminée interne). En particulier, la cheminée peut former l’organe de drainage.
- un tube latéral (comme un panier), de préférence plein,
- une embase fermant une extrémité aval du tube latéral et comprenant le canal de drainage (une cheminée interne) remontant jusqu’à une extrémité amont du tube latéral,
- un chapeau formé par une coupelle accouplée à l’extrémité amont et au canal de drainage (à la cheminée interne). En particulier, la cheminée peut former l’organe de drainage.
Selon un mode de réalisation, la chambre de gaz principale peut comprendre un fond de chambre (comprenant l’orifice principal) et une paroi de fermeture, par exemple soudés entre eux.
Selon un mode de réalisation, le canal de drainage (la cheminée interne) peut dépasser du fond de chambre. Cette mise en œuvre permet de standardiser les composants pour plusieurs volumes de chargement pyrotechnique.
Selon un mode de réalisation, le canal de drainage (la cheminée interne) peut dépasser du tube latéral. Cette mise en œuvre permet de standardiser les composants pour plusieurs volumes de chargement pyrotechnique.
Selon un mode de réalisation, la coupelle peut comprendre la tuyère secondaire. En particulier, la cheminée et/ou l’organe de drainage peut être alignée avec la tuyère secondaire.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre :
- une deuxième chambre de gaz,
- du gaz sous pression stocké dans la deuxième chambre.
- une deuxième chambre de gaz,
- du gaz sous pression stocké dans la deuxième chambre.
Selon un mode de réalisation, le dispositif d’allumage attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale peut être l’unique dispositif d’allumage du générateur de gaz. Bien que comprenant deux réserves de gaz séparées, un seul dispositif d’allumage (un seul allumeur pyrotechnique) est prévu. On peut aussi prévoir un générateur de gaz avec une seule chambre de gaz (et comprenant une chambre pyrotechnique) se terminant par un diffuseur selon la direction axiale. On peut même prévoir un générateur de gaz avec une seule chambre de gaz remplie de gaz (et comprenant une chambre pyrotechnique), une enveloppe vide et un diffuseur entre la chambre de gaz remplie de gaz et l’enveloppe vide (qui pourrait être un volume tampon pour les gaz sortant de la chambre de gaz remplie de gaz).
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre un diffuseur de gaz commun à la chambre de gaz principale et à la deuxième chambre de gaz.
Selon un mode de réalisation, le diffuseur de gaz commun peut être agencé entre la chambre de gaz principale et la deuxième chambre de gaz.
Selon un mode de réalisation, le générateur de gaz peut comprendre un deuxième opercule d’étanchéité logé dans la deuxième chambre de gaz et soutenu par un organe support agencé pour se déformer et/ou rompre sous l’effet de gaz éjectés hors de la chambre de gaz principale.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage peut être agencé pour se rompre sous l’effet de gaz ou d’une onde de pression généré(é-s) par le dispositif d’allumage.
Selon un mode de réalisation, l’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage peut être agencé pour générer une onde de pression lors de sa rupture provoquée par un déclenchement du dispositif d’allumage. L’organe d’étanchéité distinct du dispositif d’allumage pouvant générer une onde de pression permet de régler cette onde de pression (valeur de différence de pression, direction, type d’onde de pression…) indépendamment du dispositif d’allumage (de l’allumeur pyrotechnique) et de sa performance (chargement, type d’étui avec ouverture radiale ou axiale…).
Selon un mode de réalisation, la tuyère secondaire peut présenter une surface de passage inférieure à une surface de passage de l’orifice de sortie principal.
Un autre aspect de la divulgation peut concerner un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale présentant une paroi latérale et un orifice principal de sortie,
- du gaz stocké sous pression dans la chambre de gaz principale,
- une chambre pyrotechnique agencée dans la chambre de gaz principale,
- du propergol agencé dans la chambre pyrotechnique et exposé au gaz stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale et prévu pour déclencher une combustion du propergol,
caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend une tuyère secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression et dans lequel le propergol est agencé entre l’orifice principal de sortie et la tuyère secondaire.
- une chambre de gaz principale présentant une paroi latérale et un orifice principal de sortie,
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- une chambre pyrotechnique agencée dans la chambre de gaz principale,
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- un dispositif d’allumage attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale et prévu pour déclencher une combustion du propergol,
caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend une tuyère secondaire agencée dans la chambre de gaz principale entre l’orifice principal de sortie et au moins une partie du gaz stocké sous pression et dans lequel le propergol est agencé entre l’orifice principal de sortie et la tuyère secondaire.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés, dans lesquels :
Description détaillée de mode(s) de réalisation
La représente un générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale 10 présentant une paroi latérale (ici une paroi cylindrique, mais on peut envisager d’autres mises en formes),
- du gaz 20 stocké sous pression dans la chambre de gaz principale 10,
- une chambre pyrotechnique 30 agencée dans la chambre de gaz principale 10,
- du propergol 40 agencé dans la chambre pyrotechnique principale 10 et exposé au (ou baignant dans le) gaz 20 stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage 50 comprenant notamment un allumeur pyrotechnique 51 attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale 10 et prévu pour déclencher une combustion du propergol 40,
- un organe d’étanchéité 60 distinct du dispositif d’allumage 50 et donc de l’allumeur pyrotechnique 51 et agencé entre le dispositif d’allumage 50 (l’allumeur pyrotechnique 51) et le gaz 20 stocké sous pression
- une deuxième chambre de gaz 70,
- du gaz 80 stocké sous pression dans la deuxième chambre de gaz 70,
- un diffuseur 90 agencé entre la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70, contenant un filtre 91 et un organe support 92,
- des goujons de fixation 15 et 75, respectivement soudés sur la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70.
- une chambre de gaz principale 10 présentant une paroi latérale (ici une paroi cylindrique, mais on peut envisager d’autres mises en formes),
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- une deuxième chambre de gaz 70,
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- des goujons de fixation 15 et 75, respectivement soudés sur la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70.
En ce qui concerne la chambre de gaz principale 10, celle-ci est principalement constituée par un fond de chambre 11 et une paroi de fermeture 12, soudés entre eux. On peut prévoir une soudure par friction, mais d’autres types de soudure sont possibles. La chambre de gaz principale 10 est fermée par un pion de fermeture 14, fixé par soudure sur la paroi de fermeture 12.
La chambre de gaz principale 10 contient du gaz 20 stocké sous pression. On peut prévoir un mélange de gaz inertes, comme un mélange d’argon et d’hélium, mais on peut prévoir aussi un gaz dit « réactif » qui pourrait intervenir dans une réaction chimique avec le propergol 40, ou un gaz 80 de la deuxième chambre de gaz 70. On peut prévoir une pression de stockage à température ambiante comprise entre 20MPa et 50MPa, mais on peut s’écarter de ces valeurs.
Enfin, la chambre de gaz principale 10 comprend un orifice principal de sortie 16, et un opercule principal 13 recouvre l’orifice principal de sortie 16 pour garantir l’étanchéité de la chambre de gaz principale 10. L’opercule principal 13 est typiquement formé par un disque métallique de faible épaisseur, soudé sur le fond de chambre 11.
La chambre de gaz principale 10 contient aussi du propergol 40 stocké dans la chambre pyrotechnique 30, et baignant dans le gaz 20 stocké sous pression, ou exposé à ce dernier. Le propergol 40, partiellement représenté , peut être un chargement en vrac, c’est-à-dire en pastilles. On peut prévoir des pastilles avec un diamètre compris entre 3 mm et 9 mm, et avec une épaisseur comprise entre 1.5 mm et 5 mm. On peut toutefois aussi prévoir du propergol 40 sous forme d’un bloc monolithique.
La chambre pyrotechnique 30 est composée dans l’exemple de réalisation par trois pièces distinctes : un canal de drainage, c’est-à-dire une cheminée 32 qui peut former l’organe de drainage, une coupelle 31 et un tube latéral (un panier 33). Le panier 33 forme une paroi externe de la chambre pyrotechnique 30, et contient le propergol 40. La cheminée 32 forme un tube interne dans la chambre pyrotechnique 30, et présente une embase qui s’accouple avec le panier 33, à son extrémité en regard de l’orifice de sortie principal 16. La coupelle 31 s’accouple (ici par sertissage) avec le panier 33, à son extrémité opposée de l’orifice de sortie principal 16, pour fermer le panier 33. La structure de la chambre pyrotechnique 30 est ici en trois pièces, mais on peut prévoir d’autres formes d’exécution.
On peut noter que la cheminée 32 présente des orifices uniquement dans sa partie amont (à son extrémité opposée de l’orifice de sortie principal 16), et que la coupelle 31 présente une tuyère secondaire 34, en regard du canal formé par la cheminée 32. Enfin, la chambre pyrotechnique 30 comprend un compensateur 35 (une pièce en mousse ou en tissu compressible) prévu pour assurer un calage optimal du propergol 40.
Un dispositif d’allumage 50 est attaché à la paroi latérale de la chambre de gaz principale 10 par un étui 60, et comprend notamment un allumeur pyrotechnique 51, un support allumeur 53, et un surmoulage 51 en matière plastique. L’allumeur pyrotechnique 51 est typiquement un allumeur électro-pyrotechnique connu. On peut noter que l’allumeur pyrotechnique 51 comprend de manière connue un étui métallique qui renferme une composition pyrotechnique et un élément chauffant. L’étui métallique de l’allumeur pyrotechnique 51 n’est pas l’étui 60 qui forme l’organe d’étanchéité interposé entre le dispositif d’allumage 50 (en particulier l’allumeur pyrotechnique 51) et le gaz 20 contenu dans la chambre de gaz principale 10.
En particulier, l’étui 60 est soudé sur la chambre de gaz principale 10, et le dispositif d’allumage 50 (y compris l’allumeur pyrotechnique 51) est serti dans l’étui 60. L’étui 60 est dans cet exemple de réalisation une pièce métallique emboutie en forme de dôme ou de tube fermé avec un bout arrondi, avec un cruciformage 61 en bout. Le cruciformage 61 permet de régler une pression d’ouverture de l’étui 60, lorsque l’allumeur pyrotechnique 51 est mis à feu. On peut prévoir de former l’étui 60 en acier bas carbone, avec une paroi qui présente une épaisseur comprise entre 1 mm et 3 mm. Le cruciformage 61 peut présenter une profondeur comprise entre 0.5mm et 2.5 mm. On prévoir d’autres formes pour l’étui 60 (bout plat, zones de faiblesses latérales en plus ou à la place du cruciformage 61…).
On peut noter que l’étui 60 forme une barrière étanche entre le dispositif d’allumage 50 (en particulier l’allumeur pyrotechnique 51) et le gaz 20 contenu dans la chambre de gaz principale 10.
L’étui 60 et le dispositif d’allumage 50 donnent directement dans la chambre pyrotechnique 30, mais la sortie de l’étui 60 (le cruciformage 60) est préférentiellement située en regard de la portion exempte de trous de la cheminée 32.
En ce qui concerne la deuxième chambre de gaz 70, celle-ci est, de manière similaire à la chambre de gaz principale 10, principalement constituée par un deuxième fond de chambre 71 et une deuxième paroi de fermeture 72, soudés entre eux. On peut prévoir une soudure par friction, mais d’autres types de soudure sont possibles. La deuxième chambre de gaz 70 est fermée par un deuxième pion de fermeture 74, fixé par soudure sur la paroi de fermeture 72.
La deuxième chambre de gaz 70 contient du gaz 80 stocké sous pression. On peut prévoir un mélange de gaz inertes, comme un mélange d’argon et d’hélium, mais on peut prévoir aussi un gaz dit « réactif » qui pourrait intervenir dans une réaction chimique avec le propergol 40, ou le gaz 20 de la chambre de gaz principale 10. On peut prévoir une pression de stockage à température ambiante comprise entre 20MPa et 50MPa, mais on peut s’écarter de ces valeurs.
Enfin, la deuxième chambre de gaz 70 comprend un deuxième orifice de sortie 76, et un deuxième opercule 73 recouvre le deuxième orifice de sortie 76 pour garantir l’étanchéité de la deuxième chambre de gaz 70. Le deuxième opercule 73 est typiquement formé par un disque métallique de faible épaisseur, soudé sur le deuxième fond de chambre 71. Le deuxième orifice de sortie 76 pourra présenter une section de passage inférieure ou égale à une section de passage de la tuyère secondaire 34. En alternative, le deuxième orifice de sortie 76 pourra présenter une section de passage comprise entre la section de passage de la tuyère secondaire 34 et une section de passage de l’orifice principal 16.
Un diffuseur 90 est prévu entre la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70. Ce diffuseur 90 est soudé sur la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70, et présente une pluralité de trous de diffusion pour diriger les gaz de la chambre de gaz principale 10 et la deuxième chambre de gaz 70 vers un coussin gonflable.
Le diffuseur 90 comprend un filtre 91 (typiquement une pièce métallique filtrante) et l’organe support 92 qui est au contact du fond de chambre 11 et du deuxième opercule 73 pendant toute la durée de vie avant le fonctionnement du générateur de gaz pour fournir un support fiable du deuxième opercule 73.
Le fonctionnement du générateur de gaz est le suivant. Lorsque le générateur de gaz doit fournir des gaz de gonflage au coussin gonflable, l’allumeur pyrotechnique 51 est déclenché. La pression dans l’étui 60 augmente rapidement et le cruciformage 61 s’ouvre. Ainsi, des gaz chauds, des particules chaudes et une onde de pression sont propulsés dans la chambre pyrotechnique 30. Cependant, la sortie de l’étui 60 (le cruciformage 60) est située en regard de la portion exempte de trous de la cheminée 32, si bien que les gaz chauds, les particules et l’onde de pression propulsés dans la chambre pyrotechnique 30 ne peuvent pas aller dans le conduit interne de la cheminée 32 sans parcourir et traverser le propergol 40, ce qui génère et provoque un allumage rapide du propergol 40.
Une fois le propergol 40 allumé, la pression dans la chambre de gaz principale 10 augmente, et l’opercule principal 13 qui recouvre l’orifice principal de sortie 16 peut se rompre. Le gaz 20 stocké sous pression s’échappe en premier par l’orifice principal de sortie 16, suivi des gaz de combustion du propergol 40. La vidange de la chambre de gaz principale 10 commence.
Dans les premiers instants après la rupture de l’opercule principal 13, l’organe support 92 est poussé ou cassé par les gaz sortants de la chambre de gaz principale 10 et bascule, si bien que le deuxième opercule 73 n’est plus soutenu et peut s’ouvrir à son tour. La vidange de la deuxième chambre de gaz 70 commence à son tour.
Les gaz peuvent passer à travers le filtre 91 et s’échappent du diffuseur 90 pour aller déplier et gonfler le coussin gonflable non représenté.
Au cours du fonctionnement, dans la chambre de gaz principale 10, le propergol 40 brûle et augmente la quantité de gaz de gonflage, ainsi que leur température. Comme vu ci-dessus, la coupelle 31 comprend une tuyère secondaire 34, d’un diamètre (par exemple 3mm) inférieur à celui de l’orifice principal 16 (par exemple un diamètre de 6mm), si bien que les gaz de combustion s’échappent par ce dernier, et principalement une fois que la combustion du propergol 40 ralentit, le reste du gaz 20 situé en amont de la tuyère secondaire 34 peut se vidanger par cette dernière et s’échapper de la chambre de gaz principale 10.
On peut aussi noter les points suivants :
- tous les gaz de combustion du propergol 40 passent dans le canal central de drainage de la cheminée 32 car la partie aval du tube et son embase sont en tôle pleine : les premiers gaz à s’échapper par l’orifice principal sont donc des gaz froids contenus initialement entre le propergol et l’orifice principal, non issus de la combustion du propergol 40, ce qui permet de limiter l’agressivité sur le coussin gonflable lors de son dépliage/déploiement ;
- un seul allumeur pyrotechnique suffit pour ouvrir les deux réserves de gaz de manière quasi simultanée ;
- comme vu ci-dessus, le gaz 20 stocké sous pression et froid présent dans le canal central de drainage de la cheminée 32, s’échappe en premier de la chambre de gaz principale 10, mais la tuyère secondaire 34 permet de régler et réguler la vidange d’au moins une partie (préférentiellement une majorité) du gaz 20 stocké sous pression pour allonger le temps total de vidange et limiter le débit de gaz à l’ouverture de l’orifice principal;
- la partie aval de la cheminée 32 en tôle pleine fait écran aux gaz, particules et onde de pression initiés par le dispositif d’allumage et l’étui 60, pour les forcer à traverser le propergol 40 et l’allumer rapidement.
- tous les gaz de combustion du propergol 40 passent dans le canal central de drainage de la cheminée 32 car la partie aval du tube et son embase sont en tôle pleine : les premiers gaz à s’échapper par l’orifice principal sont donc des gaz froids contenus initialement entre le propergol et l’orifice principal, non issus de la combustion du propergol 40, ce qui permet de limiter l’agressivité sur le coussin gonflable lors de son dépliage/déploiement ;
- un seul allumeur pyrotechnique suffit pour ouvrir les deux réserves de gaz de manière quasi simultanée ;
- comme vu ci-dessus, le gaz 20 stocké sous pression et froid présent dans le canal central de drainage de la cheminée 32, s’échappe en premier de la chambre de gaz principale 10, mais la tuyère secondaire 34 permet de régler et réguler la vidange d’au moins une partie (préférentiellement une majorité) du gaz 20 stocké sous pression pour allonger le temps total de vidange et limiter le débit de gaz à l’ouverture de l’orifice principal;
- la partie aval de la cheminée 32 en tôle pleine fait écran aux gaz, particules et onde de pression initiés par le dispositif d’allumage et l’étui 60, pour les forcer à traverser le propergol 40 et l’allumer rapidement.
Un générateur de gaz selon la présente invention, et sa fabrication, sont susceptibles d'application industrielle.
On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées aux différents modes de réalisation de l’invention décrits dans la présente description sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (15)
- Générateur de gaz comprenant :
- une chambre de gaz principale (10) présentant une paroi latérale,
- du gaz (20) stocké sous pression dans la chambre de gaz principale (10),
- une chambre pyrotechnique (30) agencée dans la chambre de gaz principale (10),
- du propergol (40) agencé dans la chambre pyrotechnique (30) et exposé au gaz (20) stocké sous pression,
- un dispositif d’allumage (50) agencé sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale (10) et prévu pour déclencher une combustion du propergol (40),
caractérisé en ce que le générateur de gaz comprend un organe d’étanchéité, tel qu’un étui (60), distinct du dispositif d’allumage (50) et agencé entre le dispositif d’allumage (50) et le gaz (20) stocké sous pression. - Générateur de gaz selon la revendication 1, dans lequel la chambre de gaz principale (10) comprend un orifice principal de sortie (16), le générateur de gaz comprenant une tuyère secondaire (34) agencée dans la chambre de gaz principale (10) entre l’orifice principal de sortie (16) et au moins une partie du gaz (20) stocké sous pression.
- Générateur de gaz selon la revendication 2, dans lequel le propergol (40) est agencé entre l’orifice principal de sortie (16) et la tuyère secondaire (34).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel l’organe d’étanchéité est partiellement agencé dans la chambre pyrotechnique (30).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel le propergol (40) est un chargement pyrotechnique en vrac.
- Générateur de gaz selon la revendication 5, comprenant au moins un organe de drainage traversant le chargement pyrotechnique en vrac.
- Générateur de gaz selon la revendication 6, dans lequel l’organe de drainage présente au moins une partie en regard du dispositif d’allumage (50), et dans lequel la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage (50) forme un écran à des gaz et/ou à une onde de pression généré(e-s) par le dispositif d’allumage (50).
- Générateur de gaz selon la revendication 6, dans lequel l’organe de drainage présente au moins une partie en regard du dispositif d’allumage (50), et dans lequel la partie de l’organe de drainage en regard du dispositif d’allumage (50) est formée avec une paroi pleine.
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 6 à 8, dans lequel l’organe de drainage comprend un canal de drainage agencé pour drainer la totalité des gaz de combustion générés par le propergol (40).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 6 à 9, dans lequel l’organe de drainage présente une direction de drainage, et dans lequel le dispositif d’allumage (50) présente une direction axiale de dispositif d’allumage perpendiculaire à la direction de drainage.
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 10, dans lequel la chambre pyrotechnique (30) est distincte de la chambre de gaz principale (10).
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 11, dans lequel la chambre pyrotechnique (30) comprend :
- un tube latéral, de préférence plein,
- une embase fermant une extrémité aval du tube latéral et comprenant le canal de drainage remontant jusqu’à une extrémité amont du tube latéral,
- un chapeau formé par une coupelle (31) accouplée à l’extrémité amont et au canal de drainage. - Générateur de gaz selon l’une des revendications 1 à 12, comprenant :
- une deuxième chambre de gaz (70),
- du gaz (80) stocké sous pression dans la deuxième chambre. - Générateur de gaz selon la revendication 13, dans lequel le dispositif d’allumage (50) attaché sur la paroi latérale de la chambre de gaz principale (10) est l’unique dispositif d’allumage (50) du générateur de gaz.
- Générateur de gaz selon l’une des revendications 13 ou 14, comprenant un deuxième opercule d’étanchéité (73) logé dans la deuxième chambre de gaz (70) et soutenu par un organe support (92) agencé pour se déformer et/ou rompre sous l’effet de gaz éjectés hors de la chambre de gaz principale (10).
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- 2022-08-25 FR FR2208506A patent/FR3139074A1/fr active Pending
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- 2023-08-22 WO PCT/EP2023/072983 patent/WO2024042052A1/fr unknown
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2024042052A1 (fr) | 2024-02-29 |
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