JPH03175298A - ガス発生器 - Google Patents

ガス発生器

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JPH03175298A
JPH03175298A JP2302837A JP30283790A JPH03175298A JP H03175298 A JPH03175298 A JP H03175298A JP 2302837 A JP2302837 A JP 2302837A JP 30283790 A JP30283790 A JP 30283790A JP H03175298 A JPH03175298 A JP H03175298A
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JP
Japan
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gas
combustion chamber
chamber means
gas generator
diffuser
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JP2302837A
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English (en)
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Roy T Minert
ロイ　ティー．ミナート
Larry K Hansen
ラリー　ケー．ハンセン
George F Kirchoff
ジョージ　エフ．カーチョフ
Donald R Lauritzen
ドナルド　アール．ローリツェン
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Morton International LLC
ATK Launch Systems LLC
Original Assignee
Morton Thiokol Inc
Morton International LLC
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は概してガス発生器に関する。さらに詳細には本
発明は一段階より多い又は大量のガス発生が得られ同じ
ガス発生器にとって異なった環境に対して多様な実施段
階が可能となるようなガス発生器に関するものである。
例えば、飛行場への攻撃のため飛行場の上方に流される
分配器からの補助武器弾薬の射出が多くの射出速度の作
用を必要とし、それにより分配器が所望の射出速度を得
るよう飛行任務についている間にガス発生量の選択がな
されるようにする。さらにこのガスにとって、ハウジン
グの同一の中心位置のガス発生器から出て補助弾薬の片
揺れと補助弾薬装填位置とを制御することが必要とされ
る。しかし、本発明はまた、空気袋用の膨張器、すなわ
ち自動車の乗員に対し衝撃保護をもたらす積極的な拘束
クツションのような他の目的にも利用することができる
。
（従来の技術） Ｋｉｒｃｈｏｆｆ他に与えられた米国特許第３，９７２
，５４５号は、２つの近接した燃焼室を有し、この両燃
焼室が同時に点火されて膨張可能構造に最大速度でガス
を分配するのに最大の効率が得られるようにする多段階
ガス発生器を開示している。より柔軟なりッション効果
をもたらししかも同じ量のガスが得られるような、より
遅い速度の膨張は、点火器のうちの１つだけを着火し対
応燃焼室内の燃焼を隔壁を通して進行させ他の室内の導
火爆管とガス発生剤とを点火することによって、得られ
る。
空気袋を膨張させることに関し特に一定の利点がもたら
されるが、このようなガス発生器はガス発生量の選択が
できず、そのため様々な射出速度のもとに補助弾薬を射
出するのに必要な融通性を有していない。
Ｌｅｔｔｅ他に与えられた米国特許第３，８７７．８８
２号はさらに、電気的導火爆管によって別々に作動でき
る燃焼区画室を有し、衝撃の度合いに応じて異なる圧力
で空気クツション袋の膨張が得られるようにしているガ
ス発生器を開示している。しかし、構造が複合され又は
複雑化されておらず、また費用を減少させ空間を節減で
きるようなより小さな直径を有するガス発生器を提供す
ることが必要であると考えられている。
〔発明が解決しようとする課題と課題を解決するための手段〕
したがって、３段階のガス発生のうちの任意の１つの段
階が選択されるガス発生器を提供することが本発明の目
的である。
本発明の他の目的はガスが同じ中心部分で出て行く上記
のようなガス発生器を提供することである。
本発明のまた他の目的は、分配器から補助弾薬の多くの
射出速度が得られまた補助弾薬の片揺れと装填位置との
制御を可能とするガス発生器を提供することである。
本発明のさらに他の目的は小さな直径とすることのでき
るガス発生器を提供することである。
本発明のさらにまた他の目的は構造が複雑でないガス発
生器を提供することである。
本発明の他の目的は安価でしかも強力かつ信頼性のある
ガス発生器を提供することである。
本発明の上記のまた他の目的、特徴及び利点は添付図面
と関連して読解される好適な実施態様の以下の詳細な記
載から明らかとなるであろう。
〔実施例〕
図面を参照すると、細長いほぼ円筒形のガス発生器が１
０で示されており、このガス発生器１０はほぼ円筒状の
拡散器室１２を含み、この拡散器室１２には一端１４に
第１の燃焼室１６が取付けられまた他端Ｉ８に第２の燃
焼室２０が取付けられており、これについては以下にさ
らに詳細に記載される。ガス発生器１０は約１１インチ
（２７，９ｃｍ）の長さと約１．２５インチ（３，１８
ｃｍ）の直径を有するものとすることができる。
ガス発生器１０の本体は２つのほぼ円筒形部材２２と２
４からなり、これら部材２２．２４は長く延ばされ、端
部２８と３０との間に小さな隙間２６をおいて端と端と
がつながった関係で配置されている。円筒形部材２２と
２４はスチール又は軽量のアルミニウムのような任意の
適当な材料で構成することができる。円筒形部材２２と
２４の各々はその各燃焼室１６と２０の直径をそれぞれ
画定し各燃焼室を越えて間隙２６にまで延び、それによ
り４０で示す各燃焼室を越えて延びる部材２２と２４の
部分が、拡散器室１２を区画形成するようにしている。
各燃焼室１６と２０を区画形成する各円筒形部材２２と
２４の部分３２は各燃焼室１６と２０の内部の燃焼の力
に耐えるのに十分な、３４で示す厚さを有し、例えばア
ルミニウムについてはこの厚さ３４は１／８インチ（３
，２ｍｍ）とすることができる。
燃焼室１６及び２０の各々と拡散器室１２との間の境界
部において、円筒形部材２２と２４の各各は３６で示さ
れる斜めの又はテーパーつき部分を有し、このテーパ一
部分の内側表面３日は拡散器室部分４０に向かって半径
方向外側にテーパーがつけられている。各部分４０はし
たがって、ガス発生器重量を最小にするために減少され
しかも拡散器室１２内の減少された圧力にとっては十分
（１，５９ｍｍ）とすることができる。本明細書及び特
許請求の範囲では、“半径方向のパ又は゛半径方向に”
なる用語は４４で示す、はぼ円筒形ガス発生器の長手方
向軸線に向かう方向又はこの軸線から離れる方向につい
て言うことを意味している。
“軸線方向の“°又は゛軸線方向に”°なる用語は軸線
４４に平行な方向について言うことを意味する。
したがって、１つの部材が軸線方向と半径方向とに同時
に延びることができる。
スチール又は軽量アルミニウムのような適当な材料のプ
レート４６が、各テーパーつき円筒形部材の表面３日に
一敗するテーパーつき外側表面４８を有し、以下に記載
されるように各円筒形部材２２と２４に適当に取付けら
れ、そして各燃焼室Ｉ６と２０で発生される圧力を保持
するため、適当な厚さ例えば１／４インチ（６，４ｍｍ
）の厚さを有している。
各円筒形部材２２と２４の軸方向外側端部５０が各はぼ
円筒形端部キャップ５４の保合用円筒形保持溝５２に挿
入され、溶接又は他の適当な取付は手段によって溝５２
に適当に保゛持され、各燃焼室１６と２０における燃焼
の圧力に耐えるようにする。０リング５３が各溝５２に
配置されシール作用をもたらす。端部キャップ５４は、
例えば３／８インチ（９，５３ｍｍ）の、各燃焼室１６
と２０における燃焼の圧力に耐えるに十分な厚さを有す
る、スチール又は軽量アルミニウムのような適当な材料
で構成される。
プレート４６を各燃焼室１６と２０内の燃焼の圧力に対
抗して締めつけ固定するため、締結部材５６、好ましく
はステンレススチールで構成された締結部材が拡散器室
１２の中心に配設され、拡散器室１２の長さにわたって
長手方向に延び、係合し、以下に記載されるような適当
な手段によってプレート４６にシール状に取付けられる
。軸方向中心部分５日が半径方向外側に延出するよう半
径方向に拡大され、各円筒形部材２２と２４の端部分２
８と３０との両方に係合する。この拡大部分５８のリッ
プ６０が円筒形部材２２と２４との間の間隙２６の中に
延出し、円筒形部材の位置決めのためのストッパとして
作用するようにしている。
中心に配置された点火器６２が燃焼室１６と２０の各長
さにわたって延在する。各点火器６２の一端部分が各プ
レート４６と締結部材５６の軸方向に整列された口６４
と６６にそれぞれ挿入され、点火器６２を中に固定する
ようにしている。
各点火器６２の他方の端部分は、各端部キャップ５４の
口６８の中に挿入される縮径部分からなっ入 ている。各点火器６２はほぼ管状のハウジング７２を含
み、このハウジング７２の中に、以下に記載されるよう
な固体の燃料ガス発生材料を適当に点火することのでき
る種々の合成物のうちの任意のものとすることのできる
、７４で示される適当な花火材料が収容されている。こ
の用途のための典型的な材料は重量で２５％の硼素と７
５％の硝酸カリウムとの粒状混合物とすることができる
。
ハウジング７２は好ましくは、締結部材５６の各日６６
の中にほぼ３／４インチ（１９，１ｍｍ）のような実質
的距離だけ延出し、好ましくはほぼ５／６インチ（２１
，２ｍｍ）の直径Ｘ１４ゲージの壁を有するステンレス
スチールから構成され、ガス発注器に対する構造支持体
を得るようにする。花火材料７４は、点火器６２の長さ
にわたって点火器チューブ７２の中心に延在するハイヴ
エライト又はその他の適当なフユーズ７６によって点火
することができる。このフユーズ７６は、電気導線８０
を介して電源（図示しない）により動勢される適当な電
気導火爆管７８によって、点火することができる。これ
に代え、花火移送線をフユーズ７６を点火するために設
けることができる。導火爆管７日は、端部キャップ口６
８の半径方向拡大部分に各フユーズ７６の軸方向外側に
向かって配置されその肩部８２に当接し、各フユーズ７
６の一端に密接して点火に備えるようにしている。
中央締結具５６と端部キャップ５４とは好ましくは点火
器チューブ７２にそれぞれ螺着され、プレート４６に対
するチューブ部分３６の傾斜係合部を介してプレート４
６の各々に、長手方向の軸線に沿う圧縮力をそれぞれ与
えるようにしている。
したがって、各プレートの各円筒形部材２２及び２４と
締結部材５６とに対する取付けは、このようにして得ら
れる圧縮力によってプレート４２に対し行われる。
各点火器ハウジング７２は、花火材料７４の燃焼からの
点火ガスを各燃焼室１６と２０の中に送るための複数の
穴を備えている。アルミニウム箔８６又は他の適当な破
裂可能な材料の薄い層が、穴のあいた点火器ハウジング
７２を取巻き、点火器ハウジング７２内部の花火材料７
４のもとのままの状態を点火まで保つようにし、１そし
てハウジング７２内で圧力を高めその時に点火圧力が箔
８６を破り点火ガスを各燃焼室１６と２０の中に流入さ
せこの燃焼室内に収容されている８８で示す可燃性ガス
発生材料を点火するようにしている。
ガス発生材料のベレット８８が各燃焼室１６と２０の容
積にわたって均一に分配され、またこのペレットは、燃
焼速度、火焔温度、及びガス装設備の場合の無毒性の要
求を満たす多数の合成物のうちの任意の１つとすること
ができる。有利に用いられる１つの合成物はＫｉｒｃｈ
ｏｆｆ他に与えられた米国特許第４，２０３，７８７号
に記載されているものである。もう１つの有利に用いら
れる合成物は５ｈａｉ。
に与えられた米国特許第４．３６９．０７９号に記載さ
れているものである。これら両特許は本発明の譲受人に
譲渡されそして参照により本明細書中に合体されている
。
各プレート４６に近接して各燃焼室１６と２０の中にガ
スをろ過及び冷却するための適当なフィルタ及び冷却ス
クリーン９０が配設されているが、このガスは各燃焼室
１６と２０内のガス発生ペレット８８の燃焼によって発
生され重い粒子が拡散室１２の中へと通過するのを阻止
しそれにより後述するように拡散器室内でフィルタが詰
まることのないようにするものである。このフィルタ及
び冷却スクリーン９０は例えば単層又は複数層の５０メ
ツシユのステンレススチールのスクリーンで構成するこ
とができる。しかし、ガス発生器ｌＯが武器弾薬を射出
するのに用いられる場合はスクリーン９０は必要でない
。
各プレート４６にはその周りに周辺方向に離間しかつ締
結部材５６の半径方向外側に複数の口９２が設けられ各
燃焼室１６と２０から発生したガスを拡散室１２の中に
送るようにし、このガスは開口９２を通過する前にフィ
ルタ及び冷却スクリーン９０を通過する。プレート４Ｇ
は各燃焼室に対面する壁に沿って、アルミニウム箔９４
又はその他の適当な破裂可能な材料の薄い層で被覆され
、各燃焼室１６と２０を水分に対して密閉シールするよ
うにしている。このアルミニウム箔９４は燃焼圧力によ
って破られ燃焼ガスがプレートの開口９２を通過できる
ようにする。スチロフォームのクツション（図示しない
）が各燃焼室の中の各スクリーン９０とガス発生材料８
８との間に配置される。
はぼ円筒形のフィルタ及び冷却スクリーン装置９６がプ
レート開口９２の半径方向外側に拡散室１２の中に配設
され、各プレート４６と締結部材拡大部分５８との間に
延びている。各フィルタ及び冷却スクリーン組立体９６
が各プレート４６と締結部材拡大部分５８の切込み部９
８と１００にそれぞれ固定されている。各フィルタ及び
冷却組立体は例えば、−巻きの１００メツシユステンレ
ススチールのスクリーン又は西ドイツのＮｅｗｍｅｔ　
Ｋｒｅ−ｂｏｏｇｅによって市販されている材料のよう
な−巻きの乾燥材料がその後に続く−巻きの３０メツシ
ユのステンレススチールのスクリーンで構成される。し
かしこのようなフィルタ及び冷却組立体は、ガス発生器
が武器弾薬を射出するのに用いられる場合は必要でない
。このスクリーンバック合成物は、本発明が属する技術
に普通に習熟した者にとヮで周知の原理にしたがって、
特定の用途のため特定のガス温度を生じるように選択さ
れる。
拡散器室円筒形部材の部分４０の各々は、フィルタ及び
冷却スクリーン装置９６を最初に通過した後拡散器室１
２からの所望の用途のための発生ガスを送り出す複数の
開口１０２を備えている。この冷却及びフィルタスクリ
ーン装置は円筒形部材の部分４０から離間しこれら部分
の間に１０４で示す充満室をもたらし、ガスの冷却とろ
過のため全てのフィルタ及び冷却スクリーン装置をさら
に効果的に利用することによってガスをさらに効ヤ的に
冷却しろ過するようにしている。ろ過及び冷却スクリー
ン装置が各円筒形部材の部分４０がら離間していなかっ
たならば、開口１０２と一線上のフィルタ及び冷却スク
リーン装置の部分だけをガスを通過させスクリーン装置
の他の部分が有効に利用されないという傾向を示すであ
ろう。
拡散器室１２の全長にわたって発生ガスを自由に連通さ
せそれにより１つの燃焼室だけが点火されたならばフィ
ルタと冷却スクリーン９６の両方がガスをろ過するため
利用されるようにするため、複数の通路１０６が締結部
材拡大部分５日の中に、フィルタ及び冷却スクリーン装
置９６の半径方向内側にその周辺方向に離間して設けら
れる。スクリーン９０と９６によって得られる２重のろ
過装置が、単一のスクリーン装置として設けられている
よりはより清潔かつより冷たいガスが得られるよう設け
られる。
図面に示すように、第１の燃焼室１６は短く、したがっ
て第２の燃焼室２０よりもガス発生ペレット８８のため
小さな容積を有している。したがって、より低い補助弾
薬射出速度を得るよう第１の燃焼室１６が単独に点火さ
れる。より高い射出速度を得るには第２の燃焼室２０が
単独に点火される。均一なより高い射出速度を得るため
には、燃焼室１６と２０の両方が共に点火される。各場
合において、ガスは同じ中心部分のガス発生器、すなわ
ち拡散器室開口１０２からガスが出て行き、それにより
補助弾薬の傾動及び装填位置が制御されるようにする。
拡散器室１２の対向端部に異なった大きさの燃焼室１６
と２０が設けであることにより、ガス発生器の直径を最
小にすると共に構造が複雑でないものとすることができ
、そのためガス発生器を安価なものとすることができる
。締結部材５６がプレート４６と点火器６２とを支持す
るために設けられガス発生器１０の強力かつ信頼性のあ
る作動を得るようにする。この構造はまた外側のガス発
生器端部から各点火器６２の点火を可能にする。
他の燃焼室が点火された時一方の燃焼室の中のペレット
８８が点火しないようにするため、約０．０２インチ（
０，５１ｍｍ）の厚さを有するＥＰＤＭゴムが充填され
たネオプレンのような適当な絶縁材料からなる１０日で
示す障壁部材が拡散器室１２の中に配置され各プレート
部材４６の壁に接着され、開口９２を被覆する。しかし
、各燃焼室内の燃焼ガスの圧力は障壁部材１０８を突き
破り又はａｈプレート４６から障壁部材を引き離し拡散
器室１２の中への流れを生じるようにする。
ガス発生器１０の作動が、上記のように得られる所望の
射出速度による各燃焼室１６と２０のための導火爆管７
日の一方又は両方への電気導線８０を通しての電気信号
で、開始する。導火爆管７８は各フユーズ７６を点火さ
せ、そしてこのフユーズは各点火器６２内の花火材料の
細粒７４を点火する。花火材料７４は燃焼し点火器の六
８４を通過し、アルミニウム箔８６を破り、そして各燃
焼室１６と２０の中に入る。この熱い点火器ガスはガス
発生ペレット８８を点火しこれらペレット８日は燃焼し
ガスを解放する。これらのガスはフィルタ及び冷却スク
リーンバンク９０を通って流れここでガスは冷却されま
たろ過される。このガスは次にアルミニウム箔９４を破
りプレート開口９２を通過し、障壁部材１０８を突き破
り、そして拡散器室１２に流入する。開口１０６が拡散
器室１２の全長にわたってガスが流れるのを可能にし、
それにより両方のスクリーンバック９６が冷却とろ過の
ために利用されるようにする。ガスは次にフィルタ及び
冷却スクリーンバンク９６を通って流れここでガスは再
びろ過され冷却されて充満室１０４に流入し、ここから
ガスはガス発生器から拡散器室開口１０２を通って流れ
、補助弾薬を射出するのに使用され自動車のガス袋を充
満させるようにし、又は任意の他の所望の適当な用途に
供されるようにする。
本発明はここに図示され説明された特定の実施態様に限
定されるものではなく、またその様々な変更が特許請求
の範囲によって画定される本発明の範囲にあることが理
解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を具体化するガス発生器の縦断面図、 第２図は第１図の２−２線に沿う断面図である。 １０・・・ガス発生器、　　　１２・・・拡散器室、１
６・・・第１燃焼室、　　２０・・・第２燃焼室、２２
、２４・・・円筒形部材、　　４６・・・プレート、５
２・・・保持溝、　　　　　５４・・・端部キャップ、
５６・・・締結部材、　　　　６２・・・点火器、７２
・・・ハウジング、　　　　７４・・・花火材料、７６
・・・フユーズ、　　　　　７８・・・導火爆管、８６
・・・箔、　　　　８８・・・可燃ガス発生材料、９０
・・・フィルタ及び冷却スクリーン、９４・・・アルミ
ニウム濱、 ９６・・・フィルタ及び冷却スクリーン組立体、９８、
１００・・・切込み部、　　　１０２・・・開口、１０
４・・・充満室、　　　　　　１０６・・・通路、１０
８・・・障壁部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、一対の端部分を有する細長い拡散器室手段と、前記
    端部分から軸方向外側にそれぞれ延出し各々がガス発生
    材料を収容している一対の燃焼室手段と、各々が前記燃
    焼室手段の各１つを前記拡散器室手段から隔離する一対
    のプレート手段と、前記拡散器室手段の中心に配置され
    前記プレート手段の間に延びかつ前記プレート手段に取
    付けられた一対の端部分を有する、細長い締結部材と、
    各々が１つの端部分を有しかつ前記燃焼室手段の各１つ
    の中心に配置され、その軸線方向に延び前記各燃焼室手
    段の中のガス発生材料を点火するための一対の細長い点
    火器手段と、前記各プレート手段と前記各締結手段にあ
    って前記各点火器手段の端部分を支持するよう受ける手
    段と、前記プレート手段にあってガスを前記各燃焼室手
    段から前記拡散器室手段に送り出す手段と、ガスを前記
    拡散器室手段から送り出す手段、とを具備してなるガス
    発生器。 ２、前記燃焼室手段が異なる容積を有するような大きさ
    とされている請求項１に記載のガス発生器。 ３、前記拡散器室手段が前記燃焼室手段の壁厚より小さ
    な壁厚を有している請求項１に記載のガス発生器。 ４、前記拡散器室手段がほぼ円筒形の壁を有し、前記締
    結部材が、半径方向外側に延びて前記拡散器室手段の壁
    と係合する中心に配置された半径方向拡大部分を備えて
    いる請求項１に記載のガス発生器。 ５、前記締結部材拡大部分が複数の通路手段を備え燃焼
    室手段のいずれかから前記拡散器室手段全体にガスが流
    れるようにしている請求項４に記載のガス発生器。 ６、ガス発生器が、燃焼室手段のそれぞれの円筒形壁を
    区画形成しかつ前記各燃焼室手段を越えて延び相互に対
    し端と端が離間して配置されて拡散器室の壁を区画形成
    する２つの円筒形部材を備え、前記締結部材拡大部分が
    前記離間した円筒形部材と係合しかつ前記離間した円筒
    形部材の間に配置された半径方向外側部分を備えている
    請求項５に記載のガス発生器。 ７、前記ガス送り出し手段が前記円筒形部材の開口手段
    を具備し、ガス発生器がさらに前記拡散器室に少なくと
    も１つのほぼ円筒形のガスろ過手段を具備し、該ガスろ
    過手段が、前記締結部材拡大部分の通路手段の半径方向
    外側に配置されかつ前記円筒形部材の開口手段から半径
    方向に離間されてその間に充満室を区画形成するように
    している請求項６に記載のガス発生器。 ８、前記各プレート手段に近接して前記燃焼室手段の少
    なくとも１つに配置されたガスろ過手段をさらに具備し
    ている請求項７に記載のガス発生装置。 ９、前記燃焼室手段の１つからのガスの流れが前記拡散
    器室手段から前記燃焼室手段の他方の中に通過するのを
    阻止し着火されていない燃焼室手段内のガス発生材料が
    点火されないようにする手段をさらに具備している請求
    項８に記載のガス発生器。 １０、前記ガス送り出し手段が前記円筒形部材に開口手
    段を具備し、ガス発生器がさらに、前記拡散器室手段に
    前記円筒形部材の開口手段から離間して配置されその間
    に充満室を区画形成する、少なくとも１つのほぼ円筒形
    のガスろ過手段を具備している請求項１に記載のガス発
    生器。 １１、前記各プレート手段に近接して前記燃焼室手段の
    少なくとも１つに配置されたガスろ過手段をさらに具備
    している請求項１０に記載のガス発生器。 １２、前記燃焼室手段の１つからのガスの流れが前記拡
    散器室手段から前記燃焼室手段の他方へと通過するのを
    阻止し、着火されていない燃焼室手段のガス発生材料が
    点火されないようにする手段をさらに具備している請求
    項１に記載のガス発生器。 １３、前記ガス流れ阻止手段が、前記拡散器室手段に配
    置されかつ前記燃焼室手段の前記他方のための前記各プ
    レート手段に取付けられた絶縁材料からなる障壁部材を
    具備し、前記各プレート手段の開口手段をシール状に被
    覆し、ガスが拡散器室手段から前記燃焼室手段の前記他
    方の中に流入するのを阻止するようにしている請求項１
    ２に記載のガス発生器。
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