專利名稱：氣體發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體發(fā)生器，這種氣體發(fā)生器具有一個細(xì)長的、最好為管狀的外殼，至少一個設(shè)置在氣體發(fā)生器內(nèi)并裝有固體推進(jìn)燃料的燃燒室和至少一個點火器單元，點火器單元用于產(chǎn)生點燃固體推進(jìn)燃料所需的點火氣體。
細(xì)長的氣體發(fā)生器通常被認(rèn)為是管狀氣體發(fā)生器，這種氣體發(fā)生器的軸向長度通常遠(yuǎn)大于外殼的直徑。該長度一般約等于該直徑的兩倍。這種氣體發(fā)生器能夠在一個很大的區(qū)域內(nèi)迅速點燃推進(jìn)燃料。在固體推進(jìn)燃料流過已經(jīng)產(chǎn)生的氣體的過程中，可能出現(xiàn)侵蝕推進(jìn)燃料表面的問題，而這種問題又可能導(dǎo)致對輸出功率的計算更為困難。因此，本發(fā)明的目標(biāo)就在于“和緩”地點燃推進(jìn)燃料并避免對推進(jìn)燃料造成嚴(yán)重的侵蝕，從而避免在燃燒室內(nèi)出現(xiàn)很高的壓力峰值，同時使燃燒室內(nèi)燃燒所需的最低壓力在整個燃燒過程中一直保持在一定的水平。此外，還應(yīng)該實現(xiàn)將固體推進(jìn)燃料容易地裝填到燃燒室內(nèi)。
上述的優(yōu)點可通過一種普通的氣體發(fā)生器而得以實現(xiàn)，其中點火器單元以下述方式沿橫向設(shè)置在外殼的外部就外殼而言，一個最好為徑向的點火傳輸孔設(shè)置在外殼上，以使在點火器單元內(nèi)產(chǎn)生的點火氣體能夠通過點火傳輸孔流入外殼的內(nèi)部。這樣，根據(jù)本發(fā)明的氣體發(fā)生器，點火器單元就不會沿軸向突出到燃燒室內(nèi)，而是將點火器單元安裝在外殼的外部，這樣所謂的點火氣體就能夠通過徑向的點火傳輸孔由點火器單元射入外殼的內(nèi)部，從而進(jìn)入燃燒室。通過這種所謂的橫向點火，一方面可以獲得較大的點火表面，另一方面，點火器單元不會凸出深入到燃燒室內(nèi)，這樣就會有利于將固體推進(jìn)燃料裝填到燃燒室內(nèi)，而且還能夠利用推進(jìn)燃料片將燃料固定到合適的位置上。此外，徑向的流出口設(shè)置在外殼上，這樣由固體推進(jìn)燃料構(gòu)成的推進(jìn)燃料層就不會象現(xiàn)有技術(shù)那樣沿軸向流動，而是在最大程度上以較短的路線沿徑向流動，這樣就降低了對推進(jìn)燃料的侵蝕。
根據(jù)一個實施例的點火器單元，該點火器單元沒有伸入到燃燒室內(nèi)，這樣，點火器單元就不會妨礙燃燒室的裝料操作。
最好為圓筒形的燃燒室包括有一個沿軸向設(shè)置的裝填孔。
燃燒室應(yīng)被構(gòu)造成盡可能沒有底切部分的結(jié)構(gòu)形式，例如可以具有上述的圓筒形結(jié)構(gòu)，其目的是實現(xiàn)完整而簡單的裝料操作。由于燃燒室具有圓筒形的結(jié)構(gòu)，因此，燃燒室的縱向軸線就會平行于外殼的中央軸線延伸，這樣就使結(jié)構(gòu)緊湊。
當(dāng)在外殼的內(nèi)表面和燃燒室的壁之間形成一個分布空間，該空間用于分布已經(jīng)產(chǎn)生的點火氣體時，所謂的點火氣體，即點火器單元產(chǎn)生的氣體與顆粒的混合物能夠以更均勻的分布狀態(tài)進(jìn)入燃燒室。點火傳輸孔也通向分布空間。該分布空間最好在燃燒室的整個軸向長度上延伸，這樣就能夠使氣體沿最好為細(xì)長形的分布空間由點火器單元散布在整個軸向長度上并能夠在一個很大的區(qū)域范圍內(nèi)進(jìn)入燃燒室，這樣就能夠使固體推進(jìn)燃料被“和緩”地點燃。
根據(jù)最佳實施例，在燃燒室和外殼的流出口之間設(shè)置有一個氣體膨脹空間，該空間也以類似方式在燃燒室的整個軸向長度范圍內(nèi)延伸。
分布空間或膨脹空間可以以一個插件的形式設(shè)置在燃燒室的壁上，而且具有至少一個沿徑向向里導(dǎo)引的凹槽，該凹槽最好沿燃燒室的整個長度范圍延伸。
除了分布空間和膨脹空間外，該插件的整個表面還可抵靠在外殼的內(nèi)表面上，而且可被定位在能夠使其固定到位的位置上。
該插件可被構(gòu)造成一個單層的過濾器或一個穿孔的薄板，這樣就不用在整個氣體發(fā)生器內(nèi)設(shè)置一個厚重的過濾器插件。
本發(fā)明還提供一個優(yōu)選實施例，在該優(yōu)選實施例中，流出口設(shè)置在一個沿徑向與點火傳輸口相對的區(qū)域內(nèi)，即導(dǎo)入點火氣體的一側(cè)，點火氣體首先沿軸向分布，目的是穿過推進(jìn)燃料層，而且推進(jìn)燃料層僅位于能夠使所產(chǎn)生的氣體由氣體發(fā)生器流出的對側(cè)。
參照附圖，通過下面的說明，將會清楚地理解本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，其中附圖

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的氣體發(fā)生器的縱向剖視圖；圖2為沿圖1中的剖面線II-II的剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明第二實施例的氣體發(fā)生器沿圖4中的剖面線III-III的縱向剖視圖；圖4為圖3中的氣體發(fā)生器沿剖面線IV-IV的剖視圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明第三實施例的氣體發(fā)生器的縱向剖視圖；圖6為圖5中的氣體發(fā)生器沿剖面線VI-VI的剖視圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的氣體發(fā)生器的剖視圖。
在圖1中，示出了一個細(xì)長的管狀氣體發(fā)生器，該氣體發(fā)生器設(shè)置有一個圓筒形的外殼10。該管狀的氣體發(fā)生器由兩個分段12、14組成，這兩分段可被分別獨立驅(qū)動，而且分別設(shè)置有一點火器單元16、18。氣體發(fā)生器的外殼10由兩個圓筒形的管體20、22組成，這兩個管體的一側(cè)是封閉的，而且通過一個中間的隔壁24彼此連接在一起。在外殼10的內(nèi)部，每個分段都分別設(shè)置有一個細(xì)長的圓筒形燃燒室26、28，燃燒室26、28內(nèi)裝有片劑狀的固體推進(jìn)燃料30，從而形成一個推進(jìn)燃料床(層)。燃燒室26、28由一個以圓筒形過濾器體插件形式存在的燃燒室壁32，該燃燒室壁在兩側(cè)是開口的，在圓周方向上是封閉的。這種過濾器主體的整個表面都在外殼12的內(nèi)表面上，而且還設(shè)置有兩個沿徑向向里定向的凹槽，這兩個凹槽在其整個軸向長度上延伸，而且位于沿徑向與外殼10的中央軸線A相對的區(qū)域內(nèi)。這些凹槽及外殼10的內(nèi)表面限定了多個在每個燃燒室26、28的整個軸向長度上延伸的空間，即分布空間40和膨脹空間42，而且膨脹空間42設(shè)置在外殼10上的流出口44的區(qū)域內(nèi)。在沿徑向與流出口44相對的位置上，設(shè)置在外殼10內(nèi)的每個點火器單元16、18都設(shè)置有一個點火傳輸孔50。該傳輸孔50沿徑向與中央軸線A對準(zhǔn)。
每個點火器單元16、18都包括一個杯形的殼體52，該殼體沿橫向安裝在外殼10的外部。在殼體52內(nèi)，安裝有一個點火器54和助爆藥56。位于端面上的點火傳輸孔58相對中央軸線A沿徑向延伸并在點火器54啟動，而且擴大器助爆藥56燃燒時，允許所謂的點火氣體即燃燒產(chǎn)物(氣體和顆粒)從該點火傳輸孔流出。
在點火傳輸孔58鄰近燃燒室壁32的區(qū)域內(nèi)，設(shè)置有一個軸向尺寸較短的彎曲型擋板60，該擋板上不設(shè)置任何開口。
就點火器單元16、18而言，應(yīng)該強調(diào)一點點火器單元可位于外殼10的外表面上，或者如圖1所示，可部分延伸到點火傳輸孔50內(nèi)。
但是，無論在哪種情況下，點火器單元16、18都不能延伸到燃燒室26、28內(nèi)。
為了裝填燃燒室，兩個管體20、22尚未連接在一起，這樣就使其分別具有一個軸向的裝填孔(開口端)。由于燃燒室26、28被構(gòu)造成沒有底切部分的結(jié)構(gòu)形式，因此就可以將固體推進(jìn)燃料30完整而簡單地軸向地裝填到燃燒室內(nèi)。在任何一種情況下，在兩個管體20、22被固定到中間隔壁24上之前，先裝入一個彈性的裝填盤70。
下面，將對圖示的氣體發(fā)生器的操作方式加以說明。當(dāng)有一個點火器54被啟動時，助爆藥56就會產(chǎn)生燃燒，熱的點火氣體通過點火傳輸孔58從殼體52流出并沿徑向流入外殼10內(nèi)。點火傳輸孔50允許流出的氣體進(jìn)入外殼10的內(nèi)部。氣體直接撞擊在擋板60上并沿軸向偏轉(zhuǎn)90°，這樣，氣體就會分布在散布空間40的整個長度范圍內(nèi)并最終到達(dá)相應(yīng)的燃燒室26、28內(nèi)。這樣，固體推進(jìn)燃料30就會在很大的區(qū)域內(nèi)被點燃，而且產(chǎn)生的氣體能夠沿膨脹空間42的方向在很大的區(qū)域范圍內(nèi)離開燃燒室并最終通過流出口44離開外殼10。
這樣，就避免了在燃燒室26、28內(nèi)出現(xiàn)較高的峰值壓力；實現(xiàn)了推進(jìn)燃料的和緩點火，而且還能夠在整個燃燒過程中將所需的最低壓力保持在一定的水平。
圖3和4所示的實施例與圖1和2所示的實施例局部相同，因此，就采用上述的附圖標(biāo)記來表示具有相同功能的部件，而且僅對不同的部分進(jìn)行詳細(xì)說明。
固體推進(jìn)燃料30′被構(gòu)造成一種具有中心孔的圓盤的結(jié)構(gòu)形式。關(guān)于中心軸線對稱的這些圓盤被疊置在一起，而且可在其端面上設(shè)置一些小型的延伸或隆起部分，以將這些圓盤相互間隔開。每個燃燒室26、28都設(shè)置有兩疊固體推進(jìn)燃料圓盤30′，這些固體燃料圓盤在用來使氣體從中央位置上進(jìn)入的孔58的區(qū)域范圍內(nèi)，例如可通過兩個薄板狀金屬圓盤72相互隔開。薄板狀的金屬圓盤72在孔70所在的區(qū)域內(nèi)設(shè)置有多個孔。應(yīng)該說明在圖3所示的實施例中，每個燃燒室26、28都被劃分為兩個較小的燃燒室126′、126″和128′、128″。
對于每疊固體推進(jìn)燃料圓盤30′而言，其還具有一個圓筒形的過濾器主體，該主體形成了燃燒室的壁32。
從圖4中可以看到在外殼10上設(shè)置有沿圓周方向間隔排列的兩排流出口44。燃燒室壁32設(shè)置有兩個凹槽，每個凹槽都與一排流出口44相連接，這樣，從剖面圖中可以看到，形成了兩個膨脹空間42。膨脹空間42在每疊固體推進(jìn)燃料片30′的整個長度方向上延伸，因此也在相關(guān)的、被分隔開的獨立的燃燒室126′、126″、128′、128″的整個范圍內(nèi)延伸。
在該實施例中，產(chǎn)生于點火器單元16、18內(nèi)的氣體通過點火傳輸孔58從相應(yīng)的點火器單元16、18內(nèi)流出并沿徑向流入外殼10。點火傳輸孔50允許點火氣體進(jìn)入到外殼10的內(nèi)部。氣體首先流入一個中間空間80內(nèi)，接著流入一個由孔70構(gòu)成的中央通道82內(nèi)，然后流入固體推進(jìn)燃料圓盤30′內(nèi)，這樣就可以從內(nèi)部沿徑向點燃固體推進(jìn)燃料30′。所產(chǎn)生的熱氣體進(jìn)入膨脹腔室42，這些氣體從該膨脹腔室經(jīng)流出口44離開外殼10。
圖5和6所示的實施例與圖1和2所示的實施例基本相同。但省略了擋板60。作為擋板的替代物，一個噴嘴形的延伸部分90從殼體52向外凸伸到分布空間40內(nèi)。噴嘴形的延伸部分90設(shè)置有一個徑向的點火輸送孔58，該孔被制造成一個盲孔的結(jié)構(gòu)形式。該盲孔與一個垂直該孔延伸的通孔92相交，而且通孔92沿平行于軸線A的方向定位。
點火單元16、18內(nèi)產(chǎn)生的氣體在噴嘴形延伸部分90內(nèi)偏轉(zhuǎn)90°，并在分布空間40內(nèi)以平行于軸線A的兩股氣流離開噴嘴形延伸部分90，在分布空間40內(nèi)，氣體在一個很大的區(qū)域范圍內(nèi)點燃固體推進(jìn)燃料30。產(chǎn)生的氣體最終到達(dá)膨脹空間并通過流出口44離開外殼10。
在圖示的實施例中，殼體52上的點火傳輸孔58將點火氣體引入外殼10。但是，如果殼體52并未局部伸入到點火傳輸孔50內(nèi)，那么點火傳輸孔50也可將點火氣體引入到外殼10的內(nèi)部。
根據(jù)圖7的實施例與圖4所示的實施例基本相同，而且該實施例省去了構(gòu)成燃燒室壁32的過濾器。為形成一個分布空間40和一個膨脹空間42，固體推進(jìn)燃料圓盤30″設(shè)置有多個扁平狀的區(qū)域或凹入部分100。
權(quán)利要求
1.一種氣體發(fā)生器，其包括一個細(xì)長的、最好為管狀的外殼(10)，至少一個設(shè)置在氣體發(fā)生器內(nèi)并裝有固體推進(jìn)燃料(30，30′)的燃燒室(26，28)，和至少一個點火器單元(16，18)，所述點火器單元產(chǎn)生點燃固體推進(jìn)燃料(30，30′)所需的點火氣體，點火器單元(16，18)沿橫向設(shè)置在外殼(10)的外部，而且就外殼(10)而言，一個最好為徑向的點火傳輸孔(50，58)設(shè)置在外殼上，從而使點火器單元(16，18)內(nèi)產(chǎn)生的點火氣體能夠通過點火傳輸孔(50，58)流向外殼(10)的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氣體發(fā)生器，其特征在于一個點火傳輸孔(58)設(shè)置在點火器單元(16)內(nèi)且位于可將其固定到外殼上的區(qū)域內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的氣體發(fā)生器，其特征在于所述點火器單元(16，18)未延伸到燃燒室(26，28)內(nèi)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的氣體發(fā)生器，其特征在于所述燃燒室(26，28)沿軸向設(shè)置有裝填孔。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的氣體發(fā)生器，其特征在于所述燃燒室(26，28)被構(gòu)造成沒有底切部分的結(jié)構(gòu)形式。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的氣體發(fā)生器，其特征在于所述燃燒室(26，28)為圓筒形，而且其縱向方向平行于外殼(10)的中央軸線(A)延伸。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的氣體發(fā)生器，其特征在于在外殼(10)的內(nèi)表面和燃燒室壁(32)之間設(shè)置有一個分布空間(40)，該空間用于容納由點火器單元(16，18)產(chǎn)生的點火氣體，所述點火傳輸孔(50，58)通向所述的空間(40)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的氣體發(fā)生器，其特征在于所述分布空間(40)在燃燒室(26)的整個軸向長度范圍內(nèi)延伸。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的氣體發(fā)生器，其特征在于所述外殼(10)設(shè)置有一個流出口(44)，而且在所述燃燒室(26，28)和流出口(44)之間還設(shè)置有一個氣體膨脹空間(42)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的氣體發(fā)生器，其特征在于所述膨脹空間(42)在燃燒室(26，28)的整個軸向長度范圍內(nèi)延伸。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一的氣體發(fā)生器，其特征在于所述燃燒室的壁(32)由一個插件形成，該插件具有一個沿徑向向里導(dǎo)向的凹槽，該凹槽能夠分別形成分布空間(40)和膨脹空間(42)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的氣體發(fā)生器，其特征在于除了分布空間和膨脹空間(分別為40，42)外，所述插件還使其整個表面抵靠在外殼(10)的內(nèi)表面上。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一的氣體發(fā)生器，其特征在于所述外殼設(shè)置有多個流出口(44)，當(dāng)相對外殼(10)的中央軸線(A)觀看時，這些流出口被設(shè)置在一個沿徑向與點火傳輸孔(50，58)相對的區(qū)域內(nèi)。
全文摘要
一種氣體發(fā)生器包括一個細(xì)長的、最好為管狀的外殼(10)，至少一個設(shè)置在氣體發(fā)生器內(nèi)并裝有固體推進(jìn)燃料(30，30′)的燃燒室(26，28)和至少一個點火器單元(16，18)，點火器單元用于產(chǎn)生點燃固體推進(jìn)燃料所需的點火氣體。點火器單元(16，18)以下述方式沿橫向設(shè)置在外殼(10)的外部相對外殼(10)而言，一個最好為徑向的點火傳輸孔(50，58)設(shè)置在外殼內(nèi)，從而使點火器單元(16，18)傳輸?shù)狞c火氣體能夠通過點火傳輸孔(50，58)流入外殼(10)。
文檔編號B60R21/26GK1487236SQ03155578
公開日2004年4月7日 申請日期2003年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月3日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·比爾維特, 卡斯滕·施武赫爾, 羅爾夫·魯克德舍爾, 施武赫爾, 魯克德舍爾, 塞巴斯蒂安 比爾維特 申請人:Trw空氣氣袋系統(tǒng)股份有限公司