专利名称：气体发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体发生器，这种气体发生器具有一个细长的、最好为管状的外壳，至少一个设置在气体发生器内并装有固体推进燃料的燃烧室和至少一个点火器单元，点火器单元用于产生点燃固体推进燃料所需的点火气体。
细长的气体发生器通常被认为是管状气体发生器，这种气体发生器的轴向长度通常远大于外壳的直径。该长度一般约等于该直径的两倍。这种气体发生器能够在一个很大的区域内迅速点燃推进燃料。在固体推进燃料流过已经产生的气体的过程中，可能出现侵蚀推进燃料表面的问题，而这种问题又可能导致对输出功率的计算更为困难。因此，本发明的目标就在于“和缓”地点燃推进燃料并避免对推进燃料造成严重的侵蚀，从而避免在燃烧室内出现很高的压力峰值，同时使燃烧室内燃烧所需的最低压力在整个燃烧过程中一直保持在一定的水平。此外，还应该实现将固体推进燃料容易地装填到燃烧室内。
上述的优点可通过一种普通的气体发生器而得以实现，其中点火器单元以下述方式沿横向设置在外壳的外部就外壳而言，一个最好为径向的点火传输孔设置在外壳上，以使在点火器单元内产生的点火气体能够通过点火传输孔流入外壳的内部。这样，根据本发明的气体发生器，点火器单元就不会沿轴向突出到燃烧室内，而是将点火器单元安装在外壳的外部，这样所谓的点火气体就能够通过径向的点火传输孔由点火器单元射入外壳的内部，从而进入燃烧室。通过这种所谓的横向点火，一方面可以获得较大的点火表面，另一方面，点火器单元不会凸出深入到燃烧室内，这样就会有利于将固体推进燃料装填到燃烧室内，而且还能够利用推进燃料片将燃料固定到合适的位置上。此外，径向的流出口设置在外壳上，这样由固体推进燃料构成的推进燃料层就不会象现有技术那样沿轴向流动，而是在最大程度上以较短的路线沿径向流动，这样就降低了对推进燃料的侵蚀。
根据一个实施例的点火器单元，该点火器单元没有伸入到燃烧室内，这样，点火器单元就不会妨碍燃烧室的装料操作。
最好为圆筒形的燃烧室包括有一个沿轴向设置的装填孔。
燃烧室应被构造成尽可能没有底切部分的结构形式，例如可以具有上述的圆筒形结构，其目的是实现完整而简单的装料操作。由于燃烧室具有圆筒形的结构，因此，燃烧室的纵向轴线就会平行于外壳的中央轴线延伸，这样就使结构紧凑。
当在外壳的内表面和燃烧室的壁之间形成一个分布空间，该空间用于分布已经产生的点火气体时，所谓的点火气体，即点火器单元产生的气体与颗粒的混合物能够以更均匀的分布状态进入燃烧室。点火传输孔也通向分布空间。该分布空间最好在燃烧室的整个轴向长度上延伸，这样就能够使气体沿最好为细长形的分布空间由点火器单元散布在整个轴向长度上并能够在一个很大的区域范围内进入燃烧室，这样就能够使固体推进燃料被“和缓”地点燃。
根据最佳实施例，在燃烧室和外壳的流出口之间设置有一个气体膨胀空间，该空间也以类似方式在燃烧室的整个轴向长度范围内延伸。
分布空间或膨胀空间可以以一个插件的形式设置在燃烧室的壁上，而且具有至少一个沿径向向里导引的凹槽，该凹槽最好沿燃烧室的整个长度范围延伸。
除了分布空间和膨胀空间外，该插件的整个表面还可抵靠在外壳的内表面上，而且可被定位在能够使其固定到位的位置上。
该插件可被构造成一个单层的过滤器或一个穿孔的薄板，这样就不用在整个气体发生器内设置一个厚重的过滤器插件。
本发明还提供一个优选实施例，在该优选实施例中，流出口设置在一个沿径向与点火传输口相对的区域内，即导入点火气体的一侧，点火气体首先沿轴向分布，目的是穿过推进燃料层，而且推进燃料层仅位于能够使所产生的气体由气体发生器流出的对侧。
参照附图，通过下面的说明，将会清楚地理解本发明的其它特征和优点，其中附图
图1示出了根据本发明第一实施例的气体发生器的纵向剖视图；图2为沿图1中的剖面线II-II的剖视图；图3为根据本发明第二实施例的气体发生器沿图4中的剖面线III-III的纵向剖视图；图4为图3中的气体发生器沿剖面线IV-IV的剖视图；图5为根据本发明第三实施例的气体发生器的纵向剖视图；图6为图5中的气体发生器沿剖面线VI-VI的剖视图；图7为根据本发明另一实施例的气体发生器的剖视图。
在图1中，示出了一个细长的管状气体发生器，该气体发生器设置有一个圆筒形的外壳10。该管状的气体发生器由两个分段12、14组成，这两分段可被分别独立驱动，而且分别设置有一点火器单元16、18。气体发生器的外壳10由两个圆筒形的管体20、22组成，这两个管体的一侧是封闭的，而且通过一个中间的隔壁24彼此连接在一起。在外壳10的内部，每个分段都分别设置有一个细长的圆筒形燃烧室26、28，燃烧室26、28内装有片剂状的固体推进燃料30，从而形成一个推进燃料床(层)。燃烧室26、28由一个以圆筒形过滤器体插件形式存在的燃烧室壁32，该燃烧室壁在两侧是开口的，在圆周方向上是封闭的。这种过滤器主体的整个表面都在外壳12的内表面上，而且还设置有两个沿径向向里定向的凹槽，这两个凹槽在其整个轴向长度上延伸，而且位于沿径向与外壳10的中央轴线A相对的区域内。这些凹槽及外壳10的内表面限定了多个在每个燃烧室26、28的整个轴向长度上延伸的空间，即分布空间40和膨胀空间42，而且膨胀空间42设置在外壳10上的流出口44的区域内。在沿径向与流出口44相对的位置上，设置在外壳10内的每个点火器单元16、18都设置有一个点火传输孔50。该传输孔50沿径向与中央轴线A对准。
每个点火器单元16、18都包括一个杯形的壳体52，该壳体沿横向安装在外壳10的外部。在壳体52内，安装有一个点火器54和助爆药56。位于端面上的点火传输孔58相对中央轴线A沿径向延伸并在点火器54启动，而且扩大器助爆药56燃烧时，允许所谓的点火气体即燃烧产物(气体和颗粒)从该点火传输孔流出。
在点火传输孔58邻近燃烧室壁32的区域内，设置有一个轴向尺寸较短的弯曲型挡板60，该挡板上不设置任何开口。
就点火器单元16、18而言，应该强调一点点火器单元可位于外壳10的外表面上，或者如图1所示，可部分延伸到点火传输孔50内。
但是，无论在哪种情况下，点火器单元16、18都不能延伸到燃烧室26、28内。
为了装填燃烧室，两个管体20、22尚未连接在一起，这样就使其分别具有一个轴向的装填孔(开口端)。由于燃烧室26、28被构造成没有底切部分的结构形式，因此就可以将固体推进燃料30完整而简单地轴向地装填到燃烧室内。在任何一种情况下，在两个管体20、22被固定到中间隔壁24上之前，先装入一个弹性的装填盘70。
下面，将对图示的气体发生器的操作方式加以说明。当有一个点火器54被启动时，助爆药56就会产生燃烧，热的点火气体通过点火传输孔58从壳体52流出并沿径向流入外壳10内。点火传输孔50允许流出的气体进入外壳10的内部。气体直接撞击在挡板60上并沿轴向偏转90°，这样，气体就会分布在散布空间40的整个长度范围内并最终到达相应的燃烧室26、28内。这样，固体推进燃料30就会在很大的区域内被点燃，而且产生的气体能够沿膨胀空间42的方向在很大的区域范围内离开燃烧室并最终通过流出口44离开外壳10。
这样，就避免了在燃烧室26、28内出现较高的峰值压力；实现了推进燃料的和缓点火，而且还能够在整个燃烧过程中将所需的最低压力保持在一定的水平。
图3和4所示的实施例与图1和2所示的实施例局部相同，因此，就采用上述的附图标记来表示具有相同功能的部件，而且仅对不同的部分进行详细说明。
固体推进燃料30′被构造成一种具有中心孔的圆盘的结构形式。关于中心轴线对称的这些圆盘被叠置在一起，而且可在其端面上设置一些小型的延伸或隆起部分，以将这些圆盘相互间隔开。每个燃烧室26、28都设置有两叠固体推进燃料圆盘30′，这些固体燃料圆盘在用来使气体从中央位置上进入的孔58的区域范围内，例如可通过两个薄板状金属圆盘72相互隔开。薄板状的金属圆盘72在孔70所在的区域内设置有多个孔。应该说明在图3所示的实施例中，每个燃烧室26、28都被划分为两个较小的燃烧室126′、126″和128′、128″。
对于每叠固体推进燃料圆盘30′而言，其还具有一个圆筒形的过滤器主体，该主体形成了燃烧室的壁32。
从图4中可以看到在外壳10上设置有沿圆周方向间隔排列的两排流出口44。燃烧室壁32设置有两个凹槽，每个凹槽都与一排流出口44相连接，这样，从剖面图中可以看到，形成了两个膨胀空间42。膨胀空间42在每叠固体推进燃料片30′的整个长度方向上延伸，因此也在相关的、被分隔开的独立的燃烧室126′、126″、128′、128″的整个范围内延伸。
在该实施例中，产生于点火器单元16、18内的气体通过点火传输孔58从相应的点火器单元16、18内流出并沿径向流入外壳10。点火传输孔50允许点火气体进入到外壳10的内部。气体首先流入一个中间空间80内，接着流入一个由孔70构成的中央通道82内，然后流入固体推进燃料圆盘30′内，这样就可以从内部沿径向点燃固体推进燃料30′。所产生的热气体进入膨胀腔室42，这些气体从该膨胀腔室经流出口44离开外壳10。
图5和6所示的实施例与图1和2所示的实施例基本相同。但省略了挡板60。作为挡板的替代物，一个喷嘴形的延伸部分90从壳体52向外凸伸到分布空间40内。喷嘴形的延伸部分90设置有一个径向的点火输送孔58，该孔被制造成一个盲孔的结构形式。该盲孔与一个垂直该孔延伸的通孔92相交，而且通孔92沿平行于轴线A的方向定位。
点火单元16、18内产生的气体在喷嘴形延伸部分90内偏转90°，并在分布空间40内以平行于轴线A的两股气流离开喷嘴形延伸部分90，在分布空间40内，气体在一个很大的区域范围内点燃固体推进燃料30。产生的气体最终到达膨胀空间并通过流出口44离开外壳10。
在图示的实施例中，壳体52上的点火传输孔58将点火气体引入外壳10。但是，如果壳体52并未局部伸入到点火传输孔50内，那么点火传输孔50也可将点火气体引入到外壳10的内部。
根据图7的实施例与图4所示的实施例基本相同，而且该实施例省去了构成燃烧室壁32的过滤器。为形成一个分布空间40和一个膨胀空间42，固体推进燃料圆盘30″设置有多个扁平状的区域或凹入部分100。
权利要求
1.一种气体发生器，其包括一个细长的、最好为管状的外壳(10)，至少一个设置在气体发生器内并装有固体推进燃料(30，30′)的燃烧室(26，28)，和至少一个点火器单元(16，18)，所述点火器单元产生点燃固体推进燃料(30，30′)所需的点火气体，点火器单元(16，18)沿横向设置在外壳(10)的外部，而且就外壳(10)而言，一个最好为径向的点火传输孔(50，58)设置在外壳上，从而使点火器单元(16，18)内产生的点火气体能够通过点火传输孔(50，58)流向外壳(10)的内部。
2.根据权利要求1的气体发生器，其特征在于一个点火传输孔(58)设置在点火器单元(16)内且位于可将其固定到外壳上的区域内。
3.根据权利要求1或2的气体发生器，其特征在于所述点火器单元(16，18)未延伸到燃烧室(26，28)内。
4.根据上述权利要求之一的气体发生器，其特征在于所述燃烧室(26，28)沿轴向设置有装填孔。
5.根据上述权利要求之一的气体发生器，其特征在于所述燃烧室(26，28)被构造成没有底切部分的结构形式。
6.根据上述权利要求之一的气体发生器，其特征在于所述燃烧室(26，28)为圆筒形，而且其纵向方向平行于外壳(10)的中央轴线(A)延伸。
7.根据上述权利要求之一的气体发生器，其特征在于在外壳(10)的内表面和燃烧室壁(32)之间设置有一个分布空间(40)，该空间用于容纳由点火器单元(16，18)产生的点火气体，所述点火传输孔(50，58)通向所述的空间(40)。
8.根据权利要求7的气体发生器，其特征在于所述分布空间(40)在燃烧室(26)的整个轴向长度范围内延伸。
9.根据上述权利要求之一的气体发生器，其特征在于所述外壳(10)设置有一个流出口(44)，而且在所述燃烧室(26，28)和流出口(44)之间还设置有一个气体膨胀空间(42)。
10.根据权利要求9的气体发生器，其特征在于所述膨胀空间(42)在燃烧室(26，28)的整个轴向长度范围内延伸。
11.根据权利要求7至10之一的气体发生器，其特征在于所述燃烧室的壁(32)由一个插件形成，该插件具有一个沿径向向里导向的凹槽，该凹槽能够分别形成分布空间(40)和膨胀空间(42)。
12.根据权利要求11的气体发生器，其特征在于除了分布空间和膨胀空间(分别为40，42)外，所述插件还使其整个表面抵靠在外壳(10)的内表面上。
13.根据上述权利要求之一的气体发生器，其特征在于所述外壳设置有多个流出口(44)，当相对外壳(10)的中央轴线(A)观看时，这些流出口被设置在一个沿径向与点火传输孔(50，58)相对的区域内。
全文摘要
一种气体发生器包括一个细长的、最好为管状的外壳(10)，至少一个设置在气体发生器内并装有固体推进燃料(30，30′)的燃烧室(26，28)和至少一个点火器单元(16，18)，点火器单元用于产生点燃固体推进燃料所需的点火气体。点火器单元(16，18)以下述方式沿横向设置在外壳(10)的外部相对外壳(10)而言，一个最好为径向的点火传输孔(50，58)设置在外壳内，从而使点火器单元(16，18)传输的点火气体能够通过点火传输孔(50，58)流入外壳(10)。
文档编号B60R21/26GK1487236SQ03155578
公开日2004年4月7日 申请日期2003年8月29日 优先权日2002年9月3日
发明者塞巴斯蒂安·比尔维特, 卡斯滕·施武赫尔, 罗尔夫·鲁克德舍尔, 施武赫尔, 鲁克德舍尔, 塞巴斯蒂安 比尔维特 申请人:Trw空气气袋系统股份有限公司