Газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля (варианты)

Газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля (варианты)

Реферат

 

Газовыделяющий состав предназначен для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля. Состав содержит азотсодержащее соединение и водородсодержащий компонент. В качестве азотсодержащего соединения состав содержит закись азота, а в качестве водородсодержащего компонента -по меньшей мере одно вещество из группы, включающей простые эфиры, олефины, аммиак, водород и их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас. %: закись азота 70 - 97,5; вещество из вышеуказанной группы 2,5 - 30. Кроме того, состав может содержать еще инертный газ при соотношении к закиси азота и веществу из вышеуказанной группы, равном (10 - 80): (14 - 87,75): (0,5 - 27). Состав может применяться в газогенераторах без использования вязких фильтрующих приспособлений. 2 с. и 6 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии газогенераторов, в частности к газовыделяющему составу для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля.

Известен газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащий (мас.%): 61-68 азида натрия, 0 - 5 нитрата натрия, 0 - 5 бентонита, 23 - 28 окиси железа, 1 - 2 белой сажи и около 2 - 6 углеродных волокон диаметром 3 - 15 мкм и средней длиной 0,04 -0,125 дюйма (патент США N 4696705, кл. C 06 B 45/02, 1987).

Недостаток известного газовыделяющего состава заключается в необходимости использования газогенераторов, снабженных фильтрующими приспособлениями для улавливания образующихся при сжигании газовыделяющего материала частиц шлака и пыли.

Задача изобретения - создание газовыделяющего состава, который может найти применение в газогенераторах без использования всяких фильтрующих приспособлений.

Задача решается предлагаемым газовыделяющим составом для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащим азотсодержащее соединение и водородсодержащий компонент, за счет того, что он в качестве азотсодержащего соединения содержит закись азота, а в качестве водородсодержащего компонента по меньшей мере одно вещество из группы, включающей простые эфиры, олефины, аммиак, водород и их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Закись азота - 70 - 97,5 Вещество из вышеуказанной группы - 2,5 - 30 Задача решается также предлагаемым газовыделяющим составом для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащим азотсодержащее соединение и водородсодержащий компонент, за счет того, что он в качестве азотсодержащего соединения содержит закись азота, в качестве водородсодержащего компонента по меньшей мере одно вещество из группы, включающей простые эфиры, олефины, аммиак, водород и их смеси, и дополнительно инертный газ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Закись азота - 14 - 87,75 Вещество из вышеупомянутой группы - 0,5 - 27 Инертный газ - 10 - 80 Предлагаемый газовыделяющий состав размещен в качестве жидкого газа в соответствующей камере газогенератора. Жидкий газ представляет собой материал, который в нормальных условиях (при комнатной температуре и атмосферном давлении) имеется в газообразном состоянии, но разжижен вследствие имеющегося давления, под которым он находится в камере. Находящийся под давлением жидкий газ контролируемого впрыскивают в смежную с камерой камеру сгорания газогенератора. Незадолго до или одновременно с подачей жидкого газа в камеру сгорания зажигается средство зажигания при помощи воспламенительного заряда. Возникающие при зажигании пары и горячие газы воспламеняют жидкий газ, который вследствие расширения в камере сгорания испаряется или улетучивается. Способный к сгоранию жидкий газ сгорает в камере сгорания без образования твердых частиц в качестве остатка.

В качестве простых эфиров предпочтительно используют диметиловый эфир, этилметиловый эфир, а также их смеси.

В качестве олефинов предпочтительно используют низкокипящие олефины, такие как, например, этен и пропен, а также их смеси. В качестве особенно предпочтительного олефина используют этен.

В качестве служащего для управления скоростью реакции инертного газа предлагаемый трехкомпонентный состав содержит преимущественно физиологически переносимый газ с незначительным собственным давлением. Поэтому особенно предпочтительным инертным газом является двуокись углерода и/или ксенон. Как известно, двуокись углерода конденсируется так же легко, что и закись азота (критическое давление - 73,8 бар; критическая температура - 31,0^oC).

Инертный газ, в частности двуокись углерода, действует в соответствии с изобретением в качестве замедлителя скорости реакции, при этом двуокись углерода имеет значительно более благоприятные свойства, чем, например, азот и другие инертные газы, применение которых не исключено при осуществлении изобретения. В частности при использовании в качестве топлива аммиака или водорода ксенон в качестве инертного газа имеет то преимущество, что в качестве продуктов реакции образуются лишь азот и вода.

Если предлагаемый состав в качестве водородсодержащего компонента содержит простой диметиловый эфир, то соотношение закиси азота к диметиловому эфиру предпочтительно составляет 88:12.

Если предлагаемый состав в качестве водородсодержащего компонента содержит этен, то соотношение закиси азота к этену предпочтительно составляет 90:10.

Если предлагаемый состав в качестве водородсодержащего компонента содержит аммиак, то соотношение закиси азота к аммиаку предпочтительно составляет (75-86) : (14-25), в частности - 85:15.

Если предлагаемый состав в качестве водородсодержащего компонента содержит водород, то соотношение закиси азота к водороду предпочтительно составляет 95,7:4,3, при этом закись азота является донором кислорода.

Термостойкость предлагаемого состава соответствует всем требованиям, которые предъявляются в области автомобилестроения, т.е. предлагаемый состав может храниться при температуре до 105^oC.

Весовое соотношение водородсодержащего компонента к закиси азота предпочтительно выбирают так, что после завершения реакции получается негорючая газовая смесь. Таким образом весовое соотношение водородсодержащего компонента к закиси азота должно быть согласовано со стехиометрией (по возможности) полного сгорания. Поэтому закись азота целесообразно использовать в незначительном избытке, в пересчете на водородсодержащий компонент. Продукты реакции в основном состоит из газообразных веществ (CO₂, H₂O и N₂ наряду с имеющимися, в случае необходимости, остатками обоих компонентов состава). Использование в качестве водородсодержащего компонента аммиака или водорода имеет то преимущество, что в качестве продуктов реакции исключительно образуются N₂ и H₂O.

Нижеследующие предлагаемые составы успешно применялись в газогенераторах, в том числе и в надувных подушках безопасности.

Состав I, мас.%: Закись азота - 90 Этен - 10 Состав II, мас.%: Закись азота - 85 Аммиак - 15 Состав III, мас.%: Закись азота - 70 Диметиловый эфир - 30 Состав IV, мас.%: Закись азота - 97,5 Водород - 2,5 Состав V, мас.%: Закись азота - 14 Пропен - 6 Двуокись углерода - 80 Состав VI, мас.%: Закись азота - 59,4 Этилметиловый эфир - 6,6 Азот - 34,0 Состав VII, мас.%: Закись азота - 19,5 Этен - 0,5 Двуокись углерода - 80,0 Состав VIII, мас.%: Закись азота - 87,75 Пропен - 2,25 Азот - 10,00 Состав IX, мас.%: Закись азота - 63,0 Диметиловый эфир - 27,0 Двуокись углерода - 10,0 Состав X, мас.%: Закись азота - 44,0 Диметиловый эфир - 6,0 Двуокись углерода - 50,0 Состав XI, мас.%: Закись азота - 45,0 Этен - 5,0 Двуокись углерода - 50,0 Состав XII, мас.%: Закись азота - 28,7 Водород - 1,3 Двуокись углерода или ксенон - 70,0 Температура взрыва предлагаемых составов составляет около 3000^oC и падает по мере повышения содержания инертного газа. Таким образом, при реакции имеет место желаемое потенцирование объема. Путем варьирования количества (в частности, замедлителя скорости реакции) возможно согласовать кинетику реакции с соответствующей системой, например с соответствующей системой надувной подушки безопасности.

Если в специальных случаях необходимо отклоняться от стехиометрического соотношения реагентов, то для сокращения количества газовых компонентов целесообразно проводить дополнительную каталитическую реакцию, например, на катализаторе из пригодных веществ, выполненном в виде решетки.

Для регулирования характеристики эмиссии (равновесие CO - NO_x) в камере сгорания или диффузоре газы могут приводиться в контакт с тонкими, например, гальванически выполненными слоями металлов или сплавов платиновой группы.

Формула изобретения

1. Газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащий азотсодержащее соединение и водородсодержащий компонент, отличающийся тем, что он в качестве азотсодержащего соединения содержит закись азота, а в качестве водородсодержащего компонента - по меньшей мере одно вещество из группы, включающей простые эфиры, олефины, аммиак, водород и их смеси, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Закись азота - 70,0 - 97,5 Вещество из вышеуказанной группы - 2,5 - 30,0 2. Состав по п.1, отличающийся тем, что он в качестве водородсодержащего компонента содержит этен при соотношении к закиси азота, равном 10 : 90.

3. Состав по п.1, отличающийся тем, что он в качестве водородсодержащего компонента содержит аммиак при соотношении к закиси азота, равном 15 : 85.

4. Состав по п.1, отличающийся тем, что он в качестве водородсодержащего компонента содержит водород при соотношении к закиси азота, равном 4,3 : 95,7.

5. Газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащий азотсодержащее соединение и водородсодержащий компонент, отличающийся тем, что он в качестве азотсодержащего соединения содержит закись азота, а в качестве водородсодержащего компонента - по меньшей мере одно вещество из группы, включающей простые эфиры, олефины, аммиак, водород и их смеси, и дополнительно инертный газ при следующем соотношении компонентов, мас.%: Закись азота - 14,0 - 87,75 Вещество из вышеуказанной группы - 0,5 - 27,0 Инертный газ - 10 - 80 6. Состав по п.5, отличающийся тем, что он в качестве водородсодержащего компонента содержит этен при соотношении к закиси азота 10 : 90.

7. Состав по п.5, отличающийся тем, что он в качестве водородсодержащего компонента содержит аммиак при соотношении к закиси азота 15 - 85.

8. Состав по п.5, отличающийся тем, что он в качестве водородсодержащего компонента содержит водород при соотношении к закиси азота 4,3 : 95,7.