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

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.

Описание изобретения к патенту

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.