ГАЗОВЫДЕЛЯЮЩИЙ СОСТАВ ДЛЯ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ, ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ДЛЯ НАДУВНОЙ ПОДУШКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПАССАЖИРОВ АВТОМОБИЛЯ Российский патент 1998 года по МПК C06D5/00 C06D5/08 

Изобретение относится к технологии газогенераторов, более конкретно к газовыделяющему составу для газогенераторов, преимущественно к надувной подушке безопасности пассажиров автомобиля.

Известен газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащий, мас.%: азид натрия 61 - 68; нитрат натрия 0 - 5; бентонит 0 - 5; окись железа 23 - 28; белая сажа 1 - 2 и углеродные волокна около 2 - 6, диаметром 3 - 15 мк и средней длиной 0,04 - 0,125 дюйма.

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

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

Эта 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 один углеводород с краткой цепью, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Закись азота - 70 - 97,5
Углеводород с краткой цепью - 2,5 - 30
Указанная задача также 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, в качестве водородсодержащего компонента - по меньшей мере один углеводород с краткой цепью и дополнительно инертный газ, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Закись азота - 14 - 87,75
Углеводород с краткой цепью - 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 контролируемо 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 горючие 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 углеводородов с краткой цепью предлагаемый состав предпочтительно содержит пропан, н-бутан и изобутан, а также их смеси. Особенно предпочтительным углеводородом в рамках данного изобретения является технический бутан, состоящий из смеси н-бутана и изобутана.

Предлагаемый состав имеет воспламеняемость от хорошей до очень хорошей. Термостойкость состава отвечает всем требованиям, предъявляемым в автомобилестроении. В результате опытов по воспламенению при помощи накаливаемой проволоки взрыв состава, состоящего только из закиси азота и углеводорода с краткой цепью, например, бутана, происходит лишь при температуре проволоки больше 500^oC.

Массовое соотношение углеводорода и закиси азота предпочтительно выбирают так, что надутая подушка безопасности содержит негорючую газовую смесь. Таким образом, массовое соотношение углеводорода и закиси азота должно соответствовать стехиометрическому режиму (по возможности) полного сгорания углеводорода. Поэтому целесообразно использовать закись азота в незначительном избытке) в пересчете на углеводород. В этом случае продукты реакции в основном состоят из газообразных веществ (CO₂, H₂O и N₂ кроме имеющихся в случае необходимости остатков углеводорода и/или закиси азота), например, при использовании пропана или бутана и закиси азота.

Если в специальных случаях должно было бы необходимо отклоняться от стехиометрического соотношения, то для понижения вредных для здоровья газов можно было бы предусматривать осуществление дополнительной каталитической реакции, например, за счет размещения подходящего катализатора сетчатой структуры.

Предлагаемый состоящий из трех компонентов состав в качестве инертного газа 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). Однако, в качестве инертного газа можно также использовать азот.

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

Состав I:
Смесь 59,4 мас.% закиси азота, 6,6 - мас.% технического бутана и 34 мас. % двуокиси углерода.

Состав II:
90 мас.% закиси азота и 10 мас.% н-бутана.

Состав III:
97,5 мас.% закиси азота и 2,5 мас.% н-бутана.

Состав IV:
70 мас.% закиси азота и 30 мас.% н-бутана.

Состав V:
14 мас.% закиси азота, 6 мас.% н-бутана и 80 мас.% двуокиси углерода.

Состав VI:
19,5 мас.% закиси азота, 0,5 мас.% н-бутана и 80 мас.% двуокиси углерода.

Состав VII:
87,75 мас.% закиси азота, 2,25 мас.% н-бутана и 10 мас.% двуокиси углерода.

Состав VIII:
63 мас.% закиси азота, 27 мас.% н-бутана и 10 мас.% двуокиси углерода.

Температура взрыва предлагаемых составов составляет около 3000^oC; таким образом, при реакции имеет место желаемое потенцирование объема. Путем варьирования количества инертного газа, преимущественно количества двуокиси углерода, возможно согласовать кинетику реакции с соответствующей системой надувной подушки безопасности.

Объектом изобретения является газовыделяющий состав для газогенераторов, преимущественно для надувной подушки безопасности пассажиров автомобиля, содержащий закись азота и по меньшей мере один углеводород с краткой цепью при следующем соотношении компонентов, мас.%: закись азота 70-97,5; углеводород с краткой цепью 2,5-30; а также газовыделяющий состав, который кроме закиси азота и по меньшей мере одного углеводорода с краткой цепью дополнительно содержит инертный газ, мас.%: закись азота 14-87,75; углеводород с краткой цепью 0,5-21; инертный газ 10-80. Состав используется в виде жидкой смеси газов и может найти применение в газогенераторах без использования всяких фильтрующих приспособлений. 2 с.п. ф-лы.

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 один углеводород с краткой цепью при следующем соотношении компонентов мас.%:
Закись азота - 70,0 - 97,5
Углеводород с краткой цепью - 2,5 - 30,0
причем указанные компоненты имеются в жидком состоянии. 2. 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 один углеводород с краткой цепью и дополнительно инертный газ при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Закись азота - 14,0 - 87,75
Углеводород с краткой цепью - 0,5 - 27,0
Инертный газ - 10 - 80
причем указанные компоненты имеются в жидком состоянии.