DE2709166C2

DE2709166C2 - Portable gas generator

Info

Publication number: DE2709166C2
Application number: DE19772709166
Authority: DE
Inventors: Hermann 2805 Stuhr Ramaker; Heinz-Josef 2800 Bremen Reher
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik Gmbh, 2800 Bremen
Priority date: 1977-03-03
Filing date: 1977-03-03
Publication date: 1987-04-16
Also published as: DE2709166A1

Description

Die Erfindung betrifft einen tragbaren Gasgenerator zur Erzeugung beschränkter Gasmengen mittels einer an sich bekannten Reaktion zwischen einer flüssigen und einer festen Komponente.The invention relates to a portable gas generator for producing limited quantities of gas by means of a known reaction between a liquid and a solid component.

Es ist bekannt, zur Erzeugung beschränkter Mengen von Gebrauchsgas, beispielsweise zur Füllung von Schlauchbooten oder dergleichen, Kompressoren einzusetzten oder komprimierte Gase aus Stahlflaschen zu entnehmen. Es ist weiterhin bekannt, Gase durch chemische Umsetzungen zu erhalten, wobei beispielsweise durch die Zersetzung einer einzigen Komponente oder durch eine Reaktion von zwei oder mehreren Komponenten, die benötigte Gasmenge am Ort des Verbrauchs erzeugt werden kann, wie beispielsweise aus der CH-PS 35 340 zu entnehmen ist.It is known to use compressors or to extract compressed gases from steel cylinders to produce limited quantities of gas for use, for example to fill rubber dinghies or the like. It is also known to obtain gases by chemical reactions, whereby the required quantity of gas can be produced at the place of consumption, for example by the decomposition of a single component or by a reaction of two or more components, as can be seen, for example, from CH-PS 35 340.

Hierbei können sowohl feste als auch flüssige Komponenten eingesetzt werden. Reine Feststoffsysteme wurden z. B. zum Aufblasen von Dämpfungssäcken zur Minderung von Personenschäden bei Kraftfahrzeugunfällen entwickelt. Dabei besteht allerdings der Nachteil, daß derartige Systeme, wenn sie erst einmal gezündet worden sind, nicht mehr gedrosselt oder nach Bedarf abgestellt werden können.Both solid and liquid components can be used. Purely solid systems have been developed, for example, to inflate cushioning bags to reduce personal injuries in motor vehicle accidents. However, the disadvantage is that once such systems have been ignited, they cannot be throttled back or turned off as required.

Aus der DE-OS 24 27 381 ist eine Rohrverschraubung bekannt, die ein Ausführungsbeispiel von Kupplungsgliedern offenbart, welche bei der Kupplung der Rohre den Durchflußkanal von selbst öffnet.From DE-OS 24 27 381 a pipe fitting is known which discloses an embodiment of coupling members which automatically opens the flow channel when the pipes are coupled.

Die Anwendung von Kompressoren ist im allgemeinen aufwendig und bedarf besonderer Einrichtungen zum Antrieb dieser Kompressoren. Auch die Verwendung komprimierter Gase, die in Stahlflaschen aufbewahrt werden, ist schon wegen des Gewichts der verwendeten Flaschen unangenehm und nachteilig.The use of compressors is generally complex and requires special equipment to drive these compressors. The use of compressed gases stored in steel cylinders is also unpleasant and disadvantageous due to the weight of the cylinders used.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Gasgenerator zu schaffen, der leicht transportabel ist, einfach gelagert werden kann und darüber hinaus auch die Möglichkeit bietet, daß die Gaserzeugung unterbrochen werden kann, wenn nicht die gesamte erzeugbare Gasmenge benötigt wird. Dabei wird die an sich bekannte Reaktion zwischen einer flüssigen und einer festen Komponente, wobei unter der festen Komponente gegebenenfalls auch ein Feststoffkatalysator verstanden sein soll, zur Gaserzeugung benutzt.The object of the present invention is to create a gas generator which is easy to transport, can be easily stored and also offers the possibility of interrupting the gas production if the entire amount of gas that can be produced is not required. The known reaction between a liquid and a solid component, whereby the solid component may also be understood to mean a solid catalyst, is used to produce gas.

Erfindungsgemäß sind die beiden verwendeten Komponenten in zwei getrennten, im Anwendungsfall miteinander kuppelbaren Behältern untergebracht, beide Behälter mit mit zerstörbaren Membranen ausgerüsteten Kupplungsstutzen und mit verschlossenen rohrförmigen Kupplungssteckern versehen, die so ausgebildet sind, daß sie bei der Kupplung der Behälter sowohl die Membranen des jeweils anderen Behälters zerstören als auch selbst geöffnet werden, und schließlich der mit der festen Komponente gefüllte Behälter mit einer Vorrichtung zum Anschluß eines Verbrauchers ausgerüstet.According to the invention, the two components used are housed in two separate containers which can be coupled together in the application, both containers are provided with coupling nozzles equipped with destructible membranes and with closed tubular coupling plugs which are designed in such a way that when the containers are coupled they both destroy the membranes of the other container and are themselves opened, and finally the container filled with the solid component is equipped with a device for connecting a consumer.

Es ist zweckmäßig, die Kupplungsstutzen und die Kupplungsstecker innerhalb von als Adapter ausgebildeten Anschlußstutzen der beiden Behälter anzuordnen. Die Anschlußstutzen selbst sind mit Verriegelungseinrichtungen versehen. Vorzugsweise ist die Vorrichtung zum Anschluß eines Verbrauchers mit einer Berstscheibe verschlossen. Zweckmäßig sind beide Behälter mit Abstützvorrichtungen ausgerüstet, die als Handhaben ausgebildet sind.It is advisable to arrange the coupling nozzles and the coupling plugs within the connecting nozzles of the two containers, which are designed as adapters. The connecting nozzles themselves are provided with locking devices. The device for connecting a consumer is preferably closed with a bursting disc. It is advisable for both containers to be equipped with support devices designed as handles.

Die beiden Behälter, die zusammen den erfindungsgemäßen tragbaren Gasgenerator bilden, sind getrennt lagerbar und werden erst im Anwendungsfall miteinander gekuppelt. Dabei sind die Kupplungsmittel vorteilhafterweise so ausgebildet, daß beim Kuppeln selbst die Gaserzeugung unmittelbar beginnt. Dabei ist lediglich darauf zu achten, daß der Behälter mit der Feststoffkomponente der untere ist, so daß allein durch die Wirkung der Schwerkraft die Flüssigkeit aus dem oberen Behälter durch eine rohrförmige Verbindung in den Behälter mit der Feststoffkomponente übertritt. Die Gaserzeugung kann jederzeit wieder unterbrochen werden, indem der gesamte Gasgenerator umgedreht wird. Die Wirkungsweise und weitere Vorteile dieses Gasgenerators sind weiter unten beschrieben.The two containers that together form the portable gas generator according to the invention can be stored separately and are only coupled together when they are used. The coupling means are advantageously designed so that gas production begins immediately when the coupling is made. It is only necessary to ensure that the container with the solid component is the lower one, so that the liquid from the upper container flows through a tubular connection into the container with the solid component through the effect of gravity alone. Gas production can be interrupted at any time by turning the entire gas generator over. The mode of operation and other advantages of this gas generator are described below.

In den beigefügten Zeichnungen ist ein Beispiel für einen Gasgenerator nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigtIn the accompanying drawings, an example of a gas generator according to the invention is shown, namely

Fig. 1 eine Ansicht, teilweise geschnitten, des gekuppelten Gasgenerators und Fig. 1 is a view, partially in section, of the coupled gas generator and

Fig. 2 die beiden Teilbehälter unmittelbar vor der Kupplung. Fig. 2 the two partial containers immediately in front of the coupling.

In den im wesentlichen gleichartig geformten Behältern 1 und 2 sind die beiden miteinander zur Reaktion zu bringenden Komponenten untergebracht, und zwar in dem Behälter 1 die flüssige Komponente und in dem Behälter 2 die feste Komponente. Der Behälter 2 weist eine Anschlußvorrichtung 3 für einen nicht dargestellten Verbraucher auf, die mit einer Berstscheibe 4 zusätzlich verschlossen ist. Demgegenüber ist der Behälter 1 für die flüssige Komponente mit einem zusätzlichen Überdruckventil 14 ausgerüstet. Beide Behälter weisen Kupplungsstutzen 6 bzw. 7 auf, die mit einer trichterförmigen Öffnung, an deren Grund ein Dichtungsring 26 bzw. 27 angebracht ist, versehen sind. Diese Kupplungsstutzen 6 bzw. 7 sind auf ihrer Innenseite durch Membrane 8 bzw. 9 verschlossen.The two components to be reacted with each other are accommodated in the essentially similarly shaped containers 1 and 2 , namely the liquid component in container 1 and the Container 2 contains the solid component. Container 2 has a connection device 3 for a consumer (not shown), which is additionally sealed with a bursting disk 4. In contrast, container 1 for the liquid component is equipped with an additional pressure relief valve 14. Both containers have coupling nozzles 6 and 7 , respectively, which are provided with a funnel-shaped opening, at the base of which a sealing ring 26 and 27 is attached. These coupling nozzles 6 and 7 are sealed on their inside by membranes 8 and 9 , respectively.

Ferner weisen die Behälter 1 bzw. 2 rohrförmige Kupplungsstecker 10 bzw. 11 auf, die so ausgebildet sind, daß sie bei der Kupplung der Behälter 1 bzw. 2 sowohl die Membranen 8 bzw. 9 des jeweils anderen Behälters zerstören als auch selber durchgängig werden. Sowohl die Kupplungsstutzen 6, 7 als auch die Kupplungsstecker 10, 11 sind in als Adapter ausgebildeten Anschlußstutzen 12 bzw. 13 der beiden Behälter 1, 2 angeordnet. Diese Anschlußstutzen 12, 13 sind mit Verriegelungseinrichtungen 15 bzw. 16 versehen, die in der dargestellten Form als eine Ratsche mit Sägezahnprofil ausgebildet sind.Furthermore, the containers 1 and 2 have tubular coupling plugs 10 and 11 , respectively, which are designed in such a way that when the containers 1 and 2 are coupled, they both destroy the membranes 8 and 9 of the other container and also become permeable themselves. Both the coupling nozzles 6, 7 and the coupling plugs 10, 11 are arranged in connecting nozzles 12 and 13 of the two containers 1, 2 , which are designed as adapters. These connecting nozzles 12, 13 are provided with locking devices 15 and 16 , respectively, which in the form shown are designed as a ratchet with a sawtooth profile.

Die Öffnungen der beiden Behälter, nämlich die Anschlußstutzen 12 und 13 bzw. die Vorrichtung zum Anschluß eines Verbrauchers, sind, solange die Behälter gelagert werden, mit Verschlußkappen 23, 24, 25 abgedeckt.The openings of the two containers, namely the connection pieces 12 and 13 and the device for connecting a consumer, are covered with closure caps 23, 24, 25 as long as the containers are stored.

Beide Behälter weisen auf der den Anschlußstutzen abgewandten Seite als Handhabe ausgebildete Abstützvorrichtungen auf.Both containers have support devices designed as handles on the side facing away from the connection nozzles.

Zum Einsatz wird der Behälter 2 auf seiner Abstützvorrichtung 18 abgestellt und nach Abnahme der Schutzkappen 23, 24, 25 zunächst der Verbraucher an die Vorrichtung 3 angeschlossen. Dann wird der Behälter 1 mittels der als Adapter ausgebildeten Anschlußstutzen 12, 13mit dem Behälter 2 gekuppelt, wobei die Verriegelungsvorrichtung 15, 16 für eine nichtlösbare Verbindung sorgt. Dabei dringen die rohrförmigen Kupplungsstecker 10 bzw. 11 in die Kupplungsstutzen des jeweils anderen Behälters ein, wobei die die Kupplungsstutzen abschließenden Membranen 8, 9 zerstört werden. Gleichzeitig werden dabei auch die rohrförmigen Stecker selbst geöffnet, die im Lagerfalle verschlossen sind. Unter der Einwirkung der Schwerkraft dringt dann die in dem Behälter 1 vorhandene flüssige Komponente durch den Kupplungsstecker 11 in den Behälter 2 ein, wodurch dann, infolge der Reaktion zwischen der flüssigen Komponente und der in dem Behälter 2 vorhandenen Festkomponente, die Gaserzeugung einsetzt. Das entstehende Gas kann dann einmal durch den Kupplungsstecker 10 in den Behälter 1 übertreten, wodurch für einen gleichmäßigen Druck auf die Flüssigkeit gesorgt wird, so daß ein gleichmäßiges Nachströmen sichergestellt ist. Andererseits kann bei Erreichen eines bestimmten Mindestdruckes die Berstscheibe 4 zerstört werden und damit der Verbraucher mit dem Gas versorgt werden. Sollte der Verbraucher nicht die erzeugte Gasmenge abnehmen, dann wird über das Sicherheitsventil 14 die überschüssige Gasmenge abgeblasen. Andererseits ist es aber auch möglich, die Gaserzeugung zu unterbrechen, indem man den Gasgenerator einfach umdreht und auf der Abstützvorrichtung 17 abstellt. In diesem Falle wird die zunächst noch erzeugte Gasmenge ebenfalls durch das Sicherheitsventil 14 abgeblasen, eine weitere Gaserzeugung aber einfach dadurch unterbrochen, daß die flüssige Komponente nicht mehr mit der Feststoffkomponente in Berührung kommt. Das ist dadurch sichergestellt, daß das im Behälter 1 entstandene Gaspolster sich wiederum oberhalb der Flüssigkeit im Behälter 1 ansammeln wird und damit eine Verbindung zwischen den beiden Behältern allein durch dieses Gaspolster unterbrochen wird.For use, the container 2 is placed on its support device 18 and, after removing the protective caps 23, 24, 25, the consumer is first connected to the device 3. The container 1 is then coupled to the container 2 by means of the connecting pieces 12, 13 designed as adapters, with the locking device 15, 16 ensuring a non-detachable connection. The tubular coupling plugs 10 and 11 penetrate into the coupling pieces of the other container, destroying the membranes 8, 9 closing the coupling pieces. At the same time, the tubular plugs themselves, which are closed when stored, are also opened. Under the influence of gravity, the liquid component in the container 1 then penetrates through the coupling plug 11 into the container 2 , whereby gas production then begins as a result of the reaction between the liquid component and the solid component in the container 2 . The gas produced can then pass through the coupling plug 10 into the container 1 , which ensures an even pressure on the liquid, so that a uniform flow is guaranteed. On the other hand, when a certain minimum pressure is reached, the bursting disk 4 can be destroyed and the consumer can thus be supplied with the gas. If the consumer does not take the amount of gas produced, the excess gas is released via the safety valve 14. On the other hand, it is also possible to interrupt the gas production by simply turning the gas generator over and placing it on the support device 17. In this case, the amount of gas initially produced is also released via the safety valve 14 , but further gas production is simply interrupted by the liquid component no longer coming into contact with the solid component. This is ensured by the fact that the gas cushion produced in the container 1 will again collect above the liquid in the container 1 , thus interrupting a connection between the two containers solely by this gas cushion.

Als Reaktionskomponenten kommen für einen Gasgenerator nach der Erfindung folgende Substanzen infrage. Bei Verwendung von Alkalimetallen als feste Substanz wird als flüssige Substanz Wasser verwendet. Ferner kann bei Verwendung von Metallen als Feststoffe die Verwendung von Säuren als flüssige Komponente infrage kommen. Als weitere Feststoffe sind Azide verwendbar, für die als flüssige Komponente Wasserstoffperoxid von Vorteil ist. Schließlich kann als Feststoff auch ein Edelmetallkatalysator verwendet sein, wenn man als flüssige Komponente beispielsweise Hydrazin oder Hydrazinderivate bzw. Wasserstoffperoxid verwendet.The following substances can be used as reaction components for a gas generator according to the invention. When alkali metals are used as a solid substance, water is used as the liquid substance. Furthermore, when metals are used as solids, acids can be used as the liquid component. Other solids that can be used are azides, for which hydrogen peroxide is advantageous as the liquid component. Finally, a noble metal catalyst can also be used as the solid if, for example, hydrazine or hydrazine derivatives or hydrogen peroxide are used as the liquid component.

Selbstverständlich sind die Behälter, die zusammen den Gasgenerator nach der Erfindung bilden, wieder verwendbar. Dazu ist lediglich erforderlich, daß Mittel vorgesehen sind, die die Verriegelung der beiden Behälter im Anwendungsfall wieder lösbar machen. Die Behälter können dann erneut mit den für sie vorgesehenen Substanzen gefüllt werden, was ohne Schwierigkeit durch hier nicht näher dargestellte verschließbare Öffnungen in den Anschlußstutzen möglich ist. Durch unterschiedliche Farbgebung ist es zusätzlich möglich, die Behälter nach ihrem Inhalt zu kennzeichnen, darüber hinaus kann durch die Ausbildung der Anschlußstutzen als Adapter eine Verwechselungsgefahr ausgeschlossen werden.The containers that together form the gas generator according to the invention can of course be reused. All that is required is that means are provided that make it possible to release the locking of the two containers when they are used. The containers can then be refilled with the substances intended for them, which is possible without difficulty through closable openings in the connecting pieces (not shown in detail here). By using different colors, it is also possible to mark the containers according to their contents; in addition, the danger of confusion can be ruled out by designing the connecting pieces as adapters.

Claims

1. Portable gas generator for producing limited quantities of gas by means of a reaction between a liquid and a solid component, characterized in that

a) the two components are accommodated in a manner known per se in two separate containers ( 1, 2 ) which can be coupled together in the application,

b) both containers ( 1, 2 ) have coupling nozzles ( 6, 7 ) equipped with destructible membranes ( 8, 9 ),

c) both containers ( 1, 2 ) are provided with closed tubular coupling plugs ( 10, 11 ) which are designed in such a way that when the containers ( 1, 2 ) are coupled they both destroy the membranes ( 8, 9 ) of the other container and are themselves opened, and

d) the container ( 2 ) filled with the solid component has, in a known manner, a device ( 3 ) for connecting a consumer.

2. Portable gas generator according to claim 1, characterized in that the coupling nozzles ( 6 or 7 ) and the coupling plugs ( 10 or 11 ) are arranged within connecting nozzles ( 12, 13 ) of the two containers designed as adapters.

3. Portable gas generator according to claim 1 or 2, characterized in that the connecting pieces ( 12, 13 ) are provided with locking devices ( 15, 16 ).

4. Portable gas generator according to at least one of claims 1-3, characterized in that the device ( 3 ) for connecting a consumer is closed with a bursting disk ( 4 ).

5. Portable gas generator according to at least one of claims 1-4, characterized in that the two containers ( 1, 2 ) are provided with support devices ( 17, 18 ) designed as handles.