DE3320197C2

DE3320197C2 -

Info

Publication number: DE3320197C2
Application number: DE19833320197
Authority: DE
Inventors: Hermann 2803 Weyhe De Erdmann
Original assignee: Erno Raumfahrttechnik 2800 Bremen De GmbH
Current assignee: Airbus DS GmbH
Priority date: 1983-06-03
Filing date: 1983-06-03
Publication date: 1990-05-17
Also published as: DE3320197A1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Gaserzeugungsanlage der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen und durch die DE-PS 23 24 709 bekannt gewordenen Art.The invention relates to a gas generation plant the specified in the preamble of claim 1 and through the DE-PS 23 24 709 known art.

Die aus dieser Schrift bekannte Gaserzeugungsanlage dient als Rettungseinrichtung für Unterwasserfahrzeuge dazu, in etwaigen Notsituationen während einer Tauch fahrt in möglichst kurzer Zeit eine ausreichende Menge an Gas zur Verfügung zu stellen, das aufgrund seines Drucks in der Lage ist, das in den Tauchzellen des Fahrzeuges enthaltene Wasser auszutreiben und so ein schnelles Wiederauftauchen zu ermöglicht. Um den bei dieser Anordnung verwendeten flüssigen Energieträger, im allgemeinen Hydrazin, aus dem dafür vorgesehenen Vorratsbehälter in die Reaktionskammer zu pressen, wird bei der bekannten Anordnung in einem Hochdrucktank ein vorgespanntes Kaltgas, Stickstoff oder dergleichen, mitgeführt, das als Fördergas dient. Um dabei den mit wachsender Tauchtiefe zunehmenden Einfluß des Umge bungsdrucks, gegen den die Tauchzellen ausgeblasen werden müssen, in etwa zu kompensieren, ist in der eingangs genannten Schrift vorgesehen, den Vorratsbe hälter für den flüssigen Energieträger dem Druck des umgebenden Wassers auszusetzen und so die Anforderungen an die Fördereinrichtung auch in größeren Tauchtiefen möglichst niedrig zu halten.The gas generation plant known from this document serves as a rescue facility for underwater vehicles in addition, in any emergency situation during a dive drive a sufficient amount in the shortest possible time to provide gas that due to its Pressure is able to that in the diving cells of the Drive out the water contained in the vehicle and so on enables rapid reappearance. To the at liquid energy carriers used in this arrangement, generally hydrazine, from that intended Pressing the reservoir into the reaction chamber will in the known arrangement in a high pressure tank prestressed cold gas, nitrogen or the like, carried along, which serves as a conveying gas. To do that with increasing depth, increasing influence of the reverse pressure against which the diving cells are blown out need to be compensated approximately, is in the provided initially mentioned, the Vorratsbe container for the liquid energy source the pressure of the exposed to surrounding water and so the requirements to the conveyor even at greater depths to keep as low as possible.

Darüber hinaus ist es bereits bekannt, für den Ausstoß von Körpern aus einem getauchten Unterwasserfahrzeug ein hochgespanntes Kaltgas, im allgemeinen Preßluft, Stickstoff o. ä., einzusetzen. Bei diesen Körpern kann es sich um Torpedos oder Raketen handeln, aber auch um Bojen oder Kapseln verschiedenster Art und Einsatz zwecke. Das Kaltgas muß dabei in entsprechend schweren und teuren Hochdrucktanks an Bord der Fahrzeuge mit geführt werden und wird dabei zum Teil aus dem ohnehin begrenzten Vorrat entnommen, der für das Ausblasen der Tauchzellen bzw. als Fördergas für etwaige Gaserzeuger dient.In addition, it is already known for its output of bodies from a submerged underwater vehicle a high-tension cold gas, generally compressed air, Use nitrogen or the like. With these bodies can they are torpedoes or missiles, but also Buoys or capsules of various types and uses purposes. The cold gas must be of correspondingly heavy weight and expensive high pressure tanks on board the vehicles be performed and will be partially from the anyway limited supply taken for blowing out the Immersion cells or as a conveying gas for any gas generators serves.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Gaserzeugungsanlage der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art so auszubilden, daß sich ihre Gaserzeugungsrate selbst tätig dem jeweils herrschenden und an der Anlage an stehenden Umgebungsdruck anpaßt und die somit ein hohes Maß an Funktionssicherheit bietet. Darüber hinaus soll diese Anlage möglichst vielseitig einsetzbar sein.The object of the invention is a gas generating plant the type specified in the preamble of claim 1 train that their gas generation rate itself active to the prevailing and at the plant adapts standing ambient pressure and thus a high Offers a level of functional reliability. Beyond that this system should be as versatile as possible.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Ge staltungsmerkmale vorgesehen, wobei ferner in den Unteransprüchen vorteilhafte Weiterbildungen, vor allem im Hinblick auf eine möglichst weitgehende Vereinfa chung der Anlage, eine Erhöhung ihrer Funktionstüch tigkeit sowie einer Erweiterung ihres Einsatzbereiches angegeben sind.To solve this problem are in the invention characterizing part of claim 1 specified Ge Design features provided, furthermore in the Advantageous further training, in particular with regard to the greatest possible simplification system, increasing its functionality activity and an expansion of their area of application are specified.

Zwar ist bereits aus der GB-PS 12 30 616 eine Gaser zeugungseinrichtung mit einer Vorrichtung zur automa tischen Zuführung eines flüssigen Energieträgers zu einem katalytischen Zersetzungsbett bekannt, die eben falls einen zweiten Gaserzeuger aufweist, der über eine Rückkopplungseinrichtung ansteuerbar ist, jedoch sind bei dieser bekannten Anordnung keine Maßnahmen vorge sehen, die die Einhaltung einer unterkritischen Be triebscharakteristik über einen größeren Umgebungs druckbereich und damit eine selbsttätige Anpassung der Gaserzeugungsrate an den anstehenden Umgebungsdruck ermöglichen würde. Vielmehr besteht bei dieser be kannten Anordnung die Rückkopplungseinrichtung aus einem federbelasteten Regelventil, das durch den in der Reaktionskammer herrschenden Kammerdruck beaufschlagbar ist und dessen Stellkraft manuell veränderbar ist. Eine Erhöhung des am Ausgang des ersten Gaserzeugers anste henden Gegendrucks würde bei einer derartigen Anordnung lediglich zu einem frühzeitigen Schließen des Regel ventils, nicht aber zur erforderlichen Erhöhung der Einspeisung an flüssigem Energieträger führen, die be nötigt würde, um diesen höheren Gegendruck zu kompen sieren. Eine solche automatische Anpassung des Be triebsverhaltens an eine Veränderung der am Ausgang des Gaserzeugers anstehenden Druckverhältnisse, wie dies beispielsweise bei einer Vergrößerung der Tauchtiefe der Fall ist, wird bei der erfindungsgemäßen Gaserzeu gungsanlage auf besondere einfache Weise dadurch er reicht, daß in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Rückkopplungs- und Verstärkungseinrichtung ein Differenzdruckkolbensystem aufweist, bei dem der auf den Vorratsbehälter für den flüssigen Energieträger des zweiten Gaserzeugers wirkende Kolben die kleinere Querschnittsfläche von beiden aufweist. Dadurch ergibt sich die angestrebte unterkritische Gegendruckansteue rung, die zu einer ebenfalls unterkritischen Folgean steuerung des zweiten Gaserzeugers führt. A gas is already from GB-PS 12 30 616 generating device with a device for automa tables supply of a liquid energy source a catalytic decomposition bed known that just if has a second gas generator that has a Feedback device is controllable, however in this known arrangement no measures are provided see that compliance with a subcritical Be drive characteristics over a larger environment pressure range and thus an automatic adjustment of the Gas generation rate to the prevailing ambient pressure would enable. Rather, this be knew arrangement of the feedback device a spring - loaded control valve, which is controlled by the in the Reaction chamber prevailing chamber pressure and the actuating force can be changed manually. A Increase in the output at the first gas generator would result in such an arrangement only to close the rule early valve, but not to increase the required Feed liquid energy, the be would be necessary to compensate for this higher back pressure sieren. Such an automatic adjustment of the Be drive behavior to a change in the output of the Gas generator pending pressure ratios like this for example if the depth of the dive is increased the case is, in the gas according to the invention system in a particularly simple way is enough that in a further embodiment of the invention Feedback and amplification device Differential pressure piston system in which the the reservoir for the liquid energy source of the second gas generator acting piston the smaller Has cross-sectional area of both. This results in the desired subcritical back pressure control tion, which also leads to a subcritical consequence control of the second gas generator leads.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand von in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu tert werden. Es zeigen:The invention is based on the in the drawing tion illustrated embodiments in more detail be tert. Show it:

Fig. 1 eine Gaserzeugungsanlage in teil weise geschnittener Darstellung, FIG. 1 shows a gas generating plant in partial cross section,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, Fig. 2 shows an enlarged detail from FIG. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Ausschnitts aus Fig. 2, Fig. 3 is a perspective view of a detail from Fig. 2,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels und Fig. 4 is a sectional view of a second embodiment and

Fig. 5 eine Prinzipskizze für den Einsatz einer Gaserzeugungsanlage nach der Erfindung in einem Unterwasserfahr zeug. Fig. 5 is a schematic diagram for the use of a gas generating plant according to the invention in an underwater driving tool.

In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern versehen.The figures are the same or correspond to one another Provide components with the same reference numbers.

Die in Fig. 1 dargestellte Gaserzeugungsanlage ist mo dular aufgebaut und setzt sich im wesentlichen aus drei Komponenten zusammen: einem Gaserzeugermodul 1, einem Speichermodul 2 zur Speicherung des flüssigen Energie trägers, in diesem Fall Hydrazin, sowie einem Förder modul 3. Der Gaserzeugermodul 1 ist dabei in der aus der eingangs genannten DE-PS 23 24 709 bekannten Weise aufgebaut, d.h. er enthält im wesentlichen eine mit einem für die Zersetzung des flüssigen Energieträgers geeigneten Katalysatorgefüllte Reaktionskammer mit den zugehörigen Einlaß- und Austrittskomponenten. Auf die sen Teil soll daher hier nicht weiter eingegangen werden. The gas generating plant shown in Fig. 1 is of modular design and essentially consists of three components: a gas generator module 1 , a storage module 2 for storing the liquid energy carrier, in this case hydrazine, and a delivery module 3 . The gas generator module 1 is constructed in the manner known from the aforementioned DE-PS 23 24 709, ie it essentially contains a reaction chamber filled with a catalyst suitable for the decomposition of the liquid energy carrier with the associated inlet and outlet components. This part will therefore not be discussed further here.

Der Fördermodul 3 sowie der Speichermodul 2 sollen da gegen im folgenden eingehender erläutert werden, diese sind in Fig. 2 in vergrößertem Maßstab dargestellt.The conveying module 3 and the storage module 2 are to be explained in more detail below, which are shown in an enlarged scale in FIG. 2.

Ein im Speichermodul 2 angeordneter Vorratsbehälter 4 ist mit dem flüssigen Energieträger zur Versorgung der im Gaserzeugungsmodul 1 enthaltenen Reaktionskammer gefüllt. Der Vorratsbehälter ist über einen zunächst von einer Berstscheibe 5 verschlossenen Eingangsstutzen 6 mit einem gasdichten Druckraum 7 verbunden. Letzterer ist im Fall des hier dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung mit einem vorgespannten Kaltgas, in die sem Fall Stickstoff, gefüllt. Weiterhin ist im Druck raum 7 ein pyrotechnisches Ventil 8 angeordnet, das über eine Stellvorrichtung 9 elektrisch von außen be tätigt werden kann. Dieses Ventil 8 verbindet den Druck raum 7 mit einem weiteren Druckraum 10, wobei die bei den Druckräume 7 bzw. 10 ferner durch einen ebenfalls durch eine Berstscheibe 11 verschlossenen Kanal 12 mit einander in Verbindung bringbar sind. Nach oben wird der Druckraum 10 von einem ersten Kolben 13 eines Dif ferenzdruckkolbensystems abgegrenzt, der entlang der Innenwand des Gehäuses 14 des Fördermoduls 3 geführt ist. Diese Gehäuse 14 ist unmittelbar an den Speicher modul 2 angeflanscht und wird durch einen Domdeckel 15 verschlossen. Der Kolben 13 ist durch einen in die Ge häusewand eingeschraubten Scherstift 16 in seiner Ruhe lage arretiert.A storage container 4 arranged in the storage module 2 is filled with the liquid energy carrier for supplying the reaction chamber contained in the gas generation module 1 . The reservoir is connected to a gas-tight pressure chamber 7 via an inlet connection 6, which is initially closed by a rupture disk 5 . In the case of the exemplary embodiment of the invention shown here, the latter is filled with a prestressed cold gas, in this case nitrogen. Furthermore, a pyrotechnic valve 8 is arranged in the pressure chamber 7 , which can be actuated electrically from the outside via an actuating device 9 . This valve 8 connects the pressure chamber 7 with a further pressure chamber 10 , the pressure chambers 7 and 10 also being able to be connected to one another by a channel 12 which is likewise closed by a rupture disk 11 . The pressure chamber 10 is delimited at the top by a first piston 13 of a dif ferential pressure piston system, which is guided along the inner wall of the housing 14 of the delivery module 3 . This housing 14 is flanged directly to the memory module 2 and is closed by a dome cover 15 . The piston 13 is locked by a screwed into the Ge housing wall shear pin 16 in its rest position.

Ein innerer Ansatz 17 des Domdeckels 15 bildet die Zy linderwand für einen zweiten Kolben 18, der ebenfalls Teil des Differenzdruckkolbensystems ist. Dabei liegt der Kolben 18, dessen wirksame Querschnittsfläche klei ner als diejenige des Kolbens 13 ist, konzentrisch in letzteren angeordnet. Im Zentrum des Kolbens 18 wiede rum ist in einer Ausnehmung eine weitere Reaktionskammer 19 untergebracht, die wesentlicher Bestandteil eines zweiten Gaserzeugers ist. Dieser zweite Gaserzeuger, im folgenden als Pilot-Gaserzeuger bezeichnet, ist in seinen Abmessungen wesentlich kleiner als der dem Gas erzeugermodul bildende erste Gaserzeuger und ist wie dieser ebenfalls mit einem flüssigen Energieträger, im vorliegenden Fall ebenfalls Hydrazin, betreibbar, Der flüssige Energieträger zum Betrieb des Pilot-Gaserzeu gers ist dabei im Zylinder 20 des Kolbens 18 gespeichert, der mit der Reaktionskammer 19 über eine mit einer wei teren Berstscheibe 21 versehene Einlaßöffnung 22, sowie eine perforierte Einspritzplatte 23 verbunden ist. Zum Betanken ist der Domdeckel 15 ferner mit einem Einfüll stutzen 24 versehen.An inner approach 17 of the dome cover 15 forms the Zy cylinder wall for a second piston 18 , which is also part of the differential pressure piston system. The piston 18 , whose effective cross-sectional area is smaller than that of the piston 13, is arranged concentrically in the latter. In the center of the piston 18 rum around a further reaction chamber 19 is housed in a recess, which is an essential part of a second gas generator. This second gas generator, hereinafter referred to as the pilot gas generator, is significantly smaller in size than the first gas generator forming the gas generator module and, like this one, can also be operated with a liquid energy carrier, in the present case also hydrazine, the liquid energy carrier for operating the Pilot Gaserzeu gers is stored in the cylinder 20 of the piston 18 which is connected to the reaction chamber 19 via an inlet opening 22 provided with a white bursting disk 21 , and a perforated injection plate 23 . For refueling the dome cover 15 is also provided with a filler neck 24 .

Schließlich ist die Reaktionskammer 19 durch eine mit Anströmöffnungen versehene Abschlußplatte 25 sowie einen im Boden des Differenzdruckkolbensystems befind lichen weiteren Druckraum 26, der ebenfalls durch eine Berstscheibe 27 verschlossen ist, und dem Druckraum 10 verbunden. Wie die Abbildung zeigt, ist oberhalb des Kolbens 18 noch eine durchlässige Schermembran 28 ange ordnet, ferner sind die beiden Kolben 13 bzw. 18 mit geeigneten Dichtungen versehen.Finally, the reaction chamber 19 is connected by an end plate 25 provided with flow openings and a further pressure chamber 26 located in the bottom of the differential pressure piston system, which is also closed by a rupture disk 27 , and the pressure chamber 10 . As the figure shows, a permeable shear membrane 28 is arranged above the piston 18 , furthermore the two pistons 13 and 18 are provided with suitable seals.

In Fig. 3 ist der vorstehend bereits erläuterte Aufbau des Differenzdruckkolbensystems als einstückiges, in tegriertes Bauteil noch einmal im Detail in perspek tivischer Darstellung wiedergegeben.In Fig. 3, the above-described structure of the differential pressure piston system as a one-piece, integrated component is shown again in detail in a perspective view.

Die Wirkungsweise des vorstehend beschriebenen Systems ist nun wie folgt: Vor der Initiierung des Systems ist, wie bereits erwähnt, der Druckraum 7 mit Stickstoff unter einem Druck von etwa 1-2 bar gefüllt. Wird nun über ein elektrisches Stellsignal das Ventil 8 geöff net, so strömt das expandierende Stickstoffgas in den Druckraum 10 unterhalb des ersten Kolbens 13. Dieser trennt daraufhin den Scherstift 16 ab; der zwangsläu fig mitbewegte Kolben 18 durchtrennt die Schermembran 28. Wenn nun, angetrieben durch den Druck des Stick stoffgases, sich die beiden Kolben 13 bzw. 18 weiter nach oben bewegen, so drückt der Kolben 18 das flüs sige Hydrazin - nach Zerstören der Berstscheibe 21 - durch die Einspritzplatte 23 in die Reaktionskammer 19 des Pilot-Gaserzeugers. Hier wird das Hydrazin ka talytisch in die entsprechende Menge an Fördergas zer setzt. Der Druck des entstehenden Gases zerstört die Berstscheibe 27 und das Gas strömt nun in den bereits mit Stickstoffgas gefüllten Druckraum 10. Dadurch steigt in diesem Raum der Druck weiter an und erzeugt aufgrund der unterschiedlich großen Querschnittsflä chen der Kolben 13 und 18 einen entsprechend dem Flä chenverhältnis verstärkten Einspritzdruck im Zylinder 20, so daß der Pilot-Gaserzeuger schnell einen hohen Fördergasdruck aufbaut.The operation of the system described above is now as follows: Before the system is initiated, as already mentioned, the pressure chamber 7 is filled with nitrogen under a pressure of about 1-2 bar. If the valve 8 is now opened via an electrical control signal, the expanding nitrogen gas flows into the pressure chamber 10 below the first piston 13 . This then cuts off the shear pin 16 ; the inevitably moving piston 18 cuts through the shear membrane 28 . If now, driven by the pressure of the nitrogen gas, the two pistons 13 and 18 move further upward, the piston 18 presses the liquid hydrazine - after destroying the rupture disc 21 - through the injection plate 23 into the reaction chamber 19 of the pilot Gas generator. Here the hydrazine is catalytically decomposed into the appropriate amount of feed gas. The pressure of the resulting gas destroys the rupture disk 27 and the gas now flows into the pressure chamber 10, which is already filled with nitrogen gas. As a result, the pressure rises further in this space and, due to the differently sized cross-sectional areas of the pistons 13 and 18, generates an injection pressure in the cylinder 20 which is increased according to the area ratio, so that the pilot gas generator quickly builds up a high delivery gas pressure.

Dieser Druck zerstört schließlich die Berstscheibe 11, wodurch auch im Druckraum 7 der Druck rasch ansteigt, so daß als letztes die Berstscheibe 5 ebenfalls zer stört wird und der Vorratsbehälter 4 mit dem flüssi gen Energieträger für den Haupt-Gaserzeuger mit dem Förderdruck beaufschlagt wird. Der weitere Ablauf ist nun wie bei den bereits bekannten Systemen, d.h. das Hydrazin wird aus dem Vorratsbehälter 4 in die Re aktionskammer des Gaserzeuger-Moduls gepreßt, wird dort katalytisch zersetzt und wirkt als Gas gegen den an der Anlage anstehenden Umgebungsdruck.This pressure finally destroys the rupture disk 11 , whereby the pressure also rises rapidly in the pressure chamber 7 , so that the rupture disk 5 is also ultimately disrupted and the reservoir 4 is acted upon by the delivery pressure with the liquid energy carrier for the main gas generator. The rest of the process is now as in the already known systems, ie the hydrazine is pressed from the reservoir 4 into the reaction chamber of the gas generator module, where it is catalytically decomposed and acts as a gas against the ambient pressure present in the system.

Das Fördersystem, d.h. der Pilot-Gaserzeuger, erreicht dabei dann einen stabilen Arbeitspunkt, wenn in der Reaktionskammer des Gaserzeugermoduls ein vorgegebener Nenndurchsatz an Hydrazin bei einem vorgegebenen Aus blasdruck, der größer sein muß als der jeweils herr schende Umgebungsdruck, erreicht wird. Für diesen Betriebspunkt ist im Vorratsbehälter 4 ein bestimmter Volumenstrom bei einem bestimmten Förderdruck P _T er forderlich. Dieser sich einstellende Förderdruck P _T wirkt seinerseits zurück auf den Druckraum 10 und da mit auf die Fläche des Kolbens 13. Wird dieser Arbeits punkt kurzzeitig in der instabilen Anlaufphase über laufen, so wirkt sich das zunächst so aus, daß sich der Einspritzdruck in die Reaktionskammer 19 des Pi lot-Gaserzeugers erhöht. Da hier jedoch bereits ein Kammerdruck P _c herrscht, der höher ist als der Druck P _T im Vorratsbehälter 4, ist das Druckgefälle geringer, als es sich allein aufgrund der unterschiedlichen Kol benflächen ergeben würde. Die Einspritzmenge im Pilot- Gaserzeuger nimmt deshalb wieder ab und es stellt sich erneut ein stabiler Arbeitspunkt ein. Die analoge Be trachtung gilt umgekehrt auch für einen Abfall des Förderdrucks im Vorratsbehälter 4.The delivery system, ie the pilot gas generator, then reaches a stable operating point if a predetermined nominal throughput of hydrazine at a predetermined blowing pressure, which must be greater than the prevailing ambient pressure, is reached in the reaction chamber of the gas generator module. For this operating point, a certain volume flow at a certain delivery pressure P _T he is required in the reservoir 4 . This resulting delivery pressure P _{T in} turn acts back on the pressure chamber 10 and therefore on the surface of the piston 13 . If this working point is briefly run over in the unstable start-up phase, this initially has the effect that the injection pressure in the reaction chamber 19 of the Pi-lot gas generator increases. However, since there is already a chamber pressure P _c here, which is higher than the pressure P _T in the reservoir 4 , the pressure drop is less than would result from the different surfaces ben alone. The injection quantity in the pilot gas generator therefore decreases again and a stable operating point is established again. Conversely, the analogous consideration also applies to a drop in the delivery pressure in the reservoir 4 .

Der Betriebsdruck P _c in der Reaktionskammer 19 des Pilot-Gaserzeugers strebt daher stets wieder einem Gleichgewichtswert zu, der sich einerseits aufgrund des herrschenden Umgebungsdrucks und des somit not wendigen Förderdrucks ergibt und der andererseits von den gewählten Größen der jeweiligen Ein- und Austritts querschnitte sowie der wirksamen Kolbenflächen abhängt. Das Differenzdruckkolbensystem bildet so zusammen mit dem System der einzelnen Druckräume und Kanäle eine Rückkopplungs- und Verstärkungseinrichtung für den Pilot-Gaserzeuger, die diesem über den gesamten vor gesehenen Einsatz-Umgebungsbereich eine unterkritische Betriebscharakteristik verleiht.The operating pressure P _c in the reaction chamber 19 of the pilot gas generator therefore always strives for an equilibrium value, which arises on the one hand due to the prevailing ambient pressure and therefore the necessary delivery pressure and which on the other hand depends on the selected sizes of the respective inlet and outlet cross sections and effective piston areas depends. The differential pressure piston system, together with the system of the individual pressure chambers and channels, forms a feedback and amplification device for the pilot gas generator, which gives it a subcritical operating characteristic over the entire intended environment.

Das in Fig. 4 gezeigt Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Gaserzeugungsanlage unterscheidet sich von vorstehend beschriebener im wesentlichen dadurch, daß hier zur Initiierung des Pilot-Gaserzeugers aus schließlich der herrschende Umgebungsdruck verwendet wird. The embodiment shown in FIG. 4 of the gas generating plant according to the invention differs from the one described above essentially in that the prevailing ambient pressure is finally used to initiate the pilot gas generator.

Bei dieser Anordnung ist ein Kolben 29 des Differenz druckkolbensystems so in der Gehäusewand 30 des För dermoduls 31 geführt, daß er unmittelbar durch das ein dringende Umgebungsmedium beaufschlagbar ist. Am Dom deckel 32 ist zu diesem Zweck ein pyrotechnisches Ven til 33 angeordnet, das den Außenraum mit dem Raum 34 zwischen dem Kolben 29 und dem Domdeckel 32 über eine Einlaßöffnung 35 verbindet. Der Kolben 29 ist dabei durch eine undurchlässige dauerelastische Membran 36 gegen den Raum 34 abgegrenzt.In this arrangement, a piston 29 of the differential pressure piston system is guided in the housing wall 30 of the För dermoduls 31 that it can be acted upon directly by an urgent surrounding medium. Am Dom lid 32 is arranged for this purpose a pyrotechnic Ven til 33 that connects the outside space with the space 34 between the piston 29 and the manhole cover 32 via an inlet port 35th The piston 29 is delimited from the space 34 by an impermeable, permanently elastic membrane 36 .

Im Fall dieses Ausführungsbeispiels ist die Reaktions kammer 37 des Pilot-Gaserzeugers in einem fest mit dem Speichermodul 2 verbundenen Ansatz 38 angeordnet, der zugleich den Zylinder 39 für den zweiten Kolben 40 des Differenzdrucksystems bildet. In letzterem Zylinder 35 ist wieder der flüssige Energieträger für den Be trieb des Pilot-Gaserzeugers untergebracht. Der Re aktionskammer sind, analog zum ersten Ausführungsbei spiel, eine Einspritzplatte 41 sowie eine mit Aus trittsöffnungen 42 versehene Bodenplatte 43 zugeord net. Schließlich ist eine Rückkopplungsleitung 44 vor gesehen, die den Vorratsbehälter 4 für den flüssigen Energieträger des Gaserzeugermoduls 1 mit einem Druck raum 45 verbindet, der sich zwischen der Membran 36 und dem Kolben 29 befindet.In the case of this embodiment, the reaction chamber 37 of the pilot gas generator is arranged in an attachment 38 which is fixedly connected to the storage module 2 and which also forms the cylinder 39 for the second piston 40 of the differential pressure system. In the latter cylinder 35 , the liquid energy carrier for the operation of the pilot gas generator is housed again. The re action chamber are, similar to the first game Ausführungsbei, an injection plate 41 and a bottom plate 43 provided with outlets 42 assigned net. Finally, a feedback line 44 is seen before, which connects the reservoir 4 for the liquid energy carrier of the gas generator module 1 with a pressure chamber 45 , which is located between the membrane 36 and the piston 29 .

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist wie folgt: Zunächst wird das Ventil 33 elektrisch gezündet und gibt damit dem Umgebungsmedium den Weg durch die Ein laßöffnung 35 in den Druckraum 34 frei; die Membran 36 liegt dabei eng am Kolben 29 an. Unter dem Druck des eindringenden Umgebungsmediums bewegt sich das Differenzdruckkolbensystem in Richtung auf die Reak tionskammer 37 und preßt dabei Hydrazin aus dem Zy linder 39 in die mit dem Katalysator gefüllte Reaktionskammer 37, wodurch der Pilot-Gaserzeuger ge startet wird. Das durch die katalytische Zersetzung freiwerdende Fördergas strömt durch die Austritts öffnungen in den Vorratsbehälter 4 des Speichermo duls 3. Gleichzeitig strömt das Fördergas über die Rückkopplungsleitung 44 in den Druckraum 45 zwischen der Membran 36 und dem Kolben 29. Aufgrund der verstär kenden Wirkung des Differenzdruckes auf den Kolben 29 läuft nun das System bis zu seinem durch die Dimensio nierung und den Umgebungsdruck vorgegebenen Arbeits druck hoch, wobei sich mit steigendem Förderdruck die Membran 36 von innen an den Domdeckel 32 anlegt und das Umgebungsmedium aus dem Druckraum 34 verdrängt.The operation of this arrangement is as follows: First, the valve 33 is electrically ignited and thus gives the surrounding medium the way through the inlet opening 35 into the pressure chamber 34 ; the membrane 36 lies closely against the piston 29 . Under the pressure of the penetrating ambient medium, the differential pressure piston system moves in the direction of the reaction chamber 37 and presses hydrazine from the cylinder 39 into the reaction chamber 37 filled with the catalyst, as a result of which the pilot gas generator is started. The delivery gas released by the catalytic decomposition flows through the outlet openings into the reservoir 4 of the storage module 3 . At the same time, the conveying gas flows via the feedback line 44 into the pressure space 45 between the membrane 36 and the piston 29 . Due to the amplifying effect of the differential pressure on the piston 29 , the system now runs up to its working pressure specified by the dimensioning and the ambient pressure, the membrane 36 applying from the inside to the dome cover 32 and the surrounding medium from the inside with increasing delivery pressure Pressure chamber 34 displaced.

Der weitere Funktionsablauf entspricht dem anhand des ersten Ausführungsbeispiels beschriebenen, d.h. vom Vorratsbehälter 4 wird das Hydrazin in die Reaktions kammer des Gaserzeugermoduls 1 gepreßt, das dadurch erzeugte Zersetzungsgas tritt gegen den Druck des um gebenden Mediums aus diesem aus.The further functional sequence corresponds to that described with reference to the first embodiment, that is, from the reservoir 4 , the hydrazine is pressed into the reaction chamber of the gas generator module 1 , the decomposition gas generated thereby emerges against the pressure of the surrounding medium from this.

Eine weitere Möglichkeit, sowohl im ersten als auch im zweiten Ausführungsbeispiel den Pilot-Gaserzeuger zu starten, besteht schließlich noch darin, eine von außen initiierbare Feststoffpatrone oder Gaskartusche vorzusehen. Diese wird dabei so angeordnet, daß die damit erzeugten Gase auf den querschnittsmäßig größe ren der beiden Kolben des Differenzdruckkolbensystems wirken und den vorstehend beschriebenen Funktionsab lauf in Gang setzen.Another option, both in the first and in the second embodiment, the pilot gas generator to start is one of Solid cartridge or gas cartridge that can be initiated from the outside to provide. This is arranged so that the thus generated gases on the cross-sectional size ren of the two pistons of the differential pressure piston system act and the function described above start running.

Aufgrund der bei der erfindungsgemäßen Anordnung kon struktionsbedingten automatischen Anpassung des er zeugten Förderdrucks an den herrschenden Umgebungs druck - bei geeigneter Dimensionierung und Auslegung sogar in der Weise, daß die Förder- und Ausblasleistung mit zunehmenden Außendruck zunimmt - ist diese Anord nung für vielfältige Einsatzzwecke geeignet. So läßt sich diese Gaserzeugungsanlage insbesondere auch in Unterwasserfahrzeugen dazu verwenden, um besonders funktionstüchtige und leistungsfähige Ausschubsysteme aufzubauen, die zudem wenig Volumen und Gewicht be anspruchen. Eine solche Anordnung, die von der der jeweiligen Tauchtiefe angepaßten Leistungserhöhung der erfindungsgemäßen Gaserzeugungsanlage Gebrauch macht, ist in Fig. 5 dargestellt und soll im folgen den erläutert werden.Due to the construction in the arrangement according to the invention automatic adjustment of the generated delivery pressure to the prevailing ambient pressure - with suitable dimensions and design even in such a way that the delivery and blow-out performance increases with increasing external pressure - this arrangement is suitable for a wide range of uses. So this gas generation system can be used in particular in underwater vehicles to build especially functional and powerful extension systems that also require little volume and weight. Such an arrangement, which makes use of the increase in output of the gas generating plant according to the invention adapted to the respective diving depth, is shown in FIG. 5 and will be explained in the following.

Der Rumpf 46 eines Unterwasserfahrzeuges weist di verse, durch Außenklappen verschließbare Auslaß öffnungen 47, 48 für Torpedos 49 bzw. Kapseln oder Bojen 50 auf, die in Kammern 51, 52 und 53 angeord net sind. Diese Kammern 51 bis 53 sind an ein zentra les Ausschubsystem 54 angeschlossen, das seinerseits von mehreren, im Falle des hier gezeigten Ausführungs beispiels zwei, Gaserzeugungsanlagen 55 gemäß der Erfindung gespeist wird.The fuselage 46 of an underwater vehicle has di verse, closable outlet openings 47 , 48 for torpedoes 49 or capsules or buoys 50 , which are net in chambers 51 , 52 and 53 angeord net. These chambers 51 to 53 are connected to a central extension system 54 , which in turn is fed by several, in the case of the embodiment shown here, two example, gas generating plants 55 according to the invention.

Für das Ausschieben der Kapseln und Bojen einerseits bzw. Torpedos andererseits im getauchten Zustand wer den die Außenklappen geöffnet und die Kammern 51, 52 oder 53 geflutet. Bedingt durch den nun über das Aus schubsystem 54 auf die Gaserzeugungsanlagen rückwir kenden Tiefendruck ergibt sich nun wieder die be reits geschilderte Ansteuerungscharakteristik. Das bedeutet, daß in sehr kurzer Zeit die erforderliche Gasmenge erzeugt wird, die beim herrschenden Umge bungsdruck erforderlich ist, um den Körper aus der jeweiligen Kammer auszustoßen.For pushing out the capsules and buoys on the one hand or torpedoes on the other hand in the submerged state, who opened the outer flaps and flooded the chambers 51 , 52 or 53 . As a result of the depth pressure now acting on the gas generation plants via the extension system 54 , the control characteristic already described results again. This means that the required amount of gas is generated in a very short time, the ambient pressure is required in the prevailing environment to eject the body from the respective chamber.

Claims

1.Gas generation plant, in particular for underwater vehicles, in which gases are generated on the basis of the chemical reaction and / or catalytic decomposition of a liquid energy source and are released against the prevailing ambient pressure, the liquid energy source being produced by the pressure of a conveying gas from a storage container Reaction chamber of a gas generator is pressed, characterized in that a second gas generator ( 19 , 20 , 37 , 39 ) and a feedback and amplification device are provided for generating the conveying gas, the inlet side ( 13 , 29 ) of which the pressure of the generated conveying gas can be applied, whose output side ( 18 , 40 ) is designed as a control element for the second gas generator ( 19 , 20 , 37 , 39 ) and whose operating characteristics are selected so that a subcritical coupling level is established for the intended application and ambient pressure range.

2. Gas generation plant according to claim 1, characterized in that the second gas generator ( 19 , 20 , 37 , 39 ) is also operable on the basis of the chemical reaction and / or catalytic decomposition of liquid energy sources.

3. Gas generation plant according to claim 2, characterized in that the feedback and amplification device has a differential pressure piston system, the pistons ( 13 , 18 , 29 , 40 ) each with the reservoir ( 4 , 20 , 39 ) for the liquid energy source in pressure connection stand, wherein the reservoir ( 20 , 39 ) for the liquid energy carrier of the second gas generator assigned piston ( 18 , 40 ) has the smaller effective cross-sectional area of both.

4. Gas generation plant according to claim 3, characterized in that the two pistons ( 13 , 18 and 29 , 40 ) of the differential pressure piston system are arranged concentrically one inside the other and are integrally connected to one another.

5. Gas generation plant according to claim 4, characterized in that the second gas generator in the inner piston ( 13 , 40 ) of the differential pressure piston system is arranged in tegrated.

6. Gas generation plant according to one of claims 3 to 5, characterized in that for the initiation of the second gas generator, the larger area of the two pistons ( 13 , 29 ) can be acted upon with a prestressed cold gas.

7. Gas generation plant according to one of claims 3 to 5, characterized in that the initiation of the second gas generator of the larger area of the two pistons ( 13 , 29 ) can be acted upon directly by the pressure of the surrounding medium.

8. Gas generation plant according to one of claims 1 to 7, characterized in that the existing from the second gas generator and the associated feedback coupling and amplification device existing conveyor unit ( 3 ) is designed in module form.

9. Gas generation plant according to one of claims 1 to 8, characterized in that it forms an inte grated component of an extension system for ejected body from an underwater vehicle in the submerged state ( 49 , 50 ).