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Patent Searching and Data


Title:
GAS GENERATOR FOR BUOYANCY BAGS OF WATERCRAFT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2004/056649
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a gas generator (10) for buoyancy bags (42) of watercraft, which operates according to the high-low pressure system and comprises a gas-cooling arrangement that consists of spaced-apart wire baskets (30). Said wire baskets (30) are filled with granulate (32) that endothermically reacts with the propellant gas.

Inventors:
SCHLEICHER ULRICH (DE)
ECKEL ALFRED (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/014377
Publication Date:
July 08, 2004
Filing Date:
December 17, 2003
Export Citation:
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Assignee:
DIEHL MUNITIONSSYSTEME GMBH (DE)
SCHLEICHER ULRICH (DE)
ECKEL ALFRED (DE)
International Classes:
B63B43/10; B63G8/24; F42B3/04; B63C7/10; B63C7/12; (IPC1-7): B63B43/12
Foreign References:
EP0736450A11996-10-09
DE19752498A11999-06-10
DE19541797A11997-05-15
EP0773146A21997-05-14
US3649045A1972-03-14
US20010002085A12001-05-31
EP0736450B12000-06-28
DE19752498C22002-04-18
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Claims:
Patentansprüche
1. Gasgenerator (10) für Auftriebssäcke (42) von Wasserfahrzeugen nach dem HochNiederdrucksystem mit einer Rohrhülse (12), darin angeordnet ein Hochdruckraum mit Anzündung (36) und einem Gas liefernden Satz (20), ein Niederdruckraum (16) mit einem Entspannungsraum (34), dazwischen eine Wand (38) mit einer Drossel (18) und einem Sieb (48), das die Ausströmöffnung der Rohrhülse (12) abschließt, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Niederdruckraum (16) das, aus der Drossel (18) ausströmende Gas von einer Prallplatte (28) seitlich ablenkbar ist, zur anschließenden Gaskühlung wenigstens zwei hintereinander im Ab stand (35) liegende Drahtkörbe (30) mit Granulat (32) vorgesehen sind, und die Drahtkörbe (30) den freien Querschnitt der Rohrhülse (12) voll ständig ausfüllen.
2. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ablatives Kühlsystem (Granulat 32) vorgesehen ist.
3. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Prallplatte (28) an dem ersten Drahtkorb (30) vorgesehen ist.
4. Gasgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das, durch den Abstand zwischen zwei Drahtkörben (30) definierte Volumen als Gasauffangund Gasleiteinrichtung dient.
Description:
Gasgenerator für Auftriebssäcke von Wasserfahrzeugen

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasgenerator für Auftriebssäcke von Was- serfahrzeugen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

U-Boote benötigen eine Schwirnmblase für den normalen Betrieb, aber auch für den Fall eines Unfalls. Das bisherige System nach der EP 0 736 450 B1 hat den Nachteil, dass zwar sehr viel Gaz-Gas » vTauchzelle-produziert wird, dass dieses Gas durch das Leck der Tauchzelle aber entweichen kann. Das Boot wird zwar gehoben, beginnt aber sehr schnell wieder zu sinken und zwar dann unwi- derruflich bis zum Grund der See. Dieser Vorgang wird dadurch verstärkt, dass das Gas sehr heiß in die Tauchzelle einströmt und dort-infolge seiner schnellen Abkühlung-noch mal sein Volumen verkleinert. Weitere Nachteile sind, dass dieses Gas explosionsfähig ist und seine Ausgangsstoffe ein starkes Fischgift sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Rettungssystem vorzuschlagen, dass o. g.

Nachteile nicht aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu ent- nehmen.

Das vorgeschlagene System besteht aus einer Vielzahl von Modulen, die ihrerseits im wesentlichen aus einem aufblasbaren Sack und einem Gasgenerator bestehen.

Da der Gasgenerator nur so viel Gas produzieren muss-da das Gas vom Sack

gehalten wird-, dass der Sack in der größten Tiefe voll aufgeblasen wird, kann der Gasgenerator deutlich kleiner ausfallen als der aus der EP 0 736 450 B1 Be- kannte. Allerdings verlangt dieses System eine relativ lange Blaszeit des Gasgene- rators und relativ kaltes Gas (Verletzung des Sacks, Verkleinerung der Oberfläche durch Abkühlung).

Weitere Vorteile sind : Die Gasproduktionsrate ist bis zur Auslegungstiefe unabhängig vom Umgebungsdruck.

Das Gas ist kalt, weshalb auch durch Abkühlung kein Auftriebsverlust eintritt. Im Falle der Anwendung bei einem U-Boot ist gewährleistet, dass das U-Boot wenigstens eine halbe Stunde an der Wasseroberflä- che gehalten werden kann. Somit besteht genügend Zeit, um die Mannschaft aussteigen zu lassen.

Weder die Ausgangsstoffe des Gassatzes noch seine Reaktionsproduk- te sind explosionsfähig oder giftig.

Das benötigte Gasvolumen ist kleiner/gleich dem der Tauchzellen, d. h., man benötigt nur relativ kleine Gasgeneratoren-und ist dadurch in der Lage redundant zu arbeiten.

Das geringere Volumen und das geringere Gewicht des Systems er- lauben es, die Auftriebseinheiten entsprechend dem deutschen Patent der Anmelderin, DE 197 52 498 C2-an Fangleinen befestigt-in den Tauchzellen aufschwimmen zu lassen und den zur Verfügung stehen- den Raum optimal zu nutzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Ein Gasgenerator 10 besteht aus einer zweistufigen Rohrhülse 12 mit einem Hoch-und einem Niederdruckraum 14,16. Die beiden Räume 14,16 sind durch eine Drossel 18 miteinander verbunden. In dem Hochdruckraum 14 befindet sich der gasliefernde Satz 20 und die Anzündung 22. Das in dem Hochdruckraum 14 erzeugte Gas, siehe die Pfeile 24 strömt durch die Drossel 18 in den Niederdruck- raum 16. In diesem befindet sich in einem Abstand 26 eine Prallplatte 28 aus Gra-

phit zur Gasumlenkung. Im Niederdruckraum 16 liegen hintereinander fünf Drahtkörbe 30 mit Sieben 33 und mit Granulat 32 eines ablativen Kühlsystems.

Die Drahtkörbe 30 liegen spaltfrei an der Innenwand der Rohrhülse 12 an. Das Granulat 32 hat die Eigenschaft durch endotherme Reaktion das aus der Drossel 18 ausströmende und durch die Prallplatte 28 abgelenkte Gas, Pfeile 24, zu küh- len. Außerdem erzeugt das Granulat 32 zusätzlich Gas.

Vorteilhaft wird durch die Prallplatte 28 sowie durch nachgeschaltete Siebe 33 und granulatfreie Zwischenräume 34 erreicht, dass eine Kanalbildung in den Drahtkörben 30 durch Zerstören des Granulats 32 nicht auftritt. Das Granulat 32 wird durch vollflächigen und gleichmäßig fortschreitenden Abbrand, entspre- chend dem Querschnitt der Drahtkörbe 30 vollständig in Gas umgesetzt.

Die Drossel 18 bestimmt nicht nur den Volumenstrom des Gases sondern sorgt auch dafür, dass bis zu einer-einstellbaren-Höhe des, der Wassertiefe entspre- chenden Außendrucks der Abbrand des Satzes 20 unabhängig vom Außendruck abläuft, d. h., von der Wasseroberfläche bis zur Auslegungstiefe ist die vom Gas- generator 10 gelieferte Gasrate und Gasmenge konstant.

Zwischen den Drahtkörben 30 liegen Entspannungsräume 34. Diese dienen als Gasauffang-und Gasleiteinrichtungen. Sie dienen dazu, das Gas möglichst ver- lustarm so durch das Granulat 32 zu führen, damit durch die dabei entstehenden Reaktionen das Gas auf die gewünschte Temperatur heruntergekühlt wird.

Der Satz 20 befindet sich zusammen mit der schematisch dargestellten Anzün- dung 36 in der zylindrischen Hochdruckkammer 14. In eine Wand 38, die den Hoch-und Niederdruckraum 14,16 voneinander trennt ist die Drossel 18 einge- setzt. Durch sie strömt das heiße Gas mit Schallgeschwindigkeit, M=1, im engsten Querschnitt in einen Verteilerraum 40 des Niederdruckraums 16.

Das Gas tritt mit etwa 1000 °C aus der Drossel 18 aus. Nach dem Aufprall auf die Prallplatte 28 strömt das Gas großflächig in den ersten Drahtkorb 30 mit dem küh- lenden und auch noch gaserzeugenden Granulat 32. Nach einer ersten endother- men Reaktion in dem ersten Drahtkorb 30 entspannt sich das Gas nach dem Quer- schnitt durch das erste Sieb 33 in dem ersten Entspannungsraum 34 gemäß einem Abstand 35 und tritt dann in den zweiten Drahtkorb 30.1 ein.

Die vorbeschriebenen Abläufe wiederholen sich bis zum letzten Entspannungs- raum 34.5, der dem Volumen eines Gassackes 42 entspricht.

Der Gassack 42 mit einem Gasvolumen von 1 m3 ist an der Stirnseite 44 des Gas- generators 10 über eine Flanschbefestigung 46 befestigt.

Gegenüberliegend ist ein Verteilersieb 28 über einen Flansch 50 befestigt.

Der gasliefemde Satz 20 hat einen Durchmesser von 240 mm bei einer Höhe von 82 mm. Die Länge 11 des Gasgenerators beträgt 500 mm.

Versuche ergaben, dass das aus der Drossel 18 mit etwa 1100 Grad Celsius aus- strömende Gas am Verteilersieb 48 in einer Wassertiefe von 24 Metern eine Temperatur von etwa 75 °C aufweist. Das erzeugte Gasvolumen betrug hierbei 3,4 m3. Die sogenannte Blaszeit betrug 135,5.

Die für das Gewebe des Gassackes vorgegebene Grenztemperatur von 100 °C wurde daher wesentlich unterschritten.

Die Temperatureinstellung des Gases am Verteilersieb 48 erfolgt in einfacher Weise über die Summe der Längen 52 des Granulats 32 in den jeweiligen Draht- körben 30-30.4.

Die Rohrhülse 12 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf. Diese Querschnitts- form ist nicht zwingend. Es kann jede beliebige Querschnittsform gewählt wer- den.