專利名稱：用于由液體冷卻的充氣機(jī)的添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種充氣機(jī)，所述充氣機(jī)用于給例如為機(jī)動(dòng)車輛乘客提供抗沖擊保護(hù)的可充氣的約束安全氣囊緩沖墊充氣。更具體而言，本發(fā)明涉及由液體冷卻的充氣機(jī)和用于改善充氣機(jī)性能的添加剤。
背景技術(shù)：
眾所周知通過采用安全約束系統(tǒng)來保護(hù)車輛乘客的安全，不需要操作者的干預(yù)，所述系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)由非展開的狀態(tài)變?yōu)檎归_的狀態(tài)，即“被動(dòng)約束系統(tǒng)”。這樣的系統(tǒng)通常包含或包括例如為緩沖墊或囊形式的通常被稱為“安全氣囊緩沖墊”的可充氣的車輛乘客約束或元件。事實(shí)上，這樣的安全氣囊緩沖墊通常被設(shè)計(jì)為當(dāng)車輛遭遇突然減速時(shí)(例如在碰撞的情況下)通過氣體充氣或膨脹。這樣的安全氣囊緩沖墊最好可以在車輛內(nèi)、在乘客和車輛內(nèi)部的特定部位(例如門、方向盤、儀表盤等等)之間的ー個(gè)或多個(gè)位置中展開，以防止或避免乘客受到汽車內(nèi)部的上述部位的強(qiáng)烈撞擊。例如，常規(guī)或普遍的汽車安全氣囊緩沖墊的安裝位置包括在方向盤中、在汽車乘客側(cè)的儀表板中、沿車輛車頂弧線(例如汽車門上方的車頂弧線)以及在車輛座椅中(例如，在氣囊緩沖墊安裝在座椅中的情況下)。其他的安全氣囊緩沖墊，例如膝部墊式安全氣囊和頭頂安全氣囊，也用于保護(hù)人體的其他或具體不同的部位免受碰撞。除了安全氣囊緩沖墊之外，可充氣的被動(dòng)約束系統(tǒng)裝置通常也包括普遍被稱為“充氣機(jī)”的氣體發(fā)生器。一經(jīng)啟動(dòng)，這樣的充氣機(jī)裝置有利地提供通常為氣體形式的膨脹流體，該流體用于給相關(guān)的安全氣囊緩沖墊充氣。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)披露了多種類型或形式的用于給可充氣的約束系統(tǒng)安全氣囊緩沖墊充氣的充氣機(jī)裝置。一種在可充氣的被動(dòng)約束系統(tǒng)中使用的常規(guī)類型或形式的充氣機(jī)裝置通常被稱為煙火充氣機(jī)。在這樣的充氣機(jī)裝置中，通過煙火氣體發(fā)生材料的燃燒制取給相關(guān)的可充氣元件充氣的氣體。煙火充氣機(jī)通常還包括例如為過濾器形式的氣體處理元件。采用所述過濾器形式的氣體處理元件，可有利地除去例如為煙火氣體發(fā)生材料的殘余物形式的固體和例如可能被混入氣流的固體。采用這樣的過濾器，還可以在從所述充氣機(jī)裝置中釋放出由煙火氣體發(fā)生材料燃燒所生成的氣體之前，有利地冷卻該氣體。然而過濾器元件通常價(jià)格昂貴，并且該元件的設(shè)置顯著地増加了相關(guān)的充氣機(jī)裝置和可充氣的約束裝置的成本和重量。汽車業(yè)一直需要較小、較輕并且制造起來并不昂貴的可充氣的約束系統(tǒng)。隨著車輛變得更小和更緊湊，相關(guān)的可充氣的約束系統(tǒng)需要相應(yīng)的改變，以滿足這些較小型車輛的限制。安全氣囊充氣機(jī)是可充氣的約束系統(tǒng)的重要組件。因此，減少充氣機(jī)的尺寸、重量和/或成本能夠顯著地節(jié)省整個(gè)可充氣的約束系統(tǒng)的尺寸、重量和/或成本。因此，需要并且要求找到ー種諸如能減少或消除設(shè)置過濾器元件的需要的含有煙火的充氣機(jī)裝置和相關(guān)操作方法。進(jìn)ー步地，需要并且要求找到具有或獲得改善的或增強(qiáng)的性能的充氣機(jī)裝置和相關(guān)操作方法，例如能實(shí)現(xiàn)使輸出氣產(chǎn)量增加和獲得溫度降低的輸出氣這兩者中的ー種或全部性能的充氣機(jī)裝置和相關(guān)操作方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及改進(jìn)的充氣機(jī)裝置以及相關(guān)的或?qū)?yīng)的操作方法。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，提供了一種充氣機(jī)，所述充氣機(jī)包括被設(shè)置在氣體發(fā)生劑腔室中的一定量的氣體發(fā)生劑。所述氣體發(fā)生劑腔室具有恒定的容積。所述充氣機(jī)還包括點(diǎn)火器，以便在展開過程中點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生劑并且生成氣體。所述充氣機(jī)還設(shè)置了容納活 塞和液體的腔室，其中，所述腔室被安全隔板(burst disk)或密封件密封,其中，在展開過程中所述安全隔板或密封件被打開，所述活塞移動(dòng)并以液力排出所述液體穿過所述活塞中的開ロ，使得所述液體接觸并且冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體。在一些實(shí)施方案中，所述充氣機(jī)可以完全或部分地不設(shè)置過濾器。其他實(shí)施方案可以被設(shè)計(jì)為在其中設(shè)置擴(kuò)散器，由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體流過所述擴(kuò)散器。在一些實(shí)施方案中，所述安全隔板將會(huì)破裂，而在另外的實(shí)施方案中，所述密封件對(duì)所述腔室緊密配合并且所述密封件通過活塞的移動(dòng)而被打開。在一些實(shí)施方案中，可以使用ー個(gè)或多個(gè)擋板。這些擋板可以設(shè)置在所述活塞上。在另外的實(shí)施方案中，由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體和所述液體移動(dòng)進(jìn)入所述活塞的內(nèi)部，其中，設(shè)置出口以形成通向所述活塞的外部的通道。在一些實(shí)施方案中，所述被液力排出穿過所述開ロ的液體蒸發(fā)并且與由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體混合?？梢詷?gòu)建另外的實(shí)施方案，其中，由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體在逸出所述充氣機(jī)之前經(jīng)由蜿蜒的路徑流動(dòng)。所述蜿蜒的路徑可以具有直角轉(zhuǎn)彎，用于捕獲混入氣體中的顆粒物。在其他的實(shí)施方案中，當(dāng)所述氣體經(jīng)由所述蜿蜒的路徑流動(dòng)時(shí)，任何混入氣體中的顆粒物從氣體中被除去并且沉積在所述充氣機(jī)內(nèi)。所述顆粒物可以沉積在捕獲區(qū)域。本發(fā)明的另ー個(gè)方面涉及ー種冷卻形成于充氣機(jī)中的氣體的方法。在此方法中，所述充氣機(jī)包括被設(shè)置在氣體發(fā)生劑腔室內(nèi)的一定量的氣體發(fā)生劑、點(diǎn)火器和容納有活塞和液體的活塞腔室。所述方法包括點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑以生成氣體的步驟。還執(zhí)行使得用于密封所述活塞腔室的安全隔板破裂的附加步驟。還可以執(zhí)行移動(dòng)所述活塞的附加步驟。所述活塞的移動(dòng)液カ排出所述液體穿過所述活塞中的開ロ，使得所述液體接觸并且冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體。在上述實(shí)施方案中，所述充氣機(jī)通常包括被設(shè)置在殼體內(nèi)的一定量的氣體發(fā)生齊U。所述氣體發(fā)生劑被點(diǎn)燃而生成一定量的膨脹氣體。然后將該氣體輸送至安全氣囊內(nèi)以展開安全氣囊。所述充氣機(jī)還包括設(shè)置在殼體內(nèi)的氣流開ロ。正如本文中所解釋的那樣，當(dāng)所述充氣機(jī)展開時(shí)，氣體可以流出所述氣流開ロ，從而將該氣體輸送至所述安全氣囊內(nèi)。
所述充氣機(jī)還可以包括被設(shè)置在腔室內(nèi)的活塞。所述腔室位于所述殼體內(nèi)。腔室內(nèi)還容納有一定量的液體。所述活塞還可以具有被安全隔板密封的開ロ。當(dāng)所述開ロ被密封時(shí)，所述液體不能通過開ロ溢出。所述氣體發(fā)生劑的燃燒產(chǎn)生膨脹氣體，所述膨脹氣體流過所述擴(kuò)散器并與已經(jīng)被添加至所述充氣機(jī)中的活塞接觸。所述活塞被設(shè)置在腔室內(nèi)。當(dāng)所述氣體進(jìn)入該腔室吋，對(duì)腔室施加壓力。同時(shí)，所述氣體中的一部分也可以開始逸出所述充氣機(jī)。容納有活塞的腔室還包括一定量的液體。當(dāng)涌入所述腔室的氣體對(duì)腔室施加壓カ吋，液體開始流過活塞中的開ロ。然后所述液體將與所述氣體混合。當(dāng)所述液體與所述氣體接觸時(shí)，所述液體中的至少一部分蒸發(fā)成氣流。上述蒸發(fā)過程是吸熱的并且冷卻所述氣體。因此，通過使用含有蒸發(fā)液體的系統(tǒng)，可以在不使用昂貴的過濾器的情況下冷卻所述膨脹氣體。另外，所述液體的蒸發(fā)增加了所述腔室內(nèi)的氣體量。因此，通過使用所述液體，用以產(chǎn)生足夠的膨脹氣體所需的氣體發(fā)生劑的量減少了，進(jìn)ー步 減少了所述充氣機(jī)的尺寸和成本。通過使用本文所描述的液體注入技術(shù)，可以避免使用用于冷卻氣體的過濾器或者將使用需求最小化。進(jìn)ー步地，可以通過所述充氣機(jī)的燃燒氣體有利地提供將所述液體注入所述氣流中所需的壓力。在具體的實(shí)施方案中，可以在不使用過濾器的情況下除去由所述氣體發(fā)生劑的燃燒所產(chǎn)生的氣體中的顆粒狀物質(zhì)。具體而言，通過在氣流逸出所述充氣機(jī)之前顯著改變氣流的方向，可以實(shí)現(xiàn)所述過濾器的顆粒物除去功能中的至少一部分功能。由所述液體的蒸發(fā)或分解所產(chǎn)生的氣體有助于安全氣囊的膨脹。那些本領(lǐng)域的并且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員可以理解并領(lǐng)會(huì)本發(fā)明的實(shí)施方案并不一定不需要設(shè)置過濾器。也就是說，如果需要的話，也可以使用過濾器。然而，由于可以減少所需的過濾器的尺寸和種類，因此所述系統(tǒng)可以是“部分地”不設(shè)置過濾器。在ー個(gè)具體的方面中，提供了ー種包括殼體的充氣機(jī)，所述殼體限定出含有一定量的氣體發(fā)生劑的第一腔室。點(diǎn)火器可操作地關(guān)聯(lián)于所述第一腔室并且在反應(yīng)中與所述ー定量的氣體發(fā)生劑中的至少一部分相連通并點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑。一經(jīng)啟動(dòng)，所述點(diǎn)火器點(diǎn)燃所述一定量的氣體發(fā)生劑中的至少一部分以生成氣體。所述殼體進(jìn)ー步至少部分地限定出與所述第一腔室毗鄰設(shè)置的第二腔室。所述第二腔室包含一定量的液體和活塞組件。所述液體包含至少ー種可溶于該液體的燃料或至少ー種可溶于該液體的氧化劑。所述活塞組件包括內(nèi)部被所述一定量的液體密封的活塞，其中，在展開過程中，所述活塞移動(dòng)，打開由所述液體密封的活塞的內(nèi)部，以排出來自所述第二腔室的所述一定量的液體中的至少ー部分，使被排出的液體接觸并且冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體。所述殼體還包括至少ー個(gè)允許氣體逸出所述殼體的排放ロ。在另ー個(gè)具體的方面中，提供了ー種包括殼體的充氣機(jī)，所述殼體至少部分地限定出具有恒定的容積且含有一定量的氣體發(fā)生劑固體的第一腔室。點(diǎn)火器可操作地關(guān)聯(lián)于所述第一腔室并且在反應(yīng)中與所述一定量的氣體發(fā)生劑固體中的至少一部分相連通并點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑。一經(jīng)啟動(dòng)，所述點(diǎn)火器點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑以生成氣體。所述殼體進(jìn)一步至少部分地限定出與所述第一腔室毗鄰設(shè)置的第二腔室。所述第二腔室包含一定量的液體和活塞組件。所述液體最好包含至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑，ー經(jīng)啟動(dòng)，所述燃料和氧化劑可以反應(yīng)生成額外的氣體。所述活塞組件包括內(nèi)部被所述一定量的液體密封的活塞。在展開過程中，所述活塞移動(dòng)，打開由所述液體密封的活塞內(nèi)部，以液力排出來自所述第二腔室的所述一定量的液體中的至少一部分。被排出的液體有利地接觸由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體、蒸發(fā)、與所述氣體混合并冷卻所述氣體，并且至少ー部分的所述至少ー種可溶性燃料與至少ー種可溶性氧化劑發(fā)生反應(yīng)生成額外的氣體。所述殼體還包括至少ー個(gè)允許氣體逸出所述殼體的排放ロ。在另ー個(gè)方面中，提供了冷卻形成于充氣機(jī)中的氣體的方法。所述充氣機(jī)包括至少部分地限定出含有一定量的氣體發(fā)生劑的第一腔室的殼體、點(diǎn)火器，其中所述殼體進(jìn)ー步至少部分地限定出與第一腔室毗鄰設(shè)置的第二腔室。所述第二腔室包含一定量的液體和活塞組件。所述液體包含至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑。根據(jù)ー個(gè)實(shí)施方案，所述方法包括點(diǎn)燃所述氣體發(fā) 生劑以生成氣體，打開所述活塞組件中用于密封所述活塞內(nèi)部的開ロ ；以及移動(dòng)所述活塞以排出來自所述第二腔室的所述一定量液體中的至少一部分，使被排出的液體接觸并冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體,且至少ー種可溶于該液體的燃料和可溶于該液體的氧化劑反應(yīng)生產(chǎn)額外的氣體。如本文中所使用的那樣，“液體”的含義可以被理解成包含例如在操作條件下可以順暢流動(dòng)的流體物質(zhì)。如本文中所使用的那樣，特定的組合物、組分、材料或類似于“富燃料”或類似于“燃料”的物質(zhì)的含義可以被理解成那些通常缺少足夠的以完全燃燒生成co2、h2o、n2的氧的組合物、組分、材料等等。相應(yīng)地，本文中特定的組合物、組分、材料或類似于“貧燃料”或類似于“氧化劑”的物質(zhì)的含義可以被理解成那些通常含有綽綽有余的氧以完全燃燒生成co2、h2o、n2的組合物、組分、材料等等。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，通下述詳細(xì)的描述并結(jié)合權(quán)利要求書和附圖，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。


圖I是充氣機(jī)的一個(gè)實(shí)施方案的剖視圖,所不充氣機(jī)為尚未展開；圖2是圖I所示的實(shí)施方案的剖視圖，所示充氣機(jī)為點(diǎn)火器正在啟動(dòng)并且安全隔板破裂；圖3是圖I所示的實(shí)施方案的剖視圖,所示充氣機(jī)為正注入液體；圖4是圖I所示的實(shí)施方案的剖視圖，所示充氣機(jī)為氣體逸出充氣機(jī)；圖5是圖I所示的實(shí)施方案的剖視圖,所示充氣機(jī)為液體注入接近完成；圖6是圖I所示的實(shí)施方案的剖視圖，所示充氣機(jī)為充氣機(jī)已經(jīng)完全展開；圖7是充氣機(jī)的另ー個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖8是充氣機(jī)的另ー個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖9是充氣機(jī)的另ー個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖10是顯示了可以被用作圖9的實(shí)施方案的一部分的擋板的剖視圖；圖11是充氣機(jī)的另ー個(gè)實(shí)施方案的剖視圖；圖IlA是示于圖11中的活塞的放大視圖；圖12至圖14是示出了圖11的充氣機(jī)的展開階段的剖視圖15是充氣機(jī)的另ー個(gè)實(shí)施方案的剖視圖。
具體實(shí)施例方式如下文更詳細(xì)描述的那樣，本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的充氣機(jī)裝置和相關(guān)的或?qū)?yīng)的操作方法。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的充氣機(jī)裝置，該裝置通常用附圖標(biāo)記100表示。充氣機(jī)100包括被設(shè)置在殼體108內(nèi)的一定量的氣體發(fā)生劑104。如圖I所示的那樣，氣體發(fā)生劑104可以是諸如片狀或盤狀的固體?？梢岳斫獾氖?，對(duì)于那些本領(lǐng)域的并且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員而言，如果需要的話，也可以使用其他形式的氣體發(fā)生劑，例如在特定的應(yīng)用中需要使用的氣體發(fā)生劑。充氣機(jī)100還包括點(diǎn)火器112。點(diǎn)火器112用于點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生劑104。當(dāng)氣體發(fā)生劑104被點(diǎn)燃時(shí)，生成一定量的膨脹氣體。然后可以將該氣體輸送至安全氣囊內(nèi)(未示出)以展開所述安全氣囊。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解點(diǎn)火器和氣體發(fā)生劑在本領(lǐng)域中是已知·的，并且這些要素可以具有各種不同的特征。氣體發(fā)生劑104被設(shè)置在由安全隔板120密封的腔室116內(nèi)。腔室116有時(shí)稱為“氣體發(fā)生劑腔室”。所述氣體發(fā)生劑腔室116具有恒定的容積。在所述充氣機(jī)展開之前、期間和之后，所述氣體發(fā)生劑腔室116的容積保持相同。腔室116中還設(shè)有擴(kuò)散器124。具體而言，當(dāng)點(diǎn)火器112啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生例如包括熱氣的點(diǎn)火產(chǎn)物，所述熱氣流過孔洞128。所述熱氣接觸并點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑104。接著，所述氣體發(fā)生劑104的燃燒產(chǎn)生一定量的氣體，該氣體穿過所述孔洞132流向所述擴(kuò)散器124的內(nèi)部，然后與安全隔板120接觸。由于氣體發(fā)生劑104燃燒，導(dǎo)致腔室116內(nèi)的壓カ上升，使安全隔板120破裂，并且允許所述氣體離開所述腔室116。仍然參照?qǐng)D1，充氣機(jī)100還包括被設(shè)置在腔室140內(nèi)的活塞136。所述腔室140位于所述殼體108內(nèi)。所述腔室140還容納有一定量的液體144?；钊?36還可以包括被安全隔板152密封的開ロ 148。當(dāng)開ロ 148被密封時(shí)，液體144不能通過開ロ 148溢出。液體144可以是在-40V至90°C之間保持為液態(tài)的任何液體。在一些實(shí)施方案中，液體144可以是在_35°C至85°C之間保持為液態(tài)的任何液體。所述液體還必須能夠進(jìn)行吸熱式的蒸發(fā)，并且當(dāng)所述液體被蒸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生與安全氣囊相關(guān)的可接受的排放范圍之內(nèi)的氣體。另外，所述液體最好是無腐蝕性的，以便于儲(chǔ)存在簡單的腔室中。能夠滿足這些標(biāo)準(zhǔn)的任何液體都可以用作液體144。滿足上述標(biāo)準(zhǔn)的液體的實(shí)例包括混合有CaCl2的水。圖I的充氣機(jī)100還包括設(shè)置在殼體108內(nèi)的氣流開ロ 156。正如本文所解釋的那樣，當(dāng)充氣機(jī)100展開時(shí)，氣體可以流出氣流開ロ 156，從而可以將所述氣體輸送至安全氣囊(未示出)中。在展開之前，氣流開ロ 156可以被安全隔板密封也可以不被其密封。如上所提到的，圖I示出了在展開之前的充氣機(jī)100。參照?qǐng)DI至圖6，現(xiàn)在描述充氣機(jī)100的展開。圖2是圖I的實(shí)施方案的剖視圖，圖2示出了點(diǎn)火器112的啟動(dòng)。當(dāng)點(diǎn)火器112啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生熱氣，并且允許該氣體穿過孔洞128，從而與氣體發(fā)生劑104接觸。上述與氣體發(fā)生劑104的接觸點(diǎn)燃了氣體發(fā)生劑104并使其燃燒，生成一定量的膨脹氣體。圖3示出了當(dāng)氣體發(fā)生劑104被燃燒時(shí)的充氣機(jī)100。如上所描述的那樣，氣體發(fā)生劑104的燃燒產(chǎn)生膨脹氣體160 (通過箭頭圖示)，所述氣體流動(dòng)穿過擴(kuò)散器124中的孔洞132并且與安全隔板120接觸。氣體160的產(chǎn)生向腔室116施加壓カ并且導(dǎo)致安全隔板120破裂。一旦破裂，氣體160便離開腔室116并進(jìn)入腔室140。當(dāng)氣體160在腔室140中時(shí)，所述氣體將與活塞136接觸并向腔室140的內(nèi)部施壓。氣體160中的一部分也可以開始經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)100。但是，向腔室140施壓會(huì)導(dǎo)致安全隔板152 (示于圖I中)的破裂。一旦破裂，液體144便開始經(jīng)由開ロ 148 (已經(jīng)不再被隔板152密封)注入并與氣體160混合。如圖3中所示，充氣機(jī)100具有碰撞區(qū)域179，該區(qū)域是活塞136與液體144接觸的區(qū)域。充氣機(jī)100還包括驅(qū)動(dòng)區(qū)域181，該區(qū)域是活塞136與氣體160接觸的區(qū)域。碰撞區(qū)域179小于驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。由于區(qū)域181和區(qū)域179之間的差異，致使液體144的壓カ被放大。所述液體壓カ約等于氣體160的壓カ乘以驅(qū)動(dòng)區(qū)域181與碰撞區(qū)域179的面積比。所述壓カ差驅(qū)使液體144被注入活塞136的內(nèi)部，并且由此與氣體160相互作用。圖4示出了當(dāng)液體144通過開ロ 148被注入并與氣體160混合時(shí)充氣機(jī)100的展開。腔室140內(nèi)部的壓カ推動(dòng)活塞136并驅(qū)使所述活塞向液體144移動(dòng)。液體144上的液 壓迫使更多的液體144穿過開ロ 148。可以理解的是，當(dāng)上述現(xiàn)象正在發(fā)生時(shí)，氣體160繼續(xù)從腔室116進(jìn)入腔室140。所述氣體中的一部分也繼續(xù)經(jīng)由開ロ 156逸出。應(yīng)當(dāng)注意的是,當(dāng)液體144與氣體160接觸時(shí),液體144中的至少一部分被蒸發(fā)成氣流。顯然，上述蒸發(fā)過程冷卻氣體160。具體而言，從氣流中移走蒸發(fā)或分解液體144所需的熱量，并且上述熱量的移走可以有效地冷卻逸出氣體160。雖然已經(jīng)有使用過濾器對(duì)燃燒所產(chǎn)生的膨脹氣體進(jìn)行冷卻，但是，通過使用液體144，可以在不使用昂貴的過濾器的情況下冷卻目標(biāo)充氣機(jī)裝置的氣體160。另外，液體144的蒸發(fā)增加了腔室140內(nèi)的氣體量。因此，通過使用液體144，用于產(chǎn)生足夠的膨脹氣體所需的氣體發(fā)生劑140的量減少了，進(jìn)一步減少了充氣機(jī)100的尺寸和成本。圖5示出了活塞136已經(jīng)完全移動(dòng)之后的充氣機(jī)100。具體而言，活塞136已經(jīng)移動(dòng)至腔室140的遠(yuǎn)端164，由此迫使所有液體144穿過開ロ 148。再次如上所提到的，液體144蒸發(fā)成氣體。但是，即使在液體144被全部注入之后，氣體160仍然經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)100。圖6示出了在展開過程完成之后的充氣機(jī)100。液體144已經(jīng)被完全轉(zhuǎn)化為氣體并且已經(jīng)從腔室140中排空。由氣體發(fā)生劑104燃燒所產(chǎn)生的氣體160也已經(jīng)完全排出。在本發(fā)明的ー個(gè)具體的方面中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)液體144包含至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑作為添加劑是有利的。當(dāng)液體144通過開ロ 148被注入并與氣體160混合時(shí)，所述至少ー種燃料和氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)以生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。例如，在充氣機(jī)100含有富燃料的氣體發(fā)生劑的情況下，在液體中包含可溶性氧化劑是有利的，使得所述氧化劑能夠與殘余的燃料物質(zhì)反應(yīng)，從而使可利用的反應(yīng)物更完全反應(yīng)并增加氣體產(chǎn)量。相應(yīng)地，在充氣機(jī)100含有貧燃料的氣體發(fā)生劑的情況下，在液體中包含可溶性燃料是有利的，使得所述燃料能夠與殘余的氧化劑物質(zhì)反應(yīng)，從而使上述反應(yīng)物反應(yīng)更加完全并增加氣體產(chǎn)量。如那些本領(lǐng)域的并且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員能夠理解的那樣，在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中可以使用不同的可溶性燃料和可溶性氧化劑。例如，取決于具體應(yīng)用的性質(zhì)，例如當(dāng)液體包括水時(shí)，合適的可溶性燃料和可溶性氧化劑可以包括諸如脲、硝酸胍、包括ニ醇的醇類(如丙ニ醇和ニ甘醇)、甘油、其他糖類、甘氨酸、鉻酸鹽和重鉻酸鹽(如鉻酸鈉)、碳酸鹽(如碳酸鎂)、甲酰胺、こニ酸和こニ酸銨的燃料物質(zhì)，以及諸如硝酸銨、硝酸甲基銨、過氧化氫和高氯酸銨的氧化劑物質(zhì)。并且，可以理解的是，合適的添加劑物質(zhì)可以在不同的實(shí)施方案中具有多種、附加或不同的功能。例如，在一些實(shí)施方案中，合適的燃料可以是或有利地充當(dāng)增稠劑或膠凝齊U。能夠充當(dāng)增稠劑或膠凝劑的燃料物質(zhì)的實(shí)例包括諸如瓜爾膠、黃原膠等的膠以及諸如羥丙基纖維素(HPC)的纖維素。另外，添加劑例如過氧化氫、醇類和糖類的加入可有利地充當(dāng)防凍劑或抗凍材料。例如，水中包含40重量％的過氧化氫能夠使凝固點(diǎn)降至約_40°C。同樣，碳酸鹽和包括重鉻酸鹽在內(nèi)的鉻酸鹽也可以有利地充當(dāng)腐蝕抑制劑或抗腐蝕物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，優(yōu)選采用的液體最好由混合物組成，所述混合物可以包括、基本由或完全由水、CaCl2和丙ニ醇(1，2-丙ニ醇)組成。那些本領(lǐng)域的并且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員可以理解上述混合物可以包含諸如CaCl2和丙ニ醇的組分，所述組分的不同相對(duì)含量取決于特定應(yīng)用中的具體要求。例如，雖然含有CaCl2可以顯著地降低所 述混合物的凝固點(diǎn)，但是CaCl2通常不反應(yīng)，即，是惰性的，因此增添了充氣機(jī)殘?jiān)⒃黾恿诉^濾膨脹氣體的負(fù)擔(dān)。同樣，盡管丙ニ醇可以充當(dāng)燃料并且通過它的加入可以增加充氣機(jī)的氣體輸出量而不會(huì)不利地増加充氣機(jī)殘?jiān)?，但是，如果丙ニ醇在所述混合物中的相?duì)含量太高，則可能產(chǎn)生各種不希望的燃燒產(chǎn)物?；谝陨纤觯谝恍﹥?yōu)選的實(shí)施方案中，水與10-20%的CaCl2和3-10%的丙ニ醇的混合物是有利的；在ー些實(shí)施方案中，水與15%的CaCl2和5%的丙ニ醇的混合物是特別優(yōu)選的。那些本領(lǐng)域的并且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員還可以理解，根據(jù)所選擇的實(shí)施方案，合適的液體可以包括額外的或可選的諸如CaCl2的惰性物質(zhì)。例如，合適的液體可以包括例如可以充當(dāng)所述液體的稠化劑的合成片狀娃酸鹽(I apon i t e )。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體144包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑作為添加剤，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑可反應(yīng)生成額外的氣體。更具體而言，當(dāng)所述液體144通過開ロ 148被注入并與氣體160混合時(shí)，所述至少ー種可溶性燃料和所述至少ー種可溶性氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)，從而生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。那些本領(lǐng)域的并且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員還可以理解，通過在液體中添加上述燃料和/或氧化劑，可以獲得或?qū)崿F(xiàn)多種優(yōu)點(diǎn)和/或益處。例如，通過添加上述物質(zhì)所導(dǎo)致的氣體產(chǎn)物產(chǎn)量的上升或增長可以降低充氣機(jī)所需的用于產(chǎn)生特定的氣體輸出量的氣體發(fā)生劑的裝載量，并由此減少氣體發(fā)生劑和與其相關(guān)的充氣機(jī)的成本、尺寸和重量中的一個(gè)或多個(gè)因素。進(jìn)ー步地，可以采用非常簡單的エ藝在液體中添加上述燃料和/或氧化劑。再進(jìn)ー步地，添加上述燃料和/或氧化劑還能夠降低所述液體的凝固點(diǎn)，從而減少、最小化或消除在所述液體中加入額外的抗凍物質(zhì)或添加劑的需要。并且，在蒸發(fā)和/或與氣體發(fā)生劑的反應(yīng)副產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)之后，諸如可溶性燃料添加劑和可溶性氧化劑添加劑中的ー種或兩種可以有利地剩下少量或最小量的固體產(chǎn)物或殘余物。圖7是另ー種實(shí)施方案的充氣機(jī)的剖視圖,所述充氣機(jī)在本文用附圖標(biāo)記200表示。充氣機(jī)200與圖I所示的以及上述描述的實(shí)施方案類似。為了簡潔起見，不再重復(fù)討論。充氣機(jī)200和充氣機(jī)100之間的主要區(qū)別是充氣機(jī)200不包括擴(kuò)散器124。取而代之，充氣機(jī)200簡單地具有開ロ 232，氣體發(fā)生劑104燃燒所生成的氣體260將穿過所述開ロ。當(dāng)氣體260穿過開ロ 232時(shí)，如箭頭所指示的那樣，所述氣體將經(jīng)由蜿蜒的路徑流動(dòng)。更具體而言，氣體260將流過拐角264，以使得氣流路徑拐彎。當(dāng)所述氣體如此拐彎時(shí)，諸如可能在氣體260中發(fā)現(xiàn)的混入的顆粒物和其他固體將從氣體260中分離出來并且沉積在拐角264的附近。因此，在不包括和不使用昂貴的過濾器或擴(kuò)散器的情況下，從氣體260氣流中除去混入的顆粒物。如圖7所示，在充氣機(jī)200中使用活塞236。所述活塞236是空心的并且位于腔室240內(nèi)。因此，離開腔室116的氣體260將流入所述活塞236的內(nèi)部。所述活塞236包括出口 268，其允許氣體流向活塞236的外部并且接著經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)200。活塞236還包括可以被安全隔板152密封也可以不被其密封的開ロ 148。同樣，由所述氣體產(chǎn)生的壓カ驅(qū)使活塞236向遠(yuǎn)端164移動(dòng)并經(jīng)由開ロ 148注入液體144。一旦注入，液體144便通過如上所述的方式蒸發(fā)并且冷卻氣體260。在充氣機(jī)200的展開過程中，活塞236可以被 完全移位，從而可以迫使所有液體144全部穿過開ロ 148。如圖7所示，充氣機(jī)200具有碰撞區(qū)域179，該區(qū)域是活塞136與液體144接觸的區(qū)域。充氣機(jī)200還具有驅(qū)動(dòng)區(qū)域181，該區(qū)域是活塞136與氣體160接觸的區(qū)域。碰撞區(qū)域179小于驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。如同圖I中所示的和上面描述的充氣機(jī)100那樣，用于充氣機(jī)200的液體144可以包括至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑。當(dāng)液體144經(jīng)由開ロ 148被注入并與氣體260混合時(shí)，所述至少ー種燃料或氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)以生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體144包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑可反應(yīng)生成額外的氣體。現(xiàn)在參照?qǐng)D8，其示出了充氣機(jī)300的剖視圖。充氣機(jī)300與上面所討論的實(shí)施方案類似。為簡潔起見，不再重復(fù)討論。與上面示出的實(shí)施方案類似，充氣機(jī)300不包括擴(kuò)散器。取而代之，充氣機(jī)300包括開ロ 332，氣體360 (通過發(fā)生劑104的燃燒產(chǎn)生)可以穿過所述開ロ離開腔室116。如同上述討論的實(shí)施方案，一旦離開腔室116，氣體360進(jìn)入蜿蜒的路徑，流過兩個(gè)或更多個(gè)拐角364。上述拐角364為用于接收混入的顆粒物的直角拐彎。換言之，當(dāng)氣體360在拐角364處拐彎時(shí)，混入的顆粒物將從氣體中分離出去并沉積在捕獲區(qū)域366。通常，捕獲區(qū)域366是有助于沉積的拐角或不平坦的表面。由此，在不使用昂貴的過濾器或擴(kuò)散器的情況下,從氣體360中除去混入的顆粒物。充氣機(jī)300還包括活塞336。所述活塞336是空心的并且位于腔室340內(nèi)。因此，離開腔室116的氣體360將流入所述活塞336的內(nèi)部。充氣機(jī)300還包括出口，其允許氣體流向活塞336的外部并且接著經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)300?；钊?36還包括可以被安全隔板152密封也可以不被其密封的開ロ 148。同樣，由所述氣體產(chǎn)生的壓カ將驅(qū)使活塞336向遠(yuǎn)端164移動(dòng)，并經(jīng)由開ロ 148注入液體144。一旦注入,液體144便通過如上所述的方式蒸發(fā)并且冷卻氣體360。在充氣機(jī)300的展開過程中，活塞336可以被完全移位，從而可以迫使所有液體144全部通過開ロ 148。充氣機(jī)300具有碰撞區(qū)域179和驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。碰撞區(qū)域179小于驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。如同圖I中所示的和上面描述的充氣機(jī)100那樣，用于充氣機(jī)300的液體144可以包括至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑。當(dāng)液體144經(jīng)由開ロ 148被注入并與氣體360混合時(shí)，所述至少ー種燃料或氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)以生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體144包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑可反應(yīng)生成額外的氣體。現(xiàn)在參照?qǐng)D9，其示出了另ー個(gè)實(shí)施方案充氣機(jī)400。充氣機(jī)400與上面所討論的實(shí)施方案類似。為簡潔起見，不再重復(fù)討論。
如同圖I的實(shí)施方案，充氣機(jī)400包括擴(kuò)散器124。如上所述，由發(fā)生劑104燃燒所產(chǎn)生的氣體460將穿過孔洞132并使安全隔板120破裂，然后離開腔室116。一旦離開腔室116，便允許所述氣體經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)400。所述氣體還將進(jìn)入活塞436的內(nèi)部，并且可以驅(qū)使活塞436，由此迫使液體144通過如上所述的方式穿過開ロ 148。充氣機(jī)400具有碰撞區(qū)域179和驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。碰撞區(qū)域179小于驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。圖10是圖9的實(shí)施方案的剖視圖。如圖10所示，充氣機(jī)400還可以包括一個(gè)或多個(gè)擋板470，所述擋板指引/引導(dǎo)氣體460和被注入的液體144。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解擋板470還可以采用其他結(jié)構(gòu)和/或形狀。事實(shí)上，可以根據(jù)需要設(shè)計(jì)擋板470的形狀，以便調(diào)節(jié)氣流。擋板470可以具有附加開ロ 472。應(yīng)當(dāng)注意的是，在一些實(shí)施方案中，氣體離開氣體發(fā)生劑腔室116的方向與液體144被注入的方向正相反(或者基本相反)。因此，上述這兩股流可以互相推擠對(duì)方并阻礙正確的流動(dòng)。在一些情況下，混入的顆粒物可以積聚并阻塞開ロ 148 (圖9)，由此阻止液體144對(duì)氣體460的冷卻。因此，可以增設(shè)擋板470以引導(dǎo)氣流，從而使得所述氣流不在阻止或妨礙液體144流動(dòng)的方向上流動(dòng)。如同圖I中所示的和上面描述的充氣機(jī)100那樣，用于充氣機(jī)400的液體144可以包括至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑。當(dāng)液體144通過開ロ 148被注入并與氣體460混合時(shí)，所述至少ー種燃料或氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)以生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體144包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑可反應(yīng)生成額外的氣體。圖11是根據(jù)本發(fā)明的另ー個(gè)具體實(shí)施方式
的充氣機(jī)500的剖視圖。圖IlA是圖11中的活塞部分的放大視圖。參照?qǐng)D11和11A，充氣機(jī)500包括被設(shè)置在腔室116內(nèi)的發(fā)生劑104。如同前面的實(shí)施方案，點(diǎn)火器112能夠點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生劑104使其生成一定量的膨脹氣體。擴(kuò)散器124設(shè)置在腔室116內(nèi)。擴(kuò)散器124包括孔洞132，所述孔洞允許由發(fā)生劑104燃燒所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入擴(kuò)散器124的內(nèi)部并且可以逸出腔室116。充氣機(jī)500還包括活塞136。與活塞136相鄰的是包含液體144的腔室140。如圖IlA中所示，通過密封件552將液體144密封在腔室140內(nèi)。密封件552可以是杯狀物，所述杯狀物在活塞136的周圍緊密配合以密封腔室140。在另外的實(shí)施方案中，所述密封件552可以是在活塞136 (或腔室140)上增加的以密封腔室140的涂層。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解如何用密封件552密封腔室140。應(yīng)當(dāng)注意的是，與前述實(shí)施方案中的一些充氣機(jī)不同，充氣機(jī)500不包含安全隔板。取而代之，該實(shí)施方案具有用于密封腔室140的密封件552。活塞136的內(nèi)部是或形成混合腔室560。當(dāng)由發(fā)生劑104燃燒所產(chǎn)生的氣體離開腔室116時(shí)，所述氣體可以撞擊活塞136并充滿所述混合腔室560。當(dāng)活塞136進(jìn)入腔室140時(shí)，所產(chǎn)生的氣體可以經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)?；钊?36具有撞擊區(qū)域179和驅(qū)動(dòng)區(qū)域181。撞擊區(qū)域179小于驅(qū)動(dòng)區(qū)域181?，F(xiàn)在參照?qǐng)D12、13和14，其示出了充氣機(jī)500的展開過程。當(dāng)發(fā)生劑104燃燒時(shí)，產(chǎn)生一定量的氣體。所述氣體通過箭頭160表示。所述氣體經(jīng)由擴(kuò)散器124離開腔室116并且可以與活塞136接觸。氣體160中的一部分也可以經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)500。當(dāng)所述氣體與活塞136接觸時(shí)，所述活塞開始向腔室140移動(dòng)/移位。接著，上述移位打開密封件552。例如，緊密配合密封件552被移位，使其不再能夠密封。這可能是下述情況活 塞136移位超過緊密配合區(qū)段(即緊密配合的區(qū)域)，從而不再存在密封件。在一些實(shí)施方案中，活塞136可以具有凹陷566或其他特征，從而使得當(dāng)所述活塞向腔室140移動(dòng)時(shí)，上述凹陷或其他特征進(jìn)行運(yùn)作，以保證形成通道，液體144可以穿過該通道流動(dòng)。還可以增設(shè)ー個(gè)或多個(gè)排氣孔571。這些排氣孔可以進(jìn)行運(yùn)作，以釋放裝置中的壓カ(例如“背壓”)。一旦打開密封件552，液體144將開始流出腔室140。液體144可以流過活塞136中的開ロ 570。此外，活塞136的移動(dòng)以液力排出腔室140中的液體144，由此使得液體144經(jīng)由開ロ 570被注入，用于與氣體160接觸并混合。圖13示出了處于移動(dòng)中的活塞136，而圖14示出了已經(jīng)完全被移位并且液體144已經(jīng)完全被排出腔室140之后的活塞136。被注入活塞136內(nèi)部的液體144蒸發(fā)并用于給安全氣囊充氣。但是，正如本文中所描述的那樣，上述蒸發(fā)冷卻所述氣體。所述氣體160和所述液體144可以在混合腔室560中混合。應(yīng)當(dāng)注意的是，在一些實(shí)施方案中，作為移動(dòng)活塞136的ー種方式,氣體160將推擠活塞136的活塞頭576。當(dāng)氣體160推擠活塞頭576時(shí)，顆粒物和其他不希望的副產(chǎn)物可以沉積在活塞頭576上，并且由此而與所述一定量的氣體160分離。進(jìn)ー步，如上所提到的，活塞136可以向腔室140移位。在一些實(shí)施方案中，通過使腔室140中不完全充滿液體144可以有助于活塞136的上述移動(dòng)。換言之，在腔室140內(nèi)存在可以使活塞136移位進(jìn)入其中的空間(有時(shí)稱為“頂部空間”)。在一些實(shí)施方案中，所述頂部空間580內(nèi)可以充滿可壓縮氣體584，在展開過程中，所述氣體使得活塞136移動(dòng)進(jìn)入腔室140內(nèi)。所述可壓縮氣體584可以為空氣、氬氣或任何其他合適的氣體。當(dāng)腔室140解封時(shí)，所述氣體將逸出所述腔室并可以進(jìn)ー步用于充氣過程。如同上述充氣機(jī)實(shí)施方案，用于充氣機(jī)500的液體144可以包括至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑。當(dāng)液體144通過開ロ 570被注入并與氣體160混合吋，所述至少ー種燃料或氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)以生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體144包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑可反應(yīng)生成額外的氣體?，F(xiàn)在參照?qǐng)D15，其中示出了根據(jù)另ー個(gè)實(shí)施方案的充氣機(jī)600。所述充氣機(jī)600包括被設(shè)置在腔室116內(nèi)的氣體發(fā)生劑104，例如為片狀或盤狀的固體。如同前面的實(shí)施方案，點(diǎn)火器112能夠點(diǎn)燃?xì)怏w發(fā)生劑104使其生成一定量的膨脹氣體。擴(kuò)散器124設(shè)置在腔室116內(nèi)。擴(kuò)散器124包括孔洞132，所述孔洞允許由氣體發(fā)生劑104燃燒所產(chǎn)生的氣體進(jìn)入擴(kuò)散器124的內(nèi)部并且可以逸出腔室116。充氣機(jī)600還包括活塞136。活塞136包括基體法蘭686。在圖示的實(shí)施方案中，采用突起688將充氣機(jī)600的活塞136有利地固定在適當(dāng)?shù)奈恢弥钡秸归_，例如，所述突起688可以通過刺穿外部殼體100并向所述殼體的內(nèi)部向內(nèi)折疊被刺穿物而從外部殼體形成，并且可以設(shè)置在所述活塞基體法蘭686之上(未示出)和之下的若干個(gè)位置處(例如，通常為4至6個(gè)位置)。如那些本領(lǐng)域的且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員所理解的那樣，如果需要的話，在本發(fā)明的實(shí)際應(yīng)用中可以采用合適的可選的元件或手段，從而可以在展開之前維持活塞136在殼體100中的位置。與所述活塞136相鄰的是包括或含有液體144的腔室140。在這樣的實(shí)施方案中，通過設(shè)置0形密封件690將液體144密封在腔室140內(nèi)，而不是通過被夾在活塞和腔室之間的密封元件的緊密配合對(duì)液體進(jìn)行密封。如同上述實(shí)施方案，活塞136的內(nèi)部是或形成混合腔室660。當(dāng)由發(fā)生劑104燃燒 所生成的氣體逸出腔室116時(shí)，所述氣體可能撞擊活塞136并充滿混合腔室660。當(dāng)活塞136進(jìn)入腔室140中時(shí)，所產(chǎn)生的氣體可以經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)。當(dāng)發(fā)生劑104燃燒時(shí)，產(chǎn)生一定量的氣體。所述氣體經(jīng)由擴(kuò)散器124逸出腔室116并且可以與活塞136接觸。所述氣體中的一部分也可以經(jīng)由開ロ 156逸出充氣機(jī)600。當(dāng)所述氣體與活塞136接觸時(shí)，所述活塞開始向腔室140移動(dòng)/移位。一旦開ロ 670中的一個(gè)或多個(gè)已經(jīng)被移動(dòng)/移位進(jìn)入腔室140中，經(jīng)過0形密封件690時(shí)，液體144將開始穿過活塞136中的開ロ 670流出腔室140。再一次，活塞136的移動(dòng)以液力排出腔室140中的液體144，由此通過開ロ 670將液體144注入，用于與氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物接觸和混合。被注入活塞136內(nèi)部的液體144蒸發(fā)并用于給安全氣囊充氣。并且，如本文中所描述的那樣，上述蒸發(fā)冷卻氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物。所述氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物和液體144可以在混合腔室660中混合。應(yīng)當(dāng)注意的是，在一些實(shí)施方案中，作為移動(dòng)活塞136的ー種方式，所述氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物將推擠活塞136的頭部。當(dāng)氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物推擠活塞頭時(shí)，顆粒物和其他不希望的副產(chǎn)物可以沉積在所述活塞頭上，并且由此與所述一定量的氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物分離。進(jìn)ー步地，如上所提到的，活塞136可以向腔室140移位。在一些實(shí)施方案中，通過使腔室140中不完全充滿液體144可以有助于活塞136的上述移動(dòng)。換言之，在腔室140內(nèi)存在可以使活塞136移位進(jìn)入其中的空間(有時(shí)稱為“頂部空間”)。在一些實(shí)施方案中，所述頂部空間680內(nèi)可以充滿可壓縮氣體684，在展開過程中，所述氣體使得活塞136移動(dòng)進(jìn)入腔室140內(nèi)。所述可壓縮氣體684可以為空氣、氬氣或任何其他合適的氣體。當(dāng)腔室140解封時(shí)，所述氣體將逸出所述腔室并可以進(jìn)ー步用于充氣過程。與如上所述的其他充氣機(jī)實(shí)施方案類似，用于充氣機(jī)600的液體144可以包括至少ー種可溶于該液體的燃料或可溶于該液體的氧化劑作為添加剤。當(dāng)液體144通過開ロ670被注入并與氣體發(fā)生劑燃燒氣體產(chǎn)物混合時(shí)，所述至少ー種燃料或氧化劑有利地分解、燃燒和/或反應(yīng)以生成額外的氣態(tài)產(chǎn)物。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，液體144包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑作為添加剤，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑可反應(yīng)生成額外的氣體?，F(xiàn)在，總體上參照所有的附圖，可以理解的是，本發(fā)明的實(shí)施方案提供了多種優(yōu)點(diǎn)。例如，本發(fā)明的實(shí)施方案不需要使用用以冷卻氣體的過濾器。取而代之，在展開過程中通過向氣流中注入液體144代替了所述冷卻功能。通過在氣流逸出充氣機(jī)之前顯著改變氣流的方向?qū)崿F(xiàn)了所述過濾器除去顆粒物的功能。通過液體的蒸發(fā)或分解所產(chǎn)生的氣體有助于給安全氣囊充氣?？梢酝ㄟ^充氣機(jī)的燃燒壓カ提供將所述液體注入氣流中所需的壓力。進(jìn)ー步地，在一些實(shí)施方案中，注入液體的速率可以與所述充氣機(jī)的燃燒壓カ成比例，從而使得所述液體可以在高溫時(shí)(較高的燃燒壓力)較快地注入，在低溫時(shí)(較低的燃燒壓力)較慢地注入。再進(jìn)ー步地，如那些本領(lǐng)域的且受到本文教導(dǎo)的技術(shù)人員所理解的那樣，例如根據(jù)本文中所描述的實(shí)施方案，通過在液體中添加或包含可溶性燃料和/或可溶性氧化劑，可以獲得或?qū)崿F(xiàn)多種優(yōu)點(diǎn)和/或益處。例如，通過在液體冷卻劑中相對(duì)簡單地加入或包含相對(duì)廉價(jià)的可溶性燃料和/或可溶性氧化劑，可以通過充氣機(jī)體積的最小變化，使氣體產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)顯著地提高。并且，經(jīng)由上述添加所獲得的上升或増加的氣體產(chǎn)物產(chǎn)量顯著降低了所需的氣體發(fā)生劑的裝載量，還顯著減少了燃燒腔室的尺寸。事實(shí)上，加入或包含上述可溶性燃料和/或可溶性氧化劑一定程度上將簡單的液體溶液轉(zhuǎn)變?yōu)閮r(jià)格比較昂貴的氣體發(fā) 生劑。有利地，在液體中加入或包含上述可溶性燃料和/或可溶性氧化劑可以有利地在蒸發(fā)和/或與例如氣體發(fā)生劑的反應(yīng)副產(chǎn)物發(fā)生反應(yīng)之后，產(chǎn)生少量至最少量的固體顆?；驓堄辔锘虿划a(chǎn)生固體顆?；驓堄辔铩Ｔ诓槐畴x本文中所泛泛描述的和本文權(quán)利要求所要求保護(hù)的本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、方法或其他本質(zhì)特征的情況下，可以通過其他具體方式實(shí)施本發(fā)明。并且，在缺少本文所沒有具體描述的元件、部件、步驟、組件或要素的情況下也可以順利實(shí)施本文中示例性披露的發(fā)明。所描述的實(shí)施方案在所有方面只被考慮為示例性的而不是限制性的。因此，本發(fā)明的范圍是通過權(quán)利要求而不是前述的說明表示。所有落在與所述權(quán)利要求等同意義和范圍內(nèi)的變化都被包括在所述權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種充氣機(jī)，包括 至少部分地限定出含有一定量的氣體發(fā)生劑的第一腔室的殼體； 可操作地相關(guān)聯(lián)于所述第一腔室并且在反應(yīng)中與所述一定量的氣體發(fā)生劑中的至少一部分連通并點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑的點(diǎn)火器，一經(jīng)啟動(dòng)，所述點(diǎn)火器點(diǎn)燃所述一定量的氣體發(fā)生劑中的至少一部分以生成氣體； 所述殼體進(jìn)ー步至少部分地限定出與所述第一腔室毗鄰設(shè)置的第二腔室，所述第二腔室包含一定量的液體，所述液體包含至少ー種可溶于該液體的燃料或至少ー種可溶于該液體的氧化劑，其中，在展開過程中，所述第二腔室釋放出所述一定量的液體中的至少一部分以接觸并且冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體；和 所述殼體進(jìn)ー步包括至少ー個(gè)允許氣體逸出所述殼體的排放ロ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述第二腔室還包括活塞組件，所述活塞組件包括內(nèi)部被所述一定量的液體密封的活塞，其中，在展開過程中，所述活塞移動(dòng)，打開由所述液體密封的活塞的內(nèi)部，以排出來自所述第二腔室的所述一定量的液體中的至少一部分，使被排出的液體接觸并且冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括水。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述第一腔室具有恒定的容積。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑為固體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑為富燃料的并且所述液體包括至少ー種可溶性氧化劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑為貧燃料的并且所述液體包括至少ー種可溶性燃料。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括由脲、硝酸胍、醇類、甘油、其他糖類、甘氨酸、鉻酸鹽、重鉻酸鹽、碳酸鹽、甲酰胺、こニ酸和こニ酸銨組成的組中的至少ー種物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括至少ー種醇類，并且所述醇類包括選自由丙ニ醇和ニ甘醇組成的組中的至少ー種ニ醇。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括由硝酸銨、硝酸甲基銨、過氧化氫和高氯酸銨組成的組中的至少ー種物質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括至少ー種燃料，并且所述燃料包括增稠劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括至少ー種可溶性燃料，并且所述至少ー種可溶性燃料為脲或硝酸胍中的至少ー種。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括至少ー種可溶性氧化齊U，并且所述至少ー種可溶性氧化劑為硝酸銨。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括至少ー種可溶性氧化齊IJ，并且所述至少ー種可溶性氧化劑為過氧化氫。
15.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體基本由水、丙ニ醇和CaCl2組成<
16.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，所述液體包括至少ー種可溶性燃料和至少ー種可溶性氧化劑，一經(jīng)啟動(dòng)，所述至少ー種可溶性燃料和所述至少ー種可溶性氧化劑發(fā)生反應(yīng)生成額外的氣體。
17.根據(jù)權(quán)利要求I所述的充氣機(jī)，其特征在于，在冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體時(shí)，所述液體至少部分地蒸發(fā)。
18.—種冷卻形成于充氣機(jī)中的氣體的方法，所述充氣機(jī)包括至少部分地限定出含有一定量的氣體發(fā)生劑的第一腔室的殼體、點(diǎn)火器，所述殼體進(jìn)ー步至少部分地限定出與所述第一腔室毗鄰設(shè)置的第二腔室，所述第二腔室包含一定量的液體，所述液體包含至少ー種可溶于該液體的燃料或至少ー種可溶于該液體的氧化劑，所述方法包括 點(diǎn)燃所述氣體發(fā)生劑以生成氣體，以及 使所述生成的氣體中的至少一部分與所述一定量的液體中的至少一部分接觸以冷卻所述生成的氣體并且使至少ー種溶于所述液體的燃料中的至少一部分或至少ー種溶于所述液體的氧化劑中的至少一部分反應(yīng)生成額外的氣體。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑為固體，并且所述液體包括水。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在冷卻所述生成的氣體時(shí)，所述液體至少部分地蒸發(fā)。
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述第二腔室還包括活塞組件，并且所述方法還包括 打開所述活塞組件中的用于密封所述活塞的內(nèi)部的開ロ ；以及 移動(dòng)所述活塞，排出來自所述第二腔室的所述一定量的液體中的至少一部分，使被排出的液體接觸并且冷卻由所述氣體發(fā)生劑燃燒所生成的氣體,并且使所述至少一種溶于所述液體的燃料或所述至少ー種溶于所述液體的氧化劑反應(yīng)生成額外的氣體。
22.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑為富燃料的，所述液體包括至少ー種可溶性氧化劑，并且所述氣體發(fā)生劑燃燒產(chǎn)生殘余的燃料物質(zhì)，所述方法還包括使所述可溶性氧化劑中的至少一部分與所述殘余的燃料物質(zhì)中的至少一部分發(fā)生反應(yīng)生成所述額外氣體中的至少一部分。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述氣體發(fā)生劑為貧燃料的，所述液體包括至少ー種可溶性燃料，并且所述氣體發(fā)生劑燃燒產(chǎn)生殘余的氧化劑物質(zhì)，所述方法還包括使所述可溶性燃料中的至少一部分與所述殘余的氧化劑物質(zhì)中的至少一部分發(fā)生反應(yīng)生成所述額外氣體中的至少一部分。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種充氣機(jī)，所述充氣機(jī)包括被設(shè)置在腔室內(nèi)的一定量的氣體發(fā)生劑。液體和活塞被容納在所述充氣機(jī)的另一腔室內(nèi)，所述液體包含至少一種可溶于該液體的燃料或至少一種可溶于該液體的氧化劑，所述腔室是密封的。一經(jīng)啟動(dòng)，移動(dòng)所述活塞，以液力排出所述液體穿過活塞中的開口，使所述液體與由所述氣體發(fā)生劑燃燒所產(chǎn)生的氣體接觸并且冷卻該氣體。所述液體中的燃料和/或氧化劑可以反應(yīng)生成額外的氣體。
文檔編號(hào)B60R21/26GK102791536SQ201180013453
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者B·W·史密斯, G·K·倫德, I·V·門登豪, M·A·考克斯, M·P·喬丹, R·D·泰勒 申請(qǐng)人:奧托里夫Asp股份有限公司