[发明专利]多级水平流体燃料气包充气机

说明书

本发明是申请号08/339,603、申请日1994年11月15目的美国申请的部分续展申请，而这一在先申请则又是申请号08/252,036,申请日1994年5月31日的美国申请的部分续展申请。这两个尚未批准的申请均援引在此作为本申请的一部分加以描述，其中包括但并不限于下文将要描述的具体的内容。

本发明总的涉及通常被称作充气机的装置，更具体地说，涉及一种对可充气设备进行充气的装置，例如对一充气式的汽车乘员阻遏系统的充气式阻遏器进行充气的装置。

本技术领域中已有了多种不同的技术用于在汽车遭受碰撞时，利用例如一气包之类的充气式阻遏器来保护汽车乘员。此外，还提出了多种充气式阻遏系统，其中气包的充气是可以根据汽车的减速和乘员的安全带的使用情况之类的因素来加以调节的。

例如，美国专利5,323,243揭示了一种用于一乘员阻遏系统的乘员状况传感设备。所揭示的乘员状况传感设备监控着汽车座位，以探测出座位上目标的位置以及重量等。根据这些探测值，通过控制算法来控制气包的充气。

美国专利5,074,583揭示了一种汽车气包系统，它包括一监测乘员就座情况的就座情况传感器，所述情况包括座位的位置、倾斜的角度以及乘员的身材尺寸和姿势。根据乘员的就座情况来启动气包以使充气的气包和乘员形成最佳的接触。

此外，在本技术领域中已经有了多种充气机装置，它们用来为充气式阻遏系统的气包充气。有一种充气机装置采用一定数量的贮藏的压缩气体，该气体能有选择地释放，使气包充气。为了适当地以适合的速度使气包充气，这种类型的装置常常需要在较高压力下贮藏较大量的气体。使用高压的结果使得气体贮藏室的壁一般都较厚，以增强强度。大体积和厚壁的结合造成充气机结构较笨重。此外，还必须设计一种释放贮藏气体使之进入气包的技术。

另一种充气机装置使用可产生可燃气体的材料作为气体源。一旦点燃，该材料便产生一定量的足以使气包充气的气体。通常，这种产生气体的材料会产生多种不希望有的燃烧产物，如各种固体颗粒材料。去除这些固体颗粒材料，例如通过在充气机中或周围增加过滤装置，则会增加充气机在设计和加工上的复杂性，从而会增加与此相关的成本。

此外，这种充气机装置的排出气体的温度通常会随多种相关因素而在约500°F(260℃)和1200°F(649℃)之间变化，这些因素包括例如所期望的充气机性能的等级，以及其中所用的气体发生剂的类型和数量。因此，与这种充气机装置一起使用的气包通常由一种可耐这种高温的材料构成或涂覆。例如，为了防止暴露于如此高温而引起烧穿，就制备了例如由尼龙织物构成的气包，在尼龙织物气包材料上涂有氯丁橡胶或者将一个或多个涂有氯丁橡胶的尼龙贴片设置于气包中最先接触炽热气体的位置。可以理解，这种特殊构造或制备的气包的制造或生产的成本一般都是比较高的。

此外，尽管汽车充气式阻遏系统最好要设计得可以在广泛的条件下适当地工作，但是，这种充气机装置结构的性能对环境条件，尤其是温度的变化特别敏感。例如，在非常低的温度，如低于-40°F(-40℃)的操作就会影响多种推进剂的性能，从而含有固定数量推进剂的充气机，就有可能造成气包压力过低的现象。

在第三种充气机装置中，用贮藏的压缩气体和能产生气体的材料的燃烧两者的结合来产生气包的充气气体。这种充气机装置通称为强化式或混合式充气机。迄今为止所提供的混合式充气机都具有某些缺点。例如，这种设计的充气机装置常会产生具有较高颗粒含量的气体。

在已有技术中已提出了多种充气机装置和组件。U.S.专利NO.5,263,740公开了一种组件，其中在单室内装有膨胀气体和第一可点燃材料，后者随后在单室中点燃。

将膨胀气体和可点燃材料同时装入单室会造成生产和贮藏方面的困难。例如这些组份的浓度梯度，无论是在开始时还是在装置等待启动的时间内，都会增加完全点燃前释放可点燃材料进入气包的可能性，以及增加释放入气包的不完全燃烧产物的相对量。

同样，在单室中贮藏有例如燃料和氧化剂的气体发生器在某些极端环境中会自动点火(即自我点火)，从而在制造和贮藏过程中引起由此带来的危险。

此外，因为来自这种单贮藏室组件的气体混合物一般地具有很高的温度，因此这种结构会有与上述联系高温排出物时所指出的相同或相似的缺点。