JP3585568B2

JP3585568B2 - 酸素発生装置

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Publication number: JP3585568B2
Application number: JP10806795A
Authority: JP
Inventors: 茂樹西井; 幸男浅井
Original assignee: Daicel Chemical Industries Ltd
Current assignee: Daicel Corp
Priority date: 1995-04-07
Filing date: 1995-04-07
Publication date: 2004-11-04
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JPH08283004A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は酸素発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及びその問題点】
図１は従来例の酸素発生装置を示すものであるが、該装置は全体として１で示され、略円柱形状を呈するが、その軸方向長さは約３０ｃｍ、又、径は約１８ｃｍである。同図において、酸素発生剤２は略円柱状に形成されているが、これは図において右方から点火薬部３、開始剤部４及び第１、第２主酸素発生剤部５ａ、５ｂから成っている。これら、層３、４、５ａ、５ｂはそれぞれ主として塩素酸ナトリウムＮａＣｌＯ_３及び鉄Ｆｅから成っている（粉末を圧縮成型して成る）が、着火後の酸素流量を所定の時間的パターンにするために、その成分比を変えている。すなわち図５で示すように、横軸に時間、縦軸に酸素流量をとっており、初期には大量に酸素を発生し、その後、熱分解が進行するにつれて流量を順次、小さくしているが、これは、例えばロケットや飛行機で酸素が稀薄な高空で事故が起きた場合、最初は酸素量を多く必要とし、低空圏に突入するに従って酸素の必要量が減るので、これに対応するようなパターンとしている。これら層３、４、５ａ、５ｂの全体は「キャンドル」（Ｃａｎｄｌｅ）と呼ばれているが、このキャンドル２は全体として円柱形状であり、この点火装置部Ｆ側に金属で成るコップ形状のキャンドルホルダ６が外嵌されており、酸素供給装置Ｓ側には同じく金属で成るキャンドルサポート７を当てがっている。又、キャンドルホルダ６の端面に、例えばシリカで成る断熱材８を当接させており、同様にキャンドルサポート７と酸素供給装置Ｓとの間には、例えば、「ポプカライト」（一般に化学プラントで酸化触媒として用いられるもので、主成分は酸化銅ＣｕＯ、三二酸化マンガンＭｎ_２Ｏ_３）で成るフィルタ９を充填させている。更に、酸素発生剤２の外周にはシリカで成る断熱材１０が円筒状で嵌装されており、これに上述のキャンドルホルダ６を埋設させている。場合によっては、断熱材１０を２重構造とし、これらの間にキャンドルホルダ６を介設させている。
【０００３】
酸素発生剤２、これに外嵌した断熱材１０、この両側に配設されたキャンドルホルダ６及びキャンドルサポート７、更に、この両側に配設された断熱材８及びフィルタ９の全体は図示するように全体として円柱形状であるが、これは金属、例えばステンレスで成るハウジング１１で被覆されている。
【０００４】
キャンドルホルダ６の底面中央には開口が形成されており、この開口周辺に雷管１８を保持している保持管１４が溶接固定されており、この外周にはねじが切られているが、これと断熱材８を保持する保持筒体１５の内周がねじ係合している。これはハウジング１１の右端開口に嵌着され、金属で成るカバー１２の中心孔に溶接固定されており、又、この中心孔の外側はハンマーピストン１７を保持する筒体１６に当接し、この内側が保持体１４に螺着している。ハンマーピストン１７はばね１９により図において左方に付勢され、その端部は筒体１６から吐出して、これに形成した孔にファイヤリングピン２０が挿通されている。
【０００５】
本従来例による点火装置Ｆは、上述したようにハンマーピストン１７、ばね１９、ファイヤリングピン２０、筒体１４、１５、１６及び雷管１８などから成っている。
【０００６】
ハウジング１１の左端開口には同様に金属で成るカバー２１がフィルタ９に圧接して取り付けられており、これにリリーフバルブ２２及び酸素供給装置Ｓが取り付けられている。リリーフバルブ２２はケーシング内に配設された弁体２６及びこれを図において右方へと付勢するばね２５とからなっている。又、酸素供給装置Ｓは断面が略Ｌ字形状の金具２３をカバー２１の開口に取り付けられており、外方には人間に発生酸素を供給するための導出パイプ２４ａ、２４ｂが取り付けられている。金具２３内には、ばね２８により右方へ付勢されている弁体２７が設けられているが、これにより逆止弁が構成されている。
【０００７】
従来例の酸素発生装置１は以上のように構成されるが、次にこの作用について説明する。
【０００８】
ファイヤリングピン２０の摘み部２０ａをもって、ハンマーピストン１７の端部に形成した貫通孔から抜き去ると、このハンマーピストン１７はばね１９のばね力により勢い良く左方へと移動し、その先端部に形成したた突部１６ａが雷管１８に衝突する。これにより火花を発し、先ず点火薬部３に点火し、この中の鉄ＦｅがＦｅ_２Ｏ_３と酸化する時に熱を発生し、これによりＮａＣｌＯ_３が分解してＮａＣｌ（塩）と酸素とに成る。この発生酸素は図４で矢印Ａ’で示すようにキャンドルホルダ６の底面から径外方向に向かい、断熱材１０を軸方向に通って、更にキャンドルサポート７の外周部に形成した開口７ａを通り、更にフィルタ９で塵埃や臭気などを除去し、無味、清浄にして酸素供給装置Ｓからパイプ２４ａ、２４ｂを通り外部に供給される。この時、図４に示すように弁体２７は発生酸素の圧力でばね２８のばね力に抗して開弁している。更に、キャンドル２の熱分解が進み、隣接する開始剤部４の上述の熱分解を行なうのであるが、点火薬部３で点火した後、開始剤部４の熱分解は高速度で行なわれ、この段階においては図５における開始時期で酸素流量が最高となっている。次いで、主酸素発生剤部５に熱分解が進行すると、同様にＮａＣｌＯ_３が分解して図５に示すパターンの流量で酸素が発生し、断熱材１０、キャンドルサポート７の孔７ａ（図３に明示される。）、フィルタ９及び酸素供給装置Ｓを通って外部に供給される。
【０００９】
以上のようにして、酸素発生剤２が熱分解していくのであるが、この全体が完全に熱分解すればＮａＣｌ、すなわち塩が残るのみと成るが、場合によっては完全に全体が熱分解することなく、図４に示すように酸素発生剤２の途中ｍで熱分解が停止して、それ以後、酸素が発生しない場合がある。これは使用状況によっては、非常に危険である。例えば、航空機に搭乗している乗客にとって、事故で酸素が必要であるのに、酸素発生装置からの酸素供給が止まっては非常に危険である。なお、リリーフバルブ２２は装置１内の圧力が異常に高くなった時に弁体２６が開弁し、この高い圧力を孔ｈを通って外方に解放し、事故を防ぐものである。
【００１０】
以上のようにしてＮａＣｌＯ_３の熱分解により酸素を発生するのであるが、これと共に塩素ガスを発生する。これは有毒であるので、これを補足するために、及び発生する酸素の流量を安定化させるために、酸素発生剤に従来は過酸化バリウムＢａＯ_２を添加させている。これにより、上記熱分解を促進させると共に以下のような化学式、すなわちＢａＯ_２＋Ｃｌ_２ →ＢａＣｌ_２＋Ｏ_２の反応で塩化バリウムに変換して、その毒性を無くすようにしている。然しながら、この過酸化バリウムについても、近年毒性が問題視され、特に製造時の取扱い、廃棄時の処分（熱分解が完全に行なわれない場合には、当然これが残存する。）が問題となっている。
【００１１】
又、ＰＣＴ、ＷＯ９２／１８４２３号公報では、発生する酸素の流量安定化を得るための及び塩素を補足するための添加物としてＢａＯ_２の代わりにＣａ（ＯＨ）_２、Ｍｇ（ＯＨ）_２、ＣａＣＯ_３やＭｇＣＯ_３を開示している。然しながら、これらは塩素ガスと反応すると、Ｃａ（ＯＨ）_２やＭｇ（ＯＨ）_２の場合には、Ｈ_２Ｏを発生し、又、ＣａＣＯ_３やＭｇＣＯ_３の場合には、ＣＯ_２を発生する。これらは酸素発生と共に発生するので、これらが、例えば人体に供する場合には悪影響を及ぼさないように何らかの処理が必要とされ、又、場合によっては熱分解中の、あるいは未分解の酸素発生剤に悪影響を与えることになる。
【００１２】
【発明が解決しようとする問題点】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、毒性のある過酸化バリウム（ＢａＯ_２）を使用せずとも、従来と同様に酸素発生剤の熱分解を促進し、かつアルカリ金属塩素酸塩又は過塩素酸塩、例えばＮａＣｌＯ_３から遊離する人体に悪影響を与えることのない塩素ガスを補足することもできる添加物を与えることを目的とする。
【００１３】
【問題点を解決するための手段】
以上の目的は、酸素発生剤を充填させた筒状の断熱材の両端部を各々、金属で成る支持部材で支持し、該支持部材の一方側に点火手段、他方側に酸素供給手段を設け、前記断熱材及び支持部材を金属で成る筒状のハウジング内に収容させ、前記酸素発生剤はアルカリ金属塩素酸塩又はアルカリ金属過塩素酸塩を主成分とし、この熱分解により酸素を発生させると共に、発生酸素の流量安定化を得るために添加物を加えている酸素発生装置において、前記添加物は過酸化カルシウムであることを特徴とする酸素発生装置、によって達成される。
【００１４】
【作用】
従来の過酸化バリウムと同様に発生酸素の流量安定化を得ることができる。又添加物としての過酸化カルシウムは以下の反応を示す。すなわち、ＣａＯ_２＋ＣｌＯ_２ →ＣａＣｌ_２＋Ｏ_２により、酸素発生剤の熱分解時に発生する遊離塩素ガスを補足することができる。従って、毒性の塩素ガスを発生させることはなく酸素発生剤の熱分解を促進させ、又、それ自体に毒性が無く、例え熱分解が不完全でそのまま廃棄されたとしても、何ら環境を害することがなく、人体にも悪影響を及ぼすものではない。
【００１５】
【実施例】
以下、各本発明の実施例による酸素発生装置について説明する。なお、第１実施例は酸素発生装置としては図１の従来例の酸素発生装置にそのまま適用される。
【００１６】
本実施例の酸素発生剤は表１に示す重量％を組成としている。
【００１７】
【表１】

【００１８】
上記表１のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ層（図１の３、４、５ａ、５ｂの層に対応する。これらの組成が本発明により変えられる。）において、本発明に係わる過酸化カルシウムの重量％は３、２、２及び２とされている。図１においては、本発明の実施例による組成物が、それぞれ（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）として示されているが、これらは表１においてＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ層でアルカリ金属塩素酸塩として塩素酸ナトリウムを順に５０、７０、８５及び８７．５重量％、還元鉄粉末２７、１８、６及び２．５重量％、酸化鉄９、１０、７及び０重量％を含有しており、又、Ａ層及びＤ層においてのみ酸化コバルト（酸化鉄と同様に分解速度を高くする触媒的な作用があると思われる）を９重量％及び１重量％、又、Ｄ層においてのみ過塩素酸カリウム（熱分解速度を低くする）を３重量％、そしてＡ層及びＤ層においてのみ、それぞれ酸化ケイ素ＳｉＯ_２（成型助成ー成型性の向上）２重量％及びステンレス鋼小片を４重量％含ませている。Ａ層から熱分解時にその熱分解速度が順次、遅くなるように配合されており、単位時間当りの酸素発生量がこの順で少なくなるように設定された配合比である。このような層の熱分解時に、酸素の他にＮａＣｌＯ_３の熱分解により塩素Ｃｌガスが発生するが、これが同層に配合されている過酸化カルシウムと反応し、ＣａＯ_２＋ＣｌＯ_２ →ＣａＣｌ_２＋Ｏ_２の反応でこの遊離塩素ガスを補足する。これにより外部には有毒性のガスを発生することはない。
【００１９】
また図５で示すように、酸素発生剤の熱分解により発生する酸素の流量は図示するようなパターンで変化することが要求されており、上述のようなＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ層の組成によりこのようなパターンで酸素を発生させることができるのであるが、本発明では、添加物としての過酸化カルシウムが無毒でありながら、本来の流量安定化を行なうことができる。すなわち、図５において酸素流量パターンで熱分解の開始時及びある時間経過後の変化を示す曲線において、大きくでこぼこするような変化はなく滑らかに変化させることができ、よって所望のパターンで外部に酸素を供給することができる。もちろん、酸素発生装置の使用条件によっては、図５に示すようなパターンではなく熱分解開始時よりほぼ一定で内部に供給したい場合には、すなわち、理想的には所定の流量で時間軸に対して水平な直線になるが、このような場合においても、この過酸化カルシウムの組成比を本実施例のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤ層において割合を変えれば、容易に得ることができるのは従来と同様である。
【００２０】
又、何らかの原因で酸素発生剤が熱分解を途中で停止した場合、これを廃棄物としても残存している層における添加物の過酸化カルシウムＣａＯ_２は毒性がないので、何ら人体に影響を及ぼすことなく、又、環境を損うこともない。製造時にも勿論、毒性がないので、このための防備が不要であり、従来より製造コストを低下させることができる。
【００２１】
又、過酸化カルシウムを０．１乃至１０重量％添加した場合に、このような熱分解は中止されることなく、酸素の発生を安定化させることも判明している。上述したように例えば、図５で示すようなパターンを確実に得ることができる。
【００２２】
図７〜図１７は本発明の第２〜第４実施例を示すが、第１実施例が従来の構造の酸素発生装置に適用されているのに対し、酸素発生剤を除く他の構造が異なるものに適用されている。
【００２３】
図７及び図８において第２実施例の酸素発生装置は全体として３１で示されているが、酸素発生剤としてのキャンドル３２は第１実施例と同様に点火剤部３３、開始剤部３４及び主部３５ａ、３５ｂとから成っており、これらは従来と同様に略円柱形状であるが、第１実施例と同様な組成物である。この外周部にシリカで成る、又は商品名が「ジュラブランケット」（化学成分：Ａｌ_２Ｏ_３４８％、ＳｉＯ_２５２％ー一般的にはセラミックファイバ）でなる円筒状の断熱材３６が密着して嵌装しており、この外周面に銅で成る筒体３７が取り付けられている。本実施例によれば、この厚みは０．１ｍｍと薄く断熱材３６の外周面に多少の凹凸があっても密に容易に巻着することができる。又、この点火装置Ｆ’側には上述と同様に、略コップ形状の金属で成るキャンドルホルダ３８が嵌着されており、この底部に中心孔３８ａが形成されているが、これに円筒状の雷管保持体４４の一端が溶接されており、この外周は外筒体４５に螺着している。これは又、金属で成るカバー４２の中心孔周辺に溶接されており、これにハンマーピストン４８を保持している筒体４６が螺着固定されている。筒体４４内に雷管４３が取り付けられて対向しており、ハンマーピストン４８はばね４７により図において左方に付勢されている。
【００２４】
本実施例では取扱いの注意を記載したラベル４９がピンＰを介して取り付けられいるが、これと垂直方向に従来例と同様にファイヤリングピンが挿通されている（図示せず）。使用時にはこのラベル４９をピンＰと共に取り外し、この後、ファイヤリングピンを従来と同様にハンマーピストン４８の端部から抜けば良い。
【００２５】
酸素供給装置Ｓ’側では、キャンドル３２の端部に当接して断熱材３６よりは少し堅い断面が台形状の断熱材５０が金属（例えばステンレス）で成るハウジング４０の内面に密接して取り付けられている。又、筒体３７の左端部は径外方に屈曲してフランジ部３７ａとされ、断熱材５０の外周部に当接している。よって、ハウジング４０と筒体３７との間には気密な密閉空間３９が形成される。酸素供給装置Ｓ’側に金属で成るキャンドルサポート５２がその外周部をハウジング４０に嵌着させて取り付けられており、これに更に、断熱材５０と同様な堅さの断熱材５１が装着されている。キャンドルサポート５２の形状は図７及び図１０で明示されるが、外周部に多数の円形開口５２ａを形成させている。これに当接する断熱材５１とハウジング４０の左端開口端に取り付けられた同様な硬質の断熱材５４との間に、従来と同様に、例えば活性炭で成るフィルタ５３が充填されている。断熱材５４の外側に金属で成るカバー６０がハウジング４０に対して取り付けられており、これに従来と同様なリリーフバルブ５５及び酸素供給装置Ｓ’が取り付けられている。そしてこの金具５６の内孔が酸素発生装置３１の内側と連通している。金具５６には導出パイプ５７ａ、５７ｂが接続されており、ここを通って外部に酸素が供給される。なお、銅で成る筒体３７の右端部はキャンドルホルダ３８の右端部内面で挟圧されて、この部分と筒体３７とキャンドルホルダ３８との間は酸素に対しシールされている。銅は軟性であるので、このシールを容易に行なうことができる。なお、リリーフ弁５５及び酸素発生装置Ｓ’の構造は従来と同様である。
【００２６】
本発明の第２実施例による酸素発生装置３１は以上のように構成されるが、次にこの作用について説明する。
【００２７】
使用に当っては、ラベル４９をピンＰと共にハンマーピストン４８から取り外し、これに対して垂直方向に径方向孔に挿通しているファイヤリングピンを抜く。これにより、従来と同様にハンマーピストン４８はばね４１のばね力により、図７において左方に移動し、雷管４３と衝突する。これにより火花を発生し、点火薬部３３に点火し、この熱分解により酸素を発生する。これは大きな流量で発生するが、開始剤部３４に着火すると若干流量が低下し、酸素を発生し続ける。これは高熱であり、キャンドルホルダ３８の底面に沿って径外方向に流れ、更に筒体３７と断熱材３６との間及び断熱材３６を通り、図において左方へと流れ、キャンドルサポート５２に形成された多数の開口５２ａを通り、更に断熱材５１及びフィルタ５３を通り、酸素供給装置Ｓ’においては充分に冷却されており、人体には全く影響を与えない程度となり、酸素導出パイプ５７ａ、５７ｂを通って外方に供給される。
【００２８】
本実施例においては、断熱材３６の周囲に円筒状の銅板で成る筒体３７が嵌着されていることにより、これは熱伝導率が高いので点火薬部３３及び開始剤部３４から温度の高い酸素を発生するが、これは断熱材３６を介して金属筒体３７の右端部に伝熱し、直ちに筒体３７全体に伝達する。あるいは、キャンドルホルダ３８の底部とキャンドル３２の右端面との隙間及び筒体３７と断熱材３６との間の隙間を流れる高温の酸素により筒体３７が直接加熱され、次いで断熱材３６を介して内部のキャンドル３２が加熱される。これにより筒体３７から径外方向には熱が殆ど伝達されることなく、これが伝達されたとしても空間３９を介してハウジング４０に伝達されることになるので、ハウジング４０は従来より低温に保持される。
【００２９】
一方、筒体３７全体が一様に加熱され、これからの熱が断熱材３６を介して内方の酸素発生剤３２に伝達されるために、全体として従来より高温保持される。他方、右方から熱分解してこの熱が左方へと伝達され、予め高温に加熱されて順次、熱分解を行ない酸素を発生し、これは断熱材３６又は断熱材３６と筒体３７の間の隙間及び断熱材５１、そして更に、キャンドルサポート５２の外周部に形成した多数の開口５２ａを通り、そして断熱材５１、フィルタ５３を通って酸素供給装置Ｓ’に導かれる。導出パイプ５７ａ、５７ｂから人体に影響がない程度にまで冷やされた酸素が外方に供給される。
【００３０】
以上述べたように、本発明の第２の実施例の酸素発生装置３１によれば、筒体３７とハウジング４０との間に環状の気密な空間３９を形成しているので、又、熱伝導率の高い銅で成る筒体３７によりキャンドル３２が被覆されているが、ハウジング４０に伝達される熱量は少なく、従って従来より大巾にハウジング４０の温度を低下させ、又、熱伝導率の高い銅で成る筒体３７によりキャンドル３２からの熱分解による熱は空間３９に伝達されるのを極力減少し、かつ、これからの熱は内方のキャンドル３２全体に効率良く供給されることにより、キャンドル３２全体が一様に加熱される。従って、右方から酸素発生剤３２が順次、熱分解を行なって酸素を発生するのであるが、これが途中で途切れることなくキャンドル３２全体が熱分解して、最終的に図１１に示すようにＮａＣｌＯ_３全体がＮａＣｌとなる。よって、所定の酸素流量を所定のパターンで外部に供給することができる。
【００３１】
次に図１２〜図１６を参照して本発明の第３実施例につき説明する。なお、第２実施例に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
すなわち、本実施例の酸素発生装置は全体として３１’で示されるが、点火装置Ｆ’側のキャンドル３２の支持手段としての金属で成るキャンドルホルダ３８’は、図１２及び図１３に明示されるように、一端に底部を有する長い円筒形状を呈し、底部側は図１２に明示されるようにキャンドル３２の点火装置Ｆ’側、すなわち点火薬部３３及び開始剤３４に対し、密着して嵌着しており、これによりキャンドル３２の一端側の保持を確実に行なうのであるが、酸素供給装置Ｓ’側の端部３８ｂ’は拡径しており、ハウジング４０と他方の支持手段としてのキャンドルサポート５２’の外周端部５２ｂ’との間に挟圧されている。よって、キャンドルホルダ３８’はハウジング４０との間にキャンドル３２に対し、気密な空間３９’を画成している。又、キャンドルサポート５２’の外周端部には、多数の丸孔５２ａ’が形成されているが、これはキャンドルホルダ３８’の拡径端部３８ｂ’の内側の空間Ａと連通している。
【００３３】
本発明の第３実施例による酸素発生装置３１’は以上のように構成されるが、次にこの作用について説明する。
【００３４】
使用に当っては、ラベル４９をピンＰと共にハンマーピストン４８から取り外し、これに対して垂直方向に径方向孔に挿通しているファイヤリングピンを抜く。これにより、従来と同様にハンマーピストン４８はばね４１のばね力により、図６において左方に移動し、雷管４３と衝突する。これにより火花を発生し、点火薬部３３に点火し、この熱分解により酸素を発生する。これは大きな流量で発生するが、開始剤部３４に着火すると若干流量が低下し、酸素を発生し続ける。これは高熱であり、キャンドルホルダ３８’の底面に沿って径外方向に流れ、更にキャンドルホルダ３８’の内周面と断熱材３６との間及び断熱材３６を通り、図において左方へと流れ、キャンドルサポート５２’に形成された多数の開口５２ａ’を通り、更に断熱材５１及びフィルタ５３を通り、酸素供給装置Ｓ’においては充分に冷却されており、人体には全く影響を与えない程度となり、酸素導出パイプ５７ａ、５７ｂを通って外方に供給される。
【００３５】
本実施例においては上述したように、キャンドル３２から発生した高温の酸素はキャンドルホルダ３８’の内周面と断熱材３６との間の隙間及び断熱材３６（通気性である）、更にキャンドルサポート５２’の多数の開口５２ａ’を通ってフィルタ５３により臭気を消し、清浄にして酸素供給装置Ｓ’から外部に供給されるのであるが、ハウジング４０とキャンドルホルダ３８’との間には、キャンドル３２とは気密に空間３９’が形成されており、空気は謂わば断熱材の一種であるので、キャンドルホルダ３８’からの熱は輻射によりハウジング４０に伝熱されるのみであり、従来は断熱材を介してこれから直接ハウジング４０に熱が伝熱されたのであるが、この断熱材を介してこれから直接ハウジング４０に熱が伝熱されるよりも、はるかに熱量が少なく、従って、ハウジング４０の温度は従来より大巾に低くすることができる。又、このような構成により従来例（酸素発生剤を除く）を示す図１２と比較しても分かるように、断熱材の厚さを小とするのみならず、空間３９’の断熱効果により装置全体のサイズを従来より大巾に小とし、装置コストを大巾に低下させることができる。
【００３６】
更に、キャンドルホルダ３８’は本実施ではステンレスでなるが、比較的熱良導体であり、従って（Ａ）（Ｂ）層などの点火装置Ｆ’側で発生した熱を速やかに左側部まで熱伝達し、又、発生した高熱の酸素はキャンドルホルダ３８’と断熱材３６との間の限られた空間を流れるので、内方のキャンドル３５全体を効率良く加熱する。よって、従来よりキャンドル３５全体の温度を上げ、熱分解を途中で停止させることはない。
【００３７】
酸素供給装置Ｓ’においては、弁体６１はキャンドル３２の熱分解が始まると共に酸素の圧力により開弁し、以後、図５で示すような時間的酸素流量パターンでこれを使用する人間に酸素を供給することができる。
【００３８】
図１７は本発明の第４実施例による酸素発生装置３１”を示すが、上記実施例に対応する部分については同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００３９】
以上の第３実施例では、キャンドルホルダ３８’の酸素供給装置Ｓ’側は拡径し、その端部はハウジング４０の内周面とキャンドルサポート５２’の外周端部との間に挟圧させたが、これに代えて、全体としてキャンドルサポート５２”は円筒形状となるが、この径を端部まで略一定とし、その端部においては段付として拡径し、この拡径した端部３８ｂ”をハウジング４０にそのばね力により挟圧保持させるようにしてもよいが、上記実施例と同様に、更に段付としてこのキャンドルサポート５２”の外周面とハウジング４０の内周面との間に挟圧させるようにしている。本実施例でも第２実施例と同様な効果を奏するが、更にハウジング４０とこのキャンドルホルダ３８”との間に形成される気密な空間３９”は第３実施例よりは容量が大となる。よって、断熱効果はより大となり、その他の構成は全く同一であっても、ハウジング４０の温度を更に低下させることができる。又、内側のキャンドル３２の温度を更に上昇させることができ、より確実にキャンドル３２が途中で熱分解停止させることを防止する。
【００４０】
以上、本発明の各実施例について説明したが、勿論、本発明はこれらに限定されることなく、本発明の技術的思想に基いて種々の変形が可能である。
【００４１】
例えば以上の各実施例では、キャンドル２、３２の構成は点火装置Ｆ’側から酸素供給装置Ｓ’側に向かって順次、主成分であるＮａＣｌＯ_３とＦｅとの混合比を変えることにより、図５に示すような時間−流量パターンを得たが、勿論、パターンはこれに限ることなく、例えば病院や地下街の火災事故で酸素を必要とするような場合で、点火後、酸素を一定の流量で供給される場合には、実施例のキャンドル２、３２のように４つの層３３、３４、３５ａ、３５ｂから成らず、キャンドル３２の全体のＮａＣｌＯ_３とＦｅとの混合割合は一定としても、本発明の効果が得られる。
【００４２】
又、以上の実施例では、酸素発生剤としてＮａＣｌＯ_３とＦｅとを用いたが、勿論、これに限ることなく公知の酸素発生剤が適用可能である。
【００４３】
又、以上の実施例では、酸素供給装置Ｓ’に接続される酸素導出パイプ５７ａ、５７ｂは２本であったが、これは勿論、その使用状況によって３本以上接続するようにしてもよい。この時には勿論、酸素供給時間及びこの酸素供給装置に接続される酸素導出パイプ５７ａ、５７ｂの数に応じて、キャンドル３２の大きさは変わる。
【００４４】
又、以上の実施例では、材質がステンレス鋼の小片を用いたが、熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質であれば、いかなる材質でもよく、例えば炭素鋼又は炭素鋼とステンレス鋼との混合物であってもよい。
【００４５】
又、以上の第２実施例では、筒体３７用に熱伝導率の高い金属である銅、及びステンレスを用いたが、これに限ることなく他の材質、酸素発生剤に対して耐腐食性、反応不活性であり、耐熱性を有する材質であれば、例えばアルミニウムや白金を用いてもよい。
【００４６】
又、以上の第２実施例では、筒体３７の厚さは０．１ｍｍとしてかなり薄いものを用いたが、勿論、これより厚い筒体を用いてもよい。然しながら、第２実施例のように厚さが小さい方が熱が伝わりやすく、キャンドル３２全体の一様加熱及び保温性をより良好なものとする。
【００４７】
又、以上の実施例では、図５に示すような時間−酸素流量パターンで重量％を変化させるような組成としたが、使用される場所によっては、例えば病院やアクアラングに使用されるような場合では、時間−流量パターンは一定であればよいので、このような場合には上記表で示したように、Ａ乃至Ｄ層で塩素酸ナトリウムや還元鉄粉末の配合比を変えることなく、一定とすることもできる。このような場合には、過酸化カルシウムは全体で均一に添加させるようにすればよい。
【００４８】
なお、以上の実施例ではＤ層にステンレス鋼で成る小片を４重量％含有させたが、勿論、この層においてこれをも含有せずとも、本発明の効果は失われることはない。
【００４９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の酸素発生装置における酸素発生剤は、発生酸素の流量安定化を図りながら、添加物として人間に有毒な物質を含まず、人体に安全、かつ環境にやさしい酸素発生装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される酸素発生装置の側断面図である。
【図２】図１における［２］−［２］線方向の断面図である。
【図３】図１における［３］−［３］線方向の断面図である。
【図４】熱分解中の同酸素発生装置の側断面図である。
【図５】同酸素発生装置の酸素発生剤の熱分解時の時間−酸素流量のパターンを示チャートである。
【図６】酸素発生剤に添加されるステンレス綱の小片の拡大斜視図である。
【図７】本発明の第２実施例による酸素発生装置の断面図である。
【図８】同要部の分解斜視図である。
【図９】図７における［９］−［９］線方向の断面図である。
【図１０】図７における［１０］−［１０］線方向の断面図である。
【図１１】使用後のキャンドルの状態を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施例による酸素発生装置の断面図である。
【図１３】同要部の分解斜視図である。
【図１４】図１２における［１４］−［１４］線方向の断面図である。
【図１５】図１２における［１５］−［１５］線方向の断面図である。
【図１６】使用後のキャンドルの状態を示す断面図である。
【図１７】本発明の第４実施例の酸素発生装置の断面図である。
【符号の説明】
Ａ酸素発生剤の各層
Ｂ酸素発生剤の各層
Ｃ酸素発生剤の各層
Ｄ酸素発生剤の各層

Claims

酸素発生剤を充填させた筒状の断熱材の両端部を各々、金属で成る支持部材で支持し、該支持部材の一方側に点火手段、他方側に酸素供給手段を設け、前記断熱材及び支持部材を金属で成る筒状のハウジング内に収容させ、前記酸素発生剤はアルカリ金属塩素酸塩又はアルカリ金属過塩素酸塩を主成分とし、この熱分解により酸素を発生させると共に、発生酸素の流量安定化を得るために添加物を加えている酸素発生装置において、前記添加物は過酸化カルシウムであることを特徴とする酸素発生装置。
前記過酸化カルシウムは、前記酸素発生剤全量に対し０．１乃至１０重量％添加されている請求項１に記載の酸素発生装置。
前記筒状の断熱材の外周を前記酸素発生剤に対して耐腐食性、反応不活性であり耐熱性のある材質で成る筒体で被覆し、かつ該筒体と前記筒状のハウジングとの間に筒状の空間を形成し、前記点火手段の作動により前記酸素発生剤の熱分解により発生する酸素を前記筒体と前記断熱材との隙間及び前記断熱材を通り、前記酸素供給手段を介して外部に供給するようにした請求項１又は請求項２に記載の酸素発生装置。
前記材質は銅又はステンレスである請求項３に記載の酸素発生装置。
前記両支持部材のうち前記点火手段側の支持部材は、前記酸素発生剤に対して耐腐食性、反応不活性であり耐熱のある材質で成り、前記点火手段側に底部を有する円筒形状であって、前記断熱材を介して前記酸素発生剤全体を被覆するように前記酸素供給手段側に延び、かつ前記ハウジングとの間に前記酸素発生剤に対しては気密な空間を形成させており、前記点火手段の作動により前記酸素発生剤の熱分解により発生する酸素を前記点火手段側の支持部材と前記断熱材との隙間及び前記断熱材を通り、前記酸素供給手段を介して外部に供給するようにした請求項１〜請求項４の何れかに記載の酸素発生装置。
前記点火手段側の支持部材の前記酸素供給手段側の端部は拡径しており、該端部は前記酸素供給手段側の支持部材の外周端部と前記ハウジングとの間に挟持されている請求項５に記載の酸素発生装置。
前記酸素発生剤は前記点火手段側から順次、酸素発生量が小さくなる点火薬部、開始剤部及び主部から成り、前記点火薬部から順次、熱分解することにより所定の時間的流量のパターンで酸素を外部に供給するようにした請求項１〜請求項６の何れかに記載の酸素発生装置。
熱伝導率が３０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材質で成る小片を含有させている請求項１〜請求項７の何れかに記載の酸素発生装置。
前記小片はステンレス鋼及び／又は炭素鋼で成る小片を含有させている請求項１〜請求項８の何れかに記載の酸素発生装置。
前記小片は断面が小なる帯材をその長手方向に所定のピッチで切断して形成される請求項１〜請求項９に記載の酸素発生装置。
前記小片の大きさは１０〜３０μｍ厚さ、８０〜１２０μｍ巾、１〜５ｍｍ長さである請求項１〜請求項１０の何れかに記載の酸素発生装置。
前記酸素発生剤は更に副成分として鉄等の遷移金属粉末を含み、組成の異なる複数の層から成り、これら層のうち熱分解速度が小さく、熱分解が不安定で継続しにくい層に前記小片が１〜１０重量％添加されている請求項１〜請求項１１の何れかに記載の酸素発生装置。
前記酸素発生剤は更に副成分として鉄等の遷移金属粉末を含み、複数の層から成り、これら層は点火側から順次、熱分解速度を小となるように組成され、前記小片は前記複数の層のうち、前記点火側から見て少なくとも最後の層に１〜１０重量％添加されている請求項１〜請求項１２の何れかに記載の酸素発生装置。