JPH0252036A - 無害ガス発生装置 - Google Patents
無害ガス発生装置Info
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- JPH0252036A JPH0252036A JP20128788A JP20128788A JPH0252036A JP H0252036 A JPH0252036 A JP H0252036A JP 20128788 A JP20128788 A JP 20128788A JP 20128788 A JP20128788 A JP 20128788A JP H0252036 A JPH0252036 A JP H0252036A
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Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はアジ化す） ＩＪウムガス発生剤から発生した
高温ガスを効率よく冷却し、かつ無害化させる無害ガス
発生装置に関する。
高温ガスを効率よく冷却し、かつ無害化させる無害ガス
発生装置に関する。
自動車や航空機等の高速乗物が衝突や脱輪等の衝撃事故
を起こした場合に、乗員をその衝撃から守るために乗員
と障害物の間にクツションとして柔軟な布製袋を膨張さ
せ、衝ｇ１１緩和する障害防止方法が用いられている。
を起こした場合に、乗員をその衝撃から守るために乗員
と障害物の間にクツションとして柔軟な布製袋を膨張さ
せ、衝ｇ１１緩和する障害防止方法が用いられている。
この場合に袋を膨張させる気体は人体に無害であること
が望まれるので、主に窒素ガスが用いられている。
が望まれるので、主に窒素ガスが用いられている。
この目的には、高圧窒素ガス源は容器重量が重く、かつ
高圧ガス容器が破壊した場合の危険性が高いので、作動
するまでは常圧である火薬ガス発生剤を用いる必要があ
り、このガス発生原料には安全性、価格等の面から殆ど
アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）が用いられている。
高圧ガス容器が破壊した場合の危険性が高いので、作動
するまでは常圧である火薬ガス発生剤を用いる必要があ
り、このガス発生原料には安全性、価格等の面から殆ど
アジ化ナトリウム（ＮａＮ３）が用いられている。
アジ化ナトリウムの窒素ガス（Ｎ２）発生の反応は次の
（１）式に示す通りである。
（１）式に示す通りである。
２ＮａＮ３＋ＭＯＮａ２Ｏ＋ Ｍ ＋ ３Ｎ２ −−
− （１）ＭＯは金属酸化物を表し、この反応は発熱反
応であり発生ガスの温度は約１０００℃と高温であるた
めに、布製膨張袋を融解、破損させない温度である２０
０℃以下に冷却させる必要がある。
− （１）ＭＯは金属酸化物を表し、この反応は発熱反
応であり発生ガスの温度は約１０００℃と高温であるた
めに、布製膨張袋を融解、破損させない温度である２０
０℃以下に冷却させる必要がある。
この高温ガスの冷却方法としては、金属網やセラミック
粒子の熱容量や熱伝導を利用した物理的冷却方法と、化
学的吸熱反応を利用する方法が知られている。物理的方
法では上記（１）式の反応で発生する多量の有害な酸化
ナトリウムミストを完全除去することはできない。また
、化学的方法でも酸化す） ＩＪウムを除去できるもの
は少なく、逆にＣＯ，ＣＯ２，ＮＯヶの如き有害ガスを
発生してしまうものが殆どであった。現在までに特許文
献に記載されている化学冷却剤を列記すると次の通りで
ある： Ｎａ１ｌＣＯ３，ＫＨＣＯ３，ＫＣｌ０．、 ＭＡＩ（
叶） ・ＣＯ３・ｌＩ２０゜（ＣｏＯ）２ＣＵ、 （
ＣＯＯＬＦｅ ’２Ｍ２０． （ＣＯＯＨ）２ ’２
Ｈ２０゜ＡｌＣｌ３・６Ｈ２０，Ａ１２ （Ｓ０４）
３・１８Ｈ２０゜＾ＩＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ，０ これらの化学冷却剤の使用方法は、固体状態に於いて又
は水を用いてスラリー状にして単独で用いているのが殆
どであり、−例だけ分解温度の高い冷却剤を上流に、そ
の直後の別室に分解温度の低い冷却剤を直列に並べたも
のがある。
粒子の熱容量や熱伝導を利用した物理的冷却方法と、化
学的吸熱反応を利用する方法が知られている。物理的方
法では上記（１）式の反応で発生する多量の有害な酸化
ナトリウムミストを完全除去することはできない。また
、化学的方法でも酸化す） ＩＪウムを除去できるもの
は少なく、逆にＣＯ，ＣＯ２，ＮＯヶの如き有害ガスを
発生してしまうものが殆どであった。現在までに特許文
献に記載されている化学冷却剤を列記すると次の通りで
ある： Ｎａ１ｌＣＯ３，ＫＨＣＯ３，ＫＣｌ０．、 ＭＡＩ（
叶） ・ＣＯ３・ｌＩ２０゜（ＣｏＯ）２ＣＵ、 （
ＣＯＯＬＦｅ ’２Ｍ２０． （ＣＯＯＨ）２ ’２
Ｈ２０゜ＡｌＣｌ３・６Ｈ２０，Ａ１２ （Ｓ０４）
３・１８Ｈ２０゜＾ＩＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ，０ これらの化学冷却剤の使用方法は、固体状態に於いて又
は水を用いてスラリー状にして単独で用いているのが殆
どであり、−例だけ分解温度の高い冷却剤を上流に、そ
の直後の別室に分解温度の低い冷却剤を直列に並べたも
のがある。
従来、これら多くの化学冷却剤が提案されているにも拘
わらず、実用化されているものが殆どないのは、これら
の冷却剤を用いた冷却装置から得られるガス温度が高温
から低温まで大きくバラつき、冷却作用の信頼性に乏し
いためである。この原因は、これらの化学冷却剤は高温
で脱ガス分解し、重量減少するために必ず体積が収縮し
、固形体又は結晶が破壊し冷却室内に空洞を生じ、この
空洞内を源流の高温ガスが吹き抜け、冷却されずに高温
のままガスが噴出することがあるからである。
わらず、実用化されているものが殆どないのは、これら
の冷却剤を用いた冷却装置から得られるガス温度が高温
から低温まで大きくバラつき、冷却作用の信頼性に乏し
いためである。この原因は、これらの化学冷却剤は高温
で脱ガス分解し、重量減少するために必ず体積が収縮し
、固形体又は結晶が破壊し冷却室内に空洞を生じ、この
空洞内を源流の高温ガスが吹き抜け、冷却されずに高温
のままガスが噴出することがあるからである。
本発明の目的は、アジ化す） ＩＪウムを収容したガス
発生室から発生した高温ガスが冷却室内において吹き抜
は現象を起こさず、信頼性高く冷却され、かつ発生ガス
量を増加し、更にガス発生剤から発生する毒性を無毒化
するに適した無害ガス発生装置を提供することにある。
発生室から発生した高温ガスが冷却室内において吹き抜
は現象を起こさず、信頼性高く冷却され、かつ発生ガス
量を増加し、更にガス発生剤から発生する毒性を無毒化
するに適した無害ガス発生装置を提供することにある。
本発明者は種々研究の結果、アジ化ナトリウムをガス発
生剤とするガス発生装置中に、特定の組成を有する固体
ガス冷却剤を配置することにより、上記目的を容易に達
成し得る無毒ガス発生装置が得られることを見出した。
生剤とするガス発生装置中に、特定の組成を有する固体
ガス冷却剤を配置することにより、上記目的を容易に達
成し得る無毒ガス発生装置が得られることを見出した。
即ち本発明は、アジ化ナトリウムをガス発生剤とする高
温ガス発生源の後流に、水酸化アルミニウム１０〜４５
重量％、塩基性炭酸マグネシウム１０〜４５重量％、セ
ラミック粒子１０〜８０重量％からなる固体ガス冷却錠
剤を直列に配置してなることを特徴とする無害ガス発生
装置に係るものである。
温ガス発生源の後流に、水酸化アルミニウム１０〜４５
重量％、塩基性炭酸マグネシウム１０〜４５重量％、セ
ラミック粒子１０〜８０重量％からなる固体ガス冷却錠
剤を直列に配置してなることを特徴とする無害ガス発生
装置に係るものである。
次に本発明を好適実施形式を図示した図面について説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
第１図に於いて１はガス発生剤を着火させるための点火
器であり、衝撃信号でガス発生剤３を着火させるための
火炎を発生する。この火炎で着火したガス発生剤３はガ
ス発生室２内で上記（１）式に示した反応に従い窒素ガ
スと酸化ナトリウム及び還元された金属を発生して、噴
出口４．５から高温状態で噴出し、ガス冷却室６に流入
し冷却剤７に接触し、冷却されながら布製膨張袋人口８
に流入する。９はフィルタの金網である。本発明の上記
水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム及びセラ
ミック粒子からなる冷却剤７は高温ガスに接触すると次
の（２）。
器であり、衝撃信号でガス発生剤３を着火させるための
火炎を発生する。この火炎で着火したガス発生剤３はガ
ス発生室２内で上記（１）式に示した反応に従い窒素ガ
スと酸化ナトリウム及び還元された金属を発生して、噴
出口４．５から高温状態で噴出し、ガス冷却室６に流入
し冷却剤７に接触し、冷却されながら布製膨張袋人口８
に流入する。９はフィルタの金網である。本発明の上記
水酸化アルミニウム、塩基性炭酸マグネシウム及びセラ
ミック粒子からなる冷却剤７は高温ガスに接触すると次
の（２）。
（３）及び（４）式の反応に従って吸熱分解し、水蒸気
と金属酸化物を生成し、酸化ナトリウムを中和無毒化さ
せる。
と金属酸化物を生成し、酸化ナトリウムを中和無毒化さ
せる。
２ＡＩ（叶）３→Ａｌ、ｏ３＋］Ｉ２ｏ
（２）４ＭｇＣ［ｌｓ ・Ｍｇ（叶） ｚ”４
Ｎａ２Ｑ →５！ＪｇＯ＋４Ｎａ２ＣＯ３＋ Ｉ２０
２ＡＩ （ＯＨ） ３＋Ｎａ２Ｏ←２ＮａＡｌＯｚ＋３
ＨｚＯ−−−（４）（２）式の反応は２００℃で始まり
、吸熱量は４７０ｃａｌ／ｇである。
（２）４ＭｇＣ［ｌｓ ・Ｍｇ（叶） ｚ”４
Ｎａ２Ｑ →５！ＪｇＯ＋４Ｎａ２ＣＯ３＋ Ｉ２０
２ＡＩ （ＯＨ） ３＋Ｎａ２Ｏ←２ＮａＡｌＯｚ＋３
ＨｚＯ−−−（４）（２）式の反応は２００℃で始まり
、吸熱量は４７０ｃａｌ／ｇである。
（３）式の反応で脱水反応は３５０℃で始まり、２６０
ｃａ ｌ／ｇの吸熱を示し、脱炭酸反応は４２０℃で始
まり、２０３ｃａ ｌ／ｇの吸熱を示す。
ｃａ ｌ／ｇの吸熱を示し、脱炭酸反応は４２０℃で始
まり、２０３ｃａ ｌ／ｇの吸熱を示す。
冷却剤として塩基性炭酸マグネシウムのみを使用すると
、吸熱分解温度が３５０℃以上と高いために冷却効果が
低い。一方、水酸化アルミニウムは吸熱分解温度が２０
０℃と低く低温のガスが得られるが、水酸化アルミニウ
ムのみでは高温で成形体が破壊粉化し、ガス通路を塞い
だり、逆に熱ガスの吹き抜は現象を起こす。しかるに水
酸化アルミニウムと塩基性炭酸マグネシウムを混在させ
ると低温分解し、粉化する水酸化アルミニウムに対し、
比較的高温で分解する未分解の炭酸マグネシウムが成形
体の骨格となり、その剥落を防止する。更に高温になる
と骨格のセラミック粒子、例えばα−アルミナ粒子は高
温で形状変化を起こさないために成形体の形状を維持さ
せ、熱ガスの封鎖や熱ガスの吹き抜けを防ぎ、冷却を効
率よく行うことができる。この場合、骨格のα−アルミ
ナの代わりに１５００℃の温度でも形状が変化しない他
のセラミック粒子からなる耐熱材料も使用できるが、冷
却剤中１０重屯％以下では熱ガスにより冷却剤成形体が
破壊し易く、８０重量％以上ではセラミック粒子は吸熱
反応を示さないので化学冷却の作用が期待薄となる。ま
た、水酸化アルミニウムと塩基性炭酸マグネシウムの比
率は等量（重量）付近が望ましい。いずれかの比率が多
すぎると、成形体を構成する化学冷却剤の分解量がどち
らかの化合物の分解温度に集中するので成形体が破壊し
易くなる。
、吸熱分解温度が３５０℃以上と高いために冷却効果が
低い。一方、水酸化アルミニウムは吸熱分解温度が２０
０℃と低く低温のガスが得られるが、水酸化アルミニウ
ムのみでは高温で成形体が破壊粉化し、ガス通路を塞い
だり、逆に熱ガスの吹き抜は現象を起こす。しかるに水
酸化アルミニウムと塩基性炭酸マグネシウムを混在させ
ると低温分解し、粉化する水酸化アルミニウムに対し、
比較的高温で分解する未分解の炭酸マグネシウムが成形
体の骨格となり、その剥落を防止する。更に高温になる
と骨格のセラミック粒子、例えばα−アルミナ粒子は高
温で形状変化を起こさないために成形体の形状を維持さ
せ、熱ガスの封鎖や熱ガスの吹き抜けを防ぎ、冷却を効
率よく行うことができる。この場合、骨格のα−アルミ
ナの代わりに１５００℃の温度でも形状が変化しない他
のセラミック粒子からなる耐熱材料も使用できるが、冷
却剤中１０重屯％以下では熱ガスにより冷却剤成形体が
破壊し易く、８０重量％以上ではセラミック粒子は吸熱
反応を示さないので化学冷却の作用が期待薄となる。ま
た、水酸化アルミニウムと塩基性炭酸マグネシウムの比
率は等量（重量）付近が望ましい。いずれかの比率が多
すぎると、成形体を構成する化学冷却剤の分解量がどち
らかの化合物の分解温度に集中するので成形体が破壊し
易くなる。
次に実施例により本発明になるガス発生装置の顕著な利
点を従来品との比較において述べる。
点を従来品との比較において述べる。
■） 化学冷却剤の製作
純度９８％の水酸化アルミニウム粉末２５％（重量％、
以下同じ）と、純度９８％の塩基性炭酸マグネシウム粉
末（４ＭｇＣＤ３・Ｍｇ （ＤＨ＞ ２） （食品添加
物規格合格品）２４％と１５００℃で焼成された直径１
ｍ＋ｙ＋のα〜アルミナ粒子５０％と滑沢剤のステアリ
ン酸マグネシウム１％をＶ型混合機で混合し、単発打錠
機で直径３ｍｍ、厚さ２１Ｔ１ｍに打錠し、化学冷却剤
を作製した。
以下同じ）と、純度９８％の塩基性炭酸マグネシウム粉
末（４ＭｇＣＤ３・Ｍｇ （ＤＨ＞ ２） （食品添加
物規格合格品）２４％と１５００℃で焼成された直径１
ｍ＋ｙ＋のα〜アルミナ粒子５０％と滑沢剤のステアリ
ン酸マグネシウム１％をＶ型混合機で混合し、単発打錠
機で直径３ｍｍ、厚さ２１Ｔ１ｍに打錠し、化学冷却剤
を作製した。
２） ガス発生装置の製作
直径１１ｃｍ、厚さ５ｃｍのステンレス製ガス発生装置
のガス発生室にアジ化ナトリウムと酸化鉄からなるガス
発生剤１００ｇを配置し、実施例として後流直列の冷却
室に先に製作した化学冷却剤１００ ｇを充填した。比
較例１として冷却室に物理的冷却材の３０〜３２５メツ
シユステンレス金網を配置したものと、比較例２として
冷却室に化学冷却剤として直径３ｍｍ、厚さ２ｍｍの炭
酸水素す） ＩＪウムの錠剤（ＮａＨＣＯ３）を用いた
ことのみが異なるガス発生装置を作製した。
のガス発生室にアジ化ナトリウムと酸化鉄からなるガス
発生剤１００ｇを配置し、実施例として後流直列の冷却
室に先に製作した化学冷却剤１００ ｇを充填した。比
較例１として冷却室に物理的冷却材の３０〜３２５メツ
シユステンレス金網を配置したものと、比較例２として
冷却室に化学冷却剤として直径３ｍｍ、厚さ２ｍｍの炭
酸水素す） ＩＪウムの錠剤（ＮａＨＣＯ３）を用いた
ことのみが異なるガス発生装置を作製した。
３）使用例
本発明になる装置と比較例の装置それぞれに衝撃信号を
与えて点火器を作動させると、本発明になるガス発生装
置は最高１５０℃のガスを８０ｍ５間発生し、ガス量は
７３ｆであった。
与えて点火器を作動させると、本発明になるガス発生装
置は最高１５０℃のガスを８０ｍ５間発生し、ガス量は
７３ｆであった。
発生ガスの組成は窒素ガス８４％、水１６％であり、凝
縮水の水素イオン濃度を表すｐＨは７．５を示し、中性
であった。
縮水の水素イオン濃度を表すｐＨは７．５を示し、中性
であった。
一方、比較例１では最高２３０℃のガスを８０ｍ５間発
生し、ガス量は６８βであった。発生ガスの組成は窒素
ガス１００％であるが、この発生ガスを蒸製水で洗滌し
ｐｉｔを測定すると９．５の強アルカリを示した。この
アルカリ分を化学分析すると酸化ナトリウム（Ｎａ２０
）として０．３ｇが検出された。
生し、ガス量は６８βであった。発生ガスの組成は窒素
ガス１００％であるが、この発生ガスを蒸製水で洗滌し
ｐｉｔを測定すると９．５の強アルカリを示した。この
アルカリ分を化学分析すると酸化ナトリウム（Ｎａ２０
）として０．３ｇが検出された。
比較例２では噴出口の場所により最高温度２００〜４０
０℃と噴出ガス温度のバラつきが大きく信頼性に乏しい
データが得られた。
０℃と噴出ガス温度のバラつきが大きく信頼性に乏しい
データが得られた。
主な実験データを表１に示す。
表１かられかる様に比較例として示した従来のガス発生
装置から発生するガスは２００℃以上と高温であり、比
較例１では有毒な酸化ナトリウムが発生している。比較
例２では吹出口によっては４００℃のガスを噴出し熱ガ
スの吹き抜は現象を示しており、二酸化炭素の発生量も
多い。
装置から発生するガスは２００℃以上と高温であり、比
較例１では有毒な酸化ナトリウムが発生している。比較
例２では吹出口によっては４００℃のガスを噴出し熱ガ
スの吹き抜は現象を示しており、二酸化炭素の発生量も
多い。
これに対し本発明になるガス発生装置では、窒素ガス中
に水蒸気を含むために、袋を膨張させた浸水に凝縮する
ために袋の収縮完了時間が早くなり有利である。また、
発生ガス中の酸化ナトリウムは化学冷却剤と反応、吸収
されるので、膨張袋中に酸化す） ＩＪウムを含んでい
ない。また、発生ガスの温度も１５０℃以下と低いため
に、汎用の安価な合成繊維を用いた膨張袋を使用するこ
とができる利点がある。
に水蒸気を含むために、袋を膨張させた浸水に凝縮する
ために袋の収縮完了時間が早くなり有利である。また、
発生ガス中の酸化ナトリウムは化学冷却剤と反応、吸収
されるので、膨張袋中に酸化す） ＩＪウムを含んでい
ない。また、発生ガスの温度も１５０℃以下と低いため
に、汎用の安価な合成繊維を用いた膨張袋を使用するこ
とができる利点がある。
表
１） 冷却装置円周方向角度９０°毎の噴出ガス温度。
番号は噴出口位置を示す。
第１図は本発明の装置の一例を示す概略斜視図である。
１・・・点火器
２・・・ガス発生室
３・・・ガス発生剤
４．５・・・噴出口
６・・・ガス冷却室
７・・・冷却剤
８・・・膨張袋人口
９・・・フィルタ
Claims (1)
- アジ化ナトリウムをガス発生剤とする高温ガス発生源の
後流に、水酸化アルミニウム１０〜４５重量％、塩基性
炭酸マグネシウム１０〜４５重量％、セラミック粒子１
０〜８０重量％からなる固体ガス冷却剤を直列に配置し
てなることを特徴とする無害ガス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20128788A JPH0252036A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 無害ガス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20128788A JPH0252036A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 無害ガス発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0252036A true JPH0252036A (ja) | 1990-02-21 |
Family
ID=16438475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20128788A Pending JPH0252036A (ja) | 1988-08-12 | 1988-08-12 | 無害ガス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0252036A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009073676A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Daicel Chem Ind Ltd | ガス発生剤組成物 |
| DE102012217718A1 (de) | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Pyrotechnische Kaltgasgeneratoren |
-
1988
- 1988-08-12 JP JP20128788A patent/JPH0252036A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009073676A (ja) * | 2007-09-19 | 2009-04-09 | Daicel Chem Ind Ltd | ガス発生剤組成物 |
| DE102012217718A1 (de) | 2011-09-30 | 2013-04-04 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Pyrotechnische Kaltgasgeneratoren |
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