(57)【要約】  化学的酸素発生機用の化学的酸素コアは、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含む。いくつかの例において、前記少なくとも１つの層は、金属粉燃料と、遷移金属酸化物触媒と、酸素源とを含む。様々な例において、前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含む。あるいくつかの例において、化学的酸素発生機は、化学的酸素コアと、前記化学的酸素コアの長さに沿って前記化学的酸素コアを取り囲む有孔金属カバーとを備える。いくつかの態様において、前記有孔金属カバーは、約０〜１００％の開口率を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的酸素発生機用の化学的酸素コアであって、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、
金属粉燃料と、
遷移金属酸化物触媒と、
酸素源と、を含み、
前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含み、
前記化学的酸素コアは、前記化学的酸素コアの熱分解時に呼吸可能な酸素ガスを発生するように構成される化学的酸素コア。
【請求項２】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む請求項１に記載の化学的酸素コア。 
【請求項３】
前記金属粉燃料が、鉄、コバルト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項２に記載の化学的酸素コア。 
【請求項４】
前記少なくとも１つの層が、約３．４〜３．９重量％の前記金属粉燃料を含む請求項２に記載の化学的酸素コア。
【請求項５】
前記少なくとも１つの層が更に添加剤を含み、前記添加剤が長石、無水ケイ酸アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の化学的酸素コア。
【請求項６】
前記酸素源が、アルカリ金属塩素酸塩類、アルカリ金属過塩素酸塩類、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記少なくとも１つの層が、更に、
アモルファス二酸化ケイ素、マイカ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダーと、
過マンガン酸カリウム、水酸化カリウム、マイカ、アモルファス二酸化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される反応調節剤と、を含む請求項１に記載の化学的酸素コア。
【請求項７】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む請求項１に記載の化学的酸素コア。
【請求項８】
化学的酸素発生機であって、
化学的酸素コアと、
前記化学的酸素コアの長さに沿って前記化学的酸素コアを取り囲む有孔金属カバーと、を備え、
前記有孔金属カバーは、約０〜１００％の開口率を有する化学的酸素発生機。
【請求項９】
点火端、排出端、及び収容キャビティを有するハウジングを更に備え、
前記化学的酸素コア及び前記有孔金属カバーが、前記収容キャビティ内に配置され、
前記点火端は、前記化学的酸素コアを点火するように構成された点火システムを有し、
前記排出端は、前記化学的酸素発生機から外部へ酸素を導くように構成される請求項８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１０】
前記有孔金属カバーが、前記化学的酸素コアの長さに沿って、段階的に、線形的に、又は多次関数的に増加する開口率を有する請求項８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１１】
前記有孔金属カバーが、ニッケルクロム合金、ステンレス鋼、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１２】
前記化学的酸素コアの長さに沿って、前記有孔金属カバーを取り囲むライナーを更に含む請求項８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１３】
前記ライナーが円筒形の金属ライナーである請求項１２に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１４】
前記ライナーが円錐形の金属ライナーである請求項１２に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１５】
前記有孔金属カバーが、
少なくとも１つの端部と、
前記少なくとも１つの端部に隣接する本体部と、を有し、
前記少なくとも１つの端部が、前記本体部の開口率よりも少ない開口率を有する請求項８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの端部が０％の開口率を有する請求項１５に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの端部が２つの端部を含み、前記本体部分が前記２つの端部の間にある請求項１５に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１８】
前記化学的酸素コアが、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、
金属粉燃料と、
遷移金属酸化物触媒と、
酸素源と、を含み、
前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含む請求項８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む請求項１８に記載の化学的酸素発生機。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む請求項１８に記載の化学的酸素発生機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は２０１８年１月３０日に出願され、「短期及び長期持続時間を有する航空機乗員用化学的酸素システム」と題された米国仮出願第６２／６２３，６６９号に基づく優先権を主張し、その開示をここに援用して本文の記載の一部とする。
【０００２】
本出願は、化学的酸素発生機システムに関し、より詳細には、短期間及び長期間に亘って酸素供給を行う化学的酸素発生機システムに関する。 
【背景技術】
【０００３】
呼吸可能な酸素の生産と供給のための酸素源は、一般に、航空機に限らず、消防士及び鉱山救助隊などのための呼吸装置、潜水艦、及びコンパクトな緊急用酸素発生機が必要とされるあらゆるアプリケーションを含む、様々なアプリケーション及び産業において使用される。酸素はさまざまな方法で生成できる。航空機で緊急事態が発生した場合、航空客室圧力の圧力降下から保護するために、航空機の乗客には緊急用酸素を供給する必要がある。緊急用酸素は、化学的酸素発生機によって提供されてもよい。化学的酸素発生機において、酸素は化学的酸素コア（芯）の高温分解によって発生する。
【０００４】
そのような化学的酸素発生機に関連する問題は、化学的酸素コアの組成に加えて、客室の圧力、振動、客室の温度などの外部環境の影響が化学反応の速度に大きく影響するかもしれず、その結果、化学的酸素発生機において生成される酸素が多すぎたり、又は少なすぎたりする可能性があることである。特に緊急事態では、客室の温度と客室の圧力が大きく変動する可能性があり、それは、化学反応の速度と単位時間あたりの酸素生成量に影響を与える可能性がある。例えば、温度が上昇した化学的酸素コアは、温度が低下した化学的酸素コアと比較して、酸素の生成時間が短くなる可能性がある。一方で、温度が低下した化学的酸素コアは、温度が上昇した化学的酸素コアと比較して、酸素流量が低下し得る。別の例では、増加した振動にさらされた化学的酸素コアは、減少した振動にさらされた化学的コアと比較して、酸素流量が減少し得る。更に、化学反応の速度、したがって単位時間あたりに生成される酸素量は、化学的酸素コアの寿命に依存し、更に化学的酸素コアの製造上の影響に依存し得る。このような影響は、化学反応で単位時間あたりに生成される酸素量に更に影響を与え得る。これら全ての内部及び外部の影響は、酸素の生成に悪影響を及ぼす可能性があり、その結果、酸素の供給が不十分になったり、酸素の供給時間が不十分になったりし得る。したがって、必要な酸素流量、持続時間、及び呼吸ガスの純度を備え、様々な環境条件下において十分な量の酸素を生成する化学的酸素発生機が求められている。
【発明の概要】
【０００５】
この特許において用いられている「発明」、「前記発明」、「この発明」、「本発明」という用語は、この特許と以下の特許請求項の主題事項全てに広く言及するように意図されている。これらの用語を含む記載は、本文に記載される主題事項又は以下の特許請求項の意味若しくは範囲を限定するものではないことが理解されるべきである。この特許により保護される発明の実施形態は以下の特許請求の範囲によって定められるものであり、この「発明の概要」によって定められるものではない。この「発明の概要」は、本発明の様々な態様の大まかな概要であり、後述の「発明を実施するための形態」において更に記載される概念のいくつかを提起するものである。この「発明の概要」は、請求項の主題事項の重要又は必須の特徴を特定することを意図するものではなく、請求項の主題事項の範囲を定めるために単独で用いられることを意図するものでもない。主題事項は、この特許の全明細書の適当な部分、いずれか又は全ての図面、及び各請求項を参照することにより理解されるべきである。
【０００６】
いつくかの例によれば、化学的酸素発生機用の化学的酸素コアは、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含む。いくつかの例において、前記少なくとも１つの層は、金属粉燃料と、遷移金属酸化物触媒と、酸素源とを含む。様々な態様において、前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含む。前記化学的酸素コアは、前記化学的酸素コアの熱分解時に呼吸可能な酸素ガスを生成するように構成される。
【０００７】
いくつかの例において、前記少なくとも１つの層は、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む。あるいくつかの例において、前記金属粉燃料は、鉄、コバルト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。様々な例において、前記少なくとも１つの層は、約３．４〜３．９重量％の前記金属粉燃料を含む。いつくかの例に従えば、前記少なくとも１つの層は更に添加剤を含み、前記添加剤は長石、無水ケイ酸アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【０００８】
様々な態様において、前記酸素源は、アルカリ金属塩素酸塩類、アルカリ金属過塩素酸塩類、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。あるいくつかの例において、前記少なくとも１つの層は、アモルファス二酸化ケイ素、マイカ（雲母）、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダーを更に含む。様々な事例において、前記少なくとも１つの層は、過マンガン酸カリウム、水酸化カリウム、マイカ、アモルファス二酸化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される反応調節剤を更に含む。あるいくつかの態様において、前記少なくとも１つの層は、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む。
【０００９】
いくつかの例に従えば、化学的酸素発生機は、化学的酸素コアと、前記化学的酸素コアの長さに沿って前記化学的酸素コアを取り囲む有孔金属カバーとを備える。あるいくつかの事例では、前記有孔金属カバーは、約０〜１００％の開口率を有する。いくつかの事例では、前記有孔金属カバーは、約０〜６０％の開口率を有する。様々な態様において、前記有孔金属カバーは、化学的酸素コアを取り囲んで支持し、前記発生機の動作中及び非動作中において、前記材料の損傷及び分離を防止する。
【００１０】
様々の例において、化学的酸素発生機は、点火端、排出端、及び収容キャビティを有するハウジングを更に備え、前記化学的酸素コア及び前記有孔金属カバーは、前記収容キャビティ内に配置される。様々な態様において、前記点火端は、前記化学的酸素コアを点火するように構成された点火システムを有し、前記排出端は、前記化学的酸素発生機から外部へ酸素を導くように構成される。いくつかの事例において、前記有孔金属カバーは、前記化学的酸素コアの長さに沿って、段階的に、線形的に、又は多次関数的（ポリノミック関数的、ｐｏｌｙｎｏｍｉｃ−ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ）に増加する開口率を有する。いくつかの例において、前記有孔金属カバーは、ニッケルクロム合金、ステンレス鋼、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。
【００１１】
あるいくつかの態様において、化学的酸素発生機は、前記化学的酸素コアの長さに沿って、前記有孔金属カバーを取り囲むライナーを更に含む。いくつかの例において、前記ライナーは、円筒形の金属ライナーである。様々な態様において、前記ライナーは円錐形の金属ライナーである。様々な例において、前記有孔金属カバーは、少なくとも１つの端部と、前記少なくとも１つの端部に隣接する本体部とを含み、前記少なくとも１つの端部が、前記本体部の開口率よりも少ない開口率を有する。あるいくつかの事例において、前記少なくとも１つの端部が０％の開口率を有し、これは、前記端部に開口が無いことを意味する。いくつかの事例において、前記少なくとも１つの端部は２つの端部を含み、前記本体部分が前記２つの端部の間にある。
【００１２】
様々な事例において、前記化学的酸素コアは、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、金属粉燃料と、遷移金属酸化物触媒と、酸素源とを含む。あるいくつかの例において、前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含む。様々な例において、前記少なくとも１つの層は、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む。いくつかの態様において、前記少なくとも１つの層は、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む。
【００１３】
本開示に記載する様々な実施は、追加のシステム、方法、特徴、及び利点を含むことができる。それらは、必ずしもここに明示的に開示することができないが、以下の詳細な説明及び添付図面を検討することにおいて、当業者にとって明らかであろう。そのようなシステム、方法、特徴、及び利点は全て、本開示に含まれ、添付の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
以下の図の特徴及び構成要素は、本開示の一般的な原理を強調するために示されている。図全体を通して、対応する特徴及び構成要素は、一貫性と明確性のために、参照記号を一致させることによって指定され得る。 
【００１５】
【図１】図１は、化学的酸素発生機の内部が見えるように断面図として示される化学的酸素発生機のハウジングを伴う、本開示の態様に従う化学的酸素発生機の側面図である。
【００１６】
【図２】図２は、図1の円２で囲まれた部分の、図１の化学的酸素発生機の一部の側面図である。
【００１７】
【図３】図３は、図1の円３で囲まれた部分の、図１の化学的酸素発生機の一部の側面図である。
【００１８】
【図４】図４は、図１の化学的酸素発生機の有孔カバーの側面図である。
【００１９】
【図５】図５は、図４の有孔カバーの端面図である。
【００２０】
【図６】図６は、本開示の態様に従う化学的酸素発生機の断面図である。
【００２１】
【図７】図７は、本開示の態様に従う化学的酸素発生機用の有孔カバーの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
法定要件を満たすべく、本発明の実施形態の主題事項を具体的に記述するが、この記述は請求項の範囲を限定することを必ずしも意図するものではない。請求項の主題事項は、他の方法によって具体化されてもよく、この記述とは異なる要素又は工程を含んでもよく、他の現存する技術又は将来の技術と共に使用されてもよい。この記述は、個別の工程の順序又は要素の配置が明示的に記述されている場合を除き、様々な工程又は要素の間の何らの具体的な順序又は配置も暗示しているものと解釈されるべきではない。「上」、「下」、「最上部（ｔｏｐ）」、「左」、「右」、「前」及び「後」などの方向の言及は、構成物及び方向が参照している図中に示され、説明されている方向に言及することを意図している。本明細書において、「からなる」への言及は、少なくともいくつかの状況においては、「から本質的になる」又は「を含む」を包含し得る。
【００２３】
いつくかの態様において、化学的酸素コアの熱分解時に化学的酸素発生機用の酸素を発生させることができる組成物を含む化学的酸素コアが開示される。一例では、組成物は、金属燃料、遷移金属酸化物触媒、及び酸素源を含む。いくつかの例では、遷移金属酸化物触媒の量が最少量化又は排除され、金属燃料の量が制御される。様々な例において、化学的酸素コアは、約０．１重量％未満の遷移金属酸化物触媒を含む。
【００２４】
金属燃料の量を制御し、遷移金属酸化物触媒の量を最少量化及び／又は排除することにより、燃焼域温度（バーンフロント温度、ｂｕｒｎ  ｆｒｏｎｔ  ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）（即ち、熱分解している化学的酸素コアのその部分の温度）が上昇することが予期せずに判明した。燃焼域温度を上昇させることにより、予想外に、高温での酸素の流量及び持続時間と、低温での酸素の流量及び持続時間との差が最小化されることがわかった。換言すれば、化学的酸素コアは、温度の影響に対してあまり敏感ではなかった。 
【００２５】
様々な態様において、化学的酸素コアと、化学的酸素コアを取り囲む有孔金属カバーとを有する化学的酸素発生機も開示される。いくつかの例では、有孔金属カバーは、約０％から１００％の開口率を有する。様々な態様において、有孔金属カバーは、約０％から６０％の開口率を含む。あるいくつかの態様では、有孔金属カバーは、コアの外側（即ち、メッシュと化学的酸素発生機のハウジングとの間）への熱伝達を低減し、それ故、燃焼域温度を上昇させる。いくつかの例では、有孔金属カバーは、また、酸素の生成及び流量に対する振動又は他の物理的条件の影響が最小限に抑えられるように、化学的酸素コアに構造的安定性を提供する。 
【００２６】
様々な例において、化学的酸素コアは、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含む。いくつかの例では、少なくとも１つの層は、金属燃料、遷移金属酸化物触媒、及び酸素源を含む。あるいくつかの例では、組成物は、任意に、バインダー（結合剤）及び／又は添加剤を含む。 
【００２７】
様々な態様において、金属燃料は、分解反応を維持するのを助けるのに必要な熱を供給するための燃料として提供される金属粉である。あるいくつかの事例において、金属粉燃料は、鉄、コバルト、様々な他の適切な金属粉燃料、又はそれらの組み合わせを含み得る。非限定的な一例では、金属粉燃料は鉄を含む。いくつかの態様において、化学的酸素コアは、約０．０重量％〜１５．０重量％の金属粉燃料を含む。様々な例において、化学的酸素コアは、約０．０重量％〜５．０重量％の金属粉燃料を含む。いつくかの非限定的な例では、組成物は、約３．４重量％〜３．９重量％の金属粉燃料を含む。非限定的な一例では、組成物は、約３．４重量％の金属粉燃料を含む。別の非限定的な例では、組成物は、約３．６重量％の金属粉燃料を含む。更なる非限定的な例では、組成物は、約３．９重量％の金属粉燃料を含む。
【００２８】
いくつかの例では、遷移金属酸化物触媒は分解を促進するために使用される。様々な例において、遷移金属酸化物触媒は、酸化コバルト（例えば、Ｃｏ３Ｏ４）、酸化マグネシウム（例えば、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４）、酸化鉄（例えば、Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、それらの組み合わせ、又は様々な他の適切な触媒を含む。あるいくつかの態様では、組成物は、約０．１重量％未満の遷移金属触媒を含む。いくつかの例では、組成物は、約０．０重量％〜０．１重量％の遷移金属触媒を含む。非限定的な一例では、組成物は、０．０重量％の遷移金属触媒を含む（即ち、遷移金属触媒は除外される／組成物中に存在しない）。前述のように、金属燃料の量を制御し、遷移金属酸化物触媒の量を最少量化及び／又は排除することにより、燃焼域温度が上昇し、高温での酸素の流量及び持続時間と、低温での酸素の流量及び持続時間との差が最小化されることが予想外に判明した。換言すれば、そのような金属燃料と遷移金属酸化物触媒の組成を備えた化学的酸素コアは、温度の影響にあまり敏感ではなかった。
【００２９】
様々な態様において、酸素源は、アルカリ金属塩素酸塩、アルカリ金属過塩素酸塩、様々な他の適切な酸素源材料、又はそれらの組み合わせである。非限定的な一例では、酸素源は塩素酸ナトリウムである。 
【００３０】
ガラス粉末、ガラス繊維、及び他の適切な材料などの不活性セラミック酸化物は、分解の前後において組成物を保持する（まとめる）のを助けるバインダーとして提供されてもよく、又は分解速度を調節する、及び／又は均一な酸素生成を促進する反応調節剤（ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｒａｔｏｒ）として提供されてもよい。いくつかの例では、バインダーは、アモルファス二酸化ケイ素、マイカ、様々な他の適切なバインダー、又はそれらの組み合わせを含み得る。様々な例において、反応調節剤は、過マンガン酸カリウム、水酸化カリウム、マイカ、アモルファス二酸化ケイ素、様々な他の適切な反応調節剤、又はそれらの組み合わせを含む。
【００３１】
様々な例において、塩素ガス形成の低下、反応速度制御などを含むがこれらに限定されない様々な目的のために、添加剤が組成物に添加されてもよい。いくつかの例では、添加剤は、長石、無水ケイ酸アルミニウム、様々な他の添加剤、又はそれらの組み合わせを含み得る。いくつかの例では、無水ケイ酸アルミニウムは、等量の他の同様の不活性無機添加剤と比較して、反応速度制御を改善し得る。あるいくつかの例において、長石を含む組成物は、塩素ガスの形成を低減又は低下させる場合がある。 
【００３２】
図１〜３は、本開示の態様に従う化学的酸素発生機１００の例を示す。あるいくつかの例では、化学的酸素発生機１００は、収容キャビティ１０４を区画するハウジング１０２を含む。化学的酸素コア１１０は、収容キャビティ１０４内に配置される。ハウジング１０２は、また、点火端１０６及び排出端１０８を含む。様々な例において、点火端１０６は、化学的酸素コア１１０を点火し、酸素を生成する化学反応を開始するように構成された点火システム（例えば、図６の点火システム６０２を参照）を含む。点火システムは、乗客が乗客用サービスユニットから酸素供給マスクを引くなど、さまざまな状況で始動し得る。 いくつかの例では、図６に示されるように、点火システム６０２は、バネ、点火プランジャ、及び導火キャップを含む。他の例では、化学的酸素コア１１０を点火するのに適した他の様々な点火システムを利用することができる。排出端１０８は、酸素が化学的酸素コア１１０によって生成されるときに、化学式酸素発生機１００から外部へ酸素を導くように構成される。いくつかの例では、化学的酸素発生機１００がマニホールド１１２を介して１つ又は複数の酸素マスクと流体連通するように、マニホールド１１２又は他の適切な排出口が排出端１０８に設けられる。
【００３３】
化学的酸素コア１１０は、上記の組成と同様の組成（例えば、約０．１重量％未満の遷移金属触媒及び制御された量の金属粉燃料）を含むことができ、又は他の様々な適切な組成を有することができる。この例では、化学的酸素コア１１０は、前述のように、約０．１重量％未満の遷移金属触媒及び制御された量の金属粉燃料を含む。
【００３４】
図１、４、及び５に示されるように、複数の開口１１６を有する有孔金属カバー１１４が化学的酸素コア１１０を取り囲んでいる。様々な態様において、有孔金属カバー１１４は、化学的酸素コア１１０を取り囲んで支持し、発生機の動作中及び非動作中の材料の損傷及び分離を最小限に抑制するか、又は防止する。いくつかの態様では、有孔金属カバー１１４は、化学的酸素コア１１０の長さに沿って化学的酸素コア１１０を取り囲む。様々な例において、有孔金属カバー１１４は、メッシュ、有孔金属シート、又は複数の開口１１６を有し、化学的酸素コア１１０を取り囲む他の同様の構造である。いくつかの例では、有孔金属カバー１１４は、ニッケルクロム合金、ステンレス鋼（例えば、ＡＩＳＩ３０４又は他の適切なステンレス鋼）、銅、真鍮、モネル、ブロンズ、ニッケル、ＣｒＮｉＭｏＴｉ合金、他の様々な適切な金属、又はそれらの組み合わせを含む。あるいくつかの例では、有孔金属カバー１１４は、未反応の化学的酸素コア１１０を加熱する熱伝導率を有し、これは化学的酸素コア１１０の予熱につながり得る。有孔金属カバー１１４は、酸素発生中に化学的酸素コア１１０の反応領域での熱を低減する熱伝導性を更に有して、それにより、反応を減速し、酸素流量を低減し、酸素を生成する反応の持続時間を増加させてもよい。
【００３５】
あるいくつかの例において、有孔金属カバー１１４は、０％から１００％の開口率を有する。いくつかの事例では、有孔金属カバー１１４は、０％から６０％の開口率を有する。様々な態様では、開口率は、開口１１６の型（タイプ）又は形状に依存し得る。非限定的な一例として、同心形状又は楕円形の開口１１６を有する有孔金属カバー１１４は、他の例では必要ではないが、０％〜９１％の開口率を有し得る。別の非限定的な例として、長方形の開口１１６を有する有孔金属カバー１１４は、０％〜１００％の開口率を有し得る。更なる非限定的な例として、ワイヤメッシュの有孔金属カバー１１４は、０％〜１００％の開口率を有し得る。様々な事例において、開口率は、有孔金属カバー１１４の一端から有孔金属カバー１１４の反対端まで（例えば、点火端１０６の近傍から排出端１０８近傍まで）変化する（増加、減少、他のパターンなど）。換言すれば、有孔金属カバー１１４の長さに沿って開いている有孔金属カバー１１４の割合は、一端から他端まで変化し得る（増加、減少など）。いくつかの例では、開口率は、段階的パターン、線形パターン、多次関数（ポリノミック関数）パターン、又は他のさまざまな適切なパターンで増加する。言及したように、開口１１６は、同心形状、楕円形、長方形、他の自由形状、星形、星印（アスタリスク）、それらの組み合わせ、又は他の様々な適切な形状を含むが、これらに限定されない、必要に応じた様々な適切な形状を有し得る。様々な例において、有孔金属カバー１１４は、コア反応領域からの（コア１１０の分解中に形成される）望ましくない塩塵（ソルトダスト）の排出を低減又は防止することを可能にし得る。いくつかの事例では、塩塵の排出を低減することにより、有孔金属カバー１１４は、発生機ハウジングに望ましくない高い表面温度を作り出す可能性がある、塩塵から発生機ハウジングへの望ましくない熱伝達を低減又は防止し得る。
【００３６】
あるいくつかの態様において、有孔金属カバー１１４は、化学的酸素コア１１０の端１０６、１０８の１つに近接する端部１１８と、端部に隣接する本体部１２０とを含む。様々な例では、端部１１８は、特定の端１０６又は１０８から所定の距離だけ延在する。いくつかの事例では、端部１１８は、特定の端１０６又は１０８から約０ｃｍ〜約５．０８ｃｍ（約０インチ〜約２インチ）だけ延在する。しかしながら、他の様々な例では、端部は、化学的酸素コア１１０の端から他の様々な所定の距離だけ延在してもよい。あるいくつかの例では、有孔金属カバー１１４は２つの端部１１８Ａ，１１８Ｂ（化学的酸素コア１１０の各端１０６、１０８に隣接する）を含み、本体部１２０は２つの端部１１８Ａ，１１８Ｂの間にある。いくつかの例では、各端部１１８Ａ，１１８Ｂは、本体部分２１０の開口率よりも小さい開口率を有する。非限定的な一例では、各端部１１８Ａ，１１８Ｂは、０％の開口率を有する。 
【００３７】
様々な例によれば、各開口１１６は、最大０ｇ〜１５ｇ重の力において（ａｔ  ｍａｘｉｍｕｍ  ｇ−ｆｏｒｃｅｓ  ｏｆ  ０ｇ  ｔｏ  １５ｇ）、溶融した化学的酸素コア１１０が開口１１６を通って滴下しないような最大直径を有する。いくつかの事例において、化学的酸素コアの溶融は、特定の各化学混合物の粘度に依存し得る。 
【００３８】
有孔金属カバー１１４を介して、外部（即ち、有孔金属カバー１１４とハウジング１０２との間）への熱伝達が低減され、化学的酸素コア１１０によって生成された熱が保持され、それにより燃焼域温度が上昇する。更に、有孔金属カバー１１４は、化学的酸素コア１１０に対する振動又は他の物理的影響の影響が最小限に抑えられるように、化学的酸素コア１１０に追加の支持及び安定性を提供する。
【００３９】
図１〜３に示すように、様々な例において、化学的酸素発生機１００は、ハウジング１０２、化学的酸素コア１１０、及び有孔金属カバー１１４に加えて、様々な構成要素を任意に含む。いくつかの例では、バッフル１２２Ａ、１２２Ｂは、有孔金属カバー１１４及び／又は化学的酸素コア１１０を収容キャビティ１０４内に更に配置するために、収容キャビティ１０４に提供される。様々な例において、フィルタ１２４は、化学的酸素発生機のユーザに供給される前に化学的酸素コア１１０によって発生する呼吸可能なガスを濾過するために、化学的酸素発生機１００に（任意に収容キャビティ１０４内に）設けられる。いくつかの例では、バーミキュライトを含むがこれに限定されない様々なタイプの断熱材を、有孔金属カバー１１４の周りに提供することができる。
【００４０】
図６は、化学的酸素発生機６００の別の例を示す。化学的酸素発生機６００は、有孔金属カバー１１４の周囲に設けられた金属ライナー６０４を更に含むことを除いて、化学的酸素発生機１００と実質的に同様である。いくつかの例では、金属ライナー６０４は、（図６に示すように）円錐形、円筒形、又は他の様々な適切な形状を有することができる。様々な態様において、金属ライナー６０４は、限定されないが、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真鍮、モネル、ブロンズ、ＣｒＮｉＭｏＴｉ合金、それらの組み合わせ、又は様々な他の適切な材料を含む様々な材料から構成される。非限定的ないくつかの例では、バーミキュライト（又は他の適切な断熱材）を金属ライナー６０４の周りに提供することができる。あるいくつかの事例において、上述の多孔性断熱材、空気、又は他の適切な材料が、カバー１１４を有するコアとライナー６０４との間に提供されてもよい。金属ライナー６０４は、必要に応じて、カバー１１４の様々な部分に沿って提供され得る。例えば、金属ライナー６０４は、カバー１１４の長さの０％から１００％を覆ってもよく、カバー１１４の一端から他端まで延在してもよく、コアの長さに沿って離散した場所又は部分に提供されてもよい。様々な態様では、ライナー６０４は、酸素の流れを更に方向付けることができ、更なる熱管理を提供することができる。
【００４１】
図７は、有孔金属カバー７１４がワイヤメッシュであることを除いて、有孔金属カバー１１４と実質的に同様である別の有孔金属カバー７１４を図示する。図７に示すように、ワイヤメッシュは、少なくとも１つの開口１１６を区画し、０％から１００％の開口率を有する。
【００４２】
本明細書で説明する概念に従って、例示的な実施形態の集合を以下に提供する。それらは、様々な実施形態タイプの追加の説明を提供する、「ＥＣ」（Ｅｘａｍｐｌｅ  Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ：例示的な組み合わせ）として明示的に列挙される少なくともいくつかを含む。これらの例は、相互に排他的、網羅的、又は制限的であることを意図したものではない。そして、本発明は、これらの例示的な実施形態に限定されず、発行された特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内で可能な全ての改良及び変形を包含する。
【００４３】
＜ＥＣ１＞化学的酸素発生機用の化学的酸素コアであって、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、金属粉燃料と、遷移金属酸化物触媒と、酸素源と、を含み、前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含み、前記化学的酸素コアは、前記化学的酸素コアの熱分解時に呼吸可能な酸素ガスを発生するように構成される。
【００４４】
＜ＥＣ２＞前記少なくとも１つの層が、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素コア。
【００４５】
＜ＥＣ３＞前記金属粉燃料が、鉄、コバルト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素コア。
【００４６】
＜ＥＣ４＞前記少なくとも１つの層が、約３．４〜３．９重量％の前記金属粉燃料を含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素コア。
【００４７】
＜ＥＣ５＞前記少なくとも１つの層が更に添加剤を含み、前記添加剤が長石、無水ケイ酸アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素コア。
【００４８】
＜ＥＣ６＞前記酸素源が、アルカリ金属塩素酸塩類、アルカリ金属過塩素酸塩類、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記少なくとも１つの層が、更に、アモルファス二酸化ケイ素、マイカ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダーと、過マンガン酸カリウム、水酸化カリウム、マイカ、アモルファス二酸化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される反応調節剤とを含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素コア。
【００４９】
＜ＥＣ７＞前記少なくとも１つの層が、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素コア。
【００５０】
＜ＥＣ８＞化学的酸素発生機であって、化学的酸素コアと、前記化学的酸素コアの長さに沿って前記化学的酸素コアを取り囲む有孔金属カバーと、を備え、前記有孔金属カバーは、約０〜１００％の開口率を有する。
【００５１】
＜ＥＣ９＞点火端、排出端、及び収容キャビティを有するハウジングを更に備え、前記化学的酸素コア及び前記有孔金属カバーが、前記収容キャビティ内に配置され、前記点火端は、前記化学的酸素コアを点火するように構成された点火システムを有し、前記排出端は、前記化学的酸素発生機から外部へ酸素を導くように構成される、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５２】
＜ＥＣ１０＞前記有孔金属カバーが、前記化学的酸素コアの長さに沿って、段階的に、線形的に、又は多次関数的に増加する開口率を有する、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５３】
＜ＥＣ１１＞前記有孔金属カバーが、ニッケルクロム合金、ステンレス鋼、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５４】
＜ＥＣ１２＞前記化学的酸素コアの長さに沿って、前記有孔金属カバーを取り囲むライナーを更に含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５５】
＜ＥＣ１３＞前記ライナーが円筒形の金属ライナーである、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５６】
＜ＥＣ１４＞前記ライナーが円錐形の金属ライナーである、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５７】
＜ＥＣ１５＞前記有孔金属カバーが、少なくとも１つの端部と、前記少なくとも１つの端部に隣接する本体部とを有し、前記少なくとも１つの端部が、前記本体部の開口率よりも少ない開口率を有する、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５８】
＜ＥＣ１６＞前記少なくとも１つの端部が０％の開口率を有する、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００５９】
＜ＥＣ１７＞前記少なくとも１つの端部が２つの端部を含み、前記本体部分が前記２つの端部の間にある、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００６０】
＜ＥＣ１８＞前記化学的酸素コアが、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、金属粉燃料と、遷移金属酸化物触媒と、酸素源と、を含み、前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００６１】
＜ＥＣ１９＞前記少なくとも１つの層が、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００６２】
＜ＥＣ２０＞前記少なくとも１つの層が、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む、前述の又は後述の例示的な組み合わせのいずれかの化学的酸素発生機。
【００６３】
上記の態様は、本開示の原理を明確に理解するために単に説明された、実施の可能な例にすぎない。本開示の趣旨及び原理から実質的に逸脱することなく、上記の実施形態に対して多くの変更及び改良を行うことができる。そのような全ての改良及び変形は、本開示の範囲内である本明細書に含まれることが意図される。そして、要素又はステップの個々の態様又は組み合わせに対する全ての可能な特許請求の範囲（クレーム）は、本開示によってサポートされることが意図される。 更に、特定の用語が本明細書及び以下の特許請求の範囲で使用されているが、それらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用され、記載された発明又は特許請求の範囲（クレーム）を限定する目的では使用されない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月6日(2020.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
化学的酸素発生機用の化学的酸素コアであって、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、
金属粉燃料と、
遷移金属酸化物触媒と、
酸素源と、を含み、
前記少なくとも１つの層は、０．０重量％を超え、且つ約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含み、
前記化学的酸素コアは、前記化学的酸素コアの熱分解時に呼吸可能な酸素ガスを発生するように構成される化学的酸素コア。
【請求項２】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む請求項１に記載の化学的酸素コア。 
【請求項３】
前記金属粉燃料が、鉄、コバルト、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項２に記載の化学的酸素コア。 
【請求項４】
前記少なくとも１つの層が、約３．４〜３．９重量％の前記金属粉燃料を含む請求項２に記載の化学的酸素コア。
【請求項５】
前記少なくとも１つの層が更に添加剤を含み、前記添加剤が長石、無水ケイ酸アルミニウム、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１に記載の化学的酸素コア。
【請求項６】
前記酸素源が、アルカリ金属塩素酸塩類、アルカリ金属過塩素酸塩類、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記少なくとも１つの層が、更に、
アモルファス二酸化ケイ素、マイカ、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるバインダーと、
過マンガン酸カリウム、水酸化カリウム、マイカ、アモルファス二酸化ケイ素、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される反応調節剤と、を含む請求項１に記載の化学的酸素コア。
【請求項７】
化学的酸素発生機であって、
化学的酸素コアと、
前記化学的酸素コアの長さに沿って前記化学的酸素コアを取り囲む有孔金属カバーと、を備え、
前記有孔金属カバーは、約０〜１００％の開口率を有する化学的酸素発生機。
【請求項８】
点火端、排出端、及び収容キャビティを有するハウジングを更に備え、
前記化学的酸素コア及び前記有孔金属カバーが、前記収容キャビティ内に配置され、
前記点火端は、前記化学的酸素コアを点火するように構成された点火システムを有し、
前記排出端は、前記化学的酸素発生機から外部へ酸素を導くように構成される請求項７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項９】
前記有孔金属カバーが、前記化学的酸素コアの長さに沿って、段階的に、線形的に、又は多次関数的に増加する開口率を有する請求項７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１０】
前記有孔金属カバーが、ニッケルクロム合金、ステンレス鋼、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１１】
前記化学的酸素コアの長さに沿って、前記有孔金属カバーを取り囲むライナーを更に含む請求項７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１２】
前記ライナーが円筒形の金属ライナーである請求項１１に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１３】
前記ライナーが円錐形の金属ライナーである請求項１１に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１４】
前記有孔金属カバーが、
少なくとも１つの端部と、
前記少なくとも１つの端部に隣接する本体部と、を有し、
前記少なくとも１つの端部が、前記本体部の開口率よりも少ない開口率を有する請求項７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの端部が０％の開口率を有する請求項１４に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの端部が２つの端部を含み、前記本体部分が前記２つの端部の間にある請求項１４に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１７】
前記化学的酸素コアが、酸素発生組成物の少なくとも１つの層を含み、前記少なくとも１つの層は、
金属粉燃料と、
遷移金属酸化物触媒と、
酸素源と、を含み、
前記少なくとも１つの層は、約０．１重量％未満の前記遷移金属酸化物触媒を含む請求項７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜５．０重量％の前記金属粉燃料を含む請求項１７に記載の化学的酸素発生機。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの層が、約０．０〜０．１重量％の前記遷移金属酸化物触媒を含む請求項１７に記載の化学的酸素発生機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
いくつかの例では、遷移金属酸化物触媒は分解を促進するために使用される。様々な例において、遷移金属酸化物触媒は、酸化コバルト（例えば、Ｃｏ３Ｏ４）、酸化マンガン（例えば、ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、Ｍｎ３Ｏ４）、酸化鉄（例えば、Ｆｅ２Ｏ３）、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、それらの組み合わせ、又は様々な他の適切な触媒を含む。あるいくつかの態様では、組成物は、約０．１重量％未満の遷移金属触媒を含む。いくつかの例では、組成物は、約０．０重量％〜０．１重量％の遷移金属触媒を含む。非限定的な一例では、組成物は、０．０重量％の遷移金属触媒を含む（即ち、遷移金属触媒は除外される／組成物中に存在しない）。前述のように、金属燃料の量を制御し、遷移金属酸化物触媒の量を最少量化及び／又は排除することにより、燃焼域温度が上昇し、高温での酸素の流量及び持続時間と、低温での酸素の流量及び持続時間との差が最小化されることが予想外に判明した。換言すれば、そのような金属燃料と遷移金属酸化物触媒の組成を備えた化学的酸素コアは、温度の影響にあまり敏感ではなかった。
【国際調査報告】
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2021512040.tif 000010
2021512040.tif 000011
2021512040.tif 000012