(57)【要約】【課題】常温で貯蔵・輸送が可能かつ安全で、周囲環境に依存せず、所要容積当たり多量の酸素を制御可能に発生できる酸素発生装置。【解決手段】酸素発生装置を、常温以上の融点と融点より高い分解温度を有し、分解により酸素ガスを発生する酸素発生燃料を内蔵して密閉する貯蔵容器と、貯蔵容器内を酸素発生燃料の融点以上分解温度未満に加熱する第１のヒータと、貯蔵容器内に押圧ガスを圧入する押圧ガス導入手段と、酸素ガスを取り出す酸素ガス導出部を備えて密閉された反応容器と、反応容器内部に備えられ、加熱皿と第２のヒータを有し第２のヒータにより酸素発生燃料の分解温度以上に加熱されるように設定された加熱分解装置と、貯蔵容器内の底部近傍に一端側が開口し、反応容器内の加熱皿に向けて下向きに設けられた噴射ノズルに他端側が連通する酸素発生燃料供給管とを備えてなるように構成した。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常温以上の融点と、同融点より高い分解温度を有し、分解により酸素ガスを発生する酸素発生燃料を内蔵して密閉する貯蔵容器と、同貯蔵容器内を前記酸素発生燃料の融点以上分解温度未満に加熱する第１のヒータと、同貯蔵容器内に押圧ガスを圧入する押圧ガス導入手段と、酸素ガスを取り出す酸素ガス導出部を備えて密閉された反応容器と、同反応容器内部に備えられ、加熱皿と第２のヒータを有し同第２のヒータにより前記酸素発生燃料の分解温度以上に加熱されるように設定された加熱分解装置と、前記貯蔵容器内の底部近傍に一端側が開口し、前記反応容器内の加熱皿に向けて下向きに設けられた噴射ノズルに他端側が連通する酸素発生燃料供給管とを備えてなることを特徴とする酸素発生装置。
【請求項２】
請求項１に記載の酸素発生装置において、前記酸素発生燃料が過塩素酸リチウムであることを特徴とする酸素発生装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の酸素発生装置において、前記貯蔵容器は、前記反応容器の下方に重ねて配置され同反応容器の底部によって密閉されてなることを特徴とする酸素発生装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の酸素発生装置において、前記加熱分解装置は、前記加熱皿の上部または下部に、二酸化マンガン等の触媒を収納し前記噴射ノズルから噴射された前記酸素発生燃料を受け入れる触媒容器を備えてなることを特徴とする酸素発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スペースの制限された装置内で多量に酸素を発生させることが可能な酸素発生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水中航走体や深海探査船等の燃料電池や蒸気機関の酸化剤等として酸素を用いる場合など、酸素発生装置においては、スペースの限られた中で多量の酸素を発生させることが必要な場合がある。
【０００３】
従来の酸素を大量に発生させ供給する手段としては、液体酸素や酸素ガスボンベを使用するのが最も一般的であった。しかし、液体酸素は極低温に保つ必要があり、周辺機器が大きなものとなり、且つ安全上取扱いが非常に困難であるという欠点があった。また、酸素ガスボンベにおいては、極低温に保つ必要もなく、貯蔵、輸送時においても安全に取り扱えるという利点があるものの、容積当たりの酸素貯蔵量が小さいという欠点がある。一方、水の電気分解は消費電力とのバランス上、実用に適しない。
【０００４】
化学的には、過塩素酸塩及び塩素酸塩を自己分解反応させれば酸素を発生させられることは知られているが、一般に分解温度が高く装置内温度を高温にしなければならない一方、一旦分解反応が起これば発熱反応となり分解が一挙に加速されることになり、持続的な発生酸素量を得るのが困難であって、実用性のある装置は得られていない。なお、発生した酸素を一時貯蔵し、貯蔵部から適量使用する化学プラント的構成は、複雑化と大型化を招き、スペース的制約から適しない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のようなスペースの制限された装置内で大量に酸素を発生させる場合の問題を解消し、常温で貯蔵・輸送が可能かつ安全で、周囲環境に依存せず、所要容積当たり多量の酸素を制御可能に発生できる酸素発生装置を提供することを課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、その第１の手段として、常温以上の融点と、同融点より高い分解温度を有し、分解により酸素ガスを発生する酸素発生燃料を内蔵して密閉する貯蔵容器と、同貯蔵容器内を前記酸素発生燃料の融点以上分解温度未満に加熱する第１のヒータと、同貯蔵容器内に押圧ガスを圧入する押圧ガス導入手段と、酸素ガスを取り出す酸素ガス導出部を備えて密閉された反応容器と、同反応容器内部に備えられ、加熱皿と第２のヒータを有し同第２のヒータにより前記酸素発生燃料の分解温度以上に加熱されるように設定された加熱分解装置と、前記貯蔵容器内の底部近傍に一端側が開口し、前記反応容器内の加熱皿に向けて下向きに設けられた噴射ノズルに他端側が連通する酸素発生燃料供給管とを備えてなることを特徴とする酸素発生装置を提供する。　第１の手段によれば、上記の構成により、酸素発生燃料の貯蔵容器と反応容器とを分割し、個別に温度管理を行い、酸素発生燃料供給管で両者を接続し溶融した酸素発生燃料を押圧ガス導入手段によって反応容器に供給できるので、貯蔵容器においては運転開始前、運転開始後それぞれ安全で安定した好ましい状態で酸素発生燃料を保管、供給し、反応容器では必要とするだけの酸素発生燃料の供給を連続して受けて反応の暴走の恐れなく、安定した酸素ガスの発生を行なうことができるようになり、よって、簡潔で小容積の装置構成で、内蔵した酸素発生燃料の範囲において、連続して制御可能に酸素ガスを取り出すことができる。
【０００７】
（２）第２の手段としては、第１の手段の酸素発生装置において、前記酸素発生燃料が過塩素酸リチウムであることを特徴とする酸素発生装置を提供する。
【０００８】
第２の手段によれば、第１の手段の作用に加え、特に過塩素酸リチウムを酸素発生燃料として用いたので、酸素発生燃料の融点と分解温度の温度差が大きく貯蔵容器内で溶融した酸素発生燃料が温度制御等の不都合により酸素を分解発生させる可能性が低く安全であり、反応容器への供給過程での再凝固等の問題が避けられ、制御、ハンドリングが容易であり、また、酸素発生燃料の体積に対する発生酸素ガス体積は、理論的に液体酸素よりも大きいものである。
【０００９】
（３）また、第３の手段として、第１の手段または第２の手段の酸素発生装置において、前記貯蔵容器は、前記反応容器の下方に重ねて配置され同反応容器の底部によって密閉されてなることを特徴とする酸素発生装置を提供する。
【００１０】
第３の手段によれば、第１の手段または第２の手段の作用に加え、反応容器と貯蔵容器を重ねて一体に組み立て構成するので、酸素発生装置をよりコンパクトに簡潔な構造とできるほか、配管等の外部露出が少なく放熱損失が少なく、ヒータの設置箇所が低減し、また必要とする加熱エネルギーも低減する。
【００１１】
（４）第４の手段として、第１の手段ないし第３の手段のいずれかの酸素発生装置において、前記加熱分解装置は、前記加熱皿の上部または下部に、二酸化マンガン等の触媒を収納し前記噴射ノズルから噴射された前記酸素発生燃料を受け入れる触媒容器を備えてなることを特徴とする酸素発生装置を提供する。
【００１２】
第４の手段によれば、第１の手段ないし第３の手段のいずれかの作用に加え、二酸化マンガン等の触媒作用により、酸素発生燃料の分解温度が低下し、加熱分解装置の分解開始温度を低く設定できるので、加熱のための必要エネルギーが低減し、放熱損失も低減する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の第１形態に係る酸素発生装置を、図１および図２に基づき説明する。図１は、本実施の形態の酸素発生装置の立面断面図であり、図２は酸素発生燃料の特性の説明図である。
【００１４】
図１において、１は過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４　）ａの貯蔵容器であり、過塩素酸リチウムａが運転時以外は固体で、運転中は液体で貯蔵されるものである。貯蔵容器１は、ステンレス鋼等の耐熱耐蝕材で作られ、運転中は内部の過塩素酸リチウムａを溶融状態に維持するように加熱するため、周囲にヒータ（本発明の「第１のヒータ」）２と保温材３を備えている。ヒータ２は図示しない電力線が接続した電気加熱装置であるが、他の加熱媒体によるものであってもよい。
【００１５】
ボルト・ナット４で締結され貯蔵容器１を密閉するフランジ１ａの略中央には、過塩素酸リチウム供給管５（本発明の「酸素発生燃料供給管」）が挿通し気密的に取り付けられ、過塩素酸リチウム供給管５の一方の端部である入口５ａは貯蔵容器１内の下方に延び底部１ｂ近傍に位置して開口している。またフランジ１ａには、溶融した過塩素酸リチウムａを過塩素酸リチウム供給管５内へ押し出すための押圧ガスｂを導入する押圧ガス導入口６が設けられており、図示しない圧力制御弁を介して図示しないボンベ等の押圧ガス供給装置に接続している（本発明の「押圧ガス導入手段」）。押圧ガスｂとしてはアルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）等の不活性ガスが好ましい。
【００１６】
７は反応容器であり、その内部において過塩素酸リチウムａを分解し、酸素ガス（Ｏ２　）ｃを発生させるものであり、ステンレス鋼等の耐熱耐蝕材で作られ、周囲に保温材８を備えている。
【００１７】
ボルト・ナット９で締結され反応容器７を密閉するフランジ７ａの略中央には、噴射管１０が挿通し気密的に取り付けられている。噴射管１０はフランジ７ａ外で過塩素酸リチウム供給管５の他端側に接続し連通するとともに、その先端は反応容器７内部の下方に向けた過塩素酸リチウムａの噴射ノズル１０ａを構成している。
【００１８】
反応容器７内部の噴射ノズル１０ａの下方には、過塩素酸リチウムａの加熱分解装置１１が設置されており、加熱分解装置１１は、上に向けて凹状の加熱皿１２と加熱皿１２を加熱するカートリッジヒータ１３（本発明の「第２のヒータ」）を有している。カートリッジヒータ１３は図示しない電力線が接続した電気加熱装置であるが、他の加熱媒体によるものであってもよい。加熱皿１２は、ステンレス鋼、またはインコネル等Ｎｉ合金等の熱伝導性且つ高温耐蝕性の材料で作られており、過塩素酸リチウムａの分解後生成される塩化リチウム（ＬｉＣｌ）ｄを下方に落下させる開口１２ａを設けてもよい。
【００１９】
またフランジ７ａには、発生した酸素ガスｃを送り出すための酸素ガス導出口（本発明の「酸素ガス導出部」）１４が設けられており、図示しない酸素ガス導出管が接続している。１５は、加熱分解装置１１で発生した酸素ガスｃに不純物が随伴されることを防止するため、酸素ガス導出口１４と加熱皿１２との間に噴射ノズル１０ａをかわして設けられたフィルタである。
【００２０】
また、１６は過塩素酸リチウム供給管５のヒータ、１７は噴射管１０のヒータであり、図示しない電力線が接続した電気加熱装置であるが、他の加熱媒体によるものであってもよい。なお、温度条件によっては反応容器７の周囲にも貯蔵容器１の周囲と同様にヒータを設けてもよい。
【００２１】
以上のような本実施の形態の酸素発生装置においては、貯蔵容器１内の過塩素酸リチウムａは、運転開始前においては固体であるが、運転時にはヒータ２によって貯蔵容器１内が、過塩素酸リチウムａの融点２５０°Ｃ以上、分解温度４４０°Ｃ未満、例えば約３００°Ｃ程度に加熱され、過塩素酸リチウムａを溶融状態とする。
【００２２】
一方、反応容器７内の加熱分解装置１１は、カートリッジヒータ１３によって、加熱皿１２を過塩素酸リチウムａの分解温度４４０°Ｃ以上に、例えば生成する塩化リチウムｄの融点以上の約６１０°Ｃ程度に、加熱しておく。
【００２３】
そこで、押圧ガス導入口６から圧力制御された押圧ガスｂを導入し、貯蔵容器１内の溶融状態の過塩素酸リチウムａを過塩素酸リチウム供給管５を介して噴射管１０に送り込み、噴射ノズル１０ａから加熱皿１２上に噴射する。
【００２４】
このとき、過塩素酸リチウム供給管５のヒータ１６、噴射管１０のヒータ１７は周囲の温度条件に応じ、内部の過塩素酸リチウムａの溶融状態を保持するために設けられるものである。
【００２５】
過塩素酸リチウムａは、加熱皿１２上で次のように自己分解し、酸素ガスｃと塩化リチウムｄを生成する。
【００２６】
ＬｉＣｌＯ４　→　ＬｉＣｌ＋２Ｏ２　＋Ｑ　……………………（１）
また、この分解反応は発熱反応であり、Ｑは約４０ｋＪである。したがって、起動時において加熱分解装置１１を過塩素酸リチウムａの分解温度以上に加熱しておけば、反応開始後は反応熱により分解温度を維持できれば加熱を中断ないし、弱くすることが可能である。
【００２７】
しかし、周囲の温度条件により放熱損失があり、また供給する過塩素酸リチウムａの量に加減変化がある等の運転条件によっては、分解温度以上を保持するために所定の加熱を維持することが好ましい。
【００２８】
加熱分解装置１１上で発生した酸素ガスｃはフィルタ１５で、反応容器７内の不純物を随伴することが防止されて、酸素ガス導出口１４から取り出され、図示しない酸素ガス導出管を介して酸素ガスｃの利用機器に送り込まれる。
【００２９】
また、塩化リチウムｄは加熱皿１２の開口１２ａから下方に落下、または加熱皿１２から溢落して、反応容器７内の下部に堆積する。
【００３０】
図２に基づき、本実施の形態における酸素発生燃料としての過塩素酸リチウムについて説明する。
【００３１】
分解によって酸素ガスを発生する酸素発生燃料として、種々のものがあること自体は知られたことであるが、図２は本発明において、本発明の酸素発生装置の構成であればどの酸素発生燃料の特性が適しているかについて検討した結果を示すものである。
【００３２】
図２中に示されるように、酸素発生燃料の体積（リットル）当たりの酸素ガス発生量（リットル：標準状態）において、過塩素酸リチウムａは１０１５（Ｌ／Ｌ）で、他の過塩素酸塩（ｅ、ｆ）、塩素酸塩（ｇ〜ｉ）よりも大きく、液体酸素ｋの７９８（Ｌ／Ｌ）よりもさらに大きい。すなわち、過塩素酸リチウムａによれば、同容積の液体酸素に比べ約１．３倍の酸素ガスが得られる。
【００３３】
また、酸素発生燃料としての安定性や、取扱いの容易性からは、分解温度がある程度高いことが必要であるが、従来良く知られる過酸化水素ｊは沸点６８．２°Ｃで、不用意な気化を生じやすく取扱い上の問題があったが、過塩素酸塩（ａ、ｅ、ｆ）、塩素酸塩（ｇ〜ｉ）はそのような点がない。しかし、分解温度が高すぎるのは加熱分解の必要エネルギー上好ましくない。
【００３４】
また、保管の安全性からは、非運転時は固体であることが望ましく、融点が少なくとも常温以上の温度であることが必要であるが、一方、溶融に必要な加熱エネルギーからは融点が余り高すぎないことも求められる。
【００３５】
さらに、溶融状態において貯蔵容器１での安全性、貯蔵容器１から反応容器７へ供給する際の、安定性、制御、ハンドリングの容易性からは、分解温度と融点との温度差Δｔがある程度確保できることが望まれる。すなわち、貯蔵容器１内で溶融した酸素発生燃料が温度制御等の不都合により酸素を分解発生させる可能性が低く、安全なためであり、また溶融状態の温度を上げることができるので反応容器７への供給過程での再凝固等の問題が避けられるためである。
【００３６】
過塩素酸リチウムａと塩素酸リチウムｇは、他の過塩素酸塩及び塩素酸塩に比べ温度差Δｔ等の点で好ましいが、体積当たりの酸素ガス発生量において過塩素酸リチウムａの方が優れており、以上の点を総合して、本発明における酸素発生燃料としては過塩素酸リチウムａを用いることが、最も効果的であることが判明した。
【００３７】
したがって、本発明の上記実施の形態においては、過塩素酸リチウムａを酸素発生燃料として用い、酸素発生装置の貯蔵容器１と反応容器７とを分割し、個別に温度管理を行い、過塩素酸リチウム供給管５で両者を接続することにより、貯蔵容器１においては運転開始前、運転開始後それぞれ安全で安定した好ましい状態で過塩素酸リチウムａを保管、供給し、反応容器７では必要とするだけの過塩素酸リチウムａの供給を連続して受けて、反応の暴走の恐れなく、安定した酸素ガスの発生を行なうことができるようになり、しかも酸素発生燃料の体積に対する発生酸素ガス体積は、液体酸素よりも大きいものとできたのである。
【００３８】
よって、本実施の形態の酸素発生装置によれば、極めて簡潔で小容積の装置構成で、内蔵した酸素発生燃料である過塩素酸リチウムの範囲において、連続して制御可能に酸素ガスｃを多量に取り出すことができる。
【００３９】
次に、図３に基づき、本発明の実施の第２形態に係る酸素発生装置を説明する。図３は、本実施の形態の酸素発生装置の立面断面図である。図３の説明において、図１の実施の第１形態におけると同様の機能の部分については１００番台の下２桁同じ符号を付して対応を明らかにし、説明を省略し、異なる部分を主に以下説明する。
【００４０】
本実施の形態において、まず図１の実施の第１形態と異なるのは、貯蔵容器１０１と反応容器１０７を、実施の第１形態のように並列に配置するのでなく、上下縦列に重ねて配置したことである。
【００４１】
図３に示すように、貯蔵容器１０１は酸素発生装置の下部容器として、下側に配置され、過塩素酸リチウムａを内蔵する。酸素発生装置の上部容器としては、反応容器１０７が貯蔵容器１０１の上方に重ねて配置され、反応容器１０７の底部１０７ｂが貯蔵容器１０１を密閉する蓋を兼ねるように、ボルト・ナット１０４で締結されている。
【００４２】
反応容器１０７内には加熱皿１１２とカートリッジヒータ１１３を有する加熱分解装置１１１が備えられている。加熱皿１１２には、過塩素酸リチウムａの分解後生成される塩化リチウムｄを下方に落下させる開口１１２ａを設けてもよい。
【００４３】
一方、反応容器１０７の底部１０７ｂには過塩素酸リチウム供給管１０５が挿通し気密的に取り付けられており、過塩素酸リチウム供給管１０５の下端は貯蔵容器１０１内の底部１０１ｂ近傍に開口し、上端は反応容器１０７内において逆Ｕ字形に反転し、下向きに加熱皿１１２の略中央へ向けた噴射ノズル１０５ａを形成している。
【００４４】
貯蔵容器１０１の底部１０１ｂには、押圧ガス導入管１０６が挿通し気密的に取り付けられておりその上端１０６ａは貯蔵容器１０１の上方空間に開口し、押圧ガスｂが貯蔵容器１０１内に圧入されるようになっている。
【００４５】
また、反応容器１０７の上部は、反応容器１０７を密閉するフランジ１０７ａがボルト・ナット１０９で締結されており、フランジ１０７ａの略中央には、加熱分解装置１１１で生成された酸素ガスｃを取り出す酸素ガス導出口１１４が設けられている。１１５は、加熱皿１１２上で発生した酸素ガスｃに不純物が随伴されることを防止するため、酸素ガス導出口１１４と加熱皿１１２との間に噴射ノズル１０５ａをかわして設けられたフィルタである。
【００４６】
貯蔵容器１０１は、周囲にヒータ１０２と保温材１０３が備えられており、それらは装置全体の保温、温度管理の点から、反応容器１０７の加熱分解装置１１１の高さ位置近傍まで達するように上部へ延在してもよい。また、温度条件によっては反応容器１０７のさらに上部の周囲にも別途ヒータ１１８を設けてもよい。
【００４７】
上記の実施の第２形態においては、前述の実施の第１形態と同様の運転によって、同様に過塩素酸リチウムａから酸素ガスｃを生成させて、酸素ガスｃを多量に安定して連続的に取り出すことができるが、貯蔵容器１０１と反応容器１０７を一体の容器のように組み立てて構成するので、酸素発生装置としてはよりコンパクトで簡潔な構造とできるほか、配管等の外部露出が少なく放熱損失が少なく、ヒータの設置箇所が低減し、また必要とする加熱エネルギーも低減するので、熱効率がより向上する。
【００４８】
図４に基づき、本発明の実施の第３形態に係る酸素発生装置を説明する。図４は、本実施の形態の酸素発生装置の立面断面図である。図４の説明において、図１の実施の第１形態におけると同様の部分については同じ符号を付して対応を明らかにし、説明を省略し、異なる部分を主に以下説明する。
【００４９】
本実施の形態において、まず図１の実施の第１形態と異なるのは、反応容器７の、加熱分解装置２１１が、実施の第１形態の加熱分解装置１１と異なり、加熱皿２１２の下部に、二酸化マンガン（ＭｎＯ２　）等の触媒ｍを収納し過塩素酸リチウムを受け入れる触媒容器２１４を備え、その下にカートリッジヒータ２１３を備えた点であり、その他は実施の第１形態と同様である。
【００５０】
加熱皿２１２には、噴射ノズル１０ａから噴射された過塩素酸リチウムａを下方の触媒容器２１４へ流下させる複数の開口２１２ａが設けられ、触媒容器２１４の底部には生成した塩化リチウムｄを下方に落下させる複数の開口２１４ａが設けられている。
【００５１】
以上のような本実施の形態の酸素発生装置においては、噴射ノズル１０ａから噴射された過塩素酸リチウムａは、加熱皿２１２で加熱されつつその開口２１２ａを流下して触媒容器２１４内に受け入れられ、触媒容器２１４内の二酸化マンガン等の触媒ｍと接し、その触媒作用により、触媒なしの場合に比べ自己分解温度を低下させ、はるかに低温でも分解反応を起こし、酸素を生成する。
【００５２】
触媒ｍ共存時の過塩素酸リチウムａの分解温度は、約１９０°Ｃであり、約２５０°Ｃ低下させることができる。そのため、加熱分解装置２１１の分解開始温度を低く設定できるので、加熱のための必要エネルギーが低減し、熱の放熱損失も低減し、エネルギ効率がより向上する。
【００５３】
しかも、上記（１）式の発熱反応に変わりはなく、一旦分解反応が起きれば反応熱で加熱を維持できるので、加熱分解装置２１１は低い分解温度を維持することで実施の第１形態と同様の酸素生成を行なうことができる。
【００５４】
勿論、周囲の温度条件により放熱損失があり、また供給する過塩素酸リチウムａの量に加減変化がある等の運転条件によっては、所定の加熱を維持することが好ましいが、加熱分解装置２１１の加熱負荷は大きく低減できるものとなる。
【００５５】
なお、本実施の形態において、加熱分解装置２１１の触媒容器２１４は、図示のように加熱皿２１２の下部に備えるものでなく、加熱皿２１２の上部に備えたものであってもよく、過塩素酸リチウムａを受け入れ、触媒ｍと接触させ触媒作用を奏するようにしたものであればよい。
【００５６】
また、本実施の形態の、二酸化マンガン等の触媒ｍを内蔵させた加熱分解装置２１１は、実施の第１形態の加熱分解装置１１に代えて備えるだけなく、実施の第２形態の加熱分解装置１１１に代えて備えてもよく、同様の作用効果を加えて奏することができる。
【００５７】
以上、本発明を図示の実施の形態について説明したが、本発明はかかる実施の形態に限定されず、本発明の範囲内でその具体的構成に種々の変更を加えてよいことはいうまでもない。
【００５８】
例えば、装置構造の具体的細部の態様において図示のものに限定されるものではない。
【００５９】
また、酸素発生燃料は、各実施の形態における過塩素酸リチウムａに限られることはなく、塩素酸リチウムｇであっても酸素発生量において相対的に劣るものの本発明の酸素発生装置を構成できるものであり、また図２に例示されなかった酸素発生燃料によってもその特性が適すれば本発明の酸素発生装置を構成できるのである。
【００６０】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、酸素発生装置を、常温以上の融点と、同融点より高い分解温度を有し、分解により酸素ガスを発生する酸素発生燃料を内蔵して密閉する貯蔵容器と、同貯蔵容器内を前記酸素発生燃料の融点以上分解温度未満に加熱する第１のヒータと、同貯蔵容器内に押圧ガスを圧入する押圧ガス導入手段と、酸素ガスを取り出す酸素ガス導出部を備えて密閉された反応容器と、同反応容器内部に備えられ、加熱皿と第２のヒータを有し同第２のヒータにより前記酸素発生燃料の分解温度以上に加熱されるように設定された加熱分解装置と、前記貯蔵容器内の底部近傍に一端側が開口し、前記反応容器内の加熱皿に向けて下向きに設けられた噴射ノズルに他端側が連通する酸素発生燃料供給管とを備えてなるように構成したので、酸素発生燃料の貯蔵容器と反応容器とを分割し、個別に温度管理を行い、酸素発生燃料供給管で両者を接続し溶融した酸素発生燃料を押圧ガス導入手段によって反応容器に供給できるため、貯蔵容器においては運転開始前、運転開始後それぞれ安全で安定した好ましい状態で酸素発生燃料を保管、供給し、反応容器では必要とするだけの酸素発生燃料の供給を連続して受けて反応の暴走の恐れなく、安定した酸素ガスの発生を行なうことができるようになり、よって、簡潔で小容積の装置構成で、内蔵した酸素発生燃料の範囲において、連続して制御可能に酸素ガスを取り出すことができる。
【００６１】
（２）請求項２の発明によれば、請求項１に記載の酸素発生装置において、前記酸素発生燃料が過塩素酸リチウムであるように構成したので、請求項１の発明の効果に加え、酸素発生燃料の融点と分解温度の温度差が大きく貯蔵容器内で溶融した酸素発生燃料が温度制御等の不都合により酸素を分解発生させる可能性が低く安全であり、反応容器への供給過程での再凝固等の問題が避けられ、制御、ハンドリングが容易であり、また、酸素発生燃料の体積に対する発生酸素ガス体積は、液体酸素よりも大きいものとでき、極めて簡潔で小容積の装置構成で、連続して制御可能に多量の酸素ガスを取り出すことができ、より効率的な酸素発生装置となる。
【００６２】
（３）請求項３の発明によれば、請求項１または請求項２に記載の酸素発生装置において、前記貯蔵容器は、前記反応容器の下方に重ねて配置され同反応容器の底部によって密閉されてなるように構成したので、請求項１または請求項２の発明の効果に加え、反応容器と貯蔵容器を重ねて一体に組み立て構成するので、酸素発生装置をよりコンパクトに簡潔な構造とできるほか、配管等の外部露出が少なく放熱損失が少なく、ヒータの設置箇所が低減し、また必要とする加熱エネルギーも低減するので、熱効率がより向上する。
【００６３】
（４）請求項４の発明によれば、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の酸素発生装置において、前記加熱分解装置は、前記加熱皿の上部または下部に、二酸化マンガン等の触媒を収納し前記噴射ノズルから噴射された前記酸素発生燃料を受け入れる触媒容器を備えてなるように構成したので、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明の効果に加え、二酸化マンガンの触媒作用により、酸素発生燃料の分解温度が低下し、加熱分解装置の分解開始温度を低く設定できるので、加熱のための必要エネルギーが低減し、放熱損失も低減し、エネルギ効率がより向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１形態に係る酸素発生装置の立面断面図である。
【図２】酸素発生燃料の特性の説明図である。
【図３】本発明の実施の第２形態に係る酸素発生装置の立面断面図である。
【図４】本発明の実施の第３形態に係る酸素発生装置の立面断面図である。
【符号の説明】
１　　　　　　　　　貯蔵容器
１ａ　　　　　　　　フランジ
１ｂ　　　　　　　　底部
２　　　　　　　　　ヒータ
３　　　　　　　　　保温材
５　　　　　　　　　過塩素酸リチウム供給管
５ａ　　　　　　　　入口
６　　　　　　　　　押圧ガス導入口
７　　　　　　　　　反応容器
７ａ　　　　　　　　フランジ
８　　　　　　　　　保温材
１０　　　　　　　　噴射管
１０ａ　　　　　　　噴射ノズル
１１　　　　　　　　加熱分解装置
１２　　　　　　　　加熱皿
１２ａ　　　　　　　開口
１３　　　　　　　　カートリッジヒータ
１４　　　　　　　　酸素ガス導出口
１５　　　　　　　　フィルタ
１０１　　　　　　　貯蔵容器
１０１ｂ　　　　　　底部
１０２　　　　　　　ヒータ
１０３　　　　　　　保温材
１０５　　　　　　　過塩素酸リチウム供給管
１０５ａ　　　　　　噴射ノズル
１０６　　　　　　　押圧ガス導入管
１０６ａ　　　　　　上端
１０７　　　　　　　反応容器
１０７ａ　　　　　　フランジ
１１１　　　　　　　加熱分解装置
１１２　　　　　　　加熱皿
１１２ａ　　　　　　開口
１１３　　　　　　　カートリッジヒータ
１１４　　　　　　　酸素ガス導出口
１１５　　　　　　　フィルタ
２１１　　　　　　　加熱分解装置
２１２　　　　　　　加熱皿
２１２ａ　　　　　　開口
２１３　　　　　　　カートリッジヒータ
２１４　　　　　　　触媒容器
２１４ａ　　　　　　開口
【図１】
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【図２】
2004075411.tif 000004
【図３】
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【図４】
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