化学的酸素発生器

化学酸素発生器は、化学反応によって酸素を放出する装置です。酸素源は通常、無機超酸化物^{[ 1 ]}塩素酸塩または過塩素酸塩です。発生器は通常、点火ピンで点火され、化学反応は通常発熱反応であるため、発生器は火災の危険性があります。過酸化カリウムは、ソ連の宇宙計画の初期の有人ミッション、緊急時に使用する潜水艦、消防士、および機雷救助の酸素源として使用されました。

商用航空機は、客室の気圧低下時に乗客を保護するために、緊急用酸素を供給します。化学式酸素発生器は、通常、酸素ボンベとしても知られる圧縮酸素ボンベを使用して供給されるコックピットクルーには使用されません。ナローボディ機では、座席列ごとに頭上の酸素マスクと酸素発生器が備えられています。DC -10やIL-96などの一部のワイドボディ機では、天井の高さが高いため、酸素発生器と酸素マスクは座席背もたれの上部に設置されています。減圧が発生すると、自動圧力スイッチまたは手動スイッチによってアクセスパネルが開き、マスクが解放されます。乗客がマスクを下に引っ張ると、保持ピンが外れ、酸素の生成が開始されます。

酸化剤のコアは塩素酸ナトリウム（Na Cl O ₃  ）で、これに5 %未満の過酸化バリウム（Ba O ₂）と1%未満の過塩素酸カリウム（K Cl O ₄）が混合されています。雷管内の爆薬は、スチフニン酸鉛とテトラゼン爆薬の混合物です。化学反応は発熱反応であり、発生器の外部温度は260 °C（500 °F）に達します。最低15分間酸素を生成します。^{[ 2 ] [ 3 ]} 2マスク発生器は直径約63 mm（2.5インチ） 、長さ約223 mm（8.8インチ）です。3マスク発生器は直径約70 mm（2.8インチ） 、長さ約250 mm（9.8インチ）です。          

1996年5月11日、誤って空の「酸素ボンベ」とラベル付けされた期限切れの発電機が不適切に輸送され、誤って作動したことが原因で、バリュージェット航空592便が墜落し、乗客乗員全員が死亡した。^{[ 4 ] [ 5 ]} 1986年8月10日、ATA航空131便のDC-10がオヘア空港に駐機中に大破した。原因は、修理工場へ貨物室で輸送されていた、破損したDC-10の座席の後ろに収納されていた酸素発生器が誤って作動したことだった。火災発生時、機内に乗客はいなかったため、死傷者は出なかった。^{[ 6 ] [ 7 ]}

塩素酸塩キャンドル、または酸素キャンドルは、塩素酸ナトリウムと鉄粉の混合物を含む円筒形の化学酸素発生器で、点火すると約600 °C (1,100 °F)でくすぶり、混合物 1 キログラムあたり約 6.5 人時の一定の速度で塩化ナトリウム、酸化鉄、および酸素を生成します。適切に保管すれば混合物の保存期間は無期限です。キャンドルは酸素出力の低下なしに 20 年間保管されています。熱分解により酸素が放出されます。燃焼する鉄が熱を供給します。反応温度を維持し、周囲の機器を保護するために、キャンドルは断熱材で包む必要があります。主要な反応は次のとおりです。^{[ 8 ]}  

2 NaClO ₃ → 2 NaCl + 3 O ₂

酸素キャンドルには、塩素酸カリウムや塩素酸リチウム、および過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸リチウムも使用できる。

一部の宇宙船で使用されているVika酸素発生器では、過塩素酸リチウムが酸素源です。400℃（750°F）で、その質量の60%を酸素として放出します。^{[ 9 ]}  

LiClO₄ _→ LiCl + 2 _O₂

技術の進歩により、空気が利用可能で、より高濃度の酸素が求められる場所で使用できる工業用酸素発生装置が開発されました。圧力スイング吸着（PSA）は、ガス分離のために分子ふるいを利用します。酸素発生の場合、ゼオライトベースのふるいは窒素を優先的に吸着します。酸素発生装置のふるい層に清浄で乾燥した空気を通すことで、酸素濃縮ガスが生成されます。 窒素分離膜装置も使用されています。

化学式酸素発生器は、航空機、消防士や鉱山救助隊員の呼吸装置、潜水艦など、長期保存可能な小型の非常用酸素発生器が必要とされるあらゆる場所で使用されています。通常、二酸化炭素を吸収する装置が内蔵されており、場合によっては水酸化リチウムを充填したフィルターが使用されています。1キログラムの水酸化リチウムは約0.5キログラムの二酸化炭素を吸収し_ます。

• 潜水艦では、自給式酸素発生装置（SCOG）が使用されている。
  • これらは、2011年3月にアメリカの原子力潜水艦USSニューハンプシャーが北極の氷冠の下で酸素発生器の故障に見舞われた際に、実際に使用された。^{[ 10 ]}
  • 2007年3月21日、北極海で原子力潜水艦HMSタイアレス（S88）  に乗っていたイギリス海軍の乗組員2名が、いわゆる酸素キャンドルによる爆発で死亡した。^{[ 11 ]} キャンドルは油圧オイルで汚染された可能性が高く、その混合物が燃焼するのではなく爆発したと考えられる。^{[ 12 ]}
• 自給式自救装置（SCSR）は、地雷からの脱出を容易にするために使用される。
• 国際宇宙ステーションでは、バックアップ供給源として化学酸素発生器が使用されています。Vika酸素発生器はそれぞれ、乗組員1人が1日分の酸素を生成できます。^{[ 13 ]}

• 酸素貯蔵
• SolidOx（溶接）