[发明专利]用于使用离子液体的氧气发生器

说明书

本发明涉及一种用于生成氧气的设备，所述设备包括用于容纳用于生成氧气的组合物的至少一个反应室，所述组合物包含氧源制剂和离子液体制剂，所述氧源制剂包含过氧化物化合物，并且所述离子液体制剂包含具有阳离子和金属酸根阴离子的离子液体；用于维持所述氧源制剂和所述离子液体制剂彼此物理上分离的装置；用于建立所述氧源制剂和所述离子液体制剂的物理接触的装置；以及用于允许氧气离开所述反应室的装置。

本发明涉及用于生成氧气的设备。

人类在没有氧气的情况下无法生存。然而，在许多环境中，氧气供应不足或存在涉及氧气短缺的紧急情况，例如在潜水艇、矿井、太空舱以及空中飞机中。空气压力随着飞行高度的增加而降低，并且在许多飞行器，特别是远程飞行器的巡航高度处，人类不再有充足的氧气可用。因此，对飞行器座舱进行加压以便确保充足的氧气供应。在飞行器座舱突然减压的情况下，必须有可用的氧气面罩，其为机组人员和乘客提供氧气，直到飞机到达有充足氧气可用的飞行高度。

由这些应急系统提供的氧通常由所谓的“氯酸盐蜡烛”或“氧气蜡烛”产生。这些化学氧气发生器含有作为氧源的氯酸盐或高氯酸盐，以及各种添加剂诸如燃料、催化剂、粘合剂和调节剂。氯酸盐蜡烛常常呈圆柱形棒的形式，即它们具有与蜡烛相似的形状。氯酸盐蜡烛公开于例如WO 97/43210中。

尽管氯酸盐蜡烛被广泛使用，但它们需要发生氧气产生的高温。也就是说，在氯酸盐蜡烛中，氧气在450℃与700℃之间的温度下释放。因此，需要对氯酸盐蜡烛的有效热绝缘，这导致重量和尺寸上的罚分。此外，氯酸盐和高氯酸盐的分解往往产生毒性副产物，具体地氯气，而氯气必须从氧气流中除去，因此另外添加了尺寸和重量。此外，存在系统故障的风险。在氯酸盐蜡烛中，反应区通常是液态的，即从点火开始就存在行进穿过蜡烛的液区。在其他方面固体蜡烛中的液区使蜡烛明显地不稳定，使得机械冲击或甚至轻微的振动可能导致蜡烛部分分离，因此中断热传递并中止氯酸盐或高氯酸盐分解。在这种情况下，尽管氧气仍是极其需要的，但是氧气产生可能被中断。

不同类型的化学氧气发生器使用过氧化物作为氧源，所述过氧化物例如过碳酸钠、过硼酸钠或过氧化氢的脲加合物。过氧化物的分解产生氧气，并且可以通过使过氧化物化合物与适当的酶或过渡金属催化剂接触来开始分解反应。这种类型的化学氧气发生器公开于US 2 035 896、WO 86/02063、JPS 61227903和DE 196 02 149中。

所有这些已知的基于过氧化物的氧气发生器具有共同之处：它们使用水来提供过氧化物与催化剂之间的接触。不幸的是，水在0℃下冻结，并且因此低于0℃可能无法产生氧气。对于许多应急系统来说，这是不可接受的。水性体系的另一个缺点是过氧化物在水性溶液中的分解导致反应混合物的剧烈起泡。因此，含有基于过氧化物的氧气生成组合物的氧气生成设备必须具有复杂的结构。

将有益的是提供对以上概述的现有技术的至少一些问题的解决方案，并且提供用于生成氧气的设备，所述设备能够在宽的温度范围内(并且优选地包括冰点以下的温度)可靠且连续地产生可吸入氧气。所产生的氧气应处于低温，优选低于150℃下，并且进一步优选不含有毒或其他有害组分诸如氯气或一氧化碳。也将有益的是提供能够在延长的时间段内并且以显著流速产生氧气的设备。将进一步有益的是提供用于生成氧气的设备，所述设备具有最小空间需要并且质轻和结构简单。

本发明的示例性实施方案包括用于生成氧气的设备，所述设备包括用于容纳用于生成氧气的组合物的至少一个反应室，所述组合物包含氧源制剂和离子液体制剂，所述氧源制剂包含过氧化物化合物，并且所述离子液体制剂包含具有阳离子和金属酸根阴离子的离子液体；用于保持所述氧源制剂和所述离子液体制剂彼此物理上分离的装置；用于建立所述氧源制剂和所述离子液体制剂的物理接触的装置；以及用于允许氧气离开所述反应室的装置。

本发明的示例性实施方案还包括用于生成的氧气的设备的装料组分，所述装料组分包括氧气制剂和/或离子液体制剂，所述氧气制剂包含过氧化物化合物，所述离子液体制剂包含具有阳离子和金属酸根阴离子的离子液体。