特許 5956585 ガス発生器及びガス発生方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5956585

(24)【登録日】2016年6月24日

(45)【発行日】2016年7月27日

(54)【発明の名称】ガス発生器及びガス発生方法

(51)【国際特許分類】

   B01J 7/00 20060101AFI20160714BHJP

   A62C 5/00 20060101ALI20160714BHJP

   A62C 13/22 20060101ALI20160714BHJP

   C06D 5/00 20060101ALI20160714BHJP

   C06B 31/28 20060101ALI20160714BHJP

   C06B 29/22 20060101ALI20160714BHJP

   C06B 31/02 20060101ALI20160714BHJP

   C06B 29/02 20060101ALI20160714BHJP

【ＦＩ】

   B01J7/00 A

   A62C5/00

   A62C13/22

   C06D5/00 Z

   C06B31/28

   C06B29/22

   C06B31/02

   C06B29/02

【請求項の数】14

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-534522(P2014-534522)

(86)(22)【出願日】2011年10月6日

(65)【公表番号】特表2015-501202(P2015-501202A)

(43)【公表日】2015年1月15日

(86)【国際出願番号】US2011055081

(87)【国際公開番号】WO2013052052

(87)【国際公開日】20130411

【審査請求日】2014年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】598174370

【氏名又は名称】オーバイタル・エイティーケイ・インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100140109

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 新次郎

(74)【代理人】

【識別番号】100075270

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 泰

(74)【代理人】

【識別番号】100101373

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 茂雄

(74)【代理人】

【識別番号】100118902

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 修

(74)【代理人】

【識別番号】100106208

【弁理士】

【氏名又は名称】宮前 徹

(72)【発明者】

【氏名】サンプソン，ウィリアム・ピー

【審査官】 松本 瞳

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１１−５００４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２１１１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１７７０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１３−５３８６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−２３７５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５２８３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３０３１８００（ＪＰ，Ｕ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ７／００− ７／０３

Ａ６２Ｃ ５／００，１３／２２

Ｃ０６Ｄ ５／００

Ｂ６０Ｒ ２１／１６−２１／３３

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

円筒形状の筐体を含むガス発生器を備えるガス発生器組立体であって、
前記筐体は、
横方向に近接し、横方向及び軸方向に支持された複数の円筒形状のガス発生ウェハのスタックであって、前記筐体の側壁と離間し当該側壁に接触することなく当該筐体内のチャンバ内に配置された、横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックと、
前記横方向に近接した複数のスタックの各々に近接し、前記筐体の一方の端部に近接した点火材料と、
前記点火材料に動作可能に関連付けされて、前記筐体の外部と連通可能な点火器と、
を含み、
前記横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックの少なくともいくつかは、近接する前記筐体の一方の端部から近接する前記筐体の他方の端部まで延在すると共に、横方向支持構造体によって横方向に支持され、
前記横方向支持構造体は、
各スタックの全長に沿って軸方向に延在し、
前記筐体の前記側壁の内側に向けて配置され、
それの周囲の少なくとも部分上で前記各スタックに接触し、
前記筐体内の回転動作に抗して各スタックを支持し、
前記横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックの少なくともいくつかは、前記各スタックのガス発生ウェハに接触する軸方向支持構造体によって各スタックの対向する端部でのみ軸方向に支持され、
編成された前記スタックを有する前記ガス発生ウェハは、結合して充分な塊を有し、点火時に前記チャンバ内で周囲を凌ぐ圧力を有するガスを生成し、
前記円筒形状の筐体は、前記筐体の前記他方の端部に近接した前記チャンバと連通している少なくとも１つの閉鎖した排気ポートを備え、
前記少なくとも１つの閉鎖した排気ポートは、前記チャンバ内で発生した環境圧力以上の所定の圧力に応答してガスを前記円筒形状の筐体の外部に開放するように構成された、ガス発生器組立体。

【請求項2】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
開放されるとき、前記少なくとも１つの排気ポートがその中と連通するガス放出構造体を更に備える、ガス発生器組立体。

【請求項3】

請求項２に記載のガス発生器組立体において、
前記ガス放出構造体は、前記少なくとも１つの排気ポートからのガスが通過する通路を提供するヒートシンク材料を含むヒートシンクチャンバを含む管状の筐体を更に備える、ガス発生器組立体。

【請求項4】

請求項３に記載のガス発生器組立体において、
前記ヒートシンク材料は、スチールショットを備える、ガス発生器組立体。

【請求項5】

請求項４に記載のガス発生器組立体において、
前記スチールショットは、前記管状の筐体の内部の軸方向に離間した２つの多孔支持部の間に含まれる、ガス発生器組立体。

【請求項6】

請求項５に記載のガス発生器組立体において、
前記多孔支持部の少なくとも１つの部分は、前記管状の筐体内部で軸方向に調整可能である、ガス発生器組立体。

【請求項7】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記軸方向支持構造体は、前記横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックの対向する端部に近接して配設されたスパイダを備え、
前記横方向支持構造体は、
前記横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックを横方向に取り囲むケージと、
側面上で前記スパイダのひとつに近接し、前記横方向に近接した複数のスタックに対向するリテーナリングと、
を備える、ガス発生器組立体。

【請求項8】

請求項７に記載のガス発生器組立体において、
各スパイダは、半径方向に延在する複数の脚部を備え、該複数の脚部は、該脚部の両端部の間の半径方向の位置でリングに固定され、
前記複数の脚部の内部端部は、中央開口部を形成し、
前記脚部の外側端部は、前記筐体の内径より小さい直径を画定し、
ひとつのスパイダは、前記筐体のひとつの端部に近接し、
前記ケージは、軸方向に離間した複数の支持リングを備え、
前記軸方向に離間した複数の支持リングは、軸方向に方向付けられ周方向に離間した複数の支持セグメントが固定され、
前記支持リングは、前記支持セグメントの端部から軸方向に離間し、
前記リテーナリングは、前記スパイダの前記ひとつと、前記筐体の対向する端部に近接するスパイダとの間に配設された、ガス発生器組立体。

【請求項9】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記ガス発生ウェハは、軸方向の中央開口部を更に備える、ガス発生器組立体。

【請求項10】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記ガス発生ウェハは、ＨＡＣＮ組成物を備える、ガス発生器組立体。

【請求項11】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックは、７個のガス発生ウェハのスタックを備える、ガス発生器組立体。

【請求項12】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記横方向に近接した複数のガス発生ウェハのスタックの少なくともいくつかは、前記チャンバ内で円周状に整列されている、ガス発生器組立体。

【請求項13】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記少なくとも１つの閉鎖された排気ポートを閉鎖する壊れ易い障壁を更に備え、
前記壊れ易い障壁は、前記チャンバ内で発生した環境圧力以上の所定の圧力に応答して壊れ、前記少なくとも１つの閉鎖された排気ポートを開放するように構成されている、ガス発生器組立体。

【請求項14】

請求項１に記載のガス発生器組立体において、
前記少なくとも１つの排気ポートと整合して固定された当該少なくとも１つの排気ポートのボア直径より小さいボア直径を有する交換可能なオリフィス板を更に備える、ガス発生器組立体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、様々な実施形態の中で、一般に、ガス発生ウェハの多数のスタックを共通の筐体内に備えたガス発生器組立体と、ガス発生器組立体の操作方法とに関する。発生器及び方法は、消火用途の使用のための特殊な用途を有する。

【背景技術】

【0002】

過去において、ハロンハロカーボンについては、消火に関連する広範囲の用途が見出されてきた。「ハロンハロカーボン」の用語は、概して、ハロアルカン、または、ハロゲノアルカン、結合した（ｌｉｎｋｅｄ）ハロゲンを備えるアルカンからなる化学化合物のグループを参照し、とりわけ、臭素含有ハロアルカンを指す。ハロンハロカーボンは、一般に、ほとんどのタイプの火災を消すのに効果的であり、非導電性であり、残留物の形成なしに急速に消散する傾向があり、限られた人体の露出（ｈｕｍａｎ ｅｘｐｏｓｕｒｅ）に対して比較的に安全である傾向がある。過去において、ハロカーボンハロン１３０１（ブロモトリフルオロメタン、ＣＢｒＦ₃）などのハロンハロカーボンは、典型的に水スプリンクラーシステムの適用があまり適切でない領域または建物、データおよびコンピュータセンタ、博物館、図書館、手術室、および、水ベースの抑制剤の適用が、電子機器、重要な記録文書収集などに取り返しのつかない損傷を結果的に生じさせ得る他の場所などの領域の中で、または、それらの領域のために、消火剤として有用であることが見出された。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許番号第５，４３９，５３７号

【特許文献2】米国特許番号第５，６７３，９３５号

【特許文献3】米国特許番号第５，７２５，６９９号

【特許文献4】米国特許番号第６，０３９，８２０号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ハロンハロカーボンは、大気に関してオゾン層を破壊する態様に起因して、環境に有害な影響を有することが見出されてきた。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の実施形態は、ガス発生器組立体及び操作方法を備える。

【0006】

ひとつの実施形態では、ガス発生器組立体は、筐体を含むガス発生器を備え、筐体は、横方向に近接し横方向及び軸方向に支持された複数のガス発生ウェハのスタックと、横方向に近接したスタックの一方の端部に近接した点火材料とを含む。点火材料に動作可能に関連付けされた点火器は、筐体の外部と連通可能である。筐体は、横方向に近接したスタックの反対側の端部に近接した少なくとも１つの閉鎖したポートを備え、少なくとも１つの閉鎖した排気ポートは、環境圧力以上の筐体内の圧力に応答して開放されるように構成された閉鎖部を有する。

【0007】

別の実施形態では、ガスを発生させる方法は、横方向に近接し、共通筐体内で横方向及び軸方向に支持された複数のガス発生ウェハのスタックを点火材料で実質的に同時に点火する工程と、ガス発生ウェハの燃焼によるガスの発生に応答して筐体内の圧力を増加させて、増加した圧力に応答して筐体の少なくとも１つのポートの閉鎖を開かせて筐体内から加圧したガスを開放する工程とを備える。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態によるガス発生器とガス放出構造体を含むガス発生器組立体の側面断面図である。

【図2A】ガス発生器の筐体内のガス発生ウェハのスタックを横方向に支持するケージの平面図である。

【図2B】ガス発生器の筐体内のガス発生ウェハのスタックを横方向に支持するケージの側面図である。

【図3A】ガス発生ウェハのスタックを軸方向に支持するガス発生器の筐体の対向する端部内での配置のためのスパイダである。

【図3B】ガス発生ウェハのスタックを軸方向に支持するガス発生器の筐体の対向する端部内での配置のためのスパイダリングである。

【図3C】ガス発生ウェハのスタックを軸方向に支持するガス発生器の筐体の対向する端部内での配置のためのスパイダの脚部である。

【図4】ガス発生ウェハのスタックを軸方向に支持するために、筐体内で一方の端部に近接して配置するリテーナリングの平面図である。

【図5】図２Ａ及び図２Ｂのケージであって、ガス発生ウェハのスタックのうち最下層のガス発生ウェハがケージの中に配設され、図３Ａのスパイダ上に置かれたケージの概観図である。

【図6】排気ポート上に固定された壊れ易い障壁とオリフィス板と拡散板とを有する排出ポートを示す図１のガス発生器の筐体の部分の一方の端部の拡大した側面断面図である。

【図7】冷却剤チャンバ内に配設された多量のヒートシンク材料を正確に変化させて軸方向及び横方向の拘束を可能にするために、軸方向に調節可能な多孔板を採用する図１のガス発生器組立体のガス放出構造体のヒートシンクチャンバの部分の別の実施形態の側面断面図である。

【図8】本開示の実施形態によるガス発生ウェハの概観図である。

【図9】図１及び図７のガス発生器組立体のガス放出構造体内に採用されるときの円形で多孔の支持板の部分の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

ガス発生器、その構成要素、及び、操作方法が、記述される。本開示のある特徴は、特に消火用途の使用に好適なガス発生器を特に参照するが、本開示は、消火用途に限定されない。

【0010】

以下に更に詳細に記述されるように、本開示の実施形態によるガス発生器は、発生器内で採用されるガス発生材料を横方向及び軸方向に支持する構造体を含み、他の方法では使用に先立ってガス発生材料の移動および崩壊を生じさせ得る振動等の力の副作用からガス発生材料を支持して、信頼性を高め、点火時にガス発生材料の燃焼速度を更に一定で反復可能に提供する。

【0011】

図１は、本開示の実施形態によるガス発生器組立体１０を記載する。ガス発生器組立体１０は、ガス発生器１２と、関連するガス放出構造体１３とを備える。

【0012】

ガス発生器１２は、閉鎖した端部を有する実質的に円筒形状の筐体１４を備え、一方の端部はベース板１６を備え、反対側の端部は、孔２２を通り、例えば溶接によって筐体１４に固定されたフランジ２６内の雌ねじ孔２４の中へと延伸する円周状に離間した複数のボトル２０によってそれぞれが固定されたカバー板１８を備える。気体気密の封止部は、筐体１４に面しているベース板１６とカバー板１８の表面の中の環状の溝部内に配設されたＯリング２８を使用して、ベース板１６とカバー板１８の各々の間に効果を生じる。筐体１４、ベース板１６、カバー板１８は、各々が、例えば、鋼材料などの金属材料を備える。繊維補強の複合材料や補強セラミック材料のような他の材料もまた、特殊な用途に好適であろう。組み立てられるとき、そのような構成要素は、チャンバＣを閉鎖し、ガス発生器１２の操作に関連して上昇した温度と圧力に耐える。筐体の一方の端部は筐体の実質的に円筒形状の部分と一体的に形成されることが考慮される。商業的な用途のために、筐体１４は、例えば溶接、圧着、接着剤の使用などで永久に封止されることが考慮される。

【0013】

ベース板１６は、中央に配置され、点火器３２の遠位端部がその中に突出する孔部３０を含み、点火器３２は、従来の設計であり、本発明の技術分野で周知なように電気的に点火される。孔部３０の外側部分は、点火器３２の固定に使用されるねじ等を備え、一方、孔部３０の内側部分は、拡大された直径を備え、点火器材料３４の顆粒やタブレット等の粒子を保持する。孔部３０の開口部は、そこを覆って固定されるカバー３６で覆われ、そこを通る複数の孔部３８を有する。

【0014】

軸方向の支持部構造体は、スパイダ４０の形態を有し（図３Ａから図３Ｃ）、筐体１４内のベース板１６に近接して配設される。スパイダのリング４２は、カバー３６を取り囲み、カバー３６の上方にクリアランスを提供する。スパイダの脚部４４は、リング４２のスロット４８と係合し、半径方向に外側に延在するスロット４６を備え、スロット４６は、チャンバＣ内でスパイダ４０を中心に集めるために、筐体１４の内径より僅かに小さい直径の長さを有する。リング４２内で延在する脚部４４の部分は、カバー３６がその中に突出する中央開口部５０を囲む。脚部４４とリング４２とは、例えば溶接で一緒に固定される。

【0015】

包含構造体、例えば、点火器材料５４の顆粒やタブレット等の粒子を含むアルミニウム材料でできており、カバー３６の直径より横方向にある程度大きいフォイルポーチ５２は、スパイダ４０に近接しており、ガス発生ウェハ５０の複数の（この実施形態では７個の）スタック５８の最下層のガス発生ウェハ５６の下に延在する。中央開口部５０は、点火器材料３４の燃焼によるエネルギがフォイルポーチ５２に到達し貫通して、点火材料５４の点火を可能にする。しかし、ガス発生ウェハは、発生するガスの量とガス発生器組立体１０の据付に利用可能な空間とを考慮して、ガス発生ウェハ５６の７個のスタック５８より少ない又は多いスタックが採用されることも可能であることが考えられる。例えば、ガス発生ウェハのより少ない数のスタック５８、例えば４個のスタックが採用され、ガス発生ウェハの中央のスタック５８が省かれる。点火器材料３４は、点火器材料５４と同じであり、各々は、例えば、Ｂ／ＫＮＯ₃を備える。更に、点火器材料３４と点火器材料５４とは、共通の包含構造体の中で結合され、直近に近接した点火器３２の部分の近接部を提供するように構成されている。例えば、包含構造体の部分は、中央開口部を通り、点火器３２に向けて、点火器３２に直近の近接部の中に突出する。

【0016】

ガス発生ウェハのスタック５８の各々の一方の端部はフォイルポーチ５２に近接し、ガス発生ウェハのスタック５８は横方向支持構造体によって横方向に支持され、横方向支持構造体は、軸方向に方向付けられ周方向に離間した、「Ｖ」字断面を有する支持セグメント６２を備えたケージ６０（図２Ａ、２Ｂ）の形態を有する。支持セグメント６２は、外方向に面を向け、例えば溶接によって軸方向に離間した上方及び下方の支持リング６４の内側表面に固定された山形鉄（angle iron）のセグメントを備える。上方及び下方の支持リング６４は、支持セグメント６２の端部から離間しており、支持セグメント６２の下方の端部は、スパイダ４０の脚部４４の間を延在する（図５）。支持セグメント６２は、近接して周方向に配列した６個のガス発生ウェハのスタック５８の使用に関連付けられた６０度の間隔で配設して示されるが、周方向に離間した６個より多い又は少ないガス発生ウェハのスタック５８が採用されれば、そのような支持セグメントの数と間隔は変化することを当業者は理解し評価するであろう。周方向に離間して並ぶタブ６６は、支持リング６４の外側表面から半径方向に突出し、タブ６６は、筐体１４のチャンバＣ内でケージ６０を中心に集めるために、実質的に円筒形状の筐体１４の内径より僅かに小さい直径の長さを有する。図１に示されるようなケージ６０は、ガス発生ウェハのスタック５８、２つの外側スタック５８の間に示される中央スタック５８を明瞭に見るためにいくつかの支持セグメント６２が省略されている。

【0017】

ガス発生ウェハのスタック５８は、実質的に円筒形状の構造を有し、中央の軸方向に延在する孔部Ａ（図８）を備える複数のガス発生ウェハ５６を備える。ガス発生ウェハはまた、スタック内で組み立てられたウェハ間のスタンドオフを提供して各ガス発生ウェハ５６のすべての表面の燃焼を容易にするために、ひとつの主要な面からの複数の突出部５７を含む。

【0018】

ガス発生ウェハの少なくともいくつかのスタック５８は、ケージ６０内で周方向に整列され、ガス発生ウェハの複数のスタック５８は、複数の例えば６個の周方向に整列された外側のウェハスタック５８によって取り囲まれた中央のウェハスタック５８を備える。周方向に整列されたガス発生ウェハのスタック５８の各々は、横方向支持構造体によって、図解した実施形態で更に特定すれば、山形鉄（angle iron）の端部によって、スタック（図５参照）の外部の少なくとも２つの点に沿って横方向に支持される。中央のウェハスタック５８は、取り囲んでいる周方向のウェハスタック５８との接触によって横方向に支持される。

【0019】

他のスパイダ４０’の形態を有する軸方向支持構造体は、ベース板１６に近接したスパイダ４０と同じ大きさと構造とを有し、スパイダ４０からウェハスタック５８の各々の反対側の端部に近接し、スパイダ４０に関して上記した方法で支持セグメント６２の上方部分とぴったりと収まる。追加の軸方向支持構造体は、例えばセグメント６２によって画定された内径よりも小さい直径を有するリテーナリング７０の形態を有し（図４）、ウェハスタック５８とは反対側の側面上のスパイダ４０’に近接して配置される。選択的には、リテーナリング７０は、チャンバＣ内でリテーナリング７０を中心に集めるために、リテーナリング７０の外部表面から半径方向に突出する周方向に離間して配置したタブ７２を備え、或いは、カバー板１８の内部表面内で類似の直径を有する溝部を使用することで中心に集められる。様々な軸方向高さを有するリテーナリング７０が採用され、高さは、所定の用途のために選択されるウェハスタック５８内のガス発生ウェハ５６の数に依存する。しかし、実質的に円筒形状の筐体１４の軸方向高さは、ウェハスタック５８の選択された高さや軸方向高さを有する他の構成要素に基づいて選択され、チャンバＣ内の自由な容積を最小化し、ガス発生ウェハ５６の点火時にチャンバＣ内の圧力上昇割合を高める。そのような場合、リテーナリング７０は、省かれることもある。

【0020】

スパイダ４０，４０’、ケージ６０、リテーナリング７０の構成要素は、金属材料、例えば鋼材料で形成される。

【0021】

カバー板１８が筐体１４に固定されるとき、ケージ６０、スパイダ４０，４０’、リテーナリング７０を組み合わせて使用することは、ガス発生器１２の取り扱い中や据え付け中にウェハスタックに損傷を与える振動や他の力に抗して、ガス発生ウェハのスタック５８を横方向及び軸方向に支持し、点火中及び燃焼中にガス発生ウェハのスタック５８を支持する。ウェハスタック５８で採用される異なる数のガス発生ウェハ５６の使用から結果として生じるスパイダ４０’とカバー板１８との間の軸方向の異なるギャップを橋渡しするために異なる高さを有するリテーナリング７０を使用することは、スタックの高さにもかかわらず、正確で信頼性を有する軸方向支持部を提供する。

【0022】

カバー板１８は、そこを通過するボア直径Ｂを有する少なくとも１つの排気ポート８０を備え、閉鎖部（拡大された図６参照）は、破裂ディスクとして構成された壊れ易い障壁８２の形態を取る排気ポート８０と関連付けられる。ボアＢの直径より小さいボア直径を有するオリフィス板８４は、排気ポート８０上に選択的に配置され、カバー板に固定される。壊れ易い障壁８２とオリフィス板８４とは、使用されれば、ボルト８６でカバー板１８に固定される。オリフィス板が採用されなければ、少なくとも１つの排気ポート８０に類似するボア直径を有する環状の押し付けカラー（hold-down collar）（不図示）が、壊れ易い障壁８２を固定するために採用される。オリフィス板８４の使用は、排気ポート８０の効率的な大きさの調節を可能にし、その結果、チャンバＣから放出されるガスの速度の調節を可能にし、チャンバＣ内で充分な圧力を維持し、ガス発生ウェハ５６の自己維持燃焼速度を確実にして、ガス発生器１２の所望の用途のためにチャンバＣからのガス排出速度を規制する。カバー板１８はまた、オリフィス板８４と拡散板（diffuser plate）８４ｄの両方をカバー板１８とスリーブ８７とに固定するために例えば細長ボルト８６ｅを使用して、オリフィス板８４の上方に取り付けられた拡散板８４ｄを選択的に担持し、スリーブ８７は、その中を細長ボルト８６ｅが延在し、オリフィス板８４の上方で拡散板８４ｄに空間を開けるために使用される。拡散板８４ｄの使用は、排気ポート８０から軸方向に方向付けられた加圧ガスＧの高エネルギの流れを効率的に遮蔽し、ポート上方のガス放出構造体１３の部分がガス流で損傷を受けることを防ぎ、以下に記述されるように、ヒートシンクチャンバを通るガス流の通過を拡散する。

【0023】

チャンバＣ内のガス発生材料の容積及び燃焼速度のために適切に選択されたオリフィスの大きさはまた、過度の内部圧力に起因してガス発生器１２の筐体１４が破裂する潜在性を最小化する。しかし、例えばカラー９４とボルト９６によって破裂ディスクや他の壊れ易い障壁９２が固定された１又は２以上の過圧開放ポート９０は、カバー板１８内に、筐体１４内に、或いは、所望であればベース板１６内に組み込まれる。もちろん、壊れ易い障壁９２の破裂圧力は、壊れ易い障壁８２の破裂圧力より大きくなるように選択され、望ましくない過圧状態がチャンバＣ内で発生しなければ、そして、過圧状態が発生するまで、後者が最初に壊れ、ガス発生器が適切に動作することを確実にする。もちろん、２以上のガス発生器ポート８０が採用されることもあり、単一の又は３以上の過圧開放ポート９０が採用されることもある。

【0024】

ウェハ５６内での使用に好適なガス発生材料のための組成物は、当業者に周知であり、発生するガスの意図された用途に依存して異なる。消火での使用のために、特に人が占有する領域での消火のために、ガス発生ウェハ５６のガス発生材料は、ヒンショーらによる、米国特許番号第５，４３９，５３７号、第５，６７３，９３５号、第５，７２５，６９９号、第６，０３９，８２０号に開示されるように、ＨＡＣＮ組成物であろう。これらの特許の各々の開示は、参照することでここに取り込む。ガス発生材料内で使用されるＨＡＣＮは、再結晶化され、約０．１％未満の活性炭や炭素を含む。ガス発生材料内で少ない量の炭素を維持することで、ＣＯ、ＣＯ₂やその混合物等の炭素含有ガスの量は、ガス発生材料の燃焼時に最少化される。代替的には、最大で約１％の活性炭や炭素を有する工業銘柄（technical grade）のＨＡＣＮが使用されるであろう。炭素含有ガスやＮＯ_xを含まないガス状燃焼生成物を生成する従来のガス発生材料もまた使用されることは考慮される。

【0025】

ＨＡＣＮ組成物や他のガス発生材料は、酸化剤、点火促進剤、バリスティック調整剤（ｂａｌｌｉｓｔｉｃ ｍｏｄｉｆｉｅｒ）、スラグ促進剤（ｓｌａｇ ｅｎｈａｎｃｉｎｇ ａｇｅｎｔ）、冷却剤、化学的消火剤、無機結合剤、有機結合剤の少なくとも１つ等の追加の原料を含む。例として、ＨＡＣＮ組成物は、酸化第二銅、二酸化チタン、硝酸グアニジン、硝酸ストロンチウム、及び、ガラスの少なくとも１つを含む。ガス発生材料で使用される多くの添加物は、多数の目的を有する。単に例示のために、酸化剤として使用される添加剤は、冷却特性、バリスティック調整特性、またはスラグ促進特性を、ガス発生材料に提供することが可能である。酸化剤は、ＨＡＣＮ内に存在する活性炭の酸化を促進するために使用され、或いは、ＨＡＣＮ内のコバルトに配位された（ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｄ）アンモニアグループの酸化を促進するために使用される。酸化剤は、硝酸アンモニウム、アルカリ金属硝酸塩、アルカリ土類金属硝酸塩、過塩素酸アンモニウム、アルカリ金属過塩素酸塩、アルカリ土類金属過塩素酸塩、過酸化アンモニウム、アルカリ金属過酸化物、又は、アルカリ土類金属過酸化物であってもよい。酸化剤はまた、限定しないが、塩基性硝酸銅（〔Ｃｕ₂（ＯＨ）₃ＮＯ₃〕）（「ＢＣＮ」）、Ｃｕ₂Ｏ、ＣｕＯを含む銅ベースの酸化剤のような遷移金属ベースの酸化剤であってもよい。酸化剤であることに加えて、銅ベースの酸化剤は、冷却剤、バリスティック調整剤、又は、スラグ促進剤として作用する。ガス発生８の燃焼時に、銅ベースの酸化剤は、金属コバルトや酸化コバルト等のコバルト燃焼生成物と混和できる金属銅や酸化第１銅等の銅含有燃焼生成物を生成する。これらの燃焼生成物は、ウェハ５６の燃焼面或いはその近くで溶ける溶融スラグを生成し、微粒子が形成されるのを防止する。銅ベースの酸化剤はまた、燃焼速度の圧力依存性を減少させて、ガス発生材料の圧力指数を低下させる。一般に、銅ベースの酸化剤を含むＨＡＣＮ含有ガス発生材料は、大気圧またはその付近で、更に容易に点火し更に迅速に燃焼する。しかし、圧力依存性が更に低いために、約２０．６９ＭＰａ（３０００ｐｓｉ）より大きいような極端に高い圧力ではそれほど迅速には燃焼しない。

【0026】

図解された実施形態では、ガス放出構造体１３は、ガス発生器１２から軸方向に延在し、実質的に円筒形状で管状の筐体１００を備え、筐体１００は、ガス発生器１２の近傍でそれの端部に環状フランジ１０２を有し、カバー板１８内の穴２２を通じて延在するボルト２０を使用してガス発生器１２に固定される。

【0027】

環状支持部１０４は、例えば溶接やボルトを使用してカバー板の上方で管状筐体１００内に固定される。多孔支持板１０６（図９）の形態を有する多孔ヒートシンク材料支持部は、支持部１０４の頂面から軸方向に延在する穴１１０の中に螺合する円周状に離間した複数のボルト１０８を使用して支持部１０４に固定される。支持ロッド１１１は、選択的には、多孔支持板１０６の下でカバー板１８に固定され、それの中央へと延在し、続けて記述されるように、上記したヒートシンク材料の重量のもとで曲がることを防止する。

【0028】

多孔支持板１０６’の形態を有する別の多孔ヒートシンク材料支持部は、多孔支持板１０６と同じ材料で形成され、同じ大きさを有し、多孔が多孔支持板１０６と同じ大きさと同じパターンを有するが、別の多孔ヒートシンク材料支持部は、支持板１０６、２つの多孔支持板１０６，１０６’、及び、ヒートシンクチャンバ１０８を提供するこれら２つの構成要素の間の管状筐体１００のセグメントの軸方向の上方に配設される。ヒートシンクチャンバＨＣは、ヒートシンク材料を含み、少なくとも１つの排気ポート８０を通じてガス発生器１０のチャンバＣから放出されガス放出構造体１３を通過するガスＧから熱を吸収する形態を有し、ガスがヒートシンク材料を通過するとき、多孔支持板１０６の下で望ましくない高い背面圧を生成することなくガスＧを冷却する。ひとつの好適なヒートシンク材料は、例えば多孔支持板１０６，１０６’内の穴径より大きい直径を有するスチールショットＳのような（ヒートシンクチャンバ１０８は動作のためにスチールショットＳで満たされるが、明瞭にするために図１ではいくつかだけが示されている）金属のペレットや粒子の形態を有し、そのような配置は、スチールショットＳ間にガスの通路を提供する。多孔支持板１０６の上方のヒートシンクチャンバ１０８内への出口管１１２の開口部は、キャップ１１４が除去されるとき、所望であれば、ヒートシンクチャンバからスチールショットや他のヒートシンク材料を除去するために使用される。ガス放出構造体の構成要素は、金属材料、例えば鋼材料で製造される。

【0029】

図１に示されるように、多孔支持板１０６’は、ボルト１１６によって管状筐体１００に固定され、管状筐体１００内で軸方向に複数の位置Ｐ１からＰ５で位置調節が可能である。ヒートシンクチャンバ１０８と、その結果としてのスチールショットＳの量は、排ガス中の充分な熱削減を有効にするために、所望なように変えられ、スチールショットの選択された量は、多孔支持板１０６，１０６’間のヒートシンクチャンバ内にぴったりと含まれる。

【0030】

図７は、ガス放出構造体１３のヒートシンクチャンバ部分の別の実施形態を示し、多孔支持板１０６’は、管状筐体１００内で軸方向に更に細かく調節可能である。図７の実施形態では、その中に軸方向スロット１２２を有する軸方向延在支柱１２０は、それの外径近くの多孔支持板１０６に固定され、ボルト１１６は、スロット１２２を通り、多孔支持板１０６’が軸方向に所望の位置に調節されるとき締結されるナット１１８へ延在する。例えば、多孔支持板１０６’は、ヒートシンクチャンバＨＣ内でスチールショットＳのコンパクトな塊を維持するために調節され、選択的には、ショット間の自由な空間を最小化するためにスチールショットＳが管状筐体内で揺すられた後に調節される。

【0031】

動作において、本開示の実施形態のガス発生組立体は、選択的には、当業者に周知なように、センサによって検出された望ましくない環境条件に応答して効果を発揮する点火器３２の動作によって起動し、或いは、そのような条件を検出した人によって手動で起動する。例えば、温度および煙センサは、手動スイッチが採用されるように、採用される。点火器３２が動作に入るとき、点火器３２は、ウェハスタック５８のガス発生ウェハ５６を順に、実質的には同時に点火する点火材料３４の点火を通じて、点火材料３４、５４を点火する。ガス発生材料が燃焼してガスを生成するとき圧力はガス発生器１２内で上昇し、ガス発生ウェハ５６の燃焼は自己抑制となり、壊れ易い障壁８２は、ガス発生器筐体１４の概ね所定の内部圧力で壊れ、この内部圧力は、ガス発生器１２を取り囲む環境の環境圧力より大きい。燃焼ガス発生ウェハ５６から発生したガスは、少なくとも１つの排気ポート８０を通ってガス放出構造体１３の中へ開放され、スチールショットＳを備えるヒートシンク材料を通じて流れ、実質的には、意図された目的のためにガス放出構造体１３の外へ流れる。

【0032】

本開示は、図解された実施形態を参照して記述されたが、限定されるものではない。本発明の技術分野の当業者は、以下の特許請求の範囲、及び、法上の均等物にだけ制限される本発明の範囲を逸脱することなく、図解された実施形態に対する追加や修正、実施形態からの削除がなされることを理解し評価するであろう。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】