專利名稱：為飛機(jī)機(jī)組人員和乘客提供氧氣的呼吸氣體供應(yīng)回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呼吸氣體供應(yīng)回路，該供應(yīng)回^各用于保護(hù)飛機(jī)上 的乘客和機(jī)組成員，用于抵御在一較高的高度下的失壓和/或機(jī)艙產(chǎn)生 煙霧而造成的危險。在飛機(jī)上發(fā)生一失壓事故或產(chǎn)生煙霧時，為保證所述乘客和機(jī)組 人員的安全，航空條例要求所有航班都必須載有安全氧氣供應(yīng)回路， 該供應(yīng)回路能為每位乘客和機(jī)組人員提供隨著機(jī)輪高度而變化的氧 氣流量。在失壓事故發(fā)生后，所述機(jī)艙高度接近于飛行高度。通過機(jī) 艙高度，我們可以了解該機(jī)艙高度與機(jī)艙內(nèi)維持的增壓大氣壓力相一 致。在一增壓機(jī)艙中，機(jī)艙高度值不同于所述飛行高度，該飛行高度 是飛機(jī)實際的物理高度。給定機(jī)艙高度要求的最小氧氣流量 一般取決于所述飛機(jī)的性質(zhì)，如是民用飛機(jī)或軍事飛機(jī)、以及所述保護(hù)的持續(xù)時間和等級，例如 緊急下降、彈射、續(xù)航能力等。一種現(xiàn)有的用于飛機(jī)的乘客和/或機(jī)組人員的供應(yīng)回路通常包括- 一可吸入氣體來源，如氧氣；-至少一個與所述可吸入氣體來源連接的供應(yīng)管；- 一連接于所述供應(yīng)管的調(diào)節(jié)裝置，用于控制所述可吸入氣體的 供應(yīng)；- 一適于佩戴于一乘客或機(jī)組人員面部的呼吸裝置。該呼吸裝置 與所述供應(yīng)管連接，并包括一個外界空氣的進(jìn)口。所述呼吸裝置為所 述乘客或機(jī)組人員提供一可供呼吸的呼吸氣體，所述呼吸氣體對應(yīng)于 外界空氣和/或可吸入氣體。所述可吸入氣體來源可以是加壓氧氣瓶、化學(xué)發(fā)生器、機(jī)載氧氣 發(fā)生系統(tǒng)(OBOGS)、或任何常見的氧氣來源。所述呼吸氣體一般通過一呼吸裝置輸送給所述乘客或機(jī)組人員，該呼吸裝置可以是一呼吸面 具、 一插管或其它形式。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)上貯存氧氣的需要導(dǎo)致了包括一需求調(diào)節(jié)器的呼吸面具 的發(fā)展，以及利用外界空氣進(jìn)行氧氣稀釋(通過混合裝置)的發(fā)展。 這樣的需求調(diào)節(jié)器一般供機(jī)組人員使用，并且該需求調(diào)節(jié)器可以是文獻(xiàn)FR 2,781,381或FR 2,827,179中描述的一種氣動需求調(diào)節(jié)器，或文 獻(xiàn)WO2006/005372中描述一種電氣動需求調(diào)節(jié)器。根據(jù)飛行狀況， 這樣的呼吸面具被當(dāng)作 一 個預(yù)防措施而被佩戴，或發(fā)生緊急狀況時被 佩戴，如失壓事故。在一種現(xiàn)有的需求調(diào)節(jié)器中，所述氧氣流量與所述面具佩戴者的 吸入需求相關(guān)。在每次的吸入周期中，呼吸氣體被輸送給所述面具佩 戴者，該呼吸氣體包括可吸入氣體與外界空氣的混合物。所述呼吸氣 體合適的氧含量被用來補(bǔ)償在外界機(jī)艙壓力中的任何下降。所述術(shù)語 "稀釋"一般指高濃縮氧氣或純氧氣氣體與外界空氣或稀釋空氣相混合。航空條例(FAR)通過所述機(jī)艙壓力(或機(jī)艙高度)，進(jìn)一步規(guī)定 了所述呼吸氣體的最小氧含量?，F(xiàn)有的需求調(diào)節(jié)器，不管是基于氣動的或電氣動的，通常都是復(fù) 雜的裝置，該設(shè)備需要復(fù)雜調(diào)整與調(diào)節(jié)，或特定軟件開發(fā)(當(dāng)涉及到 電子設(shè)備時)，因為它們需要隨著所述周圍機(jī)艙壓力，連續(xù)不斷地調(diào) 節(jié)所述呼吸氣體的氧含量。此外，氣動裝置的稀釋通?；谝晃氖瞎?(Ventur)系統(tǒng)，這樣的氣動裝置的稀釋會導(dǎo)致在可吸入氣體來源中 產(chǎn)生的壓力損失。因此，具有這樣的需求調(diào)節(jié)器的所述呼吸面具與低 壓可吸入氣體來源不匹配?，F(xiàn)在，需要能與低壓氣體來源一起使用的一種呼吸面具。還需要 一更為簡單的呼吸面具，所述面具需要更少調(diào)整或軟件的開發(fā)，并且 該呼吸面具能夠被乘客和機(jī)組人員(下文稱為終端用戶)實際使用。進(jìn) 一步需要能與這樣的面具一起使用的一呼吸氣體供應(yīng)回路。另外，由于現(xiàn)有的需求調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)困難，因此一個保守的余量(conservative margins )被考慮以確保FAR的最小氧含量。因此，被 需求調(diào)節(jié)器輸送的實際氧含量顯著大于FAR數(shù)據(jù)，導(dǎo)致更高的耗氧量。此外，在緊急情況下，保護(hù)乘客的呼吸裝置通常是簡單的裝置， 并且一般只為乘客提供連續(xù)的可吸入氣體流。這種方法顯著提高了可 吸入氣體的需求量，導(dǎo)致高耗氧量。另外現(xiàn)在還需要進(jìn)一步的節(jié)約氧氣，無論所述氧氣來自發(fā)生器或 加壓源，機(jī)上氧氣質(zhì)量與乘客和機(jī)組人員的預(yù)計需求量直接相關(guān)。對 實際需求的氧氣供應(yīng)的任何優(yōu)化，都會使得氧氣源更加輕便，并且降 低所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)和燃料消耗的限制。因此，還需要發(fā)明一種供應(yīng)回路，該供應(yīng)回路能夠為一終端用戶 提供一種更接近于所述航空條例的可吸入氣體含量的呼吸氣體，用于 確保最優(yōu)化的氧氣來源。發(fā)明內(nèi)容為此目的，本發(fā)明提供了根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于載有乘 客和機(jī)組成員的飛才幾機(jī)艙的呼吸氣體供應(yīng)回路，才艮據(jù)斥又利要求13所 述的一種呼吸面具，以及根據(jù)權(quán)利要求24所述的一種載有乘客和/或 機(jī)組人員1的飛機(jī)機(jī)艙的提供呼吸氣體的方法。由于外界空氣的進(jìn)口或可吸入氣體進(jìn)口只有一個開啟，這樣的系 統(tǒng)能選擇性地向所述終端用戶只提供外界空氣或只提供可吸入氣體。 本發(fā)明基于申請人在有限次數(shù)的呼吸周期中的研究結(jié)果，所述終端用 戶對所述呼吸氣體中氧含量的變化不敏感。這種呼吸周期的次數(shù)一般 取決于所述終端用戶所處的環(huán)境，特別是外界壓力，在所述呼吸周期 中被保護(hù)的終端用戶生理上對可吸入氣體含量的變化不敏感。根據(jù)本發(fā)明所述的供應(yīng)回路，由于不需要外界空氣和可吸入氣體 進(jìn)行混合，從而獲得了更為簡單的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠與低壓可吸入氣 體一起工作，而在緊急情況中，如一失壓事故，不會影響對終端用戶的保護(hù)。這種簡單供應(yīng)回路對機(jī)組人員和乘客都適于^f吏用。


通過下述特定實施例的描述，如給出的非限定性示例，本發(fā)明的上述及其它技術(shù)特征將，將會更加明晰。所述描述參考下述附圖 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一用于載有乘客和機(jī)組人員的飛機(jī)的呼吸氣體供應(yīng)回路的示意圖；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一用于載有乘客和機(jī)組人員的飛機(jī)的呼吸氣體供應(yīng)回路的示意圖；以及圖3示出了根據(jù)本發(fā)明第三實施例的一用于載有乘客和機(jī)組人員的飛機(jī)的呼吸氣體供應(yīng)回路的示意圖。
具體實施方式
圖l示出，根據(jù)本發(fā)明的供應(yīng)回路包括一可呼吸氣體來源5,圖 中以兩個氧氣罐Rl和R2表示。每個氧氣罐在它們各自的出口處有 一減壓閥，用于通過一供應(yīng)管20為所述飛機(jī)上的所述乘客和機(jī)組人 員l輸送所述可吸入氣體。其它可吸入氣體來源也可以#1用于根據(jù)本 發(fā)明的供應(yīng)回路中。所述供應(yīng)管延伸至一呼吸裝置，下文被描述為一呼吸面具50,該 呼吸裝置適于佩戴在所述終端用戶的面部。如下所述，該呼吸面具被 描述為是例如，但不限于一個帶有需求調(diào)節(jié)器6的面具。一外界空氣的進(jìn)口 40被設(shè)置于所述呼吸面具50上，使得外界空 氣進(jìn)入一腔35中。所述腔向所述面具出口 42才是供一呼吸氣體，該呼 吸氣體可選擇的對應(yīng)于所述可吸入氣體和所述外界空氣。當(dāng)所述面具 用于所述乘客面部時，該用于供吸入的呼吸氣體通過面具50供應(yīng)給 所述機(jī)組人員或乘客1。所述腔35還被用作從所述面具出口 42呼出氣體的容器。所述呼出氣體通過一呼氣岡8排出所述腔，當(dāng)所述腔35的內(nèi)部 壓力增大到大于一預(yù)定值時，該呼氣閥開啟。所述可吸入氣體通過連接所述供應(yīng)管20的所述需求調(diào)節(jié)器6，進(jìn) 入所述混合腔35中。所述需求調(diào)節(jié)器6包括一第一驅(qū)動裝置60，用 于至少部分開啟或關(guān)閉所述可吸入氣體的供應(yīng)。所述第一驅(qū)動裝置60 可以是，例如一電閥。如圖1所示的一需求調(diào)節(jié)器的示例，所述第一 驅(qū)動裝置60是一調(diào)節(jié)裝置，用于控制進(jìn)入所述面具50的可吸入氣體 的供應(yīng)。所述需求調(diào)節(jié)器通過進(jìn)口 44與所述腔35連接。在所述供應(yīng)回路中， 一第二驅(qū)動裝置4被進(jìn)一步設(shè)置于所述外界 空氣的進(jìn)口 40上，用于至少部分開啟或關(guān)閉外界空氣的進(jìn)口 。根據(jù) 所述供應(yīng)回路的一個實施例，所述第二驅(qū)動裝置4是一個開/關(guān)驅(qū)動裝 置，例如， 一個開/關(guān)型電石茲閥。所述第一驅(qū)動裝置60和第二驅(qū)動裝置4均被操作，使得在每一 時刻，所述第一和第二驅(qū)動裝置中至少有一個是關(guān)閉的。這樣的特征 允許所述系統(tǒng)執(zhí)行只供應(yīng)可吸入氣體階段，或只供應(yīng)外界空氣階段。這樣一個供應(yīng)系統(tǒng)一般能夠彌補(bǔ)所述機(jī)艙壓力的任何變化。根據(jù) 所述回路的一個實施例，所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置至少隨著 所述機(jī)艙壓力的函數(shù)而被操作。為此， 一第一壓力傳感器9被設(shè)置于所述機(jī)艙內(nèi)，用于測量機(jī)艙 壓力(比如以hPa (百帕斯卡)為單位)，該測量數(shù)據(jù)等于上文定義 的機(jī)艙高度(通常以英尺為單位)。所述機(jī)艙壓力傳感器9將一代表 所述機(jī)艙壓力的機(jī)艙壓力信號提供給一 電子電路2。根據(jù)所述供應(yīng)回路的實施例，所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置 通過控制信號被操作，該控制信號至少是所述機(jī)艙壓力的函數(shù)，并且 該控制信號由所述電子電路2所提供。所述壓力傳感器9是所述飛機(jī)內(nèi)可以使用的壓力傳感器之一，其 數(shù)值由于連接到飛機(jī)總線上而可以使用?；蛘撸瑸榇_保一獨立于所述 飛機(jī)總線系統(tǒng)的可靠的所根據(jù)所述供應(yīng)回路的一個實施例，所述調(diào)節(jié)裝置60由所述電子電路2提供的一第一控制信號CS1驅(qū)動。所述電子電路精確產(chǎn)生被發(fā) 送至調(diào)節(jié)裝置60的所述控制信號CS1。驅(qū)動裝置4由電子電路2提 供的一控制信號CS2驅(qū)動。因此，驅(qū)動裝置60和驅(qū)動裝置4分別由 控制信號CS1和CS2驅(qū)動，所述控制信號至少是所述機(jī)艙壓力的函 數(shù)。這樣的實施例允許所述驅(qū)動裝置的獨立控制，用于允許只供應(yīng)可 吸入氣體階段、或只供應(yīng)外界空氣階段、或供應(yīng)所述兩種氣體混合物 階段。所述供應(yīng)回路的功能如下。通過讀取由壓力傳感器9提供的所述 機(jī)艙壓力信號，電子電路2確定所述呼吸氣體中可吸入氣體的比率(通 常稱之為F^2),例如，針對當(dāng)前座艙壓力值根據(jù)航空條例FAR而 確定。其它參數(shù)也可以被考慮，用于確定所述比率。為了代替如現(xiàn)有 裝置中的使用調(diào)節(jié)裝置6來輸送一符合所述比率的外界空氣和可吸入 氣體的混合物，所述電子電路2確定兩個時間間隔，；故稱為第一時間 間隔Tl和第二時間間隔T-T1。所述第一時間間隔Tl對應(yīng)于將"只 有可吸入氣體"供應(yīng)給所述呼吸裝置，而所述第二時間間隔T-T1對 應(yīng)于只供應(yīng)外界空氣。所述第 一 時間間隔與第二時間間隔的總和T是 一時間段，在此時間段中，所述終端用戶生理上對所述F:02的變化不 敏感。所述時間間隔Tl和T-T1可以被表示成若干個呼吸周期。所述時間間隔使得，所述T1時間間隔內(nèi)輸送的可吸入氣體的量 與在T-T1時間間隔內(nèi)輸送的所述外界空氣的量的比值對應(yīng)于上文所 述的比率&02。該方法是基于申請人的研究結(jié)果，該結(jié)果為在所述有 限時間間隔T內(nèi)，所述終端用戶對所述可吸入氣體含量的變化是不敏 感的。無論-呼吸氣體以合適的比率F!02輸送； 或-首先在Tl時間間隔內(nèi)只提供可吸入氣體，隨后在T-T1時間間 隔內(nèi)只提供外界空氣，使得在所述時間T內(nèi)滿足F:02;如果所述時間段T是有限的，則從生理學(xué)觀點來看，對所述終端用戶來說，其結(jié)果是等效的。所述時間段T可以通過測試和實驗確定， 例如通過監(jiān)測Pa02 (動脈血中的氧分壓)，用來避免任何不必要的 低水平值。才艮據(jù)該方法，所述時間間隔Tl和T-T1可以長于一次吸氣的時間 間隔，這也就是說，在一次吸氣時間間隔中，吸入的氣體只包括可吸 入氣體或外界空氣。計算所述時間間隔后，在一相當(dāng)于所述第 一時間間隔Tl的時間 段內(nèi)，所述電子電路2關(guān)閉所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置中的一 個，同時開啟另一個。然后在所述時間段后，在一相當(dāng)于所述第二時 間間隔T-T1的連續(xù)時間^:內(nèi)，所述電子電^各2開啟所述^皮關(guān)閉的驅(qū) 動裝置，同時關(guān)閉所述被開啟的驅(qū)動裝置。在所述時間段T內(nèi)的每一 時刻，所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置中只有一個是開啟的。所獲 得的呼吸氣體供應(yīng)周期包括一個只供應(yīng)可吸入氣體階段和一個只供 應(yīng)外界空氣階段。所述回路可以從前者或后者開始運(yùn)行。在相當(dāng)于總時間間隔T的所述時間段結(jié)束后，上述調(diào)節(jié)器重新確 定第一時間間隔和第二時間間隔。在時間間隔T結(jié)束時，電子電路2至少通過機(jī)艙壓力傳感器9傳 來的最新信息，計算出所述可吸入氣體的新比率Ft02。然后，Tl和 T-T1的新值;故計算出來，使得下一個呼吸氣體供應(yīng)周期可以如前所 述進(jìn)行。根據(jù)所述供應(yīng)回路的一個實施例，所述第一時間間隔Tl和第二 時間間隔T-T1大體對應(yīng)于佩戴所述呼吸裝置的所述終端用戶的整數(shù) 個呼吸周期，分別為Nl和N-N1。每個呼，吸周期可以^皮定義成一個吸 氣階段和一個呼氣階段。N為所述呼吸周期的次數(shù)，在該次數(shù)中，所述終端用戶生理上對所述F^2的變化不敏感。為此， 一第二壓力傳感器7被設(shè)置于所述呼吸裝置上，用于探測 佩戴所述呼吸裝置的所述終端用戶的呼吸周期的特征。而且，所述電 子電路2通過第二壓力傳感器7可以適于計算呼吸周期。例如，所述計算可以基于在呼吸周期中的所述吸氣階段導(dǎo)致的壓力降低和/或在 所述呼氣階段導(dǎo)致的壓力升高。因此，在N1個呼吸周期中，只有可
吸入氣體一皮供應(yīng)給所述終端用戶。在接下來的N-N1個周期中，只有 外界空氣被供應(yīng)給所述終端用戶。在第N次呼吸周期(或者之前)的 呼氣階段中，電子電路2計算出新的F:02的數(shù)值，使得下一個調(diào)節(jié)程 序可以進(jìn)4亍。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的供應(yīng)回路，驅(qū)動裝置4和60可以正常的 開啟或關(guān)閉，可以是雙穩(wěn)態(tài)或單穩(wěn)態(tài)，或可以一皮如圖2所示的一特有 的控制裝置驅(qū)動，所述控制裝置在下文將會詳述。
才艮據(jù)所述供應(yīng)回路的一個實施例，為進(jìn)一步加強(qiáng)對所述終端用戶 的安全，當(dāng)由第一傳感器9提供的機(jī)艙壓力信號的變化 一旦超出給定 安全偏差時，所述第一時間間隔和第二時間間隔都,皮重新確定，這可 以發(fā)生在總時間間隔T結(jié)束之前。
所述閥門8可以被置于所述供應(yīng)回路中，或由所述驅(qū)動裝置4替 代，當(dāng)一個呼氣階段被第二壓力傳感器7檢測到時，所述驅(qū)動裝置4 被電子電路2驅(qū)動開啟。
上述根據(jù)本發(fā)明的供應(yīng)回路的調(diào)節(jié)器允許 一 個更為經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)。 實際上，與現(xiàn)有的稀釋技術(shù)相比，只供應(yīng)可吸入氣體階段與只供應(yīng)外 界空氣階段的交替進(jìn)行能更好地控制可吸入氣體的供應(yīng)，在所述現(xiàn)有 的稀釋技術(shù)中，需要考慮一個很大的佘量，用于確保達(dá)到FAR的最 低要求。所述稀釋有效地被可控的、交替進(jìn)行的只供應(yīng)外界空氣階段 和只供應(yīng)可吸入氣體階段替代，其結(jié)果使得呼吸氣體的供應(yīng)更接近于 FAR曲線。
根據(jù)圖2所示的所述供應(yīng)回路的第二實施例，用同樣的參考號表 示上文所述的同樣的元件。
第一驅(qū)動裝置11被設(shè)置于所述外界空氣的進(jìn)口 40處，而第二驅(qū) 動裝置12被設(shè)置在所述需求調(diào)節(jié)器6的上游。所述供應(yīng)回路還進(jìn)一 步包括第三驅(qū)動裝置10,該第三驅(qū)動裝置由一控制信號操作，所述控 制信號至少是所述機(jī)艙壓力的函數(shù)，所述控制信號由電子電路2提供。如所述第一實施例，第一壓力傳感器9被設(shè)置于所述機(jī)艙內(nèi)，用于測 量所述機(jī)艙壓力，并且將 一代表機(jī)艙壓力的機(jī)艙壓力信號傳遞給所述 電子電路。根據(jù)第二實施例，所述第一驅(qū)動裝置11和第二驅(qū)動裝置
12氣動連接于所述第三驅(qū)動裝置10,該第三驅(qū)動裝置可以是一電力
4空制閥，例3口， 一電》茲閥。
根據(jù)第二實施例，所述第一驅(qū)動裝置11和第二驅(qū)動裝置12是氣 動裝置，通常其中一個關(guān)閉時另一個開啟。而且，所述電子電路2通 過讀取由傳感器9提供的所述機(jī)艙壓力信號，以及計算出前述的可吸 入氣體的比率，確定第一時間間隔Tl和第二時間間隔T-T1。在一相 當(dāng)于T1的時間段內(nèi)，所述第三驅(qū)動裝置IO并不被運(yùn)行。所述第一驅(qū) 動裝置和第二驅(qū)動裝置維持在正常狀態(tài)，即開啟或關(guān)閉。
所述正常開啟的第一驅(qū)動裝置或第二驅(qū)動裝置分別允許可吸入 氣體或外界空氣進(jìn)入所述混合腔35。在所述隨后的時間間隔T-T1內(nèi)， 所述第三驅(qū)動裝置10被電子電路2操作，使得關(guān)閉所述正常開啟的 驅(qū)動裝置，并且開啟所述正常關(guān)閉的驅(qū)動裝置。因此，在每一時刻所 述第一驅(qū)動裝置11和第二驅(qū)動裝置12中只有一個是開啟的。
由于各自的活塞裝置110和120，所述驅(qū)動裝置11、 12可以由所 述第三驅(qū)動裝置10進(jìn)行氣動地操作。更具體地，所述活塞組件110 和120被可操作地(operatively)，即氣動地，分別連接于驅(qū)動裝置 10和20。根據(jù)所述供應(yīng)回路的第二實施例，所述第一驅(qū)動裝置和第 二驅(qū)動裝置實際上是間接地(通過所述第三驅(qū)動裝置)至少通過所述 機(jī)艙壓力的函數(shù)而被操作。
例如，每個活塞裝置包括一滑岡腔(piston chamber),該滑閥腔可 以被連接至所述大氣或其它具比所述大氣高的壓力級別的氧氣來源。 為此，驅(qū)動裝置IO還被連接至所述供應(yīng)管20。由于所述驅(qū)動裝置10 與兩個滑閥腔都連接，它用來將所述滑閥腔內(nèi)的壓力從外界空氣的壓 力水平轉(zhuǎn)換到可吸入氣體的壓力水平。
在所述呼吸氣體供應(yīng)周期的一個階段中，所述活塞裝置110和 120的滑閥腔被連接至所述大氣，即所述第三驅(qū)動裝置10并非由電子電路2操作和/或不連接至大氣。所述第一驅(qū)動裝置ll和第二驅(qū)動裝 置12處于它們的初始狀態(tài)(其一正常開啟而另一個正常關(guān)閉)。只
有所述正常開啟的驅(qū)動裝置允許氣體進(jìn)入腔35中。在所述所獲得的 呼吸氣體供應(yīng)周期的另一個階段中，第三驅(qū)動裝置IO通過來自電子 電路2的一個信號連接至所述供應(yīng)管20，并且活塞裝置擴(kuò)張，使得驅(qū) 動所述正常開啟的驅(qū)動裝置進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，而驅(qū)動所述正常關(guān)閉的驅(qū) 動裝置進(jìn)入開啟狀態(tài)。另一種氣體被送入腔35中。在每一時刻，可 吸入氣體和外界空氣中只有一種被送入腔35中。
如果在很高的巡航高度發(fā)生突發(fā)失壓事故時，只啟動氧氣周期的 呼吸氣體的供應(yīng)是可取的。純氧氣的周期數(shù)應(yīng)當(dāng)足以保證所述機(jī)組人 員和乘客的安全。上述經(jīng)濟(jì)的調(diào)節(jié)方法將在飛機(jī)到達(dá)其改航高度 (diversion altitude)時被執(zhí)行，該改航高度是飛機(jī)在發(fā)生所述事故后必 須返回到的一較低高度。
PID ( proportional, integral, derivative: 比侈'J、積、分、樣么分)才莫^: 可以被包含在電子電路2中，用于產(chǎn)生精確所述控制信號，所述驅(qū)動 信號用來驅(qū)動所述不同驅(qū)動裝置。
客使用的具有連續(xù)流量調(diào)節(jié)器的面具或呼吸面具。
圖3示出了一第三實施例，其中與上述其它實施例中同一種或同 樣的元件具有同樣的參考號。
所述腔35通過其進(jìn)口 40接收外界空氣。所述進(jìn)口 40的開關(guān)通 過如上述實施例中的驅(qū)動裝置4控制。所述驅(qū)動裝置4通過控制信號 CS2被操作，該控制信號CS2至少是所述機(jī)艙壓力的函數(shù)，并且該控 制信號CS2由所述電子電路2所提供。如前所述的電子電路2從所述 壓力傳感器9處接收到一機(jī)艙壓力信號，并從所述第二壓力傳感器7 處接收到 一 腔內(nèi)壓力信號。所述電子電路2使用所述腔內(nèi)壓力信號監(jiān) 測所述終端用戶1的呼吸節(jié)奏(breathing rhythm )。
根據(jù)第三實施例，所述需求調(diào)節(jié)器6與所述可吸入氣體的所述供 應(yīng)管20直接連接，并且作為開/關(guān)裝置使用。該實施例中所述供應(yīng)回路的操作基于這樣的事實，即所述調(diào)節(jié)需 求器通常處于關(guān)閉狀態(tài)，并在呼吸階段中打開，在該階段中，所述腔
35的內(nèi)部壓力低于一預(yù)定壓力值Pb。所述需求調(diào)節(jié)器6包括一個連 接隔膜82的閥。所述隔膜將壓力為恒定值Pb的第一區(qū)84與壓力值 為Pa的第二區(qū)86分隔開。
由于所述區(qū)86連接至所述呼吸裝置，所述壓力值隨所述終端用 戶的呼吸而變化。當(dāng)所述終端用戶吸氣，并且進(jìn)口 40關(guān)閉時，所述 壓力Pa降低，而當(dāng)所述用戶呼氣時，所述壓力值Pb增加。當(dāng)所述壓 力值Pa降至低于所述第一區(qū)84的壓力值Pb時，所述隔膜推動閥80 至開啟狀態(tài)。
當(dāng)所述驅(qū)動裝置4開啟時，所述腔35內(nèi)部的壓力大于所述設(shè)定 壓力值Pb。實際上，Pb是被確定的，使得只有在一呼吸階段且所述 驅(qū)動裝置4處于關(guān)閉狀態(tài)時，所述腔35內(nèi)的壓力低于Pb。
2006/005372中所描述的。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，所述需求調(diào)節(jié)器6作為一個被 動的驅(qū)動裝置使用，用于開啟或關(guān)閉所述可吸入氣體回路20。
通過上述實施例及附圖對本發(fā)明進(jìn)行的具體描述，這些闡述和描 述被認(rèn)為是說明性的或典型性的，但沒有限制性，本發(fā)明并不局限于 已描述的實施例。
例如，在以上描述中，驅(qū)動裝置4和調(diào)節(jié)裝置6被置于呼吸面具 中。在一變化實施例中，這些特征可以;故置于所述面具上游的所述供 應(yīng)管處。
在現(xiàn)有闡述中，所述調(diào)節(jié)裝置6驅(qū)動所述可吸入氣體，以供應(yīng)面 具50。由于控制信號是基于所述機(jī)艙壓力的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 可以簡單地將發(fā)明中的教導(dǎo)應(yīng)用于一調(diào)節(jié)裝置，該調(diào)節(jié)裝置可以調(diào)節(jié) 供應(yīng)纟合一組面具50的所述可吸入氣體。
通過所述附圖、已公開的信息和所附的權(quán)利要求，上述公開的實 施例的其它變化實施例可以-波本領(lǐng)域的普通4支術(shù)人員理解并實施。在本發(fā)明的權(quán)利要求中，"包括(comprising)" —詞并沒有排除其它的組 件，并且不定代詞"一 (a)"或"一個(an)"不排除多個。
權(quán)利要求
1.一種用于載有乘客和/或機(jī)組人員(1)的飛機(jī)機(jī)艙的呼吸氣體供應(yīng)回路，包括-一可吸入氣體來源(R1，R2)；-至少一個與所述氣體來源連接的供應(yīng)管(20)；-一第一驅(qū)動裝置(6，60，12)，其被設(shè)置于所述供應(yīng)管上，用于至少部分開啟或關(guān)閉所述可吸入氣體的供應(yīng)；-一適于一個乘客或機(jī)組人員面部佩戴的呼吸裝置(50)，所述呼吸裝置與所述供應(yīng)管連接；并且進(jìn)一步包括一外界空氣的進(jìn)口(40)，所述呼吸裝置為所述一個乘客或機(jī)組人員提供可供呼吸的呼吸氣體，所述呼吸氣體對應(yīng)于外界空氣和/或可吸入氣體；-所述外界空氣的進(jìn)口進(jìn)一步包括一第二驅(qū)動裝置(4，11)，用于至少部分開啟或關(guān)閉所述外界空氣的進(jìn)口；以及-所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置均被操作，使得在每一時刻，所述第一驅(qū)動裝置和第二驅(qū)動裝置中至少有一個是關(guān)閉的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的回路，其特征在于，所述第二驅(qū)動裝置是一開 /關(guān)驅(qū)動裝置(4)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的回路，其特征在于，所述第二驅(qū)動裝置(4 ) 至少由所述電子電路(2)控制，所述電子電路至少使用所述機(jī)搶壓力 作為一輸入?yún)?shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的回路，其特征在于，第一壓力傳感器(9)被 設(shè)置在所述機(jī)搶內(nèi)，以為所述電子電路提供一代表所述機(jī)艙壓力的機(jī)搶 壓力信號，并且所述電子電路讀取所述機(jī)艙壓力信號，確定一第一時間 間隔(Tl)和一第二時間間隔(T-T1),在一相當(dāng)于所述第一時間間隔 的時間段內(nèi)，所述電子電路至少操作所述第二驅(qū)動裝置開啟或者關(guān)閉， 然后在一相當(dāng)于所述第二時間間隔的連續(xù)第二時間段內(nèi)，操作所述第二 驅(qū)動裝置關(guān)閉或者開啟，以致在每一時刻，所述第一和第二驅(qū)動裝置中 只有一個是開啟的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的回路，其特征在于，所述第一和第二時間間隔 大體對應(yīng)于佩戴所述呼吸裝置的所述乘客或機(jī)組人員的整數(shù)個呼吸周期，每個呼吸周期包括一個吸氣階段和一個呼氣階段。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的回路，其特征在于， 一第二壓力傳感器(7) 被設(shè)置在所述呼吸裝置上，用于確定佩戴所述呼吸裝置的所述乘客或機(jī) 組人員的所述呼吸周期，所述電子電路(2)適用于通過所述第二壓力 傳感器計算所述呼吸周期。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任一項所述的回路，其特征在于，在相當(dāng)于所 述第 一 時間間隔和第二時間間隔的時間段之后，或當(dāng)所述機(jī)搶壓力信號 的變化超出 一給定偏差時，所述電子電路重新確定所述第 一和第二時間 間隔。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的回路，其特征在于，所述呼吸裝置 是包括一需求調(diào)節(jié)器(6)的一個呼吸面具。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的回路，其特征在于，所述需求調(diào)節(jié)器包括一第 一驅(qū)動裝置(60, 70 )。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的回路，其特征在于，所述第一驅(qū)動裝置是一 被動的開/關(guān)裝置，該裝置對在所述呼吸裝置(50)內(nèi)部的壓力與一預(yù) 定壓力(Pb)之間的一壓力差值作出反應(yīng)。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的回路，其特征在于，所述第一和 第二驅(qū)動裝置至少隨著所述機(jī)艙壓力的函數(shù)而被操作。
12. 根據(jù)權(quán)利要求4至9中任一項所述的回路，其特征在于，進(jìn)一步包 括一第三驅(qū)動裝置(10),并且所述第一和第二驅(qū)動裝置氣動連接到所 述第三驅(qū)動裝置，所述第三驅(qū)動裝置通過所述控制信號進(jìn)行操作，所述 控制信號至少是所述機(jī)艙壓力的函數(shù)，該控制信號由所述電子電路(2) 提供。
13. —種呼吸裝置(50),用于為飛機(jī)機(jī)搶內(nèi)的乘客或機(jī)組人員(l)提 供對應(yīng)與外界空氣和/或可吸入氣體的可供呼吸的呼吸氣體，并且在緊 急情況下適于所述乘客或機(jī)組人員的面部佩戴，所述呼吸裝置通過至少 一個供應(yīng)管(20)與一可吸入氣體來源(R1,R2)連接，它包括——第一驅(qū)動裝置(6， 60, 12),該裝置凈皮設(shè)置于所述供應(yīng)管上，用-包括一第二驅(qū)動裝置(4, 11)的外界空氣的進(jìn)口 (40),用于至少 部分打開或關(guān)閉所述外界空氣的進(jìn)口；以及-所述第一和第二驅(qū)動裝置均被操作，使得在每一時刻，所述第一和 第二驅(qū)動裝置中至少有一個是關(guān)閉的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的呼吸裝置，其特征在于，所述第二驅(qū)動裝置 是一個開/關(guān)驅(qū)動裝置(4)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的呼吸裝置，其特征在于，至少所述第 二驅(qū)動裝置(4)由所述電子電路(2)控制，所述電子電路至少使用所 述機(jī)搶壓力作為 一輸入?yún)?shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的呼吸裝置，其特征在于，第一壓力傳感器(9 ) 被設(shè)置在機(jī)搶內(nèi)，以為所述電子電路提供一代表所述機(jī)艙壓力的機(jī)搶壓 力信號，并且所述電子電路通過讀取所述機(jī)搶壓力信號，確定一第一時 間間隔(Tl)和一第二時間間隔(T-Tl)，在一相當(dāng)于所述第一時間間 隔的時間段內(nèi)，所述電子電路至少操作所述第二驅(qū)動裝置開啟或者關(guān) 閉，然后在一相當(dāng)于所述第二時間間隔的連續(xù)第二時間段內(nèi)，操作所述 第二驅(qū)動裝置關(guān)閉或者開啟，以致在每一時刻，所述第一和第二驅(qū)動裝 置中只有一個是開啟的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的呼吸裝置，其特征在于，所述第一和第二時 間間隔大體對應(yīng)于佩戴所述呼吸裝置的所述乘客或機(jī)組人員的整數(shù)個 呼吸周期，每個呼吸周期包括一個吸氣階段和一個呼氣階段。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的呼吸裝置，其特征在于， 一第二壓力傳感器 (7 )被設(shè)置于所述呼吸裝置上，用于確定佩戴所述呼吸裝置的所述乘客或機(jī)組人員的所述呼吸周期，所述電子電路適用于通過所述第二壓力 傳感器計算所述呼吸周期。
19. 根據(jù)權(quán)利要求13至18任一項所述的呼吸裝置，其特征在于，在相 當(dāng)于所述第一時間間隔和第二時間間隔的時間,殳之后，或在所述機(jī)搶壓力信號的變化超出 一給定偏差時，所述電子電路重新確定所述第 一和第 二時間間隔。
20. 根據(jù)權(quán)利要求13至19中任一項所述的呼吸裝置，其特征在于，所 述呼吸裝置是包括一需求調(diào)節(jié)器的 一個呼吸面具。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的呼吸裝置，其特征在于，所述需求調(diào)節(jié)器包 括所述第一驅(qū)動裝置(60, 70 )。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的呼吸裝置，其特征在于，所述第一驅(qū)動裝置 是一被動的開/關(guān)裝置，該被動的開/關(guān)裝置對在所述呼吸裝置內(nèi)部的壓 力與一預(yù)定壓力(Pb)之間的一壓力差值作出反應(yīng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求15至20中的任一項所述的呼吸裝置，其特征在于， 進(jìn)一步包括一第三驅(qū)動裝置(10),并且所述第一和第二驅(qū)動裝置氣動 連接到所述第三驅(qū)動裝置，所述第三驅(qū)動裝置通過控制信號進(jìn)行操作， 該控制信號至少是所述機(jī)艙壓力的函數(shù)，所述控制信號由所述電子電路(2 )提供。
24. —種在一載有乘客和/或機(jī)組人員(1)的飛機(jī)機(jī)艙內(nèi)提供呼吸氣體 的方法，所述飛機(jī)包括——可吸入氣體來源(R1, R2);-至少一個與所述氣體來源連接的供應(yīng)管(20);——第一驅(qū)動裝置(6， 60, 12),其被設(shè)置于所述供應(yīng)管上，用于至少部分開啟或關(guān)閉所述可呼入氣體的供應(yīng)；——適于一個乘客或機(jī)組人員面部的佩戴的呼吸裝置(50),所述呼 吸裝置與所述供應(yīng)管連接；并且進(jìn)一步包括一外界空氣的進(jìn)口 (40),所述呼吸裝置為所述一個 乘客或機(jī)組人員提供可供呼吸的呼吸氣體，所述呼吸氣體對應(yīng)于外界 空氣和/或可吸入氣體；——第二驅(qū)動裝置(4, 11)，其被設(shè)置于所述外界空氣的進(jìn)口上，以至少部分開啟或關(guān)閉所述外界空氣的進(jìn)口 ； 所述方法包括如下步驟 a)操作所述第一和第二驅(qū)動裝置中的一個，使得在每一時刻，所述第一和第二驅(qū)動裝置中至少有一個是關(guān)閉的。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，步驟a)進(jìn)一步包括如 下步驟al)測量所述機(jī)艙壓力；以及a2 )至少隨著所述已測機(jī)搶壓力的函數(shù)而至少操作所述第二驅(qū)動裝置。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24至25中任一項所述的方法，其特征在于，所述第 二驅(qū)動裝置是一開/關(guān)驅(qū)動裝置(4)。
27. 根據(jù)上述權(quán)利要求24至26中任一項所述的方法，其特征在于，步 驟a2)進(jìn)一步包括如下步驟-至少通過所述已測4幾搶壓力，確定一第一時間間隔(Tl)和一第二時 間間隔(T-T1 );-在一相當(dāng)于所述第一時間間隔的時間段內(nèi)，至少操作所述第二驅(qū)動裝 置開啟或者關(guān)閉；-在一相當(dāng)于所述第二時間間隔的連續(xù)時間段內(nèi)，操作所述第二驅(qū)動裝 置關(guān)閉或者開啟，使得在每一時刻，所述第一和第二驅(qū)動器中只有一個是開啟的。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一和第二時間間 隔大體對應(yīng)于佩戴所述呼吸裝置的所述乘客或機(jī)組人員的整數(shù)個呼吸 周期，每個呼吸周期包括一個吸氣階段和一個呼氣階段。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于， 一第二壓力傳感器(7) 被設(shè)置于所述呼吸裝置上，所述方法進(jìn)一步包括確定佩戴所述呼吸裝置 的所述乘客或機(jī)組人員的所述呼吸周期的步驟。
30. 根據(jù)權(quán)利要求24至29中任一項所述的方法，其特征在于，還包括 在相當(dāng)于所述第 一和第二時間間隔的時間段之后，或在所述機(jī)艙壓力信 號的變化超出 一給定偏差時，重新確定所述第 一和第二時間間隔的步驟。
31. 根據(jù)權(quán)利要求24至30中任一項所述的方法，其特征在于，所述呼 吸裝置是包括一需求調(diào)節(jié)器的一個呼吸面具。
32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述需求調(diào)節(jié)器包括所 述第一驅(qū)動裝置。
33. 根據(jù)權(quán)利要求32述的方法，其特征在于，所述第一驅(qū)動裝置是一被 動的開/關(guān)裝置，該裝置對在所述呼吸裝置的壓力與 一預(yù)定壓力之間的 一壓力差值作出反應(yīng)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求24至33中任一項所述的方法，其特征在于，所述第 一和第二驅(qū)動裝置至少隨著所述機(jī)搶壓力的函數(shù)而被操作。
35. 根據(jù)權(quán)利要求25至32中任一項所述的方法，其特征在于，所述飛 機(jī)進(jìn)一步包括一第三驅(qū)動裝置(10),所述第一和第二驅(qū)動裝置氣動連 接于所述第三驅(qū)動裝置，并且步驟a2)進(jìn)一步包括如下步驟-至少隨著所述已測才幾搶壓力的函數(shù)而才喿作所述第三驅(qū)動裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于載有乘客和/或機(jī)組人員(1)的飛機(jī)機(jī)艙的呼吸氣體供應(yīng)回路，包括可吸入氣體來源(R1，R2)，至少與氣體來源連接的供應(yīng)管(20)，第一驅(qū)動裝置(60，12)，被置于供應(yīng)管上，用于至少部分開啟或關(guān)閉可吸入氣體的供應(yīng)，適于佩戴于一乘客或機(jī)組人員面部的呼吸裝置(50)，該呼吸裝置與供應(yīng)管連接，并進(jìn)一步包括一外界空氣的進(jìn)口(40)，該呼吸裝置為一個乘客或機(jī)組人員提供的呼吸氣體，呼吸氣體對應(yīng)于外界空氣和/或可吸入氣體，其中外界空氣的進(jìn)口包括第二驅(qū)動裝置(4，11)以至少部分開啟或關(guān)閉外界空氣的進(jìn)口；并且，第一和第二驅(qū)動裝置被操作，使得在每一時刻，第一和第二驅(qū)動裝置中只有一個是關(guān)閉的。
文檔編號A62B7/14GK101616716SQ200680056862
公開日2009年12月30日 申請日期2006年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月5日
發(fā)明者文森特·葛麗泰圣 申請人:聯(lián)合技術(shù)公司