[发明专利]在航空器中传递呼吸气体的氧气调节器

说明书

技术领域

本发明涉及在航空器机舱中传递呼吸气的氧气调节器。此类氧气调节器被民用航空器或军用航空器机组成员使用。

背景技术

此类航空器装备有增压机舱。机舱的压力值通常被称为机舱海拔。机舱海拔被定义为与维持在机舱内的增压气压相对应的海拔。该值不同于作为航空器实际物理海拔的航空器海拔。压力与传统海拔之间的对应关系被限定在表格中。

航空器进一步装备有呼吸系统以便在紧急情况下，如机舱增压事故或驾驶舱内冒烟时，向所有乘客和机组成员提供可呼吸的气体。呼吸系统包含增压氧气瓶、化学发生器或机载氧气发生器系统(OBOGS)或更普遍地说任意的氧气源。

呼吸系统进一步包括呼吸面罩和调节器。通常的氧气调节器包含至少一个稀释模式，在该模式，该装备传递呼吸氧气和稀释气体(空气)的呼吸用混合气，呼吸氧气的浓度与机舱海拔相关。

而且，调节器可根据佩戴者的需求提供其所需要的呼吸气体容量。

在降压的状况下，机舱海拔增大并趋于向航空器海拔靠拢。同时，飞行员降低航空器海拔，以使乘客在机舱海拔过高而未正确戴上呼吸面罩的时间为最短，从而乘客能幸免于难而不留有副作用。

然后，飞行员可以稍微增高航空器海拔至备降海拔，以便于改善引擎的运行状态并抵达备降机场。

联邦航空条例(FAR)对民用航空设定了呼吸用混合气中氧气的最低浓度。尤其在文件WO2007/121773中示出了按联邦航空条例的要求，用于乘员需求装置的最低氧气浓度。

目前大多数乘员呼吸面罩装备有使用气动技术的氧气调节器以满足该要求。在该技术中，通过高速氧气流造成的文丘里管吸入环境空气。真空膜盒(也被称为测高仪膜盒)通过调整环境空气入口截面调节高度氧气富集(altimetric oxygen enrichment)。

发明内容

本发明的目的是在飞行员佩戴稀释模式下的面罩时，提高对乘员(特别是飞行员)的保护水平而不降低氧气消耗。

为此目的，本发明提供一种氧气调节器，其包括：

-用于增压呼吸氧气的第一入口，

-用于稀释气体的第二入口，

-向用户提供呼吸用混合气的出口，

-调整呼吸用混合气中呼吸氧气浓度的调节装置，

其中，所述调节装置包括紧急装置，所述紧急装置根据机舱海拔的变化速度来调整呼吸用混合气中呼吸氧气的浓度。

因此，在降压情况下，当机舱海拔还未较高地增大时，特别是在备降条件下，氧气浓度可提前增大至高于氧气浓度的最小需求，同时仅消耗所需要的氧气浓度。

由此看来，在降压情况下，提前转变至高氧气浓度富集有利于增大血液中氧气分压的最小值，特别是在轻微较慢的降压(10秒至45秒的减压期间)情况下。

而且，在降压情况下，呼吸用混合气的氧气富集是自动的。因此，对于必须应对紧急情况的飞行员而言，不需要任何时间。而且，在降压情况下，即使用户失去意识，呼吸用混合气的氧气浓度也会被增大。

根据本发明的另一特征，当高于机舱海拔变化速度的富集阀值时，紧急装置优选地闭合第二入口，以在出口处仅提供呼吸氧气。

因此，在肺中和血液中的氧气浓度被最优化。

根据本发明的补充特征，富集阀值优选高于100米每秒。

此阈值能促使在大多数降压事件中增大血液中氧气的分压，并避免因呼吸用混合气中氧气不适当富集造成的氧气过度消耗。

根据本发明的另一特征，当低于机舱海拔变化速度稀释阀值时，紧急装置优选地开启第二入口，以在出口处提供稀释气体。

因此，当形势不再需要高浓度氧气时，呼吸用混合气中氧气浓度减小。因此，氧气消耗降低。

根据本发明的补充特征，稀释阀值优选地等于富集阀值。

根据本发明的另一特征，紧急装置优选地是气动的。

因此，紧急装置不需要电力且因此更安全。

根据本发明的另一特征，紧急装置优选地是开/关类型。

氧气浓度增大的效果因此更强。

根据本发明的另一特征，调节装置优选地根据机舱海拔进一步调整呼吸氧气浓度。

因此，调节器在降压前、降压时和降压后(在备降条件下)优化呼吸用混合气中氧气浓度。

根据本发明的补充特征，调节装置优选地进一步包括不同于紧急装置的稀释装置，该紧急装置根据机舱海拔调整呼吸氧气浓度。

为了优化氧气消耗，该解决方案实现起来更简单，且因此更高效。

在有利的实施例中，呼吸部件优选地进一步具有一个或多个以下特征：