BR102019005110A2 - Sistema e método para entregar gás de respiração aos passageiros a bordo de uma aeronave - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um sistema (10) para fornecer gás de respiração aos passageiros a bordo de uma aeronave, compreendendo: uma fonte de gás de respiração (14), ao menos uma máscara facial (30) para passageiros, um reservatório (40) associado a cada máscara facial (30), uma válvula de entrega (22) para cada máscara facial (30), a válvula de entrega (22) estando disposta entre a fonte (14) de gás de respiração e o reservatório (40), o reservatório (40) estando disposto entre a válvula de entrega (22) e a máscara facial (30), um sensor (26) associado a cada reservatório (40) e configurado para detectar o enchimento do reservatório (40), e um controlador (20) configurado para controlar a válvula de entrega (22) em um modo de fornecimento contínuo para fornecer um fluxo contínuo de gás de respiração (64) para o reservatório (40) e para interromper (62) o fluxo contínuo de gás de respiração quando o enchimento detectado pelo sensor (26) é um limite de enchimento (55).

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA ENTREGAR GÁS DE RESPIRAÇÃO AOS PASSAGEIROS A BORDO DE UMA AERONAVE”

CAMPO DA INVENÇÃO [0001] Esta invenção refere-se a sistemas e métodos para fornecer oxigênio (ou gás de respiração com alta taxa de oxigênio) aos passageiros e, mais particularmente, embora não necessariamente exclusivamente, a equipamentos e técnicas para determinar, de um modo geral ou específico, quantidades de oxigênio (ou de gás de respiração com alta taxa de oxigênio) presente em reservatórios ou armazenadores associados a máscaras faciais de passageiros dos sistemas.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [0002] Durante as viagens de cruzeiro, a maioria das aeronaves de passageiros comerciais opera em altitudes superiores a 14 mil pés. Nessas altitudes, o oxigênio insuficiente pode estar presente no ar ambiente para sustentar a consciência humana ou a vida. Consequentemente, as cabines da aeronave são pressurizadas, frequentemente em altitudes que equivalem a aproximadamente oito mil pés. Em tais “altitudes de cabine”, oxigênio suficiente normalmente estará presente no ar ambiente para evitar a hipóxia e, assim, sustentar a consciência humana e a vida.

[0003] A perda de pressurização da cabine quando uma aeronave está voando acima, por exemplo, de quatorze mil pés, portanto, cria risco de passageiros (e tripulação) experimentarem hipóxia. As aeronaves, portanto, normalmente são equipadas com sistemas de oxigênio de emergência (auxiliares ou complementares), configurados para fornecer oxigênio complementar aos passageiros temporariamente, enquanto um operador de aeronave reduz a altitude de voo da aeronave. Os sistemas incluem máscaras faciais em forma de taça conectadas a fontes de oxigênio através de tubos flexíveis. Também é frequentemente acoplada a cada máscara facial uma bolsa de reservatório inflável feita de plástico leve e flexível, que pode acumular gás para a subsequente respiração pelo passageiro que tenha colocado a máscara.

[0004] Os sistemas de oxigênio de emergência geralmente fornecem aos passageiros gás de respiração sob demanda ou com um fluxo contínuo (constante).

[0005] A Patente US. No. 7.784.463 de Cannon descreve um sistema de oxigênio

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2/26 de emergência para uso a bordo de aeronaves. Ilustrado na Figura 1 da patente de Cannon está um passageiro usando uma máscara facial, a partir de cuja traseira uma bolsa de reservatório alongada se projeta. A bolsa de reservatório “está em comunicação de fluido com um duto de fornecimento” através de uma válvula de entrega para permitir que o oxigênio se acumule na bolsa, com a válvula de entrega sendo controlada em resposta aos sinais de exalação do passageiro recebidos a partir de um sensor de pressão montado na máscara facial. Quando o passageiro esvazia o conteúdo da bolsa de reservatório, o ar ambiente da cabine é puxado para dentro da máscara para o passageiro respirar. Ver Cannon, col. 5, 11. 1-17.

[0006] Consistente com sistemas convencionais sob demanda, como o da patente de Cannon, o reservatório é fornecido com oxigênio dosado por pulso. O pulso é acionado pela percepção da respiração do passageiro. A dose (quantidade) é baseada na altitude da aeronave. Uma desvantagem dos sistemas convencionais sob demanda é a dificuldade de detectar com segurança a atividade respiratória do passageiro, por exemplo, devido a vazamentos entre a máscara e a face do passageiro ou quando a respiração do passageiro é baixa (por exemplo, quando o passageiro é criança).

[0007] Os sistemas de fluxo contínuo convencionais, como, por exemplo, descritos na Patente US. No. 7.793.680 de Frampton, são muito simples e não dispendiosos, mas não permitem variações entre o fluxo de oxigênio fornecido aos passageiros. Eles induzem perdas de oxigênio de modo a fornecer um fluxo suficiente para os passageiros que necessitam de um fluxo alto.

[0008] O objetivo da invenção é fornecer a cada passageiro uma quantidade mais adequada de oxigênio, o que significa fornecer uma maior quantidade de oxigênio quando exigido pelos passageiros, enquanto reduz o consumo de oxigênio, ou ao menos não aumenta substancialmente o consumo de oxigênio.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0009] De acordo com um aspecto da invenção, o sistema compreende:

uma fonte de gás de respiração, uma (ao menos uma) máscara facial (para os passageiros),

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3/26 um reservatório (ou armazenador) associado a cada máscara facial, uma válvula de entrega para cada máscara facial, a válvula de entrega estando disposta entre a fonte de gás de respiração e o reservatório, o reservatório estando disposto entre a válvula de entrega e a máscara facial, um sensor associado a cada reservatório e configurado para detectar um enchimento (o enchimento é preferencialmente um volume, mas pode ser um peso, de oxigênio acumulado disponível para a respiração pelo passageiro) do reservatório, e um controlador configurado para controlar a válvula de entrega em um modo de fornecimento contínuo para fornecer um fluxo contínuo de gás de respiração para o reservatório e para interromper o fluxo contínuo de gás de respiração quando o enchimento detectado pelo sensor for um limite de enchimento.

[0010] A expressão “fluxo contínuo” deve ser entendida como sendo geralmente contínuo, em contraste com o gás de respiração doseado por pulso fornecido uma vez por demanda (inalação) do usuário (passageiro). Deriva deste “fluxo contínuo” que a quantidade acumulada no reservatório depende do tempo durante o qual o gás de respiração se acumula.

[0011] Portanto, se o passageiro está normalmente usando a máscara normalmente (no tempo esperado), o passageiro respira um volume médio por minuto e permanece um tempo médio sem inalar, então o fluxo contínuo de gás de respiração se acumula no reservatório até que o passageiro inale e o passageiro inala antes que o enchimento do reservatório atinja o limite de enchimento. O passageiro primeiro respira o gás de respiração acumulado no reservatório. Então, quando o reservatório está vazio, o passageiro respira o ar ambiente. Portanto, ao passageiro é fornecida uma quantidade suficiente de oxigênio para evitar a hipóxia.

[0012] Por outro lado, se um passageiro ficar mais tempo do que o normal sem inalar (porque o passageiro demorou mais que o esperado para vestir a máscara, ou o passageiro ficou mais tempo sem inalar porque o passageiro removeu a máscara ou algo parecido), o sangue do passageiro dessatura em oxigênio (pode ser altamente dessaturado). Mas, de acordo com a invenção, o fluxo contínuo de gás de respiração

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4/26 continua se acumulando até atingir o limite de enchimento. Portanto, a quantidade de gás de respiração desse passageiro é enchida mais do que a média. Portanto, se os reservatórios tiverem o tamanho adequado, quando estiverem cheios, eles poderão fornecer oxigênio suficiente para ressaturar o sangue de passageiros, mesmo dos passageiros que profundamente dessaturados. À medida que os passageiros inalam através de suas máscaras faciais e drenam oxigênio dos reservatórios, o fluxo contínuo é retomado (ou continua se a quantidade de gás de respiração no reservatório não atingisse o limite de enchimento) quando os passageiros inalam para permitir que os reservatórios se reabasteçam. Este ciclo pode continuar durante toda a situação de despressurização, o fluxo contínuo sendo controlado em resposta a uma avaliação de se o reservatório associado está ou não no limite de enchimento.

[0013] Além disso, evita-se que o gás de respiração se espalhe dentro da cabine da aeronave quando um passageiro para de inalar o gás de respiração na máscara (por exemplo, porque o passageiro pegou outra máscara) quando o fluxo contínuo for interrompido, caso o passageiro não inale antes, o reservatório está cheio. Assim, ajuda reduzir a quantidade de oxigênio de emergência que seria desperdiçada na cabine por causa dos reservatórios cheios. Em caso de incêndio, como o gás de respiração é interrompido antes de vazar, o fogo não é promovido pelo vazamento de gás de respiração quando o reservatório está cheio.

[0014] Assim, o oxigênio é fornecido apenas quando necessário e o sistema pode acomodar picos de demanda no perfil de inalação do passageiro.

[0015] Isto é particularmente importante, já que o pico é geralmente no início da inalação, onde o gás vai até o mais profundo.

[0016] De acordo com outra característica de acordo com a invenção, de preferência o modo de fornecimento contínuo é um primeiro modo de fornecimento contínuo, e o controlador é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração em um segundo modo de fornecimento contínuo maior do que no primeiro modo de fornecimento contínuo.

[0017] Portanto, os passageiros podem ser protegidos melhor no segundo modo de fornecimento contínuo, por exemplo, porque os passageiros precisam respirar

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5/26 menos ar ambiente (presença de gás tóxico ou fumaça) ou respirar mais oxigênio (alto risco de hipóxia).

[0018] De acordo com uma característica complementar, o controlador é preferencialmente configurado para alternar entre o primeiro modo de fornecimento contínuo e o segundo modo de fornecimento contínuo com base em um segundo parâmetro, o segundo parâmetro incluindo a presença de gás tóxico e/ou fumaça no gás ambiente.

[0019] De acordo com uma característica complementar, o controlador é configurado preferencialmente para ajustar o fluxo de gás de respiração no primeiro modo de fornecimento contínuo entre um fluxo baixo e um fluxo alto, e o controlador é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração no segundo modo de fornecimento contínuo mais alto ou igual ao fluxo alto.

[0020] Portanto, os passageiros recebem gás de respiração suficiente para evitar a respiração do ar ambiente.

[0021] De acordo com uma característica complementar, o controlador é preferencialmente configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração em um fluxo predeterminado (máximo) no segundo modo de fornecimento contínuo.

[0022] Como o fluxo predeterminado é configurado para fornecer ao passageiro gás de respiração suficiente para respirar apenas gás de respiração (não ar ambiente), o fluxo não deve mudar no segundo modo de fornecimento contínuo.

[0023] De acordo com uma característica complementar, preferencialmente a válvula de entrega é do tipo ligar / desligar e o controlador é configurado para controlar a válvula de entrega no modo de Modulação por Pulso (PWM, ou similar) no primeiro modo de fornecimento contínuo e o controlador é configurado para manter a válvula de entrega aberta no segundo modo de fornecimento contínuo.

[0024] Portanto, o fluxo no segundo modo de fornecimento contínuo é facilmente definido. No primeiro modo de fornecimento contínuo, como é bem conhecido, como o período de tempo de uma fase repetida compreendendo um período durante o qual a válvula está aberta e uma fase durante a qual a válvula está fechada é muito curto, o fluxo é considerado contínuo. A fase durante a qual a válvula de entrega está

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6/26 fechada permite ajustar o fluxo de respiração até o nível desejado, mas o fluxo é, no entanto, contínuo.

[0025] De acordo com outra característica de acordo com a invenção, de preferência a fonte de gás de respiração é fornecida em um estado desativado e o sistema é configurado para ativar automaticamente a fonte de gás de respiração em caso de despressurização.

[0026] De acordo com uma característica alternativa de acordo com a invenção, preferencialmente o sistema adicionalmente compreende um regulador configurado para ser controlado pelo controlador para ajustar o fluxo do gás de respiração no primeiro modo de fornecimento contínuo e no segundo modo de fornecimento contínuo.

[0027] Portanto, quanto mais o passageiro passa o tempo antes de vestir a máscara, mais gás de respiração é fornecido ao passageiro. Então, o sangue do passageiro é logo dessaturado.

[0028] De acordo com ainda outra característica de acordo com a invenção, de preferência o limite de enchimento é um primeiro limite de enchimento, o sensor é configurado para detectar o enchimento do reservatório em um segundo limite de enchimento inferior ao primeiro limite de enchimento, e o controlador é configurado para retomar o fluxo contínuo quando o enchimento detectado pelo sensor é o segundo limite de enchimento (no reservatório).

[0029] Portanto, o gás de respiração é automaticamente fornecido ao reservatório quando o passageiro drena oxigênio a partir do reservatório pela inalação de gás de respiração através da máscara facial.

[0030] De acordo com uma característica complementar de acordo com a invenção, o segundo limite de enchimento está ao menos 3% abaixo do primeiro limite de enchimento.

[0031] Assim, histerese é criada para evitar incômodo (pequeno, frequente) devido ao ruído do sinal (imprecisão da medição), pequenos vazamentos ou similares.

[0032] De acordo com uma outra característica de acordo com a invenção, o controlador é preferencialmente configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração

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7/26 para vários valores não nulos no modo de fornecimento contínuo com base em ao menos um primeiro parâmetro.

[0033] Portanto, no modo de fornecimento contínuo, o fluxo é ajustado para reduzir o consumo de gás de respiração o máximo possível, evitando o risco de hipóxia do passageiro. Idealmente, o fluxo correspondería ao fluxo que é exigido pela taxa de fluxo mínima regulatória.

[0034] De acordo com uma característica complementar de acordo com a invenção, de preferência, ao menos o primeiro parâmetro é selecionado a partir do grupo que consiste da altitude da cabine, altitude da aeronave, composição do gás de exalação, frequência de respiração e saturação de oxigênio no sangue.

[0035] De acordo com outra característica de acordo com a invenção, o sensor é preferivelmente configurado para enviar um sinal binário com base no limite de enchimento do reservatório.

[0036] Assim, o sistema é simples e menos eficiente quando o sensor detecta um valor de preenchimento do reservatório.

[0037] De acordo com uma característica alternativa de acordo com a invenção, o sensor é preferencialmente configurado para detectar ao menos dois valores diferentes de enchimento de reservatório (oxigênio acumulado no reservatório associado).

[0038] Portanto, informação adicional pode ser determinada, tal como a quantidade de gás de respiração no reservatório em mais momentos, a velocidade de inalação que é a chave para determinar a hiperventilação, o estado de consciência ou se o passageiro está respirando normalmente através da máscara. Esta informação é útil para a tripulação, em particular para determinar se é necessária uma intervenção (ajuda) médica.

[0039] De acordo com uma característica suplementar de acordo com a invenção, de preferência o sensor é configurado para detectar ao menos dois valores diferentes de enchimento de reservatório, e o controlador é configurado para determinar ao menos o primeiro parâmetro com base nos valores de enchimento do reservatório detectado pelo sensor.

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8/26 [0040] De acordo com outra característica de acordo com a invenção, o limite de enchimento é preferencialmente o reservatório cheio.

[0041] Portanto, a respiração pode ser acumulada até o enchimento completo do reservatório.

[0042] De acordo com uma outra característica de acordo com a invenção, o reservatório é de preferência uma bolsa de reservatório do tipo fole.

[0043] Portanto, a extensão do reservatório é aproximadamente linearmente proporcional ao volume de gás de respiração dentro do reservatório.

[0044] De acordo com uma característica complementar de acordo com a invenção, de preferência o reservatório estende-se entre uma primeira extremidade longitudinal e uma segunda extremidade longitudinal, e o reservatório compreende várias pregas anulares entre a primeira extremidade longitudinal e a segunda extremidade longitudinal.

[0045] Portanto, o reservatório tem um comprimento muito baixo quando está vazio e pode conter uma quantidade bastante alta de gás de respiração.

[0046] De acordo com uma característica complementar de acordo com a invenção, de preferência, o reservatório é conectado à máscara facial através da primeira extremidade longitudinal, e o reservatório compreende uma placa de apoio na segunda extremidade longitudinal.

[0047] De acordo com outra característica complementar de acordo com a invenção, de preferência, o sensor compreende um comutador e um talabarte, e o talabarte tem uma primeira extremidade de talabarte fixada à primeira extremidade longitudinal do reservatório e uma segunda extremidade de talabarte conectada à segunda extremidade longitudinal do reservatório através do comutador.

[0048] De acordo com uma característica alternativa de acordo com a invenção, de preferência o reservatório compreende uma bolsa de reservatório flexível, e o sensor compreende um medidor de pressão fixado ao reservatório.

[0049] De acordo com outra característica alternativa de acordo com a invenção, de preferência a máscara facial compreende uma válvula de entrada entre o reservatório e uma cavidade de respiração da máscara facial, a válvula de entrada

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9/26 sendo do tipo de válvula de retenção.

[0050] Ainda, de acordo com outra característica de acordo com a invenção, de preferência a máscara facial compreende uma válvula de entrada entre o reservatório e uma cavidade respiratória da máscara facial, a válvula de entrada sendo do tipo válvula de retenção, a válvula de entrada está configurada para se mover progressivamente de uma posição fechada para uma posição aberta durante o enchimento do reservatório, e a válvula de entrada permanece fechada (a válvula de entrada impede a comunicação entre o reservatório e a cavidade respiratória) entre a posição fechada e uma posição intermediária, e o sensor é configurado para detectar a posição intermediária.

[0051] De acordo com outra característica de acordo com a invenção, preferencialmente o sistema compreende um módulo RFID conectado ao sensor, o módulo RFID é configurado para alimentar e ler o sensor, e o módulo RFID é configurado para se comunicar com o controlador.

[0052] De acordo com outra característica de acordo com a invenção, preferencialmente o sistema compreende:

uma pluralidade de máscaras faciais, uma pluralidade de reservatórios, cada reservatório sendo associado a uma da pluralidade de máscaras faciais, uma pluralidade de sensores, cada sensor sendo associado a cada reservatório e configurado para detectar um limite de enchimento no reservatório associado, e o controlador é configurado para controlar o fluxo contínuo de gás de respiração a partir da fonte para cada reservatório e para interromper o fluxo contínuo de gás de respiração para o reservatório cujo sensor associado detecta o limite de enchimento no reservatório.

[0053] Mais genericamente, a presente invenção procura fornecer sistemas e métodos nos quais as quantidades de gás acumuladas em reservatórios ou armazenadores associados a máscaras faciais de passageiros são geralmente conhecidas em geral. Em algumas modalidades da invenção, sensores adequados

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10/26 avaliam se os reservatórios estão cheios de oxigênio em um dado momento. Se assim for, um controlador do sistema sinaliza o fechamento de válvulas de entrega associadas, impedindo que mais oxigênio seja fornecido para os reservatórios cheios naquele momento. O fechamento das válvulas da válvula de entrega quando os reservatórios estão cheios ajuda a reduzir a quantidade de oxigênio de emergência que seria desperdiçada na cabine por causa dos reservatórios cheios.

[0054] Em contraste, se no momento determinado certos reservatórios não estiverem cheios, o controlador abre as válvulas de entrega associadas a fim de fornecer oxigênio adicional aos reservatórios com a finalidade de enchê-los. Se os reservatórios tiverem o tamanho adequado, quando estiverem cheios, podem ser capazes de fornecer oxigênio suficiente para re-saturar o sangue de passageiros mesmo que profundamente dessaturados. À medida que os passageiros inalam através de suas máscaras faciais e drenam oxigênio a partir dos reservatórios, as válvulas de entrega associadas reabrem para permitir que os reservatórios sejam reabastecidos. Este ciclo pode continuar durante toda a emergência, com o estado de cada válvula de entrega sendo controlado em resposta a uma avaliação se o reservatório associado está ou não cheio de oxigênio.

[0055] Quando uma válvula de entrega está aberta, o oxigênio pode fluir para um reservatório a qualquer taxa adequada. Tal taxa de fluxo pode ser determinada como funções da altitude da aeronave e da sua taxa de descida. Se forem conhecidas características respiratórias adicionais de um passageiro em particular, uma taxa de fluxo de oxigênio pode ser adaptada para o passageiro ou para um grupo de passageiros, incluindo o passageiro. De fato, na medida em que o volume de oxigênio em um reservatório é conhecido mais precisamente, características como a taxa de respiração e a velocidade de inalação do passageiro, por exemplo, podem ser determinadas. Essas características podem implicar outras informações sobre o passageiro, incluindo se ele ou ela está hiperventilando ou inconsciente, o que poderia ser útil para a tripulação da aeronave ou para o próprio sistema de oxigênio de emergência avaliar se uma intervenção adicional é necessária.

[0056] Portanto, é um objetivo opcional não exclusivo da presente invenção

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11/26 fornecer sistemas para fornecer oxigênio aos passageiros a bordo da aeronave. [0057] É um objetivo adicional opcional e não exclusivo da presente invenção fornecer sistemas de entrega de oxigênio configurados para detectar o estado de enchimento dos reservatórios dos sistemas.

[0058] É outro objetivo opcional não exclusivo da presente invenção fornecer sistemas de entrega de oxigênio nos quais os reservatórios incluem sensores adaptados para detectar se os reservatórios estão ou não cheios de oxigênio.

[0059] É um outro objetivo opcional não exclusivo da presente invenção fornecer sistemas de entrega de oxigênio em que o estado de enchimento de um reservatório é utilizado para controlar a abertura e o fechamento de uma válvula de entrega associada.

[0060] É, além disso, um objetivo opcional não exclusivo da presente invenção fornecer sistemas de entrega de oxigênio nos quais oxigênio suficiente é acumulado em reservatórios para satisfazer as necessidades respiratórias de passageiros cujo sangue está profundamente dessaturado ou que estejam experimentando ar ambiente com fumaça da cabine inadequado para respirar.

[0061] De acordo com outro aspecto, a invenção refere-se a um método para fornecer entrega de gás de respiração a passageiros a bordo de uma aeronave. De acordo com a invenção, o método compreende:

fornecer um reservatório associado a uma máscara facial com um fluxo contínuo de gás de respiração, o reservatório sendo associado a uma máscara facial;

detectar o enchimento do reservatório, interromper o fluxo contínuo de gás de respiração quando um limite de enchimento é atingido.

[0062] Em modalidades vantajosas, o método preferencialmente tem ainda uma ou mais das seguintes características:

o limite de enchimento é um primeiro limite de enchimento e o método compreende retomar o fluxo contínuo quando o enchimento do reservatório diminui até um segundo limite de enchimento;

o segundo limite de enchimento é ao menos 3% mais baixo do que o

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12/26 primeiro limite de enchimento.

o primeiro limite de enchimento é o reservatório cheio;

ajustar o fluxo de gás de respiração em vários valores não nulos no modo de fornecimento contínuo com base em ao menos um parâmetro selecionado a partir do grupo que consiste da altitude da cabine (ou sua função derivada), altitude da aeronave (ou sua função derivada correspondente à taxa de descida), composição do gás de exalação, frequência respiratória e saturação de oxigênio no sangue.

o modo de fornecimento contínuo é um primeiro modo de fornecimento contínuo e ao menos um parâmetro é ao menos um primeiro parâmetro, e o método compreende ajustar o fluxo de gás de respiração para um primeiro fluxo no primeiro modo de fornecimento contínuo, e ajustar o fluxo de gás de respiração para um segundo fluxo em um segundo modo de fornecimento contínuo, o segundo fluxo sendo maior ou igual ao primeiro fluxo;

o modo de fornecimento contínuo é um primeiro modo de fornecimento contínuo e ao menos um parâmetro é ao menos um primeiro parâmetro, e o método compreende ajustar o fluxo de gás de respiração entre um fluxo baixo e um fluxo alto no primeiro modo de fornecimento contínuo, e ajustar o fluxo de gás de respiração em um fluxo predeterminado (máximo) em um segundo modo de fornecimento contínuo, o fluxo predeterminado sendo maior ou igual ao fluxo alto;

alternar entre o primeiro modo de fornecimento contínuo e o segundo modo de fornecimento contínuo com base em um segundo parâmetro;

o segundo parâmetro inclui a presença de gás tóxico no gás ambiente;

não fornecer gás de respiração ao reservatório até que a pressão do ar ambiente seja inferior ao limite de despressurização, e fornecer automaticamente ao reservatório um fluxo contínuo de gás de respiração quando a pressão do ar ambiente for inferior (ou igual) ao limite de despressurização;

fornecer simultaneamente uma pluralidade de reservatórios, cada um associado a uma máscara facial.

[0063] Outros objetivos, características e vantagens da presente invenção serão evidentes para os versados na técnica com referência ao texto restante e aos

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13/26 desenhos deste pedido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0064] A Figura 1 é uma vista esquematizada de uma primeira modalidade de um sistema compreendendo uma pluralidade de máscaras faciais e reservatórios associados de acordo com a invenção.

[0065] A Figura 2 é um fluxograma que ilustra as atividades envolvidas na operação de acordo com a presente invenção.

[0066] A Figura 3A é uma vista em maior escala de uma parte referenciada A na Figura 1, representando uma máscara facial com o reservatório associado em um estado vazio.

[0067] A Figura 3B é uma vista em maior escala de uma parte referenciada B na Figura 1, representando uma máscara facial com o reservatório associado em um estado cheio.

[0068] A Figura 4A representa uma máscara facial com um reservatório associado de acordo com uma segunda modalidade, o reservatório estando em um estado vazio. [0069] A Figura 4B representa a máscara facial com o reservatório associado de acordo com a segunda modalidade, o reservatório estando no estado cheio.

[0070] A Figura 5A representa uma máscara facial com um reservatório associado de acordo com uma terceira modalidade, o reservatório estando em um estado vazio. [0071] A Figura 5B representa a máscara facial com o reservatório associado de acordo com a terceira modalidade, o reservatório estando no estado cheio.

[0072] A Figura 5C representa a máscara facial com o reservatório associado de acordo com a terceira modalidade, o reservatório drenando na máscara facial. DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0073] A Figura 1 ilustra um sistema 10 para entregar gás de respiração complementar (oxigênio) aos passageiros a bordo de uma aeronave. O sistema 10 é implementado em uma aeronave, mais precisamente na cabine de uma aeronave. A cabine da aeronave é pressurizada de modo que o ar ambiente da cabine 2 é pressurizado e inclui uma taxa padrão de oxigênio (aproximadamente 21%). O sistema 10 é destinado a entregar gás de respiração (oxigênio) aos passageiros a

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14/26 bordo de uma aeronave em caso de despressurização devido à falha do dispositivo de pressurização ou a um vazamento descontrolado entre a cabine e o exterior, e/ou quando gases tóxicos, em particular fumaça, estão presentes no ar ambiente da cabine 2.

[0074] O sistema 10 compreende uma fonte de gás de respiração 14, uma pluralidade de válvulas de entrega (válvulas de controle) 22, uma pluralidade (duas são ilustradas) de máscaras faciais 30 para passageiros (usuários), uma pluralidade de reservatórios 40, uma pluralidade de sensores 26, um controlador 20 e tubo 4. [0075] O tubo 4 inclui o primeiro tubo 4A e o segundo tubo 4B.

[0076] As válvulas de entrega 22 estão dispostas entre a fonte de gás de respiração 14 e o reservatório 40. As válvulas de entrega 22 estão conectadas à fonte de gás de respiração 14 pelo primeiro tubo 4A, de preferência tubo rígido, que fornece gás de respiração às válvulas de entrega 22.

[0077] Cada reservatório 40 está associado a uma das máscaras faciais 30. O reservatório 40 está disposto entre a válvula de entrega 22 e a máscara facial 30. Os reservatórios 40 estão conectados às válvulas de entrega 22 pelo segundo tubo 4B, de preferência tubo flexível.

[0078] Cada máscara facial 30 tem uma cavidade 34 na qual o usuário (passageiro) inala e exala. Na modalidade ilustrada, a máscara facial 30 tem uma forma de copo que define internamente a cavidade 34. A máscara facial 30 compreende ao menos uma válvula de entrada 32 destinada a reduzir o risco de entrada de água, gelo ou pó no reservatório 40 enquanto permite que à máscara facial 30 seja fornecido gás de respiração quando a pressão na cavidade 34 é ligeiramente menor do que a pressão no reservatório 40. Cada máscara 30 compreende ainda uma válvula ambiente 28 que permite que cada passageiro respire o ar ambiente da cabine 2 diluindo o gás de respiração (quando o reservatório 40 está vazio). Cada máscara facial 30 também compreende uma válvula de exalação 29 para permitir que o gás dentro da máscara facial 30 escape da máscara facial 30 quando o passageiro exala. A válvula ambiente 28, a válvula de exalação 29 e a válvula de entrada 32 são de preferência válvulas de retenção.

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15/26 [0079] Cada sensor 26 está associado a um dos reservatórios 40 e está configurado para detectar o enchimento no reservatório 40. A informação relativa ao estado de enchimento detectado pelos sensores 26 é transmitida a partir dos sensores 26 para o controlador 20, conforme representado esquematicamente por linhas tracejadas 27 na Figura 1.

[0080] Na modalidade ilustrada, o controlador 20 é configurado para controlar a válvula de entrega 22 em um primeiro modo de fornecimento (principal) para fornecer um fluxo contínuo de gás de respiração para o reservatório 40 através do segundo tubo 4B, para fornecer aos passageiros da aeronave gás de respiração quando a altitude da cabine (pressão na cabine) é suficientemente alta para induzir hipóxia. O controlador 20 também é configurado para interromper o fluxo contínuo de gás de respiração quando o estado de enchimento do reservatório detectado pelo sensor 26 está em um limite de enchimento. Além disso, o controlador 20 é também, de preferência, configurado para controlar a válvula de entrega 22 em um segundo modo de fornecimento (de emergência) no caso de o gás tóxico no ar ambiente da cabine 2 ser detectado por um sensor de fumaça 8.

[0081] As linhas tracejadas 23 representam esquematicamente a conexão entre o controlador 20 e as válvulas de entrega 20, que podem ser fios ou qualquer conexão conhecida apropriada, tal como rádio, Bluetooth e wifi, por exemplo.

[0082] De preferência, as válvulas de entrega 22 residem em uma ou mais placas de controle 9. O controlador 20 pode estar presente no painel de controle 9.

[0083] O sistema 10 pode adicionalmente incluir coletor ou alojamento 3 em comunicação gasosa com a fonte de gás de respiração 14. O alojamento 3 pode, se apropriado, ter uma válvula de alívio 7 ou outro meio de ventilação de gás se a pressão exceder um limite particular. Á jusante do alojamento 3 pode estar o redutor HP e/ou um regulador 18, que funciona para diminuir ou, de outro modo, regular a pressão do oxigênio a partir do alojamento 3 antes de o oxigênio fluir para os passageiros de uma aeronave ou outro veículo. O redutor HP e/ou o regulador 18 preferencialmente reduz a pressão absoluta entre 1,5 bar e 6 bar.

[0084] O regulador 18 pode ser controlado pelo controlador 20 para ajustar a

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16/26 pressão absoluta à jusante do regulador 18. O regulador 18 pode ser eletricamente controlado pelo fio 16 ou qualquer conexão conhecida apropriada, tal como rádio, Bluetooth e wifi, por exemplo. Uma descrição mais detalhada de tal regulador controlado em tempo real pode ser encontrada no documento WO 2015/128690A1. [0085] Também, um iniciador 5 pode ser incluído como parte do sistema 10. A fonte de gás de respiração 14 é inicialmente vedada. O iniciador 5 pode compreender qualquer mecanismo adequado para estabelecer o fluxo de gás a partir da fonte de gás de respiração 14 para o alojamento 3. Uma versão possível do iniciador 5 pode utilizar ao menos uma SMA (Liga com Memória de Forma) cuja alteração na forma após o aquecimento pode fazer com que uma vedação da fonte de gás de respiração 14 seja perfurada. O iniciador 5 é conectado ao controlador 20 por um fio elétrico 6, de modo que o iniciador 5 é controlado pelo controlador 20.

[0086] O sistema 10 compreende ainda ao menos um de um sensor de altitude de cabine 11, um sensor de altitude de aeronave 12, um sensor de gás de exalação 13 e um sensor de saturação de oxigênio no sangue 15 conectado ao controlador 20. O sensor de altitude de cabine 11 detecta a pressão dentro da cabine 2 (também chamada de altitude da cabine). O sensor de altitude da aeronave 12 detecta a pressão fora da cabine (fora da aeronave, também conhecida como altitude da aeronave). O sensor de gás de exalação 13 detecta a composição de ao menos um gás (em particular, oxigênio e/ou dióxido de carbono) no gás de exalação exalado pelo passageiro (usuário). O sensor de saturação de oxigênio no sangue 15 detecta a saturação de oxigênio no sangue do passageiro.

[0087] A Figura 2 representa um fluxograma que identifica atividades consistentes com um sistema exemplificativo 10 da presente invenção. Nesta versão, a perda de pressurização da cabine em alta altitude (bloco 50) ativa o fluxo de oxigênio complementar para as pessoas a bordo da aeronave (bloco 60). A ramificação 51 corresponde à condição de detecção de pressurização de cabine perdida cumprida. A despressurização da aeronave pode ser detectada de qualquer maneira adequada, ou centralmente para todos os passageiros ou mais localmente para um determinado passageiro ou grupo de passageiros, em particular com o sensor de altitude da cabine

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11. Nesse caso, o controlador 20 ativa o iniciador 5. Mais geralmente, a ativação do fluxo pode ser controlada por um ou mais controladores computorizados 20 (ver Figura 1) aos quais os sinais de despressurização detectados são comunicados, e o oxigênio pode ser fornecido por qualquer fonte adequada 14 tal como, mas não limitada a um ou mais garrafas de oxigênio.

[0088] O controlador 20 é adicionalmente configurado para receber informação relacionada com o armazenador ou reservatório 40 cheio associado a cada máscara facial particular 30 (bloco 54) a partir do sensor 26. Se o reservatório 40 estiver cheio de oxigênio (ramo 55), o controlador 20 sinaliza a válvula de entrega (ou válvula de entrega) 22 para fechar (bloco 62). Quando a válvula de entrega 22 se fecha, o oxigênio não mais flui da fonte 14 para o reservatório (cheio) 40, evitando assim que o oxigênio valioso seja desviado para o ambiente da cabine 2 e assim desperdiçado. Em contraste, se o reservatório 40 não está cheio de oxigênio (ramo 53), o controlador 20 permite que a válvula de entrega 22 permaneça aberta, permitindo assim que o oxigênio flua da fonte 14 para o reservatório 40 (bloco 64) no primeiro modo de fornecimento. Tal fluxo de oxigênio pode ocorrer em qualquer taxa desejada, tipicamente - mas não necessariamente - como funções da altitude e taxa de descida da aeronave. Mais geralmente, o fluxo de oxigênio é ajustado entre um fluxo baixo (aproximadamente 3 litros por minuto) e fluxo alto (aproximadamente 40 litros por minuto) dependendo da altitude da aeronave (e sua função derivada da taxa de descida), a altitude da cabine, a composição do gás de exalação do usuário, a frequência respiratória do usuário e a saturação de oxigênio no sangue do usuário.

[0089] A Figura 1 ilustra o sistema exemplificativo 10 como utilizado para ao menos dois passageiros. De forma benéfica, cada máscara facial 30 incluirá o reservatório 40 acoplado ou, de outra forma, capaz de comunicar gás de respiração à máscara facial 30. De modo igualmente benéfico, cada reservatório 40 incorporará o sensor 26 e será conectado em comunicação de fluido com a fonte de gás de respiração 14 através da válvula de entrega 22 e do tubo 4. Dito de maneira diferente, cada máscara 30 de um sistema presentemente preferencial 10 está associada a um reservatório 40 e a uma válvula de entrega 22, o sistema 10 sendo escalonável para

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18/26 múltiplas máscaras 30 dentro de uma aeronave 2. Cada máscara 30 também pode ser associada a um controlador separado 20 e fonte de oxigênio 14, embora vantajosamente o controlador 20 representado e a fonte 14 não sejam dedicados a uma única máscara 30, mas estejam associados a múltiplas máscaras 30 dentro da aeronave.

[0090] O reservatório 40 pode ter qualquer tamanho, forma e construção desejados. Ele pode, por exemplo, tomar a forma de uma bolsa similar à descrita na patente de Cannon. Como um exemplo alternativo, o reservatório 40 pode ser um acumulador do tipo fole (ver Figuras 3A, 3B). Algumas versões do reservatório 40 podem (mas não necessariamente precisam) ser dimensionadas de modo a armazenar uma quantidade de oxigênio suficiente para permitir a recuperação até mesmo de um passageiro profundamente dessaturado.

[0091] Em algumas versões da invenção, o sensor 26 é configurado para detectar se o seu reservatório associado 40 está ou não cheio de oxigênio. Para estas versões, portanto, o sensor 26 precisa apenas fornecer uma saída binária (CHEIO / NÃO CHEIO) para o controlador 20. Em outras versões da invenção, o sensor 26 pode ser adaptado para fornecer informação mais precisa respeitando o reservatório 40, por exemplo, esse reservatório 40 está 86% cheio de oxigênio, ou dentro de uma faixa de 20 a 40% cheio de oxigênio, etc. Esta informação mais precisa fornecida ao controlador 20 pode permitir a determinação de certas características respiratórias do passageiro, tais como a taxa de respiração ou velocidade de inalação, que, por sua vez, poderia ser usada para permitir inferências sobre se o passageiro está hiperventilando ou inconsciente, como exemplos, de modo a ajustar o fluxo de gás de respiração fornecido ao usuário. A informação fornecida por sensores 26 pode ser adicionalmente retransmitida à tripulação da aeronave para determinação do número de passageiros que respiram através de máscaras 30, que podem ser comparados contra manifestos de voo como uma verificação de se algum passageiro parece não estar usando máscaras 30.

[0092] A válvula de entrega 22 pode sozinha, ou em conjunto com outros componentes, controlar a entrega de oxigênio de qualquer maneira adequada.

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Controles de entrega exemplificativos incluem modulação por largura de impulso (PWM) de fluxo de oxigênio, válvulas variáveis, ou pressões variáveis a montante através de orifícios (por exemplo, controlando a pressão à jusante do regulador de pressão 18). As pessoas versadas na técnica reconhecerão, naturalmente, que outras maneiras de entrega podem ser usadas - incluindo algumas que podem não exigir o uso da válvula de entrega 22.

[0093] Quando a válvula de entrega 22 é uma válvula de ligar / desligar controlada em modulação de largura de pulso ou similar, a válvula de entrega 22 pode ser controlada pelo controlador 20 para cumprir duas funções, ajustar o fluxo contínuo de gás de respiração e interromper o fluxo de gás de respiração quando o limite de enchimento do reservatório 40 (preferencialmente o reservatório 40 está cheio) é alcançado. O fluxo contínuo de cada reservatório fornecendo gás de respiração 40 pode ser individualmente ajustado com base nas características detectadas dependendo do usuário (por exemplo, saturação do sangue ou taxa de respiração, velocidade de inalação...).

[0094] Em uma modalidade variante, a válvula de entrega 22 pode ser controlada pelo controlador 20 de modo a cumprir a função de interromper o fluxo de gás de respiração quando o limite de enchimento do reservatório 40 (preferencialmente o reservatório 40 está cheio) é alcançado quando o controlador 20 controla o regulador 18 para ajustar o fluxo contínuo. O fluxo contínuo pode ser ajustado ajustando-se a pressão à jusante do regulador 18. Em tal caso, o regulador 18 é um regulador controlado em tempo real e um calibrado é preferencialmente fornecido no tubo 4 ou na válvula de entrega 22. Quando o sistema 10 compreende somente um regulador 18, o fluxo contínuo de gás de respiração é ajustado no mesmo valor para todas as máscaras faciais 30 fornecidas pelo regulador 18. Mas, o fluxo contínuo pode ser independentemente interrompido pela válvula de entrega 22 para cada máscara facial 30.

[0095] Em essência, alguns dos presentes sistemas 10 permitem que cada reservatório 40 acumule uma quantidade de oxigênio maior do que a que estaria presente se fosse utilizada a entrega mínima de oxigênio por unidade de tempo (de

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20/26 acordo com os regulamentos federais US.). Como um exemplo, ao menos uma versão do reservatório 40 pode acumular um litro de oxigênio. Assim, mesmo se o sangue de um passageiro se tornar materialmente dessaturado de oxigênio, oxigênio abundante pode estar presente no reservatório 40 para inalação direta do passageiro de modo a permitir-lhe recuperar da dessaturação.

[0096] Os sensores 26 podem ser de qualquer tipo adequado. Exemplos de possíveis sensores 26 incluem microcomutadores, sensores de pressão interna, sensores de distância a laser, talabartes (ver Figura 3A, 3B) que podem ficar esticados de modo a alterar o estado de um objeto, etc. Um sensor 26 pode ser amostrado em quaisquer intervalos de tempo desejados de modo a obter informação de enchimento respeitando o reservatório 40 como uma função do tempo.

[0097] Se o sensor 26 estiver configurado para fornecer apenas saída binária (CHEIO / NÃO CHEIO), a histerese poderia ser incluída no circuito de detecção para apresentar recargas incômodas (isto é, pequenas, frequentes) do reservatório 40 devido a eventos tal como ruído de sinal, pequenos vazamentos, ou similares. Em particular, como representado no fluxograma da Figura 2, o fluxo contínuo não é retomado (bloco 64) apenas quando o reservatório de enchimento detectado pelo sensor 26 está abaixo de um primeiro limite de enchimento que desencadeia o fechamento da válvula de entrega 22 (bloco 62). O reservatório de enchimento detectado pelo sensor 26 deve ser inferior a um segundo limite (bloco 56) antes de retomar o fluxo contínuo (bloco 64).

[0098] O controlador 20 poderia ser programado para consultar o sensor 26, ou o sensor 26 poderia ser configurado para comunicar informação ao controlador 20 em intervalos fixos ou variáveis, mesmo que não tenha recebido uma consulta a partir do controlador 20. Qualquer comunicação aqui descrita que possa ser realizada eletronicamente pode ser realizada sem fio ou com fio.

[0099] Finalmente, os sistemas da invenção podem operar em um segundo modo de fornecimento (de emergência) (bloco 66), de preferência um modo de prevenção de fumaça na ilustração. Se for detectada fumaça, ou mais geralmente gás tóxico no ar ambiente da cabine 2 (bloco 58) pelo sensor de fumaça 8, o controlador 20 controla

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21/26 a válvula de entrega 22 (ou em variante o regulador 18) no segundo modo de fornecimento (emergência) (bloco 66) ao longo da ramificação 59, em vez do primeiro (principal) modo de fornecimento (bloco 64) ao longo da ramificação 57. Em tal segundo modo de fornecimento (emergência), a taxa de entrega de oxigênio não seria necessariamente dependente da altitude da aeronave e da razão de descida da aeronave, mas poderia ser escolhida de modo a manter cada reservatório 40 cheio todas as vezes. Assim, a taxa de entrega de oxigênio no segundo modo de fornecimento (de emergência) é máxima e, de preferência, superior ou igual ao fluxo alto no primeiro modo de fornecimento (principal) (por exemplo, aproximadamente 40 litros por minuto). Esta abordagem permitiria que o reservatório 40 acumulasse oxigênio suficiente para acomodar todo o ciclo de respiração do passageiro, mesmo no pico da demanda, de modo a evitar que o passageiro respire qualquer ar de cabine com fumaça.

[0100] Em caso, o controlador 20 controla a válvula de entrega 22 para ajustar o fluxo contínuo de gás de respiração fornecido ao reservatório associado 40, preferencialmente no segundo modo contínuo, a válvula de entrega 22 fica completamente aberta. No primeiro modo contínuo, se a válvula de entrega 22 é uma válvula de ligar / desligar, a taxa durante a qual a válvula de entrega 22 está aberta pode ser ajustada de modo a ajustar o fluxo contínuo de gás de respiração fornecido ao reservatório associado 40 entre o fluxo baixo e o fluxo alto.

[0101] Em variante, se o controlador 20 controla o regulador 18 de modo a ajustar o fluxo contínuo de gás de respiração fornecido ao reservatório associado 40, no primeiro modo contínuo, o regulador de pressão à jusante pode variar entre uma pressão baixa absoluta (por exemplo, 1,5 bar) e uma pressão alta (por exemplo, 6 bar), e no segundo modo, o regulador 18 pode ser controlado para ajustar a pressão alta abaixo do regulador 18 no tubo 4.

[0102] A Figura 3A e a Figura 3B ilustram um reservatório de formação de acumulador de tipo fole 40. Tal reservatório pode ocupar um espaço menor em comparação com as bolsas convencionais e ainda ter uma capacidade volumétrica similar.

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22/26 [0103] O reservatório 40 estende-se entre uma primeira extremidade longitudinal 40a e uma segunda extremidade longitudinal 40b e tem um volume interno 42.

[0104] O reservatório 40 é conectado à máscara facial 30 através da primeira extremidade longitudinal 40a. O reservatório 40 é conectado ao segundo tubo 4B através da segunda extremidade longitudinal 40b. A conexão ao segundo tubo 4B localizado próximo da segunda extremidade longitudinal 40b pode permitir que o segundo tubo 4B facilite o desenrolamento do reservatório 40 à medida que este infla em uso. Em qualquer das situações, o segundo tubo 4B, de preferência, acopla-se a outro local que não na extremidade de uma bolsa de reservatório distal da máscara facial (como ocorre convencionalmente).

[0105] Em uma variante, o reservatório poderia ser conectado ao segundo tubo 4B próximo da primeira extremidade longitudinal 40a. A conexão localizada próxima da primeira extremidade longitudinal 40a é útil ao menos na medida em que o segundo tubo 4B poderia ser fixado diretamente na válvula de entrada 32 em uma traseira da máscara facial 30 e, desse modo, não afetaria a inflação e desinflação do reservatório 40. Em particular, o reservatório 40 não precisa neutralizar o peso do segundo tubo 4B quando desinfla. Além disso, quando a máscara facial 30 e o reservatório 40 estão arrumados, o segundo tubo 4B não puxa o reservatório 40 e perturba assim o seu posicionamento e disposição.

[0106] Como representado nas Figuras 3A, 3B, os foles exemplificativos das Figuras 3A, 3B contêm quatro pregas 44 e podem ter seção transversal circular. O reservatório 40 pode ser formado diferentemente do mostrado, no entanto; se um fole, o reservatório 40 pode adicionalmente ter mais ou menos do que quatro pregas 44 e não precisa necessariamente ter seção transversal circular.

[0107] Na Figura 3A, o reservatório 40 é desinflado, consistente com o seu estado quando armazenado. O reservatório 40 não está posicionado dentro da máscara 14 e, portanto, não deve impedir a colocação da máscara facial 30 por um passageiro. A configuração do reservatório 40 permite a fácil inflação do fole em um projeto de volume eficiente. Em outras palavras, um reservatório tipo fole 40 cria um volume 42 inflado relativamente grande para uma área bidimensional relativamente pequena.

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23/26 [0108] Presentemente preferencial é que o reservatório 40 seja feito de material flexível similar ao das bolsas reservatórios convencionais. Material mais robusto pode ser usado em vez disso, no entanto. Alternativa ou adicionalmente, o reservatório 40 pode ser reforçado utilizando uma placa de suporte de plástico 46 na segunda extremidade longitudinal 40b.

[0109] Podem ser utilizadas cordas ou cordões roscados concebivelmente para evitar a extensão excessiva ou a explosão do reservatório 40 quando a pressurização é desejada.

[0110] Os reservatórios do tipo fole não precisam ser armazenados dentro de copos de máscaras faciais. Eles também não precisam ser dobrados - ou não precisam ser dobrados tão compactamente quanto as bolsas convencionais, reduzindo assim qualquer probabilidade de que os reservatórios não sejam inflados apropriadamente. Além disso, o uso de um fole cria, adicionalmente, um armazenador (reservatório) configurado para se adaptar melhor ao pico de fluxo instantâneo da respiração dinâmica de um passageiro (ou membro da tripulação).

[0111] O reservatório 40 pode ser feito de material plástico flexível e relativamente fino, como é convencional. Alternativamente, o reservatório 40 pode ser formado de material suficiente para permitir que seja pressurizado, gerando envelopes reduzidos em comparação com as bolsas não pressurizadas convencionais. A inflação e a deflação do fole podem fornecer aos tripulantes uma melhor indicação visual da entrega de gás de respiração e do consumo de gás pelos passageiros.

[0112] Caso contrário, na modalidade mostrada nas Figuras 3A, 3B, o sensor 26 compreende um comutador 24 e um talabarte 25. O talabarte (cordão) 25 tem uma primeira extremidade de talabarte 25a fixada à primeira extremidade longitudinal 40a do reservatório 40 e uma segunda extremidade de talabarte 25b conectada à segunda extremidade longitudinal 40b do reservatório 40 através do comutador (microcomutador) 24.

[0113] Como o reservatório 40 está na forma de um fole, a extensão do reservatório 40 é aproximadamente linearmente proporcional ao volume de gás no seu interior. Quando o reservatório 40 está cheio, o talabarte 25 puxa e ativa o

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24/26 comutador 24. As Figuras 3A, 3B demonstram uma extensão do reservatório 40 do tipo fole ao encher, mas isto poderia também ser aplicado a uma expansão radial, em particular de o reservatório tipo “bolsa” clássico.

[0114] Caso contrário, nas modalidades ilustradas nas Figuras 3A, 3B, ao invés do comutador 24 e talabarte 25a, o sensor 26 compreende um sistema laser / refletor com uma medição de pulso e atraso de tempo que pode determinar a distância do refletor a partir do laser e fornecer uma escala quase contínua de “plenitude” do reservatório como uma função da distância. Um seria fixado entre o laser e o refletor próximo da primeira extremidade longitudinal 40a, preferencialmente da máscara facial 30 e da outra da segunda extremidade longitudinal 40b, de preferência à placa de apoio 46.

[0115] As Figuras 4A e 4B ilustram outra variante. O reservatório 40 tem uma bolsa flexível 48 de estilo clássico. O sensor 26 compreende um medidor de pressão 36 integrado na parede da bolsa flexível 48. À medida que o saco insufla, ele estica ligeiramente, o que é detectado pelo medidor de pressão 36.

[0116] Para a detecção do estado (enchimento) do reservatório 40, conforme esquematicamente ilustrado nas Figuras 4A e 4B, a informação pode ser transmitida entre o sensor 26 e o controlador 20 por onda eletromagnética.

[0117] A informação entre os sensores 26 e o controlador 20 pode ser transmitida por um módulo RFID 38 que altera a sua resposta com base no estado de enchimento do reservatório 40. Isso significa que o módulo RFID 38 é usado para alimentar e ler o sensor 26. Esta antena RFID do módulo RFID 38 é preferencialmente encapsulada na parede do reservatório 40 ou na máscara facial 30. O transmissor do módulo RFID 38 é conectado ao controlador 20.

[0118] Na modalidade mostrada nas Figuras 4A, 4B, assim como na modalidade ilustrada nas Figuras 3A, 3B, ou na modalidade ilustrada nas Figuras 5A, 5B, na variante, a informação entre os sensores 26 e o controlador 20 pode ser transmitida por fio, de preferência que liga diretamente os sensores 26 ao controlador 20, os fios sendo preferencialmente encapsulados na parede do reservatório e do tubo 4.

[0119] Em outra variante, a informação entre os sensores 26 e o controlador 20

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25/26 pode ser transmitida por ondas tais como rádio, Bluetooth, WiFi alimentado por uma bateria.

[0120] As Figuras 5A e 5B ilustram outra variante. O sensor 26 compreende a válvula de entrada 32 e um detector de movimento 33. A válvula de entrada 32 é um tipo de válvula de retenção impulsionada por uma mola 31 na posição fechada. A válvula de entrada 32 é de preferência de silício macio. À medida que a bolsa de reservatório 40 infla ao máximo, uma leve pressão positiva é exercida na válvula, fazendo com que o silício macio se deforme. Esta deformação poderia ser detectada por um sensor de efeito Hall, um sensor óptico ou outro.

[0121] De modo a detectar o estado de enchimento dos reservatórios 40 em outra variante, o sensor 26 pode incluir sensores para medir o fluxo a partir do tubo 4B entrando dentro do reservatório 40 e o fluxo saindo do reservatório em direção à máscara facial 30 (através da válvula de entrada 32), integrando a diferença ao longo do tempo. De fato, a variação do volume de gás dentro do reservatório é igual ao volume que entrou menos o volume que saiu. Tais sensores de fluxo podem ser espirômetro, medidor de risco, placa de orifício, ou qualquer outra tecnologia adequada.

[0122] Estes exemplos não se destinam a ser mutuamente exclusivos, completos ou restritivos de qualquer forma, e a invenção não está limitada a estas modalidades exemplificativas, mas abrange todas as possíveis modificações e variações dentro do escopo de qualquer reivindicação redigida e emitida em conjunto com a invenção (e seus equivalentes). Para evitar dúvidas, qualquer combinação de características não fisicamente impossíveis ou expressamente identificadas como não combináveis aqui podem estar dentro do escopo da invenção.

[0123] O conteúdo inteiro da patente de Cannon é aqui incorporado por esta referência. Além disso, embora o requerente tenha usado aqui o termo “aeronave”, os versados na técnica relevante reconhecerão que a presente invenção pode ser empregada em outros veículos ou em objetos estacionários, tais como (mas não limitados a) edifícios. Finalmente, referências a “oxigênio” aqui não precisam necessariamente referir-se a gases contendo 100% de oxigênio, mas podem também

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26/26 referir-se a outros gases respiráveis contendo ao menos algum oxigênio.

Claims (35)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema (10) para fornecer gás de respiração aos passageiros a bordo de uma aeronave, que compreende:

   uma fonte de gás de respiração (14), ao menos uma máscara facial (30) para passageiros, um reservatório (40) associado a cada máscara facial (30), uma válvula de entrega (22) para cada máscara facial (30), a válvula de entrega (22) estando disposta entre a fonte (14) de gás de respiração e o reservatório (40), o reservatório (40) estando disposto entre a válvula de entrega ( 22) e a máscara facial (30), o sistema caracterizado pelo fato de que compreende:

   um sensor (26) associado a cada reservatório (40) e configurado para detectar um enchimento do reservatório (40), e um controlador (20) configurado para controlar a válvula de entrega (22) em um modo de fornecimento contínuo para fornecer um fluxo contínuo de gás de respiração (64) para o reservatório (40) e interromper (62) o fluxo contínuo de gás de respiração quando o enchimento detectado pelo sensor (26) é um limite de enchimento (55).
2. 2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que:

   o modo de fornecimento contínuo é um primeiro modo de fornecimento contínuo (64), o controlador (20) é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração em um segundo modo de fornecimento contínuo (66) maior do que no primeiro modo de fornecimento contínuo (64).
3. 3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o controlador é configurado para comutar (26) entre o primeiro modo de fornecimento contínuo (64) e o segundo modo de fornecimento contínuo (66) com base em um segundo parâmetro (8), o segundo parâmetro (8) incluindo a presença de gás tóxico e/ou fumaça no gás ambiente (2).

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4. 4. Sistema, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que:

   o controlador (20) é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração no primeiro modo de fornecimento contínuo (64) entre um fluxo baixo e um fluxo alto, e o controlador (20) é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração no segundo modo de fornecimento contínuo (66) maior ou igual ao fluxo alto.
5. 5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração em um fluxo predeterminado no segundo modo de fornecimento contínuo (66).
6. 6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que a válvula de entrega (22) é do tipo ligar / desligar e o controlador (20) é configurado para controlar a válvula de entrega (22) no modo de Modulação por Pulso no primeiro modo de fornecimento contínuo (64), e o controlador é configurado para manter a válvula de entrega aberta no segundo modo de fornecimento contínuo (66).
7. 7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pelo fato de que o sistema adicionalmente compreende um regulador (18) configurado para ser controlado (16) pelo controlador (20) para ajustar o fluxo de gás de respiração no primeiro modo de fornecimento contínuo e no segundo modo de fornecimento contínuo.
8. 8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a fonte (14) de gás de respiração é fornecida em um estado desativado e o sistema (10) é configurado para ativar automaticamente (5, 6) a fonte (14) de gás de respiração em caso de despressurização (11).
9. 9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que:

   o limite de enchimento é um primeiro limite de enchimento (55), o sensor é configurado para detectar o enchimento do reservatório (40) em

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   3/7 um segundo limite de enchimento inferior ao primeiro limite de enchimento, e o controlador (20) é configurado para retomar o fluxo contínuo (64, 66) quando (56) o enchimento detectado pelo sensor (26) é o segundo limite de enchimento.
10. 10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o segundo limite de enchimento está ao menos 3% abaixo do primeiro limite de enchimento.
11. 11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o controlador (20) é configurado para ajustar o fluxo de gás de respiração em vários valores não nulos no modo de fornecimento contínuo (64) com base em ao menos um primeiro parâmetro (11, 12, 13).
12. 12. Sistema, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que ao menos um primeiro parâmetro é selecionado a partir do grupo que consiste da altitude da cabine (11), altitude da aeronave (12), composição do gás de exalação (13), frequência de respiração e saturação de oxigênio no sangue (14).
13. 13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o sensor (26) é configurado para enviar (27) um sinal binário com base no limite de enchimento do reservatório.
14. 14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o sensor (26) é configurado para detectar ao menos dois valores diferentes de enchimento do reservatório.
15. 15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 e 12, caracterizado pelo fato de que:

    o sensor (26) é configurado para detectar ao menos dois valores diferentes de enchimento do reservatório, e o controlador (20) é configurado para determinar ao menos o primeiro parâmetro com base nos valores de depósito do reservatório detectados pelo sensor (26).
16. 16. Sensor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado pelo fato de que o limite de enchimento (54) o reservatório cheio.

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17. 17. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o reservatório (40) é uma bolsa de reservatório do tipo fole.
18. 18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que:

    o reservatório se estende entre uma primeira extremidade longitudinal (40a) e uma segunda extremidade longitudinal (40b), e o reservatório compreende várias pregas anulares (44) entre a primeira extremidade longitudinal (40a) e a segunda extremidade longitudinal (40b).
19. 19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que:

    o reservatório (40) é conectado à máscara facial (30) através da primeira extremidade longitudinal (40a), e o reservatório compreende uma placa de apoio (46) na segunda extremidade longitudinal (40b).
20. 20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que o sensor (26) compreende um comutador (24) e um talabarte (25), e o talabarte (25) tem uma primeira extremidade de talabarte (25a) fixada à primeira extremidade longitudinal (40a) do reservatório (40) e uma segunda extremidade de talabarte (25b) conectada à segunda extremidade longitudinal (40b) do reservatório (40) através do comutador (24).
21. 21. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que:

    o reservatório (40) compreende uma bolsa de reservatório flexível (48), e o sensor compreende um medidor de pressão (35) fixado no reservatório (40).
22. 22. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizado pelo fato de que:

    a máscara facial compreende uma válvula de entrada (32) entre o reservatório (40) e uma cavidade de respiração (34) da máscara facial (30), a válvula

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    5/7 de entrada (32) sendo do tipo válvula de retenção.
23. 23. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que:

    a máscara facial compreende uma válvula de entrada (32) entre o reservatório e uma cavidade de respiração da máscara facial, a válvula de entrada (32) sendo do tipo de válvula de retenção, a válvula de entrada (32) é configurada para mover-se progressivamente de uma posição fechada para uma posição aberta durante o enchimento do reservatório (40), e a válvula de entrada (32) permanece fechada entre a posição fechada e uma posição intermediária; e o sensor (26) é configurado para detectar a posição intermediária.
24. 24. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, caracterizado pelo fato de que:

    o sistema (10) compreende um módulo RFID (38) conectado ao sensor (26), o módulo RFID (38) é configurado para alimentar e ler o sensor (26), e o módulo RFID (38) é configurado para se comunicar com o controlador (20).
25. 25. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende:

    uma pluralidade de máscaras faciais (30), uma pluralidade de reservatórios (40), cada reservatório (40) estando associado a uma da pluralidade de máscaras faciais (30), uma pluralidade de sensores (26), cada sensor (26) sendo associado a cada reservatório (40) e configurado para detectar o limite de enchimento no reservatório associado, e o controlador (20) é configurado para controlar o fluxo contínuo (64) do gás de respiração da fonte (14) para cada reservatório (40) e para interromper (62) o fluxo contínuo de gás de respiração para o reservatório (40) cujo sensor associado (26) detecta o limite de enchimento (55) no reservatório.

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26. 26. Método para fornecer entrega de gás de respiração aos passageiros a bordo de uma aeronave, compreendendo:

    fornecer um reservatório (40) associado a uma máscara facial (30) com um fluxo contínuo de gás de respiração (64), o reservatório (40) sendo associado a uma máscara facial (30), detectar (26) o enchimento do reservatório (40), o método caracterizado por compreender interromper (62) o fluxo contínuo de gás de respiração quando um limite de enchimento é atingido (55).
27. 27. Método, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o limite de enchimento é um primeiro limite de enchimento e o método compreende:

    retomar (53) o fluxo contínuo quando o enchimento do reservatório diminui para um segundo limite de enchimento (56).
28. 28. Método, de acordo com a reivindicação 27, caracterizado pelo fato de que o segundo limite de enchimento está ao menos 3% abaixo do primeiro limite de enchimento.
29. 29. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 28, caracterizado pelo fato de que o limite de enchimento é o reservatório cheio.
30. 30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 29, caracterizado pelo fato de que compreende:

    ajustar o fluxo de gás de respiração em vários valores não nulos no modo de fornecimento contínuo (64) com base em ao menos um parâmetro selecionado a partir do grupo que consiste da altitude da cabine (11), altitude da aeronave (12), composição do gás de exalação (13), frequência de respiração e saturação de oxigênio no sangue (15).
31. 31. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 30, caracterizado pelo fato de que o modo de fornecimento contínuo é um primeiro modo de fornecimento contínuo (64) e ao menos um parâmetro é ao menos um primeiro parâmetro, e o método compreende:

    ajustar o fluxo de gás de respiração em um primeiro fluxo no primeiro modo

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    7/7 de fornecimento contínuo, e ajustar o fluxo de gás de respiração em um segundo fluxo em um segundo modo de fornecimento contínuo (66), o segundo fluxo sendo maior ou igual ao primeiro fluxo.
32. 32. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 30, caracterizado pelo fato de que o modo de fornecimento contínuo é um primeiro modo de fornecimento contínuo (64) e ao menos um parâmetro é ao menos um primeiro parâmetro, e o método compreende:

    ajustar o fluxo de gás de respiração entre um fluxo baixo e um fluxo alto no primeiro modo de fornecimento contínuo, e definir o fluxo de gás de respiração em um fluxo predeterminado em um segundo modo de fornecimento contínuo (66), o fluxo predeterminado sendo maior ou igual ao fluxo alto.
33. 33. Método, de acordo com a reivindicação 31 ou 32, caracterizado pelo fato de que compreende:

    comutar (26) entre o primeiro modo de fornecimento contínuo (64) e o segundo modo de fornecimento contínuo (66) com base em um segundo parâmetro (8).
34. 34. Método, de acordo com a reivindicação 33, caracterizado pelo fato de que o segundo parâmetro (8) inclui a presença de gás tóxico no gás ambiente.
35. 35. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 26 a 34, caracterizado pelo fato de que compreende:

    não fornecer o gás de respiração ao reservatório até que a pressão do ar ambiente seja inferior a um limite de despressurização, e fornecer automaticamente (5, 11,20) ao reservatório (40) um fluxo contínuo de gás de respiração quando a pressão do ar ambiente é inferior ao limite de despressurização.