CN101991921B - 紧急供氧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于飞机的紧急供氧装置，该装置具有氧气压力存储器和至少一个与该氧气压力存储器管道连接的氧气面罩。在从氧气压力存储器到至少一个氧气面罩的管道中，设置至少两个相互并联的电驱动和控制的截止阀。在这些截止阀中，至少一个截止阀具有常开功能，并且至少一个截止阀具有常闭功能。

Description

紧急供氧装置

技术领域

本发明涉及一种用于飞机的紧急供氧装置，其具有氧气压力存储器和至少一个与该氧气压力存储器管道连接的氧气面罩。

背景技术

为了能够在突然失压(Druckabfall)的情况下向机舱中的乘客和服务人员提供氧气，在飞机上设置有紧急供氧装置。在分散式氧气紧急供应中，紧急供氧装置位于设置在乘客座位上方的机舱天花板上的所谓的个人服务单元中。

这些紧急供氧装置具有与一个或多个氧气面罩管道连接的氧气源(Sauerstoffquelle)。公知的是使用化学氧气发生器或氧气压力存贮器作为氧气源。化学氧气发生器的缺点在于，由化合物产生的氧气、由此而到达氧气面罩的氧气流以及氧气面罩上的供应压力都遵循固定的预先给出的配置(Profil)。因此，在这些系统中不可能根据机舱压力或飞行高度来控制氧气供应。

在使用以气态形式存储在压缩气体容器中的氧气时，可以适当的方式利用连接在氧气面罩前的压力调节装置来控制氧气的输送。所使用的压力调节装置可以具有机械驱动的和/或气动驱动的压力调节器，但缺点在于其尺寸和重量相对较大。电驱动的调节装置则没有这些缺点，但是已经证实，在此种调节装置中对电力能源供应的依赖本身就是问题之所在，因为电力供应的中断可能导致紧急供氧装置根本无法使用。

发明内容

在此背景下，本发明的目的在于，提供一种用于飞机的、轻便而紧凑的紧急供氧装置，该装置能够在紧急情况下确保足够的氧气紧急供应。

本发明的目的通过一种紧急供氧装置实现。

根据本发明的用于飞机的紧急供氧装置可以例如设置在个人服务单元中。该装置具有氧气压力存储器和至少一个与该氧气压力存储器管道连接的氧气面罩。根据本发明，在从氧气压力存储器到至少一个氧气面罩的管道中设置至少两个相互并联的电驱动和控制的截止阀。在这些截止阀中，至少一个截止阀具有NO功能，并且至少一个截止阀具有NC功能。

因此，在根据本发明的紧急供氧装置中，在从氧气压力存储器到氧气面罩的线路中设置管道分支，在该管道分支上将管道分为至少两个相互平行的管道线。在每个管道线中分别设置一个截止阀，在这些截止阀中至少一个截止阀具有NO功能或“常开”功能，即，在没有加载电压时处于打开状态，而在其他的管道线中设置至少一个具有NC功能或“常闭”功能的截止阀，也就是在没有加载电压时处于关闭状态。在平行管道线数目较多的情况下，还可以设置一个以上的具有NO功能的截止阀和/或一个以上的具有NC功能的截止阀。

这些截止阀构成调节装置的一部分，利用这些调节装置通过有规律地打开和关闭截止阀，可以控制从氧气压力存储器到一个或多个氧气面罩的氧气供应。由于截止阀与用作调节装置的机械的或气动的压力调节器相比具有较小的尺寸和较小的重量，根据本发明的紧急供氧装置在重量较小的同时还具有相对紧凑的结构。

由于在根据本发明的紧急供氧装置中，在平行的管道线之一条中至少有一个截止阀具有NO功能，因此就是当紧急供氧装置的电力供应中断时也至少能够确保氧气面罩的一个或多个使用者的基本氧气供应，因为在利用与氧气面罩连接的牵引装置启动氧气压力存储器的开启机构之后，即使当电力供应中断时氧气也可以从由此打开的氧气压力存储器通过在不施加电压时设置为打开的截止阀流向一个或多个氧气面罩。这种截止阀优选设计为，在紧急供氧装置的电力供应中断时，可以向每个氧气面罩的使用者以约2.5l/min的体积流量提供氧气。通常情况下，必要时还可以在多个平行的管道线中设置多个具有NO功能的截止阀，在此这种截止阀的数量一般取决于通过紧急供氧装置对其提供氧气的人数。

为了以与各个飞行高度准确匹配的方式向根据本发明的紧急供氧装置的使用者提供氧气，相宜地设置了电子控制装置，通过该电子控制装置可以控制各个截止阀。该控制装置优选构造为，通过脉宽调制来控制截止阀。在此，占空率(Tastgrad)主要取决于机舱中的主导压力或飞行高度、氧气的温度、氧气压力存储器或者氧气压力存储器的压力调节器的出口压力。

相宜地，可以在使用紧急供氧装置期间连续地确定机舱内的压力。为此优选可以设置机舱压力传感器，其与控制装置信号连接。根据机舱压力传感器所提供的、通常与各个飞行高度相关的压力值，利用控制装置能够以所需要的方式控制截止阀。

为了在控制截止阀时还能考虑到氧气压力存储器或者压力调节器的出口压力，优选在将氧气压力存储器与一个或多个氧气面罩连接起来的管道中在截止阀的入口侧设置与控制装置信号连接的氧气压力传感器。

此外，还有利的是，在连接氧气压力存储器与一个或多个氧气面罩的管道中在截止阀的入口侧设置与控制装置信号连接的温度传感器，以便在确定最合适的截止阀的打开间隔时还能够测量氧气的温度。

通过除了机舱压力之外，还有利地引入氧气温度以及位于氧气压力存储器的出口侧的氧气压力来调节对一个或多个氧气面罩的氧气供应，使得根据本发明的紧急供氧装置具有极高的调节精度，这使得该装置与迄今已知的紧急供氧装置相比能够节约氧气，这又使得可以使用相对较小的氧气压力存储器，由此与迄今为止已知的这种类型的装置相比还能减小该紧急供氧装置的尺寸和重量。

与控制装置信号连接的传感器优选设置在控制装置的控制板(Steuertafel)上。因此，在根据本发明的紧急供氧装置的这种扩展方案中设置有承载构件，在该承载构件上除了控制装置外还设有机舱压力传感器、氧气压力传感器和温度传感器，并优选还设置有截止阀。使用控制板使得可以在飞机以外预装紧急供氧装置的主要电子和气动组件，并随后装入个人服务单元中，这样，就只须建立从氧气压力存储器到截止阀以及从截止阀到一个或多个氧气面罩的氧气输送连接，以及将控制装置连接在飞机一侧的供电网络上。

为了使由截止阀提供的脉宽调制的氧气流能够成为基本上连续的氧气流，优选在截止阀的出口侧设置补偿室(Ausgleichskammer)。该补偿室例如可以通过从截止阀到一个或多个氧气面罩的区域中的氧气管道的截面扩展来形成。此外，还可以通过在氧气面罩上所构成的氧气中间存储器或者从截止阀到一个或多个氧气面罩的区域中的氧气管道本身来形成补偿室。

附图说明

以下参照附图中示出的实施例对本发明做进一步说明。其中，

图1示出根据本发明的紧急供氧装置的极其简化的原理图。

具体实施方式

所示出的紧急供氧装置设置在容器2内的个人服务单元中。该紧急供氧装置具有氧气瓶4形式的氧气压力存储器4。在氧气瓶4上以传统的方式设有减压器，利用该减压器可以将氧气瓶4中的氧气压力降低至中间压力。这种中间压力介于瓶压和连接氧气瓶4的氧气面罩10所需的压力之间。

连接减压器6出口侧的氧气管道8将氧气瓶4与氧气面罩10氧气输送地连接，在此在从氧气瓶4到氧气面罩10的管道连接中设有流量调节装置12，利用该装置可以使氧气量或氧气流最终与氧气面罩10所要求的氧气量匹配。

在容器2中，氧气面罩10以传统的方式设置为，在机舱失压时从容器2中脱出。如果氧气面罩10的使用者将氧气面罩拉向自己，则通过安装在氧气面罩10上的牵引工具14、即所谓的短索(Lanyards)，激活氧气瓶4上的开启机构，从而使氧气从氧气瓶4流向氧气面罩10。

在流量调节装置12中，氧气管道8分为三条平行的管道线，这三条管道线随后又会聚成一个管道，其中，在每个管道线中都设有电可控的截止阀。与此相关地，在这些管道线之一中设置具有NO功能的电磁阀16，而在其他两个管道线中分别设置具有NC功能的电磁阀18。应该理解的是，可以例如根据所需的流或体积流量只设置两个这样的平行管道线或设置多于三个的平行管道线。

通过电子控制装置20对电磁阀16和18进行控制。为此，电磁阀18通过信号线22或24与控制装置20信号连接，而电磁阀16通过信号线26与控制装置20信号连接。控制装置20根据机舱压力、减压器6流出侧的氧气压力以及氧气温度来控制电磁阀16和18。

为了确定机舱压力，设置了机舱压力传感器28，其通过信号线30与控制装置20信号连接。氧气压力通过设置在氧气管道8中电磁阀16和18的流入侧的氧气压力传感器32来确定，该氧气压力传感器32通过信号线34与控制装置20信号连接。此外，在氧气管道8中同样在电磁阀16和18的流入侧设置了温度传感器36，该温度传感器36通过信号线38与控制设备20通讯。

机舱压力传感器28、氧气压力传感器32、温度传感器36和电磁阀16、18与控制装置20一起设置在控制板40上。在控制板40上还设有光学运行状态显示装置42，控制装置20通过信号线44与该运行状态显示装置42连接。借助于运行状态显示装置42可以识别出紧急供氧装置是处于正常状态还是未准备就绪。

所示出的紧急供氧装置的工作原理如下：

如果在飞机客舱中出现失压，则氧气面罩10会从个人服务单元的容器2中落下。如果旅客将氧气面罩10向其面部拉近，则氧气瓶4将通过连接到氧气面罩10的短索14机械地打开。此时，氧气从氧气瓶4通过减压器6流入氧气管道8。通过机舱压力传感器28采集机舱压力，并由此间接得到飞行高度。同时，氧气压力传感器32测定减压器6出口侧的压力，温度传感器36测定氧气温度。电子控制装置20根据这些数值来确定电磁阀16和18的开、关时间。

如果飞机的飞行高度高于确定的边界飞行高度(例如34500英尺)，则控制装置20将使电磁阀16保持在恒定打开的状态，即不加载电压。此外，还以间隔的方式对两个电磁阀18中的一个或两个加载电压，从而使它们除了恒定的氧气流之外还附加地通过打开的电磁阀16有节奏地将氧气输送到氧气面罩10。构造在氧气面罩10上的氧气中间存储器46的作用在于，向氧气面罩的使用者提供基本上连续的氧气流。

如果飞机的飞行高度降低到边界飞行高度以下，则不再对电磁阀18加载电压，从而使电磁阀18保持关闭，仅通过打开的电磁阀16对氧气面罩10的供氧。随着飞行高度的进一步下降，对电磁阀16也通过间隔性地加载电压使其关闭，直到飞机达到第二边界飞行高度，例如大约10000英尺及以下，此时的机舱压力使得不再需要使用氧气面罩，通过不间断地加载电压可以使电磁阀16保持持续的关闭。

如果在紧急供氧装置中出现电能供应中断，则在不加载电压时自身处于打开状态的电磁阀16至少可确保对氧气面罩10的使用者的基本氧气供应。

附图标记列表

2-容器

4-氧气压力存储器，氧气瓶

6-减压器

8-氧气管道

10-氧气面罩

12-流量调节装置

14-牵引装置，短索

16-电磁阀

18-电磁阀

20-控制装置

22-信号线

24-信号线

26-信号线

28-机舱压力传感器

30-信号线

32-氧气压力传感器

34-信号线

36-温度传感器

38-信号线

40-控制板

42-运行状态显示装置

44-信号线

46-氧气中间存储器

Claims (4)

1.一种用于飞机的紧急供氧装置，该装置具有氧气压力存储器（4）和至少一个与所述氧气压力存储器（4）管道连接的氧气面罩（10），其特征在于，在从所述氧气压力存储器（4）到所述至少一个氧气面罩（10）的管道中设置有至少两个相互并联的电驱动和电控制的截止阀，在这些截止阀中，至少一个截止阀具有常开功能，并且至少一个截止阀具有常闭功能，在供应线路中在所述截止阀的入口侧设置有与电子控制装置（20）信号连接的氧气压力传感器（32）和与电子控制装置（20）信号连接的温度传感器（36），所述电子控制装置（20）根据传感器提供的信息以与各个飞行高度准确匹配的方式来控制所述截止阀，以控制向该紧急供氧装置的使用者的氧气供应。

2.如权利要求1所述的紧急供氧装置，其特征在于，机舱压力传感器（28）与所述控制装置（20）信号连接。

3.如权利要求1或2所述的紧急供氧装置，其特征在于，与所述电子控制装置（20）信号连接的传感器设置在所述电子控制装置（20）的控制板（40）上。

4.如权利要求1所述的紧急供氧装置，其特征在于，在所述截止阀的出口侧设置有补偿室。

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