ES2284796T3 - Aparato respirtorio e instalacion de proteccion contra la hipoxia que lo utiliza. - Google Patents

Abstract

Aparato respiratorio que comprende una mascarilla respiratoria (10) conectada a una fuente de gas respiratorio (30) y, en un conducto de alimentación a la mascarilla (10) desde dicha fuente (30), un depósito o capacidad de reserva (34) propio de la mascarilla (10), caracterizado porque la mascarilla (10) para la protección de un elemento de la tripulación del avión, en especial contra la hipoxia, está dotada de un regulador (12) alimentado de dicha fuente (30) de gas respiratorio por la mencionada conducción de alimentación, teniendo dicho depósito o capacidad de reserva (34) el volumen suficiente para asegurar como mínimo dos inspiraciones sucesivas tipo y estando dotado de una admisión dotada de válvula anti-retorno (36) sobre dicha conducción de alimentación, dispuesta para su conexión a la mencionada fuente (30) constituida por un generador de oxígeno o por aire enriquecido en oxígeno.

Description

Aparato respiratorio e instalación de protección contra la hipoxia que lo utiliza.

La presente invención se refiere a los aparatos respiratorios destinados a proteger los miembros de la tripulación de un avión y en especial al personal de navegación técnica, contra los riesgos relacionados con la disminución de presión a elevada altitud y/o debidos a la aparición de humos.

La invención tiene una aplicación especialmente importante, si bien no exclusiva, en los aparatos de transporte de pasajeros que pueden alcanzar altitudes elevadas y sobre todo en los aparatos del tipo "jumbo" o "superjumbo" de capacidad muy grande.

Todo piloto de un avión de transporte de pasajeros actual dispone de un aparato respiratorio que presenta una mascarilla dotada de un regulador conectado a una fuente de gas respiratorio. Las normas aeronáuticas exigen que esta mascarilla pueda ser colocada y pueda facilitar oxígeno a su usuario en menos de 5 segundos. Este resultado se consigue, en general, en la actualidad, utilizando una mascarilla con arnés neumático hinchable y deshinchable, tal como los que se describen en los documentos FR 1506342 y 2784900 y EP-A-0628325 y en las patentes US 5503147, 5590102 y 5623923. La fuente del gas a presión debe ser capaz de facilitar de modo permanente y de manera instantánea oxígeno o aire muy enriquecido en oxígeno a una presión suficiente para hinchar el arnés y para alimentar el regulador de la mascarilla. Esta fuente es generalmente una botella de oxígeno a presión.

En los aviones de transporte de pasajeros otra instalación permite facilitar a los pasajeros, en caso de disminución de presión o "despresurización", gas respiratorio que permite la supervivencia hasta que el avión haya descendido hasta una altitud que permita una respiración normal a la presión atmosférica ambiente.

En los "jumbos" la reserva de oxígeno necesaria para ello representa una masa muy importante.

Para reducir esta masa la reserva de oxígeno puede ser sustituida por un generador de oxígeno en la propia aeronave, tal como una batería de generadores por absorción selectiva y restitución del oxígeno, llamados OBOGS (on-board oxygen generator systems) ("sistema generador de oxígeno a bordo"), que utilizan aire procedente de un compresor de uno o varios motores. Sin embargo, estos generadores no facilitan aire muy enriquecido en oxígeno más que con retraso a partir de la orden de restitución. Además, su presión de salida depende del régimen del motor de alimentación y el grado de enriquecimiento del aire facilitado es igualmente variable. La presión inicialmente disponible puede ser insuficiente para permitir el hinchado del arnés de colocación rápida. El grado de enriquecimiento inicial puede ser, además, insuficiente. Un recipiente tampón o de reserva común destinado a servir de reserva de aire muy enriquecido, situado a la salida del OBOGS y que se mantiene lleno, solamente aporta una solución imperfecta, en especial porque la presión disponible puede ser insuficiente para hinchar el arnés y porque la presencia de una canalización introduce un retardo. Otros tipos de generadores en el avión o incluso reservas de oxígeno presentan inconvenientes similares.

Por otra parte, se conoce por el documento US-A-6032668 un dispositivo de socorro de urgencia en caso de incendio que integra un aparato respiratorio que comporta una mascarilla respiratoria conectada a una fuente de gas respiratorio y, en una conducción de alimentación de la mascarilla desde la mencionada fuente de alimentación, una capacidad de reserva propia de la mascarilla. Sin embargo, la fuente y también la capacidad de reserva, separadas una de otra por una válvula de control manual y delimitadas en el interior de un mismo cuerpo envolvente por tabiques de separación, sólo reciben aire ambiente, eventualmente filtrado, admitido en la fuente de alimentación por una válvula unidireccional de bomba de aire, pasando este aire desde la fuente de alimentación a la capacidad de reserva después de la apertura manual de la válvula para alimentar la mascarilla, sin regulador, mediante un conducto flexible que desemboca en un extremo directamente de la capacidad de reserva.

La presente invención se refiere en especial a dar a conocer un aparato respiratorio, especialmente del tipo que tiene una mascarilla con arnés neumático hinchable, que responde mejor que los anteriormente conocidos a las exigencias de la práctica, sobre todo los aparatos de transporte de gran capacidad. Igualmente se propone garantizar que gas respiratorio con un contenido de oxígeno suficiente para la inspiración y eventualmente con la presión suficiente para permitir una puesta en práctica rápida, se encontrará disponible desde las primeras inspiraciones del usuario y ello sin que el avión haya alcanzado la altitud en la que esta disponibilidad es esencial o incluso antes de despegar.

Con este objetivo la invención da a conocer un aparato respiratorio del tipo conocido por el documento US-A-6032668 y caracterizado por la parte caracterizante de la reivindicación 1 y una instalación, según la reivindicación 14, comprende como mínimo un aparato respiratorio según la invención.

Otras medidas técnicas ventajosas del aparato respiratorio son el objeto de las reivindicaciones 2 a 13, y la reivindicación 15 define la instalación. De este modo la presión que se establece en la capacidad de reserva es la presión máxima conseguida por el generador durante el período precedente.

En el caso, que es el de una instalación OBOGS, en la que el contenido de oxígeno es variable, especialmente después del instante del ciclo de restitución, es preferible equipar la línea de admisión de una válvula que no permite el llenado inicial de la capacidad más que en el momento en que el contenido de oxígeno es superior a un umbral determinado, por ejemplo 94%. Esta válvula se puede mantener igualmente cerrada cuando la presión de admisión es insuficiente.

Se preverán medios en general para, una vez transcurridas las primeras inspiraciones y una vez que el generador se encuentra en régimen regular, o en caso de agotamiento de la capacidad de reserva cuando el generador no cumple todavía por completo las condiciones antes indicadas, permitir el paso de gas procedente del generador al regulador de la mascarilla.

En la práctica, una capacidad de 3 a 5 litros de gas no comprimido será suficiente. El hinchado del arnés de las mascarillas actuales por acción sobre una válvula manual requiere en general una presión aproximadamente de 2 bars y un volumen del orden de 1 litro. Habitualmente un OBOGS facilita una presión susceptible de variar en una relación de 1 a 6 según el régimen del motor. En el caso de OBOGS que facilita una presión variable de 0,5 a 3 bars, la presión máxima, conseguida cuando los motores se encuentran a plena potencia en el despegue, supera ampliamente el valor requerido en la capacidad de reserva.

La presente invención permite utilizar un generador a bordo de un avión común para la tripulación y para los pasajeros y evitar la necesidad de botellas de oxígeno pesadas y con necesidad de verificación frecuente, aparte de las necesarias para las necesidades terapéuticas eventuales.

La capacidad de reserva podrá ser incorporada frecuentemente en la caja con mascarilla cuya apertura dispara la alimentación de oxígeno. Entonces está conectada directamente al conducto flexible de alimentación del regulador y del arnés de la mascarilla. Esta adaptación comporta simplemente un aumento limitado de las dimensiones de la caja, tal como la que se describe, por ejemplo, en el documento US-A-6039045.

Las características antes indicadas, así como otras, aparecerán de manera más completa de la lectura de la descripción siguiente de formas particulares de realización que tienen carácter de ejemplo no limitativo. La descripción se refiere a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista simplificada de un aparato que constituye una forma particular de puesta en práctica de la invención, con mascarilla llamada integral o de cara completa ("full face"), representada en la situación en la que la mascarilla ha salido de la caja.

- la figura 2 muestra una variante de realización.

El aparato mostrado en la figura 1 comprende una mascarilla respiratoria (10) con regulador (12) que permite la dilución mediante aire-ambiente, estando dotado de un arnés neumático (14) que puede ser, en particular, de cualquiera de los tipos descritos en la solicitud de patente que se han mencionado. Fuera de los períodos de utilización, la mascarilla y el arnés son almacenados en una caja (16) dotada de una puerta con dos palancas de mando (18) y (20). Una válvula (22) soportada por el cuerpo envolvente de la caja está interpuesta entre un tubo flexible (26) conectado al regulador de la máscara y un conducto de alimentación (24). La válvula (22) está situada de manera que pone en comunicación el tubo flexible y el conducto (24) cuando el usuario de la máscara (10) tira de ésta sacándola de la caja y de manera que la palanca de mando (18) se abre. Algunas veces la caja lleva, igualmente, un conmutador que permite escoger entre un funcionamiento del regulador con dilución (protección solamente contra la hipoxia) y sin dilución (protección contra los humos).

El conducto (24) está destinado a recibir aire muy enriquecido de oxígeno que procede de un generador (30), constituido de manera general por una batería OBOGS con ciclos de absorción y de restitución desfasados. En la figura 1 se han representado dos OBOGS. El mismo generador alimenta un gran número de mascarillas. Puede ser, por ejemplo, del tipo de filtro molecular. Existen en el comercio generadores de este tipo que utilizan, por ejemplo, las disposiciones escritas en la patente US 4561865 y las anterioridades que se citan en la misma.

En la forma de realización de la invención mostrada en la figura 1 una conducción de alimentación, que asegura la conexión entre la caja y el colector (32) de salida del generador (30), comporta sucesivamente, en la parte de arriba y en la parte de abajo, un depósito o capacidad (34), una válvula antirretorno (36) y una electroválvula (38). La válvula antirretorno garantiza el mantenimiento de un volumen de aire muy enriquecido en oxígeno y bajo una presión suficiente para hinchar el arnés incluso durante los períodos en los que el generador (30) facilita aire a una presión más reducida que la que predomina en el depósito (34). La electroválvula de tres vías (38) está asociada a un módulo de mando que no permite la alimentación del depósito más que en el momento en que el gas procedente del generador (30) presenta un contenido de oxígeno superior a un determinado umbral, por ejemplo, 94\pm2% durante todo el tiempo en el que la mascarilla está almacenada. Para ello un analizador de gas (42) queda situado en la conducción de alimentación del depósito (34) y facilita una señal al módulo (40). Este módulo (40) puede comportar, igualmente, un detector de presión (44) y puede estar previsto para poner en comunicación el colector (32) y el depósito (34) solamente cuando la presión facilitada por el generador supera un valor determinado, superior al valor necesario para hinchar por completo el arnés (14).

En una forma simplificada de realización, la electroválvula (38) es controlada para poner en comunicación el colector (32) y la válvula antirretorno (36) durante el tiempo necesario para que el contenido de oxígeno del gas respiratorio supere el umbral.

Según otra variante adicional, que se puede utilizar cuando la fuente de gas enriquecido en oxígeno facilita inicialmente un contenido elevado de oxígeno, se puede omitir la electroválvula (38).

Según otra variante, el módulo (40) está previsto para controlar la electroválvula y poner en comunicación el colector (32) y la válvula antirretorno (36) cuando reciba una señal de apertura de la palanca de mando (18) de la caja. De este modo la mascarilla se encuentra alimentada siempre que esté colocada.

En la variante de realización mostrada en la figura 2, la mascarilla (10) está prevista para su almacenamiento de modo distinto a la caja de las mascarillas. Está conectada por el conducto flexible (26) a un depósito separado. El enlace entre el depósito (34) y la electroválvula (38) presenta una válvula antirretorno (36). En el caso mostrado la electroválvula (38) está conectada a un módulo de mando (40) que pone en comunicación el colector (32) con la válvula antirretorno (36):

-

cuando el contenido en oxígeno medido por el analizador de gases (42) supera un valor determinado, y

-

cuando la presión en el depósito (34), medida por el captador (44), es inferior a un valor determinado, a fin de garantizar la disponibilidad de gas respiratorio procedente de la fuente de alimentación.

Otras formas de realización son también posibles, utilizando o no las electroválvulas, en especial en función de la naturaleza del generador (30).

El procedimiento de puesta en práctica de la instalación puede ser, por ejemplo, el siguiente en caso de utilización de generadores OBOGS.

En la fase inicial de ascenso del avión después del despegue, por lo menos uno de los generadores (30) es puesto en servicio para generar selectivamente oxígeno. Al encontrarse entonces los reactores a plena potencia, el aire que pasa por el filtro molecular del generador se encuentra a presión elevada. Una vez se ha saturado el filtro molecular, la alimentación de aire es transferida a otro OBOGS. Un juego de válvulas previsto en el primer OBOGS es controlado para ponerlo en comunicación con el conducto (32) y el OBOGS es calentado para restituir oxígeno. Al ser elevada la presión y encontrándose el gas con un elevado contenido de oxígeno, los depósitos de reserva (34) se llenan a una presión suficiente para hinchar arneses. Se pueden preveer medios para purgar la capacidad de reserva del aire que puede contener antes del llenado de aire enriquecido bajo presión. Uno o varios recipientes comunes (46) pueden ser igualmente llenados en esta fase. Una vez efectuadas estas operaciones y saturado de oxígeno igualmente el segundo OBOGS, el primero puede ser recargado también con la finalidad de disponer de la reserva máxima.

Según una variante, por lo menos uno de los generadores es controlado según un ciclo de absorción-restitución antes del despegue con la finalidad de que los pilotos dispongan de gas rico en oxígeno y a presión que permita la utilización de las mascarillas, por ejemplo en caso de humos.

En todos los casos, los pilotos se encontrarán en condiciones de ponerse la mascarilla respiratoria en pocos segundos cualquiera que sea la altura y de disponer inmediatamente de gas respiratorio muy enriquecido. La reserva o reservas comunes permitirán a los pasajeros disponer de igualmente de oxígeno con un retraso que puede ser un poco más importante. Por el hecho de que los generadores están inicialmente saturados de oxígeno y bajo presión, permitirán mantener una alimentación bajo presión elevada durante el tiempo necesario para descender de la altitud de crucero entre 5000 y 8000 metros, a la altura en la que la presión, que será más reducida (por el hecho de que el régimen de los motores es reducido), es suficiente para las necesidades respiratorias.

Claims (15)

1. Aparato respiratorio que comprende una mascarilla respiratoria (10) conectada a una fuente de gas respiratorio (30) y, en un conducto de alimentación a la mascarilla (10) desde dicha fuente (30), un depósito o capacidad de reserva (34) propio de la mascarilla (10), caracterizado porque la mascarilla (10) para la protección de un elemento de la tripulación del avión, en especial contra la hipoxia, está dotada de un regulador (12) alimentado de dicha fuente (30) de gas respiratorio por la mencionada conducción de alimentación, teniendo dicho depósito o capacidad de reserva (34) el volumen suficiente para asegurar como mínimo dos inspiraciones sucesivas tipo y estando dotado de una admisión dotada de válvula anti-retorno (36) sobre dicha conducción de alimentación, dispuesta para su conexión a la mencionada fuente (30) constituida por un generador de oxígeno o por aire enriquecido en oxígeno.

2. Aparato, según la reivindicación 1, caracterizado porque la conducción de alimentación está dotada de medios (38) que no permiten el llenado inicial del depósito de reserva (34) excepto que la presión de admisión procedente del generador (30) supere un valor determinado.

3. Aparato, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la conducción de alimentación está dotada de medios (38, 40, 42) que no permiten la alimentación del depósito de reserva (34) más que en el momento en que el contenido de oxígeno del gas procedente del generador (30) es superior a un umbral determinado.

4. Aparato, según la reivindicación 3, caracterizado porque dicho umbral es del orden del 94%.

5. Aparato, según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque dichos medios (38) están previstos igualmente para no permitir la alimentación del recipiente de reserva (34) más que cuando la presión del gas procedente del generador supera un valor predeterminado.

6. Aparato, según la reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque la conducción de alimentación está dotada de medios (38, 40, 44) que ponen en comunicación la válvula anti-retorno (36) con el generador (30) cuando la presión en el recipiente de reserva (34) es inferior a un valor determinado.

7. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 6, caracterizado porque dichos medios (38, 40) presentan una electroválvula (38) controlada por un módulo (40) que recibe una señal representativa del contenido de oxígeno (42) y eventualmente una señal representativa de la presión (44) de gas procedente del generador (30) o del gas contenido en el recipiente de reserva (34).

8. Aparato, según la reivindicación 7, caracterizado porque el módulo (40) está previsto para poner en comunicación igualmente el generador (30) y la válvula anti-retorno (36) como respuesta a la salida de la mascarilla (10) fuera de una caja de almacenamiento (16) de dicha mascarilla (10).

9. Aparato, según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha respuesta a la salida de la mascarilla (10) fuera de la caja (16) de almacenamiento de la mascarilla corresponde a una respuesta en la apertura de como mínimo una palanca de mando (18, 20) de una puerta de dicha caja de almacenamiento (16) de la mascarilla.

10. Aparato, según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque dicho recipiente de reserva (34) está incorporado en la caja de almacenamiento (16).

11. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque una válvula (22) soportada por la caja de almacenamiento (16) e interpuesta entre el conducto flexible (26) conectado al regulador (12) de la mascarilla (10) y un conducto de alimentación (24) conectado a dicho recipiente de reserva (34), es controlada como respuesta a la salida de la mascarilla (10) fuera de dicha caja de almacenamiento (16) para poner en comunicación el mencionado conducto de alimentación (24) y dicho conducto flexible (26).

12. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque el regulador (12) que se almacena con la mascarilla (10) en dicha caja de almacenamiento (16) es del tipo de dilución y dicha caja (16) de almacenamiento lleva un conmutador que permite escoger entre un funcionamiento del regulador (12) con dilución o sin dilución.

13. Aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la mascarilla (10) está dotada de un arnés neumático hinchable (14) y dicha conducción de alimentación está igualmente conectada a una válvula manual de hinchado del arnés (14).

14. Instalación que comprende como mínimo un aparato, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 13, caracterizada porque el generador (30) está constituido por una batería de generadores OBOGS.

15. Instalación, según la reivindicación 14, caracterizada por comprender igualmente, como mínimo, un recipiente común (46) llenado por los generadores OBOGS de la batería que están conectados con el mismo en paralelo y que está conectado con ellos a un colector de salida (32) del generador (30) que es común a la alimentación de las mascarillas (10) de los aparatos respiratorios de los miembros de la tripulación y de las mascarillas de los pasajeros de un avión en el que será embarcada la instalación.