La présente invention porte sur l'utilisation d'un sytème de type OBOGS pour produire de l'oxygène servant à apporter un premier secours , une assistance thérapeutique ou de confort à bord d'un aéronef civil durant son vol.
Classiquement, il existe différents types de besoins en oxygène complémentaire à bord des avions de transport commerciaux, à savoir : - en cas de décompression accidentelle de la cabine et tout au long du profil de descente de l'avion à une altitude de 10.000 pieds afin de protéger les passagers contre l'hypoxie d'altitude (oxygène d'urgence), - pour les passagers souffrant de troubles suite à un événement de décompression après retour de l'avion à 10.000 pieds. L'oxygène utilisé dans ce cas est appelé oxygène de premier secours , - en vol normal pour un passager malade nécessitant dès avant l'embarquement de l'oxygène sous prescription médicale.L'oxygène utilisé dans ce cas est appelé oxygène thérapeutique , et - en vol normal pour un passager ne montrant pas de symptômes avant l'embarquement mais dont un vol prolongé en cabine provoque un malaise ou un état d'inconfort pouvant être soigné par un apport d'oxygène complémentaire. L'oxygène utilisé dans ce cas est appelé oxygène de confort .
Actuellement, l'oxygène d'urgence est habituellement produit dans l'aéronef par un système de type générateurs chimiques d'oxygène ou cylindres d'oxygène gazeux.
Depuis peu de temps, ces systèmes de stockage d'oxygène peuvent avantageusement être remplacés par des systèmes de type OBOGS, c'est à dire un système embarqué de génération sur site d'oxygène mettant en oeuvre un ou plusieurs adsorbants servant à séparer les constituants de l'air de manière à produire de l'oxygène d'une pureté élevée, typiquement d'une pureté supérieure de 80 à 90 % en volume. De tels systèmes OBOGS sont bien connus de l'art antérieur et décrits dans de nombreux documents auxquels on pourra se référer pour plus de détail, notamment EP-A-1 358 911.
Par ailleurs, l'oxygène de premier secours , thérapeutique ou de confort est actuellement obtenu, dans les aéronefs, au moyen de réserves d'oxygène embarquées utilisables aux fins précitées, par exemple des bouteilles de gaz ou autres récipients de conditionnement de gaz. Il est à noter, toutefois, que certains passagers nécessitant, en permanence, une assistance respiratoire en oxygène thérapeutique embarquent avec des systèmes PSA individuels portables ou avec leurs propres bouteilles d'oxygène.
Toutefois, si ces manières de produire de l'oxygène fonctionnent parfaitement, il apparaît que ces réserves d'oxygène embarquées représentent une masse embarquée et un encombrement supplémentaires importants pour l'aéronef.
De plus, ces réserves d'oxygène embarquées ont aussi les inconvénients de présenter elles-mêmes un danger pour l'aéronef et les passagers, sont généralement d'autonomie limitée, et engendrent une logistique également importante, ce qui conduit inévitablement à une augmentation du coût global du transport.
Le problème qui se pose alors est de proposer un procédé et un système de production d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort utilisable à bord des aéronefs commerciaux, c'est à dire civils, qui ne présentent pas les inconvénients susmentionnés.
La solution de l'invention est alors un système de production d'oxygène embarqué comprenant : - au moins un adsorbeur permettant de produire par adsorption de l'oxygène gazeux à partir d'air, chaque adsorbeur contenant au moins un adsorbant pour adsorber préférentiellement l'azote contenu dans l'air d'alimentation, - au moins une entrée de gaz pour permettre une alimentation de chaque adsorbeur avec de l'air à séparer et au moins une sortie de gaz pour récupérer l'oxygène produit au sein de chaque adsorbeur, - au moins une source d'air alimentant l'entrée dudit au moins un adsorbeur, - au moins une première canalisation de gaz reliée, directement ou indirectement à la sortie de gaz et permettant d'alimenter un ou plusieurs masques de la cabine passagers en oxygène d'urgence, en cas de décompression accidentelle de ladite cabine passagers,caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens de fourniture d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort reliés, directement ou indirectement, à la sortie de gaz de manière à permettre de fournir, en cas de besoin, de l'oxygène de premier secours , de l'oxygène thérapeutique et/ou de l'oxygène de confort à au moins un passager au moyen d'un ou plusieurs masques spécifiques.
Par un ou plusieurs masques spécifiques , on entend des masques qui ne sont pas les masques de la cabine passagers distribuant de l'oxygène d'urgence.
Autrement dit, l'invention consiste à utiliser une source embarquée centrale de génération d'oxygène de type OBOGS, telle qu'envisagée pour la phase de vol dépressurisé de l'aéronef, afin de remplir les autres besoins en oxygène supplémentaire à bord.
Selon le cas, le système de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la source d'air est choisie parmi un piquage d'air moteur, un compresseur et une source interne à l'aéronef. - il comporte plusieurs adsorbeurs agencés en parallèle, de préférence de 2 à 10 adsorbeurs. - les moyens de fourniture d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort comprennent au moins une deuxième canalisation de distribution d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort comprenant une ou plusieurs prises de raccordement pour y connecter les masques de distribution d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort .- les moyens de fourniture d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort comprennent une ligne de distribution de gaz unique formée de la première canalisation sur laquelle sont aménagées une ou plusieurs prises de raccordement pour y connecter les masques de distribution d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort . - la première canalisation et/ou la deuxième canalisation comprennent au moins une vanne et/ou en ce que l'adsorbant est formé de particules zéolitiques ou , de préférence de zéolite X ou A L'invention porte aussi sur un aéronef équipé d'un système de production d'oxygène embarqué selon l'invention.
Par ailleurs, l'invention concerne aussi un procédé pour produire de l'oxygène à bord d'un aéronef, dans lequel : - on alimente au moins un adsorbeur contenant au moins un adsorbant avec de l'air, - on produit de l'oxygène ou un gaz riche en oxygène dans ledit au moins un adsorbeur par séparation de l'air par adsorption d'au moins une partie de l'azote sur ledit adsorbant, caractérisé en ce qu'on utilise au moins une partie de l'oxygène ou du gaz riche en oxygène produit pas ledit au moins un adsorbeur en tant qu'oxygène de premier secours en tant qu'oxygène thérapeutique et/ou en tant qu'oxygène de confort .
Selon le cas, le procédé de l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - l'air provient d'une source d'air interne ou externe à l'aéronef et en ce qu'on utilise plusieurs adsorbeurs agencés en parallèle. - au moins une partie de l'oxygène ou du gaz riche en oxygène produit est utilisé pour alimenter des masques respiratoire en oxygène d'urgence en cas de décompression accidentelle de la cabine passagers.
Les avantages de la solution proposée par rapport aux solutions existantes sont les suivants : - elle permet d'offrir un service nouveau à bord qui est l'oxygène de confort, qui est un besoin croissant dans le cadre de vols prolongés, de populations vieillissantes à bord des avions de ligne, d'effet classe économique , - pour les avions déjà équipés d'un OBOGS pour le mode d'urgence, l'utilisation du même système, moyennant des modifications mineures, pour les besoins mentionnés ci-dessus permet un gain de coût et de masse pour un service apporté supplémentaire - elle a tous les avantages d'une génération embarquée d'oxygène de type VPSA à bord d'un aéronef, à savoir l'absence de dangers car pas d'oxygène gazeux embarqué et l'autonomie pour une masse réduite par rapport à l'équivalent bouteille,- la conception est modulaire permettant d'être adaptative aux besoins de l'avion en oxygène.
L'invention va maintenant être mieux comprise grâce à la description qui suit, faite en référence à la figure annexée, d'un mode de réalisation d'un système de production d'oxygène selon l'invention.
La figure 1 annexée représente un schéma du fonctionnement d'un système de production d'oxygène embarqué pour aéronef civil selon l'invention comprenant au moins une source d'air pouvant être un compresseur d'air, un piquage d'air issu des moteurs ou une unité de génération d'air interne à l'avion.
Cette source 1 d'air alimente, via une ligne 5 d'acheminement d'air, l'entrée 11 d'un système de séparation d'air 10 de type OBOGS comportant plusieurs adsorbeurs 1 à 3 agencés en parallèle et contenant chacun des particules d'un ou plusieurs adsorbants, tels que alumine et/ou zéolite par exemple, de préférence une zéolite, de préférence encore une zéolite X ou A telles celles décrites dans les documents EP-A-1358911.
De manière classique, les particules de zéolite servent à adsorber les molécules d'azote de l'air et à produire ainsi un flux de gaz riche en oxygène, c'est à dire contenant typiquement de 80 à 99% en volume d'oxygène, chaque adsorbeur fonctionnant selon un cycle de production de type PSA ou VSA avec variations de pression et/ou de vide.
L'oxygène ainsi produit sort du système de séparation d'air 10 de type OBOGS par une sortie 12 avant d'être envoyé, de façon classique via une première ligne de distribution 17 d'oxygène, à la cabine passagers 14 pour y alimenter en oxygène d'urgence des masques respiratoires 18 utilisés en cas de décompression accidentelle de la cabine passagers 14.
Selon l'invention, on utilise aussi une partie de l'oxygène délivré par la sortie 12 de l'adsorbeur pour alimenter un ou plusieurs autres masques respiratoires 15 utilisant de l'oxygène soit de premier secours , thérapeutique et/ou de confort , comme expliqué ci-avant.
Sur la Figure 1, l'alimentation du ou des masques 15 se fait par au moins une deuxième canalisation 16 de distribution de gaz comprenant une ou plusieurs prises de raccordement 19 permettant d'y connecter le ou les masques 15 à l'endroit de leur utilisation dans l'aéronef ou à proximité de celui-ci.
Selon un autre mode de réalisation schématisé en Figure 2, on utilise la même ligne 17 de distribution de gaz que la ligne d'oxygène urgence alimentant la cabine passagers 14, sur laquelle on aménage une ou plusieurs prises de raccordement 19 pour y connecter les masques 15. Dans ce mode de réalisation, on régule la pression de sortie du système 12 de type OBOGS à un niveau suffisamment faible, typiquement de l'ordre de 1,3 barg, pour ne pas risquer de faire tomber les masques d'urgence dans la cabine passagers 14.
La présente invention est utilisable sur tout type d'aéronef civil durant son vol.The present invention relates to the use of an OBOGS type system for producing oxygen for providing first aid, therapeutic assistance or comfort on board a civil aircraft during its flight.
Conventionally, there are different types of complementary oxygen requirements on board commercial transport aircraft, namely: in the event of accidental decompression of the cabin and throughout the descent profile of the aircraft at an altitude of 10,000 feet; to protect passengers against altitude hypoxia (emergency oxygen), - for passengers with disturbances following a decompression event after returning the aircraft to 10,000 feet. The oxygen used in this case is called first aid oxygen, - in normal flight for a sick passenger requiring from before the boarding of oxygen under medical prescription.The oxygen used in this case is called therapeutic oxygen, and - in normal flight for a passenger showing no symptoms before boarding but whose extended cabin flight causes discomfort or a state of discomfort that can be cured by an additional supply of oxygen. The oxygen used in this case is called comfort oxygen.
Currently, emergency oxygen is usually produced in the aircraft by a system of chemical oxygen generators or gaseous oxygen cylinders.
Recently, these oxygen storage systems can advantageously be replaced by OBOGS type systems, ie an on-site system for generating oxygen on site using one or more adsorbents for separating the constituents. air to produce oxygen of high purity, typically greater than 80 to 90% by volume purity. Such OBOGS systems are well known in the prior art and described in numerous documents which may be referred to for more detail, in particular EP-A-1 358 911.
Moreover, oxygen for first aid, therapeutic or comfort is currently obtained, in aircraft, by means of onboard oxygen reserves used for the aforementioned purposes, for example gas cylinders or other gas conditioning containers. It should be noted, however, that some passengers who require continuous respiratory oxygen therapy on board ship with portable PSA systems or with their own oxygen cylinders.
However, if these ways of producing oxygen work perfectly, it appears that these on-board oxygen reserves represent an important additional airborne mass and bulk for the aircraft.
Moreover, these on-board oxygen reserves also have the disadvantages of presenting themselves a danger for the aircraft and the passengers, are generally of limited autonomy, and engender an equally important logistics, which inevitably leads to an increase of overall cost of transport.
The problem that arises then is to propose a method and a system for producing first aid oxygen, therapeutic and / or comfort usable on commercial aircraft, ie civil aircraft, which do not have the aforementioned drawbacks. .
The solution of the invention is then an onboard oxygen production system comprising: at least one adsorber making it possible to produce adsorption of gaseous oxygen from air, each adsorber containing at least one adsorbent for preferentially adsorbing the oxygen; nitrogen contained in the feed air, - at least one gas inlet to allow a supply of each adsorber with air to be separated and at least one gas outlet to recover the oxygen produced within each adsorber at least one air source supplying the inlet of said at least one adsorber, at least one first gas duct connected directly or indirectly to the gas outlet and making it possible to feed one or more masks of the passenger cabin in emergency oxygen, in the event of accidental decompression of said passenger cabin, characterized in that it further comprises means for supplying first-aid, therapeutic oxygen and / or ort connected, directly or indirectly, to the gas outlet so as to provide, if necessary, first-aid oxygen, therapeutic oxygen and / or comfort oxygen to at least one passenger by means of one or more specific masks.
One or more specific masks means masks that are not the masks of the passenger cabin distributing emergency oxygen.
In other words, the invention consists in using an OBOGS-type central oxygen generating source, as envisaged for the depressurized flight phase of the aircraft, in order to fulfill the other supplementary oxygen requirements on board.
Depending on the case, the system of the invention may include one or more of the following characteristics: the air source is chosen from a jet of engine air, a compressor and a source internal to the aircraft. it comprises several adsorbers arranged in parallel, preferably from 2 to 10 adsorbers. the means for supplying first-aid, therapeutic and / or comfort oxygen comprise at least a second primary, therapeutic and / or comfort oxygen distribution line comprising one or more connection jacks for connecting the primary, therapeutic and / or comfort oxygen delivery masks. the first-aid, therapeutic and / or comfort oxygen supply means comprise a single gas distribution line formed from the first channel on which are provided with one or more connection jacks for connecting the oxygen distribution masks of first aid, therapeutic and / or comfort. the first pipe and / or the second pipe comprise at least one valve and / or in that the adsorbent is formed of zeolitic particles or, preferably, zeolite X or A. The invention also relates to an aircraft equipped with a embedded oxygen production system according to the invention.
Furthermore, the invention also relates to a process for producing oxygen on board an aircraft, in which: at least one adsorber containing at least one adsorbent is supplied with air; oxygen or a gas rich in oxygen in said at least one adsorber by separation of the air by adsorption of at least a portion of the nitrogen on said adsorbent, characterized in that at least a portion of the oxygen is used or oxygen-rich gas does not produce said at least one adsorber as first-aid oxygen as therapeutic oxygen and / or as comfort oxygen.
Depending on the case, the method of the invention may comprise one or more of the following characteristics: the air comes from an air source internal to or external to the aircraft and in that several adsorbers arranged are used; in parallel. at least a portion of the oxygen or oxygen-rich gas produced is used to supply emergency oxygen breathing masks in the event of accidental decompression of the passenger cabin.
The advantages of the proposed solution compared to the existing solutions are the following: - it allows to offer a new service on board which is the oxygen of comfort, which is a growing need in the context of prolonged flights, from populations aging to airliners, of economic class effect, - for airplanes already equipped with OBOGS for emergency mode, the use of the same system, with minor modifications, for the purposes mentioned above gain in cost and mass for additional service - it has all the advantages of an on-board VPSA oxygen generation on board an aircraft, ie the absence of danger because no on-board gaseous oxygen and the autonomy for a reduced mass compared to the equivalent bottle, - the design is modular to be adaptable to the needs of the aircraft in oxygen.
The invention will now be better understood from the description which follows, given with reference to the appended figure, of an embodiment of an oxygen production system according to the invention.
The attached FIG. 1 represents a diagram of the operation of an onboard oxygen production system for a civil aircraft according to the invention comprising at least one air source that can be an air compressor, an air intake from the engines or an air generation unit internal to the aircraft.
This air source 1 feeds, via an air supply line 5, the inlet 11 of an air separation system 10 of the OBOGS type comprising several adsorbers 1 to 3 arranged in parallel and each containing particles. one or more adsorbents, such as alumina and / or zeolite for example, preferably a zeolite, more preferably an X or A zeolite such as those described in documents EP-A-1358911.
Typically, the zeolite particles serve to adsorb the nitrogen molecules of the air and thus produce a flow of oxygen-rich gas, that is to say typically containing from 80 to 99% by volume of oxygen, each adsorber operating according to a production cycle of PSA or VSA type with variations of pressure and / or of vacuum.
The oxygen thus produced leaves the OBOGS-type air separation system 10 via an outlet 12 before being sent, in a conventional manner via a first oxygen distribution line 17, to the passenger cabin 14 to supply fuel. emergency oxygen breathing masks 18 used in case of accidental decompression of the passenger cabin 14.
According to the invention, part of the oxygen delivered by the outlet 12 of the adsorber is also used to supply one or more other breathing masks 15 using oxygen, first aid, therapeutic and / or comfort, such as explained above.
In FIG. 1, the supply of the mask or masks 15 is made by at least one second gas distribution pipe 16 comprising one or more connection jacks 19 enabling the mask (s) 15 to be connected to it at their location. use in or near the aircraft.
According to another embodiment shown diagrammatically in FIG. 2, the same gas distribution line 17 is used as the emergency oxygen line supplying the passenger cabin 14, on which one or more connecting jacks 19 are fitted to connect the masks. 15. In this embodiment, the output pressure of the OBOGS-type system 12 is regulated to a sufficiently low level, typically of the order of 1.3 barg, so as not to risk dropping the emergency masks in the passenger cabin 14.
The present invention is usable on any type of civil aircraft during its flight.
REVENDICATIONS
1. Système de production d'oxygène embarqué comprenant : - au moins un adsorbeur (2 à 4) permettant de produire par adsorption de l'oxygène gazeux à partir d'air, chaque adsorbeur (2 à 4) contenant au moins un adsorbant pour adsorber préférentiellement l'azote contenu dans l'air d'alimentation, - au moins une entrée (11) de gaz pour permettre une alimentation de chaque adsorbeur (2 à 4) avec de l'air à séparer et au moins une sortie (12) de gaz pour récupérer l'oxygène produit au sein de chaque adsorbeur (2 à 4), -au moins une source d'air (1) alimentant l'entrée dudit au moins un adsorbeur (2 à 4), - au moins une première canalisation de gaz (17) reliée, directement ou indirectement à la sortie (12) de gaz et permettant d'alimenter un ou plusieurs masques (18) de la cabine passagers (14) en oxygène d'urgence,en cas de décompression accidentelle de ladite cabine passagers (14), caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens (15, 16, 17, 19) de fourniture d'oxygène de premier secours , thérapeutique et/ou de confort reliés, directement ou indirectement, à la sortie (12) de gaz de manière à permettre de fournir, en cas de besoin, de l'oxygène de premier secours , de l'oxygène thérapeutique et/ou de l'oxygène de confort à au moins un passager au moyen d'un ou plusieurs masques (15) spécifiques. An onboard oxygen production system comprising: at least one adsorber (2 to 4) for producing adsorption of gaseous oxygen from air, each adsorber (2 to 4) containing at least one adsorbent for preferentially adsorbing the nitrogen contained in the feed air, - at least one inlet (11) of gas to allow a supply of each adsorber (2 to 4) with air to be separated and at least one outlet (12). ) of gas for recovering the oxygen produced within each adsorber (2 to 4), at least one air source (1) supplying the inlet of said at least one adsorber (2 to 4), at least one first gas channel (17) connected directly or indirectly to the outlet (12) of gas and for supplying one or more masks (18) of the passenger cabin (14) with emergency oxygen, in the event of accidental decompression of said passenger cabin (14), characterized in that it further comprises supply means (15, 16, 17, 19) re oxygen first aid, therapeutic and / or comfort connected directly or indirectly to the outlet (12) of gas so as to provide, if necessary, oxygen first aid, therapeutic oxygen and / or comfort oxygen to at least one passenger by means of one or more specific masks (15).