JP2004523327A - 酸素富化空気を飛行機の乗客に配給するための方法および装置 - Google Patents

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Abstract

本発明によれば、乗客は、飛行機が通常の巡航高度から中間の代替高度まで下降する下降期間中に、独立した供給手段、特に高圧のシリンダー（１６）から酸素富化空気の第1の部分の供給を受ける。さらに、圧縮空気を飛行機自体の圧縮空気源から取り出し、前記酸素富化空気の第２の部分を生成し（２において）、この酸素を、５５００メートルを超える代替高度に近い高度で、少なくとも飛行機の安定飛行期間中、乗客へ配送する。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化空気を飛行機の乗客、より具体的には商業的定期旅客機の乗客に配給するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高い高度で起こる、飛行機における偶発的な機内減圧の間に、乗っている人（乗客および乗務員）は、酸素分圧の急激な低下による低酸素症の状態を避けるために、速やかに酸素富化空気を吸入しなければならない。
【０００３】
このために、酸素富化空気を配送する独立した手段を備えることが知られている。これらは純酸素を貯蔵した高圧ボトルでもよい。あるいは、純酸素を化学的な酸素発生装置によって生成してもよい。
【０００４】
配送手段から乗客への酸素の配給はマスクを介して行う。マスクは、配給される酸素を周囲の空気と混合することを可能にする。この配給は飛行機がおよそ３０００メートルの低い飛行高度に戻ったときに停止されるが、この高度に到達するまでに、およそ１２５００メートルの巡航高度から開始しておおよそ１５分かかる。
【０００５】
しかしながら、この既知の解決策にはある欠点がある。
【０００６】
特に、減圧が起こった場合に、飛行機が比較的低い高度、つまり高度３０００メートル付近までに必ず戻らなければならないとすると、余分な量の燃料をタンクに入れて運ぶことが必要となる。これは、低い高度ではより大きい空気抵抗があるため、飛行機による消費量が増大することによる。この余分な燃料を運ぶことが飛行機の重量を顕著に増加させることは容易に理解できるであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、この欠点を克服することができる酸素富化空気を配給するための方法を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的のために、本発明の主題は、酸素富化空気を飛行機の乗客に配給するための方法であって、巡航高度と代替高度(diversion altitude)との間の飛行機の下降期間中に酸素富化空気の第1の部分を独立した供給源から乗客に配送し、代替高度近くから始まる少なくとも飛行機のほぼ安定な飛行期間中に乗客に配送される酸素富化空気の第２の部分を機上の分離器で生成する。
【０００９】
本発明は、上記目的を達成することができる。
【００１０】
これは、本発明によれば、機上の分離器によって、飛行機それ自体の圧縮空気の供給源から、非常に長期間にわたって酸素富化空気を生成することができるからである。従って、乗客は、下降期間中だけではなく代替飛行中も酸素富化空気の供給を受けることができる。
【００１１】
それゆえ、代替高度は結果として、従来技術において採用された高度よりもかなり高くてもよいことが容易に理解できるであろう。本発明の方法のおかげで、５５００メートルを越える、より好ましくは、６０００〜８０００メートルの高度での代替飛行を計画することができ、大部分の地球の山岳地帯を避けることができる。比較のためにいえば、先行技術の解決策を使用する方法では、そのような代替高度は大きさや重量が許容できないボトルや発生装置のような配送手段を必要とするであろう。
【００１２】
さらに、飛行機のタンクに用意することが必要であろう予備燃料の量は、本発明のおかげでかなり減少するであろう。これは、本発明によって可能となる代替高度が、達成するのに非常に低い高度を必要とする従来技術と比較して、燃料消費をかなり減少させるからである。したがって、この追加量の燃料の減少は、それに相応して飛行機の重量を減少させ、またその消費量をも減少させる。さらに、この機上の燃料体積の減少は、飛行機がより多くの人またはより多くの荷物を運ぶことを可能にし、経済的な観点でも有利である。
【００１３】
本発明が高い代替高度を可能にすることを考慮すると、上記したように、山岳地帯の上空を飛ぶという新しい飛行経路を考えることができる。このような可能性は、飛行時間の短縮につながるという点で有利である。上記で示唆したように、高度が先行技術で可能であった代替高度よりも高い地帯の上を通過する場合には、現時点では飛行航路が除外されていることを思い出すであろう。
【００１４】
最後に、本発明は、多数の酸素ガスボトルまたはサイズの大きい機上の酸素発生装置をまったく不要にする。これは機体の重量の減少を保障し、機内での出火による爆発の危険をかなり減少させる。
【００１５】
本発明の主題はまた、酸素富化空気の乗客への供給装置であり、この装置は、第１の酸素富化空気部分の独立した供給源と、第２の酸素富化空気部分を生成するための機上手段と、第１および第２の酸素富化空気部分を乗客に配送する手段と、第１および第２の酸素富化空気部分のそれぞれの流れを配送手段（２０、２２、２３）に順次配給する手段（１４）とを具備する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を、単に非限定的な例として与えられた、唯一の添付図面を参照して以下に説明する。本図は、本発明による酸素富化空気の配給装置の一実施形態を説明する概略図である。
【００１７】
本図に示された配給装置は、酸素分離器または既知のタイプの濃縮器（符号２により全体を表示）を含む。この濃縮器は、空気中に含まれる酸素と窒素を分離することができ、典型的にはそれ自体既知のタイプのモレキュラーシーブ、特にゼオライトを使用する。この濃縮器は、出力として、酸素富化空気を配送する。酸素富化空気は、酸素濃度が好ましくは６０〜９５％、典型的には８０〜９３％であり、典型的には１．５〜２．５バールの相対圧という低圧である。
【００１８】
この濃縮器２は、フィルター６を備えたライン４を経由して、飛行機内部にある圧縮空気供給源７に連結している。このような供給源は、例えば、飛行機の空調回路によって形成され、でなければジェットエンジンの圧縮機段階からの取り出しによっても形成される。
【００１９】
濃縮器２は、窒素富化空気が流れる排出ライン８と、酸素富化空気が流れるライン１０とを備える。このライン１０には、この中を流れる酸素富化空気の酸素濃度をモニタリングするためのセンサー１２が設けられている。
【００２０】
実施例に示すように、ライン１０は三方弁１４とつながり、弁１４はライン１６を経由してガスボトル１８の貯蔵部に連結する。ボトルは通常、１１０バールを超える相対圧、典型的にはおおよそ１２０ないし１５０バールの高圧で純酸素を貯蔵する。必要であれば既知のタイプの化学的酸素発生装置（図示せず）で補ってもよい。ライン１６は、少なくとも1つの制御装置／減圧装置（図示せず）を含み、３バール未満の相対圧まで減圧して、酸素をライン２０に配送する。
【００２１】
三方弁１４の出力は配給ライン２０によって形成されており、配給ライン２０は、飛行機の機内に沿って走り、いくつかの枝分れライン２２に分かれ、各々は乗客に酸素マスク２３を供給できるようになっている。このライン２０は、圧力制御装置２４を備えており、枝分れライン２２の全てに送る空気の総量の配分も可能にする。
【００２２】
最後に、作動手段（図示せず）と協力する高度センサー２６を備えており、ライン２８を経由してバルブ１４を作動させることができる。変形例として、この高度センサーは圧力センサーで置換してもよく、または圧力センサーと対にしてもよい。
【００２３】
上記に説明した装置の操作を以下に説明する。
【００２４】
巡航高度、例えばおよそ１２５００メートルでは、停止している濃縮器２、またはボトル１８のいずれによってもライン２０は供給を受けない。
【００２５】
減圧事故が起こると、通常、信号がパイロットに送られる。この時パイロットは直ちにボトル１８を開き、ライン１６から来る酸素富化空気を、三方弁１４を経由してライン２０に供給する。これは、酸素マスク２３で終わる枝分れライン２２を経由して、第1の酸素富化空気部分を乗客に迅速に配給することを保証する。
【００２６】
さらに、パイロットは同時に酸素濃縮器２をオンにする。酸素濃縮器２は数分間の始動時間を必要とする。この始動時間の間、三方弁がライン１６のみと通じ、ライン１０とはつながらないように設定されているならば、濃縮器によって初めのうちに生成された空気を放出する出口を備える必要がある。このような放出（図示せず）は、三方弁１４に設けてもよいし、でなければ供給ライン１０におけるバルブの上流に設けてもよい。
【００２７】
計画された中間の代替高度、典型的には５０００メートルを超える、より好ましくは６０００〜８０００メートルの間に達したとき、センサー２６は三方弁１４を切り替え、その後にライン２０と濃縮器２を、ライン１０を介して結合する。このようにして、マスクは、供給ライン２０とその枝分れライン２２を介して、濃縮器２によって配送される酸素富化空気の第２の部分を受け取る。
【００２８】
第２の空気部分は、６０〜９５％、好ましくは８０〜９３％のより高い酸素濃度を有する。この酸素富化空気は、乗っている人が吸入するとマスク２３周囲の大気によって希釈される。これは、代替飛行高度に応じて適切な酸素濃度（高度５５００メートルでの２６％と高度８０００メートルでの４０％との間）に戻すためであり、大量の出力が濃縮器によって配送されることを避ける。
【００２９】
いったん酸素マスク２３が濃縮器によって供給を受けると、あらかじめ選択された代替高度で、灯油の面から見た飛行範囲によってのみ制限される時間の間、飛行を継続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明による酸素富化空気の配給装置の一実施形態を説明する概略図。

Claims (15)

  1. 酸素富化空気を飛行機の乗客に配給するための方法であって、巡航高度と代替高度との間の飛行機の下降期間中に酸素富化空気の第1の部分を独立した供給源から乗客に配送し、代替高度近くから始まる少なくとも飛行機のほぼ安定な飛行期間中に乗客に配送される酸素富化空気の第２の部分を機上の分離器で生成することを特徴とする方法。
  2. 代替高度は５５００メートルを超えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 代替高度は６０００〜８０００メートルであることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
  4. 酸素富化空気の第２の部分は６０〜９５％の酸素含有量を有し、１．５〜２．５バールの相対圧で生成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
  5. 前記第２の酸素富化空気部分を、モレキュラーシーブを備えた濃縮器（２）において生成することを特徴とする請求項４に記載の方法。
  6. 独立した供給源は、１１０バールを超える相対圧で酸素を含むことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の方法。
  7. 代替高度での飛行期間中、第1の酸素富化空気部分を、ほとんど乗客に配送しないことを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の方法。
  8. 第1の酸素富化空気部分を前記下降期間中だけ配送し、第２の酸素富化空気部分を実質的に安定な飛行期間中だけ配送することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の方法。
  9. 酸素富化空気を飛行機の乗客に配送するための装置であって、第1の酸素富化空気部分の独立した供給源（１８）と、第２の酸素富化空気部分を生成するための機上手段（２）と、第1および第２の酸素富化空気部分を乗客に配送する手段（２０，２２，２３）と、第１および第２の酸素富化空気部分のそれぞれの流れを配送手段（２０，２２，２３）に順次配給するための手段（１４）とを具備することを特徴とする装置。
  10. 配給手段は、独立した供給源（１８）に接続された第1の入口と、生成手段（２）に接続された第２の入口と、配送手段（２０−２３）に接続された出口とを具備することを特徴とする請求項９に記載の装置。
  11. 配給手段は三方弁（１４）を具備することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
  12. 配給手段（１４）のための制御圧に感応する手段（２６）を含むことを特徴とする請求項９ないし１１のいずれかに記載の装置。
  13. 生成手段は、モレキュラーシーブを備えた濃縮器（２）を具備することを特徴とする請求項９ないし１２のいずれかに記載の装置。
  14. 制御手段は三方弁（１４）を具備することを特徴とする請求項９ないし１３のいずれかに記載の装置。
  15. 独立した供給源は、加圧酸素ボトル（１８）を具備することを特徴とする請求項９ないし１４のいずれかに記載の装置。
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