JP2006519694A - 航空機の搭乗者に酸素を生産し、供給するための吸着装置およびそのような吸着装置を備えた酸素発生装置 - Google Patents
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Abstract
吸着剤は、コンパクトで緻密な構造を有し、ｈφが０．８〜２となるように吸着剤塊を含み、吸着剤塊（６）の断面積Ｓとダクト（７）の断面積ｓの比は８０〜１１０である。本発明は、大規模民間航空機において酸素を供給するためによりよく使用することができる。
Description
本発明は、筒状ケーシング内で、このケーシングと同軸の中央ガスダクトの周りに窒素を優先的に吸着する吸着剤塊を備える、航空機の搭乗者に酸素を生産し、供給するための吸着装置に関する。
ＰＳＡタイプの機上酸素発生装置（ＯＢＯＧＳ）は、民間航空機、特に大規模航空機においてますます重要となっている。通常のフライター飛行機用の酸素発生装置と比べ、輸送飛行機用の酸素発生装置は、大体積の空気を処理しなければならず、従って、当該システムの大部分を占める多量の吸着剤を用いなければならない。
従って、性能を減じることなく、吸着剤塊を最小化するために、吸着剤の設計を最適化する要求がある。
本発明の主題は、上記タイプの吸着装置であって、吸着剤塊が、２５ｃｍ以上の平均軸方向寸法ｈと外径φを、ｈ／φが０．８〜２であるように有するところの吸着装置である。
本発明のより特別の特徴によると、ｈ／φは、０．８〜１．５、有利には０．９５〜１．２である。
吸着剤塊の断面積Ｓと中央ダクトの断面積ｓの比Ｓ／ｓは、８０〜１１０、有利には９５〜１０５である。
吸着剤は、主として、０．８ｍｍ以下の、有利には０．６〜０．７ｍｍの粒子サイズを有する、典型的にはＬｉＬＳＸタイプの、微細ゼオライトを含む。
本発明の主題は、また、ＰＳＡサイクルで交互に操作される上記吸着装置を２つ備える酸素発生装置を用いる方法であって、サイクル時間が６秒以下、有利には５秒以下であり、酸素富化混合物（典型的には、８０％以上の酸素濃度にある）の出力が、２バール（相対）（３０ｐｓｉｇ）以上の出力圧で毎分約３００ｌであるところの方法である。
本発明による吸着装置の構成および操作方法は、ガスが流れるシーブの長さを減少させることにより吸着剤における有効流れ面積を最適化することを可能とし、この吸着剤塊の最適化は、コストの減少とは別に、大体積の酸素富化混合物を生産するために必要な吸着装置の合計数を減少させることを可能とし、故障の危険性をかなり減少させ、メンテナンスを容易にし、航空機の閉じられたスペースに取り付けることを容易にする。
本発明は、また、航空機、特に大規模民間航空機の搭乗者に酸素を供給するためのシステムにおけるかかる吸着装置の使用に、およびかかる吸着装置を少なくとも１つ組み込んだ航空機にも関する。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面に関連して、例示として与えられ、いかなる制限をも意味しない１つの態様についての以下の記述から明らかとなるであろう。
図１は、大規模民間航空機により特に好適な本発明による吸着装置の１つの態様の縦断面での概略図である。
図１は、ＰＳＡ吸着装置の主要な構成要素、すなわち、フランジ２および３により端部が閉じられた周囲シェルもしくはケーシング１を示し、該フランジは、それぞれ、シェル１内に設けられた吸着剤塊６の軸方向両側に流体分配チャンバ４および５を規定し、吸着剤塊中にダクト７が中央に延びており、このダクトは、シェル１と同軸であり、上部チャンバ５を、下部チャンバ４内中央に設けられ、下部フランジ２内に形成された通路９を介して外部回路と連通する下部プレナム８と接続させている。下部チャンバ４は、下部フランジ２内に形成された少なくとも１つの通路１０を介して、外部ラインと連通し、吸着装置の入力／出力を吸着装置の同じ１つの末端に一緒にグループ化させている。吸着装置は、典型的には対で、酸素を輸送航空機の搭乗者に供給するための回路に供給するために、空気から酸素を分離するためのＰＳＡシステムに組み込まれるように設計されている。
典型的に、吸着剤の環状塊６は、典型的には焼結金属で作られたガス透過性底壁１１と、例えば焼結金属または微細メッシュにより作られ、それぞれシェル１の内面および中央ダクト７の外面と協働する摩擦リップシール１３および１４を介して吸着剤塊６の上端に圧接されて保持された上部多孔質圧縮壁１２との間に保持されている。
本発明の１つの側面によると、中央ダクト７は、吸着剤塊が最大断面積Ｓを維持するように、小さな断面積ｓを有する。加えて、純酸素の高い生産性（７ｌ／分／ｋｇシーブ以上、典型的には８．５ｌ／分／ｋｇシーブ以上）を維持する一方、ヘッド損失を最適化するために、吸着剤塊の（軸方向）高さｈ、すなわち、ガスが沿って流れる距離は、ｈ／φが０．８〜２、有利には０．８〜１．５、好ましくは０．９５〜１．２となるように選ばれ、φは、シェルの内径である。
示した例において、本出願人名義の文献ＦＲ−Ａ−２７６５４９１に記載されている、８８％以上までリチウム交換され、０．８ｍｍ以下、典型的には０．６〜０．７ｍｍの粒子サイズを有するＬｉＬＳＸゼオライトタイプの高性能吸着剤、約３０ｃｍの高さｈ、約３０ｃｍの直径φ、３０ｍｍの直径ｄを用いて、約１４ｋｇの低い最適化された吸着剤塊を有する吸着装置を製造し、これは、２バール（相対）の最大出力圧で３００ｌ／分のガス出力について、交互に操作する２つの同じ吸着装置を用いた約４．５秒のＰＳＡサイクルにおいて、８．９ｌ／分／ｋｇシーブまでの純酸素生産率を与える。
本発明を１つの具体的な態様の場合において説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、ここに添付した特許請求の範囲内において当業者に明らかとなるであろう改変および変更を行えるものである。
１…ケーシング
２，３…フランジ
４，５…流体分配チャンバ
６…吸着剤塊
７…中央ダクト
８…下部プレナム
９，１０…通路
２，３…フランジ
４，５…流体分配チャンバ
６…吸着剤塊
７…中央ダクト
８…下部プレナム
９，１０…通路
Claims (11)
- 筒状ケーシング内で、このケーシングと同軸の中央ガスダクトの周りに窒素を優先的に吸着する吸着剤塊を備え、前記吸着剤塊（６）が、２５ｃｍ以上の平均軸方向寸法ｈと外径φを、ｈ／φが０．８〜２であるように有することを特徴とする、航空機の搭乗者に酸素を生産し、供給するための吸着装置。
- ｈ／φが、０．８〜１．５であることを特徴とする請求項１に記載の吸着装置。
- ｈ／φが、０．９５〜１．２であることを特徴とする請求項２に記載の吸着装置。
- 前記吸着剤塊（６）の断面積Ｓと前記中央ダクト（７）の断面積ｓの比Ｓ／ｓが、８０〜１１０であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吸着装置。
- Ｓ／ｓが、９５〜１０５であることを特徴とする請求項４に記載の吸着装置。
- 前記吸着剤が、主として、０．８ｍｍ以下の粒子サイズを有するゼオライトを含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の吸着装置。
- 前記ゼオライトが、０．６〜０．７ｍｍの粒子サイズを有することを特徴とする請求項６に記載の吸着装置。
- 前記ゼオライトが、８８％以上リチウム交換されていることを特徴とする請求項６または７に記載の吸着装置。
- ＰＳＡサイクルで交互に操作される請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸着装置を２つ備える酸素発生装置を用いる方法であって、サイクル時間が６秒以下であり、ガス出力が、２バール（相対）以上のガス出力圧について約３００ｌ／分である方法。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸着装置の、航空機の搭乗者に酸素を供給するためのシステムにおける使用。
- 請求項１〜８のいずれか１項に記載の吸着装置を少なくとも１つ組み込んだ、航空機の搭乗者に酸素を供給するためのシステムを備える航空機。
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100309 |