JP2009519071A

JP2009519071A - 航空機の乗員に酸素を供給する装置及びそのような装置のための圧力調節器

Info

Publication number: JP2009519071A
Application number: JP2008545058A
Authority: JP
Inventors: レッシー、ステファーヌ; アルノー、ジャン; カゼナブ、ジャン−ミシェル
Original assignee: レール・リキード−ソシエテ・アノニム・プール・レテュード・エ・レクスプロワタシオン・デ・プロセデ・ジョルジュ・クロード
Priority date: 2005-12-14
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2009-05-14
Also published as: DE602006006869D1; BRPI0619940B1; FR2894562B1; ATE431288T1; BRPI0619940A2; EP1963181A1; FR2894562A1; EP1963181B1; RU2008128491A; WO2007068845A1; CA2631886A1

Abstract

【課題】航空機の乗員に酸素を供給する装置及びそのような装置のための圧力調節器
【解決手段】航空機の乗員に酸素を供給するための装置であって、高圧としての第１の圧力（ＨＰ）における酸素源（１）と、中間圧力（ＩＰ）としての第２の圧力における第１の酸素供給ライン（３）と、前記第１の酸素供給ライン（３）内に供給するために、前記酸素源からの酸素を前記第２の中間圧力（ＩＰ）へと膨張／調節するための第１の手段（２）と、低圧（ＬＰ）としての第３の圧力における第２の酸素供給ライン（５）と、前記第２の酸素供給ライン（５）に供給するために、前記酸素源（１）からの酸素を前記第３の圧力（ＬＰ）に膨張／調節するための第２の手段（４）と、を備え、前記第１（２）及び第２（４）の膨張／調節手段は、単一かつ同一の調整器（６）内に配置されることを特徴とする。

Description

本発明は、航空機の乗員に酸素を供給する装置及びそのような装置のための圧力調節器に関連している。

本発明は、航空機の乗員に酸素を供給する装置に関連しており、この装置は、高圧としての第１の圧力における酸素源と、中間圧力としての第２の圧力における第１の酸素供給ラインと、前記第１の酸素供給ラインに供給するために、前記酸素源からの酸素を前記第２の中間圧力へと膨張／調節(expanding/regulating)するための第１の手段と、低圧としての第３の圧力における第２の酸素供給ラインと、前記第２の酸素供給ラインを給電するために、前記酸素源からの酸素を前記第３の圧力に膨張／調節するための第２の手段とを備える。

航空機に搭載された非常用酸素供給システムは、（概して１２０バールから２００バールの公称圧力下にある）相当数の高圧酸素ガスシリンダーを有する。航空機のキャビンの気圧が低下した場合、前記酸素は、分配ラインを経由して乗客まで運ばれる。運ばれた酸素は、まず、高圧を中間圧力（概して５バールと８バールとの間）に変換するために前記シリンダーに設置された第１の調整弁(expansion valve)を使用して調節される。次に、前記酸素は、中間圧力を（概して０．５バールから５バール基準の間の）低圧に変換するために圧力調節弁を使用して調節される。

中間圧力を低圧に変換するための空気圧式調節弁は公知である。しかしながら、これらの空気圧式調整弁は、高度のために乗客に供給される酸素の流量を正確に調節することができない。このことは酸素の過度の消費をもたらす。

電子式の調節器もまた公知である。図３は、そのような圧力調節器を模式的に示しており、加圧シリンダーを基端とする上流部分Ａと下流部分Ｂとの間のガスの圧力を調節するためのダクト１８の中に移動するフラッパー（flapper）１７を有する。移動するフラッパー１の位置は、ダクト１８内で計測された実際の圧力（real pressure）Ｐｒと圧力セットポイントＰｃとにしたがって電子モジュール２８によって制御される。

そのような調節器は、供給される酸素の流量を航空機の高度に応じて正確に調節することによって、乗客に運ばれる酸素の量を最適化するものであり、特にフランス公開特許ＦＲ２８５８５６０Ａ１とＥＰ−Ａ−４９９５０５の文書に記述されている。

一般的に、上述の非常用酸素回路もまた、航空機乗務員のための短時間設置マスクを有する。これらの短時間設置マスクは、概して、独自の圧力調節器を持っており、それゆえ、中間圧力における酸素供給ラインによって供給されなければならない。

乗客用の非常用マスクは、連続フロー式（the continuous flow type）であり、圧力調節器を持っていない。それゆえ、乗客用マスクは、低圧酸素供給ラインを経由して供給されなければならない。概して乗客用マスクの供給ラインは、短時間設置マスクのための供給ラインの支線（branch）からなる。この支線（branch）は、空気圧式調節装置または電子式圧力調節装置を有する。

それゆえ、公知の構造は、いくつかの部分からなる中間圧力酸素供給ラインと複数の関連装置（圧力調節器）を備えることを必要とする。

発明の概要

従って、これらの公知の回路は安全性リスクを負い、複雑で高価な構造となる。

本発明は、上記した従来技術の欠点のすべてまたは一部を克服することを目的とする。

この目的のために、本発明に従った、航空機の乗員に酸素を供給するための装置は、上記前文であげた一般的な定義にも適合しており、実質的に、第１と第２の膨張／調節手段が単一かつ同一の調節器内に配置されることを特徴とする。

さらに、本発明は、以下の特質の１つ以上を有する。

前記装置は、手動弁などの、第１及び／または第２の酸素供給ラインへの酸素の供給を遮断するための手段を有し、供給を遮断するための前記手段は調節器内に配置される。

前記酸素を膨張／調節するための第２の手段は、電気的に制御可能な機械化された調節弁を有する。

前記電気的に制御可能な機械化された調節弁は、高度データの表示にしたがって、圧力及び第２のラインへ酸素の流量を調節するのに適合する。

前記装置は、高度センサー、前記源の出口と前記膨張／調節手段の上流における酸素圧を計測するためのセンサー、温度センサー、前記第２の膨張／調節手段の下流における酸素圧を計測するためのセンサー、の少なくとも１のセンサを有し、さらに、前記少なくともセンサーの少なくとも一部は調節器内に配置される。

前記第１の膨張／調節手段は、空気圧式膨張弁を有する。

前記調節器は、前記酸素源に近接して配置されるか、好ましくは、前記酸素源に直接接続される。

前記第１の酸素供給ラインに接続された少なくとも１つの短時間設置マスクと、前記第２の酸素供給ラインに接続された少なくとも１つの乗客用マスクとを有する。

前記調節器は、前記高圧（ＨＰ）酸素源に接続された入り口を持つ調節ラインを有し、前記第１と前記第２の膨張手段は前記調節ラインに直列かつ前記第２の酸素供給ラインに接続された低圧の出口の上流に配置され、前記調節ラインは、前記第１と第２の膨張手段の間と、中間圧力における出口とに接続された支線を有し、中間圧力における前記出口は前記第１の酸素供給ラインに接続されている。

その他の特徴と利点は、与えられた図を参照に、以下の詳細を読むことにより明らかにされる。

図１は、シリンダー１で表された酸素ガス源を示している（本発明は複数のシリンダーまたはそのほかの同等の手段を有する酸素源に適用可能であることは勿論である）。酸素源１は、例えば１２０バールから２００バールの間の、高圧の酸素ガスを含む。

以下でさらに詳しく説明されている調節器６は、シリンダー１の出口に接続されている。

第1の酸素供給ライン３は調節器６の第1の出口１３に接続されている。第1のライン３は、第1の消費者、例えば少なくとも１つの短時間設置マスク１２に酸素を供給するために使用される。第1の酸素供給ライン３は、シリンダー１から調節器６によって運ばれた中間圧力ＩＰにおけるマスク１２へ酸素を運ぶために提供される。

回路は、調節器６の第２の出口１５に接続された第２の酸素供給ライン５を有する。

第２のライン５は、第２の消費者１３、例えば少なくとも１つの乗客用マスク１３、に酸素を供給するために使用される。第２の酸素供給ライン５は酸素を（例えば０．５バールから５バール基準の間の）低圧ＬＰで乗客用マスク１３に運ぶために提供される。低圧ＬＰにおける酸素は、シリンダー１から調節器６によって運ばれる。

調節器６は、中間圧力ＩＰで第１のライン３に酸素を供給するためと、低圧ＬＰで第２のライン５に酸素を供給するために、第１の膨張／調節手段２と第２の膨張／調節手段４を有する。

好ましくは、以下にさらに詳しく説明されているように、調節器６は、電子的手段を有する。この目的のために、調節器６は、電力源１４によって供給される。さらに、調節器６には、ディスプレー及び／または制御手段１６を接続することができる。

図２を参照すると、調節器６は、酸素源１から高圧ＨＰの酸素が送り込まれる調節ライン２０上の入り口１９を有する。入り口１９の下流において、調節器６の調節ライン２０は、好ましくは酸素を中間圧力ＩＰに膨張するべく提供された高圧膨張弁を有する第１の膨張手段２を有する。高圧膨張弁２は、好ましくは、空気圧式膨張弁であるが、電子調節器のような、他のタイプの膨張器）／調節器も考慮することができる。高圧膨張弁２の下流において、調節器６の調節ライン２０は、好ましくは手動で酸素供給を遮断するための弁７を有する。

遮断弁７の下流において、調節器６は、航空機の高度に従って圧力及び／または酸素流量を調節するのに適合した、電気的に制御可能な機械化された調節弁４を有する。機械化された調節弁４の下流において、調節ライン２０は、第２の酸素供給ライン５に接続するための低圧ＬＰの出口１５を有する。

遮断弁７と機械化された調節弁４との間において、調節ライン２０は、中間圧力ＩＰにおける出口１３への下流支線１２０を有する。この出口１３は、酸素を中間圧力ＩＰで第１のライン３に供給するために第１の酸素供給ライン３に接続されるようになっている。

特に、機械化された調節弁４を制御するために、調節器６は，高度計８と、機械化された調節弁４の下流の酸素圧を計測するセンサー１１と、に接続された制御回路（control electronics）２２を有する。

温度センサー１０と高圧膨張弁２の上流の酸素圧力を計測するセンサー９もまた、得られたガスの正確な量を測定するために、圧力計測の温度補償のための高圧ＨＰを計測するために制御回路２２に接続される。

制御回路（control electronics）２２は、診断装置２３の接続部に接続されることができる。

高圧膨張弁２の上流において、上流の支線２７が、入り口２４（または高圧酸素注入コネクター）と、（酸素排出のための）安全な出口（safety outlet）２５とに提供される。入り口２４と出口２５との間において、上流の支線２７が、排出出口２５に通じる開口を提供するために、限界の圧力を受けたときに破壊するディスクなどの安全部材２６を有する。上流において、上流の支線２７が下流の支線２０に接続されている。

調節器６は、電子動力源（electronic power source）１４によって供給され、操作指令
Ｉ（“開く”、“閉じる”）を出力する制御モジュール２９と協働することができる。各操作指定Ｉの詳細は以下の通りである。

開く＝調節器６は、減圧(decompression)を検出した場合に作動する準備ができた状態かあるいは作動中である。（回路５の下流に向かって酸素を運ぶ）
閉じる＝調節器６は閉じられ、回路５へのガスの供給は分離される。回路３のみが供給される。

最後に、調節器６は、以下のようなデータを生成するのに適した出力モジュール２３を有するか、またはこの出力モジュールに関連付けられている。

装置の作動にエラーが起こっていない、
装置が動作している／動作していない、
手動弁が完全に閉じている、
調節器６の選択された閉成位置、
酸素注入の圧力、
過度に低い酸素圧に起因する警告。

調節弁４は、キャビン内の減圧を検出する間、（マスクキャビネットの自動開放を介して）乗客用マスク１３を作動させるために圧力ピーク（pressure peak）を送るのに適している。好ましくは調節弁４は、満足に作動するようにテストを行なえるようになっている。

すなわち、本発明に従った装置は、公知のシステムと比較して単純で費用のあまりかからない構造を備えるとともに、航空機の非常用装置に対して様々な圧力（ＩＰ、ＬＰ）での最適な酸素の供給を行うことができる。

すべての酸素圧（中間圧力ＩＰと低圧ＬＰ）調節機能を単一かつ同一の調節器６内に一体化することにより、ある種の装置において中間圧力ＩＰ酸素ラインを減らす、または除去することが可能になる。さらに、本発明に従った装置により、非常用酸素供給構造とそのメンテナンスの簡易化を可能にする。さらに、本発明に従った装置は、民間航空機と業務用航空機の両方に必要な非常用酸素圧調節機能を単一かつ同一のユニット内に一体化することを可能にする。

変形例として、弁４が不良になったときに、弁４を短絡させてマスクに供給するために、安全バイパスライン（バイパス）が提供される。

本発明による酸素供給装置の典型的な実施形態を示す概要図である。図１の詳細を示しており、本発明による調節器の構造と作動を示す図である。機械化された圧力調節弁を図式的に示している。

Claims

航空機の乗員に酸素を供給するための装置であって、高圧としての第１の圧力（ＨＰ）における酸素源（１）と、中間圧力（ＩＰ）としての第２の圧力における第１の酸素供給ライン（３）と、前記第１の酸素供給ライン（３）に供給するために、前記酸素源からの酸素を前記第２の中間圧力（ＩＰ）へと膨張／調節(expanding/regulating)するための第１の手段（２）と、低圧（ＬＰ）としての第３の圧力における第２の酸素供給ライン（５）と、前記第２の酸素供給ライン（５）に供給するために、前記酸素源（１）からの酸素を前記第３の圧力（ＬＰ）に膨張／調節するための第２の手段（４）と、を備え、前記第１（２）及び第２（４）の膨張／調節手段は、単一かつ同一の調整器（６）内に配置されることを特徴とする装置。
手動弁などの、前記第１（３）及び／または前記第２（５）の酸素供給ラインへの酸素の供給を遮断するための手段（７）を有し、供給を遮断するための前記手段（７）は前記調節手段（６）内に配置されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
前記酸素を膨張／調節するための前記第２の手段（４）は、電気的に制御可能な機械化された（electrically controlled mechanized）調節弁を有する、請求項１または請求項２に記載の装置。
前記電気的に制御可能な機械化された調節弁は、高度に関するデータ表示にしたがって、圧力及び／または前記第２のライン（５）への酸素流量を調節するように構成されている請求項３に記載の装置。
高度センサー（８）、前記源（１）の出口と前記膨張／調節手段（２、４）の上流における酸素圧を計測するためのセンサー（９）、温度センサー（１０）、前記第２の膨張／調節手段（４）の下流における酸素圧を計測するためのセンサー（１１）、の少なくとも１つを有し、さらに、少なくともセンサーの少なくとも一部は前記調節器（６）内に配置されることを特徴とする、請求項３または４に記載の装置。
前記第１の膨張／調節手段（２）は、空気圧式膨張弁を有する、前述した請求項のいずれか１つに記載の装置。
前記調節器（６）は、前記酸素源（１）に近接して配置されるか、好ましくは、前記酸素源（１）に直接接続される前述した請求項のいずれか１つに記載の装置。
前記第１の酸素供給ライン（３）に接続された少なくとも１つの短時間設置マスクと、前記第２の酸素供給ライン（５）に接続された少なくとも１つの乗客用マスク（１３）とを有する、前述した請求項のいずれか１つに記載の装置。
前記調節器（６）は、前記高圧（ＨＰ）酸素源に接続された入り口（１９）を持つ調節ライン（２０）を有し、前記第１（２）と前記第２の膨張手段（４）は前記調節ライン（２０）に直列かつ前記第２の酸素供給ライン（５）に接続された低圧の出口（１５）の上流に配置され、前記調節ライン（２０）は、前記第１（２）と第２（４）の膨張手段の間と、中間圧力における出口（１３）とに接続された支線（１２０）を有し、中間圧力における前記出口（１３）は前記第１の酸素供給ライン（３）に接続されている、前述した請求項のいずれか１つに記載の装置。
航空機の乗員に酸素を供給するための装置のための圧力調節器であって、単一で同一のモジュールに一体化され、前記高圧の酸素源（１）から出力される酸素を膨張／調節するための第１（２）及び第２（４）の膨張／調節手段を有し、前記第１（２）の膨張／調節手段は前記酸素を中間圧力（ＩＰ）へと膨張するように構成され、前記第２の膨張／調節手段（４）は、高度データの表示に従って、圧力及び／または酸素の流量を低圧としての圧力に調整するための電気的に制御可能な機械化された手段を有する、ことを特徴とする圧力調節器。