JP2009534238A - 航空機乗務員用の呼吸装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、航空機のキャビン内の乗務員に呼吸用ガスを供給する呼吸装置であって、前記呼吸装置に周囲空気を取り入れる空気入口（５）と、前記呼吸装置に追加ガスを取り入れる追加ガス入口（２）と、前記周囲空気および／または追加ガスを含む呼吸用ガスを前記乗務員へ供給する出口ノズル（４）と、を備え、所定のキャビン高度（Ｚ_１）より下で前記追加ガスの取入れを少なくとも部分的に無効化する無効化手段（７０、１４１）をさらに備える呼吸装置に関する。

Description

本発明は、航空機の乗務員、特に飛行技能乗務員を、高空での減圧に関わる危険および／またはコックピット内の煙の発生に関わる危険から保護する呼吸装置に関する。

より正確には、本発明は、航空機キャビン内の乗務員へ呼吸用ガスを供給する呼吸装置に関する。

そのような呼吸装置は、一般に、
前記呼吸装置に周囲空気を取り入れるための空気入口と、
前記呼吸装置に追加ガスを取り入れるための追加ガス入口と、
前記周囲空気および／または追加ガスを含む呼吸用ガスを前記乗務員へ供給するための出口ノズルと、を備えている。

呼吸装置には、入口レベルで、追加ガスが供給され、この供給は加圧された酸素シリンダ、化学的発生器もしくは機上の酸素発生システム（ＯＢＯＧＳ）、または、より一般的には任意の酸素源によって行われる。公知の呼吸装置は、一般に、マスクと、呼吸用ガスの供給を調節する調節器と、を備え得る。

そのような呼吸装置は、たとえば特許出願ＦＲ２，７８１，３８１またはＦＲ２，８２７，１７９により公知であり、これらには必要量調節器を備える呼吸マスクが記載されている。公知の調節器は呼吸用ガスを送り、この呼吸用ガスは、その酸素濃度が、図１の破線のカーブで示すような、航空機のキャビン高度に依存する生理的最小必要濃度よりも常に高い必要がある。キャビン高度とは、キャビン内に維持されている加圧された大気に対応する高度と理解してよく、したがって、キャビン高度はキャビン圧力と同等である。この値は、航空機の実際の物理的な高度である機体高度とは異なる。

航空機の外部の圧力のレベルが高度に伴って低下する一方、与圧式航空機では、キャビン内の圧力は航空機のタイプによって決まる所定の高度から所定の値Ｐに維持される。キャビンと航空機外部との間の差圧ΔＰに達すると、キャビンと航空機外部との間のΔＰを減少させるためにキャビンの圧力が低下させられる。航空機の減圧事故では、キャビンの圧力が、数秒のうちに外部の圧力まで急激に低下する。

公知の必要量調節器では、着用者の要求に従って、要求される呼吸用ガスの量を管理できる。したがって、そのコントロールは各自の呼吸必要量の関数であり、この呼吸必要量は、吸込みの結果としての減圧、吸込みガスの体積もしくは流量、胸郭の体積変化、または着用者の必要量を表す適切な任意のデータによって決定することができる。

呼吸必要量がゼロであれば、同一時点での呼吸可能流量はゼロである。呼吸必要量閾値を超えると、追加ガスが必要量調節器に取り入れられる。

緊急事態の場合のために、公知の必要量調節器は一般に、１００％位置に動かされると周囲空気取入れ手段を閉鎖する「ノーマル／１００％」スイッチを装備している。この位置では、マスクの着用者は、呼吸用ガスによって提供される高酸素濃度の空気または純粋酸素のみを呼吸することができるようになる。

連続流量調節器などの他のタイプの調節器を使用することもできる。そのような調節器では、追加ガスすなわち酸素が連続的に調節器に供給され、また、追加ガス入口の下流に窒息防止空気取入口が設けられており、この取入口は、調節器内が所定の減圧に達すると開いて周囲空気を流入させる。

さらに、多くの調節器では、周囲空気および／または追加ガスを含む呼吸用ガスが、キャビン高度の関数としてマスクに供給される。

ある場合においては、酸素の必要量が図１で与えられる量に一致しないこともある。実際、安全性を確保するための乗務員の現実の生理的な必要性により、所定の高度を超えたときには乗務員に純粋酸素を供給する必要がある。別の場合、低高度については、周囲空気の酸素含有量が着用者の必要量を確保するのに十分なので、乗務員に周囲空気を供給することも考慮に値し得る。

公知の調節器、特に必要量調節器は、堅牢で信頼性が高く、比較的簡単に製造することができる。しかし、全ての作動条件下で図１に示された酸素最低吸入量を満足できるようにするために、その寸法決めで採られる安全マージンによって、それら調節器は、その作動範囲のほとんどにわたって、絶対的に必要な流量をかなり上回る流量で純粋酸素を引き込むという結果となっている。その結果は、航空機が実際の生理的な必要性を超えて運ぶことが必要となる機上の酸素容量に直接影響し、また、絶対的に必須であるよりも高性能で大容量の酸素源を設ける必要を生じる。

さらに、安全規定は、航空機が所定の高度を超えて飛行するとき、少なくとも１人のパイロットがマスクを予防的に着用することを強く求めている。しかしながら、所定の高度に達する瞬間までは、マスクに酸素を供給することは必ずしも必要ではない。

したがって、調節器ひいては呼吸装置に送られる呼吸用ガスの流量が必要量に対して多くなりすぎ、前記呼吸用ガスの過剰な消費量の原因になる。

本発明の目的は、公知の装置の欠点を有さない呼吸装置を提供することである。この発明の別の目的は、航空規定を守りながら、追加ガスの供給を減らすことができる呼吸装置を入手可能にすることである。

この目的のために、公知の呼吸装置であって、さらに、所定のキャビン高度より下では追加ガスの取入れを少なくとも部分的に無効化する無効化手段を備える呼吸装置を提供する。

この無効化手段によって、キャビンが与圧状態に維持されている限りは、着用者は、酸素含有量が十分な周囲空気のみを吸い込む。予備の酸素が使用されることはない。減圧事故によりキャビン内が突然圧力降下した場合、無効化手段が不作動状態にされ、追加ガスが装置に供給され、その結果、追加ガス単独でないとしても、追加ガスと周囲空気との混合物が乗務員に供給される。

上記の特徴およびその他は、非限定的例として記述される以下の特定の実施形態の説明を読むことにより、より良く理解されるであろう。説明では添付図面を参照する。

以下、本発明を、必要量調節器または連続的流量調節器を備える呼吸装置として説明する。本発明は、他のいかなるタイプの呼吸装置に対してもやはり好適である。

図２には、マスクと必要量調節器とを有する公知の呼吸装置が示されている。調節器１は、調節器本体と、「ノーマル／１００％」スイッチ３とを備えており、スイッチ３は図１では位置「１００％」（空気取入れ遮断）にある。

調節器本体は、一体に結合されて流体用回路を形成する複数の部品から作り上げられている。その調節器本体は、その外部との流体連通部を複数備えている。すなわち、追加ガス供給／取入れ用の接続部２７または入口と、呼吸用マスク（図示せず）の内部に接続される管路４と、周囲空気入口５と、大気への通路３６と、吐出ガス出口７である。調節器本体はまた、追加ガス（ここでは純粋酸素Ｏ_２）の供給源に連通する入口８を備えている。

調節器本体は、さらに複数の内部流体連通部を備えている。すなわち、較正された狭窄部２２を有する主流路９と、主フラップバルブ１１によって隔てられた諸区画をパイロットフラップバルブ１２に対応する区画２１に接続する第２の流路１０である。

調節器本体はまた、調節器本体によって形成された回路中の流体の循環を変更するための複数のスイッチ部材を備える。それらスイッチ部材は、主フラップバルブ１１およびパイロットフラップバルブ１２であるが、図示の調節器はさらに、パイロットフラップバルブ１２の区画２１を大気に接続するバルブ１３と、混合室１４５内に設けられた高度測定カプセル１４とを有している。混合室１４５は、接続管路４に流体連通している。

フラップバルブは従来式構成のものである。図示の場合、主フラップバルブ１１は、固定座面１６と協働する膜１５によって形成されている。膜１５は、制御室１７を、入口８、主流路９および混合室１４５（接続管路４へ通じる）から分離する。制御室１７は、較正された狭窄部１８を介して入口８に接続されている。制御室１７が追加ガスの入口圧力を受けると、膜１５が座面１６に押し付けられ、この座面１６での追加ガスの通路を閉鎖し、入口８を管路４から分離する。

パイロットフラップバルブ１２は、圧力に対して敏感な膜１９を有している。膜１９は、固定座面と協働して制御室１７を膜１９によって画成されている区画２１に連通させるか、または逆に、室１７と区画２１とを分離する閉鎖機構２０を保持している。区画２１もまた、狭窄部２２を介して入口８に連通している。

パイロットフラップバルブ１２はまた、吐出ガス用出口７を介して吐出ガスを逃がすことができる排出バルブを構成している。

室２１内を占める圧力は、室２１内の圧力超過が所定の値を超えないように保証する通気バルブ１３によって制限されている。

高度測定カプセル１４は、高度の関数として変化するその長さによって、周囲空気入口５を経由して混合室に通じ周囲空気供給パイプ５２を通って前記混合室１４５に至る空気の流入を、遮断しまたは受け入れすなわち制御する。高い高度では、高度測定カプセル１４は周囲空気の流入を遮断し、その結果、入口８からの追加ガスのみがマスクに供給される。そのために、カプセル１４は、供給パイプ５２が室１４５に開口するところに設けられている座面５３と協働する。

調節器１の作動方式は公知であり、したがって、ここでは詳述しない。その作動方式に関しより詳細には、文書ＦＲ−Ａ−１５５７８０９およびＦＲ−Ａ−２７８１３８１を参照することができる。

本発明による呼吸装置では、呼吸装置内に、所定のキャビン高度Ｚ_１未満では前記追加ガスの取入れを少なくとも部分的に無効化する無効化手段が設けられている。

図４．１〜４．４は、本発明により呼吸装置へ追加ガスを供給する様々なシナリオの例を示す。規定上の最低限の酸素吸入量（呼吸用ガスのパーセンテージ）が、図１に破線で示されている。

図４．１の実線で示される第１のシナリオでは、キャビン高度Ｚ_１に達するまで、酸素は呼吸装置に供給されない。無効化手段が作動しており、吸込み酸素は、周囲空気中に存在する酸素に対応する。Ｚ_１を超えると、すなわち減圧事故後は、無効化手段が完全に不作動状態にされ、１００％の追加ガスが呼吸装置に供給される。減圧事故後は、パイロットは、巡航高度より低い、ダイバージョン高度と呼ばれる低高度に航空機を戻さなければならない。第１のシナリオでは、ダイバージョン高度が、酸素の十分に濃い周囲空気を確保するのに十分な低さであることを前提に、飛行機がＺ_１より下に降下したとき、無効化手段の作動が再開する。このシナリオは、Ｚ_１に関して対称である。

図４．２に示される代替の第２のシナリオでは、乗務員への酸素の十分な供給を確保するために、無効化手段はＺ_１より下でも不作動状態にされたままである。このシナリオは、Ｚ_１に関して非対称である。

図４．３の実線で示される第３のシナリオでは、キャビン高度Ｚ_１に達するまで、酸素は呼吸装置に供給されない。無効化手段が作動しており、吸込み酸素は、周囲空気中に存在する酸素に対応する。Ｚ_１を超えると、すなわち減圧事故後は、無効化手段が不作動状態にされ、少なくとも最低限の規定上の酸素（破線で示される）を供給するために、追加ガスが呼吸装置に供給される。航空機がそのダイバージョン高度まで戻ると（ダイバージョン高度が、酸素の十分に濃い周囲空気を確保するのに十分な低さであることを前提に）Ｚ_１より下で無効化手段の作動が再開される。このシナリオは、Ｚ_１に関して対称である。

図４．４に示される第３のシナリオに代わる第４のシナリオでは、乗務員への酸素の十分な供給を確保するために、無効化手段がＺ_１より下でも不作動状態にされたままである。このシナリオはＺ_１に関して非対称であり、Ｚ_１の下では、吸込み酸素のパーセンテージが、破線で示される規定上の最小値に少なくとも等しい。

以下に説明するように、追加ガスの無効化は、前記追加酸素の供給を停止することによる直接的な無効化でもよく、周囲空気入口の圧力損失を減少させることによる間接的な無効化でもよい。

以下の説明では、本発明が、それに限定はされないが、必要量調節器を有するマスクを備える呼吸装置によって例示される。当業者は、以下の教示を容易に他のタイプの呼吸装置に置き換えられるであろう。引き続き、追加ガス供給の間接的に無効化を先ず説明する。

単純化を目的として、周囲空気入口５を、周囲空気供給パイプ５２とともに、以後、空気回路と呼ぶ。

本発明による呼吸装置では、無効化手段は、混合室１４５に周囲空気を供給する空気回路を有しており、この空気回路の圧力損失はキャビン高度に依存している。追加ガスの供給を無効化するために、所定のキャビン高度Ｚ_１を超えると、空気回路の圧力損失が減少させられる。したがって、呼吸用ガスの必要量を流させる膜１９は、着用者の吸込みによって生じる減圧が顕著でない限り、着用者の吸込み時には作動しない。この場合、追加ガスの吸入は部分的に無効化される。

圧力損失の減少は、低いキャビン高度用の、拡張された断面積を空気回路に与えることによって達成できる。したがって、空気回路は、キャビン高度に依存する流路面積によって特徴付けられる。

空気回路のそのような可変の圧力損失を達成するために、無効化手段は、空気回路の圧力損失が最小である休止位置に対応する第１の位置と、空気回路の圧力損失が最大である第２の位置との間で移動可能な、図３．１および３．２にレバー７０の形態で示されるシール要素を備えている。図３．１および３．２は、レバー７０がその第１の位置にあるところを示す。この第１の位置は、所定のキャビン高度Ｚ_１より下のキャビン高度に対応しており、空気回路の断面積は最大である。レバー７０は、キャビン高度が所定の高度を超えるとその第２の位置に来て、そのとき空気回路の断面積は最小になる。

調節器に周囲空気のみが供給されるとき、吸込みガスの追加ガスのパーセンテージはゼロである。これは図４．１〜４．４の水平な線に対応し、例示された４シナリオ全てに共通な段階である。

図３．１に示された本発明による必要量調節器の第１の実装形態では、空気回路の断面積は、混合室１４５に開口する第２の周囲空気供給パイプ６２に接続されている第２の周囲空気入口６によって増加している。その結果生じる空気回路での圧力損失の減少に伴い、周囲空気のみがマスク着用者によって吸い込まれる。たとえばキャビンの急激または緩やかな減圧の場合に、所定の高度Ｚ_１より上で空気回路の圧力損失を増加させるために、抑圧室６５にレバー７０が設けられている。

レバー７０は、前記室６５内に設けられた軸７１周りに枢動する。レバー７０の第１の端部にはシール７４が設けられ、シール７４は、供給パイプ６２が無効化室６５中に開口するところで供給パイプ６２に設けられた座面１４２に対向している。レバー７０の反対側の第２の端部は、室６５の凹部内に設けられた第２の高度測定カプセル１４１に対向している。

レバー７０の第１の位置では、空気回路の圧力損失は最小である。

無効化手段は以下のように働く。第１の高度測定カプセル１４１は、キャビン高度が所定の高度Ｚ_１より高くなったときに、レバー７０をその第２の位置に動かす。Ｚ_１より下では、カプセル１４１の長さが最小で、レバー７０はその休止位置にあり、その第１の端部およびシール７４は座面１４２から離れている。レバー７０と軸７１との間に配置されるバネなどのバイアス手段（図３．１に示さず）を設け、レバー７０をこの位置に保持させることができる。空気回路断面積は、この回路での最小の圧力損失を確保するのに十分な大きさであり、周囲空気のみがマスクに吸入される。

急激または緩やかないずれのキャビンの減圧であっても、キャビン高度が所定の高度Ｚ_１を超えて増すとき、無効化手段は無効化を続け、少なくとも部分的に周囲空気を取り入れる。カプセル１４１が膨張し、レバー７０の第２の端部を押し、それにより、レバーが座面１４２に向かってその第２の位置まで動き、シール７４が前記座面１４２に接触する。レバー７０はその第２の位置で、周囲空気が第２の供給パイプ６２を通って流れるのを遮断する。

レバー７０が第２の位置にある状態では、必要量調節器の構成は、図２に示されているような公知の必要量調節器の構成と同等である。言い換えれば、レバーがその第２の位置にあるときは、第１の高度測定カプセル１４が、キャビン高度の関数として調節器への周囲空気の流入を制御し、空気回路の圧力損失が増加される。

マスクに供給される呼吸用ガスは、図４．３および４．４に示されているように、破線の規定カーブ上の最低酸素吸入量に対応している少なくとも点Ａまで移動する。キャビン高度がさらに増加する場合には、破線の最小限カーブに従って酸素が供給される。第３および第４のシナリオが保証される。

減圧事故後は、パイロットは、航空機を低高度に（すなわち巡航高度より低い航空機のダイバージョン高度に）戻さなければならない。

第４のシナリオでは、非対称の戻りを確保するために、無効化手段が完全に不作動状態とされて、航空機が高度Ｚ_１より降下したときに追加ガスがマスクに確実に供給されるようにする必要がある。実際に、そのような降下シナリオでは、調節器には、航空規定を満足する呼吸ガスが供給されなければならない。

室６５内には、ノンリターン手段（図示せず）が設けられており、これにより、高度測定カプセル１４１の長さが高度とともに減少しても、シール７４が座面１４２に接触したまま残る。ノンリターン手段は尖頭でもよく、この尖頭は、その傾斜面が休止位置にあるレバー７０に対向し、その平坦面が、供給パイプ６２のシールの後、前記レバーが休止位置に戻ることに対抗する。

スイッチ３は、１００％位置に切り替えられたとき、空気入口５および６の両方を閉鎖するように適合されている。

図３．２は、本発明による呼吸装置の第２の実装形態を示す。

キャビンの高度とともに圧力損失が変化する空気回路を達成するために、空気入口５（拡張された周囲空気供給パイプ５２に接続されている）によって、空気回路の断面積が増加させられている。その結果生じる、空気回路での圧力損失の減少に伴って、周囲空気のみがマスク着用者に吸い込まれる。たとえばキャビンの急激なまたは緩やかな減圧の場合に、所定の高度Ｚ_１より上で空気回路の圧力損失を増加させるために、混合室１４５内にレバー７０が設けられている。

シール要素、ここではレバー７０は、前記室１４５の第１の壁に設けられた軸７１周りに枢動する。第１の高度測定カプセル１４はレバー７０の第１の端部に設けられており、該カプセル１４は室１４５内に設けられた座面５３に対向する。レバー７０の反対側の第２の端部は、室１４５内、たとえば前述の第１の壁の反対の第２の壁、に設けられた第２の高度測定カプセル１４１に対向している。

無効化手段は以下のように働く。所定の高度Ｚ_１より下では、カプセル１４１の長さは最小で、レバー７０はその第１の位置または休止位置にあり、その第１の端部および第１のカプセル１４は座面５３から離れている。レバー７０をこの位置に保持するために、バー７０と軸７１との間に配置されるバネなどのバイアス手段（図３．２に示さず）が設けられていてもよい。空気回路断面積は、この回路での最小の圧力損失を確保するのに十分な大きさであり、周囲空気のみがマスクに吸入される。

急激または緩やかないずれのキャビンの減圧であっても、キャビン高度が所定の高度Ｚ_１を超えて増加した場合、カプセル１４１は膨張し、レバー７０の第２の端部をレバー７０の第２の位置に向かって押す。カプセル１４が、座面５３に向かって移動させられる。

無効化手段は、次のように周囲空気の取入れを無効化し続ける。ノンリターン手段７５が室１４５内に設けられており、これにより、第２のカプセル１４１が膨張した後、レバー７０がその第２の位置に維持される。この第２の位置は、カプセル１４を保持するレバー７０の第１の端部が、図３．２に示されているレバー７０の休止位置と比較して、座面５３により近くなるような位置である。これにより空気回路の圧力損失の増加が確保され、その結果、必要量調節器が図２の公知の必要量調節器と同様に機能する。当然、カプセル１４の長さもまた減圧によって膨張する。航空機の高度に応じて、カプセル１４は最終的に座面５３に接触し、供給パイプ５２を通って流れる周囲空気を遮断する。レバー７０がこの位置の状態で、空気回路は閉鎖され、呼吸用ガスのみが調節器に供給される。

本発明の調節器の第１の実装形態に伴い前述したように、ノンリターン手段は尖頭でもよく、この尖頭は、その傾斜面が休止位置にあるレバー７０に対向し、供給パイプ５２をシールした後は、その平坦面が前記レバーの休止位置への復帰に対抗する。非対称な第４のシナリオがこのように達成される。

例示された実装形態では、レバー７０は、カプセル１４１すなわち機械的手段によって作動させられる。代替の実装形態では、カプセル１４１は、ピストン、たとえば環状ピストンで置き換えてられてもよく、この環状ピストンは、周囲圧力とピストン室内部に存在する圧力との差圧を受ける。追加の遠隔制御バルブ（たとえばソレノイドバルブ）は、ピストン室を、大気または加圧呼吸用ガスに接続する役割を果たす。遠隔制御バルブは、このようにして、空気回路の圧力損失を変化させる役割を果たす。ピストン室が大気に接続されたとき、バネがピストンをレバー７０に作用しない位置に保持し、したがって、レバー７０はその第１の位置に維持される。室が加圧呼吸用ガス源に接続されたとき、ピストンはレバー７０を押し、レバー７０がその第２の位置に向かって動く。電気制御バルブは、電気回路によって制御することができ、この電気回路は、圧力または高度センサを介してキャビン高度の示度を受け取る。ピストン室は、このようにして、キャビン高度がＺ_１より下のときに大気に接続され、Ｚ_１を超えると呼吸用ガス源に接続される。

第４の非対称シナリオは、上記のピストンによって、航空機の降下中にピストンの第２の位置を維持することにより達成することができ、電気制御バルブによって駆動されるピストンの使用は、第３の対称的供給シナリオを達成しようとする場合に特に良好に適合する。実際、ピストンは、第１の位置から第２の位置へのシール要素の正確で迅速な変化を可能にし、かつ、ノンリターン手段の無い状態で第１の位置への復帰を可能にする。

より一般的なアプローチでは、空気回路の圧力損失を変更するために、レバー７０の代わりに可動シール要素を使用することができる。そのようなシール要素は、呼吸装置の第１の実装形態のシール７４、または調節器の第２の実装形態のカプセル１４のいずれかを保持する。シール要素自体は、図３．１および３．２に示されているカプセル１４１に類似する高度測定カプセル（たとえば第４のシナリオ用）、または前述のピストン（たとえば第３および第４のシナリオ用）によって保持することができる。キャビン圧力および／またはキャビン高度に従って長さが変化することを特徴とする他の任意の適切な高度測定装置を同様に使用することができる。シール要素はさらに、前に定義した、空気回路の圧力損失が最小になる第１の位置と、前記圧力損失が増加する第２の位置と、の間で移動可能である。

本発明による呼吸装置の第３の実装形態では、図３．３に示すように、シール要素はピストン７０を備える。第３の実装形態は、第２の実装形態のバリエーションとして例示されており、拡張された周囲空気供給パイプ５２に接続される拡張された空気入口５によって空気回路の断面積が増加している。図２の公知の調節器と同様に、混合室１４５内で高度測定カプセル１４が使用されている。

ピストン７０は、大気圧とピストン室７３内に存在する圧力との差圧を受ける。追加の電気制御バルブ８０（具体的にはソレノイドバルブ）が、パイプ８１を介して室７３に接続されており、前記ピストン室を、パイプ８２を介して大気に、またはパイプ８３を介して加圧呼吸用ガスに接続する役割を果たす。電気制御バルブ８０は、したがって、空気回路の圧力損失を変化させる役割を果たす。ピストン室７３が大気に接続されると、図３．２に示されるように、バネ７６がピストンを周囲空気供給パイプ５２から離れた休止位置に保持する。周囲空気供給パイプの断面積は最大になり、その結果、圧力損失が最小になる。室が呼吸用ガスの加圧源に接続されると、ピストンが延出位置に向かって移動し、その結果、ピストンが供給パイプ５２を部分的に閉鎖する。空気回路の圧力損失は増加し、調節器は、公知の調節器と同様な作動を示す。電気制御バルブは、圧力または高度センサを介してキャビン高度の示度を受け取る電気回路（図示せず）によって制御されてもよい。ピストン室は、したがって、キャビン高度がＺ_１より下のときは大気に接続され、Ｚ_１を超えると呼吸用ガス源に接続される。

電気制御バルブ８０およびピストン室７３は、キャビン高度の関数として作動する高度測定装置を形成する。

本発明による第４の実装形態では、図３．３に示された第３の実装形態の教示が、図３．１で説明された２本の周囲空気供給パイプを有する呼吸装置に移し入れられている。第２の供給パイプが、前述のピストンのように第２の供給パイプを開放する休止位置と第２の供給パイプを遮蔽する第２の位置との間で移動可能なピストンによって、遮蔽可能となっている。

第３の実装形態および第４の実装形態は、対称的な第４のシナリオ（シール要素をその第１の位置に復帰させることによる）と、非対称的な第３のシナリオ（シール要素をその第２の位置に維持することによる）とに従うことが可能な呼吸装置を構成する。

第１および第２の供給シナリオを達成するために、マスクと、単一の空気入口を有する調節器と、を備える呼吸装置を使用してもよい。そのような装置は、高度測定カプセルがなく、周囲空気供給パイプを完全に遮蔽するように配置された可動ピストン７０を有する図３．３の例示に対応する。したがって、所定の高度Ｚ_１より下では周囲空気のみがマスク着用者によって吸い込まれる。所定の高度を超えると、周囲空気供給パイプが遮蔽されるので、追加ガスのみがマスク着用者に供給される。対称的な第１のシナリオは、Ｚ_１より低い高度でピストンをその第１の位置に戻すことによって達成されてもよい。

追加ガスの連続流量調節器として、調節手段が、追加ガスの供給を直接制御してもよい。第３および第４の実装形態に関して上記で説明されたもののようなピストンが、調節器の上流の追加ガス供給ラインに沿って設けられ、それにより、高度の関数として供給を開始しまたは遮断してもよい。周囲空気と追加ガスとは、周囲空気入口の下流で混合される。

規定によって要求される、キャビン高度の関数としての酸素最小含有量の変化の通常のカーブを表すグラフである。 公知の呼吸装置の図である。 本発明による呼吸装置の第１の実装形態の図である。 本発明による呼吸装置の第２の実装形態の図である。 本発明による呼吸装置の第３の実装形態の図である。 本発明による呼吸装置により達成可能な、キャビン高度の関数として追加ガスを供給する例示的シナリオを表すグラフである。 本発明による呼吸装置により達成可能な、キャビン高度の関数として追加ガスを供給する例示的シナリオを表すグラフである。 本発明による呼吸装置により達成可能な、キャビン高度の関数として追加ガスを供給する例示的シナリオを表すグラフである。 本発明による呼吸装置により達成可能な、キャビン高度の関数として追加ガスを供給する例示的シナリオを表すグラフである。

Claims (16)

1. 航空機のキャビン内の乗務員に呼吸用ガスを供給する呼吸装置であって、
   前記呼吸装置内に周囲空気を取り入れる空気入口（５）と、
   前記呼吸装置内に追加ガスを取り入れる追加ガス入口（２）と、
   前記周囲空気および／または追加ガスを含む呼吸用ガスを前記乗務員へ供給する出口ノズル（４）と、を備え、
   所定のキャビン高度（Ｚ_１）より下で、前記追加ガスの取入れを少なくとも部分的に無効化する、無効化手段（７０、１４１）をさらに備える、呼吸装置。
2. 前記無効化手段はさらに、
   前記所定のキャビン高度を超えると希釈空気の取入れを少なくとも部分的に無効化する、請求項１に記載の呼吸装置。
3. 前記周囲空気を前記追加ガスと混合する混合手段をさらに備え、
   前記無効化手段は、
   前記混合手段に周囲空気を供給する空気回路（５２、６２）を有し、前記空気回路の圧力損失がキャビン高度に依存する、請求項１または２に記載の呼吸装置。
4. 前記空気回路は、流路面積が前記キャビン高度に依存することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の呼吸装置。
5. 前記無効化手段が、さらに、
   前記空気回路の圧力損失が最小になる第１の位置と、前記空気回路の圧力損失が増加する第２の位置と、の間を移動可能なシール要素（７０）を有し、
   該シール要素は、
   前記キャビン高度が前記所定のキャビン高度より下のときは前記第１の位置にあり、
   前記キャビン高度が前記所定のキャビン高度を超えたときはその第２の位置にある、
   請求項３または４に記載の呼吸装置。
6. 前記シール要素の前記第１の位置が休止位置である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の呼吸装置。
7. 前記無効化手段が、さらに、
   前記キャビン高度が前記所定の高度より高くなったときに、前記シール要素を前記第２の位置に動かすように設けられた第１の高度測定装置（１４１、７３、８０）を有する、請求項５または６に記載の呼吸装置。
8. 前記第１の高度測定装置が高度測定カプセルである、請求項５〜７のいずれか１項に記載の呼吸装置。
9. 前記第１の高度測定装置がピストンを有している、請求項５〜７のいずれか１項に記載の呼吸装置。
10. 前記無効化手段が、
    前記シール要素をその第２の位置に維持するためにノンリターン手段（７５）をさらに有する、請求項５〜９のいずれか１項に記載の呼吸装置。
11. 前記第１の高度測定装置が、ピストン室（７３）および遠隔制御バルブ（８０）を有し、
    前記電気制御バルブが、前記ピストン室の圧力を第１の値と第２の値との間で変化させ、
    前記シール要素が、前記ピストン室内の前記圧力に応答して移動可能となっている、請求項５〜７のいずれか１項に記載の呼吸装置。
12. 前記希釈空気の回路が、前記希釈空気入口（５）および希釈空気供給パイプ（５２）を有し、
    さらに、
    前記シール要素がその第２の位置にあるときに、前記キャビン高度の関数として前記装置への希釈空気の流入を制御するように設けられた第２の高度測定手段（１４）を有する、請求項５〜１１のいずれか１項に記載の呼吸装置。
13. 前記第２の高度測定手段が前記シール要素によって保持されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の呼吸装置。
14. 前記希釈空気回路が、第２の希釈空気入口（６）および第２の希釈供給パイプ（６２）をさらに有し、
    前記シール要素は、その第２の位置で該第２の希釈空気供給パイプを閉鎖する、請求項５〜１１のいずれか１項に記載の呼吸装置。
15. 前記無効化手段が、
    前記追加ガスが前記装置に取り入れられる第１の位置と、前記追加ガス入口が遮蔽される第２の位置との間を移動可能なシール要素（７０）をさらに有し、
    該シール要素は、
    前記キャビン高度が前記所定のキャビン高度より下のときは、その第１の位置にあり、
    前記キャビン高度が前記所定のキャビン高度を超えたときは、その第２の位置にある、前記請求項１または２に記載の呼吸装置。
16. 前記無効化手段が、ピストン室（７３）および遠隔制御バルブ（８０）をさらに有し、
    前記遠隔制御バルブは、前記ピストン室の圧力を第１の値と第２の値との間で変化させ、
    前記シール要素が、前記ピストン室内の前記圧力に応答して移動可能となっている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の呼吸装置。

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