JPH1015067A - 分子ふるいオンボード酸素生成装置のための制御手段 - Google Patents
分子ふるいオンボード酸素生成装置のための制御手段Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分子ふるいオンボード酸素生成システムに対
する制御手段は、酸素生成システムの入口空気の、温度
および圧力の両方を測定する手法を提供する。 【解決手段】 電子制御ユニットが圧力測定信号に圧力
限度を適用し、これを温度測定信号と結合することによ
って入口空気の温度および圧力の両方の状態を反映する
複合アナログ信号を生成する。このアナログ信号が線形
的に周波数信号に変換され、こうして変換された周波数
信号がある定数によって割られ、この結果として吸着／
排気ベッドサイクルのバルブを制御するためのドライブ
信号が生成される。組成の管理が必要に応じて生成混合
物を排気することによって達成される。５PSIG（ポンド
／平方インチゲージ）までの低い入口圧力でも正常のシ
ステム動作が可能となる。また、要求される空調空気の
使用量が自動的に制限され、結果として、システム効率
が従来の技術によるシステムより向上される。
する制御手段は、酸素生成システムの入口空気の、温度
および圧力の両方を測定する手法を提供する。 【解決手段】 電子制御ユニットが圧力測定信号に圧力
限度を適用し、これを温度測定信号と結合することによ
って入口空気の温度および圧力の両方の状態を反映する
複合アナログ信号を生成する。このアナログ信号が線形
的に周波数信号に変換され、こうして変換された周波数
信号がある定数によって割られ、この結果として吸着／
排気ベッドサイクルのバルブを制御するためのドライブ
信号が生成される。組成の管理が必要に応じて生成混合
物を排気することによって達成される。５PSIG（ポンド
／平方インチゲージ）までの低い入口圧力でも正常のシ
ステム動作が可能となる。また、要求される空調空気の
使用量が自動的に制限され、結果として、システム効率
が従来の技術によるシステムより向上される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般的には、圧力
スイング分子ふるい吸着技術によってガス混合物を分離
するためのシステム内で使用されるための改良された制
御手段、より詳細には、前記の改良された制御手段の酸
素濃縮化および管理のための酸素生成システムへの適用
に関する。
スイング分子ふるい吸着技術によってガス混合物を分離
するためのシステム内で使用されるための改良された制
御手段、より詳細には、前記の改良された制御手段の酸
素濃縮化および管理のための酸素生成システムへの適用
に関する。
【０００２】酸素濃縮化および／あるいは酸素組成の管
理に対する必要性は、従来の技術において様々な分野に
おいて報告されており、一例として、変動する高度下で
の乗組員用の適切な呼吸混合物の提供や、治療中の個人
に対する特別な組成の呼吸混合物の提供などがある。こ
れら特別な要件を満たすために使用されるシステムは、
通常、特定のガス種、例えば、窒素を吸収し、保持する
ように設計された吸着材料を採用する装置を利用する。
このための最も一般的なシステムプロセスは、圧力スイ
ング吸着技術である。
理に対する必要性は、従来の技術において様々な分野に
おいて報告されており、一例として、変動する高度下で
の乗組員用の適切な呼吸混合物の提供や、治療中の個人
に対する特別な組成の呼吸混合物の提供などがある。こ
れら特別な要件を満たすために使用されるシステムは、
通常、特定のガス種、例えば、窒素を吸収し、保持する
ように設計された吸着材料を採用する装置を利用する。
このための最も一般的なシステムプロセスは、圧力スイ
ング吸着技術である。
【０００３】
【従来の技術】図１には、典型的な従来の技術による圧
力スイング吸着システムを使用する装置１１０が示され
る。入口空気源１１１が圧力調節器１１２に加えられ
る。圧力調節器出力１１３は、制限された圧力の変動を
持つが、図示されるように、第一の入力バルブ１１５お
よび第二の入力バルブ１２０に加えられる。第一の吸着
ベッド入力１１６には、第一の入力バルブ１１５を通じ
て空気が供給される。第一の入力バルブ１１５が開いて
いるときは、第一の排気バルブ１２５は閉じられる。第
一の入力バルブ１１５が開くと、空気が第一の吸着ベッ
ド１４０に送られ、ここで第一の吸着ベッド１４０内で
使用される吸着材料の特性のために望ましくないガス成
分の吸着が起こる。この処理の後に、第一の吸着ベッド
１４０の出力が、第一のチェックバルブ１５０に送られ
る。このバルブ１５０は、開いているときは、出口ガス
混合物１６０を第一の吸着ベッド１４０の出力に接続す
る。反対に、第一の入力バルブ１１５が閉じられると、
第一の排気バルブ１２５が開き、これは、第一の吸着ベ
ッド１４０の空気内容物をベント１３５に接続し、この
結果として、望ましくない捕集されたガス成分が第一の
吸着ベッド１４０からベント１３５に排気される。この
脱着プロセスはさらに固定クロスフローオリフィス１５
１を通じての制御されたパージフローによって促進され
る。このプロセスの際は、第一のチェックバルブ１５０
は閉じられる。第一の吸着ベッドの排気の後に、第一の
入力バルブ１１５、第一の排気バルブ１２５および第一
のチェックバルブ１５０の状態が逆転され、吸着プロセ
スが再び行なわれる。この吸着／排気のサイクルがシス
テム動作の際に継続的に反復される。
力スイング吸着システムを使用する装置１１０が示され
る。入口空気源１１１が圧力調節器１１２に加えられ
る。圧力調節器出力１１３は、制限された圧力の変動を
持つが、図示されるように、第一の入力バルブ１１５お
よび第二の入力バルブ１２０に加えられる。第一の吸着
ベッド入力１１６には、第一の入力バルブ１１５を通じ
て空気が供給される。第一の入力バルブ１１５が開いて
いるときは、第一の排気バルブ１２５は閉じられる。第
一の入力バルブ１１５が開くと、空気が第一の吸着ベッ
ド１４０に送られ、ここで第一の吸着ベッド１４０内で
使用される吸着材料の特性のために望ましくないガス成
分の吸着が起こる。この処理の後に、第一の吸着ベッド
１４０の出力が、第一のチェックバルブ１５０に送られ
る。このバルブ１５０は、開いているときは、出口ガス
混合物１６０を第一の吸着ベッド１４０の出力に接続す
る。反対に、第一の入力バルブ１１５が閉じられると、
第一の排気バルブ１２５が開き、これは、第一の吸着ベ
ッド１４０の空気内容物をベント１３５に接続し、この
結果として、望ましくない捕集されたガス成分が第一の
吸着ベッド１４０からベント１３５に排気される。この
脱着プロセスはさらに固定クロスフローオリフィス１５
１を通じての制御されたパージフローによって促進され
る。このプロセスの際は、第一のチェックバルブ１５０
は閉じられる。第一の吸着ベッドの排気の後に、第一の
入力バルブ１１５、第一の排気バルブ１２５および第一
のチェックバルブ１５０の状態が逆転され、吸着プロセ
スが再び行なわれる。この吸着／排気のサイクルがシス
テム動作の際に継続的に反復される。
【０００４】第二の入力バルブ１２０、第二の排気バル
ブ１３０、第二の吸着ベッド１４５および第二のチェッ
クバルブ１５５から構成されるシステムの第二の半分も
同様に動作するが、ただし、システムの第一の半分と同
時に動作する。第二の吸着ベッド入力１２１には、第二
の入力バルブ１２０を通じて空気が供給される。第一の
吸着ベッド１４０が濃縮されたガス混合物を出口ガス混
合物１６０に供給しているときは、第二の吸着ベッド１
４５はベント１３５に接続され；第一の吸着ベッド１４
０がベント１３５に接続されているときは、第二の吸着
ベッド１４５は、濃縮されたガス混合物を出口ガス混合
物１６０に提供する。第一のチェックバルブ１５０およ
び第二のチェックバルブ１５５によって、濃縮されたガ
ス混合物のみが出口ガス混合物１６０に送られ、排気プ
ロセスが出口ガス混合物１６０には影響を与えないこと
が確保される。
ブ１３０、第二の吸着ベッド１４５および第二のチェッ
クバルブ１５５から構成されるシステムの第二の半分も
同様に動作するが、ただし、システムの第一の半分と同
時に動作する。第二の吸着ベッド入力１２１には、第二
の入力バルブ１２０を通じて空気が供給される。第一の
吸着ベッド１４０が濃縮されたガス混合物を出口ガス混
合物１６０に供給しているときは、第二の吸着ベッド１
４５はベント１３５に接続され；第一の吸着ベッド１４
０がベント１３５に接続されているときは、第二の吸着
ベッド１４５は、濃縮されたガス混合物を出口ガス混合
物１６０に提供する。第一のチェックバルブ１５０およ
び第二のチェックバルブ１５５によって、濃縮されたガ
ス混合物のみが出口ガス混合物１６０に送られ、排気プ
ロセスが出口ガス混合物１６０には影響を与えないこと
が確保される。
【０００５】上に説明された典型的な従来の技術による
圧力スイング吸着システムが、様々な改良特許に対する
基礎として利用されている。合衆国特許第3,948,286号
および第4,877,429号は、このシステム内に適用される
ための改良されたバルブデバイスについて開示する。合
衆国特許第4,802,899号は、システムのサービス上およ
び保守上の長所を達成するための装置要素の物理的な配
置方法について開示する。合衆国特許第4,567,909号
は、吸着ベッドを横断してのガスフロー制御を最終生成
ガスの酸素濃度を制御するための手段として使用する方
法について開示する。ただし、従来の技術によるこれら
システムは、オンボード酸素濃縮システムを、航空機に
適用するときに遭遇される二つの生来的な問題を解決し
ていない。つまり、航空機では、限られた容量および限
られた圧力の空気源から動作されるという問題と、航空
機全体としてのシステム効率が、OBOGS動作の際に消費
される調節された空気の量に依存し、不適当な場合、パ
ワー効率が落ち、結果として、航空機全体としての性能
の低下を招くという問題が残される。
圧力スイング吸着システムが、様々な改良特許に対する
基礎として利用されている。合衆国特許第3,948,286号
および第4,877,429号は、このシステム内に適用される
ための改良されたバルブデバイスについて開示する。合
衆国特許第4,802,899号は、システムのサービス上およ
び保守上の長所を達成するための装置要素の物理的な配
置方法について開示する。合衆国特許第4,567,909号
は、吸着ベッドを横断してのガスフロー制御を最終生成
ガスの酸素濃度を制御するための手段として使用する方
法について開示する。ただし、従来の技術によるこれら
システムは、オンボード酸素濃縮システムを、航空機に
適用するときに遭遇される二つの生来的な問題を解決し
ていない。つまり、航空機では、限られた容量および限
られた圧力の空気源から動作されるという問題と、航空
機全体としてのシステム効率が、OBOGS動作の際に消費
される調節された空気の量に依存し、不適当な場合、パ
ワー効率が落ち、結果として、航空機全体としての性能
の低下を招くという問題が残される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において解
決されてない第一の問題、つまり、限られた容量および
限られた圧力の空気源からの動作の問題は、それ自身、
航空機用途においては、８から２５０ポンド／平方イン
チゲージ（PSIG）の入口空気圧力において適切に動作で
きる効率的なOBOGSが要望されることを意味する。とこ
ろが、従来の技術によるシステムは、入口空気圧力が約
２０PSIG以下に落ちると、性能が著しく劣化する。PSIG
は、当分野において周知のように、海水レベルで約１
４．７である大気圧を差し引いたポンド／平方インチで
ある。従来の技術において解決されてない第二の問題
は、航空機システム全体としての効率に対する強い必要
性であり、特に、航空機性能包絡線内のクリティカルポ
イントでの効率的なOBOGS動作に対する必要性である。
例えば、非効率なOBOGSは、利用可能なエンジンパワー
の損失を意味し、これは、これ自身、非効率な燃料の利
用、あるいは他の欠陥、例えば、冷却あるいは熱交換機
設計に対する悪影響を意味する。
決されてない第一の問題、つまり、限られた容量および
限られた圧力の空気源からの動作の問題は、それ自身、
航空機用途においては、８から２５０ポンド／平方イン
チゲージ（PSIG）の入口空気圧力において適切に動作で
きる効率的なOBOGSが要望されることを意味する。とこ
ろが、従来の技術によるシステムは、入口空気圧力が約
２０PSIG以下に落ちると、性能が著しく劣化する。PSIG
は、当分野において周知のように、海水レベルで約１
４．７である大気圧を差し引いたポンド／平方インチで
ある。従来の技術において解決されてない第二の問題
は、航空機システム全体としての効率に対する強い必要
性であり、特に、航空機性能包絡線内のクリティカルポ
イントでの効率的なOBOGS動作に対する必要性である。
例えば、非効率なOBOGSは、利用可能なエンジンパワー
の損失を意味し、これは、これ自身、非効率な燃料の利
用、あるいは他の欠陥、例えば、冷却あるいは熱交換機
設計に対する悪影響を意味する。
【０００７】従って、当分野においては、航空機用途に
利用可能な、限られた空気源および空気圧力にて動作で
きる効率的なOGOGSを提供する問題が残されている。従
って、分子ふるいオンボード酸素生成機に対する制御手
段を開示し、限られた入口空気源および圧力で効率的に
動作できるOGOGSを提供することは有益なことである。
利用可能な、限られた空気源および空気圧力にて動作で
きる効率的なOGOGSを提供する問題が残されている。従
って、分子ふるいオンボード酸素生成機に対する制御手
段を開示し、限られた入口空気源および圧力で効率的に
動作できるOGOGSを提供することは有益なことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの目的は、
分子ふるい酸素生成システムに対する制御手段を開示す
ることにある。本発明のもう一つの目的は、航空機環境
下において効率的なシステム動作を提供する分子ふるい
酸素生成システムに対する制御手段を開示することにあ
る。本発明のさらにもう一つの目的は、例えば、航空機
用途において一般的に見られるような、空気の入口源と
圧力が制約されている状況下での適切なシステム動作を
提供するために、分子ふるい酸素生成システムを制御す
るための制御手段を開示することである。
分子ふるい酸素生成システムに対する制御手段を開示す
ることにある。本発明のもう一つの目的は、航空機環境
下において効率的なシステム動作を提供する分子ふるい
酸素生成システムに対する制御手段を開示することにあ
る。本発明のさらにもう一つの目的は、例えば、航空機
用途において一般的に見られるような、空気の入口源と
圧力が制約されている状況下での適切なシステム動作を
提供するために、分子ふるい酸素生成システムを制御す
るための制御手段を開示することである。
【０００９】本発明においては、酸素生成システムの入
口空気の温度および圧力の両方が測定される。電子制御
ユニットによって圧力測定信号に圧力制限が適用され、
圧力測定信号が温度測定信号と結合され、入口空気の温
度および圧力の両方の状態を反映する複合アナログ信号
が生成される。このアナログ信号が線形的に周波数信号
に変換され、この変換された周波数信号がある定数によ
って割られ、吸着／排気ベッドサイクル用のバルブを制
御するためのドライブ信号が生成される。生成混合物を
必要に応じて排気することによって組成の管理が達成さ
れる。５PSIGに至るまでの低い入口空気圧力でも正常な
システム動作が確保され、要求される調節された空気の
量が、自動的に制限され、従来の技術によるシステムよ
りもシステム効率が向上される。
口空気の温度および圧力の両方が測定される。電子制御
ユニットによって圧力測定信号に圧力制限が適用され、
圧力測定信号が温度測定信号と結合され、入口空気の温
度および圧力の両方の状態を反映する複合アナログ信号
が生成される。このアナログ信号が線形的に周波数信号
に変換され、この変換された周波数信号がある定数によ
って割られ、吸着／排気ベッドサイクル用のバルブを制
御するためのドライブ信号が生成される。生成混合物を
必要に応じて排気することによって組成の管理が達成さ
れる。５PSIGに至るまでの低い入口空気圧力でも正常な
システム動作が確保され、要求される調節された空気の
量が、自動的に制限され、従来の技術によるシステムよ
りもシステム効率が向上される。
【００１０】従って、本発明においては、分子ふるいオ
ンボード酸素生成機に対する制御手段が提供されるが、
これによって、システム効率が向上され、空気入口源の
容量および圧力が制約された状況下でも、適切なシステ
ム動作が可能にされる。本発明の特徴であると信じられ
る新規の面が、特許請求の範囲において説明されてい
る。ただし、本発明自体、並びに、使用の好ましいモー
ド、および本発明の他の目的および長所は、一例として
の実施例の以下の詳細な説明を、付録の図面を参照しな
がら読むことによって一層理解できるものである。
ンボード酸素生成機に対する制御手段が提供されるが、
これによって、システム効率が向上され、空気入口源の
容量および圧力が制約された状況下でも、適切なシステ
ム動作が可能にされる。本発明の特徴であると信じられ
る新規の面が、特許請求の範囲において説明されてい
る。ただし、本発明自体、並びに、使用の好ましいモー
ド、および本発明の他の目的および長所は、一例として
の実施例の以下の詳細な説明を、付録の図面を参照しな
がら読むことによって一層理解できるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明は、オンボード酸素濃縮機
を航空機に適用するに当たって遭遇される従来の技術に
よる二つの問題を解決することに向けられる。つまり、
航空機用途においては、第一に、入口空気の供給能力
と、性能包絡線のあるポイントにおける空気源圧力の両
方に制約があり、第二に、航空機では、オンボード酸素
濃縮機の性能が他のサブシステムの性能に著しい悪影響
を与えることがある。例えば、エンジンがアイドル状態
にある場合、送り出される空気が少なくなるために、空
気の供給圧力が低減することがしばしば見られるが、こ
れは、現在のOBOGS、つまり、オンボード酸素生成シス
テムでは問題となる。第二の例として、現在の酸素生成
システムの持つパワーの非効率は、エネルギーの流出、
従って、高性能航空機に対する性能上のペナルティを意
味する。
を航空機に適用するに当たって遭遇される従来の技術に
よる二つの問題を解決することに向けられる。つまり、
航空機用途においては、第一に、入口空気の供給能力
と、性能包絡線のあるポイントにおける空気源圧力の両
方に制約があり、第二に、航空機では、オンボード酸素
濃縮機の性能が他のサブシステムの性能に著しい悪影響
を与えることがある。例えば、エンジンがアイドル状態
にある場合、送り出される空気が少なくなるために、空
気の供給圧力が低減することがしばしば見られるが、こ
れは、現在のOBOGS、つまり、オンボード酸素生成シス
テムでは問題となる。第二の例として、現在の酸素生成
システムの持つパワーの非効率は、エネルギーの流出、
従って、高性能航空機に対する性能上のペナルティを意
味する。
【００１２】本発明は、分子ふるいオンボード酸素生成
システムに対する制御手段について開示するが、これに
よって、システムの効率が向上され、入口空気の容量お
よび圧力に制約がある場合でも、分子ふるいオンボード
酸素生成システムが適切に動作することが可能にされ
る。従来の技術によるシステムは空気の入口圧力が約２
０ＰＳＩＧ以下になると性能が落ちるが、本発明による
と、OGOGSシステムを動作を、５PSIGまで維持すること
が可能である。本発明は、さらに、入口の空気圧力が１
８PSIG以上になると空気の使用が自動的に制限され、可
変の吸着ベッドサイクル速度が、空気の入口温度および
入口圧力の両方の関数として制御される。本発明はまた
生成酸素の濃度を所定の要求される範囲内に制御するた
めの適当な手段を提供するためにも向けられる。これ
は、乗組員の呼吸混合物に対して要求される。本発明
は、さらに、上記の全てを、航空機用途において遭遇さ
れる広い範囲の空気供給温度を通じて達成することに向
けられる。
システムに対する制御手段について開示するが、これに
よって、システムの効率が向上され、入口空気の容量お
よび圧力に制約がある場合でも、分子ふるいオンボード
酸素生成システムが適切に動作することが可能にされ
る。従来の技術によるシステムは空気の入口圧力が約２
０ＰＳＩＧ以下になると性能が落ちるが、本発明による
と、OGOGSシステムを動作を、５PSIGまで維持すること
が可能である。本発明は、さらに、入口の空気圧力が１
８PSIG以上になると空気の使用が自動的に制限され、可
変の吸着ベッドサイクル速度が、空気の入口温度および
入口圧力の両方の関数として制御される。本発明はまた
生成酸素の濃度を所定の要求される範囲内に制御するた
めの適当な手段を提供するためにも向けられる。これ
は、乗組員の呼吸混合物に対して要求される。本発明
は、さらに、上記の全てを、航空機用途において遭遇さ
れる広い範囲の空気供給温度を通じて達成することに向
けられる。
【００１３】図２に示されるように、オンボード酸素生
成装置２１０は、二つの主要なサブアセンブリ、つま
り、電子制御要素２４５および分子ふるい酸素濃縮機２
６５を含む。空気が、約５から２５０PSIGの範囲の公称
圧力にて、入口空気源２１５に供給される。入口空気源
配給手段２２０は、入口空気源２１５を入口空気源温度
センサ２２５、入口空気源圧力センサ２３０および圧力
低減手段２９６に送る。圧力低減手段２９６は、制限さ
れた圧力の空気入力を分子ふるい酸素濃縮機２６５に供
給する。分子ふるい酸素濃縮機２６５は、従来の２ベッ
ト濃縮機である。入口空気源温度センサ２２５は、入口
空気源２１５の温度をモニタし、温度センサ電気信号２
３５を電子制御要素２４５への入力として供給する。温
度センサ電気信号２３５は、比例するあるいは固定され
たセットのポイント基準を持つデジタル信号である。入
口空気源２１５は、入口空気源圧力センサ２３０にも供
給される。入口空気源圧力センサ２３０は、圧力センサ
電気信号２４０を生成するが、これも電子制御要素２４
５への入力信号である。圧力センサ電気信号２４０は、
制限されたレンジ、つまり、約５から２０PSIGの公称上
のレンジを通じて、ゲージ圧力に比例するが、ただし、
上限圧にも耐える能力を持つ。圧力低減手段２９６は、
分子ふるい酸素濃縮機２６５の最大ベッド圧力のレベル
を、最高のベッドサイクル速度においも空気使用量が許
容される最小に押さえられるように、最低限のレベルに
制御するようにセットされる。こうして、温度センサ電
気信号２３５および圧力センサ電気信号２４０が、電子
制御要素２４５への入力信号として使用されるが、電気
パワー入力もまた電子制御要素２４５への入力信号とし
て使用される。ここで、この電気パワー入力は、航空機
用途においては、典型的には、２８ボルト直流（ＶＤ
Ｃ）である。電子制御要素２４５の出力は、電子制御出
力信号２５５であり、これは、分子ふるい酸素濃縮機２
６５上のソレノイド作動真空バルブ２６０を制御する。
成装置２１０は、二つの主要なサブアセンブリ、つま
り、電子制御要素２４５および分子ふるい酸素濃縮機２
６５を含む。空気が、約５から２５０PSIGの範囲の公称
圧力にて、入口空気源２１５に供給される。入口空気源
配給手段２２０は、入口空気源２１５を入口空気源温度
センサ２２５、入口空気源圧力センサ２３０および圧力
低減手段２９６に送る。圧力低減手段２９６は、制限さ
れた圧力の空気入力を分子ふるい酸素濃縮機２６５に供
給する。分子ふるい酸素濃縮機２６５は、従来の２ベッ
ト濃縮機である。入口空気源温度センサ２２５は、入口
空気源２１５の温度をモニタし、温度センサ電気信号２
３５を電子制御要素２４５への入力として供給する。温
度センサ電気信号２３５は、比例するあるいは固定され
たセットのポイント基準を持つデジタル信号である。入
口空気源２１５は、入口空気源圧力センサ２３０にも供
給される。入口空気源圧力センサ２３０は、圧力センサ
電気信号２４０を生成するが、これも電子制御要素２４
５への入力信号である。圧力センサ電気信号２４０は、
制限されたレンジ、つまり、約５から２０PSIGの公称上
のレンジを通じて、ゲージ圧力に比例するが、ただし、
上限圧にも耐える能力を持つ。圧力低減手段２９６は、
分子ふるい酸素濃縮機２６５の最大ベッド圧力のレベル
を、最高のベッドサイクル速度においも空気使用量が許
容される最小に押さえられるように、最低限のレベルに
制御するようにセットされる。こうして、温度センサ電
気信号２３５および圧力センサ電気信号２４０が、電子
制御要素２４５への入力信号として使用されるが、電気
パワー入力もまた電子制御要素２４５への入力信号とし
て使用される。ここで、この電気パワー入力は、航空機
用途においては、典型的には、２８ボルト直流（ＶＤ
Ｃ）である。電子制御要素２４５の出力は、電子制御出
力信号２５５であり、これは、分子ふるい酸素濃縮機２
６５上のソレノイド作動真空バルブ２６０を制御する。
【００１４】分子ふるい酸素濃縮機２６５によって生成
されたガス出力は、酸素濃縮機出力配給手段２７０によ
って乗組員に送られる。乗組員配給ポイントは、乗組員
配給ポイント２９５によって示される。乗組員は、通常
は、予圧されたキャビン内におり、予圧されたエリアと
予圧されてないエリアとの間の区切りが、予圧境界線２
９３として示される。酸素濃縮機出力配給手段２７０
は、また、分子ふるい酸素濃縮機２６５によって生成さ
れたガス出力を酸素モニタ手段２８０にも送るが、これ
は、酸素モニタ出力信号２８５を生成する。酸素モニタ
手段２８０は、酸素濃縮機出力配給手段２７０の所に存
在する酸素濃度の程度を、第一の制限オリフィス２７５
の出力の所に存在する生成サンプルを測定することによ
って決定するために使用される。酸素モニタ手段２８０
とは分離して、あるいは、これと一体となって、ソレノ
イド作動排気バルブ２９０が、酸素濃縮機出力配給手段
２７０に真空的に接続され、また、酸素モニタ出力信号
２８５を介して、酸素モニタ手段２８０に電気的に接続
される。
されたガス出力は、酸素濃縮機出力配給手段２７０によ
って乗組員に送られる。乗組員配給ポイントは、乗組員
配給ポイント２９５によって示される。乗組員は、通常
は、予圧されたキャビン内におり、予圧されたエリアと
予圧されてないエリアとの間の区切りが、予圧境界線２
９３として示される。酸素濃縮機出力配給手段２７０
は、また、分子ふるい酸素濃縮機２６５によって生成さ
れたガス出力を酸素モニタ手段２８０にも送るが、これ
は、酸素モニタ出力信号２８５を生成する。酸素モニタ
手段２８０は、酸素濃縮機出力配給手段２７０の所に存
在する酸素濃度の程度を、第一の制限オリフィス２７５
の出力の所に存在する生成サンプルを測定することによ
って決定するために使用される。酸素モニタ手段２８０
とは分離して、あるいは、これと一体となって、ソレノ
イド作動排気バルブ２９０が、酸素濃縮機出力配給手段
２７０に真空的に接続され、また、酸素モニタ出力信号
２８５を介して、酸素モニタ手段２８０に電気的に接続
される。
【００１５】分子ふるい酸素濃縮機２６５は、従来の圧
力スウング方式にて動作する。分子ふるい酸素濃縮機２
６５は、二つあるいはそれ以上のベッドを含むが、ただ
しここには示されていない。空気は、圧力を使用して交
互に各ベッドに供給されるが、他方の（脱着）ベッドは
ソレノイド作動真空バルブ２６０の位置決めによって、
第一の大気ベント２２０に接続される。ソレノイド作動
真空バルブ２６０の内部位置によって、分子ふるい酸素
濃縮機２６５のどちらのベッドが第一の大気ベント２２
０に接続されるかが決定され、一方、ソレノイド作動真
空バルブ２６０の内部位置は、電子制御要素出力信号２
５５を介して電子制御要素２４５によって制御される。
脱着ベッドには、脱着を助ける目的で、酸素に富む生成
ガス（図示なし）のパージフローも提供される。電子制
御要素２４５は、分子ふるい酸素濃縮機２６５のベッド
サイクル速度を、入口空気源２１５の、圧力および温度
の両方に応答して制御する。好ましくは、ベッドサイク
ル速度は、圧力に比例して制御され、極端な温度におい
てはスイッチ機能が無効にされる。別の方法としては、
比例させるのではなく有限個のポイントに固定されたサ
イクル速度を使用して、精度を多少犠牲にして、より単
純化することもできる。
力スウング方式にて動作する。分子ふるい酸素濃縮機２
６５は、二つあるいはそれ以上のベッドを含むが、ただ
しここには示されていない。空気は、圧力を使用して交
互に各ベッドに供給されるが、他方の（脱着）ベッドは
ソレノイド作動真空バルブ２６０の位置決めによって、
第一の大気ベント２２０に接続される。ソレノイド作動
真空バルブ２６０の内部位置によって、分子ふるい酸素
濃縮機２６５のどちらのベッドが第一の大気ベント２２
０に接続されるかが決定され、一方、ソレノイド作動真
空バルブ２６０の内部位置は、電子制御要素出力信号２
５５を介して電子制御要素２４５によって制御される。
脱着ベッドには、脱着を助ける目的で、酸素に富む生成
ガス（図示なし）のパージフローも提供される。電子制
御要素２４５は、分子ふるい酸素濃縮機２６５のベッド
サイクル速度を、入口空気源２１５の、圧力および温度
の両方に応答して制御する。好ましくは、ベッドサイク
ル速度は、圧力に比例して制御され、極端な温度におい
てはスイッチ機能が無効にされる。別の方法としては、
比例させるのではなく有限個のポイントに固定されたサ
イクル速度を使用して、精度を多少犠牲にして、より単
純化することもできる。
【００１６】酸素濃縮機出力配給手段２７０によって乗
組員配給ポイント２９５に供給される生成ガスは、絶え
ず、酸素モニタ手段２８０によってモニタされる。酸素
モニタ手段２８０は、同時に、キャビン圧力もモニタ
し、酸素モニタ出力信号２８５を生成する。この信号に
よって、ソレノイド作動排気バルブ２９０が、必要に応
じて、第二の大気ベント２９２と接続するようにスイッ
チされる。第二の制限オリフィス２９１は、ある固定さ
れた値にセットされ、酸素濃縮機出力配給手段２７０内
の圧力が、この固定された最大圧力に達すると、酸素濃
縮機出力配給手段２７０内に存在する酸素濃度が低減さ
れ、乗組員の呼吸需要が非常に低い場合でも、酸素濃度
が（図３との関連で後に説明される）所定の濃度曲線の
上限まで低減される。そして、許容される下限より十分
に高い第二のスイッチポイントにおいて、ソレノイド作
動排気バルブ２９０が閉じられ、乗組員配給ポイント２
９５に生理的に安全な濃度の生成物が送られることが確
保される。図３は、OBOGS航空機システムの変動する酸
素圧力要件を解説する目的で、酸素の許容される最大お
よび最小濃度を、航空機キャビンの高度の関数として示
す。
組員配給ポイント２９５に供給される生成ガスは、絶え
ず、酸素モニタ手段２８０によってモニタされる。酸素
モニタ手段２８０は、同時に、キャビン圧力もモニタ
し、酸素モニタ出力信号２８５を生成する。この信号に
よって、ソレノイド作動排気バルブ２９０が、必要に応
じて、第二の大気ベント２９２と接続するようにスイッ
チされる。第二の制限オリフィス２９１は、ある固定さ
れた値にセットされ、酸素濃縮機出力配給手段２７０内
の圧力が、この固定された最大圧力に達すると、酸素濃
縮機出力配給手段２７０内に存在する酸素濃度が低減さ
れ、乗組員の呼吸需要が非常に低い場合でも、酸素濃度
が（図３との関連で後に説明される）所定の濃度曲線の
上限まで低減される。そして、許容される下限より十分
に高い第二のスイッチポイントにおいて、ソレノイド作
動排気バルブ２９０が閉じられ、乗組員配給ポイント２
９５に生理的に安全な濃度の生成物が送られることが確
保される。図３は、OBOGS航空機システムの変動する酸
素圧力要件を解説する目的で、酸素の許容される最大お
よび最小濃度を、航空機キャビンの高度の関数として示
す。
【００１７】電子制御要素２４５が、図４および図５に
より詳細に示される。図４に示される空気圧入力４１５
は、図２の入口空気源２１５である。空気圧トランジュ
ーサ４２０は、図２の入口空気源圧力センサ２３０の一
つの実現である。温度サーミスタ４７０は、図２の入口
供給温度センサ２２５の一つの実現である。基準電圧４
２５は回路動作のための固定基準値として利用される安
定な直流（ＤＣ）電圧である。空気圧入力４１５の圧力
が、空気圧トランジューサ４２０によって、電気信号と
しての圧力トランジューサ出力信号４２１に翻訳され
る。圧力トランジューサ出力信号４２１は、第一の信号
増幅器４３０の入力に送られる。第一の信号増幅器４３
０の出力は、第一の非線形増幅器４６０および第二の非
線形増幅器４６５に後に説明される方法で結合される。
最大圧力基準電圧４４０が基準電圧４２５から生成さ
れ、第一の非線形増幅器４６０に対する最大圧力限界基
準電圧として利用される。最小圧力基準電圧４５０が基
準電圧４２５から生成され、第二の非線形増幅器４６５
に対する最小圧力限界基準電圧として利用される。第一
の非線形増幅器４６０および第二の非線形増幅器４６５
は、圧力アナログ出力４８５の電圧変動をOBOGSシステ
ム出力に要求される最低と最高圧力を表すレンジに制限
する機能を持つ。この両限界の間の圧力レンジ内では、
圧力アナログ出力４８５の値は、第一の信号増幅器４３
０の出力によって決定される。圧力アナログ出力４８５
は、従って、空気圧入力４１５の所の最大圧力および最
小圧力に比例する、ある最大値および最小値内に制限さ
れたレンジの電圧を持ち、このレンジ内で絶えず変動す
る。空気温度入力４７２は、図２の入口空気源２１５の
温度である。トランジューサ要素である温度サーミスタ
４７０は、この温度を表す電気信号を生成する。温度サ
ーミスタ４７０の出力は、第二の信号増幅器４７５に送
られる。第二の信号増幅器４７５は、温度アナログ出力
４８０の所の温度に線形的に比例する信号を生成する。
より詳細に示される。図４に示される空気圧入力４１５
は、図２の入口空気源２１５である。空気圧トランジュ
ーサ４２０は、図２の入口空気源圧力センサ２３０の一
つの実現である。温度サーミスタ４７０は、図２の入口
供給温度センサ２２５の一つの実現である。基準電圧４
２５は回路動作のための固定基準値として利用される安
定な直流（ＤＣ）電圧である。空気圧入力４１５の圧力
が、空気圧トランジューサ４２０によって、電気信号と
しての圧力トランジューサ出力信号４２１に翻訳され
る。圧力トランジューサ出力信号４２１は、第一の信号
増幅器４３０の入力に送られる。第一の信号増幅器４３
０の出力は、第一の非線形増幅器４６０および第二の非
線形増幅器４６５に後に説明される方法で結合される。
最大圧力基準電圧４４０が基準電圧４２５から生成さ
れ、第一の非線形増幅器４６０に対する最大圧力限界基
準電圧として利用される。最小圧力基準電圧４５０が基
準電圧４２５から生成され、第二の非線形増幅器４６５
に対する最小圧力限界基準電圧として利用される。第一
の非線形増幅器４６０および第二の非線形増幅器４６５
は、圧力アナログ出力４８５の電圧変動をOBOGSシステ
ム出力に要求される最低と最高圧力を表すレンジに制限
する機能を持つ。この両限界の間の圧力レンジ内では、
圧力アナログ出力４８５の値は、第一の信号増幅器４３
０の出力によって決定される。圧力アナログ出力４８５
は、従って、空気圧入力４１５の所の最大圧力および最
小圧力に比例する、ある最大値および最小値内に制限さ
れたレンジの電圧を持ち、このレンジ内で絶えず変動す
る。空気温度入力４７２は、図２の入口空気源２１５の
温度である。トランジューサ要素である温度サーミスタ
４７０は、この温度を表す電気信号を生成する。温度サ
ーミスタ４７０の出力は、第二の信号増幅器４７５に送
られる。第二の信号増幅器４７５は、温度アナログ出力
４８０の所の温度に線形的に比例する信号を生成する。
【００１８】図５に示されるように、温度アナログ出力
４８０および圧力アナログ出力４８５は、図５の回路５
１０をドライブする。温度アナログ入力４８０および圧
力アナログ入力４８５が互いに総和されてアナログ総和
信号５２５が形成される。アナログ総和信号５２５は、
電圧／周波数変換機５３０に送られる。電圧／周波数変
換機５３０の出力信号は、アナログ総和信号５２５の値
に線形的に比例する周波数である。電圧／周波数変換機
５３０の出力信号は、分周器５３５の入力に加えられ
る。分周器５３５は、電圧／周波数変換機５３０の周波
数出力を、固定された量で割る機能を持つ。分周器５３
５のこの固定された割算の比は、分周器５３５の出力の
所に、要求されるシステム遷移応答を許すオンおよびオ
フ時間間隔が得られるような値に選択される。分周器５
３５の出力は、スイッチ５４０に加えられる。スイッチ
式負荷５４５の出力によって図２のソレノイド作動真空
バルブ２６０の動作が制御される。
４８０および圧力アナログ出力４８５は、図５の回路５
１０をドライブする。温度アナログ入力４８０および圧
力アナログ入力４８５が互いに総和されてアナログ総和
信号５２５が形成される。アナログ総和信号５２５は、
電圧／周波数変換機５３０に送られる。電圧／周波数変
換機５３０の出力信号は、アナログ総和信号５２５の値
に線形的に比例する周波数である。電圧／周波数変換機
５３０の出力信号は、分周器５３５の入力に加えられ
る。分周器５３５は、電圧／周波数変換機５３０の周波
数出力を、固定された量で割る機能を持つ。分周器５３
５のこの固定された割算の比は、分周器５３５の出力の
所に、要求されるシステム遷移応答を許すオンおよびオ
フ時間間隔が得られるような値に選択される。分周器５
３５の出力は、スイッチ５４０に加えられる。スイッチ
式負荷５４５の出力によって図２のソレノイド作動真空
バルブ２６０の動作が制御される。
【００１９】図２のソレノイド作動排気バルブ２９０が
図６により詳細に示される。ソレノイド作動排気バルブ
２９０は、バルブアセンブリ６３５および制限オリフィ
ス６２５から構成される。生成物配給入力６２０は、図
２の酸素濃縮機出力配給手段２７０からの接続を表す。
制限オリフィス６２５は、図２の第二の制限オリフィス
２９１と類似する。大気ベント６３０は、図２の第二の
大気ベント２９２と類似する。電気ソレノイド６４０
は、図２の酸素モニタ出力信号２８５からの電気制御を
表す。
図６により詳細に示される。ソレノイド作動排気バルブ
２９０は、バルブアセンブリ６３５および制限オリフィ
ス６２５から構成される。生成物配給入力６２０は、図
２の酸素濃縮機出力配給手段２７０からの接続を表す。
制限オリフィス６２５は、図２の第二の制限オリフィス
２９１と類似する。大気ベント６３０は、図２の第二の
大気ベント２９２と類似する。電気ソレノイド６４０
は、図２の酸素モニタ出力信号２８５からの電気制御を
表す。
【００２０】ソレノイド作動排気バルブ２９０によるガ
ス排気の制御は、本質的に、オンオフ動作であり、電気
ソレノイド６４０の所の信号によって制御される。この
信号は、酸素の分圧に比例する。酸素の分圧が約２４０
mm Hg（水銀）よりも大きな場合は、バルブアセンブリ
６３５が開き、制限オリフィス６２５を通じて生成物配
給入力６２０からの全圧が大気ベント６３０に送られ
る。これによって生成物フローが高速にて排出され、濃
縮機のベッド内に十分な窒素が導入され、結果として酸
素の濃度が低減される。約２２０mm Hgの下側スイッチ
ポイントに達すると、制御信号が電気ソレノイド６４０
に送られ、ソレノイド作動排気バルブ２９０が閉じ、結
果として酸素濃度が増加する。
ス排気の制御は、本質的に、オンオフ動作であり、電気
ソレノイド６４０の所の信号によって制御される。この
信号は、酸素の分圧に比例する。酸素の分圧が約２４０
mm Hg（水銀）よりも大きな場合は、バルブアセンブリ
６３５が開き、制限オリフィス６２５を通じて生成物配
給入力６２０からの全圧が大気ベント６３０に送られ
る。これによって生成物フローが高速にて排出され、濃
縮機のベッド内に十分な窒素が導入され、結果として酸
素の濃度が低減される。約２２０mm Hgの下側スイッチ
ポイントに達すると、制御信号が電気ソレノイド６４０
に送られ、ソレノイド作動排気バルブ２９０が閉じ、結
果として酸素濃度が増加する。
【００２１】ソレノイド作動真空バルブ２６０を実現す
る装置の一例の詳細が図７の線形バルブ機構の解説とし
て示される。バルブシステム７１０は、ソレノイド７１
２および線形バルブアセンブリ７２２から構成される。
ソレノイド７１２は制御要素であり、線形バルブアセン
ブリ７２２の制御を提供する。ソレノイド７１２として
は、この好ましい実施例においては、線形バルブ制御の
方法を解説する目的として、当分野において周知のタイ
プの“４−方向ソレノイド”が利用されるが；ただし、
ソレノイドその他の他の制御手段も、本発明の精神およ
び範囲から逸脱することなく使用できるものである。線
形バルブアセンブリ７２２は以下の要素：つまり、シス
テム空気入口７４２、リーフスプリング７２６、ポペッ
ト７２８、第一のピストン７３０、第二のピストン７３
４、第二のベッド接続７３６、ベッド排気接続７３８、
第一のベッド接続７４０、空気入口サンプルポート７４
２、第二のピストン接続７４８および第一のピストン接
続７５０を含む。ソレノイド７１２は以下の要素：つま
り、第一のバルブベント７１４、第二のバルブベント７
１６、バルブ接続７１８、バルブ接続７２０および共通
接続７４４を含む。電気信号７１３は、ソレノイド７１
２を通常の方法にて制御するために使用される。システ
ム空気入口７２４はシステム空気源に接続される。シス
テム空気は、システム空気入口７２４によって線形バル
ブアセンブリ７２２の内部チャンバーに供給される。リ
ーフスプリング７２６は、ポペット７２８をポペット接
触面７３２に対して保持するために使用される。ポペッ
ト７２８は、ポペット交替位置７５２の点線によって示
されるように、ポペット接触面７３２に沿って自由にス
ライドする。第二のピストン７３４および第一のピスト
ン７３０は、線形バルブアセンブリ７２２の内側にある
中の詰まった部材７３３によってポペット７２８の両端
に接続される。
る装置の一例の詳細が図７の線形バルブ機構の解説とし
て示される。バルブシステム７１０は、ソレノイド７１
２および線形バルブアセンブリ７２２から構成される。
ソレノイド７１２は制御要素であり、線形バルブアセン
ブリ７２２の制御を提供する。ソレノイド７１２として
は、この好ましい実施例においては、線形バルブ制御の
方法を解説する目的として、当分野において周知のタイ
プの“４−方向ソレノイド”が利用されるが；ただし、
ソレノイドその他の他の制御手段も、本発明の精神およ
び範囲から逸脱することなく使用できるものである。線
形バルブアセンブリ７２２は以下の要素：つまり、シス
テム空気入口７４２、リーフスプリング７２６、ポペッ
ト７２８、第一のピストン７３０、第二のピストン７３
４、第二のベッド接続７３６、ベッド排気接続７３８、
第一のベッド接続７４０、空気入口サンプルポート７４
２、第二のピストン接続７４８および第一のピストン接
続７５０を含む。ソレノイド７１２は以下の要素：つま
り、第一のバルブベント７１４、第二のバルブベント７
１６、バルブ接続７１８、バルブ接続７２０および共通
接続７４４を含む。電気信号７１３は、ソレノイド７１
２を通常の方法にて制御するために使用される。システ
ム空気入口７２４はシステム空気源に接続される。シス
テム空気は、システム空気入口７２４によって線形バル
ブアセンブリ７２２の内部チャンバーに供給される。リ
ーフスプリング７２６は、ポペット７２８をポペット接
触面７３２に対して保持するために使用される。ポペッ
ト７２８は、ポペット交替位置７５２の点線によって示
されるように、ポペット接触面７３２に沿って自由にス
ライドする。第二のピストン７３４および第一のピスト
ン７３０は、線形バルブアセンブリ７２２の内側にある
中の詰まった部材７３３によってポペット７２８の両端
に接続される。
【００２２】第二のピストン接続７４８は、ソレノイド
７１２の（バルブ）接続７１８に接続される。入口空気
サンプルポート７４２は、ソレノイド７１２の共通接続
７４４に接続される。第一のピストン接続７５０はソレ
ノイド７１２のバルブ接続７２０に接続され、そして、
第二のバルブベント７１６および第一のバルブベント７
１４は、システム排気（図示なし）に接続される。示さ
れる位置においては、第二のピストン７３４が入口空気
サンプルポート７４２からの予圧された空気を共通接続
７４４、バルブ接続７１８、および第二のピストン接続
７４８を介して受ける。図示されるように、第一のピス
トン７３０はバルブベント７１４に向けてバルブ接続７
２０および第一のピストン接続７５０を介して排気され
る。この結果として、ポペット７２８は、黒いポペット
の影によって示されるように、第一のピストン７３０の
端に向って移動する。電気信号７１３によってソレノイ
ド７１２が反対の状態に置かれると、バルブ接続７１８
が第二のバルブベント７１６に接続され、共通接続７４
４がバルブ接続７２０に接続され、そして、第一のバル
ブベント７１４がバルブ接続７２０から切断される。こ
の結果として、第二のピストン７３４が、第二のバルブ
ベント７１６に向けてバルブ接続７１８および第二のピ
ストン接続７４８を介して排気することが可能となり、
第一のピストン７３０がシステム空気入口からの予圧さ
れたシステム空気を入口空気サンプルポート７４２およ
び共通接続７４４を介して受けることとなる。第一のバ
ルブベント７１４は、内部的にソレノイド７１２から切
断された状態となる。
７１２の（バルブ）接続７１８に接続される。入口空気
サンプルポート７４２は、ソレノイド７１２の共通接続
７４４に接続される。第一のピストン接続７５０はソレ
ノイド７１２のバルブ接続７２０に接続され、そして、
第二のバルブベント７１６および第一のバルブベント７
１４は、システム排気（図示なし）に接続される。示さ
れる位置においては、第二のピストン７３４が入口空気
サンプルポート７４２からの予圧された空気を共通接続
７４４、バルブ接続７１８、および第二のピストン接続
７４８を介して受ける。図示されるように、第一のピス
トン７３０はバルブベント７１４に向けてバルブ接続７
２０および第一のピストン接続７５０を介して排気され
る。この結果として、ポペット７２８は、黒いポペット
の影によって示されるように、第一のピストン７３０の
端に向って移動する。電気信号７１３によってソレノイ
ド７１２が反対の状態に置かれると、バルブ接続７１８
が第二のバルブベント７１６に接続され、共通接続７４
４がバルブ接続７２０に接続され、そして、第一のバル
ブベント７１４がバルブ接続７２０から切断される。こ
の結果として、第二のピストン７３４が、第二のバルブ
ベント７１６に向けてバルブ接続７１８および第二のピ
ストン接続７４８を介して排気することが可能となり、
第一のピストン７３０がシステム空気入口からの予圧さ
れたシステム空気を入口空気サンプルポート７４２およ
び共通接続７４４を介して受けることとなる。第一のバ
ルブベント７１４は、内部的にソレノイド７１２から切
断された状態となる。
【００２３】第一のピストン７３０の間の圧力差が電気
信号７１３を第一の状態から第二の状態にあるいはこの
逆に変化させることによって変動されると、ポペット７
２８がその現在の位置からポペット接触面７３２に沿っ
てポペット交替位置７５２にスライドする。こうして、
第一のピストン７３０の間の圧力差のために、ポペット
７２８が第一のピストン接続７５０から第二のピストン
接続７４８に移動する。説明されるようにポペット７２
８がポペット接触面７３２に沿ってスライドすると、ベ
ッド排気接続７３８が、第一のベッド接続７４０あるい
は第二のベッド接続７３６のいずれかに接続され、ポペ
ット７２８とポペット接触面７３２との間に存在する捕
捉されたガスが排気される。
信号７１３を第一の状態から第二の状態にあるいはこの
逆に変化させることによって変動されると、ポペット７
２８がその現在の位置からポペット接触面７３２に沿っ
てポペット交替位置７５２にスライドする。こうして、
第一のピストン７３０の間の圧力差のために、ポペット
７２８が第一のピストン接続７５０から第二のピストン
接続７４８に移動する。説明されるようにポペット７２
８がポペット接触面７３２に沿ってスライドすると、ベ
ッド排気接続７３８が、第一のベッド接続７４０あるい
は第二のベッド接続７３６のいずれかに接続され、ポペ
ット７２８とポペット接触面７３２との間に存在する捕
捉されたガスが排気される。
【００２４】ベッド排気接続７３８は、システム排気に
接続する。第一のベッド接続７４０は、空気純粋化シス
テムのベッド（図示なし）に接続され、第二のベッド接
続７３６は、もう一つの空気純粋化システムのベッド
（図示なし）に接続される。ポペット７２８の第一の位
置が、図７の黒い影によって示され、ポペット７２８の
第二の反対側の位置が、ポペット交替位置７５２の点線
によって示される。電気信号７１３が変動すると、ソレ
ノイド１２によって、この線形バルブの内部ピストン７
３０および７３４がいずれかの固定された端の位置にセ
ットされる。こうして、線形バルブシステム７１０のバ
ブルサイクル速度は、単に、変動する電気信号７１３の
関数として制御される。
接続する。第一のベッド接続７４０は、空気純粋化シス
テムのベッド（図示なし）に接続され、第二のベッド接
続７３６は、もう一つの空気純粋化システムのベッド
（図示なし）に接続される。ポペット７２８の第一の位
置が、図７の黒い影によって示され、ポペット７２８の
第二の反対側の位置が、ポペット交替位置７５２の点線
によって示される。電気信号７１３が変動すると、ソレ
ノイド１２によって、この線形バルブの内部ピストン７
３０および７３４がいずれかの固定された端の位置にセ
ットされる。こうして、線形バルブシステム７１０のバ
ブルサイクル速度は、単に、変動する電気信号７１３の
関数として制御される。
【００２５】ポペット７２８が図７に示される位置にあ
る状態においては、第一のベッド接続７４０とベッド排
気接続７３８との間の接続が達成される。第二のピスト
ン７３４の両側はシステム空気入口７２４に接続され、
第二のピストン７３４の間には圧力差は存在しない。た
だし、第一のピストン７３０の片側は、内部的にシステ
ム空気入口７２４に接続され、第一のピストン７３０の
反対側は、第一のピストン接続７５０に接続される。一
方、第一のピストン接続７５０は第一のバルブベント７
１４に接続され、この結果として、第一のピストン７３
０の間の圧力差が、システム空気入口７２４と第一のバ
ルブベント７１４との間の圧力差と等しくなる。
る状態においては、第一のベッド接続７４０とベッド排
気接続７３８との間の接続が達成される。第二のピスト
ン７３４の両側はシステム空気入口７２４に接続され、
第二のピストン７３４の間には圧力差は存在しない。た
だし、第一のピストン７３０の片側は、内部的にシステ
ム空気入口７２４に接続され、第一のピストン７３０の
反対側は、第一のピストン接続７５０に接続される。一
方、第一のピストン接続７５０は第一のバルブベント７
１４に接続され、この結果として、第一のピストン７３
０の間の圧力差が、システム空気入口７２４と第一のバ
ルブベント７１４との間の圧力差と等しくなる。
【００２６】反対に、ソレノイド７１２の内部接続が、
上の説明とは逆にされると、第二のピストン７３４の間
に圧力差が存在し、第一のピストン７３０の間には圧力
差は存在しなくなり、結果として、ポペット７２８が、
ポペット接触面７３２に沿って、第二のピストン７３
４、およびポペット交替位置７５２に向ってスライドす
ることとなる。ポペット７２８がポペット交替位置７５
２に向って移動すると、第二のベッド接続７３６とベッ
ド排気接続７３８との間の接続が達成される。ただし、
第二のベッド接続７３６と第一のベッド接続７４０との
間の接続は、決して存在することはない。これは、ポペ
ット７２８が、自己潤滑材料、例えば、プラスチックか
ら製造され、かつ、高度の平坦さ、および、仕上がりが
達成されるように加工し、重ね溶接されており、ポペッ
ト接触面７３２もまた、高度の平坦さおよび仕上げに加
工されているためである。加えて、リーフスプリング７
２６によって、ポペット７２８とポペット接触面７３２
との間のコンタクトが強化されている。
上の説明とは逆にされると、第二のピストン７３４の間
に圧力差が存在し、第一のピストン７３０の間には圧力
差は存在しなくなり、結果として、ポペット７２８が、
ポペット接触面７３２に沿って、第二のピストン７３
４、およびポペット交替位置７５２に向ってスライドす
ることとなる。ポペット７２８がポペット交替位置７５
２に向って移動すると、第二のベッド接続７３６とベッ
ド排気接続７３８との間の接続が達成される。ただし、
第二のベッド接続７３６と第一のベッド接続７４０との
間の接続は、決して存在することはない。これは、ポペ
ット７２８が、自己潤滑材料、例えば、プラスチックか
ら製造され、かつ、高度の平坦さ、および、仕上がりが
達成されるように加工し、重ね溶接されており、ポペッ
ト接触面７３２もまた、高度の平坦さおよび仕上げに加
工されているためである。加えて、リーフスプリング７
２６によって、ポペット７２８とポペット接触面７３２
との間のコンタクトが強化されている。
【００２７】図７に開示されるバルブシステムは、従来
の技術によるバルブと比較して多くの重要な長所を提供
する。第一に、従来の技術によるバブルアプリケーショ
ン、例えば、空気純粋化システムは、典型的には、ギヤ
ーモータを持つロータリバルブを使用する。このような
バルブは、ギヤーモータ手段、および典型的な従来の技
術による空気純粋化システムが、多数のロータリバルブ
を必要とするためである。これとは対照的に、図７のバ
ルブシステムは、動作のためにギヤーモータを使用せ
ず、従って、より経済的である。第二に、バルブサイク
ル速度が簡単に制御できることである。これは、ギヤー
モータを利用し、従って、ギヤーモータのＲＰＭ特性に
よって決定されるバルブサイクル速度を持つ従来の技術
によるバルブとは対照的である。本発明は、動作のため
にギヤーモータを使用しないバルブについて開示する。
従って、本発明によるバルブは、ギヤーモータのＰＲＭ
特性によっては制約されない制御可能な可変のサイクル
速度を持つ。加えて、この線形バルブは、ギヤーモータ
を使用しないために、製造および保守がはるかに安価に
つく。
の技術によるバルブと比較して多くの重要な長所を提供
する。第一に、従来の技術によるバブルアプリケーショ
ン、例えば、空気純粋化システムは、典型的には、ギヤ
ーモータを持つロータリバルブを使用する。このような
バルブは、ギヤーモータ手段、および典型的な従来の技
術による空気純粋化システムが、多数のロータリバルブ
を必要とするためである。これとは対照的に、図７のバ
ルブシステムは、動作のためにギヤーモータを使用せ
ず、従って、より経済的である。第二に、バルブサイク
ル速度が簡単に制御できることである。これは、ギヤー
モータを利用し、従って、ギヤーモータのＲＰＭ特性に
よって決定されるバルブサイクル速度を持つ従来の技術
によるバルブとは対照的である。本発明は、動作のため
にギヤーモータを使用しないバルブについて開示する。
従って、本発明によるバルブは、ギヤーモータのＰＲＭ
特性によっては制約されない制御可能な可変のサイクル
速度を持つ。加えて、この線形バルブは、ギヤーモータ
を使用しないために、製造および保守がはるかに安価に
つく。
【００２８】図８には、本発明の上の説明に従って製造
された開発中のOBOGSシステムについてのテスト結果が
示される。このデータから、酸素分圧が、設計された最
小入口圧力（アイドルパワー）の設定において、全ての
高度において、要求されるレンジ内に維持され、空気の
使用量が全ての条件において約１．０ｌｂ．／分に制限
されることがわかる。本発明の制御手段の決定は、この
データおよび関連するテストデータに基づくが、これら
は、本発明のシステムが、従来の技術によるシステムア
プローチと比較して、応答時間および精度の点で優れて
いることを示す。
された開発中のOBOGSシステムについてのテスト結果が
示される。このデータから、酸素分圧が、設計された最
小入口圧力（アイドルパワー）の設定において、全ての
高度において、要求されるレンジ内に維持され、空気の
使用量が全ての条件において約１．０ｌｂ．／分に制限
されることがわかる。本発明の制御手段の決定は、この
データおよび関連するテストデータに基づくが、これら
は、本発明のシステムが、従来の技術によるシステムア
プローチと比較して、応答時間および精度の点で優れて
いることを示す。
【００２９】本発明の基本的な特徴は、吸着ベッドのサ
イクル速度が、供給される空気ゲージ圧力の関数とし
て、１８ PSIGにおける約１０秒／サイクルから、５ PS
IGにおける５秒／サイクルの間で変動し、これによっ
て、空気の使用量が自動的に制限され、かつ、性能が最
適化されることである。この二つの一見矛盾するような
成果が、以下の４つの要因によって達成される。第一
に、ベッドの幾何が、“デッド”容積（ふるいを超えて
の容積）が最小となるように設計される。ベッドに、圧
力が掛けられ、各脱着サイクルの際に放出されるが、圧
力が高ければ高いほど、この放出量が多くなる。第二
に、パージ用のクロスフローのサイズが、厳密に決定さ
れ、制御可能な最高の動作圧力、このケースにおいては
１８ PSIGにおいて、最小のパージフローにて、全ての
要件が満たされるようにされる。第三に、制御バルブ
が、完全に解放され、最低圧力に至るように、迅速に移
動するように設計され、これによって迅速なサイクルが
可能にされる。第四に、迅速な圧力スイング吸着に対し
て最も適したタイプの分子ふるいが使用される。１８ P
SIGが上限のセッティングであるが、これより高い圧力
においても、吸着ベッドのサイクリング速度が１０秒／
サイクル以下に低減することはない。
イクル速度が、供給される空気ゲージ圧力の関数とし
て、１８ PSIGにおける約１０秒／サイクルから、５ PS
IGにおける５秒／サイクルの間で変動し、これによっ
て、空気の使用量が自動的に制限され、かつ、性能が最
適化されることである。この二つの一見矛盾するような
成果が、以下の４つの要因によって達成される。第一
に、ベッドの幾何が、“デッド”容積（ふるいを超えて
の容積）が最小となるように設計される。ベッドに、圧
力が掛けられ、各脱着サイクルの際に放出されるが、圧
力が高ければ高いほど、この放出量が多くなる。第二
に、パージ用のクロスフローのサイズが、厳密に決定さ
れ、制御可能な最高の動作圧力、このケースにおいては
１８ PSIGにおいて、最小のパージフローにて、全ての
要件が満たされるようにされる。第三に、制御バルブ
が、完全に解放され、最低圧力に至るように、迅速に移
動するように設計され、これによって迅速なサイクルが
可能にされる。第四に、迅速な圧力スイング吸着に対し
て最も適したタイプの分子ふるいが使用される。１８ P
SIGが上限のセッティングであるが、これより高い圧力
においても、吸着ベッドのサイクリング速度が１０秒／
サイクル以下に低減することはない。
【００３０】本発明のもう一つの特徴は、温度センサか
らの電気信号によっても、サイクル速度が、供給される
空気の温度の関数として、１４０度Ｆにおける約＋１０
／−２０％から−２０度Ｆにおける約＋１０／−２０％
のレンジを通じて変動されることである。これによっ
て、温度の両極端における動作が向上され、同時に、空
気使用量に対する目標を超えることが回避される。これ
は（温度センサからの電気信号の使用は）、ベッド吸着
が、温度の関数であり、酸素出力も同一の傾向を示すこ
とに基づく。本発明のもう一つの特徴は、組成管理とし
て、酸素を約６０％レベルに維持するために、バンバン
タイプの制御が使用されることである。上の説明から本
発明は、分子ふるいオンボード酸素生成システムに対す
る制御手段を提供するが、この制御手段によって、効率
が向上され、同時に、入口空気源の供給量および圧力に
制約がある場合でも動作が可能にされることがわかる。
らの電気信号によっても、サイクル速度が、供給される
空気の温度の関数として、１４０度Ｆにおける約＋１０
／−２０％から−２０度Ｆにおける約＋１０／−２０％
のレンジを通じて変動されることである。これによっ
て、温度の両極端における動作が向上され、同時に、空
気使用量に対する目標を超えることが回避される。これ
は（温度センサからの電気信号の使用は）、ベッド吸着
が、温度の関数であり、酸素出力も同一の傾向を示すこ
とに基づく。本発明のもう一つの特徴は、組成管理とし
て、酸素を約６０％レベルに維持するために、バンバン
タイプの制御が使用されることである。上の説明から本
発明は、分子ふるいオンボード酸素生成システムに対す
る制御手段を提供するが、この制御手段によって、効率
が向上され、同時に、入口空気源の供給量および圧力に
制約がある場合でも動作が可能にされることがわかる。
【００３１】本発明が好ましい実施例を挙げて具体的に
説明されたが、当業者においては形式および細部におけ
る様々な修正を本発明の精神および範囲から逸脱するこ
となく行なうことが可能であることを理解できるもので
ある。例えば、OGOGSは、酸素を生成するために向けら
れたが、他のガスあるいはガス混合物を本発明のガス生
成システムによって生成することも可能である。
説明されたが、当業者においては形式および細部におけ
る様々な修正を本発明の精神および範囲から逸脱するこ
となく行なうことが可能であることを理解できるもので
ある。例えば、OGOGSは、酸素を生成するために向けら
れたが、他のガスあるいはガス混合物を本発明のガス生
成システムによって生成することも可能である。
【図１】従来の技術による分子ふるい酸素生成システム
のブロック図である。
のブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施例による分子ふるい酸素
生成システムのブロック図である。
生成システムのブロック図である。
【図３】機室高度の関数としての酸素濃度に対する限度
を示すグラフである。
を示すグラフである。
【図４】本発明の好ましい実施例による分子ふるい酸素
生成システムの電子制御ユニットの第一の部分の電気的
な面の略図である。
生成システムの電子制御ユニットの第一の部分の電気的
な面の略図である。
【図５】本発明の好ましい実施例による分子ふるい酸素
生成システムの電子制御ユニットの第二の部分の電気的
な面の略図である。
生成システムの電子制御ユニットの第二の部分の電気的
な面の略図である。
【図６】本発明の好ましい実施例による分子ふるい酸素
生成システム内に使用されるソレノイド作動排気バルブ
の機械的な面の図である。
生成システム内に使用されるソレノイド作動排気バルブ
の機械的な面の図である。
【図７】本発明の好ましい実施例による分子ふるい酸素
生成システム内に使用されるソレノイド作動真空線形バ
ルブの機械的な面の図である。
生成システム内に使用されるソレノイド作動真空線形バ
ルブの機械的な面の図である。
【図８】本発明の好ましい実施例による実験的な分子ふ
るい酸素生成システムの酸素分圧と航空機および乗組員
の高度との関係を示すグラフである。
るい酸素生成システムの酸素分圧と航空機および乗組員
の高度との関係を示すグラフである。
Claims (51)
- 【請求項１】 ガス生成システムであって、このシステ
ムが：ガス状の生成物を生成するガス濃縮機要素；低減
された圧力にて空気源を前記のガス濃縮機要素に供給す
るための手段；前記の低減された圧力にて空気源を供給
するための手段を制御するための制御信号を、与えられ
た空気源の圧力および電圧源信号に関する情報に基づい
て、生成するための制御要素；および前記の空気源の圧
力に関する情報を前記の制御要素に提供するための手段
を含むことを特徴とするガス生成システム。 - 【請求項２】 前記の空気源の圧力に関する情報を前記
の制御要素に提供するための手段が；前記の空気源の圧
力をモニタし、前記の制御要素に提供されるための圧力
センサ信号を生成するための圧力センサを含むことを特
徴とする請求項１のガス生成システム。 - 【請求項３】 前記の圧力センサ信号が限定されたレン
ジを通じてゲージ圧に比例することを特徴とする請求項
２のガス生成システム。 - 【請求項４】 前記の制御要素によって生成された制御
信号によって、前記のガス濃縮機要素のサイクル速度が
前記の空気源の圧力に関する情報に応答して制御される
ことを特徴とする請求項１のガス生成システム。 - 【請求項５】 前記のサイクル速度が前記の空気源の圧
力に比例して制御されることを特徴とする請求項４のガ
ス生成システム。 - 【請求項６】 前記のガス生成システムがさらに：前記
のガス状の生成物の出力を、前記のガス生成物出力内に
存在するガスの濃度を測定する目的でモニタするための
ガスモニタ手段を含むことを特徴とする請求項１のガス
生成システム。 - 【請求項７】 前記のガスモニタ手段が前記のガス生成
物出力内に存在する酸素濃度を測定するための酸素モニ
タ手段であることを特徴とする請求項６のガス生成シス
テム。 - 【請求項８】 前記のガスモニタ手段がさらに前記のガ
ス生成物出力に真空的に接続された排気バルブを含むこ
とを特徴とする請求項６のガス生成システム。 - 【請求項９】 前記の排気バルブにオリフィスが結合さ
れており、前記のオリフィスが、ガス生成物出力が最大
許容圧力閾値に達したときに作動する第一のスイッチポ
イントおよび前記のガス生成物出力の濃度が、ガス生成
物出力内に存在することが要求される最小許容ガス濃度
に達したときに作動する第二のスイッチポイントを持つ
ことを特徴とする請求項８のガス生成システム。 - 【請求項１０】 前記の第一のスイッチポイントにおい
て、前記のオリフィスによって前記の排気バルブが排気
位置に作動され、前記のガス生成物出力内に存在するガ
スの濃度が低減され；前記の第二のスイッチポイントに
おいて、前記のオリフィスによって前記の排気バルブが
閉じた位置に作動され、生理的に安全なガス生成物出力
が確保されることを特徴とする請求項９のガス生成シス
テム。 - 【請求項１１】 排気バルブが前記のガスモニタ手段に
接続され、また、真空的に前記のガス生成物出力に接続
されることを特徴とする請求項６ガス生成システム。 - 【請求項１２】 前記の排気バルブにオリフィスが結合
されており、前記のオリフィスが、ガス生成物出力が最
大許容圧力閾値に達したときに作動する第一のスイッチ
ポイントおよび前記のガス生成物出力の濃度が、ガス生
成物出力内に存在することが要求される最小許容ガス濃
度に達したときに作動する第二のスイッチポイントを持
つことを特徴とする請求項１１のガス生成システム。 - 【請求項１３】 前記の第一のスイッチポイントにおい
て、前記のオリフィスによって前記の排気バルブが排気
位置に作動され、前記のガス生成物出力内に存在するガ
スの濃度が低減され；前記の第二のスイッチポイントに
おいて、前記のオリフィスによって前記の排気バルブが
閉じた位置に作動され、生理的に安全なガス生成物出力
が確保されることを特徴とする請求項１２のガス生成シ
ステム。 - 【請求項１４】 前記のガス生成システムが、酸素生成
システムであることを特徴とする請求項１のガス生成シ
ステム。 - 【請求項１５】 前記のガス生成システムが、航空機環
境内で使用するのに適することを特徴とする請求項１の
ガス生成システム。 - 【請求項１６】 前記のガス濃縮機要素によって生成さ
れたガス生成物出力が、航空機環境内の乗組員によって
使用されるために供給されることを特徴とする請求項１
５のガス生成システム。 - 【請求項１７】 前記の低減された圧力の空気源を前記
のガス濃縮機要素に供給するための手段が圧力低減要素
であることを特徴とする請求項１のガス生成システム。 - 【請求項１８】 前記の圧力低減要素が、バルブシステ
ムであり；このバルブシステムが：あるバルブサイクル
速度を持つバルブアセンブリであり、このバルブアセン
ブリが：空気をバルブアセンブリの内側チャンバに供給
するための空気入口、 接触面に沿って移動するポペットスイッチ；前記のポペ
ットの第一の端に接続された第一のピストン；前記のポ
ペットの第二の端に接続された第二のピストン；前記の
接触面に接続された第一のベント；前記の接触面に接続
された第二のベント；および前記の接触面に接続された
システムベントを含み、このバルブシステムがさらに前
記のバルブアセンブリに結合された、制御入力信号を受
信し、バルブアセンブリのバルブサイクル速度を制御す
るためのバルブ制御要素を含み；ここで前記の制御入力
信号が第一の状態に等しい場合は、前記のバルブアセン
ブリの第一のピストン間の圧力差によって、前記のポペ
ットが前記の接触面に沿って第一の位置から第二の位置
に移動し；前記の制御入力信号が第二の状態に等しい場
合は、前記のバルブアセンブリの第二のピストン間の圧
力差によって、前記のポペットが前記の接触面に沿って
第二の位置から第一の位置に移動し；さらに前記の制御
入力信号が前記の第一の状態から前記の第二の状態に変
化する速度によって前記のバルブアセンブリのバルブサ
イクル速度が決定されることを特徴とする請求１７のガ
ス生成システム。 - 【請求項１９】 前記のバルブ制御要素がソレノイドで
あることを特徴とする請求項１８のガス生成システム。 - 【請求項２０】 前記のバルブ制御要素が４−方向ソレ
ノイドであることを特徴とする請求項１９のガス生成シ
ステム。 - 【請求項２１】 前記のバルブアセンブリがさらに前記
のポペットを前記の接触面に対して保持するためのスプ
リング要素を含むことを特徴とする請求項１８のガス生
成システム。 - 【請求項２２】 前記の空気入口がシステム空気源に接
続され、前記の空気入口が、システム空気を前記のバル
ブアセンブリの内側チャンバに供給することを特徴とす
る請求項１８のガス生成システム。 - 【請求項２３】 前記の第一のピストンの前記のポペッ
トの第一の端への接続および前記の第二のピストンの前
記のポペットの第二の端への接続が、前記のバルブアセ
ンブリの内側に位置する部材によって達成されることを
特徴とする請求項１８のガス生成システム。 - 【請求項２４】 前記のバルブアセンブリの内側に位置
する部材がソレノイド部材であることを特徴とする請求
項２３のガス生成システム。 - 【請求項２５】 前記のバルブ制御要素が前記のバルブ
アセンブリの第一のピストン、第二のピストンおよび第
二の空気入口に結合されることを特徴とする請求項１８
のガス生成システム。 - 【請求項２６】 前記のポペットが第一の状態にある場
合は、前記の第一のベントがシステムベントに結合さ
れ、前記のポペットが第二の状態にある場合は、前記の
第二のベントがシステムベントに結合されることを特徴
とする請求項１８のガス生成システム。 - 【請求項２７】 前記の第一の状態において、前記の第
一のピストンが前記のバルブ制御要素の第一のベントに
排気され、第二のピストンが空気入口からシステム空気
を受けることを特徴とする請求項１８のガス生成システ
ム。 - 【請求項２８】 前記の第二の状態において、前記の第
二のピストンが前記のバルブ制御要素の第二のベントに
排気され、第一のピストンが空気入口からシステム空気
を受けることを特徴とする請求項１８のガス生成システ
ム。 - 【請求項２９】 前記の制御入力信号が第一の状態に等
しい場合は、前記のバルブアセンブリの第二のピストン
の間に圧力差が存在しないことを特徴とする請求項１８
のガス生成システム。 - 【請求項３０】 前記の制御入力信号が第二の状態に等
しい場合は、前記のバルブアセンブリの第一のピストン
の間に圧力差が存在しないことを特徴とする請求項１８
のガス生成システム。 - 【請求項３１】 前記のポペットが自己潤滑材料から製
造されることを特徴とする請求項１８のガス生成システ
ム。 - 【請求項３２】 前記の自己潤滑材料が、平坦な仕上げ
に加工され、前記のポペットがこれに沿って移動する接
触面も平坦な仕上がりを持つことを特徴とする請求項３
１のガス生成システム。 - 【請求項３３】 前記の自己潤滑材料がプラスチックで
あることを特徴とする請求項３１のガス生成システム。 - 【請求項３４】 前記の第一のベントが第一のベッド接
続であり、前記の第二のベントが第二のベッド接続であ
ることを特徴とする請求項１８のガス生成システム。 - 【請求項３５】 前記のガス濃縮機要素が第一のベッド
と第二のベッドを持つ２ベッド濃縮機であることを特徴
とする請求項１のガス生成システム。 - 【請求項３６】 前記のガス濃縮機要素が分子ふるい酸
素生成装置であることを特徴とする請求項１のガス生成
システム。 - 【請求項３７】 前記の制御要素が空気源の圧力および
温度に関する情報および電圧源信号の受信に応答して制
御信号を生成し、前記の制御要素に情報を提供するため
の手段が空気源の圧力および温度に関する情報を提供す
ることを特徴とする請求項１のガス生成システム。 - 【請求項３８】 前記の制御要素によって生成された制
御信号が前記の空気源の圧力および温度に関する情報に
応答してガス濃縮機要素のサイクル速度を制御すること
を特徴とする請求項３７のガス生成システム。 - 【請求項３９】 前記のサイクル速度が空気源の圧力に
比例して制御され、さらに、温度無効化スイッチ機能を
持つことを特徴とする請求項３８のガス生成システム。 - 【請求項４０】 前記の制御要素が電子制御要素であ
り、この電子制御要素がさらに：空気源の空気圧信号お
よび基準信号を供給される第一のトランジューサ要素を
含み、この第一のトランジューサ要素がこの空気圧信号
を電気的な圧力信号に変換し；最高圧力信号が前記の基
準信号から生成され；最低圧力信号が前記の基準信号か
ら生成され；この電子制御要素がさらに第一の増幅器要
素を含み、この第一の増幅器要素が前記の第一のトラン
ジューサ要素によって生成された電気的な圧力信号を受
信し、出力信号を生成し、ここで、前記の最大圧力信
号、最小圧力信号および第一の増幅器要素からの出力信
号から圧力に関する電圧信号が決定され；この電子制御
要素がさらに第二のトランジューサ要素を含み、この第
二のトランジューサ要素に空気源の空気温度信号および
基準信号が供給され、この第二のトランジューサ要素が
空気温度信号を電気的な温度信号に変換し；この電子制
御要素がさらに第二の増幅器要素を含み、この第二の増
幅器要素に前記の第二のトランジューサ要素によって生
成された電気的な温度信号が供給され、この第二の増幅
器要素が温度に関する電圧信号を生成し；この電子制御
要素がさらに前記の圧力に関する電圧信号と温度に関す
る電圧信号を互いに加えることによって形成された総和
電圧信号を受信し、前記の総和電圧信号を前記の総和電
圧信号に線形的に比例する総和周波数信号に変換するた
めのコンバータ要素；前記の総和周波数信号を所定の量
で割ることによって割られた総和周波数信号を生成する
ためのデバイダ要素；前記の割られた総和周波数信号を
受信するスイッチ要素；および前記のスイッチ要素に結
合された負荷要素を含み、ここでこの負荷要素の出力信
号によって、前記の低減された圧力にて空気源をガス濃
縮機要素に供給するための手段が制御されることを特徴
とする請求項３７のガス生成システム。 - 【請求項４１】 前記の基準信号が電圧基準信号である
ことを特徴とする請求項４０のガス生成システム。 - 【請求項４２】 前記の温度に関する電圧信号が空気源
の空気温度信号に線形的に比例し、前記の圧力に関する
電圧信号が空気源の空気圧信号に線形的に比例すること
を特徴とする請求項４０のガス生成システム。 - 【請求項４３】 ガス生成システムによって生成される
ガス生成物出力の圧力を制御するための方法であって、
この方法が：圧力測定信号に圧力限界を適用するステッ
プを含み、ここで、この圧力測定信号が前記のガス生成
システムに供給される空気の圧力成分の線形派生信号で
あり、この方法がさらに前記の圧力測定信号を周波数信
号に変換するステップ；および前記の周波数信号を定数
にて割ることによって、前記のガス生成物出力を生成す
るガス生成システムのガス濃縮機要素の複数のベッドサ
イクル用のバルブを制御するための派生信号を生成する
ステップを含むことを特徴とする方法。 - 【請求項４４】 前記の圧力測定信号に前記の圧力限界
を適用するステップが、前記のガス生成システムの電子
制御ユニットによって達成されることを特徴とする請求
項４３の方法。 - 【請求項４５】 前記の圧力測定信号を周波数信号に変
換するステップが、電圧／周波数コンバータによって達
成されることを特徴とする請求項４３の方法。 - 【請求項４６】 前記の圧力測定信号が周波数信号に線
形的に変換されることを特徴とする請求項４３の方法。 - 【請求項４７】 ガス生成システムによって生成される
ガス生成物出力の圧力および温度を制御するための方法
であって、この方法が：圧力測定信号に圧力限界を適用
するステップを含み、ここで、この圧力測定信号が前記
のガス生成システムに供給される空気の圧力成分の線形
派生信号であり；温度測定信号に温度限度を適用するス
テップを含み、ここで、この温度測定信号が前記のガス
生成システムに供給される空気の温度成分の線形派生信
号であり；この方法がさらに前記の圧力測定信号と前記
の温度測定信号を結合して複合信号を生成するステッ
プ；前記の複合信号を周波数信号に変換するステップ；
および前記の周波数信号を定数にて割ることによって、
前記のガス生成物出力を生成するガス生成システムのガ
ス濃縮機要素の複数のベッドサイクル用のバルブを制御
するための派生信号を生成するステップを含むことを特
徴とする方法。 - 【請求項４８】 前記の圧力測定信号に圧力限界を適用
するステップが、前記のガス生成システムの電子制御ユ
ニットによって達成されることを特徴とする請求項４７
の方法。 - 【請求項４９】 前記の複合信号を周波数信号に変換す
るステップが、電圧／周波数コンバータによって達成さ
れることを特徴とする請求項４７の方法。 - 【請求項５０】 前記の複合信号が周波数信号に線形的
に変換されることを特徴とする請求項４７の方法。 - 【請求項５１】 前記の圧力測定信号と温度測定信号を
結合して複合アナログ信号を生成するステップが前記の
ガス生成システムの電子制御ユニットによって達成され
ることを特徴とする請求項４７の方法。
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