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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug, ein Luftfahrzeug mit einem derartigen System sowie ein Verfahren zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die Verwendung elektrischer Systeme in Luftfahrzeugen nimmt zur Steigerung des Komforts, zum Realisieren neuer Funktionen, zur Effizienzsteigerung und aus anderen Gründen stetig zu. Dies kann auch das Ersetzen von rein mechanischen, hydraulischen oder pneumatischen Systemen durch elektrische Systeme betreffen. Dabei kann es wichtig sein, elektrisch betriebene Systeme derart anzusteuern und/oder auszugestalten, dass der gesamte Stromverbrauch dieser Systeme nicht den in bestimmten Betriebszuständen im Luftfahrzeug zur Verfügung gestellten Strom übersteigt oder in anderen Betriebszuständen nicht essentielle Systeme abgestellt oder in ihrer Leistung gedrosselt werden.
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In modernen Verkehrsflugzeugen werden teilweise Sauerstoffsysteme eingesetzt, welche abhängig von Umgebungsbedingungen in der Kabine gepulst Sauerstoff abgeben. Dadurch kann der Verbrauch von Sauerstoff effizient geregelt werden, was allerdings Elektronikeinheiten erfordert, die die gepulste Abgabe steuern. Der Stromverbrauch dieser Elektronikeinheiten ist bei der Auslegung der elektrischen Stromversorgung in bestimmten Betriebszuständen zu berücksichtigen.
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In
WO 2008/ 138 930 A2 wird eine Sauerstoffversorgungsvorrichtung beschrieben, bei der zwischen einer Sauerstoffquelle und einer Atemmaske oder ähnlichem ein mit einer Steuereinheit verbundenes Ventil zwischengeschalt sein kann, um eine gepulste Sauerstoffabgabe an die Atemmaske durchzuführen. Die Gesamtheit derartiger Steuereinheiten in einem Flugzeug kann zu einem hohen Strombedarf führen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es könnte sinnvoll sein, den Energiebedarf für ein Sauerstoffsystem zu optimieren, so dass insbesondere in einem unwahrscheinlichen Fall einer eingeschränkten elektrischen Energieversorgung dennoch eine effiziente Sauerstoffversorgung gewährleistet werden kann. Gleichzeitig sollte jedoch die Menge an mitzuführendem Sauerstoff möglichst nicht gesteigert werden, um eine kompakte Ausgestaltung eines Sauerstoffsystems beibehalten zu können.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Sauerstoffversorgungssystem bereitzustellen, das nicht nur den Sauerstoffdurchfluss in effizienter Weise regulieren kann, sondern auch in bestimmten Betriebszuständen mit nicht ausreichend verfügbarer elektrischer Leistung ebenso eine ausreichende Sauerstoffzufuhr bereitstellen kann.
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Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein System zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug vorgeschlagen. Das System weist einen Sauerstofftank, eine oder mehrere Sauerstoffmasken, eine erste Sauerstoffleitung und eine zweite Sauerstoffleitung, und ein erstes elektrisch steuerbares Ventil auf. Das erste Ventil ist mit dem Sauerstofftank, der ersten Sauerstoffleitung und der zweiten Sauerstoffleitung gekoppelt. Die Sauerstoffmasken sind jeweils mit der ersten Sauerstoffleitung und der zweiten Sauerstoffleitung stromabwärts des ersten Ventils zum Übertragen von Sauerstoff von dem Sauerstofftank über das erste Ventil gekoppelt. Das erste Ventil ist dazu ausgebildet, in einem Arbeitszustand bei Anliegen eines elektrischen Signals bedarfsweise eine Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der ersten Sauerstoffleitung herzustellen und permanent eine Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der zweiten Sauerstoffleitung zu verhindern und in einem Ruhezustand bei Fehlen eines elektrischen Signals eine permanente Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der zweiten Sauerstoffleitung herzustellen.
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Das System kann in Form einer Baueinheit realisiert sein, die beispielsweise einer Sitzgruppe zugeordnet werden könnte, über der sich diese Baueinheit befindet. Im Folgenden wird lediglich auf die essenziellen Komponenten des Systems eingegangen, die zum Verständnis der Erfindung erforderlich sind. Es ist klar, dass zusätzlich zu den genannten Komponenten auch ein Stauraum zum Unterbringen von Atemmasken, Schläuchen sowie eine Verschlussklappe und ein die Verschlussklappe öffnender Verschlussmechanismus vorhanden sein können.
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Der Sauerstofftank kann in Form eines Sauerstoffdrucktanks oder einer anderen Einrichtung ausgeführt sein, die dazu eingerichtet ist, bedarfsweise Sauerstoff abzugeben. Der Sauerstofftank kann eine Komponente der oben genannten Baueinheit darstellen.
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Die Übertragung von Sauerstoff von der Sauerstoffquelle an die Atemmaske kann erfindungsgemäß durch zwei verschiedene Wege realisiert werden. In einem Arbeitszustand, der weiter nachfolgend beschrieben wird, kann Sauerstoff von der Sauerstoffquelle über die erste Sauerstoffleitung an die Atemmasken geleitet werden. In einem Ruhezustand hingegen wird Sauerstoff ausschließlich über die zweite Sauerstoffleitung an die Atemmasken geleitet. Der Arbeitszustand des ersten Ventils kann auch als strombetriebener Zustand bezeichnet werden. Dieser Arbeitszustand entspricht folglich einem herkömmlichen Betriebsmodus, bei dem keine Einschränkung der elektrischen Stromversorgung vorliegt. Der Ruhezustand des ersten Ventils kann auch als stromloser Zustand oder als Ausgangsposition bezeichnet werden. Der Ruhezustand wird eingenommen, wenn keine ausreichende elektrische Leistung für den herkömmlichen Betrieb des Systems vorhanden ist.
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Das erste Ventil kann in dem Arbeitszustand für die Versorgung der Sauerstoffmasken mit Sauerstoff bedarfsweise geöffnet und geschlossen werden. Das Öffnen und Schließen kann etwa durch eine Steuereinheit erfolgen. Die Steuereinheit und das erste Ventil werden durch das elektrische Signal, beispielsweise eine anliegende Gleichspannung, in diesen herkömmlichen Betriebszustand versetzt. In der Weise kann die erste benötigte Sauerstoffmenge durch Öffnen und Schließen des ersten Ventils in pulsartigen Schüben an die Sauerstoffmasken geleitet werden. Dadurch kann eine effiziente Sauerstoffabgabe durchgeführt werden. Neben den pulsartigen Schüben ist jedoch auch ein kontinuierlicher Sauerstofffluss denkbar, der von einer solchen Steuereinheit entsprechend beeinflusst werden kann.
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Das erste Ventil kann sich in dem stromlosen Zustand in den Ruhezustand versetzen. Hierzu kann das erste Ventil dazu ausgebildet sein, durch eine kontinuierlich wirkende, rückstellende Kraft stets in den Ruhezustand gedrängt zu werden. Erst durch eine elektrische Leistung, die etwa einem Elektromagneten oder dergleichen zugeführt wird, kann das erste Ventil in den Arbeitszustand versetzt bzw. aus dem Ruhezustand gedrängt werden. Das erste Ventil kann folglich zumindest drei Stellungen aufweisen. In einer ersten Stellung ist der Durchfluss durch das Ventil vollständig unterbrochen. In einer zweiten Stellung kann eine permanente Verbindung zu der zweiten Sauerstoffleitung erfolgen. In der dritten Stellung kann eine Verbindung zu der ersten Sauerstoffleitung realisiert sein.
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Die Sauerstoffmasken können in dem Flugzeug in der Nähe eines Passagiers, vorzugsweise in einem Bereich über einem Passagiersitz, angeordnet sein. Der Passagier kann nach zentral veranlasstem, automatischen Öffnen einer Klappe, die die Sauerstoffmasken in einem entsprechenden Behälter hält, welche dann beim Öffnen herabfallen, eine Sauerstoffmaske greifen. Der Passagier kann sodann die Sauerstoffmaske über Mund und Nase legen, um Sauerstoff zu inhalieren.
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Ist das System aktiviert, befindet es sich also in einem Zustand, in dem Sauerstoff abgegeben wird, kann Sauerstoff von dem Sauerstofftank zu der betreffenden Sauerstoffmaske fließen. Angenommen, es liegt der Arbeitszustand vor, kann zwischen dem Sauerstofftank und der ersten Sauerstoffleitung bedarfsweise eine Verbindung hergestellt werden. Wie vorangehend dargestellt, kann eine Steuereinheit oder dergleichen bedarfsweise, beispielsweise pulsartig, Sauerstoff durch die erste Sauerstoffleitung strömen lassen. Diese folgt stromabwärts des ersten Ventils und Sauerstoff strömt folglich zu der von einem Passagier gegriffenen Sauerstoffmaske. Der Begriff „stromabwärts“ ist hierbei als eine Sauerstoffstromrichtung zu verstehen, welche von dem Sauerstofftank zu der betreffenden Sauerstoffmaske gerichtet ist
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Die Sauerstoffleitungen sind in der Weise ausgelegt, den Sauerstoff von dem Sauerstofftank zu den Sauerstoffmasken zu leiten. Der Sauerstoff wird in gasförmiger Form transportiert. Das System hat den Vorteil, dass die Versorgung der Sauerstoffmasken mit Sauerstoff in strombetriebenem Zustand mit gewohnter Funktion erfolgt und im stromlosen Zustand eine ausreichende Notfall-Sauerstoffversorgung sichergestellt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform weist das erste Ventil ein Magnetventil auf, und ist in dem Arbeitszustand in der Weise ansteuerbar, dass pulsartige Sauerstoffschübe an die Sauerstoffmasken übertragbar sind. Dadurch wird der an die Sauerstoffmasken geleitete Sauerstoff durch das Ausführen aufeinander folgender Pulse auf die benötigte Sauerstoffmenge reguliert. Die Länge der Pulse und/oder die Abstände zwischen den Pulsen können eingestellt werden, um über eine gewisse Zeitdauer eine vorgebbare, durchschnittliche Sauerstoffmenge abzugeben. Somit kann insgesamt Sauerstoff gespart werden.
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Gemäß einer Ausführungsform berechnet eine Steuereinheit eine benötigte Sauerstoffmenge für die pulsartigen Sauerstoffschübe abhängig von einer aktuellen Kabinenhöhe des Flugzeugs und einer aktuellen Lufttemperatur im Flugzeug, und steuert das erste Ventil in einem Arbeitszustand auf Basis der errechneten benötigten Sauerstoffmenge an. Die Steuereinheit öffnet und schließt das erste Ventil in dem Arbeitszustand abhängig von der benötigten Sauerstoffmenge mit unterschiedlicher Dauer bzw. einem einstellbaren Taktzyklus. Durch diese basierend auf der Kabinenhöhe und Temperatur angepasste Menge der Sauerstoffversorgung wird eine gewünschte Sauerstoffsättigung für die Passagiere aufrechterhalten. Die Menge an benötigtem Sauerstoff zum Sicherstellen der Sauerstoffsättigung bzw. zum Erreichen eines ausreichenden Sauerstoffpartialdrucks hängt von der Kabinenhöhe ab. Die Steuereinheit sollte folglich in der Lage sein, die Kabinenhöhe festzustellen, etwa durch einen eigenen Absolutdrucksensor oder durch eine entsprechende Information einer übergeordneten Einrichtung innerhalb des Flugzeugs, in dem das System integriert ist. Hierfür wird elektrischer Strom benötigt, da ein Magnetventil den Sauerstoffweg öffnet bzw. schließt. Das Magnetventil ist in der Weise gestaltet, dass es den Sauerstoffstrom in dem Arbeitszustand durch Öffnen und Schließen reguliert und in einem stromlosen Zustand in der Weise verstellt, dass der Sauerstoff in die zweite Sauerstoffleitung geleitet wird.
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Die Kabinenhöhe bezeichnet hierbei eine Höhe, die außerhalb des Flugzeugs bei einem atmosphärischen Druck vorliegt, der dem Kabineninnendruck in dem Flugzeug entspricht. Beispielsweise kann die Steuereinheit das erste Ventil in der Weise ansteuern, dass die zugeführte Sauerstoffmenge während eines Sinkflugs an eine fallende Kabinenhöhe angepasst wird, indem die Pulse oder die dazwischenliegenden Abstände entsprechend angepasst werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist eine Dauer der pulsartigen Sauerstoffschübe durch die Dauer des geöffneten ersten Ventils in dem Arbeitszustand variierbar. Beispielsweise kann bei größerem Bedarf an Sauerstoff das erste Ventil innerhalb eines Taktzyklus länger geöffnet und kürzer geschlossen sein.
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Das System weist weiterhin ein zweites Ventil auf, welche an der zweiten Sauerstoffleitung angeordnet ist. Im Falle einer Unterbrechung der Stromversorgung, wird die Sauerstoffversorgung in dem Arbeitszustand unterbrochen. Dies kann einen Zustand betreffen, in dem eine bereitgestellte elektrische Leistung nicht ausreicht, sämtliche elektrischen Systeme an Bord betreiben zu können. Die Stromversorgung kann auch bewusst unterbrochen werden. Die Sauerstoffversorgung kann in dem erfindungsgemäßen System allerdings durch den Ruhezustand des ersten Ventils und die Nutzung des zweiten Ventils realisiert werden. Durch das Abstellen der Steuereinheiten der Sauerstoffversorgung im Arbeitszustand wird der Stromverbrauch gesenkt.
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Das zweite Ventil überträgt eine zweite benötigte Sauerstoffmenge abhängig von der Kabinenhöhe des Flugzeugs an die Sauerstoffmasken. Das zweite Ventil ist dazu ausgebildet, auch ohne Zuführung von elektrischer Energie eine höhenkompensierte Sauerstoffmenge bereitzustellen. Das hat den Vorteil, dass eine höhenkompensierte Sauerstoffversorgung auch im stromlosen Zustand sichergestellt wird. Eine mögliche Ausführung eines solchen zweiten Ventils wird weiter nachfolgend erläutert.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist das zweite Ventil eine Blende auf. Die Blende ist dazu ausgebildet, die durch die zweite Sauerstoffleitung geleitete benötigte Sauerstoffmenge an die Kabinenhöhe anzupassen. In einem Beispiel ist die Blende im Inneren der zweiten Sauerstoffleitung angeordnet, um lokal die Größe einer Durchströmöffnung bedarfsweise zu ändern, um bewusst einen Strömungswiderstand zum Beeinflussen der Strömungsgeschwindigkeit und damit des Volumenstroms einzustellen. Dadurch kann die benötigte Sauerstoffmenge durch eine Verstellung der Blende in, an oder in Fluidverbindung mit der zweiten Sauerstoffleitung angepasst werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist das zweite Ventil ein Aneroidventil. Ein Aneroidventil ist ein Ventil, welches durch eine Aneroidkapsel gesteuert wird. Eine Aneroidkapsel ist als eine Kapselfeder zu verstehen. Abhängig von dem Absolutdruck, in diesem Falle also von der Kabinenhöhe, wird die Kapselfeder entweder zusammengedrückt oder entlastet. Die Kapselfeder steuert das zweite Ventil folglich in der Weise, dass der Durchmesser des Sauerstoffstroms der zweiten Leitung abhängig von der Kabinenhöhe angepasst wird. Dadurch kann das Sauerstoffversorgungssystem auch im stromlosen Zustand die Sauerstoffmasken mit einer höhenkompensierten Sauerstoffmenge versorgen.
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Das System weist weiterhin ein drittes Ventil auf, wobei das dritte Ventil an der zweiten Sauerstoffleitung stromabwärts des zweiten Ventils angeordnet ist. Das dritte Ventil ist dazu ausgebildet, bei einem Unterdruck zu öffnen, um Sauerstoff in die Sauerstoffmaske zu leiten. Ein solcher Unterdruck kann beim Atmen mit aufgesetzter Sauerstoffmaske entstehen. Dadurch wird bedarfsweise das dritte Ventil geöffnet, so dass Sauerstoff durch die zweite Sauerstoffleitung in die Sauerstoffmaske geleitet wird. Entsprechend wird das dritte Ventil geschlossen, wenn die Person gerade keinen Atemzug mit aufgesetzter Maske durchführt oder ausatmet. Dadurch kann der Sauerstoff bedarfsgerecht an den Passagier weitergeleitet werden. Somit kann nur die benötigte Sauerstoffmenge weitergeleitet und Sauerstoff eingespart werden.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für die Sauerstoffversorgung von Sauerstoffmasken vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Eine Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der ersten Sauerstoffleitung wird mit Hilfe eines ersten, elektrisch steuerbaren Ventils in einen Arbeitszustand bei Anliegen eines elektrischen Signals hergestellt. Das erste Ventil wird in einen Ruhezustand bei Nicht-Anliegen des elektrischen Signals versetzt, um eine permanente Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der zweiten Sauerstoffleitung herzustellen, so dass Sauerstoff über ein zweites Ventil an die Sauerstoffmasken geleitet wird. Das Verfahren weist ferner das Übertragen einer zweiten benötigten Sauerstoffmenge abhängig von der Kabinenhöhe des Flugzeugs an die Sauerstoffmasken durch das zweite Ventil; und das Leiten von Sauerstoff in die Sauerstoffmasken durch ein drittes Ventil, wobei das dritte Ventil an der zweiten Sauerstoffleitung stromabwärts des zweiten Ventils angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, bei einem Unterdruck zu öffnen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Verfahren einen folgenden weiteren Schritt auf. Das erste Ventil wird derart angesteuert, dass in dem Arbeitszustand pulsartige Sauerstoffschübe von dem ersten Ventil an die Sauerstoffmasken übertragen werden.
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Schließlich betrifft die Erfindung ein Luftfahrzeug mit einer Passagierkabine und mehreren darin angeordneten Systemen gemäß obiger Beschreibung.
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Es sei darauf hingewiesen, dass die Merkmale der Ausführungsbeispiele des Systems auch für Ausführungsformen des Kabinensegments sowie des Fahrzeugs gelten und umgekehrt. Außerdem können auch diejenigen Merkmale frei miteinander kombiniert werden, bei denen dies nicht explizit erwähnt ist.
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Diese und weitere Aspekte der Erfindung werden unter Bezugnahme und mit Verweis auf die folgenden Ausführungen ersichtlich.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele und den Figuren. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich und in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung auch unabhängig von ihrer Zusammensetzung in den einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbezügen. In den Figuren stehen weiterhin gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.
- 1 zeigt eine schematische Darstellung des Systems zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug.
- 2 zeigt eine weitere schematische Darstellung des Systems gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 3 ein Verfahren zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug.
- 4 zeigt ein Luftfahrzeug mit einer Passagierkabine, in der mindestens ein erfindungsgemäßes System vorhanden ist.
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DETAILLIERTE DARSTELLUNG EXEMPLARISCHER
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt ein System 10 zum Bereitstellen von Sauerstoff an Sauerstoffmasken in einem Luftfahrzeug. Das System weist einen Sauerstofftank 12, eine oder mehrere Sauerstoffmasken 14, eine erste Sauerstoffleitung 16 und eine zweite Sauerstoffleitung 18, und ein erstes elektrisch steuerbares Ventil 20 auf. Das erste Ventil 20 ist mit dem Sauerstofftank 12, der ersten Sauerstoffleitung 16 und der zweiten Sauerstoffleitung 18 gekoppelt. Die Sauerstoffmasken 14 sind jeweils mit der ersten Sauerstoffleitung 16 und der zweiten Sauerstoffleitung 18 stromabwärts des ersten Ventils 20 zum Übertragen von Sauerstoff von dem Sauerstofftank 12 über das erste elektrisch steuerbare Ventil 20 gekoppelt. Das erste Ventil 20 ist dazu ausgebildet, in einem Arbeitszustand bei Anliegen eines elektrischen Signals bedarfsweise eine Verbindung zwischen dem Sauerstofftank 12 und der ersten Sauerstoffleitung 16 herzustellen und permanent eine Verbindung zwischen dem Sauerstofftank 12 und der zweiten Sauerstoffleitung 18 zu verhindern und in einem Ruhezustand eine permanente Verbindung zwischen dem Sauerstofftank 12 und der zweiten Sauerstoffleitung 18 herzustellen.
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Das erste Ventil 20 weist bevorzugt ein Magnetventil auf, und ist in dem Arbeitszustand in der Weise ansteuerbar, dass pulsartige Sauerstoffschübe an die Sauerstoffmasken 14 geleitet werden können. Die Sauerstoffschübe bzw. Pulse können in einem bestimmten Taktzyklus ablaufen, in dem sich Öffnungsstellungen und Schließstellungen des ersten Ventils 20 abwechseln. Bedarfsweise kann der Taktzyklus dahingehend beeinflusst werden, dass die Dauer einer Öffnungsstellung und die Dauer einer Schließstellung angepasst werden.
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In einem Beispiel berechnet die Steuereinheit 22 eine benötigte Sauerstoffmenge für die pulsartigen Sauerstoffschübe abhängig von einer aktuellen Kabinenhöhe des Flugzeugs und einer aktuellen Lufttemperatur im Flugzeug, und steuert das erste Ventil 20 in einem Arbeitszustand auf Basis der errechneten benötigten Sauerstoffmenge an. Die Steuereinheit 22 öffnet und schließt das erste Ventil 20 in dem Arbeitszustand abhängig von der benötigten Sauerstoffmenge mit unterschiedlicher Dauer. Dabei ist eine Dauer der pulsartigen Sauerstoffschübe durch die Dauer des geöffneten ersten Ventils 20 in dem Arbeitszustand variierbar.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, weist das System 10 weiterhin ein zweites Ventil 24 auf, welches an der zweiten Sauerstoffleitung 18 angeordnet ist. Fällt das erste Ventil 20 in seine Ausgangsposition, wenn kein Strom anliegt, liegt der Sauerstoff an der zweiten Sauerstoffleitung 18 an einem zweiten Ventil 24, oder wie hier gezeigt, an mehreren zweiten Ventilen 24 an.
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In einem Beispiel überträgt das zweite Ventil 24 eine zweite benötigte Sauerstoffmenge abhängig von der Kabinenhöhe des Flugzeugs an die Sauerstoffmasken 14. Das zweite Ventil 24 kann exemplarisch die benötigte Sauerstoffmenge in der Weise regulieren, dass das zweite Ventil 24 eine Durchströmöffnung an der zweiten Sauerstoffleitung 18 abhängig von der zweiten benötigten Sauerstoffmenge anpasst, so dass eine Regulierung des Volumenstroms durchgeführt wird.
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Das zweite Ventil ist bevorzugt ein Aneroidventil. Dieses weist einen kompressiblen Hohlkörper auf, der auch als Kapselfeder bezeichnet werden kann und sich in Abhängigkeit von seinem Umgebungsdruck staucht oder ausdehnt. Die Kapselfeder ist derart in dem zweiten Ventil angeordnet, dass eine Durchströmöffnung direkt durch den Ausdehnungszustand der Kapselfeder beeinflusst wird. Die Kapselfeder ist folglich durch ihre von der Kabinenhöhe abhängige Größe in der Lage, direkt den realisierbaren Volumenstrom durch die zweite Sauerstoffleitung anzupassen. Dadurch kann das Sauerstoffversorgungssystem auch im stromlosen Zustand die Sauerstoffmasken mit einer höhenkompensierten Menge an Sauerstoff versorgen.
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Wie in 1 und 2 gezeigt, weist das System bevorzugt ein drittes Ventil 26 auf, wobei das dritte Ventil 26 an der zweiten Sauerstoffleitung 18 stromabwärts hinter dem zweiten Ventil 24 angeordnet ist. Das dritte Ventil 26 ist derart ausgeführt, dass es bei einem bestimmten Differenzdruck öffnet. Durch diese Druckempfindlichkeit kann es erfassen, wenn eine Person über eine aufgesetzte Sauerstoffmaske einen Atemzug durchführt und öffnet dann, um Sauerstoff in die Sauerstoffmaske 14 zu leiten. Beim Fehlen des durch den Atemzug entstehenden Unterdrucks schließt das dritte Ventil 26 wieder.
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Das vorgeschlagene System gewährleistet die Einsparung von Sauerstoff auch in einem stromlosen Zustand. Dadurch hat das System einen Vorteil gegenüber anderen bekannten Konzepten, die entweder Sauerstoff mit kontinuierliche Strömung liefern und somit tendenziell zu viel Sauerstoff liefern oder zu viel Strom verbrauchen.
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3 zeigt ein Verfahren 300 für die Sauerstoffversorgung von Sauerstoffmasken. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: In einem Schritt 302 wird einer Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der ersten Sauerstoffleitung mit Hilfe eines ersten elektrisch steuerbaren Ventils in einen Arbeitszustand bei Anliegen eines elektrischen Signals hergestellt. In einem anderen Schritt 304 wird das erste Ventil in einen Ruhezustand bei Nicht-Anliegen des elektrischen Signals versetzt, um eine permanente Verbindung zwischen dem Sauerstofftank und der zweiten Sauerstoffleitung herzustellen. Somit wird Sauerstoff über ein zweites Ventil an die Sauerstoffmasken geleitet.
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Durch das Verfahren 300 kann eine höhenkompensierte Sauerstoffversorgung im Arbeitszustand ermöglicht werden, in einem Ruhezustand ohne elektrische Energie jedoch wird eine herkömmliche Sauerstoffversorgung ermöglicht. In einem Arbeitszustand wird durch ein durchflussgesteuertes Ventil eine Sauerstoffversorgung in effizienter Weise bereitgestellt.
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In Schritt 302 wird das erste Ventil in eine Arbeitsposition geschaltet. Nach Verlust der elektrischen Leistung wird das erste Ventil in die Ausgangsposition (Schritt 304) versetzt und der Sauerstoff über die zweite Sauerstoffleitung 18 umgeleitet. In der Ausgangsposition kann Sauerstoff ein höhenkompensierendes Aneroidventil passieren, welches die Sauerstoffmenge reguliert. In einem weiteren nicht gezeigten Schritt kann ein nachgeschaltetes drittes Ventil die Sauerstoffzufuhr für die Zeit des Einatmens an die Sauerstoffmaske 14 öffnen. Das dritte Ventil ist beispielsweise ein Bedarfsdruckregler. Der Bedarfsdruckregler hält den Sauerstoffweg geschlossen, wenn der Passagier nicht einatmet und öffnet, sobald beim Einatmen ein Unterdruck an der Sauerstoffmaske 14 entsteht.
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In einem Beispiel weist das Verfahren einen weiteren Schritt 302a auf, in dem das erste Ventil 20 in der Weise angesteuert wird, dass pulsartige Sauerstoffschübe an die Sauerstoffmasken 14 von dem ersten Ventil 20 in dem Arbeitszustand übertragen werden.
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Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele können in unterschiedlicher Art und Weise kombiniert werden.
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4 zeigt schließlich ein Flugzeug 400 mit einer Passagierkabine 402 und einem darin angeordneten System 10 gemäß der vorangehenden Beschreibung.
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Ergänzend ist darauf hinzuweisen, dass „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkung anzusehen.
