EP0761263A2 - Lotto card - Google Patents

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Publication number
EP0761263A2
EP0761263A2 EP96114146A EP96114146A EP0761263A2 EP 0761263 A2 EP0761263 A2 EP 0761263A2 EP 96114146 A EP96114146 A EP 96114146A EP 96114146 A EP96114146 A EP 96114146A EP 0761263 A2 EP0761263 A2 EP 0761263A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
oxygen
generated
breathing
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP96114146A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0761263A3 (en
Inventor
Heinrich Wirtz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Havpat AG
Original Assignee
Havpat AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Havpat AG filed Critical Havpat AG
Publication of EP0761263A2 publication Critical patent/EP0761263A2/en
Publication of EP0761263A3 publication Critical patent/EP0761263A3/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G07—CHECKING-DEVICES
    • G07C—TIME OR ATTENDANCE REGISTERS; REGISTERING OR INDICATING THE WORKING OF MACHINES; GENERATING RANDOM NUMBERS; VOTING OR LOTTERY APPARATUS; ARRANGEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS FOR CHECKING NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • G07C15/00—Generating random numbers; Lottery apparatus

Definitions

  • the invention relates to a method for providing breathing gas in emergency oxygen systems for aircraft, in particular passenger aircraft equipped with a pressurized cabin, in which a breathable gas mixture is delivered via an on-board distribution network and breathing masks connected to it. It also relates to an apparatus for performing such a method.
  • emergency oxygen systems serve the purpose of ensuring that crews and passengers are supplied with breathing air via breathing masks in the event of a sudden loss of pressure in aircraft that are equipped with a pressurized cabin.
  • This is essentially done using two known methods: Either there is decentralized oxygen generation and supply by means of solid-state generators at the tapping points, or central oxygen storage in high-pressure cylinders is provided, with distribution to the individual consumers via a low-pressure piping system and the oxygen throughput both can be regulated centrally as well as decentrally.
  • the tapping points ie the breathing masks
  • the tapping points are treated with an almost pure oxygen gas with an oxygen content of approximately 99.5%. fed, the measurement of the amount of oxygen supplied is carried out in the form of a mass flow rate control dependent on the cabin pressure.
  • the individual breathing masks are then mixed with the ambient air in such a way that an oxygen partial pressure sufficient for the consumer according to aviation medical knowledge is maintained.
  • the object of the invention is to provide a method which, in the event of a pressure drop occurring in a pressurized cabin, provides breathing air with an oxygen partial pressure which is sufficient for the consumer, and in which the hazard potential against fire and explosions, as is the case when using practically pure oxygen for such Purpose is reduced to a minimum.
  • Another object of the invention is to provide a device for performing such a method.
  • the invention achieves the first object by a method in which an oxygen-enriched breathing gas is fed into the distribution network, the oxygen partial pressure of which is regulated as a function of the cabin pressure and which is supplied to the breathing masks in a constant mass flow.
  • the further task is solved by a device with the characterizing features of claim 9. that according to the method according to the invention the oxygen concentration in the on-board distribution system of the aircraft is greatly reduced compared to the known methods, a significant reduction in the risk of fire and explosion is achieved.
  • shut-off valves which are otherwise to be provided and which are necessary for the so-called "engine burst protection", ie the protection of this system from leaks caused by flying engine fragments in the event of engine damage, in order to prevent major oxygen leaks.
  • engine burst protection ie the protection of this system from leaks caused by flying engine fragments in the event of engine damage, in order to prevent major oxygen leaks.
  • the danger potential is significantly reduced by the significantly lower oxygen concentration compared to the conventional methods, which at the same time leads to an improved reliability of the system and to a reduction in the maintenance work required.
  • the same advantage also arises from the fact that, in the methods according to the invention, instead of a complicated oxygen pressure regulation dependent on the cabin pressure, a much simpler mass flow limitation is provided.
  • the method according to the invention is particularly suitable for a connection to one or more gas generation units which produce such a breathing gas mixture directly in the aircraft.
  • a device in which, via a mixing unit, compressed air from a compressor arranged in the aircraft is mixed with pressurized oxygen depending on the air pressure present in such a ratio that the required partial pressure of oxygen is maintained. is known in principle from DE-AS 1 170 792, but this known device is used exclusively for the purpose of providing breathing gas for pressurized cabins and high-altitude breathing apparatus. Such systems have so far not been considered for use in emergency oxygen supply devices of passenger aircraft.
  • the oxygen-enriched breathing gas is generated in the aircraft either by means of a separation process based on molecular sieves or selectively working membranes from the ambient or bleed air from the engine or by electrolysis from fresh water carried along.
  • the method according to the invention In order to ensure an adequate oxygen supply even during the start-up phase of such a gas generating device after a sudden drop in pressure in the cabin and to cover the peak oxygen demand occurring in the first phase of an aircraft emergency descent, it is also advantageous in the method according to the invention to have a certain supply of gas to be provided with a high oxygen concentration.
  • the corresponding storage containers can also advantageously be filled via the gas generating device, in that in a preferred embodiment of the invention it is equipped with an additional high-pressure outlet for gas with a high oxygen concentration.
  • the nitrogen produced as a by-product can also be used. This can either serve to flood the emptied areas of the fuel tanks and thus reduce the risk of explosion, or to use a turbine by using the prevailing pressure differential between the gas generation system and the environment and thus recover part of the energy used in gas generation.
  • the invention will be explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing.
  • the figure shows schematically the basic structure of a system for supplying crew and passengers to a commercial aircraft equipped with a pressurized cabin with breathing gas in the event of a pressure drop occurring in the cabin.
  • the arrangement consists of a gas generator unit 1, which is supplied with ambient air via a gas inlet from a compressor 2 and a cooler 3.
  • the ambient air can also be compressed via an appropriately designed air inlet, also referred to as “ram air”.
  • ram air an appropriately designed air inlet
  • engine bleed air which is supplied directly via the cooler 3, without a compressor, is passed into the gas generating unit 1.
  • the gas generating unit 1 has the necessary technical facilities to obtain a gas mixture with an increased oxygen concentration from the supplied air of the usual composition. This is done either according to the principle of action of a molecular sieve or using selectively permeable membrane modules, which have a preferred separation capacity for oxygen. This can be carried out with the aid of so-called electrochemical membranes, oxygen ions being transported over a ceramic membrane using an electric field and deionized again on the other side. Furthermore, the use of the electrolysis method can alternatively also be carried out.
  • the gas generating unit 1 has, in addition to an outlet 4 for exhaust gases, a low-pressure outlet 5 for the oxygen-enriched breathing gas and a high-pressure outlet 6 for gas generated with the same unit, which consists almost entirely of oxygen and which is more highly compressed.
  • the high pressure outlet 6 is connected via an oxygen monitor 7 and two shut-off valves 8 and 9 to two storage containers 10 and 11, of which the former is intended for the supply of passengers and the latter for the supply of the cockpit crew.
  • the cockpit crew is supplied exclusively with the pure oxygen stored in container 11, which is supplied to the crew members via a pressure reducing valve 12 and breathing masks 13, in which this oxygen is supplied in a conventional manner Ambient air is mixed or is available as pure oxygen.
  • a mixing unit 14 is provided for supplying the passengers with breathing gas, which is connected on the one hand to the low pressure outlet 5 and on the other hand, via a second pressure reducing valve 15, to the storage container 10 which contains the oxygen supply for the passengers.
  • the two storage containers 10 and 11 are filled with highly compressed, practically pure oxygen via the high-pressure outlet 6 of the gas generation unit 1.
  • the two shut-off valves 8 and 9 regulate, when the control unit 16 acts on them, a sequential filling of these containers in such a way that first the container 11 for the crew and only then the container 10 for the passengers is filled.
  • the gas generating unit 1 then remains in the stand-by mode.
  • the gas generating unit 1 is started immediately and supplies the mixing unit 14 with increased breathing gas via the low-pressure outlet 5 Oxygen concentration.
  • the oxygen partial pressure in this breathing gas is set via the control unit 16, which regulates the supply of pure oxygen from the storage container 10 to this breathing gas, to a value which ensures an adequate supply of oxygen to the passengers.
  • the level of the set oxygen partial pressure depends on the flight altitude or the resulting cabin pressure.
  • the breathing gas is conducted with a constant mass flow via the distribution network 18 to the breathing masks for the passengers, in which ambient air is not admixed with this breathing gas.
  • the breathing masks 13 of the cockpit crew are supplied with oxygen from the reservoir 11 via the pressure reducing valve 12.
  • the storage container 10 for the passenger supply primarily represents a buffer which serves to ensure the supply of breathing gas to the passengers and also the peak demand in the start-up phase of the gas generation unit 1, when there is not yet a sufficiently high concentration of breathing gas available at the low pressure outlet 5 Cover oxygen during the first phase of the aircraft's emergency descent. It can therefore be dimensioned comparatively small.
  • the respiratory gas and the highly biased oxygen can be generated electrolytically, with fresh water carried in the aircraft serving as the starting product.

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Abstract

The lottery card is produced from a relatively stiff material such as cardboard. Printed on the card are one or more game fields (2) consisting of a matrix of numbered cells (5). Each cell has a circular perforated section (4) that can be removed by the player using the tip of a pen. Typically the player is required to select a limited number of numbers. The remaining section of the card is available for advertising matter.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstellung von Atemgas in Notsauerstoffsystemen für Flugzeuge, insbesondere mit einer Druckkabine ausgestattete Passagierflugzeuge, bei dem über ein bordeigenes Verteilungsnetz sowie daran angeschlossene Atemmasken ein atembares Gasgemisch abgegeben wird. Ferner betrifft sie eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for providing breathing gas in emergency oxygen systems for aircraft, in particular passenger aircraft equipped with a pressurized cabin, in which a breathable gas mixture is delivered via an on-board distribution network and breathing masks connected to it. It also relates to an apparatus for performing such a method.

Notsauerstoffsysteme dienen in der Luftfahrttechnik dem Zweck, in Flugzeugen, die mit einer Druckkabine ausgestattet sind, im Fall eines plötzlich auftretenden Druckverlustes die Versorgung von Besatzung und Passagieren mit Atemluft über Atemmasken sicherzustellen. Dies geschieht im wesentlichen nach zwei bekannten Verfahren: Entweder es erfolgt eine dezentrale Sauerstofferzeugung und Versorgung mittels Feststoffgeneratoren an den Entnahmestellen, oder es ist eine zentrale Sauerstoffbevorratung in Hochdruckzylindern vorgesehen, wobei die Verteilung zu den einzelnen Verbrauchern über ein Niederdruck-Rohrleitungssystem geschieht und der Sauerstoffdurchsatz sowohl zentral als auch dezentral geregelt werden kann.In aeronautical engineering, emergency oxygen systems serve the purpose of ensuring that crews and passengers are supplied with breathing air via breathing masks in the event of a sudden loss of pressure in aircraft that are equipped with a pressurized cabin. This is essentially done using two known methods: Either there is decentralized oxygen generation and supply by means of solid-state generators at the tapping points, or central oxygen storage in high-pressure cylinders is provided, with distribution to the individual consumers via a low-pressure piping system and the oxygen throughput both can be regulated centrally as well as decentrally.

Bei beiden bekannten Verfahren wird den Entnahmestellen, d.h. den Atemmasken ein nahezu reines Sauerstoffgas mit einem Sauerstoffgehalt von etwa 99,5 % zugeführt, wobei die Bemessung der zugeführten Sauerstoffmenge in Form einer vom Kabinendruck abhängigen Massendurchsatzregelung vorgenommen wird. In den einzelnen Atemmasken erfolgt dann eine Vermischung mit der Umgebungsluft in der Weise, daß für ein für den Konsumenten nach luftfahrtmedizinischen Erkenntnissen ausreichender Sauerstoffpartialdruck eingehalten wird.In both known methods, the tapping points, ie the breathing masks, are treated with an almost pure oxygen gas with an oxygen content of approximately 99.5%. fed, the measurement of the amount of oxygen supplied is carried out in the form of a mass flow rate control dependent on the cabin pressure. The individual breathing masks are then mixed with the ambient air in such a way that an oxygen partial pressure sufficient for the consumer according to aviation medical knowledge is maintained.

Die Nachteile dieser bekannten Verfahren liegen zum einen in einem vergleichsweise hohen Gefährdungspotential gegenüber Feuer und Explosionen, das durch die Verwendung praktisch reinen Sauerstoffes gegeben ist, und zum anderen in der Erfordernis eines vergleichsweise aufwendigen Regelungssystems für den Sauerstoffdurchsatz, der nach dem herrschenden Kabinendruck, d.h. der jeweiligen Flughöhe, zu regeln ist.The disadvantages of these known methods lie, on the one hand, in a comparatively high risk potential against fire and explosions, which is given by the use of practically pure oxygen, and, on the other hand, in the need for a comparatively complex control system for the oxygen throughput which, according to the prevailing cabin pressure, i.e. the respective flight altitude, is to be regulated.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das im Fall eines auftretenden Druckabfalles in einer Druckkabine Atemluft mit einem für den Konsumenten ausreichenden Sauerstoffpartialdruck bereitstellt, und bei dem das Gefährdungspotential gegenüber Feuer und Explosionen, wie es bei einer Verwendung von praktisch reinem Sauerstoff für derartige Zwecke gegeben ist, auf ein Minimum reduziert ist. Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens anzugeben.The object of the invention is to provide a method which, in the event of a pressure drop occurring in a pressurized cabin, provides breathing air with an oxygen partial pressure which is sufficient for the consumer, and in which the hazard potential against fire and explosions, as is the case when using practically pure oxygen for such Purpose is reduced to a minimum. Another object of the invention is to provide a device for performing such a method.

Die Erfindung löst die erste Aufgabe durch ein Verfahren, bei dem in das Verteilungsnetz ein mit Sauerstoff angereichertes Atemgas eingespeist wird, dessen Sauerstoffpartialdruck in Abhängigkeit vom Kabinendruck geregelt und das den Atemmasken in einem konstanten Massenstrom zugeführt wird. Die Lösung der weiteren Aufgabe erfolgt durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 9. Dadurch, daß gemäß dem Verfahren nach der Erfindung die Sauerstoffkonzentration im bordeigenen Verteilungssystem des Flugzeuges gegenüber den bekannten Verfahren stark herabgesetzt ist, wird eine deutliche Verringerung des Feuer- und Explosionsrisikos erreicht. Ferner kann der Aufbau dieses Verteilungssystems insofern wesentlich vereinfacht werden, als ansonsten vorzusehende Absperrventile, welche für die sogenannte "Engine Burst Protection", d.h. den Schutz dieses Systems vor Leckagen durch herumfliegende Triebwerksfragmente im Falle eines Triebwerksschadens, erforderlich sind, um größere Sauerstoffleckagen zu verhindern, entfallen können bzw. durch vergleichsweise einfache Vor richtungen zur Leckagebegrenzung ersetzt werden können. Dieses wird dadurch möglich, daß durch die gegenüber den herkömmlichen Verfahren wesentlich geringere Sauerstoffkonzentration das Gefährdungspotential nachhaltig verringert ist, was zugleich zu einer verbesserten Zuverlässigkeit des Systems sowie zu einer Reduzierung der erforderlichen Wartungsarbeiten führt. Der gleiche Vorteil ergibt sich auch aus der Tatsache, daß bei den erfindungsgemäßen Verfahren anstelle einer aufwendigen kabinendruckabhängigen Sauerstoffdurchsatzregelung eine wesentlich einfacher aufgebaute Massenstrombegrenzung vorgesehen ist.The invention achieves the first object by a method in which an oxygen-enriched breathing gas is fed into the distribution network, the oxygen partial pressure of which is regulated as a function of the cabin pressure and which is supplied to the breathing masks in a constant mass flow. The further task is solved by a device with the characterizing features of claim 9. that according to the method according to the invention the oxygen concentration in the on-board distribution system of the aircraft is greatly reduced compared to the known methods, a significant reduction in the risk of fire and explosion is achieved. Furthermore, the construction of this distribution system can be simplified considerably in that shut-off valves which are otherwise to be provided and which are necessary for the so-called "engine burst protection", ie the protection of this system from leaks caused by flying engine fragments in the event of engine damage, in order to prevent major oxygen leaks. can be omitted or can be replaced by comparatively simple devices to limit leakage. This is made possible by the fact that the danger potential is significantly reduced by the significantly lower oxygen concentration compared to the conventional methods, which at the same time leads to an improved reliability of the system and to a reduction in the maintenance work required. The same advantage also arises from the fact that, in the methods according to the invention, instead of a complicated oxygen pressure regulation dependent on the cabin pressure, a much simpler mass flow limitation is provided.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für eine Verbindung mit einer oder mehreren Gaserzeugungseinheiten, die ein solches Atemgasgemisch unmittelbar im Flugzeug produzieren.The method according to the invention is particularly suitable for a connection to one or more gas generation units which produce such a breathing gas mixture directly in the aircraft.

Eine Vorrichtung, bei der über eine Mischeinheit Druckluft von einen im Flugzeug angeordneten Verdichter abhängig vom anliegenden Luftdruck mit Drucksauerstoff in einem solchen Verhältnis gemischt wird, daß der erforderliche Sauerstoffpartialdruck eingehalten wird, ist im Prinzip aus der DE-AS 1 170 792 bekannt geworden, jedoch dient diese bekannte Vorrichtung ausschließlich dem Zweck, Atemgas für Druckkabinen und Höhenatemgeräte bereitzstellen. Für einen Einsatz in Notsauerstoffversorgungseinrichtungen von Passagierflugzeugen sind derartige Systeme bisher nicht in Erwägung gezogen worden.A device in which, via a mixing unit, compressed air from a compressor arranged in the aircraft is mixed with pressurized oxygen depending on the air pressure present in such a ratio that the required partial pressure of oxygen is maintained. is known in principle from DE-AS 1 170 792, but this known device is used exclusively for the purpose of providing breathing gas for pressurized cabins and high-altitude breathing apparatus. Such systems have so far not been considered for use in emergency oxygen supply devices of passenger aircraft.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Erzeugung des mit Sauerstoff angereicherten Atemgases im Flugzeug entweder mittels Trennverfahren auf der Basis von Molekularsieben bzw. selektiv arbeitenden Membranen aus der Umgebungs- oder aus Zapfluft vom Triebwerk oder aber mittels Elektrolyse aus mitgeführtem Frischwasser. Dies führt zu einer weiteren Verringerung des Sicherheitsrisikos, da die Bevorratung von Sauerstoff in Hochdruckzylindern entfallen kann. Ferner verringert sich durch diese Maßnahme der Wartungsaufwand, während zugleich die zur Verfügung stehenden Versorgungszeiten wesentlich verlängert werden.In an advantageous embodiment of the invention, the oxygen-enriched breathing gas is generated in the aircraft either by means of a separation process based on molecular sieves or selectively working membranes from the ambient or bleed air from the engine or by electrolysis from fresh water carried along. This leads to a further reduction in the safety risk, since there is no need to store oxygen in high-pressure cylinders. This measure also reduces the maintenance effort, while at the same time significantly extending the available supply times.

Um auch während der Anlaufphase einer solchen Gaserzeugungseinrichtung nach einem plötzlichen Druckabfall in der Kabine eine ausreichende Sauerstoffversorgung zu gewährleisten und den in der ersten Phase eines Flugzeug-Notabstieges auftretenden Spitzenbedarf an Sauerstoff abzudecken, ist es auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft, einen gewissen Vorrat an Gas mit hoher Sauerstoffkonzentration vorzusehen. Die Befüllung der entsprechenden Vorratsbehälter kann in vorteilhafter Weise ebenfalls über die Gaserzeugungseinrichtung erfolgen, indem diese in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit einem zusätzlichen Hochdruckauslaß für Gas hoher Sauerstoffkonzentration ausgestattet ist.In order to ensure an adequate oxygen supply even during the start-up phase of such a gas generating device after a sudden drop in pressure in the cabin and to cover the peak oxygen demand occurring in the first phase of an aircraft emergency descent, it is also advantageous in the method according to the invention to have a certain supply of gas to be provided with a high oxygen concentration. The corresponding storage containers can also advantageously be filled via the gas generating device, in that in a preferred embodiment of the invention it is equipped with an additional high-pressure outlet for gas with a high oxygen concentration.

Im Zusammenhang mit dem Einsatz von Sauerstoffgewinnungseinheiten ist es möglich, auch nach einer aufgetretenen Dekompression der Druckkabine längere Zeit in einer größeren Flughöhe zu verbleiben und dadurch einen wesentlich niedrigeren Brennstoffverbrauch bzw. eine entsprechend größere Reichweite zu erzielen. Schließlich kann bei dem Verfahren nach der Erfindung in den Fällen, in denen das Atemgas über Trennverfahren aus der Umgebungs- oder Triebwerkszapfluft erzeugt wird, der als Nebenprodukt anfallende Stickstoff zusätzlich genutzt werden. Dieser kann entweder dazu dienen, die entleerten Bereiche der Treibstofftanks zu fluten und damit das Explosionsrisiko herabzusetzen, oder aber durch Nutzung des herrschenden Druckgefälles zwischen dem Gaserzeugungssystem und der Umgebung eine Turbine zu beaufschlagen und auf diese Weise einen Teil der bei der Gaserzeugung aufgewandten Energie zurückzugewinnen.In connection with the use of oxygen recovery units, it is possible to remain at a higher altitude for a longer time even after decompression of the pressurized cabin has occurred, thereby achieving a significantly lower fuel consumption or a correspondingly greater range. Finally, in the case of the method according to the invention, in the cases in which the breathing gas is generated from the ambient or engine bleed air by means of separation processes, the nitrogen produced as a by-product can also be used. This can either serve to flood the emptied areas of the fuel tanks and thus reduce the risk of explosion, or to use a turbine by using the prevailing pressure differential between the gas generation system and the environment and thus recover part of the energy used in gas generation.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figur zeigt in schematischer Weise den prinzipiellen Aufbau eines Systems für die Versorgung von Besatzung und Passagieren eines mit einer Druckkabine ausgestatteten Verkehrsflugzeuges mit Atemgas im Falle eines auftretenden Druckabfalles in der Kabine.The invention will be explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown in the drawing. The figure shows schematically the basic structure of a system for supplying crew and passengers to a commercial aircraft equipped with a pressurized cabin with breathing gas in the event of a pressure drop occurring in the cabin.

Die Anordnung besteht aus einer Gaserzeugereinheit 1, die über einen Gaseinlaß von einem Kompressor 2 sowie einem Kühler 3 mit Umgebungsluft versorgt wird. Die Umgebungsluft kann statt über den Kompressor 2 auch über einen entsprechend ausgebildeten Lufteinlauf, auch als "Ram Air" bezeichnet, verdichtet werden. Anstelle von Umgebungsluft kann aber auch auf Triebwerkszapfluft zurückgegriffen werden, die direkt über den Kühler 3, ohne Kompressor, in die Gaserzeugungseinheit 1 geleitet wird.The arrangement consists of a gas generator unit 1, which is supplied with ambient air via a gas inlet from a compressor 2 and a cooler 3. Instead of the compressor 2, the ambient air can also be compressed via an appropriately designed air inlet, also referred to as “ram air”. Instead of ambient air, it is also possible to use engine bleed air which is supplied directly via the cooler 3, without a compressor, is passed into the gas generating unit 1.

Die Gaserzeugungseinheit 1 verfügt über die erforderlichen technischen Einrichtungen, um aus der zugeführten Luft üblicher Zusammensetzung ein Gasgemisch mit erhöhter Sauerstoffkonzentration zu gewinnen. Dies geschieht entweder nach dem Wirkungsprinzip eines Molekularsiebes oder aber unter Verwendung selektiv permabler Membranmodule, die ein bevorzugtes Trennvermögen für Sauerstoff besitzen. Dieses kann mit Hilfe von sogenannten elektrochemischen Membranen durchgeführt werden, wobei Sauerstoffionen mit Hilfe eines elektrischen Feldes über eine Keramikmembran transportiert werden und auf der anderen Seite wieder entionisiert werden. Ferner ist alternativ auch der Einsatz nach dem Elektrolyseverfahren durchführbar.The gas generating unit 1 has the necessary technical facilities to obtain a gas mixture with an increased oxygen concentration from the supplied air of the usual composition. This is done either according to the principle of action of a molecular sieve or using selectively permeable membrane modules, which have a preferred separation capacity for oxygen. This can be carried out with the aid of so-called electrochemical membranes, oxygen ions being transported over a ceramic membrane using an electric field and deionized again on the other side. Furthermore, the use of the electrolysis method can alternatively also be carried out.

Die Gaserzeugungseinheit 1 besitzt neben einem Auslaß 4 für Abgase je einen Niederdruckauslaß 5 für das mit Sauerstoff angereicherte Atemgas und einen Hochdruckauslaß 6 für mit der gleichen Einheit erzeugtes Gas, das praktisch vollständig aus Sauerstoff besteht und das höher verdichtet ist.The gas generating unit 1 has, in addition to an outlet 4 for exhaust gases, a low-pressure outlet 5 for the oxygen-enriched breathing gas and a high-pressure outlet 6 for gas generated with the same unit, which consists almost entirely of oxygen and which is more highly compressed.

Der Hochdruckauslaß 6 ist über einen Sauerstoffmonitor 7 sowie zwei Absperrventile 8 und 9 mit zwei Vorratsbehältern 10 und 11 verbunden, von denen der erstere für die Versorgung der Passagiere und der letztere für die Versorgung der Cockpit-Besatzung vorgesehen ist. Die Versorgung der Cockpit-Besatzung erfolgt bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel ausschließlich mit dem in Behälter 11 gespeicherten reinen Sauerstoff, der den Besatzungsmitgliedern über ein Druckreduzierventil 12 sowie Atemmasken 13 zugeführt wird, in denen dieser Sauerstoff auf herkömmliche Weise mit Umgebungsluft vermischt wird oder als reiner Sauerstoff zur Verfügung steht.The high pressure outlet 6 is connected via an oxygen monitor 7 and two shut-off valves 8 and 9 to two storage containers 10 and 11, of which the former is intended for the supply of passengers and the latter for the supply of the cockpit crew. In the exemplary embodiment shown here, the cockpit crew is supplied exclusively with the pure oxygen stored in container 11, which is supplied to the crew members via a pressure reducing valve 12 and breathing masks 13, in which this oxygen is supplied in a conventional manner Ambient air is mixed or is available as pure oxygen.

Für die Versorgung der Passagiere mit Atemgas ist eine Mischeinheit 14 vorgesehen, die einerseits mit dem Niederdruckauslaß 5 und andererseits, über ein zweites Druckreduzierventil 15, mit dem Vorratsbehälter 10 verbunden ist, der den Sauerstoffvorrat für die Passagiere enthält. Die Mischeinheit 14 ist, ebenso wie die beiden Absperrventile 8 und 9 sowie die Vorratsbehälter 10 und 11 mit einer Kontrolleinheit 16 verbunden, die zugleich die Parameter Druck und Temperatur registriert und die ihrerseits an einen zentralen Bordrechner 17 angeschlossen ist.A mixing unit 14 is provided for supplying the passengers with breathing gas, which is connected on the one hand to the low pressure outlet 5 and on the other hand, via a second pressure reducing valve 15, to the storage container 10 which contains the oxygen supply for the passengers. The mixing unit 14, like the two shut-off valves 8 and 9 and the storage containers 10 and 11, is connected to a control unit 16, which at the same time registers the parameters pressure and temperature and which in turn is connected to a central on-board computer 17.

Nicht dargestellt in der Figur sind die Einzelheiten eines Flugzeugverteilungsnetzwerkes 18, das über kalibrierte Massenstrombegrenzer sowie Atemmasken für die Passagiere verfügt.The details of an aircraft distribution network 18, which has calibrated mass flow limiters and breathing masks for the passengers, are not shown in the figure.

Bereits vor dem Eintritt eines möglichen Druckabfalls, beispielsweise zu Beginn eines Fluges, werden über den Hochdruckauslaß 6 der Gaserzeugungseinheit 1 die beiden Vorratsbehälter 10 und 11 mit hoch verdichtetem, praktisch reinem Sauerstoff befüllt. Die beiden Absperrventile 8 und 9 regeln dabei, von der Kontrolleinheit 16 beaufschlagt, ein sequentielles Befüllen dieser Behälter in der Weise, daß zuerst der Behälter 11 für die Besatzung und erst danach der Behälter 10 für die Passagiere gefüllt wird. Anschließend verbleibt die Gaserzeugungseinheit 1 im Stand-By-Modus.Even before a possible pressure drop occurs, for example at the start of a flight, the two storage containers 10 and 11 are filled with highly compressed, practically pure oxygen via the high-pressure outlet 6 of the gas generation unit 1. The two shut-off valves 8 and 9 regulate, when the control unit 16 acts on them, a sequential filling of these containers in such a way that first the container 11 for the crew and only then the container 10 for the passengers is filled. The gas generating unit 1 then remains in the stand-by mode.

Bei einem plötzlich eintretenden Abfall des Kabinendruckes wird die Gaserzeugungseinheit 1 sofort gestartet und versorgt über den Niederdruckauslaß 5 die Mischeinheit 14 mit Atemgas erhöhter Sauerstoff-konzentration. Der Sauerstoffpartialdruck in diesem Atemgas wird dabei über die Kontrolleinheit 16, die die Zufuhr von reinem Sauerstoff aus dem Vorratsbehälter 10 zu diesem Atemgas regelt, auf einen Wert eingestellt, der eine ausreichende Versorgung der Passagiere mit Sauerstoff sicherstellt. Die Höhe des eingestellten Sauerstoffpartialdruckes richtet sich dabei nach der Flughöhe bzw. dem daraus sich ergebenden Kabinendruck. Das Atemgas wird mit konstantem Massenstrom über das Verteilungsnetzwerk 18 zu den Atemmasken für die Passagiere geleitet, in denen keine Zumischung von Umgebungsluft zu diesem Atemgas erfolgt. Die Atemmasken 13 der Cockpit-Besatzung werden über das Druckreduzierventil 12 aus dem Vorratsbehälter 11 mit Sauerstoff versorgt. Der Vorratsbehälter 10 für die Passagierversorgung stellt dabei in erster Linie einen Puffer dar, der dazu dient, in der Anlaufphase der Gaserzeugungseinheit 1, wenn noch nicht genügend hoch konzentriertes Atemgas am Niederdruckauslaß 5 zur Verfügung steht, die Atemgasversorgung der Passagiere sicherzustellen und auch den Spitzenbedarf an Sauerstoff während der ersten Phase des Notabstieges des Flugzeuges zu decken. Er kann deshalb vergleichsweise klein dimensioniert sein.In the event of a sudden drop in the cabin pressure, the gas generating unit 1 is started immediately and supplies the mixing unit 14 with increased breathing gas via the low-pressure outlet 5 Oxygen concentration. The oxygen partial pressure in this breathing gas is set via the control unit 16, which regulates the supply of pure oxygen from the storage container 10 to this breathing gas, to a value which ensures an adequate supply of oxygen to the passengers. The level of the set oxygen partial pressure depends on the flight altitude or the resulting cabin pressure. The breathing gas is conducted with a constant mass flow via the distribution network 18 to the breathing masks for the passengers, in which ambient air is not admixed with this breathing gas. The breathing masks 13 of the cockpit crew are supplied with oxygen from the reservoir 11 via the pressure reducing valve 12. The storage container 10 for the passenger supply primarily represents a buffer which serves to ensure the supply of breathing gas to the passengers and also the peak demand in the start-up phase of the gas generation unit 1, when there is not yet a sufficiently high concentration of breathing gas available at the low pressure outlet 5 Cover oxygen during the first phase of the aircraft's emergency descent. It can therefore be dimensioned comparatively small.

Abweichend von der vorangehend beschriebenen Anordnung kann die Erzeugung des Atemgases sowie des hoch vorgespannten Sauerstoffes auf elektrolytischem Wege erfolgen, wobei im Flugzeug mitgeführtes Frischwasser als Ausgangsprodukt dient.In a departure from the arrangement described above, the respiratory gas and the highly biased oxygen can be generated electrolytically, with fresh water carried in the aircraft serving as the starting product.

Claims (10)

Verfahren zur Bereitstellung von Atemgas in Notsauerstoffsystemen für Flugzeuge, insbesondere mit einer Druckkabine ausgestattete Passagierflugzeuge, bei dem über ein bordeigenes Verteilungsnetz sowie daran angeschlossene Atemmasken ein atembares Gasgemisch abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß in das Verteilungsnetz (18) ein mit Sauerstoff angereichertes Atemgas eingespeist wird, dessen Sauerstoffpartialdruck in Abhängigkeit vom Kabinendruck geregelt und das den Atemmasken in einem konstanten Massenstrom zugeführt wird.Method for providing breathing gas in emergency oxygen systems for aircraft, in particular passenger aircraft equipped with a pressurized cabin, in which a breathable gas mixture is emitted via an on-board distribution network and breathing masks connected to it, characterized in that an oxygen-enriched breathing gas is fed into the distribution network (18) , whose oxygen partial pressure is regulated depending on the cabin pressure and which is supplied to the breathing masks in a constant mass flow. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gasgemisch an Bord erzeugt wird.A method according to claim 1, characterized in that the gas mixture is generated on board. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Sauerstoff bevorratet wird, der dem Gasgemisch zugesetzt wird.A method according to claim 2, characterized in that oxygen is additionally stored, which is added to the gas mixture. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung aus der Umgebungsluft erfolgt.Method according to Claim 2 or 3, characterized in that the gas is generated from the ambient air. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung aus Triebwerkszapfluft erfolgt.Method according to Claim 2 or 3, characterized in that the gas is generated from engine bleed air. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung mittels eines Molekularsiebes erfolgt.A method according to claim 4 or 5, characterized in that the gas is generated by means of a molecular sieve. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung mit Hilfe selektiver permabler Membranen erfolgt.A method according to claim 4 or 5, characterized in that the gas is generated using selective permeable membranes. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugung durch die Elektrolyse von Wasser erfolgt.A method according to claim 2 or 3, characterized in that the gas is generated by the electrolysis of water. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bestehend aus wenigstens einer vom Kabinendruck beaufschlagbaren Gaserzeugungseinheit sowie einem Verteilungsnetz mit nachgeschalteten Atemmasken, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaserzeugungseinheit (1) über wenigstens je einen Niederdruckauslaß (5) für ein mit Sauerstoff angereichertes Gasgemisch sowie einen Hochdruckauslaß (6) für Sauerstoff verfügt und daß beide Auslässe (5,6) mit wenigstens einer Mischeinheit (14) verbunden sind, die von einer Kontrolleinheit (16) zur Regelung der Sauerstoffzufuhr zum Gasgemisch beaufschlagbar ist, wobei die Kontrolleinheit (16) mit einem Sensor zur Erfassung des Kabinendrucks ausgestattet ist.Device for carrying out the method according to one of claims 1 to 8, consisting of at least one gas generation unit which can be acted upon by the cabin pressure and a distribution network with downstream breathing masks, characterized in that the gas generation unit (1) has at least one low-pressure outlet (5) for an oxygen-enriched one Gas mixture and a high pressure outlet (6) for oxygen and that both outlets (5,6) are connected to at least one mixing unit (14) which can be acted upon by a control unit (16) for regulating the supply of oxygen to the gas mixture, the control unit (16 ) is equipped with a sensor for detecting the cabin pressure. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckauslaß (6) der Gaserzeugungseinheit (1) mit wenigstens einem Vorratsbehälter (10,11) zur Aufnahme von Sauerstoffgas verbunden ist.Apparatus according to claim 9, characterized in that the high pressure outlet (6) of the gas generation unit (1) is connected to at least one storage container (10, 11) for receiving oxygen gas.
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