JPH04215771A - 高濃度酸素ガス呼吸装置及び高濃度酸素ガス発生装置 - Google Patents
高濃度酸素ガス呼吸装置及び高濃度酸素ガス発生装置Info
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- JPH04215771A JPH04215771A JP3038907A JP3890791A JPH04215771A JP H04215771 A JPH04215771 A JP H04215771A JP 3038907 A JP3038907 A JP 3038907A JP 3890791 A JP3890791 A JP 3890791A JP H04215771 A JPH04215771 A JP H04215771A
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B7/00—Respiratory apparatus
- A62B7/14—Respiratory apparatus for high-altitude aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D10/00—Flight suits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
- B64D13/00—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft
- B64D13/06—Arrangements or adaptations of air-treatment apparatus for aircraft crew or passengers, or freight space, or structural parts of the aircraft the air being conditioned
- B64D2013/0603—Environmental Control Systems
- B64D2013/0677—Environmental Control Systems comprising on board oxygen generator systems
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- Emergency Management (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【発明の分野】本発明は、高濃度酸素ガスを用いた呼吸
用の装置ないしはシステムに関し、特に、商業用の旅客
航空機の乗員又は乗客が呼吸を行うため、或は、医療用
航空機で使用するため、高濃度酸素ガスを提供するため
のシステム及び装置に関するものである。
用の装置ないしはシステムに関し、特に、商業用の旅客
航空機の乗員又は乗客が呼吸を行うため、或は、医療用
航空機で使用するため、高濃度酸素ガスを提供するため
のシステム及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術の説明】旅客航空機においては、操縦者、キ
ャビン内乗員及び乗客の呼吸、特にキャビン内減圧のよ
うな緊急事態のために、酸素が供給されることが必要で
ある。一般に操縦者用の呼吸システムは、乗客用の呼吸
システムから分離されており、酸素は、加圧されたガス
状酸素シリンダから供給される。また、１２０００ｍ以
上の高度での飛行中、瞬間的なキャビン内減圧が生じた
場合に、高度の影響から保護するため、航空機を飛行さ
せる乗員の一人が呼吸を続けるよう、酸素が得られるよ
うにすることが必要とされる。理想的には、後者のため
に必要とされる酸素は、緊急システムについての蓄積酸
素供給源を消費することなく、得られるようにすべきで
ある。乗客用システムは、ある高度でのキャビン内減圧
から守るよう設計されており、航空機が３０００ｍの安
全高度まで降下中に、最大１０分間、酸素を供給できる
ようにすることが必要とされる。この目的で、塩素酸塩
キャンドルが一般に用いられるが、ガス状酸素も、高高
度飛行中に治療目的でキャビン乗員により使用できるよ
う、客室内で利用される。大きな航空機の中には、ガス
状酸素が乗客用システムのために提供され、別のガス状
酸素が酸素使用時間を１０分以上に延ばすべく搭載され
ているものがある。
ャビン内乗員及び乗客の呼吸、特にキャビン内減圧のよ
うな緊急事態のために、酸素が供給されることが必要で
ある。一般に操縦者用の呼吸システムは、乗客用の呼吸
システムから分離されており、酸素は、加圧されたガス
状酸素シリンダから供給される。また、１２０００ｍ以
上の高度での飛行中、瞬間的なキャビン内減圧が生じた
場合に、高度の影響から保護するため、航空機を飛行さ
せる乗員の一人が呼吸を続けるよう、酸素が得られるよ
うにすることが必要とされる。理想的には、後者のため
に必要とされる酸素は、緊急システムについての蓄積酸
素供給源を消費することなく、得られるようにすべきで
ある。乗客用システムは、ある高度でのキャビン内減圧
から守るよう設計されており、航空機が３０００ｍの安
全高度まで降下中に、最大１０分間、酸素を供給できる
ようにすることが必要とされる。この目的で、塩素酸塩
キャンドルが一般に用いられるが、ガス状酸素も、高高
度飛行中に治療目的でキャビン乗員により使用できるよ
う、客室内で利用される。大きな航空機の中には、ガス
状酸素が乗客用システムのために提供され、別のガス状
酸素が酸素使用時間を１０分以上に延ばすべく搭載され
ているものがある。
【０００３】世界のある領域における新しい航空ルート
の発展は、１つの問題を生じている。これは、これらの
航空ルートの一部が、キャビン内減圧が生じた場合に３
０００ｍに降下することのできない山地の上方にあるか
らである。従って、酸素が、４０分以上の長時間にわた
り６０００ｍの高度で使用できるよう、得られるように
することが要求されている。１０分以上の時間にわたる
塩素酸塩キャンドルの使用は信頼できず、また、ガス状
酸素の貯蔵のために別のシリンダを設けることは、重量
やスペース上、問題がある。
の発展は、１つの問題を生じている。これは、これらの
航空ルートの一部が、キャビン内減圧が生じた場合に３
０００ｍに降下することのできない山地の上方にあるか
らである。従って、酸素が、４０分以上の長時間にわた
り６０００ｍの高度で使用できるよう、得られるように
することが要求されている。１０分以上の時間にわたる
塩素酸塩キャンドルの使用は信頼できず、また、ガス状
酸素の貯蔵のために別のシリンダを設けることは、重量
やスペース上、問題がある。
【０００４】シリンダ内に貯蔵されたガス状酸素を使用
するシステムは、圧力を維持するために、頻繁な保守及
び再充填を必要とする。このような保守や再充填は、地
上の供給源から航空機上で行われ、或いは、シリンダの
交換により行われる。シリンダは航空機の外側に輸送で
きる必要があるので、それらは、通常の航空機の設計慣
行に比較して重量を増加させる調整が行われる。
するシステムは、圧力を維持するために、頻繁な保守及
び再充填を必要とする。このような保守や再充填は、地
上の供給源から航空機上で行われ、或いは、シリンダの
交換により行われる。シリンダは航空機の外側に輸送で
きる必要があるので、それらは、通常の航空機の設計慣
行に比較して重量を増加させる調整が行われる。
【０００５】米国特許４，９６０，１１９号（Ｎｏｒｍ
ａｌａｉｒ−Ｇａｒｒｅｔｔ）明細書には、軍事用航空
機で使用される航空機乗員生命維持システムが開示され
ている。このシステムは、加圧されたキャビン、即ち、
６１００ｍ（２００００ｆｔ．）の最大航空機キャビン
運転高度で、地上から１８３００ｍ（６００００ｆｔ．
）の最大航空機運転高度までの通常の飛行運行中に乗員
の呼吸条件に適合する例えば５５％〜６０％のパーセン
ト濃度に酸素が濃縮された呼吸可能なガスを送り出すよ
う制御される分子ふるい吸収ベッド、即ち酸素濃縮器を
有する機内酸素発生システム（ＯＢＯＧＳ）から構成さ
れている。この濃度範囲での呼吸可能ガスは、増圧器な
いしは圧縮機により圧力が高められた後、貯蔵タンクに
送り込まれ、このタンクから、呼吸調整器及びマスクを
経て乗員に供給される。更に、貯蔵タンク内の圧力が所
定値以上であり、且つ、充填中でない場合、操縦士機体
外放出装置に関連される緊急用呼吸ガス貯蔵ボトルの圧
力が所定最小値以下に低下したことが検出されたならば
、この貯蔵ボトルを充填して脱出中に使用するために、
ＯＢＯＧＳは、最大酸素濃度（少なくとも９０％酸素）
の呼吸可能なガスを送り出すべく、酸素濃縮器を制御す
るよう切り換えられる。航空機の全ての領域で呼吸可能
ガスを供給する必要があるため、酸素濃縮器及び圧縮機
は、この条件に合うように寸法が定められなければなら
ず、また、貯蔵タンクは、激しい飛行操作中に乗員が深
く又は速く呼吸している呼吸需要時にピークがある呼吸
ガス需要を処理する容量を有しなければならない。同時
に、緊急用ガス貯蔵ボトルを充填するための条件に適合
させるため、ほぼ純粋な酸素を送り出すことができるよ
うに、酸素濃縮器のサイクルを変化させることができな
ければならない。
ａｌａｉｒ−Ｇａｒｒｅｔｔ）明細書には、軍事用航空
機で使用される航空機乗員生命維持システムが開示され
ている。このシステムは、加圧されたキャビン、即ち、
６１００ｍ（２００００ｆｔ．）の最大航空機キャビン
運転高度で、地上から１８３００ｍ（６００００ｆｔ．
）の最大航空機運転高度までの通常の飛行運行中に乗員
の呼吸条件に適合する例えば５５％〜６０％のパーセン
ト濃度に酸素が濃縮された呼吸可能なガスを送り出すよ
う制御される分子ふるい吸収ベッド、即ち酸素濃縮器を
有する機内酸素発生システム（ＯＢＯＧＳ）から構成さ
れている。この濃度範囲での呼吸可能ガスは、増圧器な
いしは圧縮機により圧力が高められた後、貯蔵タンクに
送り込まれ、このタンクから、呼吸調整器及びマスクを
経て乗員に供給される。更に、貯蔵タンク内の圧力が所
定値以上であり、且つ、充填中でない場合、操縦士機体
外放出装置に関連される緊急用呼吸ガス貯蔵ボトルの圧
力が所定最小値以下に低下したことが検出されたならば
、この貯蔵ボトルを充填して脱出中に使用するために、
ＯＢＯＧＳは、最大酸素濃度（少なくとも９０％酸素）
の呼吸可能なガスを送り出すべく、酸素濃縮器を制御す
るよう切り換えられる。航空機の全ての領域で呼吸可能
ガスを供給する必要があるため、酸素濃縮器及び圧縮機
は、この条件に合うように寸法が定められなければなら
ず、また、貯蔵タンクは、激しい飛行操作中に乗員が深
く又は速く呼吸している呼吸需要時にピークがある呼吸
ガス需要を処理する容量を有しなければならない。同時
に、緊急用ガス貯蔵ボトルを充填するための条件に適合
させるため、ほぼ純粋な酸素を送り出すことができるよ
うに、酸素濃縮器のサイクルを変化させることができな
ければならない。
【０００６】ＯＢＯＧＳにより送り出された呼吸可能な
ガスを貯蔵するための設備を有する他の軍事用航空機呼
吸システムについては、米国特許第４，４２８，３７２
号（Ｌｉｎｄｅ）及び米国特許第４，６５１，７２８号
（Ｂｏｅｉｎｇ）の明細書に記載されている。米国特許
第４，４２８，３７２号において、酸素濃縮器により送
られる高濃度酸素呼吸用ガスの一部は、緊急用貯蔵タン
クに貯蔵され、濃縮器からの通常の供給が停止した場合
に、ガスはその緊急用貯蔵タンクから呼吸のために供給
される。米国特許第４，６５１，７２８号は、別個のシ
リンダに貯蔵された待機供給用の呼吸ガスと緊急供給用
の呼吸ガスを有するシステムを提供している。従って、
切換弁が設けられ、それにより、航空機がＯＢＯＧＳが
作動していない状態で地上にある時、或いは、飛行中に
システムが動作不良を起こしている場合、待機シリンダ
から呼吸ガスが引き出されるようになっている。 緊急用ガスシリンダは、まず第１に、航空機から脱出中
に乗員により使用される呼吸ガスの供給源として設けら
れているが、ＯＢＯＧＳ及び待機用シリンダの両者に異
常が生じた場合にも使用される。また、前記明細書に記
載のシステムは、乗員が１人又は２人の航空機の地上レ
ベルから最大航空機飛行高度までの通常の飛行中に、連
続的に呼吸ができるようにするという条件を満たす必要
があり、それによって、その寸法が定められなければな
らない。
ガスを貯蔵するための設備を有する他の軍事用航空機呼
吸システムについては、米国特許第４，４２８，３７２
号（Ｌｉｎｄｅ）及び米国特許第４，６５１，７２８号
（Ｂｏｅｉｎｇ）の明細書に記載されている。米国特許
第４，４２８，３７２号において、酸素濃縮器により送
られる高濃度酸素呼吸用ガスの一部は、緊急用貯蔵タン
クに貯蔵され、濃縮器からの通常の供給が停止した場合
に、ガスはその緊急用貯蔵タンクから呼吸のために供給
される。米国特許第４，６５１，７２８号は、別個のシ
リンダに貯蔵された待機供給用の呼吸ガスと緊急供給用
の呼吸ガスを有するシステムを提供している。従って、
切換弁が設けられ、それにより、航空機がＯＢＯＧＳが
作動していない状態で地上にある時、或いは、飛行中に
システムが動作不良を起こしている場合、待機シリンダ
から呼吸ガスが引き出されるようになっている。 緊急用ガスシリンダは、まず第１に、航空機から脱出中
に乗員により使用される呼吸ガスの供給源として設けら
れているが、ＯＢＯＧＳ及び待機用シリンダの両者に異
常が生じた場合にも使用される。また、前記明細書に記
載のシステムは、乗員が１人又は２人の航空機の地上レ
ベルから最大航空機飛行高度までの通常の飛行中に、連
続的に呼吸ができるようにするという条件を満たす必要
があり、それによって、その寸法が定められなければな
らない。
【０００７】
【発明の概要】本発明の目的は、旅客航空機の乗員及び
乗客が呼吸するために酸素を提供できるという条件を満
たし、且つ、医療撤退用の航空機で使用される高濃度酸
素呼吸用ガスを供給するのにも適した、航空機内用の高
濃度酸素ガス発生・供給システム及び装置を提供するこ
とにある。
乗客が呼吸するために酸素を提供できるという条件を満
たし、且つ、医療撤退用の航空機で使用される高濃度酸
素呼吸用ガスを供給するのにも適した、航空機内用の高
濃度酸素ガス発生・供給システム及び装置を提供するこ
とにある。
【０００８】従って、本発明は、旅客航空機の乗員又は
乗客の呼吸のために高濃度酸素ガスを供給するための高
濃度酸素ガス呼吸システムないし装置であって、高濃度
酸素ガスを送り出すように作動される分子ふるい式酸素
濃縮器手段と、前記濃縮器手段により送り出された高濃
度酸素ガスを受け入れるように接続され且つ高圧で前記
高濃度酸素ガスを送り出すように作動される圧縮機手段
と、前記圧縮機手段から前記高濃度酸素ガスを受け入れ
ると共に航空機の乗員に前記高濃度酸素ガスを送るよう
に接続された第１のガス貯蔵手段と、前記圧縮手段から
前記高濃度酸素ガスを受け入れると共に航空機の乗客に
前記高濃度酸素ガスを送るように接続された第２のガス
貯蔵手段と、前記濃縮器手段により送り出された高濃度
酸素ガスの酸素含有量を監視するための酸素含有量監視
手段と、前記酸素含有量監視手段からの信号を受信する
ように接続され且つ前記濃縮器手段の制御のための信号
を出力するように接続された制御手段と、前記第１及び
第２のガス貯蔵手段に貯蔵されたガスの圧力を検出し且
つ前記制御手段に信号を発するよう接続されたガス圧力
検出手段と、を備えており、前記第１及び第２のガス貯
蔵手段のガス量を前記制御手段により算出し、前記第１
及び第２のガス貯蔵手段の少なくとも一方のガス量が所
望値を下回ったと判断された場合に、該ガス貯蔵手段に
充填するのに適した加圧高濃度酸素ガスを発生させるた
めに、前記濃縮器手段及び前記圧縮機手段を初期化すべ
く、前記制御手段により信号を出力するようにした高濃
度酸素ガス呼吸システムを提供する。
乗客の呼吸のために高濃度酸素ガスを供給するための高
濃度酸素ガス呼吸システムないし装置であって、高濃度
酸素ガスを送り出すように作動される分子ふるい式酸素
濃縮器手段と、前記濃縮器手段により送り出された高濃
度酸素ガスを受け入れるように接続され且つ高圧で前記
高濃度酸素ガスを送り出すように作動される圧縮機手段
と、前記圧縮機手段から前記高濃度酸素ガスを受け入れ
ると共に航空機の乗員に前記高濃度酸素ガスを送るよう
に接続された第１のガス貯蔵手段と、前記圧縮手段から
前記高濃度酸素ガスを受け入れると共に航空機の乗客に
前記高濃度酸素ガスを送るように接続された第２のガス
貯蔵手段と、前記濃縮器手段により送り出された高濃度
酸素ガスの酸素含有量を監視するための酸素含有量監視
手段と、前記酸素含有量監視手段からの信号を受信する
ように接続され且つ前記濃縮器手段の制御のための信号
を出力するように接続された制御手段と、前記第１及び
第２のガス貯蔵手段に貯蔵されたガスの圧力を検出し且
つ前記制御手段に信号を発するよう接続されたガス圧力
検出手段と、を備えており、前記第１及び第２のガス貯
蔵手段のガス量を前記制御手段により算出し、前記第１
及び第２のガス貯蔵手段の少なくとも一方のガス量が所
望値を下回ったと判断された場合に、該ガス貯蔵手段に
充填するのに適した加圧高濃度酸素ガスを発生させるた
めに、前記濃縮器手段及び前記圧縮機手段を初期化すべ
く、前記制御手段により信号を出力するようにした高濃
度酸素ガス呼吸システムを提供する。
【０００９】好ましくは、このシステムは、増圧手段と
前記第１及び第２のガス貯蔵手段との間の送出しライン
に配置されるプライオリティ弁手段を更に具備しており
、前記第１及び第２のガス貯蔵手段の両方が必要なガス
含有量以下となったことが検出されたならば、前記プラ
イオリティ弁手段は信号を受けて、前記第１のガス貯蔵
手段の充填を優先的に行うように切り換えられるように
なっている。
前記第１及び第２のガス貯蔵手段との間の送出しライン
に配置されるプライオリティ弁手段を更に具備しており
、前記第１及び第２のガス貯蔵手段の両方が必要なガス
含有量以下となったことが検出されたならば、前記プラ
イオリティ弁手段は信号を受けて、前記第１のガス貯蔵
手段の充填を優先的に行うように切り換えられるように
なっている。
【００１０】ここで、「高濃度酸素ガス」とは、酸素が
９０％で、残りはアルゴン等から成るガスを意味する。
９０％で、残りはアルゴン等から成るガスを意味する。
【００１１】酸素／窒素の分離に用いられる分子ふるい
材料は、酸素／アルゴンの選択性がないので、得られる
最大酸素濃度は約９５％である。
材料は、酸素／アルゴンの選択性がないので、得られる
最大酸素濃度は約９５％である。
【００１２】本発明によるシステムは、前記濃縮器手段
と前記圧縮機手段との間の送出しラインに配置される逃
し弁手段を備えているのが好ましく、この逃し弁手段は
、酸素濃度が９０％以下の場合、例えば、濃縮器手段の
作動開始の直後の場合等に、前記濃縮器手段から送り出
されるガスを雰囲気に排出するように、前記制御手段に
より作動される。
と前記圧縮機手段との間の送出しラインに配置される逃
し弁手段を備えているのが好ましく、この逃し弁手段は
、酸素濃度が９０％以下の場合、例えば、濃縮器手段の
作動開始の直後の場合等に、前記濃縮器手段から送り出
されるガスを雰囲気に排出するように、前記制御手段に
より作動される。
【００１３】また、本発明は、旅客航空機の乗員又は乗
客の呼吸のために高濃度酸素ガスを供給するための高濃
度酸素ガス呼吸装置で用いられる高濃度酸素ガス発生装
置であって、それぞれが供給空気入口端部及び高濃度酸
素ガス出口端部を有する複数の多層ベッド分子ふるいし
式酸素濃縮器と、供給空気の源に接続されるようになっ
ており且つ前記濃縮器の前記入口端部に供給空気を配分
するように接続されたマニホールド手段及び圧力調整手
段を有している供給空気導入手段と、前記濃縮器により
送り出された高濃度酸素ガスの酸素含有量を監視するた
めの酸素含有量監視手段と、オンストリーム／充填段階
及びオフストリーム／空気抜き段階との間で繰り返され
る前記濃縮器のベッドのサイクルの制御して、実質的に
最高の濃度に酸素が濃縮されたガスが前記濃縮器の出口
端部に送り出されるように、前記酸素含有量監視手段か
らの信号に応答する制御手段と、前記濃縮器により送り
出された高濃度酸素ガスを受け入れるように前記濃縮器
の前記出口端部に接続された高濃度酸素ガスマニホール
ド手段と、前記ガスを受け入れるように前記高濃度酸素
ガスマニホールド手段に接続された導入手段を有し且つ
圧縮機出口手段から排出されるよう前記ガスの圧力を増
加するよう作動される圧縮機手段と、を備えている高濃
度酸素ガス発生装置を提供する。
客の呼吸のために高濃度酸素ガスを供給するための高濃
度酸素ガス呼吸装置で用いられる高濃度酸素ガス発生装
置であって、それぞれが供給空気入口端部及び高濃度酸
素ガス出口端部を有する複数の多層ベッド分子ふるいし
式酸素濃縮器と、供給空気の源に接続されるようになっ
ており且つ前記濃縮器の前記入口端部に供給空気を配分
するように接続されたマニホールド手段及び圧力調整手
段を有している供給空気導入手段と、前記濃縮器により
送り出された高濃度酸素ガスの酸素含有量を監視するた
めの酸素含有量監視手段と、オンストリーム／充填段階
及びオフストリーム／空気抜き段階との間で繰り返され
る前記濃縮器のベッドのサイクルの制御して、実質的に
最高の濃度に酸素が濃縮されたガスが前記濃縮器の出口
端部に送り出されるように、前記酸素含有量監視手段か
らの信号に応答する制御手段と、前記濃縮器により送り
出された高濃度酸素ガスを受け入れるように前記濃縮器
の前記出口端部に接続された高濃度酸素ガスマニホール
ド手段と、前記ガスを受け入れるように前記高濃度酸素
ガスマニホールド手段に接続された導入手段を有し且つ
圧縮機出口手段から排出されるよう前記ガスの圧力を増
加するよう作動される圧縮機手段と、を備えている高濃
度酸素ガス発生装置を提供する。
【００１４】圧縮機手段は、各濃縮器と関連された個々
独立の複数の圧縮機から成り、或いはまた、濃縮器の全
てからの高濃度酸素ガスを受け入れるように接続された
１つの共通の圧縮機から成る。
独立の複数の圧縮機から成り、或いはまた、濃縮器の全
てからの高濃度酸素ガスを受け入れるように接続された
１つの共通の圧縮機から成る。
【００１５】本発明の一実施態様による装置は、多層ベ
ッド式の濃縮器の中心に配置された導管によって、供給
空気送出し手段から圧縮機に送り込まれる供給空気によ
り駆動されるようになっている圧縮機である、製造ガス
圧縮用ピストン・シリンダ装置を有する包括構造を提供
する。
ッド式の濃縮器の中心に配置された導管によって、供給
空気送出し手段から圧縮機に送り込まれる供給空気によ
り駆動されるようになっている圧縮機である、製造ガス
圧縮用ピストン・シリンダ装置を有する包括構造を提供
する。
【００１６】多層ベッド式の濃縮器は、好ましくは、米
国特許第４，７３７，１７０号明細書に記載されたタイ
プであり、互いに同心的に配置された分子ふるいベッド
を有し、各ベッドの供給空気入口と排出ガス出口とがダ
イアフラム弁によって制御される。各ふるいベッドのダ
イアフラム弁に関連されるサーボ圧力チェンバ内のサー
ボ圧力を制御するソレノイド弁は、制御手段からの信号
を受信できるように接続され、それにより、ベッドは、
オンストリーム段階とオフストリーム段階とに切り換え
られる。
国特許第４，７３７，１７０号明細書に記載されたタイ
プであり、互いに同心的に配置された分子ふるいベッド
を有し、各ベッドの供給空気入口と排出ガス出口とがダ
イアフラム弁によって制御される。各ふるいベッドのダ
イアフラム弁に関連されるサーボ圧力チェンバ内のサー
ボ圧力を制御するソレノイド弁は、制御手段からの信号
を受信できるように接続され、それにより、ベッドは、
オンストリーム段階とオフストリーム段階とに切り換え
られる。
【００１７】監視手段としては種々の形態があるが、好
適な実施態様においては、ジルコニア・セル型酸素濃度
センサのような酸素濃度を直接示す信号を提供する型式
の酸素濃度センサから成る。このようなセンサは、酸素
濃度の変化に非常に迅速に反応し、よって、システムを
、状況の変化に迅速に対応させることができる。
適な実施態様においては、ジルコニア・セル型酸素濃度
センサのような酸素濃度を直接示す信号を提供する型式
の酸素濃度センサから成る。このようなセンサは、酸素
濃度の変化に非常に迅速に反応し、よって、システムを
、状況の変化に迅速に対応させることができる。
【００１８】必要ならが、各濃縮器により送り出される
製造ガスの酸素含有量を監視するために、各濃縮器に監
視手段が設けられても良く、動作不良時に個々の濃縮器
を停止して遮断するための手段が設けられても良い。
製造ガスの酸素含有量を監視するために、各濃縮器に監
視手段が設けられても良く、動作不良時に個々の濃縮器
を停止して遮断するための手段が設けられても良い。
【００１９】本発明によるシステム及び装置は、圧縮機
手段が制御手段の管理下で広い範囲の送出量で作動でき
るようにすることで、広範囲の供給状態に適合すること
ができる。これは、制御手段における適当な制御ロジッ
ク及び供給空気の質を監視するための別の手段を必要と
する。これにより、大流量の製造ガスが良好の状態で濃
縮装置から得られ、その他の時には小流量となる。
手段が制御手段の管理下で広い範囲の送出量で作動でき
るようにすることで、広範囲の供給状態に適合すること
ができる。これは、制御手段における適当な制御ロジッ
ク及び供給空気の質を監視するための別の手段を必要と
する。これにより、大流量の製造ガスが良好の状態で濃
縮装置から得られ、その他の時には小流量となる。
【００２０】本発明による濃縮装置は、航空機内に配置
されたガス貯蔵手段に、空状態から完全充填状態にガス
を充填するのに適した高濃度酸素ガスの流れを形成する
ように寸法決めされている。しかし、ガス貯蔵手段（こ
のガス貯蔵手段は、航空機が地上にある場合に完全充填
状態にガス状酸素で初期充填されるようになっている）
内の必要な製造ガス含有量を維持するために、このガス
貯蔵手段を繰り返し充填するのに適した高濃度酸素ガス
流量出力となっているより小さな寸法で軽量の濃縮装置
を設けても良い。
されたガス貯蔵手段に、空状態から完全充填状態にガス
を充填するのに適した高濃度酸素ガスの流れを形成する
ように寸法決めされている。しかし、ガス貯蔵手段（こ
のガス貯蔵手段は、航空機が地上にある場合に完全充填
状態にガス状酸素で初期充填されるようになっている）
内の必要な製造ガス含有量を維持するために、このガス
貯蔵手段を繰り返し充填するのに適した高濃度酸素ガス
流量出力となっているより小さな寸法で軽量の濃縮装置
を設けても良い。
【００２１】例えば、米国特許第４，９６０，１１９号
、米国特許第４，４２８，３７２号及び米国特許第４，
６５１，７２８号明細書に例示された従来の軍事用呼吸
システムと異なり、高濃度酸素ガスが旅客航空機の呼吸
のために用いられるという条件を満足させる本発明によ
る呼吸システムは、最高の実用酸素濃度の高濃度酸素ガ
スを発生させて、乗員及び乗客用の貯蔵システムを充填
するガスの供給源を形成することのみを目的として、酸
素濃縮器を用いており、それによって、酸素濃縮器及び
関連の圧縮機は寸法が定められる。
、米国特許第４，４２８，３７２号及び米国特許第４，
６５１，７２８号明細書に例示された従来の軍事用呼吸
システムと異なり、高濃度酸素ガスが旅客航空機の呼吸
のために用いられるという条件を満足させる本発明によ
る呼吸システムは、最高の実用酸素濃度の高濃度酸素ガ
スを発生させて、乗員及び乗客用の貯蔵システムを充填
するガスの供給源を形成することのみを目的として、酸
素濃縮器を用いており、それによって、酸素濃縮器及び
関連の圧縮機は寸法が定められる。
【００２２】本発明によるシステム及び装置は、航空機
内に配置されたガス貯蔵手段を、高濃度酸素ガスの機内
発生により完全充填状態に維持することができ、それに
より、地上での保守管理の必要性を減じる。既存の旅客
航空機でガス貯蔵手段として用いられるシリンダは、約
３ｍ３（１１５ｆｔ３）の容積であり、道路交通や取扱
い等の圧力を受けないよう、それぞれ約４５ｋｇ（１０
０ｌｂｓ）であることが必要とされる。本発明によるシ
ステムに関連されるシリンダは、通常の航空機の圧力理
論が適用されるように、航空機から取り外される必要は
通常ない。これは、１２．４ＭＰａ（１８００ｐｓｉｇ
）の公称作動圧力で３ｍ３の容積のシリンダは２３ｋｇ
（５０ｌｂｓ）の重量にできることを意味し、１５本の
シリンダを有するシステムにおいて、約３４０ｋｇ（７
５０ｌｂｓ）の軽量化となることを意味する。これは、
一般的な鋼製のシリンダを用いた場合に基づいており、
合成材料が用いられた場合、更に軽量化が図られる。設
置中や後の取外し中の取扱いに対する保護は、シリンダ
をパレット取付けし、偶発的な損傷を防止するために保
護囲いを設けることにより、図られている。
内に配置されたガス貯蔵手段を、高濃度酸素ガスの機内
発生により完全充填状態に維持することができ、それに
より、地上での保守管理の必要性を減じる。既存の旅客
航空機でガス貯蔵手段として用いられるシリンダは、約
３ｍ３（１１５ｆｔ３）の容積であり、道路交通や取扱
い等の圧力を受けないよう、それぞれ約４５ｋｇ（１０
０ｌｂｓ）であることが必要とされる。本発明によるシ
ステムに関連されるシリンダは、通常の航空機の圧力理
論が適用されるように、航空機から取り外される必要は
通常ない。これは、１２．４ＭＰａ（１８００ｐｓｉｇ
）の公称作動圧力で３ｍ３の容積のシリンダは２３ｋｇ
（５０ｌｂｓ）の重量にできることを意味し、１５本の
シリンダを有するシステムにおいて、約３４０ｋｇ（７
５０ｌｂｓ）の軽量化となることを意味する。これは、
一般的な鋼製のシリンダを用いた場合に基づいており、
合成材料が用いられた場合、更に軽量化が図られる。設
置中や後の取外し中の取扱いに対する保護は、シリンダ
をパレット取付けし、偶発的な損傷を防止するために保
護囲いを設けることにより、図られている。
【００２３】本発明によるシステムと装置の他の特徴や
利点を次に概略的に述べる。
利点を次に概略的に述べる。
【００２４】（１）最大需要時維持条件を満足するため
の貯蔵能力は、貯蔵シリンダから得られる。
の貯蔵能力は、貯蔵シリンダから得られる。
【００２５】（２）シリンダに充填を行うため、また、
乗員の呼吸や他の日常的な機能のために、比較的に小さ
な濃縮装置が用いられる。
乗員の呼吸や他の日常的な機能のために、比較的に小さ
な濃縮装置が用いられる。
【００２６】（３）システムは完全に自律しており、通
常の使用時に地上保守や再充填が必要とされない（初期
設置の後にシリンダに地上充填するためのポートが、恐
らくは設けられるべきである）。
常の使用時に地上保守や再充填が必要とされない（初期
設置の後にシリンダに地上充填するためのポートが、恐
らくは設けられるべきである）。
【００２７】（４）軽量（航空宇宙用）の貯蔵シリンダ
が使用可能である。
が使用可能である。
【００２８】（５）濃縮装置への抽出空気の供給の喪失
により減圧が生じても、このシステムは安全である。
により減圧が生じても、このシステムは安全である。
【００２９】（６）高圧呼吸ガスが供給され、既存の乗
員及び乗客用システムで使用され得る。
員及び乗客用システムで使用され得る。
【００３０】（７）シリンダの飛行前の内容検査は、シ
ステムが飛行の準備がされていることを示す。
ステムが飛行の準備がされていることを示す。
【００３１】（８）小流量の抽出空気が必要とされる。
【００３２】以下、本発明について、添付図面に沿って
更に詳細に説明する。
更に詳細に説明する。
【００３３】
図１に概略的に示されるように、旅客航空機の機内での
呼吸のための高濃度酸素ガス（即ち９０〜９５％酸素）
を発生するシステムは、分子ふるい濃縮装置（図２、図
３及び図４に沿って以下で説明する）１１を具備してい
る。濃縮装置１１は、遮断弁１３、濾過・水分離器１４
及び減圧弁１５が組み込まれた供給ライン１２により、
供給空気を受ける。供給空気の供給源は、１つ以上の航
空エンジンの圧縮機ステージから単に抽出した空気であ
る。濃縮装置１１は高濃度酸素ガスを発生するよう作動
され、この高濃度酸素ガスは、送出しライン１６を経て
、圧縮機１７（この実施例では、空気駆動式高濃度酸素
ガス圧縮ピストン・シリンダ装置（図示しない）を有す
る）に供給される。圧縮ピストン・シリンダ装置を駆動
するための空気は、減圧弁１５の下流で供給ライン１２
に連結された供給ライン１８を通して圧縮機１７に送ら
れる供給空気である。
呼吸のための高濃度酸素ガス（即ち９０〜９５％酸素）
を発生するシステムは、分子ふるい濃縮装置（図２、図
３及び図４に沿って以下で説明する）１１を具備してい
る。濃縮装置１１は、遮断弁１３、濾過・水分離器１４
及び減圧弁１５が組み込まれた供給ライン１２により、
供給空気を受ける。供給空気の供給源は、１つ以上の航
空エンジンの圧縮機ステージから単に抽出した空気であ
る。濃縮装置１１は高濃度酸素ガスを発生するよう作動
され、この高濃度酸素ガスは、送出しライン１６を経て
、圧縮機１７（この実施例では、空気駆動式高濃度酸素
ガス圧縮ピストン・シリンダ装置（図示しない）を有す
る）に供給される。圧縮ピストン・シリンダ装置を駆動
するための空気は、減圧弁１５の下流で供給ライン１２
に連結された供給ライン１８を通して圧縮機１７に送ら
れる供給空気である。
【００３４】圧縮機１７は、高圧で高濃度酸素ガスを、
逆止弁２１が組み込まれた送出しライン２０を介して、
運航乗員用高濃度酸素ガス貯蔵シリンダ２２と、一連の
乗客用高濃度酸素ガス貯蔵シリンダ２３とに配送する。 乗客用高濃度酸素ガス貯蔵シリンダ２３の数は、航空機
の大きさや条件等に応じて３〜１５本あり、図１では３
つのシリンダ２３ａ、２３ｂ、２３ｃのみを示す。送出
しライン２０はプライオリティ弁２４に接続され、この
プライオリティ弁２４は、以下で説明するが、乗客用貯
蔵シリンダ２３よりも優先的に乗員用貯蔵シリンダに充
填されるよう切り換えられる。プライオリティ弁２４は
、乗員用貯蔵シリンダ２２に接続された送出しライン２
５により、貯蔵シリンダ２２と連結され、また、乗客用
貯蔵シリンダ２３ａ、２３ｂ、２３ｃにそれぞれ接続さ
れた分岐ライン２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有する送出し
ライン２６により、貯蔵シリンダ２３ａ、２３ｂ、２３
ｃと連結されている。
逆止弁２１が組み込まれた送出しライン２０を介して、
運航乗員用高濃度酸素ガス貯蔵シリンダ２２と、一連の
乗客用高濃度酸素ガス貯蔵シリンダ２３とに配送する。 乗客用高濃度酸素ガス貯蔵シリンダ２３の数は、航空機
の大きさや条件等に応じて３〜１５本あり、図１では３
つのシリンダ２３ａ、２３ｂ、２３ｃのみを示す。送出
しライン２０はプライオリティ弁２４に接続され、この
プライオリティ弁２４は、以下で説明するが、乗客用貯
蔵シリンダ２３よりも優先的に乗員用貯蔵シリンダに充
填されるよう切り換えられる。プライオリティ弁２４は
、乗員用貯蔵シリンダ２２に接続された送出しライン２
５により、貯蔵シリンダ２２と連結され、また、乗客用
貯蔵シリンダ２３ａ、２３ｂ、２３ｃにそれぞれ接続さ
れた分岐ライン２６ａ、２６ｂ、２６ｃを有する送出し
ライン２６により、貯蔵シリンダ２３ａ、２３ｂ、２３
ｃと連結されている。
【００３５】乗員用貯蔵シリンダ２２からの高濃度酸素
ガスは、減圧弁２８を有する供給ライン２７によって、
２つの要求時調整器２９に送られる。これらの要求時調
整器２９は、要求時に、操縦士及び副操縦士のそれぞれ
に１つずつ設けられた２つのマスク３０にガスを供給す
る。乗客用貯蔵シリンダ２３からの高濃度酸素ガスは、
シリンダ２３ａ、２３ｂ、２３ｃに連結され減圧弁３２
が組み込まれた供給ライン３１によって、乗客用供給管
３３に送られる。この乗客用供給管３３は、客室３４の
各側に沿ってその全長にわたり延び、落下式呼吸用マス
ク（図示しない）が接続されている。高濃度酸素ガスは
、供給ライン３１又は供給管３３に接続される供給ライ
ン（図示しない）を介し、客室内乗員により治療に使用
されるために、客室３４内で利用され得る。勿論、医療
用避難任務で用いられる航空機において、乗客用貯蔵シ
リンダからの高濃度酸素ガスは、患者の呼吸のために利
用されることは理解されよう。
ガスは、減圧弁２８を有する供給ライン２７によって、
２つの要求時調整器２９に送られる。これらの要求時調
整器２９は、要求時に、操縦士及び副操縦士のそれぞれ
に１つずつ設けられた２つのマスク３０にガスを供給す
る。乗客用貯蔵シリンダ２３からの高濃度酸素ガスは、
シリンダ２３ａ、２３ｂ、２３ｃに連結され減圧弁３２
が組み込まれた供給ライン３１によって、乗客用供給管
３３に送られる。この乗客用供給管３３は、客室３４の
各側に沿ってその全長にわたり延び、落下式呼吸用マス
ク（図示しない）が接続されている。高濃度酸素ガスは
、供給ライン３１又は供給管３３に接続される供給ライ
ン（図示しない）を介し、客室内乗員により治療に使用
されるために、客室３４内で利用され得る。勿論、医療
用避難任務で用いられる航空機において、乗客用貯蔵シ
リンダからの高濃度酸素ガスは、患者の呼吸のために利
用されることは理解されよう。
【００３６】濃縮装置１１により送られるガスの酸素含
有量は、適当な形態のモニター３５によって監視される
。このモニター３５は、本実施例においては、高濃度酸
素ガスのサンプル及び基準空気の供給を必要とするジル
コニア・セル型の酸素濃度センサである。高濃度酸素ガ
スのサンプルは、高濃度酸素ガス送出しライン１６とモ
ニター３５との間に接続された抽出ライン３６によって
、モニター３５に供給され、基準空気は、空気供給ライ
ン１２に接続された抽出ライン１９により供給される。 モニター３５は信号ライン３７に接続され、酸素濃度に
対応する信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）３８に送信
する。ＥＣＵ３８は信号ライン３９に接続され、電気的
信号を濃縮装置１１に送り、それにより、オンストリー
ム／充填段階とオフストリーム／空気抜き段階との間で
の分子ふるいベッド（図１には示さず）のサイクルが、
実質的に最高の酸素濃度のガスの送出しを可能とするよ
うに制御される。
有量は、適当な形態のモニター３５によって監視される
。このモニター３５は、本実施例においては、高濃度酸
素ガスのサンプル及び基準空気の供給を必要とするジル
コニア・セル型の酸素濃度センサである。高濃度酸素ガ
スのサンプルは、高濃度酸素ガス送出しライン１６とモ
ニター３５との間に接続された抽出ライン３６によって
、モニター３５に供給され、基準空気は、空気供給ライ
ン１２に接続された抽出ライン１９により供給される。 モニター３５は信号ライン３７に接続され、酸素濃度に
対応する信号を電子制御ユニット（ＥＣＵ）３８に送信
する。ＥＣＵ３８は信号ライン３９に接続され、電気的
信号を濃縮装置１１に送り、それにより、オンストリー
ム／充填段階とオフストリーム／空気抜き段階との間で
の分子ふるいベッド（図１には示さず）のサイクルが、
実質的に最高の酸素濃度のガスの送出しを可能とするよ
うに制御される。
【００３７】ＥＣＵ３８は、乗員用及び乗客用の貯蔵シ
リンダ２２、２３にそれぞれ設けられたガス圧力センサ
４２、４３に、信号ライン４０、４１によって接続され
ている。更に、ＥＣＵ３８は、信号ライン４４を介して
遮断弁１３に接続され、また、信号ライン４５を介して
圧縮機１７の電気モータ（図１には示さず）に接続され
ており、これにより、増圧装置の弁が開放位置と遮断位
置との間でシーケンス制御される。
リンダ２２、２３にそれぞれ設けられたガス圧力センサ
４２、４３に、信号ライン４０、４１によって接続され
ている。更に、ＥＣＵ３８は、信号ライン４４を介して
遮断弁１３に接続され、また、信号ライン４５を介して
圧縮機１７の電気モータ（図１には示さず）に接続され
ており、これにより、増圧装置の弁が開放位置と遮断位
置との間でシーケンス制御される。
【００３８】濃縮装置１１と圧縮機１７との間の送出し
ライン１６には、逃し弁４６が設けられている。この逃
し弁４６は、ＥＣＵ３８に信号ライン４７により接続さ
れ、酸素含有量が９０％以下であるとセンサ３５により
検出された場合に、濃縮装置１１により送り出されるガ
スを雰囲気に排出するよう、ＥＣＵ３８により切り換え
られる。
ライン１６には、逃し弁４６が設けられている。この逃
し弁４６は、ＥＣＵ３８に信号ライン４７により接続さ
れ、酸素含有量が９０％以下であるとセンサ３５により
検出された場合に、濃縮装置１１により送り出されるガ
スを雰囲気に排出するよう、ＥＣＵ３８により切り換え
られる。
【００３９】また、本実施例において、ＥＣＵ３８は、
航空機データ管理設備（例えば、メイン航空機内システ
ムコンピュータ４８）に、メイン航空機データバスのよ
うな信号ライン４９によって接続されている。このよう
な接続によって、システム状態の情報が乗員に利用され
、また、組込み試験が実施され得る。更に、必要ならば
、システム管理の目的で、情報を機内システムコンピュ
ータ４８からＥＣＵ３８に供給することもできる。
航空機データ管理設備（例えば、メイン航空機内システ
ムコンピュータ４８）に、メイン航空機データバスのよ
うな信号ライン４９によって接続されている。このよう
な接続によって、システム状態の情報が乗員に利用され
、また、組込み試験が実施され得る。更に、必要ならば
、システム管理の目的で、情報を機内システムコンピュ
ータ４８からＥＣＵ３８に供給することもできる。
【００４０】システムの作用について説明するならば、
高濃度酸素ガスの圧力が乗員用貯蔵シリンダ２２内に蓄
積されたこと、又は、乗客用ガス貯蔵シリンダ２３が必
要値を下回ったことを示す圧力センサ４２、４３からの
信号をＥＣＵ３８が受信した場合、遮断弁１３は開放す
るように信号を受け、供給空気が濃縮装置１１及び圧縮
機１７に流通され、濃縮装置１１の作動が初期化される
。濃縮装置１１がオンストリーム（運転中）となると、
装置１１により送り出されるガス中の酸素の含有量はモ
ニター３５によって検出され、信号がＥＣＵ３８に送ら
れる。この際、ＥＰＣ３８は、信号を演算処理し、最大
酸素濃度のガスが得られるように濃縮装置１１の分子ふ
るいベッドのサイクルを制御するために、信号ライン３
９に信号を出力する。
高濃度酸素ガスの圧力が乗員用貯蔵シリンダ２２内に蓄
積されたこと、又は、乗客用ガス貯蔵シリンダ２３が必
要値を下回ったことを示す圧力センサ４２、４３からの
信号をＥＣＵ３８が受信した場合、遮断弁１３は開放す
るように信号を受け、供給空気が濃縮装置１１及び圧縮
機１７に流通され、濃縮装置１１の作動が初期化される
。濃縮装置１１がオンストリーム（運転中）となると、
装置１１により送り出されるガス中の酸素の含有量はモ
ニター３５によって検出され、信号がＥＣＵ３８に送ら
れる。この際、ＥＰＣ３８は、信号を演算処理し、最大
酸素濃度のガスが得られるように濃縮装置１１の分子ふ
るいベッドのサイクルを制御するために、信号ライン３
９に信号を出力する。
【００４１】同時に、濃縮装置１１が完全にオンストリ
ーム状態になり、濃縮装置１１により排出されるガスの
酸素濃度がモニター３５により９０％以上である検出さ
れるまで、逃し弁４６が切り換えられて、送出しライン
１６が雰囲気に開放される。次いで、ＥＣＵ３８は信号
を逃し弁４６に発し、雰囲気への排気を遮断し、これに
より、高濃度酸素ガスは濃縮装置１１から圧縮機１７へ
流れるようになる。 また、ＥＣＵ３８は、圧縮ピストン・シリンダ装置の作
動をシーケンス制御する弁の制御のために、電気モータ
（図示しない）の作動を初期化する。その結果、濃縮装
置１１により送り出される高濃度酸素ガスの圧力は、乗
員用及び乗客用のガス貯蔵シリンダ２２、２３に充填す
るのに必要な圧力まで増加される。
ーム状態になり、濃縮装置１１により排出されるガスの
酸素濃度がモニター３５により９０％以上である検出さ
れるまで、逃し弁４６が切り換えられて、送出しライン
１６が雰囲気に開放される。次いで、ＥＣＵ３８は信号
を逃し弁４６に発し、雰囲気への排気を遮断し、これに
より、高濃度酸素ガスは濃縮装置１１から圧縮機１７へ
流れるようになる。 また、ＥＣＵ３８は、圧縮ピストン・シリンダ装置の作
動をシーケンス制御する弁の制御のために、電気モータ
（図示しない）の作動を初期化する。その結果、濃縮装
置１１により送り出される高濃度酸素ガスの圧力は、乗
員用及び乗客用のガス貯蔵シリンダ２２、２３に充填す
るのに必要な圧力まで増加される。
【００４２】酸素濃縮装置１１は、空の状態から貯蔵シ
リンダに充填するために、高濃度酸素ガスを発生させる
のに適した寸法であるのが良いが、濃縮装置１１をより
小型かつより軽量化するためには、貯蔵シリンダの初期
充填が地上ステーションから行われるようにすること、
或は、濃縮装置を、貯蔵されたガスの含有量が所望値以
下に低下した場合に貯蔵シリンダを再充填するのに十分
な容量とすることが望ましい。
リンダに充填するために、高濃度酸素ガスを発生させる
のに適した寸法であるのが良いが、濃縮装置１１をより
小型かつより軽量化するためには、貯蔵シリンダの初期
充填が地上ステーションから行われるようにすること、
或は、濃縮装置を、貯蔵されたガスの含有量が所望値以
下に低下した場合に貯蔵シリンダを再充填するのに十分
な容量とすることが望ましい。
【００４３】次に、本発明による酸素濃縮装置を、図２
、図３及び図４に沿って説明する。尚、この装置は、図
１に沿って前述したシステムにおいて用いるのに適して
いる。
、図３及び図４に沿って説明する。尚、この装置は、図
１に沿って前述したシステムにおいて用いるのに適して
いる。
【００４４】本発明による酸素濃縮装置５０は、３つの
多層ベッド式濃縮器５１（図２及び図３参照）を具備し
、各濃縮器５１は、図２に示される濃縮器から諒解され
る通り、同心に配置された３つの分子ふるいベッド５２
、５３、５４を有している。各濃縮器５１は、閉鎖部材
５５により構成された入口端部を有しており、この閉鎖
部材５５は、各ベッドにそれぞれ関連されるダイアフラ
ム弁５６、５７を有しており、図２には、そのうちの１
対が示されている。ダイアフラム弁５６は、それに関連
されるベッドのオンストリーム／充填段階中におけるそ
のベッド内への供給空気の導入を制御し、ダイアフラム
弁５７は、オフストリーム／空気抜き段階中におけるベ
ッドの排気を制御する。ダイアフラム弁の作動は、各ダ
イアフラム弁の後方のサーボ圧力チャンバ５８のサーボ
圧力によって制御され、このチャンバ５８は、ソレノイ
ド（図示しない）によって雰囲気に排気できるようにな
っている。
多層ベッド式濃縮器５１（図２及び図３参照）を具備し
、各濃縮器５１は、図２に示される濃縮器から諒解され
る通り、同心に配置された３つの分子ふるいベッド５２
、５３、５４を有している。各濃縮器５１は、閉鎖部材
５５により構成された入口端部を有しており、この閉鎖
部材５５は、各ベッドにそれぞれ関連されるダイアフラ
ム弁５６、５７を有しており、図２には、そのうちの１
対が示されている。ダイアフラム弁５６は、それに関連
されるベッドのオンストリーム／充填段階中におけるそ
のベッド内への供給空気の導入を制御し、ダイアフラム
弁５７は、オフストリーム／空気抜き段階中におけるベ
ッドの排気を制御する。ダイアフラム弁の作動は、各ダ
イアフラム弁の後方のサーボ圧力チャンバ５８のサーボ
圧力によって制御され、このチャンバ５８は、ソレノイ
ド（図示しない）によって雰囲気に排気できるようにな
っている。
【００４５】供給空気は、その供給源に接続されるよう
になっている入口５９を有する供給空気導入手段によっ
て、濃縮器に供給される。この供給空気は、例えば、１
以上の航空機エンジンの圧縮機ステージから抽出された
加圧空気等である。入口５９は、減圧弁６２の導入ポー
ト６１（図２には１つのみ示す）に、フィルター６０を
介して接続されている。また、供給空気は、入口５９及
びフィルター６０を経て、基準圧力弁６４にも流れる。 基準圧力弁６４は、抽気ライン６６によって基準圧力チ
ャンバ６５の圧力を設定する。基準圧力チャンバ６５の
側壁の１つは、ダイアフラム６７により構成され、この
ダイアフラム６７は、出口６９から弁６２への供給空気
の流れを調整する弁部材６８を支持している。出口６９
は、各濃縮器の入口端部に設けられた供給空気導入ポー
トに供給空気を配送するマニホールド７０と接続してい
る。
になっている入口５９を有する供給空気導入手段によっ
て、濃縮器に供給される。この供給空気は、例えば、１
以上の航空機エンジンの圧縮機ステージから抽出された
加圧空気等である。入口５９は、減圧弁６２の導入ポー
ト６１（図２には１つのみ示す）に、フィルター６０を
介して接続されている。また、供給空気は、入口５９及
びフィルター６０を経て、基準圧力弁６４にも流れる。 基準圧力弁６４は、抽気ライン６６によって基準圧力チ
ャンバ６５の圧力を設定する。基準圧力チャンバ６５の
側壁の１つは、ダイアフラム６７により構成され、この
ダイアフラム６７は、出口６９から弁６２への供給空気
の流れを調整する弁部材６８を支持している。出口６９
は、各濃縮器の入口端部に設けられた供給空気導入ポー
トに供給空気を配送するマニホールド７０と接続してい
る。
【００４６】各濃縮器５１の出口端部は、ガスフィルタ
ー７４が任意に組み込まれた出口７３を有する閉鎖部材
７２から構成されている。オンストリーム段階中にベッ
ド５１、５２、５３の各々により送り出される高濃度酸
素ガスは、閉鎖部材７３中の通路（図示しない）を介し
て出口７３に供給される。また、閉鎖部材７２は、ベッ
ド５１、５２、５３の各々と関連されるダイアフラム弁
（図示しない）を収容し、それによって、高濃度酸素ガ
スの一部はオフストリームサイクルにおいてベッドに流
入し、そのベッドから残留窒素を排出する一助となる。
ー７４が任意に組み込まれた出口７３を有する閉鎖部材
７２から構成されている。オンストリーム段階中にベッ
ド５１、５２、５３の各々により送り出される高濃度酸
素ガスは、閉鎖部材７３中の通路（図示しない）を介し
て出口７３に供給される。また、閉鎖部材７２は、ベッ
ド５１、５２、５３の各々と関連されるダイアフラム弁
（図示しない）を収容し、それによって、高濃度酸素ガ
スの一部はオフストリームサイクルにおいてベッドに流
入し、そのベッドから残留窒素を排出する一助となる。
【００４７】各濃縮器５１の出口７３は管状のマニホー
ルド７５に接続され、このマニホールド７５は、濃縮器
の出口端部に設けられた圧縮機７７に接続された送出し
管７６を有している。圧縮機７７は、ＥＰ−Ａ−０３６
９６２３号明細書に開示された型式のものであり、複数
の圧縮ピストン・シリンダ装置７９を有しており、その
ピストンは空気圧により駆動される。ピストンを駆動す
るための空気は、濃縮器供給空気により提供され、この
供給空気は、マニホールド７０から延びて圧縮機７７に
接続された供給管８０を経て、圧縮機７７に送られる。 尚、この供給管８０の回りに３つの圧縮機５１が配置さ
れていることが、図３及び図４に明示されている。更に
、圧縮機７７は、歯付きベルト８２を駆動するよう連結
された電気モータ８１を備えており、このベルト８２に
より、弁８３（図２）が、圧縮ピストン・シリンダ装置
７９の作動を制御するように、順番に開閉される。
ルド７５に接続され、このマニホールド７５は、濃縮器
の出口端部に設けられた圧縮機７７に接続された送出し
管７６を有している。圧縮機７７は、ＥＰ−Ａ−０３６
９６２３号明細書に開示された型式のものであり、複数
の圧縮ピストン・シリンダ装置７９を有しており、その
ピストンは空気圧により駆動される。ピストンを駆動す
るための空気は、濃縮器供給空気により提供され、この
供給空気は、マニホールド７０から延びて圧縮機７７に
接続された供給管８０を経て、圧縮機７７に送られる。 尚、この供給管８０の回りに３つの圧縮機５１が配置さ
れていることが、図３及び図４に明示されている。更に
、圧縮機７７は、歯付きベルト８２を駆動するよう連結
された電気モータ８１を備えており、このベルト８２に
より、弁８３（図２）が、圧縮ピストン・シリンダ装置
７９の作動を制御するように、順番に開閉される。
【００４８】電気モータ８１は、電子制御ユニット（Ｅ
ＣＵ）８４からその作動を初期化するための信号を受信
するよう、接続されている。また、ＥＣＵ８４は、濃縮
器の入口端部で供給空気用入口弁５６及び空気抜き用ガ
ス排出弁５７に関連されるサーボ圧力チャンバ５８の排
気を制御するソレノイド弁（図示しない）に信号を送る
よう接続されている。更に、ＥＣＵ８４は、ジルコニア
・セル型酸素濃度センサ８５からの酸素濃度信号を受け
るように接続されている。センサ８５は、その作動のた
めに、管状抽気ライン８７により管状マニホールド７５
から抽出される高濃度酸素製造ガスのサンプルと、抽気
ライン８８により供給管８０から抽出される基準空気と
を受け入れる。このようなジルコニア・セル型酸素濃度
センサ８５の作動は周知であり（ＥＰ−Ａ−０３９１６
０７号参照）、ここでは詳しくは説明しない。
ＣＵ）８４からその作動を初期化するための信号を受信
するよう、接続されている。また、ＥＣＵ８４は、濃縮
器の入口端部で供給空気用入口弁５６及び空気抜き用ガ
ス排出弁５７に関連されるサーボ圧力チャンバ５８の排
気を制御するソレノイド弁（図示しない）に信号を送る
よう接続されている。更に、ＥＣＵ８４は、ジルコニア
・セル型酸素濃度センサ８５からの酸素濃度信号を受け
るように接続されている。センサ８５は、その作動のた
めに、管状抽気ライン８７により管状マニホールド７５
から抽出される高濃度酸素製造ガスのサンプルと、抽気
ライン８８により供給管８０から抽出される基準空気と
を受け入れる。このようなジルコニア・セル型酸素濃度
センサ８５の作動は周知であり（ＥＰ−Ａ−０３９１６
０７号参照）、ここでは詳しくは説明しない。
【００４９】図１のシステムについて述べたように、Ｅ
ＣＵ８４は、乗員用及び乗客用のガス貯蔵シリンダ内の
圧力状態を示す信号を受信して、これらのシリンダの容
量を算定する。その容量が所定値よりも小さくなった場
合、ＥＣＵ８４は濃縮器５１及び圧縮機７７の作動を初
期化し、貯蔵シリンダに充填するための高濃度酸素ガス
を発生させる。センサ８５は、濃縮器により送り出され
る高濃度酸素ガス内の酸素含有量を監視し、ＥＣＵ８４
に伝えられる信号が算出されて、濃縮器のベッドの入口
端部でのソレノイドを制御するための出力信号が発生さ
れ、それにより、ベッドはオンストリーム段階とオフス
トリーム段階とを繰り返して、製造ガスを実質的に最大
の酸素濃度とすることができる。
ＣＵ８４は、乗員用及び乗客用のガス貯蔵シリンダ内の
圧力状態を示す信号を受信して、これらのシリンダの容
量を算定する。その容量が所定値よりも小さくなった場
合、ＥＣＵ８４は濃縮器５１及び圧縮機７７の作動を初
期化し、貯蔵シリンダに充填するための高濃度酸素ガス
を発生させる。センサ８５は、濃縮器により送り出され
る高濃度酸素ガス内の酸素含有量を監視し、ＥＣＵ８４
に伝えられる信号が算出されて、濃縮器のベッドの入口
端部でのソレノイドを制御するための出力信号が発生さ
れ、それにより、ベッドはオンストリーム段階とオフス
トリーム段階とを繰り返して、製造ガスを実質的に最大
の酸素濃度とすることができる。
【００５０】本発明によるシステムの予定の飛行状態や
用途に応じて、濃縮装置の寸法は、最適な１組の供給状
態、例えば、高ブリード圧力／高高度に適合するよう設
計することで、減じられる。かかる組の状態が、潜在的
なロスやシステムの流れの需要を補償するのに十分な多
くの場合に得られるならば、その場合、濃縮装置は他の
時は常に遮断されてもよい。これは、濃縮器の入口に別
のモニターを設けるか、或いは、信号ライン４９（図１
）により航空機システムコンピュータ４８と関連するデ
ータを必要とする。
用途に応じて、濃縮装置の寸法は、最適な１組の供給状
態、例えば、高ブリード圧力／高高度に適合するよう設
計することで、減じられる。かかる組の状態が、潜在的
なロスやシステムの流れの需要を補償するのに十分な多
くの場合に得られるならば、その場合、濃縮装置は他の
時は常に遮断されてもよい。これは、濃縮器の入口に別
のモニターを設けるか、或いは、信号ライン４９（図１
）により航空機システムコンピュータ４８と関連するデ
ータを必要とする。
【００５１】或いはまた、本発明によるシステムは、増
圧器がＥＣＵの権能の下で一定範囲の送出量を越えて作
動できるようにすることにより、広い範囲の供給状態に
適合できるようにすることも可能である。これは、供給
空気の質を評価するための別のモニターやＥＣＵ内の別
の制御ロジックを必要とするが、それにより、多量の高
濃度酸素ガスが良好な状態で発生され、他の時間では流
量が減じられる。
圧器がＥＣＵの権能の下で一定範囲の送出量を越えて作
動できるようにすることにより、広い範囲の供給状態に
適合できるようにすることも可能である。これは、供給
空気の質を評価するための別のモニターやＥＣＵ内の別
の制御ロジックを必要とするが、それにより、多量の高
濃度酸素ガスが良好な状態で発生され、他の時間では流
量が減じられる。
【００５２】多数の独立した濃縮器から構成された濃縮
装置を有するシステムにおいて、各濃縮器の個々の出力
を監視することにより、そして、動作不良が生じた場合
に濃縮器を遮断する手段を設けることにより、更に信頼
性が得られる。この場合、システムは、低下した性能レ
ベルで機能し続け、保守作業が必要であることを示す信
号が発せられる。
装置を有するシステムにおいて、各濃縮器の個々の出力
を監視することにより、そして、動作不良が生じた場合
に濃縮器を遮断する手段を設けることにより、更に信頼
性が得られる。この場合、システムは、低下した性能レ
ベルで機能し続け、保守作業が必要であることを示す信
号が発せられる。
【図１】本発明の一実施例による航空機用高濃度酸素ガ
ス呼吸装置ないしシステムを示す概略図である。
ス呼吸装置ないしシステムを示す概略図である。
【図２】図１に示されるシステムで用いるのに適当な本
発明の別の実施例による分子ふるい式酸素濃縮装置の断
面図である。
発明の別の実施例による分子ふるい式酸素濃縮装置の断
面図である。
【図３】図２に示される装置の入口端部から見た場合の
平面図である。
平面図である。
【図４】図２に示される装置の出口端部から見た場合の
平面図である。
平面図である。
１１ 濃縮装置
１７ 圧縮機
２２ 乗員用ガス貯蔵シリンダ
２３ 乗客用ガス貯蔵シリンダ
２４ プライオリティ弁
３０ マスク
３５ モニター
３８ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）４２、４３
ガス圧力センサ ５０ 酸素濃縮装置 ５１ 多層ベッド式濃縮器 ５２，５３，５４ 分子ふるいベッド７７
圧縮機 ７９ 圧縮ピストン・シリンダ装置８４
電子制御ユニット ８５ 酸素濃度センサ
ガス圧力センサ ５０ 酸素濃縮装置 ５１ 多層ベッド式濃縮器 ５２，５３，５４ 分子ふるいベッド７７
圧縮機 ７９ 圧縮ピストン・シリンダ装置８４
電子制御ユニット ８５ 酸素濃度センサ
Claims (11)
- 【請求項１】 旅客航空機の乗員又は乗客の呼吸のた
めに高濃度酸素ガスを供給するための高濃度酸素ガス呼
吸装置であって、高濃度酸素ガスを送り出すように作動
される分子ふるい式酸素濃縮器手段と、前記濃縮器手段
により送り出された高濃度酸素ガスを受け入れるように
接続され且つ高圧で前記高濃度酸素ガスを送り出すよう
に作動される圧縮機手段と、前記圧縮機手段から前記高
濃度酸素ガスを受け入れると共に航空機の乗員に前記高
濃度酸素ガスを送るように接続された第１のガス貯蔵手
段と、前記圧縮手段から前記高濃度酸素ガスを受け入れ
ると共に航空機の乗客に前記高濃度酸素ガスを送るよう
に接続された第２のガス貯蔵手段と、前記濃縮器手段に
より送り出された高濃度酸素ガスの酸素含有量を監視す
るための酸素含有量監視手段と、前記酸素含有量監視手
段からの信号を受信するように接続され且つ前記濃縮器
手段の制御のための信号を出力するように接続された制
御手段と、前記第１及び第２のガス貯蔵手段に貯蔵され
たガスの圧力を検出し且つ前記制御手段に信号を発する
よう接続されたガス圧力検出手段と、を備えており、前
記第１及び第２のガス貯蔵手段のガス量を前記制御手段
により算出し、前記第１及び第２のガス貯蔵手段の少な
くとも一方のガス量が所望値を下回ったと判断された場
合に、該ガス貯蔵手段に充填するのに適した加圧高濃度
酸素ガスを発生させるために、前記濃縮器手段及び前記
圧縮機手段を初期化すべく、前記制御手段により信号を
出力するようにした高濃度酸素ガス呼吸装置。 - 【請求項２】 増圧手段と前記第１及び第２のガス貯
蔵手段との間の送出しラインに配置されるプライオリテ
ィ弁手段を更に具備しており、前記第１及び第２のガス
貯蔵手段の両方が必要なガス含有量以下となったことが
検出されたならば、前記プライオリティ弁手段は信号を
受けて、前記第１のガス貯蔵手段の充填を優先的に行う
ように切り換えられるようになっている請求項１記載の
高濃度酸素ガス呼吸装置。 - 【請求項３】 前記濃縮器手段と前記圧縮機手段との
間の送出しラインに配置される逃し弁手段であって、酸
素濃度が９０％以下の場合に前記濃縮器手段から送り出
されるガスを雰囲気に排出するように、前記制御手段に
より作動される前記逃し弁手段を更に備えている請求項
１記載の高濃度酸素ガス呼吸装置。 - 【請求項４】 前記圧縮機手段が、前記制御手段の権
能の下で、広い範囲の排出量を得るよう作動できるよう
になっている請求項１記載の高濃度酸素ガス呼吸装置。 - 【請求項５】 旅客航空機の乗員又は乗客の呼吸のた
めに高濃度酸素ガスを供給するための高濃度酸素ガス呼
吸装置で用いられる高濃度酸素ガス発生装置であって、
それぞれが供給空気入口端部及び高濃度酸素ガス出口端
部を有する複数の多層ベッド分子ふるいし式酸素濃縮器
と、供給空気の源に接続されるようになっており且つ前
記濃縮器の前記入口端部に供給空気を配分するように接
続されたマニホールド手段及び圧力調整手段を有してい
る供給空気導入手段と、前記濃縮器により送り出された
高濃度酸素ガスの酸素含有量を監視するための酸素含有
量監視手段と、オンストリーム／充填段階及びオフスト
リーム／空気抜き段階との間で繰り返される前記濃縮器
のベッドのサイクルの制御して、実質的に最高の濃度に
酸素が濃縮されたガスが前記濃縮器の出口端部に送り出
されるように、前記酸素含有量監視手段からの信号に応
答する制御手段と、前記濃縮器により送り出された高濃
度酸素ガスを受け入れるように前記濃縮器の前記出口端
部に接続された高濃度酸素ガスマニホールド手段と、前
記ガスを受け入れるように前記高濃度酸素ガスマニホー
ルド手段に接続された導入手段を有し且つ圧縮機出口手
段から排出されるよう前記ガスの圧力を増加するよう作
動される圧縮機手段と、を備えている高濃度酸素ガス発
生装置。 - 【請求項６】 前記圧縮機手段が、前記濃縮器の各々
からの高濃度酸素ガスを受け入れるように接続された共
通の圧縮機から成る請求項５記載の高濃度酸素ガス発生
装置。 - 【請求項７】 前記圧縮機が、供給空気により駆動さ
れるようになっている高濃度酸素ガス圧縮用ピストン・
シリンダ装置を備えている請求項６記載の高濃度酸素ガ
ス発生装置。 - 【請求項８】 前記ピストン・シリンダ装置を駆動す
るための供給空気は、多層ベッド式の前記濃縮器の中心
に配置された導管によって、供給空気送出し手段から前
記圧縮機に送り込まれるようになっている請求項７記載
の高濃度酸素ガス発生装置。 - 【請求項９】 前記酸素含有量監視手段が、酸素濃度
を直接示す信号を発する酸素濃度センサである請求項５
記載の高濃度酸素ガス発生装置。 - 【請求項１０】 前記各濃縮器により送り出された高
濃度酸素ガスの酸素含有量が個別に監視されるように、
前記酸素含有量監視手段が前記各濃縮器に接続され、動
作不良時に前記濃縮器を個々に停止して遮断するための
手段が設けられている請求項５記載の高濃度酸素ガス発
生装置。 - 【請求項１１】 空状態から完全充填状態にガスをガ
ス貯蔵手段に充填するのに適した高濃度酸素ガスの流れ
を形成するように寸法決めされている請求項５記載の高
濃度酸素ガス発生装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909003033A GB9003033D0 (en) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Oxygen-rich gas breathing systems |
| GB9003033.9 | 1990-02-10 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215771A true JPH04215771A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=10670778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3038907A Pending JPH04215771A (ja) | 1990-02-10 | 1991-02-12 | 高濃度酸素ガス呼吸装置及び高濃度酸素ガス発生装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5199423A (ja) |
| JP (1) | JPH04215771A (ja) |
| DE (1) | DE4104007A1 (ja) |
| ES (1) | ES2029181A6 (ja) |
| FR (1) | FR2658155B1 (ja) |
| GB (2) | GB9003033D0 (ja) |
| IT (1) | IT1244651B (ja) |
Families Citing this family (72)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9224797D0 (en) * | 1992-11-26 | 1993-01-13 | Normalair Garrett Ltd | Air-oxygen mixture controllers for breathing demand regulators |
| GB9304858D0 (en) * | 1993-03-10 | 1993-04-28 | Pall Corp | Gas supply systems |
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| FR2827178B1 (fr) * | 2001-07-11 | 2003-12-05 | Intertechnique Sa | Appareil respiratoire et installation de protection contre l'hypoxie en comportant application |
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