一种用于向飞行器上的乘客输送呼吸气体的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于向飞行器上的乘客输送呼吸气体的系统(10)，包括：呼吸气体源(14)，至少一个乘客面罩(30)，与每个面罩(30)相关的贮存器(40)，用于每个面罩(30)的输送阀(22)，该输送阀(22)被设置在呼吸气体源(14)和贮存器(40)之间，该贮存器(40)被设置在输送阀(22)和面罩(30)之间，传感器(26)，其与每个贮存器(40)相关联并且被配置为感测贮存器(40)的填充，以及控制器(20)，其被配置为控制输送阀(22)处于连续供应模式，以向贮存器(40)提供连续的呼吸气体流量(64)，并当由传感器(26)感测到的填充是填充阈值(55)时，中断(62)连续的呼吸气体流量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于向飞行器上的乘客输送呼吸气体的系统和方法
本专利技术涉及向乘客供应氧气(或具有高氧率的呼吸气体)的系统和方法，更具体地但不排他地，涉及用于一般地或特定地确定与系统的乘客面罩相关的贮存器或缓冲器中存在的氧气(或具有高氧率的呼吸气体)的量。
技术介绍
在部分巡航飞行期间，大多数商用客机在超过一万四千英尺的高度运行。在这些高度，环境空气中可能存在不足以维持人类的意识或生命的氧气。因此，飞行器的舱室被加压，通常高度等于大约八千英尺。在这样的“舱室高度”，通常在环境空气中存在足够的氧气以避免缺氧，从而维持人类的意识和生命。因此，当飞行器在上方飞行时(例如，一万四千英尺)，舱室增压的损失会产生乘客(和机组人员)经历缺氧的风险。因此，飞行器通常配备有紧急(辅助或补充)氧气系统，其被配置为在飞行器操作员降低飞行器的飞行高度时临时向乘客供应补充氧气。该系统包括通过柔性管连接到氧源的杯形面罩。同样经常附接到每个面罩的是由轻质柔性塑料制成的充气式贮存袋，其可以积聚气体以供戴上面罩的乘客随后呼吸。紧急氧气系统通常根据需要或以连续(恒定)流量向乘客供应呼吸气体。Cannon的美国专利No.7,784,463描述了一种用于机载飞行器的紧急氧气系统。Cannon专利的图1中所示的是一名戴着面罩的乘客，从其后面伸出一个细长的贮存袋。贮存袋“通过输送阀与供应导管流体连通”，以允许氧气积聚在袋子中，输送阀响应于从安装在面罩上的压力传感器接收的乘客呼气信号而被控制。当乘客耗尽贮存袋的内容物时，环境舱室空气被吸入面罩以供乘客呼吸。见Cannon，第5、11.117栏。与诸如Cannon专利的传统按需系统一致，向贮存器供应脉冲计量的氧气。通过感测乘客呼吸来触发脉冲。剂量(数量)基于飞行器高度。传统按需系统的一个缺点是难以可靠地检测乘客的呼吸活动，例如由于面罩和乘客的脸之间的泄漏或当乘客呼吸较弱时(例如当乘客是小孩时)。常规连续流动系统，例如在Frampton的美国专利No.7,793,682中公开的，非常简单且不昂贵，但它不能使提供给乘客的氧气流量发生变化。它引起氧气损失，以便为需要高流量的乘客提供足够的流量。本专利技术的目的是为每个乘客提供更足量的氧气，这意味着当乘客需要时提供更高量的氧气，同时减少氧气消耗，或者至少基本上不增加氧气消耗。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，该系统包括：呼吸气体源，一个(至少一个)面罩(用于乘客)，与每个面罩相关的贮存器(或缓冲器)，用于每个面罩的输送阀，该输送阀被设置在呼吸气体源和贮存器之间，该贮存器被设置在输送阀和面罩之间，传感器，其与每个贮存器相关联并且被配置为感测贮存器的填充(填充优选地是容积，但是它可以是由乘客呼吸可累积的氧的重量)，以及控制器，其被配置为控制该输送阀处于连续供应模式，以向贮存器提供连续的呼吸气体流量，并且当由传感器感测到的填充是填充阈值时，中断连续的呼吸气体流量。表达“连续流量”应理解为通常是连续的，与用户(乘客)每次需求(吸入)一次提供的脉冲剂量呼吸气体相反。它源于这种“连续流量”，即贮存器中积聚的量取决于呼吸气体积聚的时间。因此，如果乘客通常戴上面罩(在预期的时间内)，乘客每分钟呼吸平均体积并保持平均时间而不吸气，则连续的呼吸气体流量积聚在贮存器中直到乘客吸气并且在贮存器填充达到填充阈值之前，乘客吸气。乘客首先呼吸积聚在贮存器中的呼吸气体。然后，当贮存器为空时，乘客呼吸环境空气。因此，为乘客提供足够量的氧气以避免缺氧。相反，如果乘客在没有吸气的情况下停留超过平均时间段(因为乘客花了比预期更多的时间戴上面罩，或者乘客在没有吸气的情况下停留的平均时间更长，因为乘客移除了面罩等)，则乘客血液在氧气中去饱和(它可能是高度去饱和的)。但是，根据本专利技术，连续的呼吸气体流量继续累积直到达到填充阈值。因此，该乘客的呼吸气体量比平均值更多。因此，如果贮存器的大小适当，当填充时，它们可能能够提供足够的氧气来重新饱和血液甚至深度不饱和的乘客的血液。当乘客通过他们的面罩吸入并从贮存器排出氧气时，当乘客吸气以允许贮存器重新填充时，连续流量重新开始(或者如果贮存器中的呼吸气体量未达到填充阈值则继续)。该循环可以在整个减压情况下继续，响应于对其相关贮存器是否处于填充阈值的评估来控制连续流量。此外，当乘客在贮存器充满之前没有吸气时，当乘客停止吸入面罩中的呼吸气体时(例如，因为乘客带着另一个面罩)，避免呼吸气体在飞行器机舱内扩散，因为连续流量被中断。因此，它有助于减少由于充满贮存器而浪费在机舱内的紧急氧气量。并且，在发生火灾时，由于呼吸气体在泄漏之前被中断，所以当贮存器充满时呼吸气体泄漏不会促进火灾。因此，仅在需要时供应氧气，并且系统可以适应乘客吸气曲线中的需求峰值。这一点尤其重要，因为峰值通常在吸气开始时，在气体计量在最深处。根据本专利技术的另一特征，优选地，连续供应模式是第一连续供应模式，并且控制器被配置为调节在第二连续供应模式中的呼吸气体流量，其高于第一连续供应模式的呼吸气体流量。因此，在第二连续供应模式中可以更好地保护乘客，例如因为乘客需要呼吸较少的环境空气(存在有毒气体或烟雾)或呼吸更多氧气(缺氧的高风险)。根据补充特征，控制器优选地被配置为基于第二参数在第一连续供应模式和第二连续供应模式之间切换，第二参数包括在环境气体中有毒气体和/或烟雾的存在。根据补充特征，控制器优选地被配置为在低流量和高流量之间调节第一连续供应模式中的呼吸气体流量，并且控制器被配置为调节第二连续供应模式中的呼吸气体流量，其高于或等于高流量。因此，为乘客提供充足的呼吸气体，以避免呼吸环境空气。根据补充特征，控制器优选地被配置为在第二连续供应模式中将呼吸气体流量设定在预定(最大)流量。由于预定流量被配置为向乘客提供足够的呼吸气体以便仅呼吸呼吸气体(而不是环境空气)，所以流量在第二连续供应模式中不会改变。根据补充特征，优选地，输送阀是开/关型的，并且控制器被配置为在第一连续供应模式下以脉冲调制模式(PWM等)控制输送阀，并且控制器被配置为在第二连续供应模式下保持输送阀打开。因此，容易设定第二连续供应模式中的流量。众所周知，在第一连续供应模式中，由于包括阀门打开的时段和阀门关闭的阶段的重复阶段的时间段非常短，因此流量被认为是连续的。输送阀关闭的阶段能够将呼吸流量调节到所需的水平，但是流量是连续的。根据本专利技术的另一个特征，优选地，呼吸气体源以停用状态被提供，并且该系统被配置为在减压的情况下自动激活呼吸气体源。根据本专利技术的替代特征，优选地，该系统还包括调节器，调节器被配置为由控制器控制，以调节第一连续供应模式和第二连续供应模式中的呼吸气体流量。因此，乘客在穿上之前花费的时间越多，向乘客提供的呼吸气体就越多。因此，乘客的血液去饱和较短。根据本专利技术的又一个特征，优选地，填充阈值是第一填充阈值，传感器被配置为在第二填充阈值低于第一填充阈值的情况下感测贮存器的填充，并且控制器被配置为当由传感器感测到的填充是第二填充阈值(在贮存器中)时恢复连续流量。因此，当乘客通过面罩吸入呼吸气体从贮存器排出氧气时，呼吸气体自动供应到贮存器。根据本专利技术的补充特征，第二填充阈值比第一填充阈值低至少3％。因此，产生滞后以防止由于信号噪声(测量的不准确性)、小泄漏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于向飞行器上的乘客输送呼吸气体的系统(10)，其包括：呼吸气体源(14)，至少一个供乘客使用的面罩(30)，与每个面罩(30)相关的贮存器(40)，用于每个面罩(30)的输送阀(22)，所述输送阀(22)被设置在所述呼吸气体源(14)和所述贮存器(40)之间，所述贮存器(40)被设置在所述输送阀(22)和所述面罩(30)之间，传感器(26)，其与每个贮存器(40)相关联并且被配置为感测所述贮存器(40)的填充，以及控制器(20)，其被配置为控制所述输送阀(22)处于连续供应模式，以向所述贮存器(40)提供连续的呼吸气体流量(64)，并当由所述传感器(26)感测到的填充是填充阈值(55)时，中断(62)所述连续的呼吸气体流量。

【技术特征摘要】
2018.03.15 US 62/6434891.用于向飞行器上的乘客输送呼吸气体的系统(10)，其包括：呼吸气体源(14)，至少一个供乘客使用的面罩(30)，与每个面罩(30)相关的贮存器(40)，用于每个面罩(30)的输送阀(22)，所述输送阀(22)被设置在所述呼吸气体源(14)和所述贮存器(40)之间，所述贮存器(40)被设置在所述输送阀(22)和所述面罩(30)之间，传感器(26)，其与每个贮存器(40)相关联并且被配置为感测所述贮存器(40)的填充，以及控制器(20)，其被配置为控制所述输送阀(22)处于连续供应模式，以向所述贮存器(40)提供连续的呼吸气体流量(64)，并当由所述传感器(26)感测到的填充是填充阈值(55)时，中断(62)所述连续的呼吸气体流量。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述连续供应模式是第一连续供应模式(64)，所述控制器(20)被配置为调节第二连续供应模式(66)中的所述呼吸气体流量，所述第二连续供应模式(66)中的呼吸气体流量高于所述第一连续供应模式(64)中的呼吸气体流量。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器被配置为基于第二参数(8)在第一连续供应模式(64)和第二连续供应模式(66)之间切换(26)，所述第二参数(8)包括在环境气体(2)中的有毒气体和/或烟雾的存在。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于：所述控制器(20)被配置为在低流量和高流量之间调节所述第一连续供应模式(64)中的呼吸气体流量，以及所述控制器(20)被配置为调节所述第二连续供应模式(66)中的呼吸气体流量高于或等于所述高流量。5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述控制器(20)被配置为在第二连续供应模式(66)中将呼吸气体流量设定在预定流量。6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述输送阀(22)是开/关型的，所述控制器(20)被配置为在第一连续供应模式(64)中以脉冲调制模式控制所述输送阀(22)，所述控制器被配置为在第二连续供应模式(66)下保持所述输送阀打开。7.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括调节器(18)，所述调节器(18)被配置为由控制器(20)控制(16)，以调节第一连续供应模式和第二连续供应模式中的呼吸气体流量。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述呼吸气体源(14)以停用状态被提供，所述系统(10)被配置为在减压(11)的情况下自动激活(5、6)所述呼吸气体源(14)。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：填充阈值是第一填充阈值(55)，所述传感器被配置为在第二填充阈值低于第一填充阈值的情况下感测所述贮存器(40)的填充，并且所述控制器(20)被配置为当传感器(26)感测到的填充是第二填充阈值时(56)恢复连续流量(64、66)。10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述第二填充阈值比所述第一填充阈值低至少3％。11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器(20)被配置为基于至少一个第一参数(11、12、13)在所述连续供应模式(64)中以几个非空值调节所述呼吸气体流量。12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述至少一个第一参数选自以下组：机舱高度(11)、飞行器高度(12)、呼出气体的组成(13)、呼吸频率和血氧饱和度(14)。13.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(26)被配置为基于所述贮存器的填充阈值发送(27)二进制信号。14.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器(26)被配置为感测至少两个不同的贮存器填充值。15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述传感器(26)被配置为感测至少两个不同的贮存器填充值，以及所述控制器(20)被配置为基于由所述传感器(26)感测的贮存器填充值来确定至少第一参数。16.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述填充阈值(54)是所述贮存器的填充度。17.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述贮存器(40)是波纹管式的贮存袋。18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于：所述贮存器在第一纵向端(40a)和第二纵向端(40b)之间延伸，并且所述贮存器包括在第一纵向端(40a)和第二纵向端(40b)之间的多个环形褶(44)。19.根据权利要求18所述的系统，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：哲根·温泽尔，沃尔夫冈·里特纳，金巴普蒂斯泰菲利普·代尔普拉特，文森特金皮埃尔玛丽·吉洛廷，文森特吉拉德·格里特，弗罗里安·克洛克凯威克兹，琼·厄贝恩，斯蒂尤阿特戴维德迪克森·瓦尔克，
申请(专利权)人：佐迪埃克航空技术公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR