用于飞机上乘客的氧气在飞机上的产生的利记博彩app
【专利说明】用于飞机上乘客的氧气在飞机上的产生
[0001]发明背景
[0002]本发明一般地涉及用于包括为飞机上的机组人员或乘客提供调节的氧气流的系统和方法。本发明更具体地涉及确保适于呼吸的氧气包括在飞机下降期间迅速地并间歇地对飞机上的机组人员或乘客可用的系统和方法。系统的组件包括氧气发生器。
[0003]用于供应氧气到飞机乘客的传统的系统和方法典型地依赖气态氧，所述气态氧既可以是由位于乘客座椅上方的乘客服务单元(PSU)以化学方法产生的，也可以是由加压气缸分配的。根据后者，气态氧可以通过飞机上的集中的分配网络分配或由多个分开的单个气缸分配。
[0004]压力和流量调节器设备也可被并入提供氧气和富氧气体的系统，所述氧气和富氧气体可在被传递到乘客的呼吸面具之前被传递到这些设备。为了辅助流量调节，可以将压力传感器提供到这种氧气供应系统的管道的吸气和呼气气道。一种用于调节氧气的已知方法包括，测定呼吸循环的呼气阶段的开始，在呼吸循环的呼气阶段期间暂停气流传递到管道系统，和在多个呼吸循环的呼气阶段的控制间隔期间监测管道系统中的呼气流和压力。
[0005]目前，在利用气态氧供应源的大型飞机的乘客氧气系统中，氧气典型地由位于中心的一堆存储容器或气缸通过管路的网络分配到通常邻近每一排座椅放置的歧管。每一个乘客面具典型地经由歧管的分开的孔供应。通过改变歧管的进口压力，到每一个面具的氧气流可被改变。
[0006]当应急氧气将被供应到面具时，附在面具上的储气袋典型地接收恒定的氧气流。氧气一般地以计算的速率一一适应甚至具有大得多的平均潮气量，其呼吸比平均呼吸率快的乘客的需要一一连续供应。进入储气袋和进入面具的连续的氧气流典型地被客舱空气稀释。
[0007]以化学方法产生氧气的系统通常适合于持续时间22分钟以下的较短的航班。然而，在以化学方法产生氧气的系统满足氧气需求的适合性方面，飞行路线的地形也是决定因素。除了这些限制，以化学方法产生氧气的系统作为一次性设备提供，其一旦被激活就只能使用一次并且必须被替换用于将来使用。已知一种用于供应氧气到机舱的常规系统包括多个具有点火器的化学氧气发生器、用于依次供给电压到点火器的程序器和氧气面具，化学发生器分配产生的氧气到该氧气面具。每当压力降低到阀值，分配系统部分的压力传感器控制程序器依次供给电压到下一个化学发生器的点火器。
[0008]对于较长持续时间的航班和遭遇多变或有挑战性的地形的航班，需要气态氧。气态氧储存在增加显著重量的气缸中，增加了燃料成本，并且增加了氧气供应系统的危害潜力。
[0009]完全依赖富氧气体的加压气缸或化学氧气发生器是有缺点的。富氧气体的加压气缸增加了显著重量至氧气供应系统，并通过提供始终存在的燃烧危险增加了它的危害潜力。增加的重量提高了燃料成本。来自气体的加压气缸的氧气可以从一个或多个飞机的分配网络内的来源分配，或者可以为每一个乘客或乘务员提供单个气缸。不论哪种情况，考虑到飞机的有限空间，来自气缸的氧气典型地不远离飞机的照明系统的组件，增加了危害潜力。例如，座椅上方的单个气缸或分配网络的出口靠近灯。
[0010]化学氧气发生器减小了此危害潜力并且减小了连续储存加压气缸的重量，但是如上讨论具有有限的应用。重新装满加压气缸和替代一次性的化学氧气发生器的需要增加了飞机氧气供应系统的维护费用。
[0011]提高这种飞机应急氧气供应系统在氧气的产生、存储、分配或消耗方面的效率可因此产生重量节省。相反，提高飞机应急氧气供应系统的效率而没有同量的缩小尺寸将给予系统操作中较大的安全系数。因此以任何可能的方式提高应急氧气供应系统的效率是高度期望的。
[0012]对机舱乘员进行适当充氧需要传递的补充氧气流速取决于一般压力高度。传递到使用者的氧气的量可根据高度有利地变化，以便传递的量产生适当的充氧作用，而避免比需要量大的氧气效率低的和浪费的传递。
[0013]除了从已有的氧气来源一一包括加压气缸和化学氧气发生器一一在飞机上供应氧气，机载氧气发生器(OBOG)是已知的。两种类型的机载氧气发生器(OBOG)包括分子筛氧气发生器(MSOG)和陶瓷氧气发生器(C0G)。
[0014]已知分子筛氧气发生(MSOG)系统从供应气体产生氧气或富氧气体和残余气体的供应。当使用依赖变压吸附(PSA)技术的机载氧气发生器(OBOG)设备的分子筛氧气发生器(MSOG)类型并且有效地操作时，它们产生包括高达95%的氧气的富氧气体，其含有大于大约9%的氧气的残余气体流。然而，在操作的初始阶段，此系统对于满足飞机乘客对氧气的需要具有有限的适用性。此外，此系统没有使氧气消耗最小化或存储氧气。
[0015]并入分子筛氧气发生(MSOG)系统的变压吸附(PSA)技术基于原理:在压力下的气体一般地被吸引到固体表面，然后气体被吸附到固体表面。更高的压力产生较大的气体吸附。当压力减小或从高到低摇摆时，气体被释放或脱附。气体混合物可通过变压吸附(PSA)被分离，因为不同气体趋于不同程度地吸引或吸附至不同的固体材料。
[0016]因此，当压力减小时，不太强力地吸引至固体材料的气体将首先脱附以形成出口流。在吸附气体的固体材料床达到它的吸附容量后，进一步降低压力以释放甚至更强力吸引的气体。随着施加到机载氧气发生器(OBOG)，发动机排放气体典型地被供应到变压吸附(PSA)设备，空气的氮气成分比空气的氧气成分更强力地被吸附到固体材料床，并且产生富氧气体出口流。这类似于用于肺气肿病人和其他需要富氧空气呼吸的人的便携式氧气浓缩器中使用的方法。
[0017]用于变压吸附(PSA)系统的吸附剂必须具有区分表明选择性吸附的两种或多种气体的能力。用于变压吸附(PSA)系统的合适的吸附材料通常是由于它们的大表面积选出的非常多孔材料，例如活性炭、硅胶、氧化铝和沸石。吸附在这些表面上的气体可以由只有一个或至多数个分子厚度的层组成。具有几百平方米每克的表面积的吸附材料使能够吸附气体中的吸附剂重量的很大部分。除了对于不同气体的差别吸附选择性，沸石和称作碳分子筛的一些类型的活性炭的分子筛特征有助于基于尺寸排除一些气体分子。
[0018]已知另一种系统利用分子筛床和/或渗透膜技术，以产生，第一，用于机组人员呼吸的氧气，和第二，用作飞机的油箱中的惰性环境的氮气。然而这种系统仍需为氧气和氮气供应压缩机，以便氧气可以以适合呼吸的压力递送。此外，可产生的氧气的浓度由于使用的传统机载氧气发生器(OBOG)设备技术的性质被限制。由于高温需求，在全部氧气容量被利用之前有时间滞后。
[0019]另一种类型的机载氧气发生器(OBOG)是陶瓷氧气发生器(C0G)。陶瓷氧气发生器(COG)设备利用固体电解质氧气分离(SEOS)技术，其中使用电压在大约650°C到750°C的高温下将氧气从专门的陶瓷材料内的空气中被催化分离。虽然此过程产生压力下的并且在包括30，000英尺以上更高海拔的任何高度处适于呼吸的基本上纯的氧气产物，但是缺点是当为设备通电时氧气不是迅速可用的，因为设备需要首先达到需要的操作温度。
[0020]机载氧气发生器(OBOG)设备产生的用于呼吸的氧气由于通过膜需要的循环典型地不迅速可用。虽然基于在压力下提供适于呼吸的更纯的或更高度浓缩的富氧气体的能力，陶瓷氧气发生器(COG)设备典型地优于分子筛氧气发生器(MSOG)设备，但是由于从这种设备氧气产生必要的高温需求，来自陶瓷氧气发生器(COG)设备的氧气也不是迅速可用的。
[0021]当在飞机上出现紧急情况时，需要以适于呼吸的浓度、温度和压力的迅速可用的氧气。在大于30，000英尺的高的高度下，需要99%或更高纯度的氧气。在等于或小于30，000英尺的较低高度下，含90-95%氧气的氧气可以是合适的。紧急情况可以包括意外客舱减压、意外下降等等。
[0022]通过使陶瓷氧气发生器(COG)设备和在短期内提供氧气的其他来源结合，期望提供利用并入固体电解质氧气分离(SEOS)技术的陶瓷氧气发生器(COG)设备的优点，而不牺牲在下降或出现紧急情况期间的短期内可呼吸的氧气的可用性的系统。理想地，这种使包括陶瓷氧气发生器(COG)设备的机载氧气发生器(OBOG)设备和短期氧气供应结合的系统也将存储氧气并使氧气利用效率最大化。
[0023]在出现紧急情况或飞机的初始下降模式期间，短期需要出现。在随后飞机的等待高度模式存在长期需要。也期望提供通过减小依赖加压气缸和化学氧气发生器用于最大化氧气利用效率的系统和方法。在来自机载氧气发生器(OBOG)设备的富氧气体可用之前，存在保留笨重的气缸和一次性发生器对于紧急和下降情况的系统的使用的需要，以减少飞