(57)【要約】  乗客用酸素の電気機械式調整器は、酸素の流れを電子的又は機械的に調整するハイブリッド酸素調整器である。調整器の電子部分は、入口ソレノイド弁、出口ソレノイド弁、客室圧力変換器、調整済み出力変換器、及びＰＩＤベースの制御器で構成されており、ソレノイド弁は、通常、電子システムが故障するか又は電源が故障すると、システムが自動的に機械的作動状態に戻るように付勢されている。【選択図】図１
2009502236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機用の、乗客用酸素を調整するための電気機械式調整器において、
供給入口チャンバと出口チャンバを含む電気機械式調整器弁本体と、
酸素の供給源から酸素を受け取るための酸素供給口であって、第１供給チャネルによって前記供給入口チャンバに接続されている、酸素供給口と、
前記出口チャンバに接続されている酸素出口と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている釣合弁であって、前記釣合弁は、前記電気機械式調整器弁本体内に画定されている弁チャネルと、前記供給入口チャンバと前記出口チャンバを分離している弁ダイアフラムであって、前記弁ダイアフラムは弁座を形成している開口部を含んでいる、弁ダイアフラムと、前記弁チャネル内に配置され、その中で弁閉位置と弁開位置の間を動くことのできる弁部材であって、前記弁部材は前記弁閉位置で前記弁座と係合するように付勢されている、弁部材と、を含んでいる、釣合弁と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている電子弁部分であって、前記電子弁部分は、航空機内で感知された客室圧力及び前記酸素出口で感知された出力圧力に応えて、前記弁部材を、前記開位置と前記閉位置の間で動かすよう作動する、電子弁部分と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている機械弁部分であって、前記機械弁部分は、供給圧力感知チャンバを含んでおり、前記機械弁部分は、前記供給圧力感知チャンバ内の圧力と前記出口チャンバ内の圧力に応えて、前記弁部材を、前記開位置と前記閉位置の間で動かすように作動する、機械弁部分と、を備えている電気機械式調整器。
【請求項２】
前記供給圧力感知チャンバは、アネロイド弁通気孔を画定している表面を有する壁を含んでおり、前記調整器は、更に、客室圧力に曝され、前記アネロイド弁通気孔に隣接して取り付けられているアネロイドを備えており、前記アネロイドは、客室圧力の変化に応えて、収縮すると前記アネロイド弁通気孔を開いて前記供給圧力感知チャンバから圧力を逃がし、長くなると前記アネロイド弁通気孔を閉じて前記供給圧力感知チャンバ内に圧力を閉じ込める、請求項１に記載の電気機械式調整器。
【請求項３】
前記弁部材は、前記弁座と係合するポペット弁頭部と、内側チャンバを含むポペット弁部材基部と、前記弁チャネルの回りに配置され、前記ポペット弁部材基部と密閉状態を形成するシールと、前記弁ポペット部材を付勢して前記閉位置に付勢するばねと、を含んでいる弁ポペット部材を備えている、請求項１に記載の電気機械式調整器。
【請求項４】
前記供給圧力感知チャンバを前記出口チャンバから分離する可動ダイアフラムを更に備えており、圧力感知ばねは、前記供給圧力感知チャンバ内に配置され、前記可動ダイアフラムを前記弁部材に向けて付勢する、請求項１に記載の電気機械式調整器。
【請求項５】
前記酸素供給口を前記供給圧力感知チャンバに接続する第２供給入路を更に備えている、請求項１に記載の電気機械式調整器。
【請求項６】
前記供給圧力感知チャンバへの酸素の流れを制御するために、前記第２供給チャネル内に取り付けられている感度調節スクリューを更に備えている、請求項５に記載の電気機械式調整器。
【請求項７】
前記電子弁部分は、
電子式酸素供給調整チャンバであって、第３供給チャネルが、前記電子式酸素供給調整チャンバを前記供給入口チャンバと電子式供給調整チャンバの出路に接続している、電子式酸素供給調整チャンバと、
前記第３供給チャネルに接続されていて、前記第３供給チャネルを開閉させるために弁開位置と弁閉位置の間を動かすことができる第１ソレノイド弁であって、前記第１ソレノイド弁は常閉である、第１ソレノイド弁と、
前記電子式供給調整チャンバの出路に接続されていて、前記電子式供給調整チャンバの出路を開閉させるために弁開位置と弁閉位置の間を動かすことができる第２ソレノイド弁であって、前記第２ソレノイド弁は常開である、第２ソレノイド弁と、
前記第１及び第２のソレノイド弁の作動を制御するための制御器と、を備えている、請求項１に記載の電気機械式調整器。
【請求項８】
航空機の客室圧力を感知し、客室圧力を示す客室圧力信号を生成する客室圧力変換器と、前記酸素出口で出力圧力を感知し、前記酸素出口の圧力を示す出口信号を生成する出口圧力変換器と、を更に備えており、前記客室圧力信号と前記出口信号は、前記制御器によって受信される、請求項７に記載の電気機械式調整器。
【請求項９】
航空機用の、乗客用酸素を調整するための電気機械式調整器において、
供給入口チャンバと出口チャンバを含む電気機械式調整器弁本体と、
酸素の供給源から酸素を受け取るための酸素供給口であって、第１供給チャネルによって前記供給入口チャンバに接続されている、酸素供給口と、
前記出口チャンバに接続されている酸素出口と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている釣合弁であって、前記釣合弁は、前記電気機械式調整器弁本体内に画定されている弁チャネルと、前記供給入口チャンバと前記出口チャンバを分離している弁ダイアフラムであって、前記弁ダイアフラムは弁座を形成している開口部を含んでいる、弁ダイアフラムと、前記弁チャネル内に配置され、その中で弁閉位置と弁開位置の間を動くことのできる弁部材であって、前記弁部材は前記弁閉位置で前記弁座と係合するように付勢されている、弁部材と、を含んでいる、釣合弁と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている電子弁部分であって、前記電子弁部分は、航空機内で感知された客室圧力及び前記酸素出口で感知された出力圧力に応えて、前記弁部材を、前記開位置と前記閉位置の間で動かすよう作動する、電子弁部分と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている機械弁部分であって、前記機械弁部分は、供給圧力感知チャンバを含んでおり、前記機械弁部分は、前記供給圧力感知チャンバ内の圧力と前記出口チャンバ内の圧力に応えて、前記弁部材を、前記開位置と前記閉位置の間で動かすように作動し、前記供給圧力感知チャンバは、アネロイド弁通気孔を画定している表面を有する壁を含んでおり、客室圧力に曝されているアネロイドが前記アネロイド弁通気孔に隣接して取り付けられており、前記アネロイドは、客室圧力の変化に応えて、収縮すると前記アネロイド弁通気孔を開いて前記供給圧力感知チャンバから圧力を逃がし、長くなると前記アネロイド弁通気孔を閉じて前記供給圧力感知チャンバ内に圧力を閉じ込める、機械弁部分と、
前記供給圧力感知チャンバを前記出口チャンバから分離している可動ダイアフラムであって、圧力感知ばねが、前記供給圧力感知チャンバ内に配置されていて、前記可動ダイアフラムを前記弁部材に向けて付勢している、可動ダイアフラムと、を備えている電気機械式調整器。
【請求項１０】
前記弁部材は、前記弁座と係合するポペット弁頭部と、内側チャンバを含むポペット弁部材基部と、前記弁チャネルの回りに配置され、前記ポペット弁部材基部と密閉状態を形成するシールと、前記弁ポペット部材を前記閉位置に付勢するばねと、を含んでいる弁ポペット部材を備えている、請求項９に記載の電気機械式調整器。
【請求項１１】
前記酸素供給口を前記供給圧力感知チャンバに接続する第２供給入路を更に備えている、請求項９に記載の電気機械式調整器。
【請求項１２】
前記供給圧力感知チャンバへの酸素の流れを制御するために、前記第２供給チャネル内に取り付けられている感度調節スクリューを更に備えている、請求項１１に記載の電気機械式調整器。
【請求項１３】
前記電子弁部分は、
電子式酸素供給調整チャンバであって、第３供給チャネルが、前記電子式酸素供給調整チャンバを前記供給入口チャンバと電子式供給調整チャンバの出路に接続している、電子式酸素供給調整チャンバと、
前記第３供給チャネルに接続されていて、前記第３供給チャネルを開閉させるために弁開位置と弁閉位置の間を動かすことができる第１ソレノイド弁であって、前記第１ソレノイド弁は常閉である、第１ソレノイド弁と、
前記電子式供給調整チャンバの出路に接続されていて、前記電子式供給調整チャンバの出路を開閉させるために弁開位置と弁閉位置の間を動かすことができる第２ソレノイド弁であって、前記第２ソレノイド弁は常開である、第２ソレノイド弁と、
前記第１及び第２のソレノイド弁の作動を制御するための制御器と、を備えている、請求項９に記載の電気機械式調整器。
【請求項１４】
航空機の客室圧力を感知し、客室圧力を示す客室圧力信号を生成する客室圧力変換器と、前記酸素出口で出力圧力を感知し、前記酸素出口の圧力を示す出口信号を生成する出口圧力変換器と、を更に備えており、前記客室圧力信号と前記出口信号は、前記制御器によって受信される、請求項１３に記載の電気機械式調整器。
【請求項１５】
航空機用の、乗客用酸素を調整するための電気機械式調整器において、
供給入口チャンバと出口チャンバを含む電気機械式調整器弁本体と、
酸素の供給源から酸素を受け取るための酸素供給口であって、第１供給チャネルによって前記供給入口チャンバに接続されている、酸素供給口と、
前記出口チャンバに接続されている酸素出口と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている釣合弁であって、前記釣合弁は、前記電気機械式調整器弁本体内に画定されている弁ポペットチャネルと、前記供給入口チャンバと前記出口チャンバを分離している弁ダイアフラムであって、前記弁ダイアフラムは弁座を形成している開口部を含んでいる、弁ダイアフラムと、前記弁ポペットチャネル内に配置され、その中で弁閉位置と弁開位置の間を動くことのできる弁部材であって、前記弁ポペット部材は前記弁閉位置で前記弁座と係合するように付勢されている、弁部材と、を含んでいる、釣合弁と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている電子弁部分であって、前記電子弁部分は、航空機内で感知された客室圧力及び前記酸素出口で感知された出力圧力に応えて、前記弁ポペット部材を、前記開位置と前記閉位置の間で動かすよう作動する、電子弁部分と、
前記電気機械式調整器弁本体内に配置されている機械弁部分であって、前記機械弁部分は、供給圧力感知チャンバを含んでおり、前記機械弁部分は、前記供給圧力感知チャンバ内の圧力と前記出口チャンバ内の圧力に応えて、前記弁ポペット部材を、前記開位置と前記閉位置の間で動かすように作動し、前記供給圧力感知チャンバは、アネロイド弁通気孔を画定している表面を有する壁を含んでおり、客室圧力に曝されているアネロイドが前記アネロイド弁通気孔に隣接して取り付けられており、前記アネロイドは、客室圧力の変化に応えて、収縮すると前記アネロイド弁通気孔を開いて前記供給圧力感知チャンバから圧力を逃がし、長くなると前記アネロイド弁通気孔を閉じて前記供給圧力感知チャンバ内に圧力を閉じ込める、機械弁部分と、
前記供給圧力感知チャンバを前記出口チャンバから分離している可動ダイアフラムであって、圧力感知ばねが、前記供給圧力感知チャンバ内に配置されていて、前記可動ダイアフラムを前記弁ポペット部材に向けて付勢している、可動ダイアフラムと、
航空機の客室圧力を感知し、客室圧力を示す客室圧力信号を生成する客室圧力変換器と、前記酸素出口で出力圧力を感知し、前記酸素出口の圧力を示す出口信号を生成する出口圧力変換器であって、前記客室圧力信号と前記出口信号は、前記制御器によって受信される、客室圧力変換器と出口圧力変換器と、を備えている電気機械式調整器。
【請求項１６】
前記弁ポペット部材は、前記弁座と係合するポペット弁頭部と、内側チャンバを含むポペット弁部材基部と、前記弁ポペットチャネルの回りに配置され、前記ポペット弁部材基部と密閉状態を形成するシールと、前記弁ポペット部材を前記閉位置に付勢するばねと、を備えている、請求項１５に記載の電気機械式調整器。
【請求項１７】
前記酸素供給口を前記供給圧力感知チャンバに接続する第２供給入路を更に備えている、請求項１５に記載の電気機械式調整器。
【請求項１８】
前記供給圧力感知チャンバへの酸素の流れを制御するために、前記第２供給チャネル内に取り付けられている感度調節スクリューを更に備えている、請求項１７に記載の電気機械式調整器。
【請求項１９】
前記電子弁部分は、
電子式酸素供給調整チャンバであって、第３供給チャネルが、前記電子式酸素供給調整チャンバを前記供給入口チャンバと電子式供給調整チャンバの出路に接続している、電子式酸素供給調整チャンバと、
前記第３供給チャネルに接続されていて、前記第３供給チャネルを開閉させるために弁開位置と弁閉位置の間を動かすことができる第１ソレノイド弁であって、前記第１ソレノイド弁は常閉である、第１ソレノイド弁と、
前記電子式供給調整チャンバの出路に接続されていて、前記電子式供給調整チャンバの出路を開閉させるために弁開位置と弁閉位置の間を動かすことができる第２ソレノイド弁であって、前記第２ソレノイド弁は常開である、第２ソレノイド弁と、
前記第１及び第２のソレノイド弁の作動を制御するための制御器と、を備えている、請求項１５に記載の電気機械式調整器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の計量及び制御に、より具体的には、特に民間航空旅客機で使用される様な、航空機乗客へ酸素を補給する流体の計量及び制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
本出願は、２００５年７月２２日出願の米国仮特許出願第６０／７０１，７８７号に基づいている。
【０００３】
航空機に通常搭載されている様な、約１２，０００フィートを超える高度で客室の圧力損失が生じた際に乗客に酸素を供給するための緊急酸素供給システムは、通常、必要な時に頭上の保管庫から放出される顔面マスクに接続されている補給用の呼吸可能な酸素供給源を含んでいる。呼吸可能な酸素の流れは、客室の圧力が再び確立されるまで、又は、低い安全な高度に達するまで、乗客を持ちこたえさせるに足るものでなければならない。
【０００４】
或る従来の機械式酸素圧力調整器は、出力空気圧力によって駆動され、その弁の位置は、自身のメモリにアルゴリズムが記憶されているプロセッサを含む制御器によって提供されるプログラムされている正確な酸素供給制御によって決められる。プロセッサユニットは、弁位置、上流圧力、下流圧力、及び通信ユニットを通して受信される外部入力を感知するセンサーに応答する。調整器本体内側のオリフィスは、上流配管と下流配管の間の流れを確立し、弁ディスクは、オリフィスを塞ぐか又は部分的に塞いで、上流配管と下流配管の間の流れを調整する。
【０００５】
従来型の電子圧力調整器は、弁がオーバーシュートすること無く最小限の変動で所定の圧力に円滑に近づけるようにするマイクロプロセッサ制御システムを有している。マイクロプロセッサユニットは、圧力調整器のダイアフラムを担当する、常閉の入力ソレノイド弁と排気ソレノイド弁を制御している。弁は、所定の圧力と現在の圧力の間の差に基づいて可変パルス幅と可変周波数信号を使って駆動されるので、変動無く作動して所望の圧力になる。別の同様の流体圧力調整器は、２つのＰＩＤ制御器を含んでいる。第１ＰＩＤ及び駆動制御器は、圧力調整ダイアフラムへの入力であり且つ排気である、常閉のソレノイド作動弁を駆動する。第２ＰＩＤ及びプログラム制御器は、中に記憶されているか又は外部供給源から供給されるプログラムを使って、圧力を所定圧力に制御するか、又は制御された可変出力を供給するためのフィードバックループを提供する。
【０００６】
別の型式の電子気体調整器は、給気及び放出弁を作動させる電子駆動式ソレノイドによって制御される、減圧弁のダイアフラム又はピストン調整器を有している。放出と給気の配置は、主圧力調整器の回りのバイパスループであり、確実に、調整される気体燃料は大気へ逃がすのではなく、調整された気体燃料と共に調整器の出口へ排気されるようにしている。パルス幅変調及び／又は周波数変調を用いて、使用開及び閉の回数の割合、従って出力圧力を変え、或いは、２つのコイルを１つのコイルに代えて用いると、弁を独立して制御し、慣性効果を補償することができる。ばねは、減圧弁のピストン調整器を閉位置に付勢して弁座と係合させ、高圧係止ソレノイド又は閉鎖弁には、ソレノイド作動コイルが、作動コイルに電力が供給されていないときは、係止ソレノイドが完全閉位置に在るように配置されている。
【０００７】
別の従来型のマイクロプロセッサ制御ばね付勢式気体圧力調整器は、履歴降下データ、温度、戸外温度、日、週又は月間の時刻などに応答できるマイクロプロセッサの制御の下で電子的に調整可能な調整器弁を介して、増大している圧力をダイアフラムのばね側に供給することによって自動的に操作されるパイロット弁によって制御される。圧力調整器は、電気的に作動可能な弁アッセンブリを含んでおり、この弁アッセンブリは、電力が供給されているときは弁が閉状態にあり、電気供給が遮断されるときには電気的に制御可能な圧力調整弁を迂回する、電圧が供給されていないときは弁が開状態にある。
【０００８】
完全に機械的な調整器でも、完全に電子的な調整器でもなく、２つの方式の組み合わせであり、両方の方法の最良点を提供するような、ハイブリッド電子機械式調整器を提供することが望ましい。更に、出力ソレノイド弁が常開のハイブリッド電子機械式調整器であって、電子システムの故障又は電源の故障が起こると、システムが自動的に完全作動機械式調整器に戻り、必要レベルを超える出口圧力を提供する様な、ハイブリッド電子機械式調整器を提供することが望まれる。本発明は、上記及びその他の必要性を満足させる。
【０００９】
【特許文献１】米国仮特許出願第６０／７０１，７８７号
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
要約すると、概括的には、本発明は、完全に機械的な調整器でも、完全に電子的な調整器でもなく、電子システムの故障又は電源の故障が起こると、完全作動機械式調整器に自動的に戻って必要レベルを超える出口圧力を提供する、ハイブリッド電気機械式調整器を提供する。
【００１１】
通常の電子的な作動の間は、調整器のソレノイド作動式入口弁は、乗客への酸素供給が不要なときに酸素が放出されるのを防いでいる。調整器の電子部分は、入口ソレノイド弁、出口ソレノイド弁、客室圧力変換器、調整出力変換器、及びＰＩＤベースの制御器で構成されている。入口ソレノイド弁は常閉で、出口ソレノイド弁は常開なので、電子システムの故障又は電源の故障が起こると、システムは、完全作動機械式調整器に自動的に戻り、必要なレベルを超える出口圧力を提供する。電気機械式調整器の機械的な作動の間、制御器の機械部分は、アネロイドによって検出される高度圧力の関数として線形の出口圧力を生成し、全ての点で必要な出口圧力曲線を僅かに超えるように設計されている。
【００１２】
従って、本発明は、供給入口チャンバ及び出口チャンバを含む電気機械式調整器弁本体と、酸素の供給源から酸素を受け取るための第１供給チャネルによって供給入口チャンバに接続されている酸素供給口と、出口チャンバに接続されている酸素出口と、を含んでいる電気機械式調整器を提供する。電気機械式制御器弁本体は、電子調整器弁本体内に弁ポペットチャネルが画定されている釣合弁を含んでいる。弁座を形成する開口部を含む弁のダイアフラムは、供給入口チャンバと出口チャンバを分離しており、弁ポペット部材は、弁ポペットチャネル内に配置されていて、その中で、弁閉位置と弁開位置の間を移動することができる。弁ポペット部材は、弁閉位置で弁座と係合するように付勢されている。電気機械式調整器弁本体は、航空機内で感知した客室圧力と酸素出口で感知した出力圧力とに応えて、弁ポペット部材を開位置と閉位置の間で動かすように作動する電子弁部分を含んでいる。電気機械式調整器弁本体は、更に、供給圧力感知チャンバを含む機械弁部分を含んでおり、機械弁部分は、供給圧力感知チャンバ内の圧力と出力チャンバ内の圧力とに応えて、弁ポペット部材を、開位置と閉位置の間で動かすことができる。
【００１３】
目下好適な１つの態様では、弁ポペット部材は、弁座と係合するポペット弁の頭部と、内側チャンバを含むポペット弁基部と、弁ポペットチャネルの回りに配置され、ポペット弁部材基部と密閉状態を形成するシールと、弁ポペット部材を閉位置に付勢するばねと、を含んでいる。別の目下好適な態様では、電子調整器は、更に、供給圧力感知チャンバを出口チャンバから分離する可動ダイアフラムを含んでおり、圧力感知ばねは、供給圧力感知チャンバ内に配置され、可動ダイアフラムを弁ポペット部材に向けて付勢している。可動ダイアフラムの背後の圧力は、アネロイド弁と調節スクリューによって制御される。目下好適な別の態様では、電気機械式調整器は、酸素供給口を供給圧力感知チャンバに接続する第２供給入路を含んでいる。電気機械調式整器は、更に、供給圧力感知チャンバへの酸素の流れを制御するために第２供給チャネル内に取り付けられている感度調節スクリューを含んでいる。
【００１４】
目下好適な別の態様では、電子弁部分は、電子式酸素供給調整チャンバと、常閉の第１又は入口側ソレノイド弁と、常開の第２又は出口側ソレノイド弁と、第１及び第２ソレノイド弁の作動を制御するための制御器と、を含んでいる。第３供給チャネルは、電子式酸素供給調整チャンバを、供給入口チャンバと電子式供給調整チャンバの出路に接続する。常閉の第１ソレノイド弁は、第３供給チャネルに接続されていて、第３供給チャネルを開閉するために、弁開位置と弁閉位置の間を移動できるようになっている。第２ソレノイド弁は、電子式供給調整チャンバの出路に接続されており、電子式供給調整チャンバの出路を開閉するため、弁開位置と弁閉位置の間を移動できるようになっている。
【００１５】
目下好適な別の態様では、電気機械式調整器は、航空機の客室圧力を感知し、客室圧力を示す客室圧力信号を生成するための客室圧力変換器と、酸素出口の出力圧力を感知し、酸素出口の圧力を示す出口信号を生成する出口圧力変換器と、を含んでおり、客室圧力信号と出口信号は、制御器に受信される。
【００１６】
本発明のこの他の特徴及び利点は、好適実施形態についての以下の詳細な説明を、例を挙げて本発明の作動を示している添付図面と関連付けて読めば明白になるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
分かり易くするため例を挙げている図面に示すように、本発明は、乗客用の酸素を調整するための電気機械式調整器１０を提供しており、同調整器は、機械部１２と電子部１４を備えた弁本体１１を含んでいる。酸素供給口１６は、通常、１つ又は複数の圧縮酸素ボンベの様な酸素供給源（図示せず）に接続されており、酸素出口１８は、通常、１つ又は複数の呼吸装置（図示せず）セットに接続されており、呼吸装置セットは、通常、１つ又は複数の個別リザーバーバッグと、付属の顔面マスクを含んでいる。経路２０は、供給口を供給圧力感知チャンバ２２に接続しており、そこには、圧力感知ばね２４が、一端を供給圧力感知チャンバの壁２５に取り付けて配置されており、供給圧力感知ばねの他端は、可動ダイアフラム２６に接続され、それを支持している。供給圧力感度調節スクリュー２８は、随意的に、経路２０を通って供給圧力感知チャンバ２２へ流れる酸素の流れを調節するために、経路２０内に設けられている。客室圧力に曝されているアネロイド３０は、客室圧力の変化に応えて、可動ダイアフラム２６の背後にある供給圧力感知チャンバ内の圧力を制御する。アネロイド３０は、通常、供給圧力感知チャンバ２２の壁２５に隣接する取付基板２７に取り付けられている。アネロイドは、２つ以上の物理的形態を有することができるが、図示の実施形態では、ベローズの形態に形成されている。平衡状態では、ベローズは、ベローズの内側と外側の圧力が同じになるような長さになっている。アネロイドを取り囲む周囲の圧力が下がると、ベローズは膨張し、細長くなる。圧力が上がると、ベローズは収縮する。この運動は、品目２５の表面にあるアネロイド弁通気孔２９を開閉する。アネロイド弁通気孔２９が閉じると、空洞２２内の気体が閉じ込められ、感知ばね２４によって加えられる力に加えて、増大した付勢力がダイアフラム２６に掛けられることになり、アネロイド弁通気孔が開くと、空洞２２からガス圧力を逃がす。可動ダイアフラム２６は、出口チャンバ又は空洞３２の可動壁を形成しており、空洞３２は、弁ダイアフラム３４の開口部を通して酸素供給口１６にも接続されており、この開口部は、弁ダイアフラム３４に弁座３６を形成している。
【００１８】
弁ダイアフラム３４の開口部又は弁座３６を通る酸素の流れを制御する圧力釣合弁３７は、通常は弁座と係合する円錐形の弁座係合頭部４０を有し、細長い延長部４２が弁ダイアフラム３４の一方の側の出口チャンバ又は空洞３２の中へ伸張している圧力釣合弁ポペット部材３８と、弁ダイアフラム３４の他方の側の供給口チャンバ４６の中へ伸張している管状弁部材基部４４と、を含んでいる。供給チャネル又は経路４８も、酸素の流れを電子式供給調整チャンバ４９に導くために、酸素供給口１６に接続されており、電子式供給調整チャンバは、圧力釣合弁ポペットの管状弁部材基部４４の開放されている内側チャンバ５０に接続されている。圧力釣合弁ポペットの管状弁部材基部４４の管状内側チャンバ５０に配置されている圧縮ばね５２は、圧力釣合弁ポペットを閉位置に付勢し、圧力釣合弁ポペット部材の頭部４０を弁座３６に着座させる。Ｏリングシール５４は、弁ポペットチャネル５６内の、圧力釣合弁ポペット部材の管状弁部材基部４４の回りに設けられている。
【００１９】
電子式供給調整チャンバ４９は、電子式供給調整チャンバ出路５８に接続されており、同出路は、電子制御された酸素の流れを酸素出口１８に提供するため、酸素出口１８に接続されている。電子式供給調整チャンバ４９は、更に、電子式供給調整チャンバ４９の入口側に、常閉に付勢されている入口又は供給側ソレノイド弁６０と、電子式供給調整チャンバ４９の出口側に、常開に付勢されている出口側調整チャンバソレノイド弁６２と、を含んでいる。（比例圧力利得、積分圧力利得、及び微分圧力利得を使用するフィードバックによって圧力を調整するための）ＰＩＤベースの制御器６４は、これらのソレノイド弁の作動を制御するために、入口又は供給側のソレノイド弁６０と、出口側の調整チャンバソレノイド弁６２に接続されている。制御器は、例えば、客室圧力変換器６６と出口圧力変換器６８から受信する圧力信号を受信できるように接続されている。
【００２０】
乗客用酸素を調整するための電気機械式調整器が正常に作動している間は、供給側から出口側へ流れる酸素の流れは、制御器によって、例えば、客室圧力変換器と出口圧力変換器からの感知された圧力に応えて、入口と出口側のソレノイド弁を通して電子的に制御される。電気機械式調整器の制御器は、入口ソレノイド弁を開くことにより圧力を上げ、出口ソレノイド弁を開くことにより圧力を下げることによって、ポペットの背後に掛かる圧力を制御する。制御するために用いられる酸素は、調整器の出口管に放出されるので、無駄にはならない。制御器は、１つ又は複数のセンサーからの圧力信号を受信し、信号を使用して必要な出口圧力を計算する。必要な圧力から実際の出口圧力を引くことによって形成されるエラー信号は、どのソレノイド弁を開くべきか判断するのに用いられる。ポペットの背後の圧力が上がると、出口の圧力が下がる。実際の出口圧力が必要値に達すると、エラーはゼロになり、両方のソレノイドが閉じられる。
【００２１】
２つの制御ソレノイドは、最初の放出要件を最小にし、調整器の出口にサージ機能を作り出すために用いられる。システムを始動させるとき、供給ソレノイド弁と出口ソレノイド弁の両方を同時に一時的に開くことによって、供給圧力が、下流のオリフィスに直接送られ、圧力が迅速に所望のレベルに上げられる。また、ポペットは、閉じられたままに保持される。これによって、ダイアフラム上方の空洞内の圧力を、その時の高度に必要な制御圧力に迅速に上昇させることができる。ダイアフラムを膨張させないことによって、空洞内の容積はより小さい値に保持されるので、圧力は迅速に上昇する。数秒後に、供給ソレノイドは閉じられ、出口ソレノイドは開いたままとなる。これにより、ポペット背後の圧力が出口管に放出されるようになり、調整器の機械部分が、突然全開して、下流の容積でサージ機能が強化される。この初期制御モードの期間を制御することによって、サージ圧力を、殆ど全ての用件を満たす特注仕様にすることができる。
【００２２】
入口ソレノイド弁は常閉で、出口ソレノイド弁は常開なので、電子システムが故障するか又は電源が故障した場合、システムは、自動的に完全作動機械式調整器に戻り、必要なレベルを超える出口圧力を提供する。電子式調整器がこの様に機械的に作動している間、調整器の機械部分は、高度圧力の関数として線形出口圧力を生成し、全ての点で必要な出口圧力曲線を僅かに超えるように設計されている。調整器は、標準的なダイアフラム作動システムに合わせて設計されているが、供給圧力と出口圧力の両方に対応した釣合ポペットが備えられているので、供給圧力と出口圧力の両方の変化は、調整器の性能に殆ど又は全く影響しない。システムは、周囲へのアネロイド制御酸素放出を使って、ダイアフラム上方の空洞内の圧力を制御し、感知ばねと協働して、調整された出口圧力を制御する。空洞３２内の圧力が低いときは、可動ダイアフラム２６が釣合ポペットに向かって動き、釣合ポペットを弁座との係合から外し、弁のダイアフラム３４を通る経路を開く。空洞への放出は、調整器の機械部分の安定した性能を保証できるように調整することができる。この放出は、空洞を小さくすることによって、そして調整器は高度が変化しても迅速に反応しなくてよいという事実を理解することによって、非常に少なく、１ｓｃｃｍ程度にすることができる。しかしながら、放出は、調整器が約１０秒以内に確実に最大調整圧力に達することができるほど大きくなければならない。
【００２３】
以上、本発明の特定の形態を図示し、説明してきたが、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、様々な修正を施せることは明白である。従って、特許請求の範囲による以外は、本発明を限定する意図はない。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明による、航空機用の乗客用酸素を調整するための電気機械式調整器の概略図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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