(57)【要約】本発明は、航空機のキャビン内の乗務員に呼吸ガスを供給するシステムであって、少なくとも１つの呼吸マスクと、周囲空気を呼吸マスクに流入させる周囲空気入口と、追加的ガスの供給源と、追加的ガスを１つの呼吸マスクに輸送する供給配管と、追加的ガスを周囲空気と混合し、かつ追加的ガスと周囲空気との混合物に相当する呼吸ガスを１つの呼吸マスクに送るように供給配管上に設けられている混合手段と、呼吸ガスにおける追加的ガスの含有量を少なくとも部分的に航空機高度の関数として調整する調整手段と、を有するシステムに関する。
2009534136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機のキャビン内の乗務員に呼吸ガスを供給するシステムであって、
少なくとも１つの呼吸マスクと、
周囲空気を前記システムに流入させる周囲空気入口と、
追加的ガスの供給源と、
前記追加的ガスを前記１つの呼吸マスクに輸送する供給配管と、
前記供給配管上に設けられているとともに、前記追加的ガスと前記周囲空気との混合物に相当する前記呼吸ガスを前記１つの呼吸マスクに送る混合手段と、
前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を少なくとも部分的に航空機高度の関数として調整する調整手段と、
を有する、
システム。
【請求項２】
前記調整手段はさらに、少なくとも部分的にキャビン高度の関数として前記混合手段によって供給される前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を調整するようにされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記航空機は、減圧事故に直面する際の減圧時間を特徴としており、
前記調整手段はさらに、前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を前記減圧時間の関数として増大させるようにされている、
請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記調整手段は、次式に応じて前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を前記航空機高度の関数として増大させるようにされており、
すなわち、ＦIＯ2＝２１％＋ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）
であって、ＦIＯ2は前記呼吸ガス中の前記追加的ガスの全比率であり、Ｚaircraftは前記航空機高度であり、
さらに、
ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）≦ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）が成立し、この式で、ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、
ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、以下の表によって与えられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
【表１】
2009534136.tif 000009
【請求項５】
前記呼吸マスクの上流側に設けられた需要量調整器をさらに有し、
前記需要量調整器は、前記調整手段と前記周囲空気入口とを有するとともに前記呼吸マスクに前記呼吸ガスを供給する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
航空機の乗務員に呼吸ガスを供給する方法であって、
前記航空機は、
少なくとも１つの呼吸マスクと、
周囲空気を前記システムに流入させる周囲空気入口と、
追加的ガスの供給源と、
少なくとも１つの呼吸マスクと、
前記追加的ガスを前記１つの呼吸マスクに輸送する供給配管と、
前記供給配管上に設けられているとともに、前記追加的ガスと前記周囲空気との混合物に相当する前記呼吸ガスを前記１つの呼吸マスクに送る混合手段と、
を有し、
ａ）前記追加的ガスを少なくとも航空機高度の関数として前記１つの呼吸マスクに供給するステップ
を有する、
方法。
【請求項７】
ｂ）前記追加的ガスを部分的にキャビン高度の関数として前記少なくとも１つの呼吸マスクに供給するステップをさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記航空機は、減圧事故に直面する際の減圧時間を特徴としており、
前記ステップａ）はさらに、前記減圧時間の関数である、
請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップａ）は、次式に応じて前記追加的ガスを供給するステップを有し、
すなわち、ＦIＯ2＝２１％＋ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）
であって、ＦIＯ2は前記呼吸ガス中の前記追加的ガスの全比率であり、Ｚaircraftは前記航空機高度であり、
さらに、
ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）≦ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）が成立し、この式で、ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、
ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、以下の表によって与えられる、
請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
【表２】
2009534136.tif 000010
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機内で乗客および乗務員に呼吸可能ガスまたは呼吸ガスを供給するシステムに関し、具体的には、キャビンの乗員に対するキャビン圧力が急速に失われることによる衝撃を軽減するようにされているシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような航空機は加圧キャビンを備えている。キャビンの圧力値はキャビン高度と呼ばれることが少なくない。キャビン高度は、キャビン内に維持される加圧雰囲気に対応する高度と定義されている。この値は、航空機の実際の物理高度である航空機高度とは異なる。すべての高度値は、従来の高度（すなわち「圧力高度」）の表に定義された値に対応する。
【０００３】
連邦航空規則（ＦＡＲ）などの航空規則では、すべての航空機が、緊急状況で、呼吸ガスとも呼ばれる呼吸可能ガスをすべての乗客および乗務員、すなわち呼吸ガス消費者に供給する酸素バックアップシステムを備えるものとされている。このガスは、キャビン減圧事故やコックピット内の噴煙のような事故が起こった場合に、たとえば緊急酸素または呼吸マスクによって供給される。
【０００４】
この緊急システムは、加圧キャビン内で急激な圧力降下が発生した場合、その圧力降下に応答する。減圧の場合、キャビン高度は航空機高度値に収束する傾向がある。緊急マスクまたは呼吸装置は、このような状況で装着者に酸素富化空気または１００％酸素を供給するために設けられている。
【０００５】
呼吸装置には、加圧酸素シリンダ、化学的生成装置、または機内酸素生成システム（ＯＢＯＧＳ）、あるいはより一般的に任意の酸素供給源から送られる追加的ガスが供給される。公知の呼吸装置は一般に、マスクと、呼吸ガスの供給を調整する調整器とを有する。
【０００６】
公知の呼吸装置では、調整器は、装着者の要求に応じて必要な呼吸ガス体積を吸入させることができる。したがって、この制御は、吸入に続く減圧、吸入されたガスの体積または流量、胸郭体積の変化、あるいは装着者の要求を表す任意の適切なデータによって決定することができる呼吸需要量の関数である。公知の調整器は、酸素富化が、航空機キャビン高度に依存する、規則によりかつ生理学的に必要とされる最小富化を常に超えなければならない呼吸ガスを供給する。ＦＡＲ要件の一例が図３に示されている。
【０００７】
酸素消費者が急激な減圧に直面した場合、マスクを迅速に着用することが必須である。キャビンに供給される酸素が急激に失われた場合の生理学的な結果が図１に示されている。図１の結果は、３９０００フィート（大気圧ＰB＝１９７ｈＰａに相当する）で飛行し、キャビンが８０００フィート（ＰB＝７５３ｈＰａ、巡航航空機について一般に使用されているキャビン圧力値）で加圧される航空機について得られた結果である。８０００フィートでは、通常の消費者の場合、肺胞ＰAＯ2における酸素分圧は９６ｈＰａに近く、静脈血ＰVＯ2では４０ｈＰａに近い。肺胞ＰAＣＯ2における二酸化炭素の分圧は４９ｈＰａに近い。肺胞ＰAＨ2Ｏにおける水蒸気分圧および肺胞ＰAＮ2における窒素分圧を考慮した肺胞におけるガス組成は以下のとおりである。
【０００８】
【表１．１】
2009534136.tif 000003
【０００９】
この結果からＰAＯ2／ＰAＮ2＝０．１７６が得られる。以下に説明するように、ＰAＯ2＞ＰVＯ2であり、これが必須であることが分かる。
【００１０】
キャビンが２秒以内で急激に減圧したと仮定すると、圧力は７５３ｈＰａから外圧の１９７ｈＰａまで降下し、すなわち、１：３．８５の比になる。各肺胞ガスの分圧は、水蒸気および二酸化炭素を除いて同じ比で低下する。ＰAＨ2Ｏは、温度、ここでは３７℃の体温の関数としてのみ変動する物理単位であることで、６３ｈＰａのままである。ＰAＣＯ2に関しては、その値は、静脈血から得られる二酸化炭素の量と呼吸によって放出される量とのバランスによって決定される。ＰAＣＯ2の値は、約２５〜３０ｈＰａで安定する。肺胞におけるガス組成は以下のようになる。
【００１１】
【表１．２】
2009534136.tif 000004
【００１２】
表１．２は、肺胞ＰAＯ2における酸素分圧が６分の１に低下してＰVＯ2（４０ｈＰａ）より低い値になることを示している。ＰAＯ2がＰVＯ2より低い場合、酸素が完全に不飽和状態である血液が肺から流れ出す。ＰAＯ2の変動のみが図１に示されている。減圧から約５秒以内に酸素マスクが所定の位置に配置されると、装着者に純粋な酸素が送られ、ＰAＯ2はＰVＯ2より低い値まで低下した後８０ｈＰａまで増大する。その間、肺からＮ2が排出され、１５〜２０秒後には５０％少なくなり、約１分後には最大で９０％少なくなる。
【００１３】
図１から、１０〜１５秒の間、ＰAＯ2はＰVＯ2より低いことが分かる。減圧から５秒以内に、Ｏ2不飽和状態の血液が脳細胞および中枢神経系に達し、酸素の影響を最も受けやすい脳細胞が機能を停止するため、意識の消失が生じることがある。
【００１４】
乗務員が直ちにマスクを着用しなかった場合、危険な状態に陥る。酸素の無い状態で３分経過すると、神経系に不可逆的な神経障害が起こり、死に至る恐れがある。さらに、マスクを装着して予防した場合でも、ここでは上記の計算および図１から分かるように、マスクが、（キャビン高度が８０００フィートの場合の図３を見ると分かるように）約２１％の酸素含有量を有する呼吸ガスを供給するように設定されている場合、装着者の血液は依然として酸素不飽和状態である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
そのため、血液が酸素不飽和状態になる危機的時間を防止する航空機酸素供給システムを開発することが極めて望ましい。このようなシステムは、意識を消失する恐れを防ぎ、乗務員が意識を完全に保って反応できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
したがって、本発明は、請求項１に係る航空機の乗務員に酸素を供給するシステムを提供する。本発明はさらに、請求項６に係る乗務員に酸素を供給する方法を提供する。
【００１７】
本発明は、航空機が所与の巡航高度を超えたときに、（キャビン高度に基づく）通常の供給量の他に追加的な量の酸素を消費者に供給すると、消費者の血液中のＰAＯ2の深刻な低下が軽減されるという本出願人の見解を利用するものである。以下では事前酸素化と呼ばれるこの追加的な供給は、ＰAＯ2がＰVＯ2より低くなるのを防止する。
【００１８】
マスクに供給される呼吸可能ガスの量は、航空機高度に部分的に依存し、減圧事故後の実際のキャビン圧力を予測することによって決定される。事前酸素化は、航空機巡航高度で減圧事故が起こる場合の実際のキャビン条件（キャビン圧力）の予測とみなすことができる。
【００１９】
本発明の他の特徴および利点は、以下の説明を添付の図面に関連して検討するとさらに明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
事前酸素化は、所与のキャビン高度についてＦＡＲによって規定されている基準および／または最低呼吸ガス曲線による追加的な酸素富化空気の予防的な呼吸と定義することができる。このような基準曲線について以下に詳しく説明する。換言すると、乗務員に送られる呼吸ガスの酸素含有量が、図３に示されている最小値（概して５０００フィート〜８０００フィートで２１％）から増大される。事前酸素化によって５秒以下で急速に減圧した後の超急速な低酸素症の恐れを防止することができる。
５秒未満の急激な減圧以前の事前酸素化
有意の十分な最小値ＰAＯ2を確保するマスクに供給される最小酸素部分ＦIＯ2は、以下の仮定および計算によって求められ、
肺胞ＰAＨ2Ｏにおける水蒸気分圧は、減圧中には一定であり、３７℃での水蒸気飽和圧力、すなわち６３ｈＰａに相当し、
肺胞ＰAＣＯ2における二酸化炭素分圧は、３５０００フィート以上の高度で急激に減圧した場合、減圧後急速に約３０ｈＰａの値で安定し、
ＰAＮ2／ＰAＯ2の比は減圧の前と減圧の直後で一定である。
【００２１】
以下に示す（ｉ）および（ｆ）がそれぞれ、初期減圧条件および最終減圧条件に対応する場合、ダルトンの法則およびＰAＯ2／ＰAＮ2＝一定を使用すると次式が成立する。
【００２２】
【数１】
2009534136.tif 000005
【００２３】
【数２】
2009534136.tif 000006
【００２４】
したがって、次式が成立する。
【００２５】
【数３】
2009534136.tif 000007
【００２６】
上式で、ＰAＣＯ2（ｆ）およびＰAＨ2Ｏはそれぞれの値３０ｈＰａおよび６３ｈＰａで置き換えられる。
【００２７】
以下の補足データを使用する。
【００２８】
ａ）減圧の終了時におけるＰAＯ2の最小値。以下のようにいくつかの仮定が可能である。
【００２９】
−ＰAＯ2は静脈血ＰVＯ2における酸素分圧（５０００フィートから８０００フィートの間のキャビン高度では前述のように４０ｈＰａ）より高いままであり、意識の消失が防止される。
【００３０】
−ＰAＯ2は、５０％のＳaＯ2、すなわち動脈血酸素飽和度に相当する酸素分圧であるＰ５０、すなわち３６ｈＰａより高いままである。ＳaＯ2が急激に低下すると身体に障害が生じ得るにもかかわらず、ＰAＯ2のこの値には数秒間耐えられる。
【００３１】
−ＰAＯ2最小値に影響を与える主要な因子は実際には、緊急マスクを装着する時間遅延である。緊急マスクが５秒以内（ＦＡＲによる最大許容時間）に装着されると仮定すると、上記のＰAＯ2値はさらに、４０〜４５％のＳaＯ2値に相当する３０ｈＰａ、すなわち、意識が直ちに消失する閾値まで低下することがある。
【００３２】
以下の計算は、ＰAＯ2の目標値３０〜４０ｈＰａに基づく計算である。選択されるＰAＯ2閾値に応じて他の目標値が考えられる。
【００３３】
ｂ）ＰAＮ2／ＰAＯ2はキャビンが減圧するときも一定のままである。
【００３４】
計算は以下のように行われる。
【００３５】
１）ＰAＯ2の目標値を設定する。
【００３６】
２）ＰAＮ2＝ＰB−ＰAＯ2−ＰAＨ2Ｏ−ＰAＣＯ2を使用して、減圧後のＰAＮ2を算出する。
【００３７】
３）ＰAＮ2／ＰAＯ2を算出する。
【００３８】
４）減圧前のＰAＮ2＋ＰAＯ2とＰAＮ2／ＰAＯ2によるＰAＯ2を算出する。
【００３９】
５）次にＰAＯ2を、加圧キャビン高度（５０００〜８０００フィート）で必要になる最小酸素含有量、すなわち、図３におけるこのキャビン高度範囲を見ると分かるように２１％に対する追加的な酸素の比率を示すＦIＯ2値に変換する。
【００４０】
計算によって、キャビン圧力は、特に５０００フィートから８０００フィートの間では追加的な酸素の比率に影響をほとんど与えないことが分かる。したがって、減圧後ＰAＯ2＝４０ｈＰａであると控えめに仮定して、追加的な酸素の比率を航空機高度の関数として与える以下の表２を求めることができる。
【００４１】
表２ではさらに、所与の高度、たとえば小形航空機の場合は３５０００フィートであり、それより大形の場合は４１０００フィートを超えたときに、乗務員が予防措置として呼吸マスクを装着する必要があり、このようなマスクが減圧後に正圧ＰＰＢを供給することが考慮されている。第２の所与の高度、たとえば３９０００フィートを超えて減圧が起こった場合、適切で効率的な呼吸を確保するために、酸素に過圧ＰＰＢまたは正圧をかける必要が生じる。
【００４２】
【表２】
2009534136.tif 000008
【００４３】
表２の値は以下のように判断すべきである。
乗務員に送られる酸素の全比率＝
キャビン高度で必要とされる比率（概ね２１％）
＋
追加的なＯ2の比率（ｘ％）  （１）
たとえば、４５０００フィートでは、酸素の全比率は２１＋４６＝６７％である。５秒以下の減圧数値は、基準ケースまたは最も好ましくない減圧状況を構成する。減圧時間が短い場合（５秒以下）、事前酸素化無しで、（ＰＰＢを備えた）緊急呼吸マスクの通常の使用法を考慮すると、ＰAＯ2は極めて低い最小値に達する。表２の事前酸素化プロファイル、すなわち、関数ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）（Ｚaircraftは航空機高度を示す）としての事前酸素化プロファイルでは、ＰAＯ2が４０ｈＰａに低下することで不飽和状態の血液が肺から出るのを防止できる。
【００４４】
４０ｈＰａの最小ＰAＯ2に相当する５秒以下の減圧数値は、航空機の物理的特性を考慮に入れていない。航空機製造業者は、より長い減圧時間を保証することで事前酸素化要件を低減させることがある。実際、減圧事故後の航空機圧力降下がそれほど急激なものでない場合、４０ｈＰａの最小ＰAＯ2を確保するのに必要な事前酸素化の量は少なくて済む。減圧時間が短くなればなるほど、事故の予測、すなわち事前酸素化の必要性が高くなる。
【００４５】
減圧時間が長く、たとえば２０秒より長くなることが保証された航空機の場合、ＰAＯ2が前述の過度に低いレベルに達しないため、事前酸素化は必要とされない。このことは、最も好ましい減圧状況に相当する。
【００４６】
任意の減圧状況に応じて、「事前酸素化無し」から表２の控えめな事前酸素化プロファイルまでの事前酸素化（航空機高度の関数）が行われる。換言すると、事前酸素化関数は次式に応じて定義される。
【００４７】
ＦIＯ2=２１％＋ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）    （２）
上式で、
ＦIＯ2は本発明に係るシステムによって供給される呼吸ガス中のＯ2の全比率、
ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）≦ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）、ここでＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）は航空機高度の比率関数であり、
Ｚaircraftは航空機高度であり、
ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）＝０は、航空機製造業者が十分に長い減圧時間を保証する場合の可能性である。
【００４８】
これらの計算によって、本発明に係るシステムが呼吸ガス消費者に追加的な酸素を送るうえで従う事前酸素化プロファイルを定義することができる。
【００４９】
航空機の消費者に呼吸ガスを供給するこのようなシステムは一般に、酸素供給源と、乗客および乗務員、たとえば、キャビンまたは乗客用の緊急マスクや乗務員マスクなどの呼吸マスクに酸素を輸送する供給配管と、を有する。システムは、供給配管上に設けられているとともに、周囲空気と追加的ガスとの混合物に相当する呼吸ガスを乗務員マスクに供給する混合装置をさらに有する。本発明に係るシステムでは、調整手段はさらに、少なくとも部分的に航空機の高度の関数としてマスクに追加的ガスを供給するようにされている。
【００５０】
また、調整は、混合装置によって供給される呼吸ガスにおける追加的ガスの含有量を少なくとも部分的にキャビン高度の関数として調整するようにされている。この関数は、減圧事故後にＦＡＲに基づいて呼吸ガスの酸素含有量を適合させるのを可能にするため、乗務員用の既存の呼吸マスクで知られている。この調整は、図３に相当する。調整はキャビン高度に基づくものであるため、予測は行われない。この調整は実際、航空機製造業者によってより長い減圧時間が保証されているときには十分な調整である。
【００５１】
本発明に係るシステムでは、調整手段は、前述の式（２）によって定義されるキャビン高度の関数として混合手段によって与えられる呼吸ガスの追加的ガス含有量を増やすようにされている。
【００５２】
本発明に係るシステムの好適実施形態では、調整手段はさらに、航空機製造業者によって保証される減圧時間の関数として追加的ガス含有量を調整するようにされている。
【００５３】
本発明に係るシステムの他の実施形態では、航空機製造業者によって保証される減圧時間が航空機の種類に応じて異なる場合があるため、調整手段は、最も好ましい状況（事前酸素化無しまたは「事前酸素化中立」）から最も好ましくない状況（表２による事前酸素化）までの減圧状況に対応する任意の事前酸素化関数を確保するように構成される。
【００５４】
したがって、調整手段は、式（２）に定義された呼吸ガスの追加的ガス含有量を調整するようにされている。
【００５５】
図２は、本発明に係るシステムの例示的な実施形態を示し、より具体的には国際公開第２００６／００５３７２号パンフレットから公知の調整手段を有する需要量調整器を示している。
【００５６】
この調整器は、２つの部分、すなわち、マスク（不図示）によって保持されるハウジングに組み込まれた一方の部分１０と、マスクを格納するボックスによって保持される他方の部分１２とを有している。ボックスは、全体的な構造が従来のものであってよく、戸によって閉じられ、ボックスからマスクが突き出ている。マスクを引き出すことによって戸を開くと、酸素供給コックが開く。
【００５７】
マスクによって保持される部分は、複数の流路を形成するために形成されたくぼみおよび通路を有する複数の互いに組み立てられた部分を有するハウジングで構成されている。
【００５８】
第１の流路は、酸素用の入口１４をマスクに至る出口１６に接続している。第２の経路は、希釈空気用の入口２０をマスクに至る出口２２に接続している。第１の経路に沿った酸素の流量は、電気的に制御されるコックによって制御される。図示の例では、このコックは、入口１４を出口１６に接続する電圧制御の下で導体２６によって電力を供給される比例弁２４である。可変デューティ比でのパルス幅変調を使用して制御される開閉型電磁弁を使用することも可能である。
【００５９】
希釈空気がマスクに流入するのを可能にする「需要量」部分組立体が直接経路上に配置されており、この部分組立体は、周囲空気を導通させ、瞬間的な必要流量を測定する働きをするか、または任意の他の種類の遠隔制御アクチュエータとして働く。
【００６０】
図示の例では、希釈空気流路の右側の部分は、ハウジングの内面３３と、ハウジング内に滑り可能に取り付けられたピストン３２の端縁とによって形成されている。ピストンは、大気圧とチャンバ３４の内側に存在する圧力との圧力差を受ける。追加的な電気制御弁３６（具体的には電磁弁）は、大気中などのチャンバ３４を加圧酸素供給源に接続する働きをする。したがって、電気制御弁３６は、希釈を伴う通常モードから純粋な酸素が供給されるモード（いわゆる「１００％」モード）に切り換える働きをする。チャンバ３４が大気に接続されると、ばね３８は、ピストン３２をシート３９上に保持するが、ユーザが吸気するときにピストン３２がシート３９から分離するのを可能にし、空気が酸素と混合される混合チャンバ３５内における空気流路を空気が通過させるようにする。チャンバ３４が酸素供給源に接続されると、ピストン３２はシート３９に押し付けられ、それによって空気が通過するのを妨げる。ピストン３２は、サーボ制御調整器弁の可動部材として使用することもできる。一般に、調整器は、希釈を伴う通常動作を実行するだけでなく、セレクタ５８による緊急位置も可能にする。
【００６１】
空気流路は、ピストン３２と部分１０のハウジングとの間のベンチュリくびれ部４１を有している。ベンチュリくびれ部４１は、たとえば断面積が０．５７ｍｍ2である。この断面積は、特定のマスクのモデルに応じて決定されており、他のマスクのモデルについては変更することができる。入口ポート４５を有する毛管ダクト４３がベンチュリくびれ部４１に接続されており、出口ポート４７が圧力センサ４９に接続されている。圧力センサ４９は、毛管ダクト４３を通してベンチュリくびれ部４１内の空気圧を測定する。圧力センサ４９からの信号は電子回路６２に送信される。
【００６２】
部分１０のハウジングは、呼吸弁４０を含む吐出経路も形成している。図示の弁４０のシャッタ部材は、現在、試験流入用の弁および排気弁の両方として働く２つの機能を実行するために広く使用されている種類の部材である。図示の実施形態では、シャッタ部材は、弁４０によって形成されるチャンバ４２内に存在する圧力を大気圧より高い圧力に上昇させることによってマスクの内側を周囲の大気の圧力より高い圧力に維持することを可能にしつつ、呼吸弁としてのみ働く。
【００６３】
第１の状態では、電気制御弁４８（具体的には電磁弁）は、チャンバ４２を大気に接続し、その場合、マスク内の圧力が大気圧を超えた直後に呼吸が行われる。第２の状態では、弁４８は、チャンバ４２を流量制限くびれ部５０を介して加圧酸素供給源に接続する。このような状況では、チャンバ４２の内側の圧力は、流量閉止ばねを有するリリーフ弁４６によって決定される値を有する。
【００６４】
部分１０のハウジングは、マスクの空気圧ハーネスを膨張させ収縮させるのを可能にする手段をさらに保持している。これらの手段は従来の構造の手段であるため、図示も説明もされていない。
【００６５】
図３に示されている位置では、セレクタ５８は通常モードスイッチ６０を閉じる。セレクタ５８は、それぞれの２つの位置で、１００％Ｏ2モードおよび緊急モード（Ｏ2に過圧をかける）用のそれぞれのスイッチを閉じる。
【００６６】
各スイッチは、選択された動作モードの関数として、センサ６４によって示されるキャビン高度、航空機高度と、圧力センサ４９によって示される瞬間的に要求される流量とに応じて、マスクの装着者に酸素を供給する流速を求めるように動作する電子回路６２に接続されている。この回路カードは、第１の電気制御弁２４に適切な電気信号を与える。
【００６７】
通常のモードでは、圧力センサ４９は、フィルタ６１によって濾過される空気流路からマスクへの出口２２に瞬間的な需要圧力を供給する（図２の連続線を参照されたい）。電子回路６２は、この信号を、考慮する必要がありセンサ６４から得られるキャビンの高度に関する情報と共に受信する。電子回路はさらに、航空機高度に対応する信号（たとえば、航空機バスシステムから得られる信号）を受信する。
【００６８】
電子回路６２は次に、上記に定義された式（２）に応じて供給すべき酸素または呼吸可能ガスの量または流量を決定する。
【００６９】
キャビン高度に応じた調整はキャビン圧力降下に対して作用するのがいくらか早過ぎるが、航空機高度に応じた調整は、急激なキャビン圧力降下が予測される場合に使用される。
【００７０】
ＦＡＲによる最低基準曲線の一例が図３に示されている。キャビン高度に応じた調整は、（公知の調整器と同様に）このような曲線に従うことができる。
【００７１】
公知の基準曲線は、キャビン高度の関数としてパイロットに必要とされる呼吸混合物の濃度を特定する調整に基づいて作成されている。
【００７２】
たとえば８０００フィートにおける加圧キャビンでは、公知の需要量調整器は、式（２）のＦIＯ2に相当する最小値の２１％の酸素を含む呼吸ガスを供給する。公知の需要量調整器の電子カードは、目標値をキャビン圧力（またはキャビン高度）および選択された基準値の関数として定義する。減圧事故が発生すると、キャビン圧力は急激に、航空機高度以下の値に低下する。公知の調整器では、呼吸ガスの酸素含有量は選択された基準曲線に応じて修正される。
【００７３】
本発明に係るシステムでは、航空機の所与の高度を超えて、減圧事故が予測される場合、電子カードはさらに、航空機の実際の高度に応じて上述の需要量調整器によって供給される酸素含有量を調整する。より厳密には、電子カードは式（２）に従うことができる。
【００７４】
上述のシステムは、需要量調整器を備えた呼吸マスクに関して示されている。航空機高度の関数として追加的酸素が供給される航空機のキャビンに本発明の教示を適用することが考えられるため、飛行中に呼吸マスクを装着していない乗務員および乗客に対して事前酸素化が利用可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】８０００フィートから３９０００フィートまでにおける、キャビンが減圧した後の乗客の血液中のＰAＯ2の変動を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態において事前酸素化を行うようにされている飛行機の酸素緊急システムの例示的な実施形態を示す図である。
【図３】需要量調整器を備えた呼吸マスクに送られる酸素の最小需要量をキャビン高度の関数として示す図である。
【図１】
2009534136.tif 000011
【図２】
2009534136.tif 000012
【図３】
2009534136.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年1月6日(2009.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
航空機の通常加圧されたキャビン内の乗務員に呼吸ガスを供給するシステムであって、
少なくとも１つの呼吸マスクと、
前記キャビン圧力にある周囲空気を前記システムに流入させる周囲空気入口と、
追加的ガスの供給源と、
前記追加的ガスを前記１つの呼吸マスクに輸送する供給配管と、
前記供給配管上に設けられているとともに、前記追加的ガスと前記周囲空気との混合物に相当する前記呼吸ガスを前記１つの呼吸マスクに送る混合手段と、
前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を少なくとも部分的に航空機高度の関数として調整する調整手段と、
を有する、
システム。
【請求項２】
前記調整手段はさらに、少なくとも部分的にキャビン高度の関数として前記混合手段によって供給される前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を調整するようにされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記航空機は、減圧事故に直面する際の減圧時間を特徴としており、
前記調整手段はさらに、前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を前記減圧時間の関数として増大させるようにされている、
請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記調整手段は、次式に応じて前記呼吸ガスにおける前記追加的ガスの含有量を前記航空機高度の関数として増大させるようにされており、
すなわち、ＦIＯ2＝２１％＋ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）
であって、ＦIＯ2は前記呼吸ガス中の前記追加的ガスの全比率であり、Ｚaircraftは前記航空機高度であり、
さらに、
ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）≦ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）が成立し、この式で、ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、
ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、以下の表によって与えられる、請求項１から３のいずれか１項に記載のシステム。
【表１】
2009534136.tif 000014
【請求項５】
前記呼吸マスクの上流側に設けられた需要量調整器をさらに有し、
前記需要量調整器は、前記調整手段と前記周囲空気入口とを有するとともに前記呼吸マスクに前記呼吸ガスを供給する、
請求項１から４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
航空機の通常加圧されたキャビン内の乗務員に呼吸ガスを供給する方法であって、
前記航空機は、
少なくとも１つの呼吸マスクと、
前記キャビン圧力にある周囲空気を前記システムに流入させる周囲空気入口と、
追加的ガスの供給源と、
少なくとも１つの呼吸マスクと、
前記追加的ガスを前記１つの呼吸マスクに輸送する供給配管と、
前記供給配管上に設けられているとともに、前記追加的ガスと前記周囲空気との混合物に相当する前記呼吸ガスを前記１つの呼吸マスクに送る混合手段と、
を有し、
ａ）前記追加的ガスを少なくとも航空機高度の関数として前記１つの呼吸マスクに供給するステップ
を有する、
方法。
【請求項７】
ｂ）前記追加的ガスを部分的にキャビン高度の関数として前記少なくとも１つの呼吸マスクに供給するステップをさらに有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記航空機は、減圧事故に直面する際の減圧時間を特徴としており、
前記ステップａ）はさらに、前記減圧時間の関数である、
請求項６または７に記載の方法。
【請求項９】
前記ステップａ）は、次式に応じて前記追加的ガスを供給するステップを有し、
すなわち、ＦIＯ2＝２１％＋ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）
であって、ＦIＯ2は前記呼吸ガス中の前記追加的ガスの全比率であり、Ｚaircraftは前記航空機高度であり、
さらに、
ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）≦ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）が成立し、この式で、ＦＰＲＥＯＸ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、
ＦＲＥＦ（Ｚaircraft）はＺaircraftの比率関数であり、以下の表によって与えられる、
請求項６から８のいずれか１項に記載の方法。
【表２】
2009534136.tif 000015
【国際調査報告】
2009534136.tif 000016
2009534136.tif 000017