(57)【要約】航空機用生命維持システム（１０）を作動させる方法であって、該システムは、使用時に、少なくとも高濃度酸素ガスを呼吸ガス供給装置（１１）に供給するようにそれぞれが動作可能な複数の酸素供給装置（１２、１３など）を備え、酸素供給装置（１２、１３など）の少なくとも１つは主要な酸素供給装置（１２）であり、酸素供給装置（１２、１３など）の残りは副次的な酸素供給装置（１３、１４など）であり、上記主要な酸素供給装置（１２）は、上記副次的な酸素供給装置（１３、１４など）とは独立して動作可能であり、上記方法は、主要な酸素供給装置（１２）を作動させることと、副次的な酸素供給装置（１３、１４など）のそれぞれに少なくとも高濃度酸素ガスを供給することとを含む。
2004502507.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用時に、純粋な酸素または高濃度酸素ガスとすることができる生成ガスを呼吸ガス供給装置（１１）に供給するようにそれぞれが動作可能な複数の酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）を備える航空機用生命維持システム（１０）を作動させる方法であって、
酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の少なくとも１つは主要な酸素供給装置（１２）であり、酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の残りは副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）であり、前記主要な酸素供給装置（１２）は前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）とは独立して動作可能であり、前記主要な酸素供給装置（１２）を作動させ、前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）のそれぞれに生成ガスを供給することを特徴とする航空機用生命維持システムの作動方法。
【請求項２】
前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）は、それぞれ分子ふるい床型であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記主要な酸素供給装置（１２）は、分子ふるい床型であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに、前記酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）を、前記主要な酸素供給装置（１２）となるように順次に選択かつ作動させることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
生成ガスが必要な場合、または早急に必要な場合において前記酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）がオンラインとされている間に、前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）、および任意の補助的な接続ホースなどを使用して、呼吸のために即座に利用可能な供給された生成ガスを貯蔵することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記分子ふるい床（１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ・・・）は、高高度で低圧雰囲気に晒されることを特徴とする請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）の少なくとも１つは、少なくとも２つの活性分子ふるい床（１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ・・・）を備え、該ふるい床は、作動時に縦に並んで作動し、それにより一方のふるい床（１２ａ、１３ａ・・・）が加圧ガス供給から非酸素ガスを吸着している間に、もう一方の床（１２ｂ、１３ｂ・・・）がより低圧に晒されることによって非酸素ガスをパージすることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）の少なくとも１つは、３つの分子ふるい床を備え、該３つの床は、そのうちの少なくとも１つが加圧ガス供給から非酸素ガスを吸着し、他の床が非酸素ガスをパージするように作動することを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記主要および副次的な酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）のそれぞれは、供給ガス用の入口（１２ｃ、１２ｃ’、１３ｃ、１３ｃ’・・・）、生成ガス用の出口（１２ａ’、１２ｂ’、１３ａ’、１３ｂ’・・・）およびパージ中の使用ための通気口（１２ｄ、１２ｄ’、１３ｄ、１３ｄ’・・・）を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）の前記入口（１３ｃ、１３ｃ’、１４ｃ、１４ｃ’・・・）および前記通気口（１３ｄ、１３ｄ’、１４ｄ、１４ｄ’・・・）はそれぞれ、前記主要な供給装置（１２）が作動している間閉じることができる弁装置を備え、該弁装置によって該主要な酸素供給装置（１２）が作動している際に前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）が貯蔵用の生成ガスで充填されることが可能になることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）のそれぞれを順次に作動させ、呼吸ガス供給装置（１１）の、供給される高濃度酸素ガスの圧力および酸素濃度のうちの少なくとも１つを監視することによって、前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）のそれぞれのパフォーマンスを検査することを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
使用時に、純粋な酸素または高濃度酸素ガスとすることができる生成ガスを呼吸ガス供給装置（１１）に供給するようにそれぞれが作動可能な複数の酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）を備える航空機用生命維持システム（１０）であって、
酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の少なくとも１つは主要な酸素供給装置（１２）であり、酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の残りは副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）であり、前記主要な酸素供給装置（１２）は前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）とは独立して動作可能であり、さらに前記主要な酸素供給装置（１２）を作動させると共に前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）のそれぞれに生成ガスを供給することを含む方法に従って動作可能である航空機用生命維持システム。
【請求項１３】
緊急事態に乗員が使用するための補助的な酸素供給装置（３０）を備え、前記主要な酸素供給装置（１２）および前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）からの生成ガスの供給が、前記補助的な酸素供給装置（３０）によって供給される生成ガス供給を補うか、または該供給の代替となるように使用されることを可能にするが、前記補助的な酸素供給装置（３０）からの生成ガスが、前記主要な酸素供給装置（１２）および前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）の前記呼吸ガス供給装置（１１）中に入ることを防止する装置を有することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記主要な酸素供給装置（１２）および前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）は、直線または放射状の配列に配置され、各前記酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の供給ガスの入口（１２ｃ、１２ｃ’、１３ｃ、１３ｃ’・・・）および／または生成ガスの出口（１２ａ’、１２ｂ’、１３ａ’、１３ｂ’・・・）が共通のプレナム（２５、２６）に設けられることを特徴とする請求項１２または１３に記載のシステム。
【請求項１５】
キャビン減圧の緊急事態において旅客機を操作する方法であって、使用時に、純粋な酸素または高濃度酸素ガスとすることができる生成ガスを呼吸ガス供給装置（１１）に供給するようにそれぞれが動作可能な複数の酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）を備える生命維持システム（１０）を作動させることを含み、酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の少なくとも１つは主要な酸素供給装置（１２）であり、酸素供給装置（１２、１３、１４・・・）の残りは副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）であり、前記主要な酸素供給装置（１２）は前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）とは独立して動作可能であり、さらに、前記主要な酸素供給装置（１２）を作動させると共に前記副次的な酸素供給装置（１３、１４・・・）のそれぞれに生成ガスを供給し、１０，０００フィートよりも高い、好ましくは１５，０００フィートよりも高い、より好ましくは約２０，０００〜２５，０００フィートの待機高度まで飛行高度を下げ、乗客が前記生命維持システム（１０）から呼吸ガスを供給されている間、前記待機高度で航空機を飛行させ続けることを特徴とする旅客機の操作方法。
【請求項１６】
請求項１２、１３または１４に記載の生命維持システム（１０）を有する航空機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、呼吸用の酸素ガスまたは高濃度酸素ガスを供給するための手段を有する航空機用生命維持システムを作動させる方法に関する。
【０００２】
従来、例えば酸素マスクを介して、各乗客および乗員に局在的な酸素供給を与えることなく高高度で航空機が飛行することが可能であるように与圧された、乗員または乗客のキャビンを有する種類の航空機では、例えばキャビンが減圧した場合のような、酸素または高濃度酸素ガスが必要な、または早急に必要な場合に使用するために非常用の酸素供給を用いることが可能である。かかる非常用の酸素供給は、圧縮ガス貯蔵容器から、かつ／または酸素ガスを生成する反応を起こす２つ以上の化学物質（例えばクロレートキャンドル）を化合することによって行われることができ、個別の酸素マスクにより乗客および乗員に供給されることになる。
【０００３】
このように酸素ガスを緊急に供給することにより、操縦士は、乗員および乗客が大気ガスを再び呼吸することができる高度まで飛行高度を下げるための時間を得ることができる。しかしながら、かかる緊急時の供給は、短時間しか利用することができない。
【０００４】
キャビンの減圧のような緊急事態に、航空機が取る飛行航路を、航空機が、陸地からの飛行時間が約３０分以内のところになるようにすることは、特に民間航空機の場合の通常のやり方である。したがって、安全のため、航空機が取る航路は、最短かつ最も経済的な航路ではない場合もある。
【０００５】
さらに、航空機が、陸地からの飛行時間が３０分以内のところにいる場合であっても、このような航続距離内にある航空機を着陸させるのに適当な着陸地が利用可能でない場合が多い。例えば、最も近くの着陸地が敵地である場合もあり、そのような場合、航空機は、いくつかの陸塊の上を低高度飛行している間、比較的低い高度（通常は１０，０００フィート未満）で飛行するように強制され、１０，０００フィートの高度またはそれよりも高い高度にある地形、あるいは悪天候状況に遭う可能性がある。
【０００６】
軍用機の場合、さらに、酸素を際限なく供給可能な非常用酸素供給装置が備えられることが知られている。このような酸素供給装置は、作動した際に供給ガスから非酸素ガスを吸着し、それにより、より高高度での呼吸のために十分な高濃度酸素であるガスを供給することができる分子ふるい床型であってもよく、あるいは、酸素または非酸素ガスが膜を通して浸透可能であり、それにより、呼吸用の供給ガスを高濃度にすることができるガス浸透可能膜型であってもよく、また、セラミック酸素発生器を用いて酸素を供給して、ガス供給から酸素を分離することも提案されている。
【０００７】
かかる酸素供給装置は、比較的小さな容量の場合、特に始動時に最も効率的に動作する傾向にある。したがって、このような技術を、多数の乗客が搭乗する民間航空機に使用するには、複数のそのような酸素供給装置が必要となる。現在提案されている、７００名以上の乗員を運ぶことが可能な旅客機の場合、酸素が早急に必要になる緊急事態に、乗客全員に対し十分な酸素供給を保証するのに相当な数の酸素供給装置が必要とされることを理解されたい。さらに、かかる酸素供給装置は、酸素を即座に生成することが容易にできないため、従来通り、かかる酸素供給装置が作動状態になるまで、例えば、減圧の緊急事態に用いることができる圧縮酸素を保持する必要が依然としてある。このようなものが全て航空機の重量に付加されるが、このことは経済的理由から望ましくない。
【０００８】
現在提案されている大型航空機は、従来よりも高い高度（例えば４０，０００フィートよりも高い高度）で飛行することを目的とされており、そのため、非常用ガスの必要は、乗客の区分け数によるだけでなく、これらの増した高度から、乗客が大気ガスを呼吸することができる安全な低い飛行高度まで航空機が安全に降下するために必要な時間によっても大きくなる。
【０００９】
また、かかる酸素供給装置が、１つまたは複数の分子ふるい床を有する場合、不測の緊急事態において、高濃度の酸素の急速な生成が可能となるように、分子ふるい床を乾燥させた状態に、かつ非酸素ガスのような汚染物がない状態に保つことが好ましい。これを可能にするには、分子ふるい床の定期的な運転が必要である。
【００１０】
本発明の第１の態様に従って、使用時に、純粋な酸素または高濃度酸素ガスとすることができる生成ガスを呼吸ガス供給装置に供給するようにそれぞれが動作可能な複数の酸素供給装置を備える航空機用生命維持システムを作動させる方法を提供する。この酸素供給装置の少なくとも１つは主要な酸素供給装置であり、その残りは副次的な酸素供給装置であり、主要な酸素供給装置は、副次的な酸素供給装置とは独立して動作可能であり、上記方法は、主要な酸素供給装置を非緊急ではない状況で作動させることと、副次的な酸素供給装置のそれぞれに生成ガスを供給することとを含む。
【００１１】
本発明の方法を行うことにより、高高度飛行が可能でありかつ多数の乗客を運ぶ航空機に対してかかる生命維持システムを備えることを実用性のあるものにする少なくとも以下のような利点が達成される。
【００１２】
第１に、副次的な酸素供給装置は、分子ふるい床型であってもよく、主要な酸素供給装置から副次的な酸素供給装置に生成ガスを供給する動作により、パージし、それにより使用できる態勢に分子ふるい床を整え、それにより始動時間を減らす。当然のことながら、主要な酸素供給装置も、分子ふるい床型であってよいが、浸透膜またはさらにセラミック酸素発生器型の酸素供給装置のような他の種類の主要な酸素供給装置を、所望に応じて主要な酸素供給装置に備えてもよい。
【００１３】
酸素供給装置のすべてが分子ふるい床型である場合、本発明は、複数の酸素供給装置を、主要な酸素供給装置となるように順次選択し作動させることを含み、それによって、本発明の繰り返されるパフォーマンスにわたって、酸素供給装置のすべてが主要な酸素供給装置となるように選択され、分子ふるい床のすべてが略同じ程度使用され、したがって、略同じ作動年数となるようになることが想定される。
【００１４】
当然のことながら、必要以上に多く酸素供給装置を作動させることは所望ではない。これは、分子ふるい床の寿命を縮めるからである。本発明を定期的にのみ（例えば、各飛行または所定数の飛行の前の準備中に、あるいは所定数の飛行時間後にのみ）行うことによって、個々の床の最小限の使用により床のそれぞれの状態を維持することができる。
【００１５】
副次的な酸素供給装置は、所望に応じて、いくつかに分けて、あるいはすべてまとめて一度にパージすることができる。
【００１６】
本発明の第２の利点は、副次的な酸素供給装置のそれぞれに酸素を供給することにより、副次的な酸素供給装置および補助的な接続ホースなどを使用して、供給されたガスを貯蔵することができ、それによって、酸素または高濃度酸素ガスが早急に必要な場合（例えば減圧の緊急時）、酸素または高濃度酸素ガスの供給が、副次的な酸素供給装置がオンラインにされている間、呼吸のために即座に利用可能にすることができる。すなわち、重い貯蔵容器内の圧縮酸素をさらに保持する必要が少なくとも減り、また、全く解消される可能性があり、したがって、重量が節約され、圧縮酸素の相当の容量を保持することに伴う危険性を軽減することによって安全性が高まる。
【００１７】
生命維持システムのさらなる要素を、通常の環境制御システムの要素と組み合わせることができ、その要素は、通常の飛行条件下で使用して、与圧されたキャビン内に所望の酸素濃度が維持され、それによって、さらに重量の低減がもたらされる。
【００１８】
副次的な酸素供給装置が、高高度で、酸素を貯蔵するのに用いられない場合、その酸素供給装置の分子ふるい床は、低圧に晒すことができ、その結果、分子ふるい床は、すぐ使用できるように、乾燥状態で、かつ、汚染物がない状態に維持される。
【００１９】
本発明を利用することにより、減圧の緊急事態に、操縦士が、従来通りの低高度に高度を下げる必要性はないが、航空機は、降下はするが例えば２０，０００〜２５，０００フィートのより高い高度で飛行し続ける可能性がある。このことにより、高い地形または悪天候状況に危うく遭遇する危険性がないはずであると言え、また、より高い高度で航空機が飛行することが可能になるにつれて、従来通りに与えられる３０分以内において、航空機の航続距離が大きくなる。したがって、安全性を低めることなく、航空機は、普通なら、低高度で飛行する緊急状況下において陸地から３０分の飛行時間距離を超えさせてしまうであろう、より経済的かつより短い航路に沿って通常飛行することができ、その結果、通常の航空機の運行において、かなりの燃料が節約されることになる。さらに、航空機がキャビンの減圧に遭遇する緊急の状況であっても、目的地が十分に近い場合、その目的地に向かって航空機が飛行し続けられる可能性がある。
【００２０】
好ましくは、少なくとも副次的な酸素供給装置がそれぞれ、少なくとも２つの活性分子ふるい床を備え、該分子ふるい床は、例えば緊急時に作動する時、対称的または非対称的に縦に並んで作動され、それによって、一方のふるい床が加圧ガス供給から非酸素ガスを吸着している間に、もう一方のふるい床が、低圧に晒されることで非酸素ガスをパージするようになっている。各副次的な酸素供給装置が３つの分子ふるい床を備える場合、この３つのふるい床は、これらの床うち少なくとも１つが加圧ガス供給から非酸素ガスを吸着し、その間、その床の残りが非酸素ガスをパージするように作動することができる。
【００２１】
主要および副次的な酸素供給装置のそれぞれは、例えばエンジン圧縮機から放出された加圧空気のような供給ガス用の入口、生成ガス用の出口、および、ふるい床の使用時に該床をパージしている間に低気圧に晒される通気口を有し得る。副次的な酸素供給装置の入口、および通気口はそれぞれ、主要な酸素供給装置が作動している間、副次的な酸素供給装置が主要な酸素供給装置の作動時に貯蔵のために生成ガスで満たされることが可能であるように閉じることができる弁装置を備える。
【００２２】
本発明の方法は、副次的な酸素供給装置のそれぞれを順次に作動させ、呼吸ガス供給装置の、そこに供給される生成ガスの圧力および酸素濃度のうちの少なくとも１つを監視することにより、副次的な酸素供給装置のそれぞれのパフォーマンスを検査することを含み得る。
【００２３】
本発明の第２の態様に従って、使用時に、純粋な酸素または高濃度酸素ガスとすることができる生成ガスを呼吸ガス供給装置に供給するようにそれぞれが動作可能な複数の酸素供給装置を備える航空機用生命維持システムを提供する。この酸素供給装置の少なくとも１つが主要な酸素供給装置であり、その残りが副次的な酸素供給装置であり、主要な酸素供給装置は副次的な酸素供給装置とは独立して動作可能であり、主要な酸素供給装置を非緊急状況で作動させると共に副次的な酸素供給装置のそれぞれに生成ガスを供給することを含む方法に従って動作可能である。
【００２４】
このシステムは、乗員が緊急事態に使用するための副次的な酸素供給装置を備えることができ、主要および副次的な酸素供給装置からの生成ガスの供給が使用されて、副次的な酸素供給装置によって与えられる生成ガスの供給を補うか、またはその供給の代替となるようにすることができるが、副次的な酸素供給装置からの生成ガスが主要および副次的な酸素供給装置の呼吸ガス供給装置中に入ることを防止することができる。
【００２５】
主要および副次的な供給装置は、直線または放射状の配列で配置されることができ、各酸素供給装置の供給ガスの入口および／または生成ガスの出口が、共通のプレナムに設けられる。
【００２６】
本発明の第３の態様に従って、キャビンの減圧の緊急事態における旅客機を操作する方法を提供する。この方法は、使用時に、純粋な酸素または高濃度酸素ガスとすることができる生成ガスを呼吸ガス供給装置に供給するようにそれぞれが動作可能な複数の酸素供給装置を備える生命維持システムを作動させることを含み、この酸素供給装置の少なくとも１つが主要な酸素供給装置であり、その残りの酸素供給装置が副次的な酸素供給装置であり、主要な酸素供給装置は、副次的な酸素供給装置とは独立して動作可能であり、主要な酸素供給装置を作動させると共に副次的な酸素供給装置のそれぞれに生成ガスを供給し、１０，０００フィートよりも高い、好ましくは１５，０００フィートよりも高い、より好ましくは約２０，０００フィートよりも高い待機高度まで飛行高度を下げ、乗客が生命維持システムから呼吸ガスを供給されている間、待機高度で航空機を飛行させ続ける。
【００２７】
本発明の第４の態様にしたがって、本発明の第２の態様による生命維持システムを有する航空機を提供する。
【００２８】
次に、本発明を、添付の図面を参照して説明する。
【００２９】
まず図１を参照すると、減圧の緊急事態における航空機の通常の飛行プロファイルが示されている。
【００３０】
この例では、４０，０００フィート（線Ａ）で飛行している航空機は、酸素または高濃度酸素ガスを早急に必要とする、Ｂでのキャビンの減圧のような緊急事態になると、１０，０００フィートまたはそれ以下の低高度Ｃまで急速に降下することになる。この降下の間、緊急時の酸素供給が、圧縮酸素貯蔵容器から、または２つまたはそれ以上の試薬との化学反応の結果により、航空機の乗員および乗客に供給される。１０，０００フィート（Ｃ）では、乗客は、少なくとも安全に大気を呼吸することができる。航空機は、降下することが安全となるまで（Ｄ）、あるいは操縦士が海上に不時着することがより安全であると判断するまで、この低高度で飛行し続ける。
【００３１】
多数の陸塊となっている地形Ｔは、１０，０００フィートよりも高く延びているため、従来は、低高度で飛行している間にこのような地形に遭遇するという危険性があることを理解されたい。さらに、航空機は、低高度で飛行しなければならないため、その航続距離は、航空機を着陸させることが好ましい３０分間以内に、または利用可能な総燃料によって制限されている。
【００３２】
本発明による、生命維持システムを使用することにより、さらに代替の安全な飛行プロファイルが可能であり、このプロファイルでは、減圧時Ｂに、航空機が、１０，０００フィートよりも高く、好ましくは少なくとも１５，０００フィート、より好ましくは約２０，０００〜２５，０００フィートである安全な待機高度Ｆまで降下し、その間、乗客および乗員は、生命維持システムにより呼吸用の高濃度酸素ガスを供給される。このように上げられた高度で飛行することにより、目標の３０分以内の航空機飛行距離が増し、操縦士が適当な飛行場または他の着陸場所を見つけるより多くの機会が与えられ、燃料はあまり使用されない。
【００３３】
したがって、３０分の目標飛行時間中、航空機は、着陸のために降下するまで（Ｇ）、より遠くに飛行することができる。
【００３４】
したがって、本発明を利用することで、安全性を低めることなく、かつ緊急時に着陸する目標の３０分を超えることなく、航空機が、より短く、より経済的な航路に沿って目的地へ飛行するように経路を定めることが可能である。
【００３５】
次に、図２を参照すると、航空機用生命維持システム１０が示されている。このシステム１０は、複数の酸素供給装置１２、１３、１４・・・Ｎに共通のライン１１となった呼吸ガス供給装置を備える。酸素供給装置１２、１３、１４・・・Ｎは、純粋な酸素とすることもできるが、この例では高濃度酸素ガスである生成ガスを供給するように動作可能である。ガス供給ライン１１は、キャビンの減圧の緊急事態における航空機内の乗客が装着する個別の酸素マスク１６に呼吸用の高濃度酸素ガスを送る。
【００３６】
各酸素供給装置は、この例では、一対の分子ふるい床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどを備え、この分子ふるい床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどの各対は、縦に並べて動作可能であり、作動時に、各対の床１２ａ、１３ａなどの一方が、加圧ガス供給から非酸素ガスを能動的に吸着している間に、各対のもう一方の床１２ｂ、１３ｂなどが低圧下で非酸素ガスをパージするようになっている。
【００３７】
分子ふるい床型の酸素供給装置または発生器の構成および動作は、ＭＳＯＧＳとして知られるように周知であるため、かかるＭＳＯＧＳの作動の詳細な説明は、本発明の理解に必要とは見なされない。通常、分子ふるい床は、例えば、エンジン圧縮機から放出された加圧ガス供給１７が床に供給された際に、非酸素ガスを吸着する床物質（例えばゼオライト）を含み、該床は、入口弁１２ｃ、１２ｃ’、１３ｃ、１３ｃ’などが閉じられ、通気出口弁１２ｄ、１２ｄ’、１３ｄ、１３ｄ’などが低圧に晒されると、非酸素ガスがパージされる。パージジングを助成するため、パージ中に、少量の高濃度酸素ガスを床にわたって通す。
【００３８】
各対の各分子ふるい床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどは、該床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどに発生した酸素を呼吸ガス供給ライン１１に渡すことを可能にさせる、酸素供給の出口逆止弁１２ａ’、１２ｂ’、１３ａ’、１３ｂ’などを有する。
【００３９】
呼吸ガス供給ライン１１から、出口逆止弁１２ａ’、１２ｂ’、１３ａ’、１３ｂ’などを通過して、小さなオリフィスを介して床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどのそれぞれに至る酸素のための経路があり、この経路は、パージ中に、少流量の酸素が上記床のそれぞれに至ることを可能にさせる。
【００４０】
図２には、点線で、一対の圧縮酸素容器１９、２０すなわちボトルが示されており、それぞれ、各自の出口逆止弁装置１９’、２０’を有している。かかる圧縮貯蔵ガスの量が少量であり得るということ、あるいは、本発明のシステムを利用し、かつ本発明の方法を作動させることにより、ボトル１９、２０が必ずしも必要でない場合もあるということが以下の説明から理解されるであろう。
【００４１】
分子ふるい床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどの入口および出口弁１２ｃ、１２ｄなどはすべて、電子制御ユニット２２により制御され、この電子制御ユニット２２に、航空機のキャビン内の突然の減圧を感知するように動作可能な感圧装置２３から入力が提供される。
【００４２】
従来は、そのような減圧の緊急事態に、貯蔵された圧縮酸素供給１９、２０から、乗客が使用するための個別の酸素マスク１６に酸素ガスが緊急に供給されるであろう。図１に示した従来の飛行プロファイルＡ、Ｃにしたがって、航空機が低高度に降下する間、乗客が非常用ガスを吸い込むことを可能にするのに十分な酸素が貯蔵される必要があるだろう。
【００４３】
かなりの数の乗客がおり、航空機が非常に高高度で飛行している場合、従来は、かなりの量の酸素供給が必要とされ、大きな、重量のある複数の貯蔵容器１９、２０が必要となる。
【００４４】
しかしながら、本発明によれば、減圧の緊急事態において、酸素供給装置１２、１３などが即座に作動して、ガス供給から酸素を発生し、かつ呼吸ガス供給ライン１１に酸素を提供する。ＭＳＯＧＳが、より高い高度で十分な乗客保護を提供するように考えられていなく、減圧時に即座に酸素供給が要求される場合、酸素供給装置１２、１３などが作動状態になるまで、例えば小さな貯蔵容器１９、２０において、そのいずれかで、呼吸ガスを供給するのに十分な少量の酸素供給を与えることができ、かつ／または、酸素供給装置１２、１３などに、および以下に説明するような呼吸ガス供給装置１１に貯蔵されている酸素ガスの供給を、乗客に利用可能にさせることができる。
【００４５】
分子ふるい床物質を、乾燥状態および非酸素汚染物がない状態に保つことが望ましい。酸素供給装置１２、１３などは、緊急事態に使用するためにのみ意図されており、そのため、たとえあったとしても、ＭＳＯＧＳを作動状態に維持することは稀であるため、好ましくは、航空機が飛行前の準備段階にある間、あるいはキャビンの減圧のような緊急事態を被る可能性がないときに、以下の方法を行う。
【００４６】
酸素供給装置１２、１３などの１つ、この例では酸素供給装置１２、あるいは酸素供給装置１２の１つの分子ふるい床１２ａ、１３ａの少なくとも１つは、主要な酸素供給装置に指定され、残りのそれぞれは、副次的な酸素供給装置に指定されている。主要な酸素供給装置１２は、乾燥した高濃度酸素ガスを生成するように作動し、この乾燥した高濃度酸素ガスは、呼吸ガス供給ライン１１中に供給され、ここからオリフィスを介して逆止弁１３ａ’、１３ｂ’、１４ａ’、１４ｂ’などを通過するか、あるいは副次的な酸素供給装置１３、１４などの分子ふるい床１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂなどのそれぞれに至り、通気出口弁１３ｄ、１３ｄ’、１４ｄ、１４ｄ’などは開いており、ＭＳＯＧのゼオライトまたは他の分子ふるい物質が非酸素ガスをパージするようになっている。これはまた、必要が生じた場合、予め酸素で処理し、床を使用できる態勢に整える。
【００４７】
次に、主要な酸素供給装置１２を作動し続け、その間、副次的な酸素供給装置の通気出口弁１３ｄ、１３ｄ’、１４ｄ、１４ｄ’などは閉じている。したがって、各ＭＳＯＧ１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂなどおよび呼吸ガス供給ライン１１は、供給ガス入口１７が押圧されるまで主要な酸素供給装置１２により供給される酸素で充填する。
【００４８】
通気出口弁１２ｄ、１２ｄ’、１３ｄ、１３ｄ’などが酸素供給装置１２、１３などの酸素貯蔵物を維持することができるとすると、酸素供給装置１２、１３などおよび呼吸ガス供給ライン１１などの容量に応じて、突然のキャビンの減圧を被る事態において酸素供給が呼吸のために即座に利用可能であるため、圧縮酸素ボトル１９、２０が全く必要でない場合もある。
【００４９】
酸素供給装置１２、１３などに貯蔵される酸素の圧力を示すために、圧力センサのような指示手段を備えてもよい。
【００５０】
長期期間、例えば少なくとも３０分間、呼吸をするために十分な酸素を供給するのに適し、また十分に速い始動を行うのに適した、任意数の酸素供給装置１２、１３などが備わる。小容量で多数個あることが航空機内でのパッケージングに不可欠である場合には小容量の多数の酸素供給装置１２、１３などを提供することができ、あるいは、スペースがある場合には大容量の少数の酸素供給装置１２、１３などを提供することができる。酸素供給装置１２、１３などは、図４に示すよう直線の配列で配置されてもよく、共通のプレナム２５から供給空気を受け取り、かつ／または共通のプレナムに供給空気を渡すことができ、あるいは、酸素供給装置１２、１３などは、図５示すように放射状の配置で提供されてもよく、ここでもまた、共通の空気供給プレナム２５および／または呼吸ガス供給プレナム２６を備えている。
【００５１】
通気弁１２ｄ、１２ｄ’、１３ｄ、１３ｄ’が、酸素供給装置に酸素貯蔵物を維持するように意図されていない場合、分子ふるい床は、航空機が高高度で操作されると、低圧に晒され、それによって床の状態を維持する。所望であれば、主要な酸素供給装置１２を、そのような状態で飛行を続けさせるように作動させて、副次的な酸素供給装置１３、１４などのそれぞれの分子ふるい床にわたって、少流量の酸素を維持することができる。
【００５２】
図３では、好ましくは、乗員は各自の酸素供給装置３０を有し、この酸素供給装置３０もまた一対の分子ふるい床装置３０ａ、３０ｂとすることができることがわかる。好ましくは、乗員の酸素供給装置３０が故障した場合に乗員に補給的な酸素供給を提供するために、呼吸ガス供給ライン１１から呼吸ガスを、一方向弁２８を介して乗員に供給することができ、それによって、乗員の酸素供給装置３０から呼吸ガス供給ライン１１に入る酸素により、乗員が酸素供給を奪われる可能性がなくなる。
【００５３】
呼吸ガスは、呼吸ガス供給ライン１１から、予備の酸素供給装置３１を含む複数の１０を介して、乗客のマスク１６に送ることができる。
【００５４】
主要な酸素供給装置１２および副次的な酸素供給装置１３のそれぞれが同一である場合、すなわち、略同じ機能を持つＭＳＯＧである場合、酸素供給装置１２、１３などのいずれかが、主要な酸素供給装置の役割を果たすことができることが理解されるであろう。好ましくは、主要な酸素供給装置として使用する酸素供給装置１２、１３の選択は、各酸素供給装置１２、１３などが、高濃度酸素ガスを供給する際に、他方の床をパージし、非常用の酸素貯蔵物を提供することを交替で行うように順次に行われる。したがって、各飛行または複数の飛行ごとの前、あるいは長時間の飛行時間後に、種々の主要な酸素供給装置１２、１３などを選択する。このようにして、各床が同じように老朽化することになる。
【００５５】
主要な酸素供給装置１２の２つの床１２ａ、１２ｂ、および副次的な酸素供給装置１３、１４などのそれぞれは、作動時に、所望に応じて対照的または非対照的に作動され得る。
【００５６】
変形された例では、各酸素供給装置１２、１３などが２つの分子ふるい床装置１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂであることの代わりに、酸素供給装置のいくつかまたは全てが３つまたはそれ以上の床を有し得るが、各場合では、酸素供給装置は、少なくとも１つの床が好ましくは非酸素ガスを吸着するように活性であり、該床の別のものがパージされるように作動される。
【００５７】
個々の酸素供給装置１２、１３などのパフォーマンスを検査することが望ましことが理解されるであろう。このことを達成するために、好ましくは定期的に、酸素供給装置１２、１３などのそれぞれ、またはさらに該酸素供給装置１２、１３などのそれぞれ個々の床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどが、圧力センサ３２により監視される、呼吸ガス供給ライン１１のガス圧力により、および／または、例えばセンサ３３、３４により監視される、呼吸ガス供給ラインの酸素濃度により、順次に作動される。圧力を監視することによって、個々の入口弁１２ｃ、出口弁１２ｄ’などのパフォーマンス、および、分子ふるい床物質を含有する容器の流体密閉度などを検査することができる。呼吸ガスライン１１内のガスの酸素含有率を監視することによって、例えば床１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂなどの分子物質の汚染物の状態などといったパフォーマンスを監視することができ、この両者の場合、必要に応じて救済措置が取られる。
【００５８】
別の実施形態では、主要な酸素供給装置１２は、ＭＳＯＧ型の装置である必要はなく、ガス浸透膜型のような代替的な型の酸素供給装置、またはさらにセラミック酸素発生装置とすることもできる。この場合では、同一の主要な酸素供給装置を常に用いて、副次的な酸素供給装置１３、１４などのＭＳＯＧ床をパージし、貯蔵酸素の供給を行う。
【００５９】
本発明は、副次的な酸素供給装置１２、１４などの全てが分子ふるい型であるとは限らないシステムに適用することができ、この場合では、これらの酸素供給装置１３、１４などに関する本発明の方法のパフォーマンスが、減圧の緊急事態での即座の使用のために、酸素の貯蔵物を生成する目的のためのみのものとなる。
【００６０】
キャビンの減圧の事態にだけに乗員および乗客に高濃度酸素ガスを供給するように、本発明による生命維持システムを必ずしも使用する必要はない。通常の飛行中に酸素供給を与えることが望ましい場合、酸素供給装置の少なくとも１つ、通常、主要な供給装置１２が、呼吸ガス供給ライン１１から分離されて、生成ガス供給を利用可能であるようにすることができる。この生成ガス供給は、通常、航空機内にある、環境制御システムとともに使用して、通常の飛行中、与圧されたキャビン内で所望な酸素濃度を維持する。したがって、圧力状態で、キャビン内に外気を導入することが一般に必要とされる圧縮機のサイズ、あるいはその必要性そのものが回避され得る。
【００６１】
代替的に、本発明による生命維持システムを用いて、航空機の乗員または乗客の医療または治療の必要性のために生成ガスを供給することができる。
【００６２】
重量を低減するために、主要および副次的な酸素供給装置１２、１３などのサイズを、下げられた飛行高度で呼吸するのに十分な酸素供給、例えば大容量を提供するのではなく、８０％しか酸素を含有していない呼吸ガス供給が利用可能であるように慎重に選択され得り、より重量のある酸素供給装置１２、１３などは、呼吸ガス中の最大濃度の酸素を供給することが可能であり得り、分子ふるい床の場合では最大９７％までとすることができる。
【００６３】
上記の説明で開示した特徴、併記の特許請求の範囲、それらの特定の形態または開示された機能を行うための手段に関して示された添付の図面、あるいは、開示された結果を得るための方法またはプロセスは、別個に、あるいはかかる特徴を任意に組み合わせて、適宜に本発明の多様な形態で本発明を実現するために用いられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】酸素または高濃度酸素ガスが早急に必要になる、キャビンの減圧のような緊急事態における、従来の、および本発明による生命維持システムを使用した、本航空機の飛行プロファイルを示す例示的なグラフである。
【図２】本発明で使用するための生命維持システムの例示的な図である。
【図３】本発明で使用するための生命維持システムの代替の例示的な図である。
【図４】本発明で使用するためのシステムの酸素供給装置の実際的な配置の例示的な図である。
【図５ａ】生命維持システムの酸素供給装置の代替の実際的な配置の平面図である。
【図５ｂ】生命維持システムの酸素供給装置の代替の実際的な配置の側面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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