飞行器厕所应急氧气装置.pdf

一种飞行器应急氧气分配装置(19)包括具有易碎压力密封件(14)的氧气存储罐(12)、和歧管(16)、压力调节器(18)、连接到氧气存储罐(12)的一个或更多个流量控制阀(20)。歧管(16)包括启动器(26)，用于破坏压力密封件(14)以启动氧气流。流量控制器(22)基于环境机舱气压来控制流量控制阀(20)通过脉冲供氧系统或调制供氧系统分配少量氧气。在脉冲供氧系统中，基于来自监测使用者呼吸的至少一个呼吸面具气压传感器(46)的输入，流量控制器(22)进一步控制流量控制阀(20)。

权利要求书
1.  一种飞行器应急氧气分配装置，其用于在飞行器机舱内使用以分 配少量的适合于使用者呼吸的补充氧气，所述飞行器应急氧气分配装置 包括：
氧气存储罐，其经配置以储存具有用于呼吸的适当纯度的气态氧， 所述氧气存储罐由能够被破坏的压力密封件密封，所述压力密封件经配 置以对来自所述氧气存储罐的气流密封，直到所述压力密封件被破坏；
歧管，其与所述氧气存储罐流体连通连接，并且经配置以从具有第 一氧气压力的所述氧气存储罐接收氧气流，并且所述歧管包括启动器， 所述启动器经配置以破坏所述压力密封件，从而启动来自所述氧气存储 罐的氧气流；
压力调节器，其与所述歧管流体连通连接以通过具有第一氧气压力 的所述歧管从所述氧气存储罐接收氧气流，所述压力调节器经配置以在 低于所述第一氧气压力的第二氧气压力下输送所述氧气流；
至少一个流量控制阀，其与所述压力调节器流体连通连接，以接收 并且用仪表测量从所述压力调节器到至少一个呼吸面具的在所述第二氧 压下的所述氧气流；以及
流量控制器，其连接到所述至少一个流量控制阀，所述流量控制器 经配置以被连接，从而从环境机舱气压传感器接收指示所述飞行器中的 环境机舱气压的环境机舱气压信号，所述控制器经配置响应于所述环境 机舱气压信号，确定要提供给所述至少一个呼吸面具的氧气量，以控制 所述至少一个流量控制阀的操作。

2.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其进一步包括 覆盖所述氧气存储罐的至少一部分、所述歧管、所述压力调节器、所述 至少一个流量控制阀和所述流量控制器的容器外壳。

3.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述压力 密封件包括由易碎材料形成的破裂盘，其能够断裂以打开所述氧气存储 罐并且启动来自所述氧气存储罐的所述氧气流。

4.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述启动 器包括经配置以机械地破坏所述破裂盘的矛状件。

5.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述启动 器经配置以被手动激活。

6.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述启动 器进一步包括杠杆，所述杠杆经配置被手动转动以推进所述矛状件机械 地破坏所述压力密封件。

7.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述启动 器经配置以被电子激活。

8.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述压力 密封件被布置在所述歧管中。

9.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述流量 控制器和所述至少一个流量控制阀经配置以用仪表测量到所述至少一个 呼吸面具的少量氧气，同时在飞行器失压事件中提供相等水平的缺氧保 护，其中所述少量氧气少于由化学氧气发生器提供的氧气。

10.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述至少 一个流量控制阀经配置以限制到所述至少一个呼吸面具的所述氧气流持续 所述使用者的呼吸循环期间的一段时间，该一段时间足以在所述使用者的 所述呼吸循环期间仅允许预选的氧气量流到所述至少一个呼吸面具。

11.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其进一步包括 至少一个呼吸面具气压传感器，所述至少一个呼吸面具气压传感器经配置 以产生指示在所述至少一个呼吸面具内的压力的呼吸面具气压信号，并且 所述流量控制器经连接以接收所述呼吸面具气压信号，并且其中所述流量 控制器经配置响应于所述呼吸面具气压信号，控制所述至少一个流量控制 阀将所述氧气流切换到所述至少一个呼吸面具持续所述使用者的呼吸循环 期间的一段时间，该时间足以在所述使用者的所述呼吸循环期间仅允许预 选的氧气量流到所述至少一个呼吸面具。

12.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述流量 控制器经配置以控制所述至少一个流量控制阀，从而调制所述氧气流连续 流到所述至少一个呼吸面具。

13.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述流 量控制器经配置以基于所述环境机舱气压信号控制所述至少一个流量控 制阀，从而调制所述氧气流连续流到所述至少一个呼吸面具。

14.  根据权利要求1所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述流 量控制器经配置以在初始高度迅速供应氧气，并且至少贯穿随后所述飞 行器下降的一部分。

15.  根据权利要求2所述的飞行器应急氧气分配装置，其进一步包 括电源，所述电源经配置以向所述流量控制器和所述至少一个流量控制 阀提供电力，并且其中所述容器外壳覆盖所述电源的至少一部分。

16.  根据权利要求2所述的飞行器应急氧气分配装置，其进一步包 括环境机舱气压传感器，所述环境机舱气压传感器连接到所述流量控制 器，并且经配置以检测所述飞行器中的所述环境机舱气压并产生指示所 述飞行器中的所述环境机舱气压的机舱气压信号，并且其中所述容器外 壳覆盖所述环境机舱气压传感器的至少一部分。

17.  根据权利要求10所述的飞行器应急氧气分配装置，其进一步包 括至少一个呼吸面具，其经连接以从所述至少一个流量控制阀接收在第 二氧气压力下的所述氧气流，所述至少一个呼吸面具连接到监测所述使 用者的所述呼吸的至少一个呼吸面具气压传感器，所述至少一个呼吸面 具气压传感器连接到所述流量控制器，并且响应于所述至少一个呼吸面 具气压传感器，所述流量控制器控制所述至少一个流量控制阀。

18.  根据权利要求17所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述至 少一个呼吸面具气压传感器检测由使用者通过所述至少一个呼吸面具吸 气所引起的真空压力差，所述至少一个呼吸面具气压传感器经配置以产 生真空压力差信号，并且响应于所述真空压力差信号，所述流量控制器 控制所述至少一个流量控制阀。

19.  根据权利要求17所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述至 少一个呼吸面具气压传感器布置在所述至少一个呼吸面具中。

20.  根据权利要求17所述的飞行器应急氧气分配装置，其中所述至 少一个呼吸面具气压传感器包括电气动传感器。

说明书飞行器厕所应急氧气装置
技术领域
本发明一般涉及应急氧气供应系统，诸如通常在商用飞行器上携 带以用于当机舱失压时展开。更具体地，本发明关于增加所供应的氧 气被使用的效率，从而减少需要在飞行器上携带的氧气总量。
背景技术
为了在高于约10,000英尺的高度机舱失压时供应氧气给乘客的目 的，通常将应急供氧系统安装在飞行器上。此类系统一般包括适于配 带在嘴巴和鼻子上的面具，该面具在需要时从头顶存储箱中释放。由 面具输送的补充氧气提高面具使用者中的血氧饱和度水平，超出在一 般的机舱压力高度条件下吸入环境空气时所要体验的血氧饱和度水 平。因此，所提供的氧气流经计算足以维持所有的乘客，直到机舱压 力恢复，或直到到达较低的、更安全的高度。
每个此类面具均具有附接到其的储气袋，当系统展开时并且当经 由拉绳激活单独的面具时，恒定的氧气流就被引入储气袋。氧气以经 计算适应最坏情况的速率被连续供应，即当机舱在最大巡航高度失压 时，满足以快于平均呼吸速率的速率呼吸的乘客的需要，其中乘客具 有比平均潮气量显著更大的潮气量。与面具关联的总共三个阀门用于 协调袋与面具之间和面具与周围环境之间的气流。在乘客呼气时以及 在呼气后停顿期间，吸气阀用于限制氧气流入袋到袋，并且也始终防 止任何气流从面具进入袋内。当乘客吸气时，吸气阀打开以允许吸入 在袋中累积的氧气。当累积的氧气耗尽时，稀释阀打开以允许将机舱 空气吸入到面具。从而，通过在吸入阶段的平衡期间吸入的机舱空气 稀释进入袋内并且通过打开的吸气阀进入面具的氧气连续流。在呼气 期间，呼气阀打开以允许释放的气流从面具进入周围环境，同时吸气 阀关闭以防止气流从面具回到袋内。在呼气后停顿期间，所有三个阀 门均保持关闭，同时氧气连续流入储气袋。
应急氧气供应系统中的低效能够要求氧气存储或氧气生成装置更 大，并且因此重量超过必要，这当然就对飞行器的有效负载能力和燃 料消耗具有不利影响。因此，在氧气的产生、储存、分配或消耗方面 增加此类系统的效率会放弃重量减轻。相反，在没有相称的精简的情 况下增加系统的效率会在系统的操作中赋予更大的安全界限。因此， 非常令人期望以任何可能的方式增加应急氧气供应系统的效率。
如果发生机舱失压，用于在飞行器上使用的应急氧供应系统经配 置用于输送氧气份额，并且规定输送此份额到每个乘客的时间，以便 最大化传递此类氧气到乘客的血流内的效率。每个份额的输送经选择 使得整个份额可用于在氧气传递时最有效进入肺部区域的吸入，同时 份额的量经选定与肺的此类区域的量大体上一致。
化学氧气发生器中的化学反应是放热的，使得在飞行器安装中需 要管理由化学氧气发生器释放的热量。热量能够损坏附近的飞行器部 件，并且热量的管理增加了飞行器安装的成本和重量。
在2011年3月，FAA发行了适航指令(AD)2011-04-09，该指令要 求从飞行器厕所中移除化学氧气发生器或禁用化学氧气发生器。(参 见在BEAFS-88039/86205中的讨论)该AD与要求在飞行器厕所中可用 的补充应急氧气的FAR 25.1447相冲突。
将期望提供用于分配适合于呼吸的补充氧气的飞行器应急氧气分 配装置，其在操作中大体上无热量产生，并且通过提供储存的氧气源 作为用于飞行器厕所的化学氧气发生器的替代，解决了在FAA适航性 与要求补充应急氧气可用在飞行器厕所中的规则之间的冲突。
也期望提供此类减少必须储存的氧气量从而减少系统的重量的飞 行器应急氧气分配装置。也期望提供此类飞行器应急氧气分配装置， 其经配置以适合在现有飞行器氧气发生器的尺寸包络内，允许将该装 置改装为现有飞行器化学氧气发生器在大小、重量和功能方面的直接 置换，从而减少或消除改动飞行器中的现有安装的需要。也期望提供 此类飞行器应急氧气分配装置，其以与飞行器化学氧气发生器大体上 相同的方式操作，并且能够由飞行器乘客或飞行器乘务员以与飞行器 化学氧气发生器相同的方式使用，从而消除了对机组人员进行附加的 或新的培训和解释的需要。本发明满足这些和其他需要。
发明内容
简单并且一般来说，本发明提供了在飞行器机舱内使用的飞行器 应急氧气分配装置，以分配少量适合于使用者呼吸的补充氧气，通过 提供用于飞行器厕所的非化学氧气源，飞行器应急氧气分配装置解决 了在FAA适航性与要求补充应急氧气可用在飞行器厕所中的规则之间 的冲突，该飞行器应急氧气分配装置在操作中大体上无热量产生，减 少或消除了化学氧气发生器的热量管理的担忧，以及要求更少的氧气， 因此减少了必须储存的氧气量，并且减少了系统的重量。氧气存储罐 和硬件足够小以适合在氧气发生器的尺寸包络内，使得该装置能够用 作飞行器化学氧气发生器在尺寸、重量和功能方面的直接置换。
本发明相应提供了在飞行器机舱内使用的飞行器应急氧气分配装 置，以分配少量适合于使用者呼吸的补充氧气。该装置包括经配置以 储存具有用于呼吸的适当纯度的气态氧的氧气存储罐、歧管、压力调 节器、一个或更多个流量控制阀和流量控制器。在当前优选的方面， 氧气存储罐由能够被破坏的压力密封件密封，并且压力密封件经配置 以对来自氧气存储罐的气流密封，直到压力密封件被破坏。在当前优 选的另一方面，压力密封件为由易碎材料形成的破裂盘，其能够断裂 以打开氧气存储罐并且启动来自氧气存储罐中氧气流。
歧管优选地与氧气存储罐流体连通连接，并且经配置以从具有第 一氧气压力的氧气存储罐接收氧气流。在当前优选的另一方面，压力 密封件布置在歧管中，并且歧管优选地包括启动器，其经配置以破坏 压力密封件，从而启动来自氧气存储罐的氧气流。在当前优选的方面， 启动器包括经配置以机械破坏破裂盘的矛状件(lance)。在当前优选 的另一方面，启动器经配置被手动激活。在当前优选的另一方面，启 动器包括经配置被手动转动以推进矛状件机械破坏压力密封件的杠 杆。在当前优选的另一方面，启动器经配置被电子激活。
压力调节器与歧管流体连通连接，以通过歧管在第一氧气压力下 从氧气存储罐中接收氧气流，并且该压力调节器经配置以在低于第一 氧气压力的第二氧气压力下输送氧气流。一个或更多个流量控制阀与 压力调节器流体连通连接，以接收并且用仪表测量从压力调节器到一 个或更多个呼吸面具的在第二氧气压力下的氧气流，并且流量控制器 连接到一个或更多个流量控制阀。在当前优选的方面，流量控制器也 经配置被连接，以从环境机舱气压传感器中接收指示飞行器中的环境 机舱气压的环境机舱气压信号，并且流量控制器经配置响应于环境机 舱气压信号，确定要提供给一个或更多个呼吸面具的氧气量，以控制 一个或更多个流量控制阀的操作。在当前优选的另一方面，流量控制 器经配置在初始高度迅速供应氧气，并且至少贯穿随后飞行器下降的 一部分。
在当前优选的另一方面，飞行器应急氧气分配装置包括覆盖氧气 存储罐的至少一部分、歧管、压力调节器、一个或更多个流量控制阀 和流量控制器的容器外壳。在当前优选的另一方面，飞行器应急分配 装置包括经配置以向流量控制器和一个或更多个流量控制阀提供电力 的电源，并且容器外壳覆盖电源的至少一部分。在当前优选的另一方 面，飞行器应急氧气分配装置包括环境机舱气压传感器，其连接到流 量控制器，并且经配置检测飞行器中的环境机舱气压并产生指示飞行 器中的环境机舱气压的机舱气压信号，并且其中容器外壳覆盖环境机 舱气压传感器的至少一部分。
在当前优选的另一方面，流量控制器和一个或更多个流量控制阀 经配置以用仪表测量到一个或更多个呼吸面具的少量氧气，同时在飞 行器失压事件中提供相等水平的缺氧保护，其中少量氧气少于由化学 氧气发生器提供的氧气。在当前优选的另一方面，一个或更多个流量控 制阀经配置以限制到一个或更多个呼吸面具的氧气流持续使用者的呼吸 循环期间的一段时间，该一段时间足以在使用者的呼吸循环期间仅允许 预选的氧气量流到一个或多个呼吸面具。
在当前优选的另一方面，飞行器应急氧气分配装置包括呼吸面具气 压传感器，其经配置以产生指示一个或更多个呼吸面具内的压力的呼吸 面具气压信号，流量控制器经连接以接收呼吸面具气压信号，并且流量 控制器经配置响应于呼吸面具气压信号，控制一个或更多个流量控制阀 将氧气流切换到一个或更多个呼吸面具持续使用者的呼吸循环期间的一 段时间，该一段时间足以在使用者的呼吸循环期间仅允许预选的氧气量 流到一个或更多个呼吸面具。
在当前优选的另一方面，流量控制器经配置以控制一个或更多个流 量控制阀，从而调制氧气流连续流到一个或更多个呼吸面具。在当前优 选的另一方面，流量控制器经配置以基于环境机舱气压信号控制一个 或更多个流量控制阀，从而调制氧气流连续流到一个或更多个呼吸面 具。
在当前优选的另一方面，飞行器应急氧气分配装置包括一个或更 多个呼吸面具，其经连接以从一个或更多个流量控制阀接收在第二氧 气压力下的氧气流，一个或更多个呼吸面具连接到监测使用者呼吸的 至少一个相应的呼吸面具气压传感器，至少一个相应的呼吸面具气压 传感器连接到流量控制器，并且响应于至少一个呼吸面具气压传感器， 流量控制器控制一个或更多个流量控制阀。在当前优选的另一方面， 至少一个呼吸面具气压传感器检测由使用者通过一个或更多个呼吸面 具吸气所引起的真空压力差，至少一个呼吸面具气压传感器经配置以 产生真空压力差信号，并且响应于真空压力差信号，流量控制器控制 一个或更多个流量控制阀。在当前优选的另一方面，至少一个呼吸面 具气压传感器布置在一个或更多个呼吸面具中。在当前优选的另一方 面，呼吸面具气压传感器可以为电气动传感器。
从以下具体实施方式结合附图，本发明的这些和其他特征及优点 将更显而易见，其中附图仅以实例的方式示出了本发明的操作。
附图说明
图1为根据本发明的飞行器应急氧气分配装置的第一实施例的示 意图。
图2为示出图1的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第一侧 视图。
图3为示出图1的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第二侧 视图。
图4为示出图1的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第一透 视图。
图5为示出图1的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第二透 视图。
图6为包括容器外壳防护罩部分或组件帽的图1的完全组装的飞 行器应急氧气分配装置的侧视图。
图7为根据本发明的飞行器应急氧气分配装置的第二实施例的示 意图。
图8为示出图7的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第一透 视图。
图9为示出图7的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第二透 视图。
图10为示出图7的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的第三透 视图。
图11为包括容器外壳防护罩部分或组装帽的图7的完全组装的飞 行器应急氧气分配装置的侧视图。
图12为根据本发明的飞行器应急氧气分配装置的第三实施例的示 意图。
图13为示出图12的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的侧视 图。
图14为包括容器外壳防护罩部分或组装帽的图12的完全组装的 飞行器应急氧气分配装置的侧视图。
图15为根据本发明的飞行器应急氧气分配装置的第四实施例的示 意图。
图16为示出图15的飞行器应急氧气分配装置的内部部件的透视 图。
图17为包括容器外壳防护罩部分或组装帽的图15的完全组装的 飞行器应急氧气分配装置的侧视图。
具体实施方式
参考以实例方式而非以限制方式提供的附图，本发明提供了用于 在民用飞机和军用飞机中使用的飞行器厕所应急氧气装置，以提供适 合于使用者呼吸的少量补充氧气。
本发明的飞行器厕所应急氧气装置优选为非化学的、独立的氧气 分配装置，其经配置并定尺寸以适合为化学氧气发生器分配的现有空 间，从而允许本发明的飞行器厕所应急氧气装置经改装进入到现有化 学氧气发生器系统。本发明也将电子控制装置、电源和分配少量气态 氧的硬件合并。存储罐和控制装置被并入到单个容器中以取代传统的 化学氧气发生器或者在飞行器厕所或其他飞机位置提供补充氧气。在 单个包装中的自我容纳使得改装设计成为可能。
通过在不依赖化学氧气发生的情况下，并且在未显著修改现有安 装的情况下向飞行器厕所提供氧气，解决适航指令2011-04-09与FAR 25.1447之间的冲突将是令人期望的，其中适航指令2011-04-09要求从 飞行器厕所中移除或禁用化学氧气发生器，FAR 25.1447要求补充应急 氧气可用在飞行器厕所中。
参考图1-6，在第一实施例中，本发明相应地提供了用于在民用飞 机和军用飞机上使用的飞行器厕所应急氧气装置10，以提供适合于呼 吸的补充氧气。该装置包括用于储存高压气态氧的小高压氧气存储罐 12，其优选地由密封件14密封，以阻止来自氧气存储罐的气流，直到 压力密封件被破坏。压力密封件也提供对罐的超压防护。例如，压力 密封件可以为由易碎材料制成的破裂盘，其能够断裂以打开氧气存储 罐并且启动来自氧气存储罐的氧气流。例如，在小高压氧气存储罐中 的压力通常约为3000psi，但是其他类似的存储压力也可以是适合的。
歧管16与氧气存储罐和压力调节器18流体连通连接，所述压力 调节器18与该歧管流体连通连接，以通过该歧管从氧气存储罐接收在 高的、第一氧气压力下的氧气流。压力调节器经配置以在低于第一氧 气压力的第二氧气压力下输送氧气流。在当前优选的方面，较低的、 第二氧气压力为16psig，但是类似的较低氧气压力也可以是合适的。 在当前优选的方面，如将在以下进一步解释的，氧气存储罐的压力密 封件布置在歧管中。
一个或更多个流量控制阀20与压力调节器流体连通连接，并且流 量控制器22连接到一个或更多个流量控制阀以控制一个或更多个流量 控制阀的操作。流量控制器通常优选地为电子的，并且例如，可由一 个或更多个印刷电路板(PCB)构成。例如，流量控制器优选地经配 置以在初始高度(例如，诸如30,000英尺或更高)为一个或更多个人 迅速供应氧气，并且至少贯穿随后飞行器下降的一部分(例如，诸如 超过10,000英尺)通常约12-22分钟的时间段。
如图1-4所示，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括布置在容器外 壳内的电源24，该电源24经配置以向流量控制器和一个或更多个流量 控制阀提供电力。电源能够为包括一个或更多个电池的小电池组，但 是该装置能够替代地使用另一种类型的电源(例如，诸如内部电池或 到飞行器电源的连接)以获得所需电力。
歧管包括启动器26，其经配置以破坏密封件从而启动来自氧气存 储罐的氧气流，并且在第一氧气压力下接收来自氧气存储罐的氧气流。 启动器优选地包括经配置以机械破坏破裂盘的矛状件28。在当前优选 的方面，启动器能够为能够被电子激活的电点火致动器30。只要合适 的密封件能够保持在氧气存储罐的下游并且根据需要被打开，那么用 于使破裂盘断裂的其他装置可替代地适合。
如图1-5所示，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括连接到流量控 制器并且布置在容器外壳内的环境机舱气压传感器34。环境机舱气压 传感器通常为连接到流量控制器的PCB的换能器，并且经配置以检测 飞行器中的环境机舱气压，并产生指示飞行器中的环境机舱气压的环 境机舱气压信号36。一个或更多个流量控制阀每个均具有流量控制阀 出口38，并且通过用仪表测量经由脉冲供氧系统到一个或更多个呼吸 面具的少量氧气，接收并用仪表测量从压力调节器到一个或更多个呼 吸面具40的在第二氧气压力下的氧气流，呼吸面具40中的每一个均 连接到相应的流量控制阀出口，其中流量控制器经配置接收来自飞行 器中的环境机舱气压传感器的环境机舱气压信号，并且响应于环境机 舱气压信号确定要提供多少氧气量给一个或更多个呼吸面具，以控制 一个或更多个流量控制阀的操作。在当前优选的方面，用仪表测量的 到一个或更多个呼吸面具的少量氧气少于由化学氧气发生器通常所提 供的氧气，同时在飞行器失压事件中，脉冲供氧系统提供相等水平的 缺氧保护。脉冲供氧系统通常根据使用者的实际氧气需求(例如，诸 如根据使用者的呼吸速率)来调整到每个单独使用者的氧气份额，其 中较快的呼吸导致使用者的氧气份额的较快输送速率，诸如在通过引 用并入此处的美国专利7,588,032中所描述的。
一个或更多个呼吸面具通常经连接以从一个或更多个流量控制阀 接收在第二氧气压力下的氧气流，并且呼吸面具气压传感器46(诸如 电气动传感器)通常连接到呼吸面具或布置在呼吸面具中，例如，监 测使用者的呼吸，并且连接到流量控制器，使得响应于呼吸面具气压 传感器，流量控制器能够控制一个或更多个流量控制阀。在脉冲供氧 系统中，一个或更多个流量控制阀经配置以限制到一个更多个呼吸面 具的氧气流持续使用者的每个呼吸循环期间的一段时间，该时间足以 在使用者的每个呼吸循环期间仅允许预选的氧气量流到一个或更多个 呼吸面具。一个或更多个流量控制阀可以为电磁阀，例如，用于响应 于来自压力传感器的呼吸面具气压信号，将氧气流切换到一个或更多 个呼吸面具持续使用者的每个呼吸循环期间的一段时间，其中压力传 感器经配置以检测在一个或更多个呼吸面具内的压力。在当前优选的 方面，呼吸面具气压传感器检测由用户通过一个或更多个呼吸面具吸 气所引起的真空压力差，并且产生由流量控制器接收的真空压力差信 号48，使得响应于真空压力差信号，流量控制器能够控制一个或更多 个流量控制阀。
如图6所示，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括覆盖流量控制 器组件、流量与压力控制部件和电源以密封并且保护部件的容器外壳、 防护罩部分、护罩或组件帽50。容器外壳、防护罩部分、护罩或组件 帽通常为管状，并且例如，通常能够约为23/4英寸直径，约为8英寸长 度。在当前优选的方面，容器外壳部分或组件囊和存储罐的结合组件 经定尺寸被改装在为飞行器中的化学氧气发生器分配的现有空间包络 中。在当前优选的另一方面，氧气存储罐为一次性氧气存储罐，但是 氧气存储罐可替代地为可再充的氧气存储罐。
参考图7-11，在第二实施例中，本发明提供了用于在民用飞机和 军用飞机上使用的飞行器厕所应急氧气装置110，以提供适合于呼吸的 补充氧气。该装置包括用于储存高压气态氧的小氧气存储罐112，其优 选地由密封件114密封，以阻止来自氧气存储罐的气流，直到压力密 封件被破坏。例如，压力密封件可以为由易碎材料制成的破裂盘，其 能够断裂以打开氧气存储罐并且启动来自氧气存储罐的氧气流。
歧管116与氧气存储罐和压力调节器118流体连通连接，所述压 力调节器118与该歧管流体连通连接，以通过该歧管从氧气存储罐接 收在高的、第一氧气压力下的氧气流。压力调节器经配置以在低于第 一氧气压力的第二氧气压力下输送氧气流。在当前优选的方面，第二 氧气压力为16psig。在当前优选的方面，压力密封件布置在歧管中。
一个或更多个流量控制阀120与压力调节器流体连通连接，并且 流量控制器122连接到一个或更多个流量控制阀以控制一个或更多个 流量控制阀的操作。例如，流量控制器通常经配置以在初始高度(例 如，诸如30,000英尺或更高)为一个或更多个人迅速供应氧气，并且 至少贯穿随后飞行器下降的一部分(例如，诸如超过10,000英尺)通 常约12-22分钟的时间段。
在当前优选的另一方面，飞行器厕所应急氧气装置包括电源124， 该电源124经配置向流量控制器和一个或更多个流量控制阀提供电力， 并且电源能够布置在容器外壳内或由容器外壳保护，例如，如将在以 下进一步解释的。电源能够为包括一个或更多个电池的小电池组，但 是该装置能够替代地使用另一种类型的电源(例如，诸如内部电池或 到飞行器电源的连接)以获得所需电力。
歧管包括启动器126，其经配置以破坏密封件从而启动来自氧气存 储罐的氧气流，并且在第一氧气压力下接收来自氧气存储罐的氧气流。 启动器优选地包括经配置以机械破坏破裂盘的矛状件128。如图8-11 所示，启动器能够经配置被手动激活，诸如通过转动杠杆132以推进 矛状件机械破坏压力密封件，或通过转动轮子以推进矛状件破坏压力 密封件。只要合适的密封件能够保持在氧气存储罐的下游并且根据需 要被打开，那么用于使破裂盘断裂的其他装置可以可替代地适合。
如图7-10所示，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括连接到流量 控制器并且布置在容器外壳内的环境机舱气压传感器134。环境机舱气 压传感器通常为连接到流量控制器的PCB的换能器，并且经配置以检 测飞行器中的环境机舱气压，并产生指示飞行器中的环境机舱气压的 环境机舱气压信号136。一个或更多个流量控制阀每个均具有流量控制 阀出口138，并且通过用仪表测量经由脉冲供氧系统到一个或更多个呼 吸面具的少量氧气，接收并用仪表测量从压力调节器到一个或更多个 呼吸面具140的在第二氧气压力下的氧气流，呼吸面具140中的每一 个均连接到相应的流量控制阀出口，其中流量控制器接收来自飞行器 中的环境机舱气压传感器的环境机舱气压信号，并且响应于环境机舱 气压信号确定要提供多少氧气量给一个或更多个呼吸面具，以控制一 个或更多个流量控制阀的操作。在当前优选的方面，用仪表测量的到 一个或更多个呼吸面具的少量氧气少于由化学氧气发生器通常所提供 的氧气，同时在飞行器失压事件中，脉冲供氧系统提供相等水平的缺 氧保护。脉冲供氧系统通常根据使用者的实际需求(例如，诸如根据 使用者的呼吸速率)来调整到每个单独使用者的氧气份额，其中较快 的呼吸导致使用者的氧气份额的较快输送速率，诸如在通过引用并入 此处的美国专利7,588,032中所描述的。
在脉冲供氧系统中，一个或更多个流量控制阀经配置以限制到一 个或更多个呼吸面具的氧气流持续使用者的每个呼吸循环期间的一段 时间，该时间足以在使用者的每个呼吸循环期间仅允许预选的氧气量 流到一个或更多个呼吸面具。一个或更多个流量控制阀可以为电磁阀， 例如，用于响应于来自压力传感器的呼吸面具气压信号，将氧气流切 换到一个或更多个呼吸面具持续使用者的每个呼吸循环期间的一段时 间，其中压力传感器经配置以检测在一个或更多个呼吸面具内的压力。 一个或更多个呼吸面具通常经连接以从一个或更多个流量控制阀接收 在第二氧气压力下的氧气流，并且呼吸面具气压传感器146(诸如电气 动传感器)通常连接到呼吸面具或布置在呼吸面具中，例如，监测使 用者的呼吸，并且连接到流量控制器，使得响应于呼吸面具气压传感 器，流量控制器能够控制一个或更多个流量控制阀。在当前优选的方 面，呼吸面具气压传感器检测由用户通过一个或更多个呼吸面具吸气 所引起的真空压力差，并且产生由流量控制器接收的真空压力差信号 148，使得响应于真空压力差信号，流量控制器能够控制一个或更多个 流量控制阀。
容器外壳、防护罩部分、护罩或组件帽150覆盖氧气存储罐、流 量控制器、流量与压力控制部件和电源，以密封并且保护部件，并且 例如，通常能够约为23/4英寸直径，约为8英寸长度。在当前优选的方 面，容器外壳部分或组件囊和存储罐的结合组件经定尺寸被改装在为 飞行器中的化学氧气发生器分配的现有空间包络中。在当前优选的另 一方面，氧气存储罐为一次性氧气存储罐，但是氧气存储罐可以可替 代地为可再充的氧气存储罐。
在图12-14所示的当前优选的第三实施例中，一个或更多个流量控 制阀经配置以调制氧气流连续流到一个或更多个呼吸面具，诸如通过 调制供氧系统(MOS)。飞行器厕所应急氧气装置210包括用于储存 高压气态氧的小氧气存储罐212，其优选地由密封件214密封，以阻止 来自氧气存储罐的气流，直到压力密封件被破坏。例如，压力密封件 可以为由易碎材料制成的破裂盘，其能够断裂以打开氧气存储罐并且 启动来自氧气存储罐的氧气流。
歧管216与氧气存储罐流体连通连接，并且压力调节器218与该 歧管流体连通连接，以通过该歧管接收在第一氧气压力下的氧气流。 压力调节器经配置以在低于第一氧气压力的第二氧气压力下输送氧气 流。在当前优选的方面，第二氧气压力为16psig。
一个或更多个流量控制阀220与压力调节器流体连通连接，并且 流量控制器222连接到一个或更多个流量控制阀，用于控制一个或更 多个流量控制阀的操作。例如，流量控制器优选地经配置在初始高度 (例如，诸如30,000英尺或更高)为一个或更多个人迅速供应氧气， 并且至少贯穿随后飞行器下降的一部分(例如，诸如超过10,000英尺) 通常约12-22分钟的时间段。
如图12所示，压力密封件布置在歧管中。在当前优选的另一方面， 飞行器厕所应急氧气装置包括电源224，该电源224经配置以向流量控 制器和一个或更多个流量控制阀提供电力，并且电源能够布置在容器 外壳内或由容器外壳保护，例如，如将在以下进一步解释。电源能够 为包括一个或更多个电池的小电池组，但是该装置能够替代地使用另 一种类型的电源(例如，诸如内部电池或到飞行器电源的连接)以获 得所需电力。
歧管包括启动器226，其经配置以破坏密封件从而启动来自氧气存 储罐的氧气流，并且在第一氧气压力下接收来自氧气存储罐的氧气流。 启动器优选地包括经配置以机械破坏破裂盘的矛状件228。在当前优选 的方面，启动器能够为能够电子激活的密封的电点火致动器230。只要 合适的密封件能够被保持在氧气存储罐的下游并且根据需要被打开， 那么用于使破裂盘断裂的其他装置可以可替代地适合。
参考图12-13，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括连接到流量控 制器并且布置在容器外壳内的环境机舱气压传感器234。环境机舱气压 传感器通常为连接到流量控制器的PCB的换能器，并且经配置以检测 飞行器中的环境机舱气压，并产生指示飞行器中的环境机舱气压的环 境机舱气压信号236。一个或更多个流量控制阀每个均具有流量控制阀 出口238，并且通过用仪表测量经由脉冲供氧系统到一个或更多个呼吸 面具的少量氧气，接收并用仪表测量从压力调节器到一个或更多个呼 吸面具240的在第二氧气压力下的氧气流，呼吸面具240中的每一个 均连接到相应的流量控制阀出口，其中流量控制器接收来自飞行器中 的环境机舱气压传感器的环境机舱气压信号，并且响应于环境机舱气 压信号确定要提供多少氧气量给一个或更多个呼吸面具，以控制一个 或更多个流量控制阀的操作。
在调制供氧系统中，一个或更多个流量控制阀经配置以基于飞行 器中的环境机舱气压，调制氧气流连续流到一个或更多个呼吸面具。 在调制供氧系统中，一个或更多个进气阀可以为开关进气阀(诸如双 位电磁阀，或例如能够假设在完全打开和完全关闭之间的多状态的一 个或更多个电动操作阀)，其与适当的传感器或适当的控制逻辑结合， 能够在高度的范围内有效操作。在飞行器失压事件中，这些技术利用 比化学氧气发生器少的氧气来提供相等水平的缺氧保护。
如图14所示，容器外壳、防护罩部分、护罩或组件帽250覆盖流 量控制器、流量与压力控制部件和电源，以密封并且保护部件，并且 通常为管状，并且例如，通常能够约为23/4英寸直径，约为8英寸长度。 在当前优选的方面，容器外壳部分或组件囊和存储罐的结合组件经定 尺寸被改装在为飞行器中的化学氧气发生器分配的现有空间包络中。 在当前优选的另一方面，氧气存储罐为一次性氧气存储罐，但是氧气 存储罐可以替代地为可再充的氧气存储罐。
在图15-17所示的当前优选的第四实施例中，本发明提供了飞行器 厕所应急氧气装置310，其包括用于储存高压气态氧的小氧气存储罐 312，小氧气存储罐312优选地由密封件314密封，以阻止来自氧气存 储罐的气流，直到压力密封件被破坏。例如，压力密封件可以为由易 碎材料制成的破裂盘，其能够断裂以打开氧气存储罐并且启动来自氧 气存储罐的氧气流。
如图15-16所示，飞行器厕所应急氧气装置包括与氧气存储罐流体 连通连接的歧管316，并且压力调节器318与该歧管流体连通连接，以 通过该歧管接收在第一氧气压力下的氧气流。压力调节器经配置以在 低于第一氧气压力的第二氧气压力下输送氧气流。在当前优选的方面， 第二氧气压力为16psig。在当前优选的方面，压力密封件布置在歧管 中。
飞行器厕所应急氧气装置包括与压力调节器流体连通连接的一个 或更多个流量控制阀320，并且流量控制器322连接到一个或更多个流 量控制阀。例如，流量控制器通常经配置在初始高度(例如，诸如30,000 英尺或更高)为一个或更多个人迅速供应氧气，并且至少贯穿随后飞 行器下降的一部分(例如，诸如超过10,000英尺)通常约12-22分钟 的时间段。
参考图15-16，飞行器厕所应急氧气装置包括经配置以向流量控制 器和一个或更多个流量控制阀提供电力的电源324，并且电源能够布置 在容器外壳内或由容器外壳保护，例如，如将在以下进一步解释的。 电源能够为包括一个或更多个电池的小电池组，但是该装置能够替代 地使用另一种类型的电源(例如，诸如内部电池，或到飞行器电源的 连接)，以获得所需电力。
如图15所示，歧管包括启动器326，其经配置以破坏密封件从而 启动来自氧气存储罐的氧气流，并且在第一氧气压力下接收来自氧气 存储罐的氧气流。启动器优选地包括经配置以机械破坏破裂盘的矛状 件328。在当前优选的方面，启动器能够经配置被手动激活，诸如通过 转动杠杆332以推进矛状件机械破坏压力密封件，或通过转动轮子以 推进矛状件机械破坏压力密封件。只要合适的密封件能够保持在氧气 存储罐的下游并且根据需要被打开，那么用于使破裂盘断裂的其他装 置可以可替代地适合。
参考图15-16，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括连接到流量控 制器并且布置在容器外壳内的环境机舱气压传感器334。环境机舱气压 传感器通常为连接到流量控制器的PCB的换能器，并且经配置以检测 飞行器中的环境机舱气压，并产生指示飞行器中的环境机舱气压的环 境机舱气压信号336。一个或更多个流量控制阀每个均具有流量控制阀 出口338，并且接收并用仪表测量从压力调节器到一个或更多个呼吸面 具340的在第二氧气压力下的氧气流。
一个或更多个流量控制阀经配置以调制氧气流连续流到一个或更 多个呼吸面具，诸如通过调制供氧系统(MOS)。在调制供氧系统中， 一个或更多个流量控制阀经配置以基于飞行器中的环境机舱气压，调 制氧气流连续流到一个或更多个呼吸面具。一个或更多个进气阀可以 为开关进气阀(诸如双位电磁阀，或例如，能够假设在完全打开和完 全关闭之间的多状态的一个或多个电动操作阀)，其与适当的传感器 或适当的控制逻辑结合，能够在高度的范围内有效操作。在飞行器失 压事件中，这些技术利用比化学氧气发生器少的氧气来提供相等水平 的缺氧保护。
如图17所示，飞行器厕所应急氧气装置优选地包括容器外壳、防 护罩部分、护罩或组件帽350，所述容器外壳、防护罩部分、护罩或组 件帽350覆盖氧气存储罐、流量控制器、流量与压力控制部件和电源， 以密封并且保护部件，并且例如通常能够约为23/4英寸直径，约为8 英寸长度。在当前优选的方面，容器外壳部分或组件囊和存储罐的结 合组件经定尺寸被改装在为飞行器中的化学氧气发生器分配的现有空 间包络中。在当前优选的另一方面，氧气存储罐为一次性氧气存储罐， 但是氧气存储罐也替代地为可再充的氧气存储罐。
与附接到化学氧气发生器的呼吸面具相同，附接到飞行器厕所应 急氧气装置的呼吸面具被拉到乘客面部并且被戴上，在这个意义上， 本发明的飞行器应急氧气装置以与化学氧气发生器相同的方式操作， 使得对于使用者，氧气面具与现有的氧气装备看起来相同并且与现有 的氧气装备操作相同。本发明的直接应用是取代了安装在飞行器厕所 中的化学氧气发生器。然而，例如，本发明的飞行器厕所应急氧气装 置也能够用于取代在机舱座椅上方以及在其他的飞行器位置(诸如在 空中服务员座椅上方，以及在机组人员休息区域)的乘客服务单元 (PSU)中的化学氧气发生器。
根据前述内容将显而易见的是，尽管已经示出并且描述了本发明 的特定形式，但在未背离本发明的精神和保护范围的情况下，可做出 各种修改。因此，除由随附权利要求限制之外，其并非旨在限制本发 明。