СИСТЕМА И СПОСОБ ПОДАЧИ КИСЛОРОДА Российский патент 2012 года по МПК B64D11/06 

Область техники

Настоящее изобретение имеет отношение к системе подачи кислорода и к способу генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха пассажирского салона в самолете.

Уровень техники

Требования безопасности диктуют, чтобы пассажир в гражданском самолете получал воздух, содержащий достаточно кислорода, если в салоне падает давление.

Кислород или обогащенный кислородом воздух можно генерировать, например, с использованием химических систем генерирования кислорода или систем газообразного кислорода. Когда используют химическую систему генерирования кислорода, тогда используют, например, системы генерирования кислорода со свечами из хлората натрия, обеспечивающие химическое генерирование кислорода за счет их горения. Когда реакция началась, она чаще всего не заканчивается или не прерывается, причем время горения свечи из хлората натрия ограничено и составляет ориентировочно от 15 до 22 минут. Если используют химические газовые реакторы, то используемые химикаты, например свечи из хлората натрия, следует заменять после использования или по меньшей мере по истечении 15 лет службы. Кроме того, химические реакции сопровождаются возникновением высоких температур, составляющих ориентировочно 260°С, что делает критическим их внедрение в элементы салона, например в кресло для пассажира.

Когда используют системы газообразного кислорода, в которых, например, бак для хранения кислорода установлен в самолете, тогда требуемый кислород подают пассажиру через сложные системы труб, требующие принятия специальных мер защиты. Это приводит к высоким затратам на установку и требует также проведения сложных испытаний на герметичность системы труб. Это вызвано, в частности, тем, что газообразный кислород классифицируют как опасное вещество, которое сильно облегчает распространение огня, так что необходимо соблюдать строгие правила обращения с кислородом. Другой побочный эффект состоит в том, что необходимо постоянно контролировать рабочие элементы системы, например кислородный резервуар или уставки клапанов. Кроме того, необходимо всегда транспортировать и поддерживать в нормальном состоянии кислородный резервуар. Дополнительно, негибкая система труб усложняет изменение конфигурации салона, например перемещение кресел, так как при этом приходится регулировать систему распределения кислорода. Это создает трудности при подводе кислорода в элемент салона, например в кресло, так как необходимо постоянно регулировать пневматическое соединение первичной системы распределения кислорода.

До настоящего времени в основном используют системы подвода кислорода к элементам салона, например к креслам, которые основаны на химической генерации кислорода. В документе DE 4227377 показана конструкция кресла пассажира самолета с химической системой генерирования кислорода, в которой контейнер для генерирования кислорода расположен в основании кресла под подушкой сиденья. Контейнер генерирует кислород за счет химической реакции и подает его в кислородные маски через трубки для подачи кислорода. В документе DE 19534025 описаны блоки подачи кислорода, расположенные в боковой стойке кресла пассажира.

Кроме того, блок подачи кислорода может быть использован для обогащения кислородом вдыхаемого воздуха, причем воздух салона используют для генерирования обогащенного кислородом воздуха. В этом случае может быть использовано молекулярное сито, которое работает на принципе так называемого поглощения колебаний давления (PSA). Например, в документах ЕР 1598103 и AU 4366396 описаны портативные системы генерирования кислорода, работающие в соответствии с принципом поглощения колебаний давления. В документе DE 2901938 описано разделение текучей среды с использованием молекулярного сита, за счет чего обогащенный кислородом воздух может быть получен из сжатого воздуха. В документе ЕР 1358911 описана система генерирования кислорода с использованием молекулярного сита, установленная на борту самолета.

Сущность изобретения

Существует необходимость в создании гибкого, модульного блока (пассажирского) салона с подводом кислорода.

Эта необходимость может быть удовлетворена при помощи системы подачи кислорода и при помощи способа генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона в самолете, которые имеют признаки в соответствии с настоящим изобретением.

В соответствии с ним предлагается система подачи кислорода, предназначенная для генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона в самолете. Система подачи кислорода содержит модульный блок салона с впуском кислорода и децентрализованный блок подачи кислорода с выпуском кислорода, причем децентрализованный блок подачи кислорода расположен в модульном блоке салона. Устройство генерирования кислорода в этом случае выполнено так, что для генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона может быть использована электроэнергия, причем кислород может быть подан на впуск кислорода модульного блока салона при помощи (от) выпуска кислорода.

В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается способ генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона в самолете. Децентрализованный блок подачи кислорода расположен в модульном блоке салона. Устройство генерирования кислорода использует электроэнергию для генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона. Обогащенный кислородом воздух подают при помощи выпуска кислорода на впуск кислорода модульного блока салона.

Термин «воздух салона» относится, в частности, к окружающему воздуху вокруг системы генерирования кислорода, который в аварийной ситуации может быть, например, загрязнен частицами пыли или может иметь низкое парциальное давление кислорода, например ниже 210 мбар. Термин «обогащенный кислородом воздух» включает в себя, например, вдыхаемый воздух, причем содержание кислорода в обогащенном кислородом воздухе может составлять, например, свыше 21% кислорода. Кроме того, обогащенный кислородом воздух может иметь содержание кислорода до 95% или даже до 100%. Например, если давление в салоне самолета падает, то парциальное давление кислорода тоже падает. Несмотря на то что процентное содержание кислорода сохраняется, воздух больше не может вдыхаться и обрабатываться в легких, по причине низкого парциального давления кислорода. Для компенсации этого явления повышают содержание кислорода во вдыхаемом воздухе, так чтобы в легкие поступало больше кислорода.

Генерирование кислорода с использованием электроэнергии означает, что кислород не генерируют за счет химических реакций и не получают из резервуаров для кислорода. Кислород можно генерировать с использованием электроэнергии за счет использования процесса электролиза или применяя молекулярное сито в способе поглощения колебаний давления (PSA) или в способе поглощения колебаний вакуума (VSA). Кроме того, электроэнергия также может быть использована для приведения в действие электрохимических мембран. Электрохимические мембраны представляют собой мембраны из циркония, имеющие такие характеристики, которые позволяют проходить через них при высоких температурах ионам кислорода, но не другим молекулам или ионам. При этом ионы кислорода генерируются у катода из воздуха и диффундируют через электрохимическую мембрану за счет электрического поля. Ионы кислорода опять вступают в реакцию для образования молекул кислорода на стороне анода, так что может быть получен чистый кислород.

Децентрализованный блок подачи кислорода системы подачи кислорода, работающий с использованием электроэнергии, может быть использован для подачи кислорода для пассажиров в случае аварийной ситуации. Так как кислород генерируют с использованием электроэнергии, система подачи кислорода может работать в течение переменных (различных) периодов времени и, следовательно, может быть отрегулирована в соответствии с различными маршрутами полета. Кроме того, система может работать повторно. Так как не используют сгораемые катализаторы или резервуары для кислорода ограниченной емкости, пассажиры могут получать неограниченное количество кислорода в аварийной ситуации.

Кроме того, такая система подачи кислорода устраняет необходимость использования сложных систем труб в самолете. Это уменьшает пространство, которое требуется для размещения системы подачи кислорода. Дополнительно, в этом случае отсутствуют зависимости от других модульных блоков салона, так что все пассажирские кресла могут получать обогащенный кислородом воздух отдельно и независимо друг от друга. Например, компоновка салона может быть гибко изменена без необходимости сложного переоборудования системы подачи кислорода. Так как модульный блок салона является независимым от других модульных блоков салона, не требуется специальных решений для подачи кислорода, так что любая желательная компоновка может быть выбрана для модульных блоков салона. Таким образом, настоящее изобретение позволяет изготавливать почти автономные модульные блоки салона, например пассажирские кресла, которые требуют только наличия средства электрического сопряжения (интерфейса). Это позволяет удовлетворять высокие требования, предъявляемые к современным пассажирским самолетам в части гибкости, быстрого переоборудования и свободного выбора компоновки. В дополнение к использованию в качестве аварийной системы подачи кислорода, система также может быть использована для терапевтического назначения в каждом кресле, без каких-либо дополнительных затрат, так что пассажиры могут получать обогащенный кислородом воздух не только в аварийных ситуациях, но и для терапевтического назначения. Аналогичным образом, возможна подача кислорода при оказании первой медицинской помощи, когда требуется подача больному пассажиру воздуха с высоким процентным содержанием кислорода. Кроме того, пассажиры могут получать обогащенный кислородом воздух по их желанию. Более того, кислород может быть подан отдельно и независимо для каждого модульного блока салона.

Кроме того, система подачи кислорода не требует никакого отвода воздуха от систем приведения в движение самолета, так как децентрализованный блок подачи кислорода использует воздух салона. Тот факт, что обогащенный кислородом воздух генерируется локально и не должен храниться, устраняет другую потенциальную опасность. Более того, система позволяет производить самоконтроль каждого модульного блока салона перед каждым полетом. В результате, не требуется сложная система текущего контроля. Также не требуются дорогие операции технического обслуживания, проведение которых необходимо при обязательных проверках давления или при заполнении в случае газовых резервуаров. Так как децентрализованный блок подачи кислорода расположен в модульном блоке салона, то обеспечена хорошая доступность, что облегчает техническое обслуживание или замену. Кроме того, старые самолеты легко могут быть модернизированы, чтобы они имели децентрализованный блок подачи кислорода.

В соответствии с еще одним примерным вариантом децентрализованный блок подачи кислорода содержит генератор воздуха и устройство генерирования кислорода. Устройство генерирования кислорода содержит молекулярное сито и выполнено с возможностью использования этого сита для генерирования кислорода или обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона. Генератор воздуха может работать с использованием электроэнергии, причем генератор воздуха выполнен с возможностью генерирования потока массы воздуха салона, так что воздух салона может быть подан на устройство генерирования кислорода. В результате, устройство генерирования кислорода может использовать молекулярное сито для того, чтобы генерировать кислород или обогащенный кислородом воздух, требуя для этого только наличия электроэнергии. Кроме того, могут быть использованы несколько молекулярных сит, например, для того, чтобы генерировать кислород или обогащенный кислородом воздух из воздуха салона за счет процесса поглощения колебаний давления (PSA) или процесса поглощения колебаний вакуума (VSA). В качестве молекулярных сит могут быть использованы природные и синтетические неолиты (цеолиты), которые имеют высокую способность поглощения газов, паров и растворенных веществ специфических молекулярных размеров. Правильный выбор молекулярного сита позволяет разделять молекулы различного размера, например выделять молекулы кислорода из воздуха салона. Процесс поглощения колебаний давления (PSA) или процесс поглощения колебаний вакуума (VSA) представляет собой физический процесс избирательного разделения под давлением газовых смесей, например воздуха салона. Специальные пористые материалы (например, неолиты, активированный уголь) используют в качестве молекулярного сита для поглощения молекул на основании их кинетического диаметра. В процессе поглощения колебаний давления используют тот факт, что газы поглощаются в различной степени на поверхностях. Газовую смесь вводят в колонну при точно заданном давлении воздуха салона, причем давление создают при помощи генератора воздуха. При этом молекулярное сито поглощает нежелательные компоненты, и потоки кислорода свободно выходят из колонны. После полной загрузки адсорбента генератор воздуха снижает давление и колонну промывают. Это позволяет получать непрерывный газовый поток продукта.

В соответствии с еще одним примерным вариантом генератор воздуха расположен выше по течению относительно потока массы воздуха устройства генерирования кислорода, причем генератор воздуха позволяет сжимать воздух салона и подавать его на устройство генерирования кислорода. Генератор воздуха сжимает воздух салона и подает его на устройство генерирования кислорода так, что сжатый воздух салона принудительно пропускается (проталкивается) через молекулярное сито. Давление воздуха салона на молекулярное сито позволяет улучшать выделение кислорода из воздуха салона. Более того, процесс поглощения колебаний давления (PSA) может быть использован, например, для осуществления выделения кислорода.

В соответствии с еще одним примерным вариантом генератор воздуха расположен ниже по течению относительно потока массы воздуха устройства генерирования кислорода. Генератор воздуха в этом случае создает вакуум или пониженное давление, причем вакуум может быть использован для того, чтобы генерировать поток массы воздуха, так что воздух салона может всасываться через молекулярное сито. Это также позволяет генерировать поток массы воздуха, чтобы подводить воздух салона к молекулярному ситу. Размер пор (ячеек) молекулярного сита позволяет принудительно пропускать воздух через молекулярное сито, что способствует выделению кислорода из воздуха салона. Это повышает концентрацию кислорода в обогащенном кислородом воздухе. Кроме того, процесс поглощения колебаний вакуума (VSA) может быть использован для выделения кислорода. Кроме того, генерирование потока массы воздуха за счет вакуума позволяет экономить электроэнергию.

В соответствии с еще одним примерным вариантом децентрализованный блок подачи кислорода содержит блок управления, причем этот блок управления предназначен для управления децентрализованным блоком подачи кислорода. Следовательно, блок управления может быть использован для гибкого изменения выработки кислорода из воздуха салона, так как блок управления может приводить в действие систему подачи кислорода в зависимости от потребности в кислороде. Следовательно, децентрализованный блок подачи кислорода может быть приведен в действие в зависимости от потребности, причем такое приведение в действие системы подачи кислорода позволяет экономить электроэнергию.

В соответствии с еще одним примерным вариантом изобретения блок управления позволяет централизованно принимать сигналы управления от устройства приведения в действие, так что децентрализованный блок подачи кислорода может быть приведен в действие. Например, сигналы управления могут быть введены индивидуально или автоматически через центральный пульт управления устройства приведения в действие. Например, летный персонал может управлять системой подачи кислорода с использованием пульта бортпроводников (FAP). Следовательно, блоки управления системы подачи кислорода могут быть централизованно приведены в действие и обогащенный кислородом воздух может централизованно поступать во все модульные блоки салона в самолете, например в кресла.

В соответствии с еще одним примерным вариантом изобретения блок управления содержит первый приемопередатчик, а устройство приведения в действие содержит второй приемопередатчик, так что сигналы управления могут передаваться с использованием радиосвязи. Таким образом, технологии радиосвязи могут быть использованы для передачи сигналов управления. Это устраняет необходимость прокладки проводов для передачи информации, так что модульный блок салона, например пассажирские кресла, могут быть передвинуты в течение короткого времени переоборудования. В дополнение к сигналам управления, может передаваться также информация о состоянии децентрализованного блока подачи кислорода, например о содержании кислорода в воздухе или относительно функциональных возможностей децентрализованного блока подачи кислорода. Таким образом, например, выборка всей необходимой информации о состоянии может быть получена централизованно, без необходимости проверки каждого индивидуального блока подачи кислорода.

В соответствии с еще одним примерным вариантом изобретения децентрализованный блок подачи кислорода дополнительно содержит датчик. Датчик служит для измерения параметров обогащенного кислородом воздуха, генерируемого при помощи устройства генерирования кислорода. Под измерением при помощи датчика параметров обогащенного кислородом воздуха понимают, например, измерение содержания кислорода или чистоты обогащенного кислородом воздуха. Если за счет дефекта в устройстве генерирования кислорода получают загрязненный обогащенный кислородом воздух, то датчики позволяют немедленно это обнаруживать. Это позволяет предотвращать подачу загрязненного обогащенного кислородом воздуха пользователю. Кроме того, измерение качества обогащенного кислородом воздуха позволяет определять функциональные возможности устройства генерирования кислорода. Блок управления позволяет управлять децентрализованным блоком подачи кислорода на основании измеренных параметров обогащенного кислородом воздуха, таким образом, что устройство генерирования кислорода автоматически отключается при достижении заданной концентрации кислорода. Таким образом, постоянно контролируют содержание кислорода, за счет чего может быть обеспечено высокое качество (воздуха).

В соответствии с еще одним примерным вариантом модульный блок салона содержит маску. Обогащенный кислородом воздух, генерируемый при помощи устройства генерирования кислорода, может быть подведен (подан) к маске, так что она может получать обогащенный воздух. Модульный блок салона может получать обогащенный кислородом воздух, генерируемый при помощи устройства генерирования кислорода. Маска служит для того, чтобы снабжать обогащенным кислородом воздухом пользователя, который находится в пределах досягаемости. Нахождение в пределах досягаемости означает, что маска может находиться поблизости от пользователя, так что пользователь может быстро получить обогащенный воздух (с использованием маски). Таким образом, в аварийной ситуации пользователь может быстро извлечь маску и быстро получить обогащенный воздух через маску.

В соответствии с еще одним примерным вариантом узел маски содержит смесительную камеру. В эту смесительную камеру может поступать воздух салона и обогащенный кислородом воздух, генерируемый при помощи устройства генерирования кислорода, так что может быть задана концентрация кислорода в обогащенном кислородом воздухе. Это позволяет предварительно задавать требуемое содержание кислорода в обогащенном кислородом воздухе, так что пользователь всегда получает достаточное количество кислорода. Если процентное содержание кислорода слишком велико в обогащенном кислородом воздухе, генерируемом при помощи устройства генерирования кислорода, воздух салона может быть добавлен в смесительную камеру, чтобы восстанавливать необходимое процентное содержание кислорода.

В соответствии с еще одним примерным вариантом децентрализованный блок подачи кислорода дополнительно содержит терминал (клеммы) источника питания, причем терминал источника питания служит для подачи электроэнергии в децентрализованный блок подачи кислорода. В результате, децентрализованный блок подачи кислорода может быть гибко подключен к любому электрическому интерфейсу в самолете через терминал источника питания, так что требуется только электрический интерфейс, когда изменяют место установки кислородной системы. Это позволяет избежать сложных операций переоборудования. Таким образом, модульный блок салона является автономным относительно линии подачи кислорода и, следовательно, более гибким. Кроме того, устройства для накопления энергии, такие как батареи, могут быть использованы для подачи энергии на децентрализованный блок подачи кислорода, В результате, нет необходимости в наличии внешнего терминала источника питания, что дополнительно повышает гибкость.

В соответствии с еще одним примерным вариантом децентрализованный блок подачи кислорода дополнительно содержит систему снабжения кислородом при запуске, так что может быть быстро получен обогащенный кислородом воздух. При внезапном резком снижении давления, необходима быстрая подача обогащенного кислородом воздуха. Система снабжения при запуске позволяет подавать кислород в течение времени, необходимого для достижения рабочей точки устройства генерирования кислорода. Система снабжения при запуске в этом случае содержит быстро приводимые в действие устройства генерирования кислорода. Например, система снабжения при запуске может быть выбрана из группы, в которую входят электрические системы генерирования кислорода, газовые системы генерирования кислорода, химические системы генерирования кислорода и накопительные элементы. Таким образом, системы снабжения при запуске могут быть объединены с устройством генерирования кислорода. Например, системой снабжения при запуске может быть химическое устройство генерирования кислорода со свечами из хлората натрия, которое включают только кратковременно на заданный период времени. Кроме того, в накопительном элементе может храниться кислород или обогащенный кислородом воздух, полученный при помощи устройства генерирования кислорода, который может поступать на выпуск кислорода. Это позволяет вырабатывать и хранить кислород или обогащенный кислородом воздух и подавать его в случае необходимости на выпуск кислорода или в маски. Таким образом, в аварийной ситуации может быть быстро получен обогащенный кислородом воздух на время запуска системы генерирования кислорода.

В соответствии с еще одним примерным вариантом настоящего изобретения децентрализованный блок подачи кислорода полностью встроен в модульный блок салона или выполнен в виде единого целого с ним. Это позволяет уменьшить пространство, которое требуется для установки блока подачи кислорода в модульный блок салона, так как в этом случае отпадает необходимость в тяжелых и имеющих большие габариты соединительных элементах.

В соответствии с еще одним примерным вариантом децентрализованный блок подачи кислорода установлен в модульном блоке салона с возможностью замены. В результате, он может быть быстро извлечен и заменен другим устройством генерирования кислорода, при наличии дефекта или при проведении технического обслуживания блока подачи кислорода. Это уменьшает время, которое требуется для проведения ремонта и технического обслуживания, так как не требуется проводить ремонт и техническое обслуживание заменяемого блока подачи кислорода в модульном блоке салона, так как вместо него в функционирующий модульный блок салона вставляют другой работоспособный блок подачи кислорода. В дополнение к возможности замены децентрализованного блока подачи кислорода, модульный блок салона в самолете также может быть сменным.

В соответствии с еще одним примерным вариантом настоящего изобретения система подачи кислорода содержит другой модульный блок салона. Децентрализованный блок подачи кислорода служит для того, чтобы централизованно снабжать модульный блок салона и другой модульный блок салона обогащенным кислородом воздухом. Это позволяет снабжать весь ряд кресел обогащенным кислородом воздухом через децентрализованный блок подачи кислорода, например, если модульный блок салона и другой модульный блок салона представляют собой пассажирское кресло. Например, одно из трех пассажирских кресел в ряду из трех кресел может иметь такой децентрализованный блок подачи кислорода и служит для подачи кислорода на два других пассажирских кресла. Два других пассажирских кресла содержат модули масок с масками, которые получают обогащенный кислородом воздух от децентрализованного блока подачи кислорода через впуск кислорода. Это снижает потребность в децентрализованных блоках подачи кислорода, уменьшая вес и снижая расходы.

В соответствии с еще одним примерным вариантом настоящего изобретения модульный блок салона выбран из группы, в которую входят пассажирские кресла, туалетные модули (уборные), средства технического обслуживания (кухни), спальные модули (помещения для отдыха), общественное оборудование, зоны обслуживания и дверные элементы. Следовательно, каждый модульный блок салона может иметь децентрализованный блок подачи кислорода, для работы которого требуется только электрический терминал. Сложная система труб или химические системы генерирования кислорода в этом случае не требуются. В результате, модульные блоки салона могут быть гибко установлены в разных местах, без проведения сложных операций переоборудования. Для приведения в действие децентрализованных блоков подачи кислорода в местах установки следует предусмотреть только источник питания.

Конфигурации устройства также оказывают влияние на способ и средства поступательного перемещения, а также на использование, и наоборот.

Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, приведенного со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых аналогичные детали имеют одинаковые позиционные обозначения. Изображения на чертежах являются схематичными и приведены не в реальном масштабе.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан модульный блок салона с блоком подачи кислорода в соответствии с примерным вариантом настоящего изобретения.

На фиг.2 схематично показан примерный вариант системы подачи кислорода с расположенным выше по течению генератором воздуха.

На фиг.3 схематично показан примерный вариант системы подачи кислорода с расположенным ниже по течению генератором воздуха.

На фиг.4-6 схематично показан примерный вариант системы подачи кислорода с различными расположениями масок.

На фиг.7 схематично показан примерный вариант изобретения, в котором несколько масок подключены к блоку подачи кислорода.

На фиг.8 схематично показан модульный блок салона, в котором маски и децентрализованный блок подачи кислорода расположены в различных местах, в соответствии с примерным вариантом изобретения.

Подробное описание изобретения

На фиг.1 показан примерный вариант системы подачи кислорода, предназначенный для генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона в самолете. Система подачи кислорода содержит модульный блок 1 салона с впуском 7 кислорода и децентрализованный блок 2 подачи кислорода с выпуском 13 кислорода. Децентрализованный блок 2 подачи кислорода расположен в модульном блоке 1 салона. Децентрализованный блок 2 подачи кислорода дополнительно выполнен с возможностью генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона с использованием электроэнергии, причем обогащенный кислородом воздух может поступать на впуск 7 кислорода модульного блока салона 1 через выпуск 13 кислорода.

Кроме того, на фиг.1 показан модульный блок 1 салона, который содержит кресло 1 пассажира. Децентрализованный блок 2 подачи кислорода в этом случае может быть расположен, например, в подголовнике пассажирского кресла 1. В результате, децентрализованный блок 2 подачи кислорода находится в непосредственной близости от пользователя. Кроме того, подголовник может содержать готовые к использованию дыхательные маски (вероятно, одному пользователю необходима только одна маска. - Прим. переводчика) 5, так что пользователь может очень быстро отыскать эти маски 5 и, следовательно, получить обогащенный кислородом воздух. Децентрализованный блок 2 подачи кислорода также может быть расположен в спинке кресла, в подголовнике или в подушке сиденья.

На фиг.2 показана система подачи кислорода, предназначенная для генерирования кислорода из воздуха салона в самолете. Система подачи кислорода в этом случае содержит модульный блок 1 салона, в котором расположена децентрализованная система 2 подачи кислорода. Децентрализованная система 2 подачи кислорода содержит генератор 3 воздуха и устройство (блок) 4 генерирования кислорода. Устройством 4 генерирования кислорода в этом случае может быть молекулярное сито, при помощи которого обогащенный кислородом воздух может быть генерирован из воздуха салона. Устройством 4 генерирования кислорода вместо этого может быть устройство для электролиза или электрохимическая мембрана для генерирования кислорода. Устройство 4 генерирования кислорода может получать поток массы воздуха из воздуха салона при помощи генератора 3 воздуха, который может работать с использованием электроэнергии. На фиг.2 показан генератор 3 воздуха, расположенный впереди устройства 4 генерирования кислорода по ходу потока массы воздуха, чтобы снабжать устройство 4 генерирования кислорода сжатым воздухом салона. Генерированный обогащенный кислородом воздух может поступать на впуск 7 кислорода модульного блока 1 салона или к пользователю на выпуске 13 кислорода.

Генератор 3 воздуха может работать с использованием электроэнергии. В этом случае децентрализованный блок 4 генерирования кислорода и генератор 3 воздуха могут использовать электроэнергию для создания требуемого количества обогащенного кислородом воздуха по истечении короткого промежутка времени. Кроме того, эта система является независимой от внешнего питания и требует наличия только терминала источника питания. Обогащенный кислородом воздух не требует использования сложной распределительной системы, так как пользователь может быть расположен в непосредственной близости от децентрализованного блока 2 подачи кислорода.

На фиг.2 также показан блок 6 управления, который может быть расположен в децентрализованном блоке 2 подачи кислорода. Этот блок 6 управления может управлять устройством 4 генерирования кислорода и генератором 3 воздуха так, что всегда может быть обеспечено требуемое количество кислорода, при этом модульный блок 1 салона, например пассажирское кресло 1, может снабжаться обогащенным кислородом воздухом.

Блок 6 управления также может быть приведен в действие с использованием устройства 10 приведения в действие, так что децентрализованный блок 2 подачи кислорода может иметь централизованное управление из одного места. Передача сигналов управления может быть обеспечена при помощи первого приемопередатчика 11 и второго приемопередатчика 12, за счет чего устраняется необходимость использования сложных систем электропроводки и кабельной разводки.

На фиг.2 также показана система 14 снабжения (обогащенным кислородом воздухом) при запуске. В течение фазы запуска, которая необходима для системы 4 генерирования кислорода, чтобы она начала генерировать достаточное количество кислорода или обогащенного кислородом воздуха, может работать система 14 снабжения при запуске. В результате, в аварийной ситуации пользователь может быстро получать обогащенный кислородом воздух. Система 14 снабжения при запуске может иметь, например, накопительный элемент, заполненный кислородом или обогащенным кислородом воздух, который по запросу может быстро выдавать обогащенный кислородом воздух. Когда устройство 4 генерирования кислорода работает, накопительный элемент 14 может быть вновь заряжен кислородом или обогащенным кислородом воздухом. Кроме того, в качестве системы снабжения 14 при запуске могут быть использованы химические устройства генерирования кислорода, в которых кислород или обогащенный кислородом воздух получают за счет быстрой химической реакции, протекающей в течение короткого времени. Короткое время работы химического устройства генерирования кислорода достаточно для того, чтобы обеспечить эксплуатационную готовность устройства 4 генерирования кислорода, так что можно избежать создания высоких температур (в химическом устройстве).

На фиг.3 показан примерный вариант, в котором генератор 3 воздуха расположен ниже по течению потока "m" массы воздуха относительно устройства 4 генерирования кислорода. Генератор 3 воздуха в этом случае создает вакуум, чтобы всасывать воздух салона через устройство 4 генерирования кислорода. В результате, этот показанный на фиг.3 примерный вариант подходит для генерирования кислорода или обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона при помощи процесса поглощения колебаний вакуума.

На фиг.4-6 показан децентрализованный блок 2 подачи кислорода, который может быть использован для снабжения маски 5 или нескольких масок 5 обогащенным кислородом воздухом.

На фиг.4 показан децентрализованный блок 2 подачи кислорода, расположенный в модульном блоке 1 салона. Обогащенный кислородом воздух может поступать с выпуска 13 кислорода на впуск 7 кислорода узла 5 маски, который находится в непосредственной близости от пользователя. Узел 5 маски в этом случае содержит смесительную камеру, в которой генерированный кислород или обогащенный кислородом воздух перемешивается с воздухом салона, чтобы получить желательную концентрацию кислорода во вдыхаемом воздухе. Этот вдыхаемый воздух может поступать к пользователю. Кроме того, на фиг.5 и 6 показаны несколько контейнеров (узлов) 5 масок, которые могут быть расположены в децентрализованном блоке 2 подачи кислорода. Устройство 4 генерирования кислорода с выпуском 13 кислорода может подавать обогащенный кислородом воздух на несколько впусков 7 кислорода узлов 5 масок. В результате, множество узлов масок могут быть соединены с устройством 4 генерирования кислорода. На фиг.4-6 также показаны накопительные элементы 14, которые могут быстро выдавать кислород.

На фиг.7 показана дополнительная примерная схема расположения децентрализованного блока 2 подачи кислорода и модулей 8 масок с узлами 5 масок. Модули 8 масок в этом случае не расположены в непосредственной близости от децентрализованного блока 2 подачи кислорода, а скорее могут быть подключены к впускам 7 кислорода в различных местах в модульном блоке 1 салона, например в пассажирском кресле 1. При этом децентрализованный блок 2 подачи кислорода может быть расположен, например, в модульном блоке 1 салона, под ним или рядом с ним, и, следовательно, может быть расположен независимо от действительного местоположения модулей 8 масок. С другой стороны, модули 8 масок могут быть гибко расположены в различных местоположениях, что не требует модификации децентрализованного блока 2 подачи кислорода. Модульная конструкция модулей 8 масок позволяет гибко размещать их так, что (соответствующий) впуск 7 кислорода будет подключен к выпуску 13 кислорода децентрализованного блока 2 подачи кислорода, и быстро производить модифицированную установку.

На фиг.8 показано другое примерное расположение системы 2 подачи кислорода в модульном блоке 1 салона, например в пассажирском кресле 1. В этом случае децентрализованные блоки 2 подачи кислорода и модули 8 масок с узлами 5 масок могут быть расположены в различных местоположениях в модульном блоке 1 салона. Например, децентрализованный блок 2 подачи кислорода может быть расположен под модульным блоком 1 салона, например в пассажирском кресле 1, как это показано на фиг.8, в то время как модуль 8 маски с узлом 5 маски расположен в подголовнике и, следовательно, находится в непосредственной близости от пользователя. Кроме того, модуль 8 маски может быть встроен в другой модульный блок 9 салона, например в другое пассажирское кресло 9, и может получать обогащенный кислородом воздух от децентрализованного блока 2 подачи кислорода модульного блока 1 салона. В результате, децентрализованный блок 2 подачи кислорода в этом случае может быть встроен в модульный блок 1 салона в различных местах установки, например под пассажирским креслом 1, что особенно предпочтительно по причине экономии пространства, причем модуль 8 маски может быть встроен в непосредственной близости от пользователя. Таким образом, пользователь легко может найти узел 5 маски модуля 8 маски и сразу получить обогащенный кислородом воздух.

Изобретение относится к системе подачи кислорода и к способу генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха пассажирского салона в самолете, в частности к аварийной системе подачи кислорода для генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона при падении давления в салоне. Аварийная система подачи кислорода содержит модульный блок (1) салона с впуском (7) кислорода и децентрализованный блок (2) подачи кислорода с выпуском (13) кислорода, причем децентрализованный блок (2) подачи кислорода встроен в модульный блок (1) салона. Модульный блок (1) салона представляет собой туалетный модуль (уборная), средство технического обслуживания (кухня), спальный модуль (помещение для отдыха) или дверной элемент. Децентрализованный блок (2) подачи кислорода выполнен с возможностью генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона, с использованием электроэнергии и с использованием процесса электролиза или с применением молекулярного сита. Обогащенный кислородом воздух может быть подан на впуск (7) кислорода модульного блока салона (1) через выпуск (13) кислорода. Способ генерирования обогащенного кислородом воздуха для аварийной подачи кислорода при падении давления в салоне включает: установку децентрализованного блока (2) в модульный блок (1); генерирование обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона при помощи блока (2) подачи кислорода, с использованием электроэнергии и с использованием процесса электролиза или с применением молекулярного сита; подачу обогащенного кислородом воздуха на впуск (7) кислорода модульного блока (1) салона через выпуск (13) кислорода. Достигается создание гибкого, модульного блока (пассажирского) салона с подводом кислорода с использованием электроэнергии. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Аварийная система подачи кислорода для генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона в самолете при падении давления в салоне, содержащая: модульный блок (1) салона с впуском (7) кислорода; децентрализованный блок (2) подачи кислорода, встроенный в модульный блок (1) салона, выполненный с возможностью генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона, с использованием электроэнергии и с использованием процесса электролиза или с применением молекулярного сита, и снабженный выпуском (13) кислорода, из которого обогащенный кислородом воздух может поступать на впуск (7) кислорода модульного блока (1) салона; причем модульный блок салона представляет собой туалетный модуль, средство технического обслуживания, спальный модуль или дверной элемент.

2. Система подачи кислорода по п.1, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода содержит генератор (3) воздуха и устройство (4) генерирования кислорода, работающее с использованием электроэнергии; при этом генератор (3) воздуха подает поток массы воздуха салона в устройство (4) генерирования кислорода, которое содержит молекулярное сито и выполнено с возможностью генерирования обогащенного кислородом воздуха из потока массы воздуха салона при помощи молекулярного сита.

3. Система подачи кислорода по п.2, в которой генератор (3) воздуха устройства (4) генерирования кислорода расположен выше по течению потока массы воздуха и выполнен с возможностью сжатия воздуха салона и подачи его в устройство (4) генерирования кислорода.

4. Система подачи кислорода по п.2, в которой генератор (3) воздуха устройства (4) генерирования кислорода расположен ниже по течению потока массы воздуха и выполнен с возможностью создания вакуума, при помощи которого воздух салона может всасываться через молекулярное сито.

5. Система подачи кислорода по п.1, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода содержит блок (6) управления децентрализованным блоком (2) подачи кислорода.

6. Система подачи кислорода по п.5, содержащая устройство (10) приведения в действие децентрализованного блока (2) подачи кислорода через блок (6) управления.

7. Система подачи кислорода по п.6, в которой блок (6) управления содержит первый приемопередатчик (11); а устройство (10) приведения в действие содержит второй приемопередатчик (12), так что сигналы управления могут передаваться с использованием радиосвязи.

8. Система подачи кислорода по одному из пп.5-7, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода дополнительно содержит датчик, позволяющий измерять обогащенный кислородом воздух, генерируемый при помощи устройства (4) генерирования кислорода.

9. Система подачи кислорода по п.1, в которой модульный блок (1) салона содержит узел (5) маски; причем обогащенный кислородом воздух, генерируемый при помощи устройства (4) генерирования кислорода, может поступать в модульный блок (1) салона; при этом узел (5) маски служит для снабжения обогащенным кислородом воздухом пользователя, находящегося в пределах досягаемости.

10. Система подачи кислорода по п.9, в которой узел (5) маски содержит смесительную камеру; причем воздух салона и обогащенный кислородом воздух, генерированный при помощи устройства (4) генерирования кислорода, может поступать в смесительную камеру, что позволяет регулировать концентрацию кислорода в обогащенном воздухе.

11. Система подачи кислорода по п.1, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода дополнительно содержит терминал источника питания, который служит для снабжения электроэнергией децентрализованного блока (2) подачи кислорода.

12. Система подачи кислорода по п.2, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода дополнительно содержит систему снабжения кислородом при запуске (14) для быстрой подачи обогащенного кислородом воздуха, до момента, пока устройство (4) генерирования кислорода не завершит фазу запуска.

13. Система подачи кислорода по п.12, в которой система снабжения кислородом при запуске (14) выбрана из группы, в которую входят электрические системы генерирования кислорода, газовые системы генерирования кислорода, химические системы генерирования кислорода и накопительные элементы.

14. Система подачи кислорода по п.1, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода полностью встроен в модульный блок (1) салона.

15. Система подачи кислорода по п.14, в которой децентрализованный блок (2) подачи кислорода встроен в модульный блок (1) салона с возможностью замены.

16. Система подачи кислорода по п.1, в которой модульный блок (1) салона встроен в самолет с возможностью замены.

17. Система подачи кислорода по п.1, которая дополнительно содержит: дополнительный модульный блок (9) салона; причем децентрализованный блок (2) подачи кислорода служит для централизованного снабжения модульного блока (1) салона и дополнительного модульного блока (9) салона обогащенным кислородом воздухом.

18. Система подачи кислорода по п.1, в которой модульный блок салона (1) выбран из группы, в которую входят пассажирские кресла, туалетные модули, средства технического обслуживания, спальные модули и дверные элементы.

19. Способ генерирования обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона в самолете для аварийной подачи кислорода при падении давления в салоне, который включает в себя следующие операции:
установка децентрализованного блока (2) подачи кислорода в модульный блок (1) салона; генерирование обогащенного кислородом воздуха из воздуха салона при помощи блока (2) подачи кислорода, с использованием электроэнергии и с использованием процесса электролиза или с применением молекулярного сита; подача обогащенного кислородом воздуха на впуск (7) кислорода модульного блока (1) салона через выпуск (13) кислорода; причем модульный блок салона представляет собой туалетный модуль, средство технического обслуживания, спальный модуль или дверной элемент.