[发明专利]飞行器流量调节器及稀释调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种飞行器流量调节器，以及一种保护飞行器乘员(乘客和/或机组人员)抵御有关于高海拔降压和/或座舱冒烟、冒烟雾的危险的方法。

尤其是，本发明涉及对供给到使用者以满足其需求的呼吸气体的调整，该调整利用可呼吸气体源(氧气瓶、化学发生器或者液氧转换器)来供给纯氧，或利用例如机载氧气产生器系统(OBOGS)来供给富氧气体。

为确保乘客和/或机组人员在降压和/或飞行器出现冒烟的情况下受到保护，流量调节器应输送呼吸气体，该呼吸气体是由稀释气体(通常为环境空气)和取决于座舱高度的可呼吸气体组成的混合物。在降压之后，座舱高度达到接近飞行器高度的值。座舱的压力值常常被称为座舱高度。座舱高度被定义为对应于座舱中所维持的降压大气。该值不同于实际物理高度的飞行器高度。压力和常规高度按表格相对应。联邦航空条例(FAR)设定了气体中氧气的最低比率，该最低比率是根据应用于民用航空中的座舱高度来设定的。

机组人员的呼吸面罩通常包括流量调节器和口鼻面罩片。流量调节器响应呼吸面罩使用者的吸气开始供给呼吸气体，并且在使用者停止吸气时停止供给呼吸气体。

背景技术

当前，机组人员的呼吸面罩的大多数装配有使用气动技术来满足需求的氧气调节器。这种技术中，环境空气被文丘里管(Venturi)吸进稀释气体供给线路，文丘里管由高速可呼吸气体流提供抽吸。无液压力传感器(也称为高度计)通过调节稀释气体供给线路的截面来调整该测高富氧。这种流量调节器可以从文献US6,994,086、FR1484691或者US6,796,306中获知。由于富氧取决于由无液压力传感器间隙控制的稀释气体供给线路的截面，所以氧气消耗无法针对所有座舱高度范围和/或所有呼吸通气量都是最优的。

节约氧气的需要导致了如文献US4,336,590、US6,789,539、US2007/0107729或US2009/0277449中所描述的电-气动调节器的发展。这些文献中所公开的调节器包括由电子电路控制的用于调节呼吸气体中氧气比率的电动阀。这些流量调节器电控相对于座舱压力的呼吸气体的压力和呼吸气体的氧气比率。电子电路或电源供给的可靠性联系着这些流量控制器的可靠性。例如，万一电源供给发生故障，这些流量控制器便无法保护使用者抵御组织缺氧或起火冒烟。

在过去，通过向电-机调节器增加气动流量调节器，已完成了一些改良，这种气动流量调节器提供了仅用于失电情况下的后备方案。但是这样就使得系统相较于具有文丘里管和用于稀释控制的无液压力传感器的经典调节器更为复杂并且体积更大。

因此，例如从文献US6,789,539所公开的第一实施例中已知的，用于飞行器呼吸装置的流量调节器包括：

-呼吸腔室，其被供给有包括可呼吸气体和稀释气体的呼吸气体，

-可呼吸气体供给线路，其被连接得到可呼吸气体源并且向呼吸腔室供给可呼吸气体，

-稀释气体供给线路，其被连接到稀释气体源并且向呼吸腔室供给稀释气体，

-第一调整装置，其调整呼吸腔室中的压力，以及

-第二调整装置，其调整被供给到呼吸腔室中的呼吸气体中稀释气体的比率，该第二调整装置包括被置于稀释气体供给线路中的稀释阀，并且稀释阀在拉回位置和伸出位置间可移动。

这种流量调节器在常规状态下能满足需要，但是无法在失电的情况下保护使用者。本发明的目的是改良这种流量调节器的可靠性。

文献US6,789,539进一步公开了流量调节器的第二实施例，其中第一调整装置是非电动类型的，该流量调节器进一步包括控制可呼吸气体供给线路上游部分中可呼吸气体流速的第三调整装置，并且第二调整装置包括无液压力传感器。这样的流量调节器在失电的情况下能非常满足要求，但是，其较复杂且毕竟很难常置在常规状态下，因为该可呼吸气体的供给是由第一调整装置和第二调整装置两者控制的。

发明内容

本发明的目的是提供一种流量调节器，其可靠、便宜、易于设置，并且提供符合所需最低氧气比率的同时接近于该所需的最低氧气比率。

为此目的，根据本发明，第一调整装置是非电动类型的，并且第二调整装置包括传感器和电(电子)控单元，电控单元接收来自传感器的信号，并且该电控单元根据所述信号控制稀释阀来调整呼吸气体中稀释气体的比率。

因此，第一调整装置的设置更易于实现，呼吸气体中氧气的比率能由常规状态下(不失电)的第二调整装置来准确调整，并且由于该第一调整装置，在常规状态下和失电情况下，都能很好地满足对呼吸腔室中压力的调节。