專利名稱：吸氧設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種吸氧設(shè)備，尤其用于給飛機乘客或機組人員供氧，該設(shè)備包括氧 氣源，其中儲存氧氣，尤其以化學(xué)結(jié)合形式(chemical bound form)或壓縮形式，一種用于 將氧氣從氧氣源導(dǎo)向個人的氧氣導(dǎo)向設(shè)備，以及一種控制單元，用于控制氧氣流過導(dǎo)向設(shè) 備的壓力和/或流動速度。本發(fā)明的另一方面是一種用于將氧氣供給個人的方法和在前述 吸氧設(shè)備中珀爾帖元件的特定應(yīng)用。
背景技術(shù)：
上述結(jié)構(gòu)的吸氧設(shè)備用于必須給人短暫或持久的供氧的許多目的。該吸氧設(shè)備應(yīng) 用的特殊領(lǐng)域是飛機領(lǐng)域，其中在高空飛行的飛機內(nèi)部壓力降需要為乘客和機組人員供氧 以確保這些人有充足的氧氣供應(yīng)。通常，吸氧設(shè)備提供給每一個機組成員和乘客或其團體 并且通常設(shè)置在乘客的上方。在緊急情況下，該吸氧設(shè)備啟用，例如由艙內(nèi)壓力監(jiān)控系統(tǒng)自 動啟用或機組成員手動啟用，然后，通過軟管連接到氧氣源的氧氣面罩從乘客上方降下并 由乘客使用。氧氣的流動可以由機組成員啟動系統(tǒng)而自動開始，或者由乘客采取一種特殊 的動作而啟用，例如，把面罩拉向自己，通過軟管傳遞的拉力引導(dǎo)氧氣流或者與氧氣面罩相 連接的附加安全繩從而啟動該設(shè)備。該吸氧設(shè)備的特殊問題是需要控制提供給人的氧氣的壓力和/或流動。如果提供 給人的氧氣太多或太少，這會給人引起嚴重的危害。因此，通常提供有控制單元來控制氧氣 的流動和/或壓力。該控制單元根據(jù)周圍的壓力、周圍氧氣含量、乘客所取氧氣或其它輸入 參數(shù)來控制所述流動和/或壓力。一般地，公知使用外界能源供給的驅(qū)動能量來驅(qū)動該控制單元，尤其是在吸氧設(shè) 備安裝在該飛機中的情形下，該驅(qū)動能量來自飛機的能量供給系統(tǒng)。但是，已知在特殊情況 下，飛機的能量供給系統(tǒng)會崩潰，從而通過控制單元的氧氣流動和/或壓力的控制也會失 靈。這種崩潰是尤其重要的，因為通常飛機內(nèi)部某系統(tǒng)的崩潰所引起的緊急狀況即是需要 啟動和驅(qū)動吸氧設(shè)備背后的原因。為了克服吸氧設(shè)備的控制單元崩潰的危險，已知將控制單元連接到飛機內(nèi)部的輔 助緊急能路。但是，已知在飛機處于嚴重的危險時，即使這樣的輔助能量系統(tǒng)也會失靈，從 而導(dǎo)致如前述的控制單元的同樣的崩潰。

發(fā)明內(nèi)容
與現(xiàn)代飛機相關(guān)聯(lián)的另一個問題是需要提供一種整體輕型結(jié)構(gòu)飛機以減少飛機 的能源消耗。能夠理解到，該輕型結(jié)構(gòu)包括諸如飛機機翼的結(jié)構(gòu)組件重量的減少，但是也可 以包括艙內(nèi)元件、配線等的重量的減少。本發(fā)明的一個目的是提供一種符合現(xiàn)代飛機這種 輕型結(jié)構(gòu)的吸氧設(shè)備?，F(xiàn)代飛機設(shè)計中的另一個目標是實現(xiàn)飛機的高效制造和維修以降低制造和維修 成本。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種符合所述降低制造和維修成本的吸氧設(shè)備。本發(fā)明目的在于提供一種吸氧設(shè)備，其能克服前述的缺陷，為吸氧設(shè)備所供給的 人提供更好的安全性，尤其是在嚴重的緊急情形下。依據(jù)本發(fā)明的第一個方面，該目的通過提供一種介紹部分中所描述的吸氧設(shè)備來 實現(xiàn)，由于提供了能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備并且其適于將吸氧設(shè)備內(nèi)儲存或產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成 控制單元需要的能量，以及將控制單元需要的能量提供給控制單元。依據(jù)本發(fā)明，尤其至少給控制單元提供驅(qū)動能量，其通過轉(zhuǎn)換儲存的或產(chǎn)生于吸 氧設(shè)備自身內(nèi)的能量產(chǎn)生。一般地，儲存或產(chǎn)生設(shè)備自身內(nèi)的能量存在許多可能性。尤其 是，能量可以以壓縮氧氣的形式儲存，由此壓力本身通過釋放即可轉(zhuǎn)換成驅(qū)動能量?；蛘?， 能量可以以一種或多種能進行化學(xué)反應(yīng)或彼此間反應(yīng)并且通過該化學(xué)反應(yīng)提供能量的化 學(xué)物質(zhì)儲存在設(shè)備內(nèi)部。例如，該化學(xué)反應(yīng)可以是放熱的，從而提供熱能，其可以通過各種 轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換成控制單元的驅(qū)動能量。另外，例如，飛機飛行或類似過程中振動所引起的吸 氧設(shè)備自身或其部分的振蕩運動可轉(zhuǎn)換成控制單元的驅(qū)動能量。本發(fā)明的第一個優(yōu)點是吸氧設(shè)備個別地或完全地通過內(nèi)部產(chǎn)生的能量為控制單 元提供驅(qū)動能量，從而避免或至少降低尾隨飛機機載能量供給系統(tǒng)崩潰的控制單元崩潰的 危險。依據(jù)本發(fā)明的吸氧設(shè)備的第二個優(yōu)點是它甚至獨立于此類飛機的輔助緊急狀況能量 系統(tǒng)，并且受到獨立于該能量系統(tǒng)的驅(qū)動。通過這一點，能夠提供一種獨立的吸氧設(shè)備來提 高該吸氧設(shè)備所供給的人的生命安全性。依據(jù)本發(fā)明的吸氧設(shè)備的第二個優(yōu)點是它不需要與飛機能量供給系統(tǒng)相連的能 量供給，從而使得無需提供大量的連接元件或配線。這樣會節(jié)約飛機整體的重量以及進一 步簡化飛機的制造，因為該系統(tǒng)獨立的、孤立的吸氧設(shè)備只需靠近在緊急狀況情形下需要 供給氧氣的每個人安裝，不需要大量的配線或諸如此類。尤其，依據(jù)本發(fā)明吸氧設(shè)備的電連 接的橫截面可以顯著降低，從而明顯節(jié)約飛機的重量，尤其在具有多個吸氧設(shè)備的大型飛 機的情形下。在一個特定的實施方式中，依據(jù)本發(fā)明的吸氧設(shè)備可以只通過具有小橫截面 的控制線與中央啟動單元相連以啟動吸氧設(shè)備，然后吸氧設(shè)備可以通過獨立轉(zhuǎn)換儲存在設(shè) 備內(nèi)的能量為控制單元供給驅(qū)動能量而獨立于任何配線工作。依據(jù)本發(fā)明的第一個優(yōu)選實施方式，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備與所述控制單元連 接并適于為控制單元提供控制單元需要的所述能量。依據(jù)該實施方式，轉(zhuǎn)換為用于控制單 元的驅(qū)動能量的能量儲存在設(shè)備的氧氣源內(nèi)。該實施方式為特別優(yōu)選是因為氧氣源儲存該 能量無需增加它的重量并且所儲存的能量不影響整個設(shè)備任何重量增加。如前所述，該能 量可以以一種、兩種或更多種能夠以放熱反應(yīng)進行反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)形式或以壓縮氧氣的形 式儲存。依據(jù)本實施方式為了轉(zhuǎn)換和供給能量，能量轉(zhuǎn)換和供給單元與氧氣源以及控制單 元連接。該連接可以機械地實現(xiàn)，例如提供熱接觸或者將能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備的一個元件 暴露在氧氣源產(chǎn)生的流動壓力中，或者該連接通過電連接的方式實現(xiàn)。該優(yōu)選實施方式可以進一步改進所述氧氣源為化學(xué)氧氣源，其包括至少一個或 兩個組件，所述組件通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，并且其中所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將氧 氣源所述化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成控制單元需要的能量給控制單元。在該實施方式中， 一種或多種化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)可以設(shè)置在氧氣源內(nèi)并且可以通過外界化學(xué)反應(yīng)或通過引入彼 此相接觸即開始化學(xué)反應(yīng)的兩種物質(zhì)進行反應(yīng)，由此該反應(yīng)的一種產(chǎn)物就是能夠供給人的氧氣。該反應(yīng)可以是放熱的，從而產(chǎn)生可以轉(zhuǎn)換成控制單元驅(qū)動能量的熱能。該轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備的一個示例是珀爾帖(peltier)元件，其與氧氣源熱接觸，將 氧氣源內(nèi)放熱反應(yīng)的熱量傳遞給珀爾帖元件，并且從穿過氧氣源到周圍溫度的珀爾帖元件 的溫度梯度產(chǎn)生珀爾帖元件內(nèi)產(chǎn)生的電能，并將該電能供給控制單元。依據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式，所述氧氣源是壓力氧氣源，其包括處于加壓 態(tài)的氧氣，并且其中所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將所述壓縮氧釋放產(chǎn)生的壓力能量轉(zhuǎn)換 成供給控制單元的控制單元需要的所述驅(qū)動能量。依據(jù)本實施方式，氧氣儲存在壓力氧氣 源內(nèi)。氧氣的該種儲存方式是技術(shù)人員公知的，而且氧氣可以以高壓儲存，從而實現(xiàn)通過機 械設(shè)備將該壓力的能量轉(zhuǎn)換成控制單元的驅(qū)動能量。該實施方式可以進一步改進，所述發(fā)生器與所述渦輪機連接以由所述渦輪機驅(qū) 動，以及與所述控制單元連接以將所述發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的能量供給所述控制單元。在該優(yōu)選 實施方式中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備包括渦輪機，其與氧氣源以這樣的方式相連，使得從 氧氣源流向個人的氧氣流經(jīng)所述渦輪機并在所述渦輪機內(nèi)被解壓，從而實現(xiàn)所述渦輪機內(nèi) 轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。渦輪機可以是水斗式渦輪機或軸流式渦輪機，但是通常各種類型的渦輪機都 可以用在該實施方式中，只要結(jié)構(gòu)和功能需求滿足所述渦輪機?？梢岳斫?，在啟動給個人的 氧氣供給之后，通過壓縮氧氣儲存在氧氣源內(nèi)的機械能轉(zhuǎn)換開始可以引起用于控制單元的 大量的驅(qū)動能量的產(chǎn)生，由此，如果供給個人的氧氣在持續(xù)，供給控制單元的能量會隨著氧 氣源內(nèi)壓力的降低相應(yīng)降低。因此，該優(yōu)選實施方式進一步包括儲能設(shè)備，類似可充電電池 組、電容器等來儲存氧氣供應(yīng)起始之后的初始時間段過多的驅(qū)動能量，以及 在氧氣供應(yīng)的 稍后時間段從該儲能設(shè)備為控制單元供給驅(qū)動能量，其中通過能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備轉(zhuǎn)換的 驅(qū)動能量不足以驅(qū)動控制單元。依據(jù)本發(fā)明的又一個優(yōu)選實施方式，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于轉(zhuǎn)換由吸氧設(shè) 備或其部件的振蕩運動所產(chǎn)生的能量。依據(jù)該實施方式，整個吸氧設(shè)備或至少其部件的振 蕩運動轉(zhuǎn)換成控制單元的驅(qū)動能量。能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備可以包括轉(zhuǎn)換單元，其適于轉(zhuǎn)換由該設(shè)備供給氧氣的乘客或 機組成員實施的振蕩運動。另外，該轉(zhuǎn)換單元可以包括曲軸，按鈕，施加振動力的手柄等。另外，已知在飛行或地面?zhèn)鬏斶^程中，尤其是飛機起飛和登陸演習(xí)過程中，整個飛 機內(nèi)引起明顯的抖動，并導(dǎo)致安裝在飛機內(nèi)的任何設(shè)備的明顯的振蕩運動。依據(jù)該實施方 式，該振蕩運動優(yōu)選用于為控制單元提供驅(qū)動能量。如前所述，通過乘客或機組成員額外地 或二者擇一地手動輸入完成能量轉(zhuǎn)換?？梢岳斫獾?，依據(jù)該實施方式，在緊急狀況情形下 出現(xiàn)的振蕩運動可以轉(zhuǎn)換成控制單元的驅(qū)動能量，從而為控制單元提供直接實時的能量供 給。但是，尤其優(yōu)選地，在吸氧設(shè)備內(nèi)設(shè)置一個緩沖器儲存設(shè)備，其可以儲存緊急狀況之前 飛機演習(xí)過程中該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的控制單元的驅(qū)動能量。由此，因為通過振蕩運動的能量轉(zhuǎn) 換持續(xù)充電，可以確保儲能設(shè)備總是處于滿載狀態(tài)以防緊急狀況。進一步優(yōu)選地，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將轉(zhuǎn)換的能量供給適于供給所述控 制單元的儲能設(shè)備。如前所述，在能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備轉(zhuǎn)換飛機常規(guī)飛行或地面?zhèn)鬏敔顩r 過程中整個設(shè)備或其部件的振蕩運動的情況下，該儲能設(shè)備是尤其優(yōu)選的。但是，可以理解 至IJ，該儲能設(shè)備在本發(fā)明許多其它優(yōu)選實施方式中同樣具有優(yōu)點。儲能設(shè)備可以是可充電 電池組、電容器、壓力緩沖器、可旋轉(zhuǎn)儲重設(shè)備等。
進一步優(yōu)選地，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將氧氣源中儲存的或吸氧設(shè)備振動 產(chǎn)生的所述能量轉(zhuǎn)換成電能。依據(jù)該實施方式，能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備提供現(xiàn)有技術(shù)中公知 的能夠用于驅(qū)動控制設(shè)備的能量形式的電能。尤其優(yōu)選地，在設(shè)置儲能設(shè)備的情況下，所述儲能設(shè)備是可充電電池組。該可充電 電池組可以設(shè)計為輕型結(jié)構(gòu)用于為控制單元長期提供充足的能量。依據(jù)最后一個優(yōu)選實施方式，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將氧氣源中儲存的或 吸氧設(shè)備或其部件振動產(chǎn)生的所述能量轉(zhuǎn)換成足以能獨立驅(qū)動所述控制單元的能量。依據(jù) 該優(yōu)選實施方式，吸氧設(shè)備適于獨立于外部能源工作，從而能夠提高吸氧設(shè)備供給的個人 的安全性。尤其地，該吸氧設(shè)備可以只需要一個短的初始信號來激活氧氣供給，然后自保持 地工作，從而獨立于飛機機載的其它任何一個系統(tǒng)。在該情形下，該吸氧設(shè)備的任何信號線 或供給線的橫截面與現(xiàn)有技術(shù)中的系統(tǒng)相比可以顯著減小，從而實現(xiàn)飛機整個重量的顯著 降低。依據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種使用吸氧設(shè)備為人供氧的方法，該方法包 括以下步驟從氧氣源提供氧氣流，氧氣源是吸氧設(shè)備的一部分，尤其提供壓縮氧氣或化學(xué) 反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣；控制控制單元中的氧氣流的流動和/或壓力，控制單元是吸氧設(shè)備的一 部分；為所述控制單元供給驅(qū)動能量，用于驅(qū)動所述流動和/或壓力的控制；將具有所述控 制流動和/或壓力的所述氧氣流導(dǎo)向所述個人，其中所述吸氧設(shè)備或其部件內(nèi)儲存或產(chǎn)生 的能量轉(zhuǎn)換成所述控制單元的所述驅(qū)動能量。依據(jù)該方法，供給個人的氧氣的安全性得以 顯著提高。該方法尤其使用前面描述 的吸氧設(shè)備來實現(xiàn)。該方法可以進一步改進，所述能量由所述氧氣源內(nèi)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換而來 以產(chǎn)生氧氣。依據(jù)該實施方式，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中已知的氧氣源為個人供氧的控制單元 轉(zhuǎn)換和供給能量。進一步優(yōu)選地，所述能量由以壓縮氧氣形式儲存在所述氧氣源內(nèi)的壓力能轉(zhuǎn)換而 來。依據(jù)該實施方式，優(yōu)選的氧氣儲存方式用于轉(zhuǎn)換并將驅(qū)動能量供給為個人供氧的控制 單元。進一步地，所述驅(qū)動能量優(yōu)選為電驅(qū)動能量。由此，電能被供給控制單元，其是該 控制單元能量的常用形式。最后，該方法可以進一步改進，所述驅(qū)動能量暫時儲存在儲存設(shè)備中。該類型的能 量供給方法在吸氧設(shè)備使用的時間內(nèi)能量轉(zhuǎn)換不連續(xù)的情形中尤其優(yōu)選，尤其是在緊急狀 況期間沒有實時的充足的驅(qū)動能量轉(zhuǎn)換的情形中，或在緊急狀況中只有初始充足和甚至可 能過量的能量轉(zhuǎn)換并能供給，但是在緊急狀況稍后時間階段，如果只有該能量供給通過能 量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備實時轉(zhuǎn)換的所述控制單元，驅(qū)動能量的缺乏可能會出現(xiàn)的情形中。依據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了珀爾帖元件的特定應(yīng)用，該元件用于將用于個 人，尤其是飛機乘客或機組成員的吸氧設(shè)備的氧氣源驅(qū)散的熱能轉(zhuǎn)換成控制供給個人的氧 氣流的質(zhì)量流和/或壓力的控制單元所需的作為驅(qū)動能量的電能。依據(jù)本發(fā)明該方面，珀爾帖元件用于專門改進依據(jù)本發(fā)明的吸氧設(shè)備或方法。珀 爾帖元件尤其適于該應(yīng)用，因為它提供了一種在廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域用于將熱能轉(zhuǎn)換成電能的 低重量和有效的設(shè)備，氧氣供給過程中采用了產(chǎn)生放熱反應(yīng)的氧氣源，并采用了需要電能 來控制氧氣的流動和/或壓力的控制單。


參考附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，其中圖1是依據(jù)本發(fā)明第一個實施方式的吸氧設(shè)備的示意圖；圖2是依據(jù)本發(fā)明第二個實施方式的吸氧設(shè)備的示意圖；圖3是依據(jù)本發(fā)明第三個實施方式的吸氧設(shè)備的示意圖；圖4是依據(jù)本發(fā)明第四個實施方式的吸氧設(shè)備的示意圖。
具體實施例方式首先參考圖1，依據(jù)本發(fā)明第一個實施方式的吸氧設(shè)備1容置在箱體10內(nèi)，箱體 10由其底面上的底蓋20封閉。在圖1的右手側(cè)，底蓋20在一側(cè)通過鉸鏈21與箱體10連 接。在相對的一側(cè)，底蓋20通過可釋放的夾具22固定于箱體10。夾具22通過信號線23與設(shè)置在箱體10內(nèi)的控制單元30連接。通過信號線23， 夾具22可以釋放使得底蓋20在重力作用下打開。進一步，化學(xué)氧氣發(fā)生器40設(shè)置在箱體10內(nèi)。在化學(xué)氧氣發(fā)生器內(nèi)儲存化學(xué)物 質(zhì)。一旦通過化學(xué)啟動器41啟動，儲存在化學(xué)氧氣發(fā)生器內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，其 一種產(chǎn)物是氧氣。化學(xué)啟動器41通過電信號線42與控制單元30連接，以使通過控制單元30引出 的電信號線，氧氣發(fā)生器40內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)可通過化學(xué)啟動器41開始?；瘜W(xué)氧氣發(fā)生器40內(nèi)產(chǎn)生的氧氣通過氧氣線43導(dǎo)向流動閥50。穿過流動閥50， 氧氣進一步通過氧氣軟管44a，b，c導(dǎo)向氧氣面罩45a，b，C。氧氣面罩45a，b，c這樣設(shè)置 在箱體10內(nèi)，使得底蓋20 —旦打開，它們就朝著坐在吸氧設(shè)備下方的乘客落下。流動閥50通過信號線51與控制單元30連接，以使從流動閥50流向氧氣面罩 55a-c的氧氣流可以通過控制信號線51由控制單元30控制。珀爾帖元件60與氧氣發(fā)生器40連接，以使氧氣發(fā)生器40內(nèi)產(chǎn)生的任何熱量都傳 遞給珀爾帖元件60。由此，氧氣發(fā)生器40內(nèi)通過儲存在氧氣發(fā)生器40內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)的放 熱反應(yīng)產(chǎn)生的熱量可以通過珀爾帖元件60轉(zhuǎn)換成電能。因此，珀爾帖元件60內(nèi)產(chǎn)生的電 能通過供給線62傳遞給控制單元30以驅(qū)動控制單元30?？刂茊卧?0內(nèi)，設(shè)置有可充電電 池組31，其能夠儲存珀爾帖元件60產(chǎn)生的過量的能量，以及在由珀爾帖元件60提供的驅(qū)動 控制單元30的電能不充足的情況下驅(qū)動控制單元30。還設(shè)有將控制單元30連接到飛機的控制系統(tǒng)的外部信號和供給線70。通過信號 和供給線70，緊急狀況可以發(fā)信號給控制單元30，從而啟動釋放夾具22和初始化化學(xué)啟動 器41的步驟以提供氧氣和氧氣面罩給坐在吸氧設(shè)備下方的三個乘客?？梢岳斫?，通過外部 信號和供給線70，氧氣發(fā)生器40內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)初始啟動后，圖1中所示的吸氧設(shè)備進一步 獨立并自保持地工作。尤其地，吸氧設(shè)備能夠控制從控制單元30通過信號線51流經(jīng)流動 控制閥50的流動，由此，控制單元30通過供給線62由珀爾帖元件62供給了電能。圖2示出了依據(jù)本發(fā)明第二個實施方式的吸氧設(shè)備100。第二個實施方式包括與 第一個實施方式的結(jié)構(gòu)和功能相似的箱體110，底蓋120，控制單元130和氧氣面罩145a-c， 因此省略此處詳細的描述。
在第二個實施方式中，提供了高壓氧氣容器140。氧氣容器140通過釋放閥141與 流動控制閥150連接將從高壓氧氣容器140流經(jīng)止回閥141和流動控制閥150的氧氣引導(dǎo)到渦輪機 160并驅(qū)動渦輪機160。然后，氧氣導(dǎo)向如前文參照圖1所述的氧氣面罩145a-c。渦輪機160機械連接到發(fā)生器161并驅(qū)動發(fā)生器161。發(fā)生器161產(chǎn)生通過供給 線162導(dǎo)向控制單元130從而為控制單元130供給驅(qū)動能量的電能。關(guān)斷閥141通過信號線142與控制單元130連接，以使在緊急狀況下控制單元可 以打開關(guān)斷閥141，從而使得儲存在氧氣容器140中的氧氣通過流動控制閥150和渦輪機 160流向氧氣面罩145a-c。圖3示出了依據(jù)本發(fā)明第三個實施方式的吸氧設(shè)備200。圖3所示的吸氧設(shè)備200 包括與圖1所示實施方式的結(jié)構(gòu)和功能相似的箱體210，底蓋220，控制單元230，化學(xué)氧氣 發(fā)生器240和化學(xué)啟動器241，流動控制閥250和氧氣面罩245a_c。因此，在此省略這些組 件的詳細描述。在箱體210中設(shè)置有能量收集元件260。能量收集元件260與箱體210連接，并適 于將由振動、加速等而作用在箱體210上的機械能轉(zhuǎn)換成電能。能量收集元件260包括電 感線圈，可移動磁芯設(shè)置在線圈內(nèi)并且通過機械彈簧偏置，從而在箱體210和能量收集元 件260在承受影響磁芯相對于線圈運動的振蕩運動的情況下，實現(xiàn)線圈內(nèi)的電能感應(yīng)。能量收集元件260內(nèi)產(chǎn)生的電能通過能量供給線262供給控制單元230，并從而儲 存在設(shè)置于控制230內(nèi)的可充電電池組231內(nèi)。由此，控制單元230在緊急狀況下可由電 池組231供給電能，從而獨立于外部信號和供給線270來控制流動控制閥250?，F(xiàn)在參照圖4，依據(jù)本發(fā)明第四個實施方式的吸氧設(shè)備300包括與圖2所示實施方 式的結(jié)構(gòu)和功能相似的箱體310，底蓋320，高壓氧氣容器340，釋放閥341，流動控制閥350， 控制單元330和氧氣面罩345a-c。因此，在此省略這些組件的詳細描述。圖4所示實施方式包括能量收集元件360，其與參照圖3所述的相同的方式構(gòu)造。 能量收集元件360通過供給線361與控制單元330連接，以供給作用在箱體上從而作用在 能量收集元件360上的振蕩運動產(chǎn)生的能量，并實現(xiàn)電能儲存在控制單元330內(nèi)的可充電 電池組331中。由此，圖4所示吸氧設(shè)備300通過從電池組331獲得用于控制流動控制閥 350所需的電能而獨立并自保持地工作。飛機艙內(nèi)壓力突然下降的情況下，依據(jù)本發(fā)明的吸氧設(shè)備工作如下。通過信號線 70，170，270，370接收到緊急狀況信號之后，控制單元30，130，230，330啟動夾具22，122， 222，322 來釋放底蓋 20，120，220，320。進一步，控制單元分別啟動化學(xué)啟動器41，241或關(guān)斷閥141，341來開始產(chǎn)生氧氣
并使氧氣流向氧氣面罩。然后，吸氧設(shè)備獨立并自保持地工作，也就是說，即使在信號供應(yīng)線70，170，270， 370崩潰的情況下，設(shè)備也能確保使用氧氣面罩向乘客安全供給氧氣。這是通過由控制單元 內(nèi)的可充電電池組或者從珀爾帖元件或者發(fā)生器為控制單元提供電能實現(xiàn)的。由此，控制 單元能夠確保通過氧氣面罩供給乘客的氧氣的流動和壓力根據(jù)艙內(nèi)壓力，并且如果需要的 話，根據(jù)艙內(nèi)氧氣濃度來控制?？梢岳斫?，珀爾帖元件或者發(fā)生器分別以這樣的方式尺寸化使得安全地提供充足的電能以驅(qū)動控制單元。在本發(fā)明實施時，在氧氣發(fā)生器與大約100° -175°的吸氧設(shè)備 的箱體內(nèi)溫度之間的典型的溫度梯度情況下，適于依靠艙內(nèi)壓力控制控制閥的控制單元需 要大約5W能量，因此珀爾帖元件應(yīng)該具有大約15 X 15mm的尺寸以提供大約8W的電能，。以 同樣的方式，渦輪機和發(fā)生器的尺寸必須進行選擇，以便供給控制單元充足的電能?？梢岳斫?，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在讀該描述時，本發(fā)明定義的元件的各種改 變和組合都能意識到。尤其，圖3和4中所示的能量收集元件可以與圖1和2所示的實施 方式組合，從而實現(xiàn)控制單元內(nèi)可充電電池組的連續(xù)充電并進一步在吸氧設(shè)備操作過程中 分別實時轉(zhuǎn)換儲存在化學(xué)氧氣發(fā)生器或壓縮氧氣容器內(nèi)的能量。由此，控制單元的能量供 給可以進一步提高并能提供更長的時間。進一步地，可以理解到，化學(xué)啟動器或關(guān)斷閥分別不需要通過控制線來啟動，但是 也可以以另外的方式啟動，例如，通過連接氧氣面罩和流動控制閥的氧氣軟管的拉力，例 如，將啟動帶插入化學(xué)啟動器或釋放閥分別與氧氣軟管之間的空間中。鑒于此，上述描述以及附圖只能理解為實施例，而不限定本發(fā)明的優(yōu)選實施方式， 保護范 圍只通過所附權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
一種吸氧設(shè)備，尤其用于給飛機的乘客或機組人員提供氧氣，所述設(shè)備包括 氧氣源(40)，其中儲存氧氣，尤其是以化學(xué)結(jié)合形式或壓縮形式， 氧氣導(dǎo)向設(shè)備(43，44a c，45a c)，用于將氧氣從所述氧氣源導(dǎo)向個人， 控制單元(30)，用于控制流經(jīng)所述導(dǎo)向設(shè)備的所述氧氣的壓力和/或流動速度，其特征在于，通過能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備(60)，其適于 將所述吸氧設(shè)備中儲存或產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成所述控制單元需要的能量，以及 將所述控制單元需要的所述能量提供給所述控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備與所述氧氣源連 接，并適于-接收所述氧氣源中儲存的能量，-將所述氧氣源中儲存的所述能量轉(zhuǎn)換成所述控制單元需要的能量，以及 其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備與所述控制單元連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸氧設(shè)備，其中，所述氧氣源為化學(xué)氧氣源，包括至少一個或 兩個組件，所述組件以化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，并且其中所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將所述 化學(xué)反應(yīng)氧氣源產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換成所述控制單元需要的所述能量給所述控制單元。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備是與所述氧氣 源熱接觸的珀爾帖元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吸氧設(shè)備，其中，所述氧氣源是壓縮氧氣源，其包括處于壓縮 態(tài)的氧氣，并且其中所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于將所述壓縮氧氣釋放產(chǎn)生的壓力能量轉(zhuǎn) 換成所述控制單元需要的所述驅(qū)動能量給所述控制單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備包括渦輪機和發(fā) 生器，其中所述渦輪機-設(shè)置在從所述氧氣源到所述個人的氧氣流內(nèi)，并且 -適于由儲存在所述氧氣源中的所述壓力驅(qū)動，以及 其中所述發(fā)生器-與所述渦輪機連接，并由所述渦輪機驅(qū)動，并且-與所述控制單元連接，以將所述發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生的能量供給所述控制單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于轉(zhuǎn)換由所述 吸氧設(shè)備或其部件的振蕩運動所產(chǎn)生的能量。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于 將所轉(zhuǎn)換的能量供給適于供給所述控制單元的儲能設(shè)備。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于 將所述氧氣源中儲存的或由所述吸氧設(shè)備的振動產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成電能。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求8和9所述的吸氧設(shè)備，其中，所述儲能設(shè)備是可充電電池組。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的吸氧設(shè)備，其中，所述能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備適于 將所述氧氣源中儲存的或由所述吸氧設(shè)備或其部件的振動產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成足以獨立驅(qū) 動所述控制單元的量的能量。
12.一種使用吸氧設(shè)備為個人供氧的方法，所述方法包括步驟-從氧氣源提供氧氣流，尤其是通過提供壓縮氧氣或由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氧氣，所述氧氣源是所述吸氧設(shè)備的一部分，-控制控制單元中所述氧氣流的流動和/或壓力，所述控制單元是所述吸氧設(shè)備的一 部分，“為所述控制單元供給驅(qū)動能量，用于驅(qū)動所述流動和/或壓力的控制， “將具有所述控制的流動和/或壓力的所述氧氣流導(dǎo)向到所述個人， 其特征在于，通過所述步驟-將所述吸氧設(shè)備或其部件內(nèi)儲存或產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成所述控制單元的所述驅(qū)動能量。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述能量由所述氧氣源內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)換而來以生成氧氣。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述能量由以壓縮氧氣形式儲存在所述氧氣源內(nèi)的壓力能量轉(zhuǎn)換而來。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述能量由所述吸氧設(shè)備或其部件的振蕩運動轉(zhuǎn)換而來。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求12-15中任一項所述的方法， 其中，所述驅(qū)動能量是電驅(qū)動能量。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求12-16中任一項所述的方法， 其中，所述驅(qū)動能量暫時儲存在儲存設(shè)備內(nèi)。
18.珀爾帖元件的應(yīng)用，將用于個人的、尤其是飛機乘客或機組成員的吸氧設(shè)備的氧氣 源所耗散的熱能轉(zhuǎn)換成控制單元所需的作為驅(qū)動能量的電能，以控制給個人的所述氧氣流 的質(zhì)量流和/或壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種吸氧設(shè)備，尤其用于給乘客或機組人員供氧，該設(shè)備包括氧氣源，其中儲存氧氣，尤其以化學(xué)結(jié)合形式或壓縮形式，氧氣導(dǎo)向設(shè)備，用于將氧氣從所述氧氣源導(dǎo)向個人，以及控制單元，用于控制氧氣流過所述導(dǎo)向設(shè)備的壓力和/或流動速度。依據(jù)本發(fā)明，提供了一種改進的吸氧設(shè)備，其具有能量轉(zhuǎn)換和供給設(shè)備，適于將所述吸氧設(shè)備中儲存的或產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換成所述控制單元需要的能量，以及將所述控制單元需要的所述能量提供給所述控制單元。
文檔編號A62B7/14GK101970055SQ200980104927
公開日2011年2月9日 申請日期2009年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月12日
發(fā)明者乎迪格·梅克斯, 岡特·布姆哥登, 沃爾夫?qū)だ锾丶{ 申請人:聯(lián)合技術(shù)公司