氧氣發生器的制造方法
【技術領域】
[0001 ]本實用新型涉及一種氧氣發生器，其具有壓縮單元和分離單元，所述分離單元使壓縮空氣分尚成第一富氧部分和第二富氮部分。
【背景技術】
[0002]已知這種類型的氧氣發生器是固定的單元，例如用于為醫療目的提供富氧空氣。
【發明內容】
[0003]本實用新型提供所述類型的氧氣發生器在移動用途中的新的應用。這些應用涉及在高海拔、特別是在高海拔操作的飛行器中為人供應含有足夠的氧氣的呼吸空氣。特別是，這些飛行器可以是未設置有呼吸空氣供應的飛機，或甚至是在高海拔使用的機動車。
[0004]該目的通過本實用新型提供的氧氣發生器實現，該氧氣發生器具有壓縮單元和分離單元，所述分離單元使壓縮空氣分離成第一富氧部分和第二富氮部分，其特征在于，所述壓縮單元和分離單元以及輔助部件布置在便攜式結構中，該便攜式結構具有簡單的幾何形狀，例如具有柱形如圓柱形或立方形的內部輪廓。所述氧氣發生器結構緊湊并且因而能作為便攜單元被放置在未配備呼吸空氣供應的未加壓的飛行器或車輛中。
[0005]借助于根據本實用新型的氧氣發生器，在高海拔操作的飛行器的乘客可在甚至很長的時間被充分供應含有足夠氧氣的呼吸空氣，而來自氧氣瓶的供應僅能用于有限的時間段(通常約兩小時)。
[0006]由于根據本實用新型的氧氣發生器的尺寸緊湊，其可以固定地安裝在飛行器或車輛中(如果適當的話)，即使在所述飛行器或車輛自身并未設計用于安裝氧氣發生器的空間時。甚至如果在設計中提供了用于安裝的空間，也只需要很小，其結果是僅需要在飛行器或車輛的已知的先前未加壓的設計上進行微小的改動，這對駕駛和飛行性能僅有可忽略的影響，造成的與規定相關的風險非常小，并且可以增加有限范圍的檢測而獲得飛行器或車輛的批準。
[0007]本實用新型還包括其它有利的方面。
[0008]根據本實用新型的一有利方面，所述壓縮單元和所述分離單元彼此相鄰地布置。這在氧氣發生器的特別緊湊的尺寸方面具有優勢。
[0009]根據本實用新型的另一有利方面，所述分離單元與壓縮單元和輔助部件具有大致相同的軸向尺寸。這也用于上述目的。
[0010]根據本實用新型的另一有利方面，所述壓縮單元包括活塞式壓縮機，其具有設置成徑向相對布置的兩個活塞-缸單元。具有這種結構的壓縮機具有尺寸緊湊的大的整體運行腔室。
[0011]有利地，所述活塞-缸單元關于流動方向串聯連接。壓縮機用于對吸入空氣進行高度壓縮。
[0012]根據本實用新型的另一有利方面，所述便攜式結構的形式類似于箱子。這在氧氣發生器向使用地點的簡單運送的方面具有優勢。
[0013]在此，有利地，所述便攜式結構設置有連接裝置，該連接裝置能與通過乘客艙的壁部承載的對應連接裝置協作。由此氧氣發生器能以簡單的方式牢固地固定在飛行器或車輛的壁上的使用位置。
[0014]根據本實用新型的另一有利方面，所述壓縮單元包括直流驅動馬達。該直流驅動馬達可以優選地由飛行器或車輛的直流機載電源供電。這在從飛行器或車輛的機載電源向氧氣發生器供給能量的方面具有優勢。
[0015]在該情況下，有利地，直流驅動馬達是電子開關馬達。該進一步改進的優勢在于氧氣發生器的制氧率能以簡單的方式一一也就是通過直流馬達的電動開關一一電子地控制。
[0016]有利地，所述直流驅動馬達的速度根據選自下列組的至少一個傳感器的輸出信號進行控制:空氣壓力傳感器，高度傳感器，氧濃度傳感器，狀況傳感器，飛行監測傳感器。在這種情況下，制氧率根據相應的環境條件和/或所需條件自動地進行控制。
[0017]在該情況下，有利地，氧氣發生器包括用于直流驅動馬達的電流限制器。在該氧氣發生器中，確保壓縮機的驅動馬達不會使供給壓縮機的電源過載。此外，這樣同時消除了氧氣發生器過熱的可能性。
[0018]典型的用于將吸入空氣流分離成第一富氧輸出流和第二富氮輸出流的分離單元包括吸附劑床層，該吸附劑床層通過電驅動裝置從進氣位置移動到第一泄壓位置，然后移動到第二泄壓位置。根據本實用新型的一有利方面，所述分離單元包括用于驅動該分離單元的吸附劑床層的驅動馬達(或者說，用于驅動該分離單元的吸附腔室的驅動馬達)，所述驅動馬達是直流馬達，其中所述驅動馬達的速度根據選自下列組的傳感器的輸出信號進行控制:空氣壓力傳感器，高度傳感器，氧濃度傳感器，狀況傳感器，飛行監測傳感器。所述驅動馬達優選是電子開關直流馬達。該進一步改進確保該移動也取決于環境條件或氧氣需求而被控制。
[0019]根據本實用新型的另一有利方面，氧氣發生器包括連接在壓縮單元的輸出端與分離單元的入口之間的冷凝器。在這種情況下，避免了在空氣被壓縮時產生的濕氣以任何不可忽略的程度到達分離單元的可能性。
[0020]根據本實用新型的另一有利方面，氧氣發生器包括連接在分離單元的入口的上游的第一過濾器。該進一步改進在所產生的富氧空氣的清潔性方面以及分離單元的防塵方面具有優勢。
[0021]根據本實用新型的另一有利方面，氧氣發生器包括連接在分離單元的出口的下游的精細過濾器。相似地，該方面用于產生清潔的富氧空氣。
[0022]根據本實用新型的另一有利方面，氧氣發生器包括處于出口側的電流限制節流閥。該方面使得能夠限制富氧空氣的輸出率。
[0023]有利地，所述節流閥的噴嘴能通過伺服馬達調節，該伺服馬達根據選自下列組的傳感器的輸出信號進行操作:空氣壓力傳感器，高度傳感器，氧濃度傳感器，狀況傳感器，飛行監測傳感器。相似地，調節呼吸空氣的輸出流量使得能夠顧及自動改變環境條件。
[0024]根據本實用新型的另一有利方面，在氧氣發生器的出口處設置有接頭件。該氧氣發生器可以在流量方面迅速連接到使用地點的安裝裝置并在必要時再從該安裝裝置處斷開。
【附圖說明】
[0025]本實用新型將在下面通過示例實施例和參照附圖更詳細地說明，在附圖中:
[0026]圖1示出了用于向未加壓的、相對較小的飛行器的乘客供應富氧呼吸空氣的系統的線路圖；
[0027]圖2示出了便攜式氧氣發生器從正面左側觀察的透視圖，該便攜式氧氣發生器是圖1所示系統的一部分；
[0028]圖3示出了根據圖2的氧氣發生器從后面右側觀察的視圖；
[0029]圖4示出了根據圖2和3的氧氣發生器的俯視圖；
[0030]圖5示出了根據圖2至4的氧氣發生器的側視圖，其中右手側的外殼壁已經被移除以顯示氧氣發生器的功能單元的空間布置；以及
[0031 ]圖6示出了氧氣發生器的功能單元的透視圖。
【具體實施方式】
[0032]在圖1中，10代表總體的氧氣發生器，其通過柔性管線段12連接至分配管線14，該分配管線放置在未提供壓力補償(即，未加壓)的相對較小的飛行器的乘客艙中。呼吸面罩18-1、18-2、18-3、18_4分別借助于柔性管線段20_1、20_2、20_3和20_4經旋轉滑閥16_1、16-
2、16-3和16-4連接至分配管線14。
[0033]氧氣發生器10通過快速連接接頭22——示意性地示出并包括接頭部分22A和22B——連接至管線段12。
[0034]氧氣發生器10包括壓縮單元24，該壓縮單元包括壓縮機26和電動開關的直流驅動馬達28。
[0035]壓縮機26—一其結構在下面具體描述一一通過入口過濾器30從乘客艙的內部空間吸入空氣。壓縮單元26的輸出端連接至過壓閥32和散熱器34。散熱器34通過水分離器36一一該水分離器包括過濾器一一連接至分離單元38的混合入口。分離單元38在第一出口40輸出富氧空氣并相應地在第二出口 42輸出富氮空氣。
[0036]分離單元38是吸附分離單元，其利用氧氣氣體和氮氣氣體在特定吸附材料上的附著程度不同的事實。分離單元包含吸附腔室，該吸附腔室通常關閉，并且該吸附腔室中定位有比表面積較大的吸附材料。對于當前描述，假設吸附材料結合氧分子比結合氮分子更強。如果空氣作用于吸附材料的封閉體積并且封閉吸附腔室從分離單元的入口站移動到第一出口站，然后移動到第二出口站，那么將在第一出口站獲得富氮空氣以及在第二出口站獲得富氧空氣。
[0037]此處所實現的分離的程度取決于所使用的吸附材料的類型、吸附腔室中的主導壓力和吸附腔室從入口站經第一出口站移動到第二出口站的速度。
[0038]為了移動不同的吸附腔室，分離單元38包括電子齒輪馬達44。
[0039]在分離單元38的出口輸出的富氮氣體被輸出到乘客艙并通過抽吸從該處移除，因為未加壓的飛機通常在乘客艙的后端具有通風口，該通風口連接到飛機周圍的大氣。這個通風口通過利用文丘里(Venturi)效應不斷地抽吸而移除乘客艙中的空氣的一部分。相應量的未消耗的空氣通過乘客艙的未不透光地封閉的區域、特別是門口等從外側流入乘客艙的內部空間而替換乘客艙中的空氣。
[0040]空氣的富氧部分通過水分離器46—一該水分離器包括過濾器一一和節流閥48供給到快速連接接頭22。
[0041 ] 節流閥48可以在飛行過程中通過伺服馬達50調節。
[0042]控制單元52確保在圖1中示出的氧氣發生器10的各個功能部件被調節成共同工作。
[0043]控制單元52在入口側連接到選擇單元54，飛機的駕駛員根據預期飛行條件和乘客數量在選擇單元處預選所需的制氧率。
[0044]控制單元52還連接到壓力表56，該壓力表測量空氣壓力。替代地和/或附加地，控制單元52可以連接至提供當前飛行條件的特征信號的其它傳感器。這些傳感器可以是例如飛機高度計(其已經設置用于導航目的)或者GPS單元，該GPS單元輸出對應于當前飛行高度的信號。
[0045]控制單元52還連接至狀