DE102006007286A1

DE102006007286A1 - System zur Verbesserung der Luftqualität in einer Druckkabine eines Flugzeuges

Info

Publication number: DE102006007286A1
Application number: DE102006007286A
Authority: DE
Inventors: Michael Dipl.-Ing. Markwart
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-02-16
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2007-08-23
Also published as: US20090277445A1; WO2007093389A1; RU2433067C2; CN101384484B; RU2008131786A; JP2009526690A; EP1984247A1; BRPI0707695A2; CA2638017A1; US8074927B2; CN101384484A

Abstract

Ein System zur Verbesserung der Luftqualität in einer Druckkabine eines Flugzeuges umfasst einen Rezirkulationsluftkreis, mittels dem ein als Rezirkulationsluft bezeichneter Teil der Kabinenluft der Druckkabine entnommen wird, gefiltert wird und dann in die Druckkabine rezirkuliert wird. Zur Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks der der Druckkabine wieder zugeführten Luft wird die Rezirkulationsluftmenge ganz oder teilweise durch einen Stickstoffgenerator (52) geleitet, der aus der zugeführten Rezirkulationsluft Stickstoff und ein sauerstoffhaltiges Abgas erzeugt. Das sauerstoffhaltige Abgas des Stickstoffgenerators (52) wird zusammen mit der gegebenenfalls verbleibenden, vom Stickstoffgenerator (52) unbehandelten Rezirkulationsluftmenge in die Druckkabine rezirkuliert. Dem Stickstoffgenerator (52) wird ausschließlich Rezirkulationsluft zugeführt.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Verbesserung der Luftqualität in einer Druckkabine eines Flugzeuges, bei dem in einem Rezirkulationsluftkreis ein als Rezirkulationsluft bezeichneter Teil der Kabinenluft der Druckkabine entnommen wird, aufbereitet wird und dann in die Druckkabine zurückgeführt wird.

Es ist seit langem bekannt, Flugzeugkabinen unter Druck zu setzen, damit Menschen sich auch in größeren Flughöhen ohne Hilfsmittel wie Sauerstoffmasken etc. in einer solchen Flugzeugkabine aufhalten können. Üblicherweise wird zum Unterdrucksetzen einer Flugzeugkabine sogenannte Zapfluft verwendet, die aus einer Kompressorstufe des bzw. der Flugzeugtriebwerke abgezapft wird. Diese bereits unter Druck stehende Zapfluft wird in einer Flugzeugklimaanlage auf den benötigten Kabinendruck entspannt, abgekühlt und anderweitig aufbereitet, bevor sie der Flugzeugkabine zugeführt wird. Die aus einem Triebwerk abgezapfte Luft erhöht den Treibstoffverbrauch des Triebwerks, denn der abgezapfte Luftanteil steht dem Triebwerk nicht mehr zur Schuberzeugung zur Verfügung, weshalb der Kompressor des Triebwerks größer als zur reinen Schuberzeugung eigentlich erforderlich ausgelegt werden muss.

Fachleuten auf dem Gebiet der Klimatisierung von Flugzeugkabinen ist bekannt, zur Einsparung des Zapfluftbedarfs der Druckkabine nicht ständig frische, aus Zapfluft hergestellte Außenluft zuzuführen, sondern einen bestimmten Anteil der sich bereits in der Druckkabine befindenden Luft in einem Rezirkulationsluftkreis zu reinigen und dann wieder der Druckkabine zuzuführen.

Um bei Flugzeugen mit Druckkabinen Gewicht zu sparen, wird der Kabinendruck so eingestellt, dass er in etwa dem in einer Höhe von 2500 m herrschenden Luftdruck entspricht. Auf diese Weise kann der zwischen der Druckkabine und der Umgebungsatmosphäre im Flug wirkende Differenzdruck niedriger gehalten werden, was geringere Festigkeitsanforderungen und daraus resultierend ein geringeres Gewicht der Flugzeugrumpfstruktur nach sich zieht. Nachteilig ist allerdings, dass der Sauerstoff-Partialdruck in der Flugzeugkabine aufgrund des genannten Vorgehens deutlich niedriger als am Boden ist, was bei langen Flugzeiten zu Komfortbeeinträchtigungen vor allem bei älteren und kranken Passagieren führen kann. So beträgt der Sauerstoff-Partialdruck am Boden etwa 200 mbar, während er in der Druckkabine eines hoch fliegenden Verkehrsflugzeuges lediglich 175 mbar beträgt. Zur Lösung dieses Prob lems wird in der deutschen Patentschrift 196 45 764 vorgeschlagen, die Frischluft, die der Druckkabine eines Flugzeuges zugeführt wird, mit Sauerstoff anzureichern. Als Vorrichtung zur Sauerstoffanreicherung der Frischluft wird ein Membranmodul vorgeschlagen, welches aus der Außenluft den darin enthaltenen Sauerstoffanteil abtrennt. Dieses Vorgehen hat allerdings einen erhöhten Zapfluftverbrauch zur Folge, da nur der aus der (zusätzlichen) Zapfluft mittels der Sauerstoffanreicherungsvorrichtung gewonnene Sauerstoffanteil der Druckkabine zugeführt wird, der Rest dieser zusätzlichen Zapfluft hingegen ungenutzt entweicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Sauerstoff-Partialdruck in einer Druckkabine eines Flugzeuges ohne zusätzlichen Verbrauch von Zapfluft zu erhöhen und die Anhebung des Sauerstoff-Partialdrucks in der Druckkabine insgesamt effizienter zu gestalten.

Ausgehend von dem eingangs genannten, gattungsgemäßen System zur Verbesserung der Luftqualität in einer Druckkabine eines Flugzeuges ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Rezirkulationsluftmenge ganz oder teilweise durch einen Stickstoffgenerator geleitet wird, der aus der zugeführten Rezirkulationsluft Stickstoff und ein sauerstoffhaltiges Abgas erzeugt, dass ferner das sauerstoffhaltige Abgas des Stickstoffgenerators zusammen mit der gegebenenfalls verbleibenden, vom Stickstoffgenerator unbehandelten Rezirkulationsluftmenge in die Druckkabine rezirkuliert wird, und das dem Stickstoffgenerator ausschließlich Rezirkulationsluft zugeführt wird.

Durch die Stickstoffabscheidung ausschließlich auf der Umluftseite des Flugzeugklimatisierungssystems, d.h. ausschließlich aus der Rezirkulationsluft, ergeben sich eine ganze Reihe von Vorteilen: Das erfindungsgemäße System zur Sauerstoff-Partialdruckerhöhung in der Druckkabine ist völlig unabhängig von Zapfluft und erhöht deshalb den Treibstoffverbrauch der Flugzeugtriebwerke nicht. Weil das erfindungsgemäße System von Zapfluft unabhängig ist, kann es auch am Boden betrieben werden, wenn die Flugzeugtriebwerke nicht laufen. Ferner ist es erfindungsgemäß nicht notwendig, die dem Stickstoffgenerator zugeführte Luft zunächst bezüglich Druck und Temperatur auf geeignete Werte zu bringen, wie dies bei Verwendung von Zapfluft erforderlich ist. Stattdessen hat die aus der Druckkabine entnommene und dem Stickstoffgenerator zugeführte Luft bereits den richtigen Druck und die richtige Temperatur. Der zu treibende technische Aufwand ist deshalb entsprechend geringer, auch der Bedarf an zusätzlichen Rohrleitungen ist nicht groß. Eine zusätzliche Filterung des vom Stickstoffgenerator erzeugten sauerstoffhaltigen Abgases ist ebenfalls nicht notwendig, da die rezirkulierte Kabinenluft ohnehin zur Aufbereitung über hocheffiziente Filter angesaugt wird. Falls die entfernte Stickstoffmenge ausgeglichen werden soll, kann einfach die Gesamtrezirkulationsluftmenge etwas erhöht werden, um so den Gesamtluftstrom konstant zu halten. Schließlich kann, aufgrund der ausschließlichen Verwendung von Rezirkulationsluft und der deshalb nur gering schwankenden Eingangsparameter, der Stickstoffgenerator optimal auf die gewünschten Einsatzbedingungen ausgelegt werden.

Jeder Stickstoffgenerator braucht zur Erzeugung von Stickstoff aus Luft eine treibende Kraft, z.B. um die zu behandelnde Luft durch ein Molekularsieb oder eine Membran zu drücken, um nur zwei mögliche Verfahrensweisen der Stickstoffabtrennung zu nennen. Üblicherweise ist deshalb ein Kompressor Bestandteil des Stickstoffgenerators. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Luftverbesserungssystems benutzt der Stickstoffgenerator ein im Flug zwischen der Druckkabine und der Flugzeugaußenseite bestehendes Druckgefälle zur Stickstofferzeugung. Abhängig von der Flughöhe beträgt dieses Druckgefälle mehrere Hundert Millibar. Vorzugsweise dient dabei ein in die Umgebungsatmosphäre abblasendes Venturi-Ventil auf der Stickstoffauslassseite des Stickstoffgenerators zur Begrenzung des maximalen Strömungsdurchsatzes durch den Stickstoffgenerator.

Alternativ und/oder zusätzlich kann das Druckgefälle, welches von einem in dem Rezirkulationsluftkreis enthaltenen Rezirkulationsgebläse erzeugt wird, vom Stickstoffgenerator zur Stickstofferzeugung eingesetzt werden. Unabhängig davon, ob das durch ein solches Rezirkulationsgebläse erzeugte Druckgefälle allein oder in Verbindung mit dem zwischen der Druckkabine und der Flugzeugaußenseite bestehenden Druckgefälle als treibende Kraft zur Stickstofferzeugung im Stickstoffgenerator verwendet wird, wird vorzugsweise das sauerstoffhaltige Abgas des Stickstoffgenerators zur Saugseite des Rezirkulationsgebläses geführt und nach Durchströmen des Rezirkulationsgebläses in die Druckkabine rezirkuliert. Auf diese Weise kann der volle Differenzdruck des Rezirkulationsgebläses vom Stickstoffgenerator für den Prozess der Stickstoffabtrennung genutzt werden.

Wenn wie zuvor beschrieben ein bereits vorhandenes Druckgefälle zur Stickstofferzeugung genutzt wird, kann der vorerwähnte Kompressor des Stickstoffgenerators erfindungsgemäß kleiner dimensioniert werden oder sogar ganz entfallen, was Kosten, Gewicht und Bauraum spart.

Wenn das genannte, im Flug bestehende Druckgefälle zur Stickstofferzeugung herangezogen wird, wird der erzeugte Stickstoff in einen Raum abgeführt, dessen Druck unter dem in der Druckkabine herrschenden Druck liegt. Beispielsweise kann der erzeugte Stickstoff einfach aus dem Flugzeugrumpf ausgeleitet werden. Bei bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Systems wird der erzeugte Stickstoff allerdings nicht einfach an die Außenumgebung des Flugzeuges abgegeben, sondern beispielsweise in einen Fahrwerksschacht des Flugzeuges geleitet. Fahrwerksschächte liegen häufig nahe an Kraftstofftanks eines Flugzeuges und können sehr heiße Bauteile (Bremsscheiben, Reifen) enthalten, weshalb eine Inertisierung des Fahrwerksschachtvolumens durch Einleiten von Stickstoff sich gefahrenvermeidend auswirkt.

Alternativ und/oder zusätzlich kann der erzeugte Stickstoff auch in einen Kraftstofftank des Flugzeuges geleitet werden, um dort insbesondere bei relativ leerem Kraftstofftank das Risiko einer Entzündung von Kraftstoffdämpfen zu verringern.

Unabhängig davon, ob der Stickstoffgenerator das im Flug bestehende Druckgefälle zur Stickstofferzeugung benutzt oder nicht, kann schließlich der erzeugte Stickstoff, alternativ und/oder zusätzlich zu den zuvor bereits genannten Verwendungsarten, auch als Kälteträger verwendet werden, um Flugzeugkomponenten zu kühlen. Diese Flugzeugkomponenten können beispielsweise Avionikkomponenten sein, die bisher üblicherweise mittels normaler Luft gekühlt werden. Auch hier ist die mittels des Stickstoff erreichte Inertisierung der Avionik-Kühl"luft" vorteilhaft. Ist die Temperatur des vom Stickstoffgenerator erzeugten Stickstoffs für Kühlzwecke nicht niedrig genug, kann der erzeugte Stickstoff zur weiteren Abkühlung durch einen Wärmetauscher geleitet werden, der mit Außenluft gekühlt wird, die in den heutzutage üblichen Flughöhen sehr kalt ist.

Üblicherweise enthält der Rezirkulationsluftkreis, durch den die Umluft aus der Druckkabine entnommen und wieder in die Druckkabine zurückgeführt wird, einen Luftaufbereitungsfilter für die der Druckkabine entnommene Rezirkulationsluft. Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße System dann so ausgestaltet, dass die dem Stickstoffgenerator zuzuführende Rezirkulationsluftmenge erst nach Durchlaufen des Luftaufbereitungsfilters abgezweigt wird, denn dann erübrigt sich jegliche weitere Filterung der vom Stickstoffgenerator behandelten und in den Rezirkulationsluftkreis zurückgeführten Luftmenge.

Damit das erfindungsgemäße System möglichst flexibel arbeiten kann, weist der Rezirkulationsluftkreis vorzugsweise eine Mischkammer auf, die die Rezirkulationsluftmenge vor ihrem erneuten Eintritt in die Druckkabine durchströmt. In dieser Mischkammer kann in gewünschtem Maß Außenluft, d.h. konditionierte Zapfluft, zugemischt werden, ohne dass die erfindungsgemäß erzielten Vorteile verloren gehen.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Systems zur Verbesserung der Luftqualität in einer Druckkabine eines Flugzeuges wird im Folgenden anhand der beigefügten, schematischen Figuren näher erläutert. Es zeigt:
1 ein die grundsätzliche Anordnung und Verbindung mit anderen Komponenten einer Flugzeugklimatisierungsanlage zeigendes Blockdiagramm einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems,
2 ein 1 ähnliches Blockdiagramm einer zweiten Ausführungsform, und
3 ein Blockdiagramm einer nochmals abgewandelten, dritten Ausführungsform.
1, welche ein erstes Ausführungsbeispiel zeigt, betrifft ein Flugzeug, welches zwei Triebwerke 12, 14 und ein Hilfstriebwerk 16 aufweist, es versteht sich jedoch, dass die grundsätzliche Arbeitsweise des Systems nicht von der genauen Anzahl der Flugzeugtriebwerke und von dem Vorhandensein eines Hilfstriebwerkes abhängt.
Zur Unterdrucksetzung der Kabine des hier nicht weiter gezeigten Flugzeuges wird Zapfluft aus dem Triebwerk 12 und/oder dem Triebwerk 14 und/oder dem Hilfstriebwerk 16 über Leitungen 18, 19 bzw. 20, 21 zwei Klimaaggregaten 22, 24 zugeführt. Eine Verbindungsleitung 25, in der ein Absperrventil 26 angeordnet ist, dient dazu, Zapfluft aus dem Triebwerk 12 und/oder dem Hilfstriebwerk 16 beiden Klimaaggregaten 22, 24 gleichzeitig zuführen zu können bzw. Zapfluft aus dem Triebwerk 14 beiden Klimaaggregaten 22, 24 gleichzeitig zuführen zu können. Bei geschlossenem Absperrventil 26 wird das Klimaaggregat 22 nur mit Zapfluft aus dem Triebwerk 12 und/oder dem Hilfstriebwerk 16 versorgt, während dem Klimaaggregat 24 Zapfluft nur aus dem Triebwerk 14 zugeführt wird.
Die Klimaaggregate 22, 24 dienen in Fachleuten auf dem vorliegenden Gebiet bekannter Weise dazu, die heiße Zapfluft herunterzukühlen und aufzubereiten, um sie in die Flugzeugkabine einleiten zu können. Jedem Klimaaggregat 22, 24 ist ein Steuerventil 27, 28 nachgeschaltet, mit welchem eine Mengenregulierung des aus den Klimaaggregaten 22, 24 fließenden Luftstroms vorgenommen werden kann.
Die von den Klimaaggregaten 22, 24 konditionierte Zapfluft wird über Leitungen 30, 31, in denen die Steuerventile 27, 28 angeordnet sind, einer Mischkammer 32 zugeleitet. Diese Mischkammer 32 ist Teil eines sogenannten Rezirkulationsluftkreises, der dazu dient, einen als Rezirkulationsluft bezeichneten Teil der in der Druckkabine des Flugzeuges befindlichen Luft aus der Druckkabine zu entnehmen, aufzubereiten und dann wieder in die Druckkabine zurückzuführen. Ein solches Vorgehen spart Zapfluft ein, da nicht ständig das gesamte Volumen der Druckkabine durch Außenluft (welche als Zapfluft von den Klimaaggregaten 22, 24 vor einer Zuführung zur Druckkabine entsprechend konditioniert wird) ersetzt werden muss, sondern immer nur ein Teil.
Aus der Mischkammer 32 führen Leitungen 33, 34, 35 und 36, 37, 38 in die verschiedenen Belüftungszonen der Druckkabine des Flugzeuges. Aus der Druckkabine wird bei 40 bzw. 42 mit Hilfe von Rezirkulationsgebläsen 44, 46 Kabinenluft angesaugt und durch jeweils einen dem Rezirkulationsgebläse 44 bzw. 46 in Strömungsrichtung vorgeschalteten Luftaufbereitungsfilter 48 bzw. 50 geleitet und dann in die Mischkammer 32 geführt. In der Mischkammer 32 kann ein gewünschter Anteil frischer Außenluft zugemischt werden, bevor die solchermaßen erhaltene Luftmischung dann wieder über die Leitungen 33 bis 38 der Druckkabine des Flugzeuges zugeführt wird.
Der gesamte Rezirkulationsluftkreis besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem linken Rezirkulationsluftkreis, gebildet durch die Luftversorgungsleitungen 33, 34, 35, den Luftaufbereitungsfilter 48, das Rezirkulationsgebläse 44 und die Mischkammer 32, sowie einem rechten Rezirkulationsluftkreis, der aus den Luftversorgungsleitungen 36, 37, 38, dem Luftaufbereitungsfilter 50, dem Rezirkulationsgebläse 46 und der Mischkammer 32 gebildet ist.
Zur Verbesserung der Luftqualität in der Druckkabine des Flugzeuges ist im rechten Rezirkulationsluftkreis ein Stickstoffgenerator 52 vorgesehen, dem Umluft aus dem rechten Rezirkulationsluftkreis über eine Leitung 54 zugeführt wird. In der Leitung 54 ist ein Steuerventil 56 angeordnet, um die nach dem Rezirkulationsgebläse 46 zum Stickstoffgenerator 52 abgezweigte Luftmenge regulieren zu können. Der Stickstoff generator 52 erzeugt aus der ihm zugeführten Rezirkulationsluft Stickstoff und ein sauerstoffhaltiges Abgas. Hierzu kann beispielsweise ein Molekularsieb Verwendung finden oder auch eine geeignete Membran, etwa in Form eines Hohlfasermoduls. Das sauerstoffhaltige Abgas, welches gegenüber der dem Stickstoffgenerator 52 zugeführten Umluft mit Sauerstoff angereichert ist, wird vom Stickstoffgenerator 52 über eine Leitung 58 abgegeben und zu einem Mehrwegeventil 60 geleitet, von wo aus es über Leitungen 62, 64 in die Mischkammer 32 und/oder über Leitungen, von denen hier nur eine in die Leitung 38 mündende Leitung 66 beispielhaft gezeigt ist, unmittelbar in bestimmte Belüftungszonen eingespeist werden kann, um den Sauerstoff-Partialdruck der der Druckkabine zugeführten Luft allgemein oder selektiv zu erhöhen. Der vom Stickstoffgenerator 52 produzierte Stickstoff entweicht über eine Leitung 68 und kann entweder ungenutzt über die Außenseite des Flugzeuges abgeführt oder im Flugzeug zur Inertisierung bestimmter Räume (Fahrwerksschacht, Kraftstofftanks) und/oder zur Kühlung verwendet werden, beispielsweise um Avionikkomponenten zu kühlen.
Das in 2 gezeigte, zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zuvor erläuterten ersten Ausführungsbeispiel durch eine Rückführung des vom Stickstoffgenerator 52 kommenden, sauerstoffhaltigen Abgases zur Saugseite des Rezirkulationsgebläses 46 mittels einer Leitung 69. Auf diese Weise kann die volle, vom Rezirkulationsgebläse 46 bereitgestellte Druckdifferenz als treibende Kraft zum Betrieb des Stickstoffgenerators 52 verwendet werden. Ein im ersten Ausführungsbeispiel als Bestandteil des Stickstoffgenerators 52 erforderlicher Kompressor (nicht dargestellt) kann deshalb entfallen oder deutlich kleiner und damit energie-, gewichts- und kostensparender ausgelegt werden. Obwohl in dem zweiten Ausführungsbeispiel, nachdem das sauerstoffhaltige Abgas das Rezirkulationsgebläse 46 durchströmt hat, lediglich eine Zuführung dieses sauerstoffhaltigen Abgases zur Mischkammer 32 (bzw. zurück zum Stickstoffgenerator 52, um weiteren Stickstoff abzutrennen) dargestellt ist, versteht es sich, dass gemäß einer hier nicht dargestellten, weiteren Alternative das sauerstoffhaltige Abgas nach Durchströmen des Rezirkulationsgebläses 46 analog dem ersten Ausführungsbeispiel auch unmittelbar einer oder mehrerer der Leitungen 33 bis 38 zugeführt werden kann, um den Sauerstoff-Partialdruck in bestimmten Belüftungszonen der Flugzeugkabine selektiv anzuheben.
Das in 3 wiedergegebene dritte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem zuvor erläuterten zweiten Ausführungsbeispiel, weist jedoch zusätzlich am Ende der Leitung 68 ein Venturi-Ventil 70 auf, das den vom Stickstoffgenerator 52 erzeugten Stickstoff in die Umgebungsatmosphäre des Flugzeuges abbläst. Auf diese Weise wird zusätzlich zur vom Rezirkulationsgebläse 46 erzeugten Druckdifferenz auch noch die zwischen der Druckkabine und der Flugzeugaußenseite bestehende Druckdifferenz als im Stickstoffgenerator 52 wirkendes treibendes Druckgefälle nutzbar gemacht. Gemäß einer hier nicht gezeigten Alternative wird das sauerstoffhaltige Abgas des Stickstoffgenerators 52 nicht zur Saugseite des Rezirkulationsgebläses 46 zurückgeführt, sondern verlässt den Stickstoffgenerator 52 auf die im ersten Ausführungsbeispiel gezeigte Art und Weise. Bei dieser Alternative wird das im Stickstoffgenerator 52 wirkende treibende Druckgefälle ausschließlich durch den zwischen der Druckkabine und der Flugzeugaußenseite existierenden Druckunterschied bereitgestellt, gegebenenfalls ergänzt durch einen kleinen Kompressor, der in niedrigen Flughöhen oder am Boden zum Einsatz kommt, wenn der Druckunterschied zwischen der Druckkabine und der Flugzeugaußenseite gering oder gar nicht vorhanden ist.
Das Venturi-Ventil 70 begrenzt den Strömungsdurchsatz durch den Stickstoffgenerator 52 auf einen vorgegebenen Wert, welcher durch den engsten Querschnitt im Venturi-Ventil 70 gegeben ist. Da in einem Venturi-Ventil aus physikalischen Gründen keine Überschallgeschwindigkeiten auftreten können, führt ab einem bestimmten Differenzdruckwert, der über dem Venturi-Ventil anliegt, eine weitere Erhöhung des Differenzdruckes zu keinem höheren Massenstrom durch das Venturi-Ventil.
Bei allen gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispielen wird vorzugsweise nur ein relativ geringer Teil der Rezirkulationsluft durch den Stickstoffgenerator 52 geleitet, beispielsweise zwischen etwa 2 % und etwa 5 %, jedoch hängt dieser Wert stark von der gewünschten Sauerstoffpartialdruckerhöhung ab.
Der vom Stickstoffgenerator 52 produzierte Stickstoff wird vorzugsweise nicht einfach in die Umgebungsatmosphäre abgegeben, sondern beispielsweise in die Fahrwerksschächte des Flugzeuges und/oder in den oder die Kraftstofftanks des Flugzeuges geleitet, um dort für eine Inertisierung zu sorgen. Alternativ und/oder zusätzlich kann der erzeugte Stickstoff auch als Kälteträger zu Kühlungszwecken verwendet werden, jedoch ist es hierzu erforderlich, ihn wieder unter Druck zu setzen, was mittels eines kleinen Kompressors (nicht dargestellt) geschehen kann.

Claims

System zur Verbesserung der Luftqualität in einer Druckkabine eines Flugzeuges, bei dem in einem Rezirkulationsluftkreis ein als Rezirkulationsluft bezeichneter Teil der Kabinenluft der Druckkabine entnommen wird, aufbereitet wird und dann in die Druckkabine rezirkuliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die Rezirkulationsluftmenge ganz oder teilweise durch einen Stickstoffgenerator (52) geleitet wird, der aus der zugeführten Rezirkulationsluft Stickstoff und ein sauerstoffhaltiges Abgas erzeugt, – das sauerstoffhaltige Abgas des Stickstoffgenerators (52) zusammen mit der gegebenenfalls verbleibenden, vom Stickstoffgenerator (52) unbehandelten Rezirkulationsluftmenge in die Druckkabine rezirkuliert wird, und dass – dem Stickstoffgenerator (52) ausschließlich Rezirkulationsluft zugeführt wird.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoffgenerator (52) ein im Flug zwischen der Druckkabine und der Flugzeugaußenseite bestehendes Druckgefälle zur Stickstofferzeugung einsetzt.
System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein in die Umgebungsatmosphäre abblasendes Venturi-Ventil (70) auf der Stickstoffauslassseite des Stickstoffgenerators (52) den maximalen Strömungsdurchsatzes durch den Stickstoffgenerator begrenzt.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationsluftkreis ein Rezirkulationsgebläse (46) umfasst und dass das durch das Rezirkulationsgebläse (46) erzeugte Druckgefälle vom Stickstoffgenerator (52) zur Stickstofferzeugung eingesetzt wird.
System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffhaltige Abgas des Stickstoffgenerators (52) zur Saugseite des Rezirkulationsgebläses (46) geführt und nach Durchströmen des Rezirkulationsgebläses (46) in die Druckkabine rezirkuliert wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationsluftkreis einen Luftaufbereitungsfilter (50) enthält und dass die dem Stickstoffgenerator (52) zuzuführende Rezirkulationsluftmenge nach dem Luftaufbereitungsfilter (50) abgezweigt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezirkulationsluftkreis eine Mischkammer (32) aufweist, die die Rezirkulationsluftmenge vor ihrem erneuten Eintritt in die Druckkabine durchströmt, und dass in der Mischkammer (32) Außenluft zugemischt wird.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Stickstoff in einen Fahrwerksschacht des Flugzeuges geleitet wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Stickstoff in einen Kraftstofftank des Flugzeuges geleitet wird.
System nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Stickstoff als Kälteträger verwendet wird, um Flugzeugkomponenten zu kühlen.
System nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flugzeugkomponenten Avionikkomponenten sind.