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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität
in einer Flugzeugkabine.
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Aufgrund
des verringerten Luftwiderstands in großen Höhen
ermöglicht eine größere Reiseflughöhe
eines Flugzeugs grundsätzlich eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs
der Flugzeugtriebwerke. Daher besteht eine Tendenz, Verkehrsflugzeuge
für Flüge in immer größeren
Reiseflughöhen von bis zu 43000 Fuß (ca. 13100
m) auszulegen. Gegenwärtig eingesetzte Verkehrsflugzeuge
umfassen eine Druckkabine, deren Innendruck im Flugbetrieb durch eine
mit Triebwerkszapfluft gespeiste Klimaanlage auf einem gegenüber
dem Umgebungsdruck, d. h. dem in großen Höhen
verringerten Atmosphärendruck, erhöhten Druckniveau
gehalten wird.
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Um
die aus der Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem erhöhten
Kabineninnendruck resultierenden Belastungen des Flugzeugsrumpfes
sowie die von der Flugzeugklimaanlage zu erbringende Leistung zur
Aufrechterhaltung des gewünschten Druckniveaus im Inneren
der Flugzeugkabine zu begrenzen, wird der Kabineninnendruck eines
Verkehrsflugzeugs im Flugbetrieb des Flugzeugs nicht auf einem Druckniveau
gehalten, das dem Atmosphärendruck auf Meereshöhe
entspricht. Vielmehr entspricht der Druck im Inneren der Kabine
eines Verkehrsflugzeugs im Flugbetrieb des Flugzeugs, d. h. wenn
sich das Flugzeug auf Reiseflughöhe befindet, üblicherweise
in etwa dem Atmosphärendruck in einer Höhe von
8000 Fuß (ca. 2400 m).
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Grundsätzlich
ist der Sauerstoffpartialdruck der Luft im Inneren der Flugzeugkabine,
der sich bei einem in etwa dem Atmosphärendruck in einer
Höhe von 8000 Fuß entsprechenden Kabineninnendruck einstellt,
hoch genug, um eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Crew sowie
der Passagiere an Bord des Flugzeugs zu gewährleisten.
Das Ausgleichen der Druckdifferenz zwischen dem in etwa dem Atmosphärendruck
in einer Höhe von 8000 Fuß entsprechenden Kabineninnendruck
im Flugbetrieb des Flugzeugs und dem üblicherweise dem
Atmosphärendruck auf Meereshöhe entsprechenden
oder nur geringfügig darunter liegenden Druckniveau am
Boden erfordert jedoch eine Anpassungsleistung des menschlichen
Körpers. Das Erbringen dieser Anpassungsleistung kann insbesondere
für Personen, die empfindlich auf einen verringerten Sauerstoffpartialdruck
reagieren, anstrengend sein und zu Sym ptomen wie Schwindelgefühlen
oder sogar Ohnmacht führen. Diese Symptome können
durch eine anderweitige Erkrankung einer betroffenen Person oder durch
Stress noch verstärkt werden.
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Neben
dem verringerten Sauerstoffpartialdruck kann die geringe Luftfeuchtigkeit
im Inneren einer Flugzeugkabine bei empfindlich reagierenden Personen
zu gesundheitlichen Problemen führen. Um das Auskondensieren
von Wasser an der kalten Rumpfaußenhaut des Flugzeugs zu
minimieren, wird die Luftfeuchtigkeit in der Flugzeugkabine künstlich niedrig
gehalten und beträgt in einem vorderen Rumpfabschnitt des
Flugzeugs lediglich etwa 5%. Eine derart geringe Luftfeuchtigkeit
wird üblicherweise als unangenehm empfunden und kann zum
Austrocknen und zu Reizungen der Schleimhäute führen.
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Durch
den verringerten Sauerstoffpartialdruck und den geringen Feuchtigkeitsgehalt
der Atemluft in Inneren der Flugzeugkabine sind die Crew und die
Passagiere eines Verkehrsflugzeugs während des Flugs insgesamt
einer erhöhten körperlichen Belastung ausgesetzt.
Das Ausmaß, in dem diese Belastung von einer Person wahrgenommen wird,
hängt jedoch von der individuellen Empfindlichkeit der
Person für die speziellen Umgebungsbedingen an Bord eines
Flugzeugs sowie von der Flugdauer ab. Die negativen Auswirkungen
der erhöhten körperlichen Belastung werden daher
von empfindlich auf einen verringerten Sauerstoffpartialdruck und eine
geringe Luftfeuchtigkeit reagierenden Personen insbesondere auf
Langstreckenflügen verstärkt wahrgenommen.
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Zur
Erhöhung des Komforts von Crewmitgliedern und Passagieren
an Bord eines Flugzeugs und zur Vermeidung von durch einen verringerten Sauerstoffpartialdruck
in einer Flugzeugkabine hervorgerufenen gesundheitlichen Problemen
schlägt die
EP
0 808 769 A2 vor, einer Flugzeugkabine mittels eines Sauerstoffkonzentrators
an Sauerstoff angereicherte Luft zuzuführen. Mit Hilfe
des in diesem Dokument beschriebenen Systems kann eine Erhöhung
des Sauerstoffgehalts der der Flugzeugkabine zuzuführenden
Luft auf 25 bis 35 Vol.% realisiert werden. Das aus der
EP 0 808 769 A2 bekannte
Sauerstoffanreicherungssystem ermöglicht eine Steigerung
des Wohlbefindens der Crewmitglieder sowie der Passagiere an Bord
des Flugzeugs. Darüber hinaus kann die Druckdifferenz zwischen
dem Umgebungsdruck während des Flugs und dem erhöhten Kabineninnendruck
und damit die daraus resultierenden Belastungen des Flugzeugsrumpfes
begrenzt werden, da die Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in
der Flugzeugkabine ausschließlich durch eine Sauerstoffanreiche rung
der der Kabine zuzuführenden Luft und nicht durch eine
Erhöhung des Kabinendrucks realisiert wird.
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Ein
wesentlicher Nachteil des in der
EP 0 808 769 A2 beschriebenen Systems besteht
jedoch darin, dass zur Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in
der Flugzeugkabine eine große Menge an Sauerstoff erzeugt
werden muss. Der stets unter einer hohen Last betriebene Sauerstoffkonzentrator
erfordert daher einen hohen Wartungsaufwand. Darüber hinaus
weisen die Einzelkomponenten des Systems sowie das Gesamtsystem
ein hohes Gewicht auf. Wenn anstelle des in der
EP 0 808 769 A2 beschriebenen Sauerstoffkonzentrators
ein Sauerstoffspeicher zur Bereitstellung des zur Anreicherung der
der Flugzeugkabine zuzuführenden Luft erforderlichen Sauerstoffs
eingesetzt wird, weist dieser ebenfalls ein hohes Gewicht und überdies
ein großes Einbauvolumen auf.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leichtgewichtige
und kompakt gebaute Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität
in einer Flugzeugkabine bereitzustellen.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe umfasst eine erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugkabine eine Sauerstoffquelle, eine Wasserquelle und eine
Zufuhrleitung, wobei die Zufuhrleitung mit der Sauerstoffquelle sowie
der Wasserquelle verbindbar ist, um beispielsweise von einem Luftauslassanschluss
einer Flugzeugklimaanlage in die Zufuhrleitung eingeleitete Luft
mit Sauerstoff anzureichern und/oder zu befeuchten. Zur Verbindung
der Zufuhrleitung mit der Sauerstoffquelle und der Wasserquelle
kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine für
diesen Einsatzzweck geeignete Ventile, wie z. B. elektronisch ansteuerbare
Magnetventile umfassen, die eine selektive Verbindung der Zufuhrleitung
mit der Sauerstoffquelle und/oder der Wasserquelle ermöglichen.
Je nach Bedarf kann die die Zufuhrleitung durchströmende
Luft dann mit Sauerstoff angereichert und/oder befeuchtet werden.
Vorzugsweise ermöglicht die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität eine
gezielte Einstellung des gewünschten Sauerstoffpartialdrucks und/oder
des gewünschten Feuchtigkeitsgehalts der von der erfindungsgemäßen
Vorrichtung bereitgestellten Atemluft. Eine Steuerung dieser Parameter kann
beispielsweise durch eine entsprechende Steuerung von zwischen der
Zufuhrleitung und der Sauerstoffquelle bzw. der Wasserquelle angeordneten Ventilen
mittels einer elektronischen Steuereinheit realisiert werden.
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Die
Zufuhrleitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
ist erfindungsgemäß mit einem Einlassanschluss
eines lokal begrenzten Bereichs der Flugzeugkabine verbunden und
dazu eingerichtet, dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine
mit Sauerstoff angereicherte und/oder befeuchtete Luft zuzuführen.
Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
und insbesondere die Zufuhrleitung der Vorrichtung ist so ausgelegt
und positioniert, dass lediglich ein lokal begrenzter Bereich der
Flugzeugkabine, nicht aber ein den lokal begrenzten Bereich umgebender
Bereich der Flugzeugkabine mit Atemluft verbesserter Qualität
versorgt wird.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können
Personen, die auf den verringerten Sauerstoffpartialdruck und die
geringe Luftfeuchtigkeit in einer Flugzeugkabine mit gesundheitlichen
Problemen reagieren oder Personen, die zur Erhaltung ihrer Leistungsfähigkeit
möglichst geringen körperlichen Zusatzbelastungen
ausgesetzt werden sollen, wie z. B. die Piloten oder andere Crewmitglieder,
bei Bedarf mit Atemluft verbesserter Qualität versorgt
werden. Insbesondere auf Langstreckenflügen kann somit
der Komfort dieser Personen beträchtlich verbessert werden.
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Da
die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich einen
lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine mit Atemluft verbesserter
Qualität versorgt, lässt sich eine Reihe von Vorteilen
realisieren. Zum einen kann die Vorrichtung kompakt und leichtgewichtig aufgebaut
sein. Zum anderen wird es ermöglicht, ausgewählten
Personen an Bord des Flugzeugs bei Bedarf Atemluft mit höherer
Luftfeuchtigkeit zuzuführen, ohne dass es dabei zu übermäßiger
Kondenswasserbildung in der Kabine kommt. Im Vergleich zu einem
System, das lediglich eine Sauerstoffanreicherung der Luft in einer
Flugzeugkabine vorsieht, ermöglicht die erfindungsgemäße
Vorrichtung somit einen deutlichen Komfortgewinn für die
durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Atemluft
verbesserter Qualität versorgten Personen. Falls es sich
bei diesen Personen um die Piloten oder andere Crewmitglieder handelt,
kann dadurch die Sicherheit an Bord des Flugzeugs erhöht
werden, da die körperliche Zusatzbelastung dieser Personen
durch den geringen Sauerstoffpartialdruck und die geringe Luftfeuchtigkeit
an Bord des Flugzeugs minimiert wird.
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In
dem lokal begrenzten Wirkungsbereich der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität kann
die Vorrichtung auch als Notfall-Sauerstoffversorgungssystem bei
einem Druckverlust in der Flugzeugkabine dienen. Da bei einem Druckverlust
in der Flugzeugkabine Atemluft mit einem sehr hohen Sauerstoffpartialdruck
bereitgestellt werden muss, ist die erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität insbesondere dann
für einen Einsatz als Notfallsystem geeignet ist, wenn
sie eine gezielte Steuerung des Sauerstoffpartialdrucks der von
der Vorrichtung bereitgestellten Atemluft ermöglicht. Im
Normalbetrieb kann die Vorrichtung dann Atemluft "medizinisch" verbesserter
Qualität, d. h. Atemluft mit einem leicht erhöhten
Sauerstoffpartialdruck liefern. Im Notfallbetrieb ist die Vorrichtung
dagegen dazu in der Lage, Atemluft mit dem erforderlichen hohen
Sauerstoffpartialdruck bereitzustellen. Alternativ dazu kann die
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität jedoch auch als zusätzliche Vorrichtung
in Verbindung mit einem konventionellen Notfall-Sauerstoffversorgungssystem
eingesetzt werden.
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Die
Zufuhrleitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
kann mit einem Einlassanschluss einer Trennvorrichtung verbunden
sein, die dazu eingerichtet ist, den lokal begrenzten Bereich der
Flugzeugkabine von einem den lokal begrenzten Bereich umgebenden
Bereich der Flugzeugkabine zu trennen. Durch die Trennvorrichtung
wird eine besonders selektive Zufuhr der Atemluft verbesserter Qualität
in einen lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine ermöglicht.
Infolgedessen kann der Sauerstoff- sowie der Wasserverbrauch der
erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert werden.
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Die
Trennvorrichtung kann in Form einer Personenkabine, die einer Person
oder mehreren Personen Platz bietet, ausgebildet sein. Beispielsweise
kann die Personenkabine eine einen Sitz oder eine Sitzreihe umgebende
Kabine sein, wobei eine Kabinenwand aus einer flexiblen Membran
aber auch aus einem starren Material, wie z. B. einem geeigneten
Kunststoffmaterial oder dergleichen bestehen kann. Alternativ dazu
kann die durch die Trennvorrichtung gebildete Personenkabine jedoch
auch ein definierter Bereich der Flugzeugkabine, wie z. B. ein Erste
Klasse-Bereich oder ein Ruhebereich für die Crewmitglieder
sein. Eine in Form einer Personenkabine ausgebildete Trennvorrichtung
kann eine verschließbare Zugangsöffnung aufweisen,
durch die die Personenkabine betreten bzw. verlassen werden kann.
Es ist jedoch auch möglich, die Personenkabine so zu gestalten,
dass sie verschoben werden kann, wenn eine Person in die Kabine
gelangen oder die Kabine verlassen möchte. Die Trennvorrichtung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine kann auch
in Form einer zur Aufnahme des Kopfes einer Person geeigneten Haube
oder einer über dem Gesichtsbereich einer Person platzierbaren
Maske ausgebildet sein. Der Vorteil einer mit einer derartigen Trennvorrichtung
ausgestatteten Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in
einer Flugzeugkabine gegenüber einer Vorrichtung mit einer
in Form einer Personenkabine ausgebildeten Trennvorrichtung besteht
in ihrem geringeren Sauerstoff- bzw. Wasserbedarf.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugkabine ist die Zufuhrleitung mit einem in Form einer Düse
ausgebildeten Einlassanschluss verbunden. Der in Form einer Düse
ausgebildete Einlassanschluss kann unmittelbar in die Flugzeugpassagierkabine
münden und vorzugsweise so angeordnet sein, dass er die
Atemluft verbesserter Qualität in Richtung des Gesichtsbereichs
einer zu versorgenden Person abgibt. Alternativ dazu ist es jedoch
auch möglich, einen Einlassanschluss einer Trennvorrichtung,
die als Personenkabine, als Haube oder als Maske gestaltet sein kann,
in Form einer Düse auszubilden.
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Vorzugsweise
ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine dazu eingerichtet,
dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine die mit Sauerstoff
angereicherte und/oder befeuchtete Luft über den Einlassanschluss
mit einem Druck zuzuführen, der den Druck in dem den lokal
begrenzten Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine übersteigt. Durch
die Zufuhr der Atemluft verbesserter Qualität mit einem
erhöhten Druck wird auch dann eine ordnungsgemäße
Versorgung einer sich in dem lokal begrenzten Wirkungsbereich der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine aufhaltenden
Person mit Atemluft verbesserter Qualität gewährleistet,
wenn die Vorrichtung keine Trennvorrichtung zur Trennung des lokal
begrenzten Wirkungsbereichs der Vorrichtung von einem umgebenden
Bereich der Flugzeugkabine umfasst oder die Trennvorrichtung nicht
vollständig dicht ist. Der erhöhte Druck der von
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zuzuführenden
Atemluft verbesserter Qualität kann durch die Flugzeugklimaanlage
bereitgestellt werden, die der Zufuhrieitung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Luft zuführt. Alternativ dazu kann die erfindungsgemäße
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugklimaanlage
aber auch eine separate Druckerzeugungseinrichtung, wie z. B. eine
Pumpe, einen Kompressor oder dergleichen umfassen.
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Der
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine mit Atemluft
verbesserter Qualität versorgte lokal begrenzte Bereich
der Flugzeugklimaanlage umfasst vorzugsweise einen Auslassanschluss zur
Abfuhr verbrauchter Luft aus dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine.
Der Auslassanschluss kann in dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine
eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Flugzeugkabine und einem
außerhalb des Innenraums der Flugzeugkabine angeordneten Bereich
des Flugzeugrumpfs herstellen. Alternativ dazu kann der Auslassanschluss
jedoch auch in einer Trennvorrichtung ausgebildet sein kann, die
den lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine von einem den lokal
begrenzten Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine trennt.
Der Auslassanschluss kann dann unmittelbar in den den lokal begrenzten
Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine münden. Vorzugsweise
ist der Auslassanschluss jedoch mit einer Abfuhrleitung verbunden, die
den Auslassanschluss des lokal begrenzten Wirkungsbereichs der erfindungsgemäßen
Vorrichtung beispielsweise mit der Flugzeugklimaanlage verbindet. Über
die Abfuhrleitung kann die verbrauchte Luft aus dem lokal begrenzten
Bereich der Flugzeugkabine dann der Flugzeugklimaanlage zur Aufbereitung, d.
h. insbesondere zur Entfeuchtung und Frischluftanreicherung zugeführt
werden. Infolgedessen kann die Bildung von Kondenswasser in dem
von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung
der Atemluftqualität mit Atemluft höherer Luftfeuchtigkeit versorgten
lokal begrenzten Bereich der Flugzeugklimaanlage wirksam vermieden
werden. Falls gewünscht, kann die Abfuhrleitung auch mir
einer in die Flugzeugklimaanlage integrierten oder separat ausgeführten
Saugvorrichtung verbunden sein, die bei Bedarf das Absaugen verbrauchter
Luft aus dem von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität mit Atemluft versorgten
lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine ermöglicht.
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Der
Auslassanschluss des lokal begrenzten Bereichs der Flugzeugkabine
umfasst vorzugsweise ein Überdruckventil. Insbesondere
dann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Verbesserung der Atemluftqualität eine Trennvorrichtung
zur Trennung des lokal begrenzten Wirkungsbereichs der Vorrichtung
von einem den Wirkungsbereich der Vorrichtung umgebenden Bereich
der Flugzeugkabine umfasst und/oder dazu ausgelegt ist, dem lokal
begrenzten Wirkungsbereich in der Flugzeugkabine die Atemluft verbesserter
Qualität mit einem erhöhten Druck zuzuführen,
kann durch eine derartige Ausgestaltung des Auslassanschlusses die
Entstehung eines Überdrucks in dem lokal begrenzten Wirkungsbereich
der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der
Atemluftqualität wirksam vermieden werden.
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Die
Sauerstoffquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
kann einen beispielsweise in Form eines Festspeichers, eines Chemiegenerators,
eines Druckgasspeichers oder eines Flüssiggasspeichers
ausgebildeten Sauerstoffspeicher umfassen. Alternativ oder zusätzlich
dazu kann die Sauerstoffquelle jedoch auch ein Sauerstofferzeugungssystem
umfassen, das bei Bedarf im Flugbetrieb des Flugzeugs Sauerstoff
erzeugt. In dem Sauer stofferzeugungssystem kann beispielsweise ein
Molekularsieb-Sauerstoffkonzentrator, ein Hohlfaserfilter oder dergleichen
zum Einsatz kommen. Im Vergleich zu einer Anordnung, deren Sauerstoffversorgung
ausschließlich von einem Sauerstoffspeicher abhängt, kann
eine mit einem Sauerstofferzeugungssystem ausgestattete Anordnung
insbesondere dann, wenn die Anordnung für den Langzeitbetrieb
bei Langstreckenflügen vorgesehen ist, mit einem geringeren
Gewicht realisiert werden.
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Die
Wasserquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
ist vorzugsweise über einen Luftbefeuchter mit der Zufuhrleitung
verbindbar. Beispielsweise kann die Zufuhrleitung einen durch den Luftbefeuchter
geführten Leitungsabschnitt sowie einen an dem Luftbefeuchter
vorbei geführten Bypassabschnitt aufweisen, wobei die Luftströmung
durch den durch den Luftbefeuchter geführten Leitungsabschnitt
bzw. den Bypassabschnitt der Zufuhrleitung mittels eines geeigneten
Ventils, beispielsweise eines elektronisch ansteuerbaren Magnetventils
selektiv gesteuert werden kann. Durch den Luftbefeuchter, der von
der Wasserquelle mit Wasser gespeist wird, kann die von der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugkabine bereitgestellte Atemluft auf einfache Art und Weise
befeuchtet werden. Der Luftbefeuchter kann als Bauteil der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität ausgeführt
sein. Alternativ dazu kann der Luftbefeuchter jedoch auch in die
Flugzeugklimaanlage integriert sein.
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Die
Wasserquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
kann einen Wasserspeicherbehälter zur Aufnahme des zur
Befeuchtung der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung
bereitgestellten Atemluft verbesserter Qualität umfassen.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung
auch eine Einrichtung zum Sammeln von Kondenswasser aus der Flugzeugkabine,
aus einem Flugzeugtriebwerk oder einem anderen System des Flugzeugs,
wie z. B. der Flugzeugklimaanlage, den Flugzeugküchen oder
an Bord des Flugzeugs vorgesehenen Brennstoffzellen umfassen. Wenn
die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung
zum Sammeln von Kondenswasser umfasst, kann auf die Mitführung
von zusätzlichem Wasser verzichtet oder die Menge von zusätzlich
mitzuführendem Wasser reduziert werden, was sich vorteilhaft
auf das Gewicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine
auswirkt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugklimaanlage werden nun anhand der beigefügten schematischen
Figuren näher erläutert, von denen
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1 eine
erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugkabine zeigt,
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2 eine
zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugkabine zeigt und
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3 eine
dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer
Flugzeugkabine zeigt.
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Eine
in 1 gezeigte Vorrichtung 10 zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 umfasst
eine Zufuhrleitung 14, die an einem ersten Ende mit einem
in der 1 nicht gezeigten Luftauslass einer Flugzeugklimaanlage
verbunden ist. Über den Luftauslass der Flugzeugklimaanlage
wird der Flugzeugkabine 12 zuzuführende Luft in die
Zufuhrleitung 14 eingeleitet. Die Zufuhrleitung 14 der
Vorrichtung 10 ist selektiv mit einer Sauerstoffquelle 16 und/oder
einer Wasserquelle 18 verbindbar, um die Zufuhrleitung 14 durchströmende
Luft bei Bedarf mit Sauerstoff anzureichern und/oder zu befeuchten.
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Die
Sauerstoffquelle 16 der Vorrichtung 10 zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 umfasst
ein Sauerstofferzeugungssystem mit einem Molekularsieb-Sauerstoffkonzentrator.
Alternativ dazu kann die Sauerstoffquelle 16 jedoch auch
mit einem anders gestalteten Sauerstofferzeugungssystem und/oder
einem Sauerstoffspeicher ausgestattet sein. Die Wasserquelle 18 der Vorrichtung 10 umfasst
einen Wasserspeicherbehälter, der von einer Einrichtung
zum Sammeln von Kondenswasser aus einem Flugzeugtriebwerk mit Wasser
gespeist wird. Alternativ dazu kann die Wasserquelle 18 jedoch
auch ohne Wasserspeicherbehälter und/oder mit einer Einrichtung
zum Sammeln von Kondenswasser aus einem anderen System des Flugzeugs,
wie z. B. der Flugzeugkabine, der Flugzeugklimaanlage, den Flugzeugküchen
oder an Bord des Flugzeugs vorgesehenen Brennstoffzellen ausgestattet
sein. Die Steuerung der Sauerstoffanreicherung sowie der Befeuchtung
der die Zufuhrleitung 14 durchströmenden Luft
erfolgt mittels elektronisch ansteuerbarer Ventile 20, 22,
die dazu eingerichtet sind, die Sauerstoffquelle 16 und
die Wasserquelle 18 selektiv mit der Zufuhrleitung 14 zu
verbinden.
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An
einem ihrem erste Ende gegenüberliegenden zweiten Ende
ist die Zufuhrleitung 14 mit einem Einlassanschluss 24 eines
lokal begrenzten Bereichs 26 der Flugzeugkabine 12 verbunden.
Der Einlassanschluss 24 ist in Form einer Düse
ausgebildet und daher besonders gut geeignet, dem lokal begrenzten
Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 durch die Zufuhrleitung 14 geleitete
Atemluft mit einem Druck zuzuführen, der den Druck in einem
den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden Bereich der Flugzeugkabine 12 übersteigt.
Der erhöhte Druck der die Zufuhrleitung 14 durchströmenden
Luft wird von der Flugzeugklimaanlage bereitgestellt, so dass die die
Zufuhrleitung 14 durchströmende Luft bereits mit einem
erhöhten Druck aus dem Luftauslass der Flugzeugklimaanlage
in die Zufuhrleitung 14 geleitet wird.
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Der
lokal begrenzte Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 ist
durch eine in Form einer Personenkabine 28 ausgebildete
Trennvorrichtung von dem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden
Bereich der Flugzeugkabine 12 getrennt. Die Personenkabine 28 umgibt
einen in der Flugzeugkabine 12 angeordneten Sitz 30 und
bietet einer auf dem Sitz 30 sitzenden Person ausreichend
Platz. Da die Atemluft verbesserter Qualität dem Einlassanschluss 24 von der
Zufuhrleitung 14 mit einem erhöhten Druck zugeführt
wird, muss die Personenkabine 28 nicht vollständig
dicht ausgeführt sein.
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Um
die Bildung von Kondenswasser in dem von der Vorrichtung 10 mit
Atemluft verbesserter Qualität versorgten lokal begrenzten
Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 zu vermeiden,
weist die Personenkabine 28 einen Auslassanschluss 32 auf,
der über eine Abfuhrleitung 34 mit der Flugzeugklimaanlage
verbunden ist. über die Abfuhrleitung 34 kann die
verbrauchte Luft aus dem lokal begrenzten Bereich 26 der
Flugzeugkabine 12 der Flugzeugklimaanlage zur Aufbereitung,
d. h. zur Entfeuchtung und Frischluftanreicherung zugeführt
werden. Um die Entstehung eines Überdrucks in dem lokal
begrenzten Wirkungsbereich 26 der Vorrichtung 10 zur
Verbesserung der Atemluftqualität zu vermeiden, umfasst
der Auslassanschluss 32 ein in der 1 nicht näher
veranschaulichtes Überdruckventil.
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Im
Betrieb der Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität
in einer Flugzeugkabine 12 werden die Ventile 20, 22 von
einer in der 1 nicht gezeigten elektronischen
Steuereinheit entsprechend angesteuert, um einen gewünschten
Sauerstoffpartialdruck und/oder einen gewünschten Feuchtigkeitsgehalt
der die Zufuhrleitung 14 durchströmenden Luft
einzustellen. Die Einstellung des Sauerstoffpartialdrucks und/oder
der Luftfeuchtigkeit kann sich an den Bedürfnissen der
sich in der Personenkabine 28 befindenden Person orientieren.
Dadurch kann der Komfort dieser Person insbesondere auf Langstreckenflügen
beträchtlich verbessert werden.
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Eine
in 2 gezeigte Vorrichtung 10 zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 unterscheidet
sich von dem in 1 dargestellten System lediglich
dadurch, dass die Trennvorrichtung, die den lokal begrenzten Wirkungsbereich 26 der
Vorrichtung 10 von einem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden
Bereich der Flugzeugkabine 12 trennt, nicht länger
als Personenkabine 28 ausgebildet, sondern in Form einer
Haube 36 ausgeführt ist, die dazu geeignet ist,
den Kopf einer mit Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person
aufzunehmen. Im Vergleich zu der in 2 gezeigten
Haube 36 bietet die Personenkabine 28 der mit
Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person einen
höheren Komfort. Die mit einer Haube 36 ausgestattete
Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität
zeichnet sich im Vergleich zu einer eine Personenkabine 28 aufweisenden
Vorrichtung jedoch durch einen verringerten Sauerstoff- und Wasserverbrauch
aus. Im Übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise
der Vorrichtung 10 gemäß 2 dem
Aufbau und der Funktionsweise des in 1 gezeigten
Systems.
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Die
in 3 gezeigte Vorrichtung 10 zur Verbesserung
der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 unterscheidet
sich von den in den 1 und 2 gezeigten
Anordnungen schließlich dadurch, dass die Trennvorrichtung
zur Trennung des lokal begrenzten Wirkungsbereichs 26 der
Vorrichtung 10 von einem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden
Bereich der Flugzeugkabine 12 in Form einer Halbschalenmaske 38 ausgebildet
ist, die über dem Gesichtsbereich einer mit Atemluft verbesserter
Qualität zu versorgenden Person platziert werden kann. Durch
die Verwendung einer über dem Gesichtsbereich einer mit
Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person zu
platzierenden Maske kann der Sauerstoff- und Wasserverbrauch der
Vorrichtung 10 weiter verringert werden. Im Übrigen
entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der in 3 dargestellten
Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität
in einer Flugzeugkabine 12 dem Aufbau und der Funktionsweise
der in den 1 und 2 gezeigten
Anordnungen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0808769
A2 [0007, 0007, 0008, 0008]