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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Wasserversorgungssystem für einen Personentransportfahrzeug, insbesondere ein Wasserversorgungssystem mit einer Venturirohranordnung, zur gezielten Leitung von Wasserströmen, sowie ein Luftfahrzeug mit einem entsprechenden Wasserversorgungssystem.
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Hintergrund der Erfindung
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Bei Wasserversorgungssystemen für Personentransportfahrzeuge werden unterschiedliche Rohrleitungen bereitgestellt, über die zum einen das Wasserversorgungssystem betankt werden kann, andererseits jedoch auch eine Wasserverteilung innerhalb des Wasserversorgungssystems vorgenommen werden kann. Dabei sind die gewünschten Strömungswege bei einem Betanken des Wasserversorgungssystems mitunter verschieden von den Strömungswegen bei einer Wasserverteilung in Wasserversorgungssystemen. Bei einer Betankung ist beispielsweise gewünscht, das Wasser auf dem kürzesten Weg von einem Wasserbetankungsanschluss zu einem Wasserreservoir zu leiten, und zu vermeiden, dass das Wasser in dabei ungewünschte Rohrabzweigungen, bzw. Strömungswege fließen kann.
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Um das Wasser bei unterschiedlichen Betriebsvorgängen, beim Betanken einerseits oder beim Wasserverteilen andererseits, sicher und zuverlässig auf den beabsichtigten Strömungspfaden leiten zu können, sind in der Vergangenheit dazu Absperrventile verwendet worden, die entsprechend dem Betriebszustand geöffnet bzw. geschlossen wurden, um eine entsprechende Durchströmung der entsprechenden Leitungen zu ermöglichen oder zu vermeiden. Derartige mechanische Absperrorgane sind jedoch relativ schwer sowie wartungsaufwändig.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Vor diesem Hintergrund kann es als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrachtet werden, ein Wasserversorgungssystem bereitzustellen, welches leichter sowie wartungsärmer ist.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, wobei Weiterbildungen der Erfindung durch die abhängigen Ansprüche verkörpert werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Wasserversorgungssystem bereitgestellt, umfassend eine erste Leitung, ein Wasserreservoir und ein Venturirohr mit einem ersten Venturidüsenanschluss, einem zweiten Venturidüsenanschluss und einem zwischen dem ersten und dem zweiten Venturidüsenanschluss angeordneten Venturidüsenabzweig, wobei der zweite Venturidüsenanschluss über die erste Leitung mit dem Wasserreservoir verbunden ist, wobei der erste Venturidüsenanschluss mit einer zweiten Leitung zum Befüllen des Wasserreservoirs verbindbar ist, wobei der Abzweig des Venturirohrs mit einer dritten Leitung zum Versorgen von Zapfstellen verbindbar ist, wobei das Venturirohr beim Befüllen des Wasserreservoirs von dem ersten Venturidüsenanschluss zu dem zweiten Venturidüsenanschluss durchströmt wird, und beim Versorgen das Venturirohr von dem zweiten Venturidüsenanschluss zu dem Venturidüsenabzweig durchströmt wird.
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Auf diese Weise ist es möglich, etwa bei einem Befüllungsvorgang des Wasserreservoirs das Leitungssystem so zu durchströmen, dass sich an einem Abzweig des Leitungssystems, der hier an den Venturidüsenabzweig angeschlossen ist, ein Unterdruck derart einstellt, dass bei einer Durchströmung des Venturirohrs im Wesentlichen vermieden werden kann, dass das durchströmende Wasser in den Abzweig strömt. Insbesondere kann auf diese Weise das Wasser unmittelbar zu dem Wasserreservoir gelangen und ferner vermieden werden, dass bereits beim Befülllen unbeabsichtigt Wasser in einen Versorgungszweig strömt. Insbesondere wenn das Wasser beim Befüllen noch einen Desinfektionsprozess durchlaufen muss, kann auf diese Weise vermieden werden, dass Wasser undesinfiziert in das Rohrleitungssystem gelangt. Für den Betriebsfall einer Wasserversorgung hingegen kann das Wasser über die erste Leitung entgegen der Befüllungsrichtung zu dem zweiten Venturidüsenanschluss und dann in den Venturidüsenabzweig strömen, ohne jedoch durch den ersten Venturidüsenanschluss durch die zweite Leitung zu strömen, die im Regelfall nur für eine Wasserbefüllung verwendet wird. Mit anderen Worten, wird das Venturirohr bei einem Befüllungsvorgang unter Ausnutzung des Venturieffektes durchströmt, so dass an dem Abzweig ein Unterdruck entsteht, wobei bei einer Wasserversorgung das Venturirohr rückwärtig jedoch durch den Abzweig durchströmt wird, wodurch sich in der Regel kein Venturieffekt einstellt.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Venturirohr derart ausgelegt, dass sich beim Befüllen bei einem Durchströmen von dem ersten Venturidüsenanschluss zu dem zweiten Venturidüsenanschluss an dem Abzweig ein Unterdruck einstellt und beim Versorgen bei einem Durchströmen von dem zweiten Venturidüsenanschluss zu dem Venturidüsenabzweig ein großer Strömungsquerschnitt ergibt.
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Auf diese Weise kann das Venturirohr so dimensioniert werden, dass sich bei einer Durchströmung von dem ersten zu dem zweiten Venturidüsenanschluss gerade noch ein Unterdruck in dem Abzweig so einstellt, dass ein Einströmen von Wasser in den Abzweig unterbunden werden kann, während jedoch bei einem rückwärtigen Durchströmen von dem zweiten Venturidüsenanschluss zu dem Abzweig ein möglichst großer Strömungsquerschnitt vorhanden ist. Dabei sei angemerkt, dass die geometrische Dimensionierung von den Strömungsgeschwindigkeiten abhängig sein kann und sowohl der Unterdruck im Befüllungsvorgang als auch der Strömungsquerschnitt im Verteilungsvorgang als Bemessungsgrößen für die geometrische Dimensionierung des Venturirohrs verwendet werden können.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Wasserversorgungssystem ferner eine zweite Leitung, wobei der erste Venturidüsenanschluss mit der zweiten Leitung zum Befüllen mit Frischwasser verbunden ist.
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Auf diese Weise wird die zweite Leitung lediglich für einen Befüllungsvorgang verwendet, während die erste Leitung sowohl bei einem Befüllungs- als auch bei einem Wasserverteilungsvorgang durchströmt wird, jedoch bei einem Wasserverteilungsvorgang in einer umgekehrten Strömungsrichtung wie bei einem Befüllungsvorgang.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Wasserversorgungssystem ferner eine dritte Leitung, wobei der Venturidüsenabzweig des Venturirohrs mit der dritten Leitung zum Wasserversorgen verbunden ist, wobei beim Wasserversorgen stromabwärts wenigstens eine Zapfstelle angeordnet ist.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Venturidüsenabzweig des Venturirohrs beim Wasserversorgen stromabwärts über die dritte Leitung mit dem Wasserreservoir verbunden, um einen zirkulierenden Wasserkreislauf zu bilden, wobei zwischen dem Abzweig und dem Wasserreservoir die wenigstens eine Zapfstelle angeordnet ist.
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Obgleich es für die Funktionsweise einer Wasserentnahme nicht zwingend notwendig ist, dass die dritte Leitung mit dem Wasserreservoir verbunden ist, so kann doch bei einer Verbindung mit dem Wasserreservoir ein Zirkulationskreislauf bereitgestellt werden, der zum einen bei Bereitstellung einer Desinfektionsvorrichtung eine fortwährende Desinfektion des Wassers ermöglicht, jedoch auch das Wasser in Bewegung halten kann, um dieses beispielsweise vor einem Einfrieren zu schützen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Wasserversorgungssystem ferner eine Wasserdesinfektionsvorrichtung mit einem UV-Lichterzeuger zum UV-Bestrahlen von Wasser, wobei die Wasserdesinfektionsvorrichtung zwischen dem zweiten Venturidüsenanschluss und dem Wasserreservoir angeordnet ist.
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Auf diese Weise kann das Wasser sowohl bei einem Betankungsvorgang durch die Wasserdesinfektionsvorrichtung geleitet werden, als auch bei einem Wasserverteilungsvorgang. Mit anderen Worten, kann die Wasserdesinfektionsvorrichtung bidirektional angeströmt werden, so dass diese sowohl bei einer Betankung als auch bei einer Wasserverteilung das Wasser desinfizieren kann. Es sei angemerkt, dass statt einer Wasserdesinfektionsvorrichtung mit einem UV-Lichterzeuger auch anderweitige Wasserdesinfektionsvorrichtungen verwendet werden können, beispielsweise Wasserdesinfektionsvorrichtungen, basierend auf einem elektrochemischen Prozess oder einer Dosierung eines Desinfektionsmittels in das Wasser.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist in dem UV-Lichterzeuger beim Befüllen eine höhere UV-Lichtintensität erzeugbar als bei einem Wasserversorgen.
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Bei einem Befüllungsvorgang liegen in der Regel höhere Durchströmungsgeschwindigkeiten vor, so dass auf diese Weise durch eine höhere UV-Lichtintensität ein zuverlässiger Desinfektionsvorgang vorgenommen werden kann, während bei einem Wasserverteilen die Durchströmungsgeschwindigkeiten geringer sind und somit auch nur eine geringere UV-Lichtintensität erforderlich ist, um eine zuverlässige Desinfektion vornehmen zu können. Auf diese Weise kann der Energieverbrauch als auch die Betriebsdauer der UV-Lichterzeuger reduziert werden, was sowohl den Energieverbrauch verringert als auch die Lebensdauer der Wasserdesinfektionsvorrichtung oder zumindest die Wartungszyklen verlängert.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Wasserdesinfektionsvorrichtung eine Mehrzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten auf, wobei beim Befüllen eine größere Anzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten als beim Wasserversorgen aktivierbar ist.
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Auf diese Weise können einzelne oder eine Mehrzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten separat angesteuert werden, und auf diese Weise die Lichtintensität variiert werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind bei einem Befüllen alle der Mehrzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten aktivierbar, während bei einem Wasserverteilen eine Teilmenge der Mehrzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten aktiviert ist.
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Auf diese Weise kann sowohl bei einem Befüllen als auch bei einem Wasserverteilen eine überschneidende Menge von UV-Lichterzeugungseinheiten verwendet werden, um die Gesamtanzahl der UV-Lichterzeugungseinheiten zu reduzieren.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind in einem Wasserverteilungsbetriebsmodus die UV-Lichterzeugungseinheiten wenigstens teilweise alternierend aktivierbar.
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Auf diese Weise werden insbesondere bei einer Wasserverteilung, die sich üblicherweise über einen längeren Zeitraum erstreckt als eine Wasserbefüllung, die Betriebsbelastung auf unterschiedliche UV-Lichterzeugungseinheiten verteilt, so dass sich eine gleichmäßigere Belastung der einzelnen UV-Lichterzeugungseinheiten ergibt. Auf diese Weise tritt keine gravierend unterschiedlich starke Beanspruchung der Lichterzeugungseinheiten auf. Durch eine entsprechende Sensoreinrichtung kann auch die Lichtintensität ermittelt werden, um bei nachlassender Lichtintensität gegebenenfalls eine weitere UV-Lichterzeugungseinheit zu aktivieren oder eventuell von einer UV-Lichterzeugungseinheit mit geringerer Intensität auf eine UV-Lichterzeugungseinheit mit höherer Intensität umschalten zu können.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Wasserversorgungssystem ferner eine Partikelfalle, wobei die Partikelfalle beim Versorgen stromabwärts des Abzweigs des Venturirohrs angeordnet ist.
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Auf diese Weise können gegebenenfalls vorhandene Partikel oder im Wasserversorgungssystem freigesetzte Partikel aus dem Wasserstrom zurückgehalten werden, so dass diese unter Umständen auch gefährlichen Partikel nicht bis zu den Wasserzapfstellen gelangen. Beispielsweise können durch einen Glasbruch in einer Wasserdesinfektionseinheit Glassplitter in den Wasserkreislauf gelangen, die auf diese Weise durch die Partikelfalle aus dem Wasserstrom entfernt werden können.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Partikelfalle eine Einströmöffnung, ein langgestrecktes Durchflussvolumen und eine Ausströmöffnung auf, wobei das langgestreckte Durchflussvolumen wenigstens teilweise eine Erstreckung in Gravitationsrichtung aufweist, wobei die Einströmöffnung einen kleineren Wirkungsquerschnitt aufweist als das langgestreckte Durchflussvolumen, und das Verhältnis der Wirkungsquerschnitte von Eintrittsöffnung und Durchflussvolumen so bemessen ist, dass sich eine Verringerung der Durchströmgeschwindigkeit beim Übergang von der Eintrittsöffnung zum Durchströmvolumen derart einstellt, dass durch die Eintrittsöffnung eingetragene Partikel mit einem höheren spezifischen Gewicht als Wasser gravitationsbedingt im Durchflussvolumen zurückgehalten werden.
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Auf diese Weise kann erreicht werden, dass insbesondere Partikel, die schwerer als Wasser sind, jedoch durch die Strömung in den Wasserleitungen mitgetragen werden, durch eine gezielte Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit in dem langgestreckten Durchflussvolumen nur noch eine geringe Strömungskraft erfahren, so dass die Schwerkraft überwiegt und diese Partikel im langgestreckten Durchflussvolumen zurückgehalten werden bzw. sedimentieren und auf diese Weise die Ausströmöffnung nicht mehr erreichen können.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist die Partikelfalle betreffend der Partikel auf Glassplitter in einer für den menschlichen Organismus beim Verschlucken gefährlichen Größe bemessen.
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Auf diese Weise können insbesondere durch Glasbruch in einer Desinfektionsanlage entstehende Glasscherben und Glassplitter in der Partikelfalle zurückgehalten werden. Es sei dabei angemerkt, dass je nach Partikelgröße bzw. spezifischem Gewicht der Partikel und auch einer erwarteten Partikelform die Wirkungsquerschnitte relativ zueinander so angepasst werden, dass der gewünschte Effekt einer Sedimentierung der Partikel erreicht werden kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Wasserversorgungssystem eine Pumpe auf, wobei die Pumpe zwischen dem Wasserreservoir und dem zweiten Venturidüsenanschluss angeordnet ist.
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Auf diese Weise kann das Wasser mit einem gewissen Druck beaufschlagt werden, so dass das Wasser auch bei höher gelegenen Zapfstellen noch entnommen werden kann bzw. einen gewünschten Wasserdruck an den Zapfstellen aufweist oder auch eine Wasserszirkulationsströmung bereitgestellt werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst das Wasserversorgungssystem ferner eine Bypassleitung für die Pumpe, wobei die Bypassleitung mit einem ersten Anschluss zwischen der Pumpe und dem zweiten Venturidüsenanschluss mündet und mit einem zweiten Anschluss derart angeschlossen ist, dass Wasser beim Befüllen unter Umgehung der Pumpe in ein Wasserreservoir einleitbar ist.
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Auf diese Weise kann beispielsweise bei einem Befüllungsvorgang vermieden werden, dass eine Pumpe rückwärtig durchströmt wird und sich dadurch ein hoher Druckverlust in der Befüllleitung einstellt. Ferner kann erreicht werden, dass bei einem Ausfall der Pumpe oder nach Verstopfung der Pumpe eine Umgehungsleitung um die Pumpe herum bereitgestellt werden kann. Insbesondere wenn die Pumpe nur für eine Wasserversorgung durchströmt wird, jedoch nicht für eine Befüllung, kann die Bypassleitung entsprechend groß dimensioniert werden, sodass diese auch die größeren Durchflussmengen bei einer Befüllung bewältigen kann.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Luftfahrzeug mit einem Wasserversorgungsanschluss und einem Wasserversorgungssystem wie zuvor beschrieben bereitgestellt, wobei der Wasserversorgungsanschluss mit dem Wasserversorgungssystem derart verbunden ist, dass bei der Befüllung über den Wasserversorgungsanschluss das Wasserversorgungssystem mit Frischwasser befüllbar ist.
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Es sollte bemerkt werden, dass die einzelnen Merkmale, wie sie oben beschrieben wurden, selbstverständlich auch untereinander kombiniert werden können, wodurch sich zum Teil auch vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Diese und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden durch die Bezugnahme auf die hiernach beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen erläutert und verdeutlicht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Beispielhafte Ausführungsformen werden nachstehend mit Bezugnahme auf die folgende Zeichnung beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Anordnung und einen schematischen Aufbau eines Wasserversorgungssystems.
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Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
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1 zeigt einen schematischen Aufbau eines Wasserversorgungssystems. Ein derartiges Wasserversorgungssystem kann beispielsweise in einem Flugzeug verwendet und angeordnet werden. In 1 ist mit dem Bezugszeichen 2 die Grenze des Flugzeugs angedeutet. Das Flugzeug bzw. das Personentransportfahrzeug weist einen Anschluss 90 auf, an dem eine externe Wasserquelle angeschlossen werden kann, etwa ein Wassertankfahrzeug. Das in 1 gezeigte Wasserversorgungssystem weist ein Wasserreservoir 60 auf, aus dem das Wasser für eine Wasserversorgung beispielsweise eines Flugzeugs 2 bezogen werden kann, wobei dieses Wasserreservoir als Vorratsspeicher für das Wasser dient. Das Wasserreservoir kann in einem ersten Betriebsmodus A des Wasserversorgungssystems 1 befüllt werden. Zu diesem Zweck kann an einen Wasserversorgungsanschluss 90, an beispielsweise der Außenhaut des Flugzeugs bzw. Luftfahrzeugs, eine Wasserquelle angeschlossen werden, so dass das Wasser zum Befüllen des Reservoirs 60 in einem ersten Betriebsmodus A durch die Wasserbefüllungsleitung bzw. die zweite Leitung 82 einströmt. Das Wasser strömt dann weiter durch die erste Leitung 81 zu einer Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 und tritt durch die im ersten Betriebsmodus A bzw. beim Befüllen als Wassereingang dienende Öffnung 11 in die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 ein. In der Wasserdesinfektionsvorrichtung wird das einströmende Wasser desinfiziert, bevor es durch den zweiten beim Befüllen A als Wasserausgang dienenden Wasseranschluss 12 über die Leitung 87 in das Wasserreservoir 60 gelangt. Dabei kann das Wasser beim Befüllen rückwärtig durch die Pumpe 40 über die Leitung 86 in das Wasserreservoir fließen, wobei die Pumpe dann derart ausgelegt ist, dass sie im deaktivierten Zustand einen rückwärtigen Durchfluss von Wasser erlaubt. Dies kann beispielsweise durch den Einsatz einer Kreiselpumpe ermöglicht werden. Das einströmende Wasser kann jedoch alternativ auch durch die Bypassleitung 50 an der Pumpe 40 vorbei in das Wasserreservoir 60 strömen. Die Bypassleitung ist dabei mit einem Leitungsanschluss 51 zwischen der Pumpe 40 bzw. dem Pumpenausgang 41 und dem zweiten Wasseranschluss 12 der Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 angeschlossen. Der zweite Anschluss 52 der Bypassleitung 50 kann dabei entweder (wie in 1 gezeigt) unmittelbar an das Wasserreservoir 60 angeschlossen sein, jedoch auch (hier nicht gezeigt) in die Leitung 86 oder die Leitung 85 münden, so dass das Wasserreservoir selber keinen separaten Anschluss benötigt, um die Bypassleitung anzuschließen.
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Wenn nun Wasser aus dem Wasserreservoir 60 entnommen werden soll, etwa um eine Zapfstelle 70 im Luftfahrzeug 2 mit Wasser zu versorgen, kann das Wasser etwa durch die Leitung 86 aus dem Reservoir 60 zu dem Pumpenanschluss 42 geleitet werden. Durch die Pumpe 40 kann das Wasser mit einem gewissen Druck beaufschlagt werden, um dann aus dem Pumpenausgang 41 durch die Leitung 87 durch den zweiten Wasseranschluss 12 in die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 einzuströmen. Dabei befindet sich das Wasserversorgungssystem bzw. die Wasserdesinfektionsvorrichtung in einem zweiten Betriebsmodus B für ein Versorgen der Zapfstelle 70. Nach einer Desinfektion in der Wasserdesinfektionsvorrichtung strömt das Wasser dann durch den ersten Wasseranschluss 11 der Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 aus. Das Wasser strömt dann für ein Versorgen der Zapfstelle 70 mit Wasser im zweiten Betriebsmodus B weiter durch die erste Leitung 81 und gelangt dann über die dritte Leitung 83, 84 zu der Zapfstelle 70. Die Zapfstelle 70 kann mit einem entsprechenden Ventil bzw. einem Hahn betätigt werden. Es sei angemerkt, dass für diesen Betriebsfall die Bypassleitung 50 mit einem hier nicht gezeigten Ventil bzw. einem Absperrorgan verschlossen werden kann, so dass das Wasser einen definierten Weg nimmt. Bei einem Befüllen im Betriebsmodus A ist die Durchflussmenge von Wasser verhältnismäßig hoch, da innerhalb kürzester Zeit das Wasserreservoir befüllt werden muss, um die Standzeiten eines Flugzeugs am Boden gering zu halten. Die Entnahme des Wassers über die Zapfstelle 70 erfolgt in dem zweiten Betriebsmodus B, jedoch in der Regel mit einer geringeren Durchflussmenge, da sich ein Verbrauch des Wassers oft über einen längeren Zeitraum erstreckt. Die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 kann daher so ausgelegt sein, dass in einem ersten Betriebsmodus A beim Befüllen des Wasserreservoirs 60, das heißt bei einer großen Durchflussmenge, die Behandlungsintensität durch die Wasserdesinfektionsvorrichtung höher ist als in einem zweiten Betriebsmodus B, bei dem die Wasserdurchflussmenge durch die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 geringer ist. Die Wasserdesinfektionsvorrichtung kann zu diesem Zweck mit einer UV-Lichtquelle bzw. einem UV-Lichterzeuger ausgestattet sein, der beispielsweise aus einer Mehrzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten 13, 14 besteht. Diese Mehrzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten, etwa in Form von einzelnen UV-Lampen bzw. UV-Röhren oder auch UV-Leuchtdioden, können wahlweise und einzeln aktiviert werden, so dass etwa in einem ersten Betriebsmodus A eine größere Anzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten aktiviert werden kann als in dem zweiten Betriebsmodus B. So können beispielsweise bei einem Befüllen im ersten Betriebsmodus A alle oder nahezu alle UV-Lichterzeugungseinheiten aktiviert werden, während in dem zweiten Betriebsmodus B nur eine Teilmenge davon aktiviert werden kann. Diese Teilmenge kann zeitlich alternieren. Dabei kann beispielsweise eine UV-Lichterzeugungseinheit nach einer gewissen Zeit ab-, und eine weitere UV-Lichterzeugungseinheit eingeschaltet werden. Durch die zeitlich alternierende Einschaltung kann eine gleichmäßige Belastung der einzelnen UV-Lichterzeugungseinheiten bewirkt werden. Es sei verstanden, dass auch eine Teilmenge der Gesamtheit der UV-Lichterzeugungseinheiten aktiviert bzw. alternierend aktiviert werden kann, um eine gleichmäßige Belastung der UV-Lichterzeugungseinheiten zu bewirken. Dabei kann beispielsweise auch eine Detektionsvorrichtung (nicht gezeigt) vorgesehen sein, die überwacht, ob die UV-Lichterzeugungseinheiten zuverlässig und noch in der ausreichenden Intensität arbeiten, um in Abhängigkeit davon eine entsprechende Zuschaltung oder Umschaltung weiterer UV-Lichterzeugungseinheiten je nach Betriebsmodus zu veranlassen. Durch eine derartige Überwachung kann auch eine Rückmeldung an das System gegeben werden, ob ein Austausch einzelner UV-Lichterzeugungseinheiten notwendig ist. Die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 kann mit einer derartigen redundanten Anzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten 13, 14 ausgestattet sein, das auch bei einem ersten Betriebsmodus A beim Befüllen eine gewisse Anzahl von UV-Lichterzeugungseinheiten ausfallen können, ohne eine ordnungsgemäße Desinfizierung des Wassers bei einem Befüllungsvorgang mit einer hohen Durchflussmenge zu beeinträchtigen.
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Mit einer derartigen Wasserdesinfektionsvorrichtung kann das Wasser sowohl bei einem Befüllen A eines Wasserreservoirs 60 als auch bei einem Versorgen B von Wasserzapfstellen 70 desinfiziert werden. Insbesondere kann das Wasser beim Befüllen und bei der Wasserentnahme durch die gleiche Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 desinfiziert werden, wobei die Leistung der Wasserdesinfektionsvorrichtung betreffend der Intensität entsprechend an die variierende Durchflussmenge zwischen einer maximalen Durchströmung bei einem Befüllen und einer signifikant reduzierten Durchflussmenge bei einer Wasserentnahme angepasst werden kann. Dabei kann eine Befüllung beispielsweise mit 100 bzw. 150 Liter/Minute erfolgen, was eine hohe Strahlungsintensität in der Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 erfordert, während bei einer Wasserentnahme bei einer Versorgung von Zapfstellen 70 sich Durchflussmengen von 1 bis beispielsweise 30 Liter/Minute einstellen können. Letztere erfordert eine wesentlich geringere Strahlungsintensität, so dass die Wasserdesinfektionsvorrichtung nicht mit voller Leistung betrieben werden muss, was zum einen Energie spart und zum anderen die Lebensdauer der UV-Lichterzeugungseinheiten erhöht. Es sei angemerkt, dass eine Desinfizierung des Wassers in einem zweiten Betriebsmodus B beim Wasserverteilen nicht nur bei einer Entnahme an den Zapfstellen 70 erfolgen kann, sondern auch wenn das Wasser in einem Zirkulationskreislauf über die Leitung 85 wieder zurück in das Wasserreservoir 60 geführt wird. So kann eine fortwährende Desinfektion des Wassers erfolgen, auch wenn keine explizite Entnahme an den Zapfstellen 70 erfolgt.
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Bei einer Befüllung des Wasserreservoirs 60 ergibt sich, dass das über die Leitung 82 einströmende Wasser im ersten Betriebsmodus A durch die Leitungen 81 und 87 in das Wasserreservoir 60 strömen soll und es verhindert werden muss, dass das einströmende Wasser direkt in die Leitung 83 und somit die Leitung 84 zu den Zapfstellen 70 und durch die Leitung 85 in den Tank gelangt. In diesem Fall könnte nämlich nicht mehr sichergestellt werden, dass dieses Wasser beim Befüllen ordnungsgemäß desinfiziert wird und so ein insgesamt erfolgreiches Desinfektionsergebnis beim Befüllvorgang behindert werden. Um zu verhindern, dass das Wasser beim Befüllen in die Leitung 83 strömt, kann an dem Abzweig ein Venturirohr 20 vorgesehen sein, wobei an einen ersten Venturidüsenanschluss 21 die Befüllungsleitung 82 angeschlossen ist, und an dem zweiten Venturidüsenanschluss 22 die Leitung 81 angeschlossen ist. Die Leitung 83 wird dabei an den Abzweig 23 des Venturirohrs 20 angeschlossen. Das Venturirohr bewirkt bei einer Durchströmung von dem ersten Venturidüsenanschluss 21 zu dem zweiten Venturidüsenanschluss 22, dass sich an dem Venturidüsenabzweig 23 ein Unterdruck einstellt, so dass bereits nur durch die Durchströmung des Wassers beim Befüllen durch den Venturieffekt ein Unterdruck an dem Abzweig 23 einstellt, der verhindert, dass Wasser beim Befüllen in die Leitung 83 strömt. Auf diese Weise kann in der Leitung 83 ein Absperrorgan entfallen, da sich bereits aufgrund der Geometrie des Venturirohrs dort ein Unterdruck einstellt oder zumindest sich derartige Druckverhältnisse einstellen, dass kein Einströmen in den Abzweig 23 erfolgt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass beim Befüllen das Wasser über den entsprechenden Wasserversorgungsanschluss 90 das Wasser ausschließlich über die Leitungen 82, 81, die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10, die Leitungen 87 und 86 bzw. 50 in das Wasserreservoir 60 einströmt. Bei einem Wasserversorgen in einem zweiten Betriebszustand B wird das Wasser aus dem Wasserreservoir 60 über die entsprechenden Leitungen 86, 87 durch die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 geführt. Das Wasser fließt dann durch den Abzweig 23 weiter in die dritte Leitung 83, da die Leitung 82 und der Wasserversorgungsanschluss 90 verschlossen sind und somit eine Sackgasse darstellen, um so zu der Zapfstelle 70 zu gelangen. Mit anderen Worten, fließt das Wasser im ersten Betriebsmodus A beim Befüllen des Reservoirs vom ersten Venturidüsenanschluss 21 zum zweiten Venturidüsenanschluss 22, während das Wasser im zweiten Betriebszustand B beim Versorgen der Zapfstellen vom zweiten Venturidüsenanschluss 22 zum Abzweig 23 fließt. Dabei kann das Venturirohr bezüglich der Düsengeometrie sowie des effektiven Strömungsquerschnitts des Abzweigs 23 so ausgestaltet sein, dass sich bei einem Befüllen ein relativ kleiner Unterdruck oder gerade keine Druckdifferenz am Abzweig 23 einstellt, jedoch bei einem Durchströmen vom zweiten Venturidüsenanschluss zum Abzweig ein großer Strömungsquerschnitt ergibt. Mit anderen Worten, können die Geometrien betreffend des Düsendurchmessers und des Öffnungsdurchmessers des Abzweiges 23 so aufeinander abgestimmt werden, dass bei den entsprechend geplanten Befüllungsdurchflussmengen bzw. den Entnahmemengen diese Geometrien zueinander optimiert ausgestaltet werden, um obige Bedingungen zu erfüllen. Dabei kann etwa der Venturidüsendurchmesser und/oder der Abzweigdurchmesser bei vorgegebener Durchströmgeschwindigkeit soweit vergrößert werden, bis sich gerade noch ein Unterdruck am Abzweig 23 einstellt. Es sei verstanden, dass bei unterschiedlichen Durchflussmengen bzw. Durchflussgeschwindigkeiten diese Geometrien variiert werden können, um dieses Optimum zwischen Druckverhältnissen bei der Befüllung und niedrigem Strömungswiderstand bei einer Wasserversorgung zu erreichen. Das Venturirohr 20 soll letztlich so dimensioniert sein, dass der Zweck erfüllt wird, dass kein Wasser in den Abzweig 23 beim Befüllen einströmt, und dabei ein geringer Strömungswiderstand bzw. ein hoher Strömungsquerschnitt bei einer rückwärtigen Durchströmung von dem zweiten Venturirohranschluss 22 zu dem Abzweig 23 erreicht wird.
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Es sei angemerkt, dass die Funktionsweise des Venturirohrs 20 im Wesentlichen unabhängig ist von der Funktionsweise der Wasserdesinfektionsvorrichtung 10. Mit anderen Worten, die bidirektionale Durchströmung der Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 kann auch bei einem Abzweig ohne Venturirohr 20 angewendet werden, etwa wenn der Abzweig durch ein Ventil verschlossen wird. Ebenso kann der Venturirohrabzweig auch verwendet werden, wenn das Wasserversogungssystem ohne Desinfektionsvorrichtung verwendet wird.
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In der Versorgungsleitung 83, 84, die zwischen dem Abzweig zwischen der Leitung 82 und der Leitung 81 bzw. an dem Abzweig 23 des Venturirohrs angeordnet ist, kann sich eine Partikelfalle 30 befinden, die etwa freigesetzte Partikel aus dem Wasserströmungsfluss zurückhält, so dass diese Partikel erst gar nicht zu der Zapfstelle 70 gelangen. Derartige Partikel können beispielsweise bereits bei der Befüllung eingebrachte Sedimente sein, jedoch auch Bruchstücke von Einrichtungen der Wasserversorgung, etwa Glassplitter aus der Wasserdesinfektionsvorrichtung 10, wenn z. B. eine UV-Lichterzeugungseinheit 13, 14 zerbricht und Glaspartikel in das Wasserversorgungssystem gelangen. Obgleich ein derartiger Fall sehr unwahrscheinlich ist, da bereits die Wasserdesinfektionsvorrichtung 10 mit großer Sorgfalt gegen derartige Fälle abgesichert ist, stellt eine Partikelfalle 30 einen zusätzlichen Schutz dar, falls derartige Partikel dennoch in das Wasserversorgungssystem gelangen sollten. Die Partikelfalle ist beispielsweise ausgestaltet in Form eines verbreiterten langgestreckten Durchflussvolumens 33, welches zum Leitungsabschnitt 83 hin eine Einströmöffnung 31 und am gegenüberliegenden Ende eine Ausströmöffnung 32 aufweist. Die Partikelfalle in der hier gezeigten Ausführungsform ist so angeordnet, dass sich die Längserstreckung des Durchflussvolumens in eine Gravitationsrichtung erstreckt, wobei – bezogen auf die Gravitationsrichtung – die Einströmöffnung 31 unten und die Ausströmöffnung 32 oben angeordnet ist. Etwa vorhandene Partikel strömen über die Einströmöffnung 31 in die Partikelfalle ein. Durch das Durchflussvolumen mit einem größeren Wirkungsquerschnitt als die Einströmöffnung 31 verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit in der Partikelfalle, so dass ein Partikel mit einem höheren spezifischen Gewicht als Wasser gravitationsbedingt im Durchflussvolumen 33 absinkt bzw. zurückgehalten wird. Physikalisch gesprochen, überwiegt beim Einströmen durch die Einströmöffnung 31 die Strömungskraft gegenüber der Gravitationskraft eines Partikels mit einem höheren spezifischen Gewicht als Wasser, während durch die verlangsamte Durchströmgeschwindigkeit im Durchflussvolumen 33 die Gravitationskraft der Strömungskraft überlegen ist und somit zu einer Sedimentation bzw. Absinken des Partikels führt. Auf diese Weise kann der Partikel aufgrund seines gravitationsbedingten Absinkens die Ausströmöffnung 32 nicht mehr erreichen, so dass ausströmendes Wasser von derartigen Partikeln befreit zu den Zapfstellen 70 gelangen kann. Eine derartige Partikelfalle hat den Vorteil, dass sie ohne mechanisch bewegbare Teile auskommt und im Wesentlichen keiner Wartung bedarf, da z. B. keine Filterelemente ausgetauscht werden müssen. Beispielsweise kann der Strömungsquerschnitt des Durchflussvolumens 33 etwa dreimal so hoch sein wie der Strömungsquerschnitt der Einströmöffnung 31. Das Verhältnis der Strömungsquerschnitte kann jedoch variieren gemäß der Art und der Größe der erwarteten Partikel, da eine derartige Partikelfalle in der Regel auf derartige Partikel dimensioniert wird, die bei einem Verschlucken für den menschlichen Organismus eine Gefahr darstellen.
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Es sei angemerkt, dass derartige Partikelfallen unabhängig davon eingesetzt werden können, ob ein Venturirohr in der beschriebenen Ausführungsform eingesetzt wird oder eine Wasserdesinfektionsvorrichtung in der beschriebenen Form eingesetzt wird. Insbesondere kann eine derartige Partikelfalle immer dann eingesetzt werden, wenn die Möglichkeit besteht, diese in Gravitationsrichtung auszurichten und vor einer Zapfstelle 70 anzuordnen.
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Es sollte angemerkt werden, dass die vorliegende Erfindung neben dem Anwendungsbereich in Flugzeugen auch in anderen Transportmitteln angewendet werden kann, wie beispielsweise in Zügen bzw. Bussen oder Schiffen.
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Es sei ferner angemerkt, dass der Begriff ”umfassend” weitere Elemente oder Verfahrensschritte nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff ”ein” und ”eine” mehrere Elemente und Verfahrensschritte nicht ausschließt. Die verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend betrachtet werden, soweit der Schutzbereich der Erfindung durch die Ansprüche wiedergegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4227518 A1 [0004]
- US 5303739 [0004]
