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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vakuum-Toilettensystem für Flugzeuge.
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Vakuum-Toilettensysteme für Flugzeuge haben üblicherweise einen Abwassertank zum Aufnehmen und Sammeln von Abwasser aus Toiletten, wobei die Toiletten jeweils über ein Spülventil an eine Abwasserleitung angeschlossen sind, die in einen Abwassereinlass des Abwassertanks mündet. Um während der Toilettenspülvorgänge im Abwassertank und in der Abwasserleitung einen Unterdruck zum Saugen des Abwassers in den Abwassertank zu erzeugen, ist der Abwassertank mit einer in ein Abluftrohr zum Flugzeugaußenraum mündenden Abluftleitung verbunden. Üblicherweise umfasst diese Abluftleitung einerseits einen Vakuumgenerator und andererseits ein Rückschlagventil in einer Bypassleitung parallel zum Vakuumgenerator. Während bei normalem Außenluftdruck (d.h. zum Beispiel bei geringer Flughöhe oder am Boden) der Unterdruck durch Aktivierung des Vakuumgenerators erzeugt wird, wird bei niedrigem Außenluftdruck (d.h. zum Beispiel in Reiseflughöhe) der Unterdruck durch die Bypassleitung mit automatisch geöffnetem Rückschlagventil erzeugt. Durch die so entstehende Druckdifferenz zwischen den Toiletten und dem Abwassertank entstehen während des Toilettenspülvorgangs allerdings auch starke Geräusche, die Fahrgäste in den Fahrzeugkabinen der Flugzeuge stören können. In manchen herkömmlichen Vakuum-Toilettensystemen ist deshalb schon eine Druckregelung zum leiseren effizienten Saugen des Abwassers in den Abwassertank integriert, die aber meist einen hohen zusätzlichen Energieverbrauch hat.
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Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Vakuum-Toilettensystem für Flugzeuge zu schaffen, das während der Toilettenspülvorgänge ein effizientes Saugen des Abwassers in den Abwassertank leiser ermöglicht, wobei die Geräuschreduzierung mit möglichst geringem Energieverbrauch erzielt werden soll.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch das Vakuum-Toilettensystem für Flugzeuge mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Das erfindungsgemäße Vakuum-Toilettensystem für Flugzeuge enthält einen Abwassertank mit einem Abwassereinlass zum Aufnehmen von Abwasser aus wenigstens einer Toilette in den Abwassertank und einem Luftauslass zum Aussaugen von Luft aus dem Abwassertank; eine Abwasserleitung, die an wenigstens ein Spülventil wenigstens einer Toilette angeschlossen ist und in den Abwassereinlass des Abwassertanks mündet; und eine Abluftleitung, die an den Luftauslass des Abwassertanks angeschlossen ist und in ein Abluftrohr mit einem Luftausgang zum Flugzeugaußenraum mündet, wobei in der Abluftleitung ein Vakuumgenerator angeordnet ist, der ausgestaltet ist, um im aktiven Zustand Luft aus dem Abwassertank auszusaugen und zum Abluftrohr zu fördern, und wobei die Abluftleitung eine Bypassleitung parallel zum Vakuumgenerator aufweist, durch welche Luft aus dem Abwassertank zum Abluftrohr gesaugt wird, wenn der Außenluftdruck niedriger ist als der Innenluftdruck und der Vakuumgenerator nicht aktiv ist. Gemäß der Erfindung weist das Vakuum-Toilettensystem ferner ein passives Ventilsystem am Abluftrohr stromauf des Luftausgangs auf, das auf die Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck und Außenluftdruck reagiert, um die Abluftströmungsrate aus dem Abwassertank gemäß der Druckdifferenz zu reduzieren.
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Diese Struktur des Vakuum-Toilettensystems beruht auf der Kenntnis, dass eine Druckregelegung für den Abwassertank sinnvoll ist, weil bei Flugzeugen in Reiseflughöhe aufgrund des sehr niedrigen Außenluftdrucks eine sehr große Abluftströmungsrate aus dem Abwassertank entsteht, die starke Geräusche erzeugt, und dadurch auch eine Druckdifferenz zwischen Toilette und Abwassertank wesentlich größer wird als für das Saugen des Abwassers aus der Toilette in den Abwassertank erforderlich ist. Bei dem erfindungsgemäßen Vakuum-Toilettensystem wird durch das zusätzliche passive Ventilsystem im Abluftrohr eine solche angestrebte Druckregelung durch Reduzieren der Abluftströmungsrate bei niedrigem Außenluftdruck realisiert, wodurch die Geräusche während eines Toilettenspülvorgangs (insbesondere ab kurz nach Anfang des Spülvorgangs bei leerem Abwassertank bzw. sofort ab Anfang des Spülvorgangs bei vollem Abwassertank) in Reiseflughöhe deutlich reduziert werden, weil der Druck im Abwassertank trotz des sehr niedrigen Außenluftdrucks nicht so stark verringert wird. Im Gegensatz zu anderen Maßnahmen zu einer solchen Druckregelegung schafft das erfindungsgemäß vorgeschlagene zusätzliche passive Ventilsystem am Abluftrohr dies sehr leise und ohne zusätzlichen Energieaufwand, weil es keine elektrische oder mechanische Betätigung braucht, sondern direkt auf die Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck und Außenluftdruck reagiert, und auch kein zusätzliches Einfluten von Kabinenluft benötigt, deren Bereitstellung Energie kostet. Bei Verwendung dieses zusätzlichen passiven Ventilsystems am Abluftrohr kann auch auf weitere Komponenten zur Druckregelung verzichtet werden, wodurch kein zusätzlicher Energieaufwand entsteht. Außerdem ermöglicht diese Verwendung eines solchen passiven Ventilsystems am Abluftrohr eine relativ einfache Herstellung und einen sehr zuverlässigen und ausfallsicheren Betrieb des Vakuum-Toilettensystems.
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Die Begriffe Innenluftdruck und Außenluftdruck bezeichnen die Luftdrücke innerhalb des Flugzeugs (in beliebigen Räumen / Gebieten; auch als Kabinenluftdruck zu bezeichnen) bzw. außerhalb des Flugzeugs (auch als Atmosphärenluftdruck zu bezeichnen). Während am Boden und bei niedrigen Flughöhen der Außenluftdruck etwa gleich dem Innenluftdruck ist, ist der Außenluftdruck in Reiseflughöhen deutlich niedriger als der Innenluftdruck.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das zusätzliche passive Ventilsystem am Abluftrohr ein Gehäuse und im Gehäuse wenigstens eine bewegliche Membran in Kontakt zum Abluftrohr auf, wobei im Gehäuse der Innenluftdruck herrscht und im Abluftrohr der Außenluftdruck herrscht, sodass die bewegliche Membran direkt durch die Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck und Außenluftdruck bewegt wird.
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In einer Ausführungsform bildet die bewegliche Membran einen Wandabschnitt des Abluftrohres, sodass sie bei einer Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck und Außenluftdruck (d.h. Außenuftdruck imm Abluftrohr niedriger als Innenluftdruck) die Querschnittsfläche und damit den Strömungsquerschnitt des Abluftrohres einschnürt. Bei dieser Ausführungsform weist das zusätzliche passive Ventilsystem im Bereich der beweglichen Membran ferner ein Innenrohr im Abluftrohr auf, um die Verringerung der Querschnittsfläche des Abluftrohres durch die bewegliche Membran zu begrenzen (insbesondere auch bei fehlerhaft agierender Membran). Dieses Innenrohr im Abluftrohr hat einen Minimalquerschnitt für die Abluftströmung durch das Abluftrohr. Optional kann die Membran außerdem beheizt werden, um eine Eisbildung im Abluftrohr oder ein Festfrieren zu verhindern.
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In einer anderen Ausführungsform weist das zusätzliche passive Ventilsystem am Abluftrohr ferner ein in das Abluftrohr einschiebbares Sperrelement auf, wobei die bewegliche Membran bei einer Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck und Außenluftdruck das Sperrelement in das Abluftrohr einschiebt und dadurch die offene Querschnittsfläche und damit den Strömungsquerschnitt des Abluftrohres reduziert oder sogar ganz schließt. Das Maß des Einschiebens und damit das Maß der Reduzierung der Abluftströmungsrate entsprechen dem Maß der Druckdifferenz. Vorzugsweise ist die bewegliche Membran über einen Stempel mit dem Sperrelement verbunden, wobei der Stempel in Richtung gegen das Einschieben des Sperrelements in das Abluftrohr vorgespannt ist (zum Beispiel mittels einer Vorspannfeder zwischen Abluftrohr und Stempel, und zum Beispiel gegen ein zusätzliches Gegenlager), sodass das Sperrelement beim Absenken der Druckdifferenz wieder aus dem Abluftrohr austritt.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse des zusätzlichen passiven Ventilsystems als ein hermetisches Gehäuse ausgestaltet und weist eine vorzugsweise kleine Öffnung zum Fahrzeuginnenraum auf, damit der Luftdruck innerhalb des Gehäuses im Wesentlichen dem Innenluftdruck des Fahrzeugs entspricht. Die kleine Öffnung des Gehäuses ist vorzugsweise oberhalb des Abluftrohres angeordnet, damit keine Abfallstoffe aus dem Abluftrohr aus dem Gehäuse in den Fahrzeuginnenraum ausströmen können, falls die Membran undicht wird.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das zusätzliche passive Ventilsystem ferner einen Druckdifferenzsensor auf, der konfiguriert ist, um den Druck innerhalb des Gehäuses mit dem Innenluftdruck im Flugzeug außerhalb des Gehäuses zu vergleichen. Falls der Druckunterschied zwischen innerhalb und außerhalb des Gehäuses einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, kann der Druckdifferenzsensor eine Fehler-meldung ausgeben, damit das Ventilsystem repariert wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Vakuum-Toilettensystem ferner ein aktives Ventil (d.h. steuerbares Öffnen und Schließen) in der Abluftleitung parallel zur Bypassleitung aufweisen. Dieses aktive Ventil ist geschlossen, wenn der Vakuumgenerator (25) nicht aktiv ist, sodass ein Luftrückfluss aus der Bypassleitung durch die Abluftleitung verhindert wird, und ist geöffnet, wenn der Vakuumgenerator aktiv ist, sodass der Luftstrom durch die Abluftleitung strömt. Das aktive Ventil in der Abluftleitung ist bezogen auf den aus dem Abwassertank ausgesaugten Luftstrom vorzugsweise stromauf des Vakuumgenerators positioniert.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Vakuum-Toilettensystem ferner ein passives Rückschlagventil in der Bypassleitung aufweisen, wobei das passive Rückschlagventil grundsätzlich geschlossen ist und sich automatisch öffnet, wenn der Außenluftdruck einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet, insbesondere einen vorbestimmten Grenzwert relativ zum Druck im Abwassertank unterschreitet und demzufolge auch der Vakuumgenerator inaktiv ist, sodass der Luftstrom durch die Bypassleitung ausgesaugt wird. Das passive Rückschlagventil verhindert im geschlossenen Ventilstatus zudem einen Luftrückfluss aus dem aktiven Vakuumgenerator durch die Bypassleitung.
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Der Erfindungsgegenstand ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung bevorzugter, nicht-einschränkender Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung besser verständlich. Darin zeigen, zum Teil schematisch:
- 1 den Aufbau eines Vakuum-Toilettensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 den Aufbau eines zusätzlichen passiven Ventilsystems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindug im Abluftrohr des Vakuum-Toilettensystems von 1; und
- 3 den Aufbau eines zusätzlichen passiven Ventilsystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindug im Abluftrohr des Vakuum-Toilettensystems von 1.
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Das in 1 veranschaulichte Ausführungsbeispiel eines Vakuum-Toilettensystems 10 für ein Flugzeug enthält beispielhaft nur eine einzige Toiletten 12, die über ein Spülventil 13 an eine Abwasserleitung 14 angeschlossen ist. Die Abwasserleitung 14 mündet in einen Abwassereinlass 17 eines Abwassertanks 16, in dem das Abwasser aus der Toilette 12 während ein oder mehr Flugphasen des Flugzeugs gesammelt werden kann. Wie in 1 angedeutet, hat der Abwassertank 16 außerdem einen Abwasserauslass 18, durch den das im Abwassertank 16 gesammelte Abwasser während einer Haltephase des Flugzeugs ausgeleitet werden kann.
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Der Abwassertank 16 hat zusätzlich zum Abwasserauslass 18 auch einen Luftauslass 20 zum Aussaugen von Luft aus dem Abwassertank 16, um den Druck im Abwassertank 16 zu reduzieren, sodass eine Druckdifferenz zwischen der Toiletten 12 und dem Abwassertank 16 entsteht, die während eines Spülvorgangs ein Aussaugen des Abwassers aus der Toilette 12 in den Abwassertank 16 bewirkt. Der Luftauslass 20 ist bevorzugt mit einem entsprechenden Filter (z.B. Zyklonfilter) ausgestattet, sodass durch den Luftauslass 20 ausschließlich Luft aus dem Abwassertank 16 ausgesagt werden kann.
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An den Luftauslass 20 ist eine Abluftleitung 22 angeschlossen, die in ein Abluftrohr 23 mit einem Luftausgang 24 zum Flugzeugaußenraum mündet. In dieser Abluftleitung 22 ist ein Vakuumgenerator 25 zum Aussaugen der Luft aus dem Abwassertank 16 angeordnet. Stromauf des Vakuumgenerators 25 kann in der Abluftleitung 22 optional ferner ein aktives Ventil 26 vorgesehen sein, das geschlossen wird, wenn der Vakuumgenerator 25 nicht aktiv ist, damit ein Rückfluss der Luft aus der Bypassleitung 28 in die Abluftleitung 22 verhindert wird, und das geöffnet wird, wenn der Vakuumgenerator 25 aktiviert wird, damit die Luft durch die Abluftleitung 22 strömen kann. Der Vakuumgenerator 25 und das aktive Ventil 26 (falls vorhanden) werden von einer Steuerung 27 aktiviert. Die Abluftleitung 22 weist außerdem eine Bypassleitung 28 parallel zum Vakuumgenerator 25 auf, in der ein passives Rückschlagventil 29 angeordnet ist.
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Nach einem Toilettenspülvorgang befindet sich der Abwassertank 16 üblicherweise auf einem Innenraumdruck von etwa 750 mbar. Während eines normalen Außenluftdrucks zum Beispiel bei geringer Flughöhe oder am Boden wird der Vakuumgenerator 25 aktiviert, um Luft aus dem Abwassertank 16 durch die Abluftleitung 22 zum Abluftrohr 23 zum Luftausgang 24 in den Flugzeugaußenraum auszusaugen und damit den Druck im Abwassertank 16 beispielsweise um etwa 200 mbar auf etwa 550 mbar zu reduzieren, um eine Druckdifferenz zwischen dem Abwassertank 16 und der Toilette 12 zu erzeugen. In dieser Phase befindet sich das passive Rückschlagventil 29 in der Bypassleitung 28 in seinem geschlossenen Basiszustand, um einen Rückfluss von Luft aus dem Vakuumgenerator 25 in die Bypassleitung 28 zu verhindern. Während eines niedrigen Außenluftdrucks zum Beispiel in Reiseflughöhe wird der Vakuumgenerator 25 nicht aktiviert, sondern öffnet sich das passive Rückschlagventil 29 in der Bypassleitung 28 automatisch, sodass aufgrund des niedrigen Außenluftdrucks Luft aus dem Abwassertank 16 durch die Bypassleitung 28 zum Abluftrohr 23 zum Luftausgang 24 in den Flugzeugaußenraum ausgesaugt wird. Durch die hohe Druckdifferenz zwischen Abwassertank und Flugzeugaußenraum könnte der Druck im Abwassertank 16 um beispielsweise etwa 650 mbar reduziert werden, was eine unnötig hohe Druckdifferenz zwischen dem Abwassertank 16 und der Toilette 12 erzeugen würde. Falls im Flugzeug eine Toilettenspülung angefordert wird, bevor eine ausreichende Druckdifferenz zwischen dem Abwassertank 16 und der Toilette 12 existiert, was beispielsweise bei zeitlich kurz aufeinander folgenden Toilettenspülvorgängen passiert, kann optional - wie auch am Boden oder in niedrigen Flughöhen - mit dem durch die Steuerung 27 aktivierten Vakuumgenerator 25 innerhalb von wenigen Sekunden die erforderliche Druckdifferenz erzeugt werden.
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Im Ausführungsbeispiel von 1 erstreckt sich die Bypassleitung 28 nur abschnittweise parallel zur Abluftleitung 22 mit dem Vakuumgenerator 25. Alternativ kann sich die Bypassleitung 28 auch vom Luftauslass 20 des Abwassertanks 16 oder nahe dem Luftauslass 20 bis zum Abluftrohr 23 oder bis nahe dem Abluftrohr 23 parallel zur Abluftleitung 22 erstrecken.
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Wie in 1 dargestellt, ist am Abluftrohr 23 stromauf seines Luftausganges 24, in den die Ablutfleitung 22 mündet, zusätzlich ein passives Ventilsystem 30 vorgesehen. Dieses zusätzliche passive Ventilsystem 30 reagiert ohne elektrische oder mechanische Betätigung selbständig auf die Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck (Luftdruck innerhalb des Flugzeugs in beliebigen Räumen / Gebieten) Pi und Außenluftdruck (Luftdruck außerhalb des Flugzeugs, auch als Atmosphärenluftdruck zu bezeichnen) Pa derart, dass sie die Abluftströmungsrate aus dem Abwassertank 16 gemäß dieser Druckdifferenz reduziert. Diese Funktion des zusätzlichen passiven Ventilsystems 30 findet insbesondere statt, wenn der Außenluftdruck Pa niedrig ist und deshalb der Vakuumgenerator 25 nicht aktiv ist und die Abluft aus dem Abwassertank 16 durch die Bypassleitung 28 strömt.
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Aufbau und Funktionsweise des zusätzlichen passiven Ventilsystems 30 am Abluftrohr 23 werden nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert. Durch das Reduzieren der Abluftströmungsrate aus dem Abwassertank 16 bei niedrigem Außenluftdruck Pa und demzufolge großer Druckdifferenz zwischen Innenluftdruck Pi und Außenluftdruck Pa wird der Druck im Abwassertank 16 nicht so unnötig stark verringert, sodass die Geräusche während eines Toilettenspülvorgangs deutlich reduziert werden können, was insbesondere in Reiseflughöhe hilfreich ist.
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Bezugnehmend auf 2 werden nun Aufbau und Funktionsweise des zusätzlichen passiven Ventilsystems 30 am Abluftrohr 23 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel erläutert.
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Das passive Ventilsystem 30 hat ein hermetisches Gehäuse 32 um das Abluftrohr 23, wobei das Gehäuse 32 eine Öffnung 33 zum Fahrzeuginnenraum hat, sodass der Luftdruck innerhalb des Gehäuses 32 im Wesentlichen dem Innenluftdruck Pi des Flugzeugs entspricht. Die Öffnung 33 ist bevorzugt klein (z.B. hydraulischer Querschnitt von maximal 5 mm2 oder sogar nur 1 mm2) und oberhalb des Abluftrohres 23 im Gehäuse 32 angeordnet, damit keine Abfallstoffe aus dem Abluftrohr 23 durch das Gehäuse 32 in den Fahrzeuginnenraum strömen, selbst wenn die nachfolgend beschriebene Membran 36 undicht wird. Der Luftdruck innerhalb des Abluftrohres 23 entspricht wegen dem nahen Luftausgang 24 zum Flugzeugaußenraum im Wesentlichen dem Außenluftdruck Pa außerhalb des Flugzeuges.
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Wie in 2 angedeutet, weist das passive Ventilsystem 30 optional außerdem einen Druckdifferenzsensor 34 auf, der konfiguriert ist, um den Druck innerhalb des Gehäuses 32 mit dem Innenluftdruck Pi im Flugzeug außerhalb des Gehäuses 32 zu vergleichen. Falls der Druckunterschied zwischen innerhalb und außerhalb des Gehäuses 32 einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, kann der Druckdifferenzsensor 34 eine Fehler-meldung ausgeben, damit das Ventilsystem 30 repariert wird.
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Das passive Ventilsystem 30 enthält außerdem eine bewegliche Membran 36, die einen Wandabschnitt des Abluftrohres 23 bildet. Wie in 2 dargestellt, schnürt diese bewegliche Membran 36, wenn der im Abluftrohr 23 vorhandene Außenluftdruck Pa deutlich niedriger als der im Gehäuse 32 des Ventilsystems 30 vorhandene Innenluftdruck Pi ist, ähnlich einem Quetschventil (aber nicht durch Druckluft von außen, sondern durch die Druckdifferenz) die Querschnittsfläche und damit den Strömungsquerschnitt des Abluftrohres 23 ein, sodass die Abluftströmungsrate aus dem Abwassertank 16 durch die Abluftleitung 22, deren Bypassleitung 28 und das Abluftrohr 23 reduziert wird. Um die Verringerung der Querschnittsfläche des Abluftrohres 23 durch diese bewegliche Membran 36 zu begrenzen, beispielsweise falls sie fehlerhaft agiert oder ermüdet, weist das passive Ventilsystem 30 im Bereich der beweglichen Membran 36 ferner ein innerhalb des Abluftrohres 23 befestigtes Innenrohr 38 auf, das einen Minimalquerschnitt für die Abluftströmung durch das Abluftrohr 23 sichert. Optional kann die Membran 32 außerdem beheizt werden, um eine Eisbildung im Abluftrohr 23 oder ein Festfrieren zu verhindern.
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Bezugnehmend auf 3 werden nun Aufbau und Funktionsweise des zusätzlichen passiven Ventilsystems 30 am Abluftrohr 23 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel erläutert.
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Analog zum ersten Ausführungsbeispiel von 2 hat das passive Ventilsystem 30 ein hermetisches Gehäuse 32 um das Abluftrohr 23, wobei das Gehäuse 32 eine Öffnung 33 zum Fahrzeuginnenraum hat, sodass der Luftdruck innerhalb des Gehäuses 32 im Wesentlichen dem Innenluftdruck Pi des Flugzeugs entspricht. Die Öffnung 33 ist bevorzugt klein (z.B. hydraulischer Querschnitt von maximal 5 mm2 oder sogar nur 1 mm2) und oberhalb des Abluftrohres 23 im Gehäuse 32 angeordnet, damit keine Abfallstoffe aus dem Abluftrohr 23 durch das Gehäuse 32 in den Fahrzeuginnenraum strömen. Der Luftdruck innerhalb des Abluftrohres 23 entspricht wegen dem nahen Luftausgang 24 zum Flugzeugaußenraum im Wesentlichen dem Außenluftdruck Pa außerhalb des Flugzeuges. Außerdem weist das passive Ventilsystem 30 optional einen Druckdifferenzsensor 34 auf, der konfiguriert ist, um den Druck innerhalb des Gehäuses 32 mit dem Innenluftdruck Pi im Flugzeug außerhalb des Gehäuses 32 zu vergleichen. Falls der Druckunterschied zwischen innerhalb und außerhalb des Gehäuses 32 einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, kann der Druckdifferenzsensor 34 eine Fehler-meldung ausgeben, damit das Ventilsystem 30 repariert wird.
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Das passive Ventilsystem 30 enthält außerdem eine bewegliche Membran 40, die an einer Membranhalterung 41 im Gehäuse 32 gehalten ist und über einen Stempel 44 ein in das Abluftrohr 23 einschiebbares Sperrelement 42 kontaktiert. Das Einschieben des Sperrelements 42 in das Abluftrohr 23 kann je nach Struktur wahlweise linear oder durch ein Drehmoment erzeugt werden. Der Stempel 44 ist vorzugsweise in einem Führungselement 45 bewegbar und durch eine Vorspannfeder 46 in Richtung entgegen dem Einschieben des Sperrelements 42 in das Abluftrohr 23 gegen ein Gegenlager 47 vorgespannt. Wie in 3 dargestellt, schiebt diese bewegliche Membran 40, wenn der Außenluftdruck Pa deutlich niedriger als der Innenluftdruck Pi ist, über den Stempel 44 gegen die Vorspannung durch die Vorspannfeder 46 das Sperrelement 42 in das Abluftrohr 23 ein, sodass die offene Querschnittsfläche und damit der Strömungsquerschnitt des Abluftrohres 23 reduziert wird, wodurch die Abluftströmungsrate aus dem Abwassertank 16 durch die Abluftleitung 22, deren Bypassleitung 28 und das Abluftrohr 23 reduziert wird oder sogar durch ganz Schließen des Abluftrohres 23 geblockt wird. Das Maß des Einschiebens des Sperrelements 42 und damit das Maß der Reduzierung der Abluftströmungsrate entsprechen dem Maß der Druckdifferenz. Sinkt die Druckdifferenz dann durch höheren Außenluftdruck Pa oder durch einen Toilettenspülvorgang wieder ab, drückt die Vorspannfeder 46 den Stempel 44 und damit auch das Sperrelement 42 in Richtung weg vom Abluftrohr 23 gegen das Gegenlager 47.
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Der Erfindungsgegenstand ist durch die anhängenden Ansprüche definiert. Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele dienen nur dem besseren Verständnis der Erfindung, sollen aber nicht den durch die Ansprüche definierten Schutzbereich einschränken. Wie für den Fachmann ersichtlich, sind auch noch andere Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung möglich, insbesondere durch Weglassen einzelner Merkmale aus den oder Hinzufügen zusätzlicher Merkmale in die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele.
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BEZUGSZIFFERNLISTE
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- 10
- Vakuum-Toilettensystem
- 12
- Toilette
- 13
- Spülventil
- 14
- Abwasserleitung
- 16
- Abwassertank
- 17
- Abwassereinlass
- 18
- Abwasserauslass
- 20
- Luftauslass
- 22
- Abluftleitung
- 23
- Abluftrohr
- 24
- Luftausgang (zum Flugzeugaußenraum)
- 25
- Vakuumgenerator in 22
- 26
- aktives Ventil in 22
- 27
- Steuerung
- 28
- Bypassleitung
- 29
- passives Rückschlagventil in 28
- 30
- passives Ventilsystem am Abluftrohr
- 32
- hermetisches Gehäuse
- 33
- Öffnung in 32
- 34
- Druckdifferenzsensor
- 36
- Membran als Wandabschnitt von 23
- 37
- Membranhalterung für 36
- 38
- Innenrohr
- 40
- Membran als Beweger für ein Sperrelement
- 41
- Membranhalterung für 40
- 42
- Sperrelement (einschiebbar in 23)
- 43
- Lager für 42
- 44
- Stempel
- 45
- Führungselement für 44
- 46
- Vorspannfeder gegen 44
- 47
- Gegenlager für 44
- Pa
- Außenluftdruck (in Atmosphäre außerhalb Flugzeug)
- Pi
- Innenluftdruck (in Kabine innerhalb Flugzeug)
