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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung von in einem Tank eines Flugzeugs befindlichen Kraftstoff und deren Verwendung.
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Bei im Tank von Flugzeugen befindlichen Kraftstoff können Verunreinigungen auftreten. Neben durch Öffnungen, bspw. während eines Tankvorgangs oder einer Wartung, in den Tank eingebrachte Verunreinigungen, wie bspw. Metallspäne, Teile von Dichtungsmassen und andere Produktion- oder Wartungsrückstände, können sich insbesondere bei längeren Standzeiten von Flugzeugen Bakterien, Schimmel und Pilze im Tank bilden, die - zumindest sofern sie nicht fest an den Tankinnenflächen anhaften - ebenfalls eine Verschmutzung des Kraftstoffs bedeuten. Spätestens wenn eine mikrobielle Kontamination auch der Tanksinnenwand durch geeignete, aus dem Stand der Technik bekannte toxische Biozide behandelt werden, ist der Kraftstoff aber durch Biomasse - dann in Form von abgetöteten Mikroben - verschmutzt. Auch evtl. Ausscheidungen noch lebender Mikroben können zu einer Verschmutzung des Kraftstoffs führen.
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Um zu vermeiden, dass Verunreinigungen des Kraftstoffs zum Antrieb des Flugzeugs gelangen, sind Kraftstofffilter bekannt, mit denen während des Betriebs Feststoffe ab einer vorgegebenen Größe aus dem Kraftstoff ausgefiltert werden. Nachteilig an diesem Stand der Technik, dass insbesondere bei intensiver Verschmutzung des Kraftstoffs der Kraftstofffilter im laufenden Betrieb verstopfen kann, was ein Sicherheitsrisiko darstellt.
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Liegt eine erhebliche Verunreinigung des Tanks bzw. des darin enthaltenen Kraftstoffes insbesondere durch Mikroben vor, ist es - insbesondere um das Risiko einer Verstopfung des Filters zu vermeiden - bekannt, einen betroffenen Tank im Rahmen einer Tanköffnung und „Tankbegehung“ zu reinigen. Entsprechende Tankbegehungen sind komplex, weshalb sie nur von speziell befähigtem und geschultem Personal durchgeführt werden können, und dauern standardmäßig, auch aufgrund vorgeschalteter Enttankungs- und Belüftungsschritte, mehrere Tage, in denen regelmäßig ein Platz in einem Hangar durchgängig belegt wird.
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Das Dokument
US 3 591 050 A beschreibt ein Be- und Enttankungssystem für Flugzeuge, bei dem Kraftstoff durch einen Kraftstofffilter gereinigt und gekühlt und in einen Tank rückgeführt wird.
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Bei dem Dokument
US 3 169 667 A handelt es sich um eine Kraftstoffverteilungs- und -reinigungsvorrichtung zur Luftbetankung, die einen Separator zur Abscheidung von Wasser umfasst.
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Das Dokument
CN 1 10 329 535 A betrifft ein System zur Ent- und Betankung eines Flugzeugs, bei dem eine Reinigung des Kraftstoffs vorgesehen ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Reinigung von in einem Tank eines Flugzeugs befindlichen Kraftstoff sowie deren Verwendung zu schaffen, bei denen die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile nicht mehr oder nur noch in vermindertem Umfang auftreten.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch, sowie deren Verwendung gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Demnach betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Reinigung von in einem Tank eines Flugzeugs befindlichen Kraftstoff, mit einer Durchflussrichtung für den Kraftstoff und untereinander zur Weiterleitung des Kraftstoffs fluidverbundene Einheiten, umfassend in Durchflussrichtung:
- - eine Entnahmeeinheit zur Entnahme von Kraftstoff aus einem Tank eines Flugzeugs;
- - eine Filtereinheit zur Filtrierung des entnommenen Kraftstoffs; und
- - eine Rückführungseinheit zur Rückführung des filtrierten Kraftstoffs in den Tank des Flugzeugs, umfassend einen Schlauch zur wahlweisen Fluidverbindung der Vorrichtung mit dem Tank des Flugzeugs,
wobei eine Pumpe zur Förderung des Kraftstoffs zumindest durch den Schlauch der Rückführungseinheit vorgesehen ist.
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Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die Entnahmeeinheit und die Rückführungseinheit mit demselben Tank eines Flugzeugs verbunden ist.
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Zunächst werden einige in Zusammenhang mit der Erfindung verwendete Begriffe erläutert.
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Bei einer „vorgegebenen Durchflussrichtung“ durch eine Vorrichtung handelt es sich um diejenige Richtung, entlang derer eine Flüssigkeit - in diesem Fall Kraftstoff - bei ordnungsgemäßer Verwendung der Vorrichtung deren einzelne Einheiten in der Hauptsache durchströmt. Die Durchflussrichtung gibt dabei keine Auskunft über tatsächliche Strömungsrichtung der Flüssigkeit innerhalb der Vorrichtung, sondern dient lediglich der Identifikation der Reihenfolge, in der die einzelnen Einheiten durchströmt werden. Es ist auch nicht ausgeschlossen, dass die Flüssigkeit bereichsweise und/oder zeitweise ruht oder sogar auch gegen die Durchflussrichtung strömt.
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Zwei Einheiten sind „fluidverbunden“, wenn die Einheiten derart miteinander verbunden sind, dass eine Flüssigkeit insbesondere in der vorgegebenen Durchflussrichtung von der einen Einheit zur anderen Einheit strömen kann.
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Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Möglichkeit geschaffen, den im Tank eines am Boden befindlichen Flugzeugs befindlichen Kraftstoff mit wenig Aufwand in einem Umlaufverfahren zu reinigen, um evtl. im Kraftstoff vorhandene Feststoffe auszufiltern, sodass der Kraftstofffilter des Flugzeuges beim Betrieb des Flugzeugs entlastet wird: Ist zumindest ein Teil, vorzugsweise ein Großteil der Feststoffe im Kraftstoff bereits durch die erfindungsgemäße Vorrichtung aus dem Kraftstoff entfernt worden, sind durch den Kraftstofffilter des Flugzeugs während des Betriebs weniger Feststoffpartikel auszufiltern. Die Ausfallsicherheit des Kraftstofffilters und somit der Kraftstoffversorgung des Flugzeugs im Betrieb wird dadurch erhöht. Durch ein frühzeitiges Entfernen von Kraftstoffverunreinigungen wird weiterhin der Verunreinigung der Tankinnenflächen entgegengewirkt, womit das Risiko von Schäden am Flugzeug, bspw. durch aufgrund einer Verunreinigung auftretenden oder zumindest beschleunigten Korrosion, reduziert werden kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst dabei - in der Reihenfolge, in welcher die Einheiten in der für die Vorrichtung vorgegeben Durchflussrichtung durchströmt werden - zumindest eine Entnahmeeinheit, eine Filtereinheit und eine Rückführungseinheit, wobei die Einheiten miteinander jeweils fluidverbunden. Über die Entnahmeeinheit gelangt der Kraftstoff aus dem Tank eines Flugzeugs in die erfindungsgemäße Vorrichtung und durchläuft dann die Filtereinheit, in welcher der Kraftstoff filtriert, also von Feststoffpartikeln ab einer vorgegebenen Größe befreit wird. Anschließend wird der filtrierte Kraftstoff durch Rückführungseinheit in den Tank des Flugzeugs, aus dem der Kraftstoff ursprünglich stammt, über einen und einen Schlauch zurückgeführt. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Pumpe, mit welcher der über den der filtrierte Kraftstoff in den Flugzeugtank zurückgepumpt werden kann.
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Die Pumpe kann dabei Teil der Rückführungseinheit sein. Die Durchströmung der in Durchflussrichtung vor der Rückführungseinheit davorliegenden Einheiten, wie bspw. der Filtereinheit kann in diesem Fall schwerkraftbedingt, durch weitere Pumpvorrichtungen oder aber die Saugwirkung der Pumpe der Rückführungseinheit gewährleistet werden.
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Alternativ ist es möglich, die Pumpe an einer anderen Stelle innerhalb der Vorrichtung anzuordnen, bspw. in Durchflussrichtung vor der Filtereinheit. Bei einer entsprechenden Anordnung ist lediglich sicherzustellen, dass die Pumpe den Kraftstoff zumindest auch durch den Schlauch der Rückführungseinheit fördert.
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Die Reinigung des Kraftstoffs kann bei entsprechender Ausgestaltung der Vorrichtung kontinuierlich in einem unmittelbaren Umlauf erfolgen, d. h. Kraftstoff, der über die Entnahmeeinheit entnommen wurde, wird unmittelbar nach Durchlaufen der Filtereinheit bzw. der Vorrichtung durch die Rückführungseinheit in den Tank zurückgeführt. Es ist aber auch möglich, dass zwischen Filtereinheit und Rückführungseinheit der Vorrichtung eine Zwischenspeichereinheit vorgesehen ist, mit welcher der gefilterte Kraftstoff vor dessen Rückführung in einem Zwischenspeicher kurzzeitig gelagert werden kann. Durch eine entsprechende Zwischenspeicherung kann die Rückführung des Kraftstoffs zeitlich versetzt zur Entnahme des Kraftstoffs erfolgen, womit die Durchmischung von noch nicht entnommenem, ungereinigtem Kraftstoff und bereits gefiltertem, rückgeführtem Kraftstoff im Flugzeugtank reduziert werden kann. Bei einem ausreichend großen Zwischenspeicher kann die Rückführung auch erst nach vollständiger Entnahme des Kraftstoffs aus dem Flugzeugtank erfolgen, sodass die angesprochene Durchmischung vollständig vermieden wird.
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Die Zwischenspeichereinheit kann unmittelbar einen Zwischenspeicher, bspw. in Form eines Tanks, umfassen. Es ist aber bevorzugt, wenn die Zwischenspeichereinheit ein Anschlussmodul zum Anschluss eines externen Zwischenspeichers, wie bspw. den Tank eines Tankfahrzeugs, umfasst. Indem der eigentliche Zwischenspeicher kein unmittelbarer Teil der Zwischenspeichereinheit ist, kann diese, ebenso wie die gesamte Vorrichtung, kleiner und somit besser handhabbar ausgestaltet werden. Ein externer Zwischenspeicher muss dann auch nur mit dem Anschlussmodul des Zwischenspeichers verbunden werden, wenn ein Zwischenspeicher für einen konkreten Reinigungsvorgang tatsächlich benötigt wird. Es ist auch möglich, dass das Zwischenspeichermodul einen eigenen Zwischenspeicher und ein Anschlussmodul aufweist. Über das Anschlussmodul kann dann bei Bedarf ein weiterer Zwischenspeicher zur Erweiterung des Speichervolumens angeschlossen werden. Das Anschlussmodul kann neben wenigstens einem Anschluss zur Anbindung eines externen Zwischenspeichers daran eine Pumpe umfassen, um Kraftstoff in den Zwischenspeicher und/oder aus diesem zu fördern.
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Die Entnahmeeinheit wird vorzugsweise eigenständig und getrennt von der Rückführungseinheit mit dem Flugzeugtank verbunden, was nachfolgend auch noch ausgeführt wird. Es ist aber auch möglich, dass zur Entnahme des Kraftstoffs aus dem Tank der Schlauch der Rückführungseinheit genutzt wird, nämlich bspw. bei Flugzeugtanks mit nur einer oder zumindest nur einer einfach zu erreichenden Tanköffnung. Für diesen Fall kann ein Umschaltmodul vorgesehen sein, mit dem der Schlauch der Rückführungseinheit neben der Rückführungseinheit wahlweise auch mit der Entnahmeeinheit fluidverbindbar ist. Der Schlauch kann also bedarfsweise zur Kraftstoffentnahme und zur Rückführung genutzt werden. Da Entnahme und Rückführung in diesem Fall nicht zeitgleich erfolgen können, wird bei dieser Variante in der Regel eine Zwischenspeichereinheit vorzusehen sein.
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Alternativ zur Mitnutzung des Schlauchs der Rückführungseinheit, kann die Entnahmeeinheit wenigstens einen damit fluidverbundenen Schlauch zur Fluidkopplung mit einer Kraftstoffablassöffnung und/oder einer anderen Öffnung des Kraftstofftanks umfassen. Bei einer „Kraftstoffablassöffnung“ handelt es sich um eine Öffnung am Kraftstofftank, die an dem oder einer der bei einem auf einer ebenen Fläche abgestellten Flugzeug tiefsten Punkt(e) des Kraftstofftanks angeordnet ist, sodass der Kraftstoff bei geöffneter Kraftstoffablassöffnung schwerkraftbedingt daraus austritt. Zur Anbindung des Schlauchs der Entnahmeeinheit kann es ausreichend sein, wenn an dessen freiem Ende ein Trichter zum Auffangen des aus der Kraftstoffablassöffnung austretenden Kraftstoffs vorgesehen ist. Auch zur Reduktion des Brandrisikos ist aber bevorzugt, wenn am freien Ende des Schlauchs der Entnahmeeinheit eine Schlauchkupplung vorgesehen ist, mit welcher der Schlauch dichtend mit einer Öffnung des Kraftstofftanks verbunden werden kann.
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Der Kraftstoff kann, wie bereits erläutert, rein schwerkraftbedingt aus dem Kraftstofftank eines Flugzeugs entnommen werden. Es ist aber auch möglich, dass die Entnahmeeinheit zur Absaugung von Kraftstoff durch wenigstens einen mit der Entnahmeeinheit fluidverbundenen Schlauch ausgebildet ist. Mit einer solchen Absaugung kann sowohl eine grundsätzlich mögliche schwerkraftbedingte Kraftstoffentnahme unterstützt als auch Kraftstoff über Öffnungen des Kraftstofftanks entnommen werden, über die grundsätzlich keine schwerkraftbedingte Entnahme möglich ist. Dabei kann der Schlauch an seinem freien Ende eine Schlauchkupplung zur Verbindung mit einer Öffnung des Flugzeugtanks aufweisen oder als Absaugschlauch für offene Flugzeugtanks ausgebildet sein. Durch eine Absaugung kann auch die Fließgeschwindigkeit von Kraftstoff durch den wenigsten einen Schlauch kontrolliert vorgegeben werden. Bevorzugte Fließgeschwindigkeiten sind dabei 0,3 m/s bis 7 m/s, vorzugsweise 2 m/s bis 3 m/s.
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Die Absaugung kann allein durch eine Saugwirkung der zur Förderung des Kraftstoffs durch den Schlauch der Rückführungseinheit vorgesehenen Pumpe erreicht werden. Alternativ ist es möglich, dass die Entnahmeeinheit eine gesonderte Absaugpumpe umfasst.
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Es ist bevorzugt, wenn in Durchflussrichtung vor oder nach der Filtereinheit eine Wasserabscheideeinheit zur Abscheidung von Wasser aus dem entnommenen Kraftstoff fluidverbunden angeordnet ist. Durch die Wasserabscheideeinheit kann dem Kraftstoff evtl. enthaltenes Wasser, welches bspw. Korrosion an mit dem Kraftstoff in Berührung kommenden Metallteile verursachen kann, entfernt werden. Die Trennung von Wasser und Kraftstoff kann bspw. auf bekannte Weise durch Verwirbelung erreicht werden. Insbesondere in diesem Fall ist es bevorzugt, wenn die Wasserabscheideeinheit fremdangetrieben ist, damit die für die Wasserabscheidung erforderliche Verwirbelung nicht von der Fließgeschwindigkeit des Kraftstoffs durch die Wasserabscheideeinheit abhängt. Auch kann die Wasserabscheideeinheit sensorgesteuert sein, um so Betriebsparameter der Wasserabscheideeinheit an den tatsächlichen Wassergehalt im Kraftstoff anpassen zu können.
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Ist davon auszugehen, dass der Kraftstoff und evtl. vorhandenes Wasser bereits im Tank in getrennten Phasen vorliegt und diese auch getrennt voneinander entnommen werden, kann die Wasserabscheideeinheit auch als sensorgesteuertes Drei-WegeVentil mit einem Eingang und zwei umschaltbaren Ausgängen ausgebildet sein. Wird durch einen geeigneten Sensor der Wasserabscheideeinheit festgestellt, dass am Eingang des Ventils Wasser einströmt, kann das Ventil auf den einen Ausgang gestellt sein, der bspw. mit einem Auffangbehälter verbunden ist; wird Kraftstoff am Eingang des Ventils festgestellt, kann das Ventil auf denjenigen Ausgang gestellt werden, über den der Kraftstoff zur in Durchflussrichtung hinter der Wasserabscheideeinheit angeordnete Einheit, bspw. die Filtereinheit, gelangt.
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Die Filtereinheit kann einen oder mehrere in Reihe geschaltete Filter umfassen. Der oder die Filter können vorzugsweise eine Feinheit von 0,2 um bis 15 um aufweisen, wobei die Feinheit mehrerer in Reihe geschaltete Filter in der vorgegebenen Durchflussrichtung vorzugsweise abnehmend ist, sodass von grob zu fein gefiltert wird. Zum Ausfiltern mikrobiologischer Bestandteile im Kraftstoff ist grundsätzlich eine Filterfeinheit von 0,2 um anzustreben. Je nach Tankvolumina und Kontaminationsniveau kann sich ein Filter mit einer solchen Feinheit aber schnell zusetzen, womit sich ein solcher Filter nur für einige Anwendungsfälle eignet.
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Die Filter können grundsätzlich aus beliebigen, für die Verwendung mit Luftfahrtkraftstoffen geeignet Materialien sein. Die Filter können vorzugsweise aus Metall, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.
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Es ist bevorzugt, wenn die Filtereinheit eine oder mehrere Filterprobenentnahmestelle(n) aufweist. Über entsprechende Entnahmestellen können Proben der durch die Filtereinheit strömenden Kraftstoffs entnommen werden, um den Kraftstoff labortechnisch zu untersuchen und darüber bspw. die Funktion der Filtereinheit oder der gesamten Vorrichtung zu bewerten.
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Die Filtereinheit kann eine Differenzdruckmessvorrichtung umfassen, mit welcher der Differenzdruck vor und nach der Filtereinheit oder einzelner Filter darin erfasst wird. Über den Differenzdruck kann eine Verstopfung der Filtereinheit oder eines einzelnen Filters darin festgestellt werden. Wird der Anstieg des Differenzdrucks über das filtrierte Kraftstoffvolumen betrachtet, lassen sich daraus erste Rückschlüsse über den Grad der Verschmutzung des Kraftstoffes ableiten.
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In Durchflussrichtung nach der Filtereinheit kann eine UV-Entkeimungseinheit fluidverbunden angeordnet sein. Über eine solche UV-Entkeimungseinheit können Mikroben im Kraftstoff, die aufgrund ihrer Größe nicht durch die Filtereinheit ausgefiltert wurden, abgetötet oder inaktiviert werden.
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Die Vorrichtung kann auch wenigstens eine Leitfähigkeitsmessungseinheit umfassen, mit der die Leitfähigkeit des durch die Vorrichtung strömenden Kraftstoffs gemessen wird. Durch eine Leitfähigkeitsmessung bspw. nach der Filtereinheit kann überprüft werden, ob der gereinigte Kraftstoff den Anforderungen an die Leitfähigkeit von Flugzeugkraftstoff genügt.
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Die Vorrichtung kann auch eine Zumischeinheit zur Zumischung von Additiven zum durch die Vorrichtung strömenden Kraftstoff umfassen. So können u. a. Additive zur Leitfähigkeitssteigerung des Kraftstoffs (Static Dissipator Additiv SDA) beigegeben werden, nämlich bspw. in Abhängigkeit von einer Leitfähigkeitsmessung. Auch können Biozide zur Abtötung von noch im Kraftstofftank befindlichen Mikroben und/oder Frostschutzmittel (FSII, Fuel System Icing Inhibitoren bzw. Frostschutzmittel) zugegeben werden.
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Der Schlauch der Rückführungseinheit und/oder ein Schlauch der Entnahmeeinheit kann dazu an seinem freien Ende eine bekannte Flugzeugbetankungskupplung aufweisen, um eine einfache und sichere Verbindung der Vorrichtung mit dem Flugzeugtank sicherzustellen. Bei der Flugzeugbetankungskupplung kann es sich um ein Standardbauteil und/oder eine auf ein bestimmtes Flugzeugmuster abgestimmte Kupplung handeln. Auch können ein oder mehrere Adapter vorgesehen sein, um die Flugzeugbetankungskupplung am freien Ende des Schlauchs der Rückführungseinheit mit unterschiedlichen Flugzeugmustern verbinden zu können. Insbesondere kann am freien Ende eines Schlauches der Rückführungseinheit und/oder der Entnahmeeinheit vorzugsweise eine Flugzeugbetankungskupplung entsprechend dem zivilen Standard SAE AS5887 vorgesehen sein.
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Die Vorrichtung kann eine vorzugsweise zentrale Steuerungseinheit aufweisen, mit welcher die steuerbaren Einheiten bzw. deren steuerbaren Komponenten gesteuert wird, wobei evtl. Messwerte o.Ä., die über den Reinigungsvorgang oder die Funktion der einzelnen Einheiten Auskunft geben. Die Steuerungseinheit kann programmierbar sein, um so bspw. die Reinigung von Kraftstoff auf bestimmte Flugzeuge bzw. deren Tanks abgestimmt durchzuführen.
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Die Vorrichtung kann vorzugsweise vollständig auf einem Rahmen montiert sein, sodass sie leicht transportabel ist, bspw. auch per Lufttransport. Auch kann sie unmittelbar auf einem Fahrzeug montiert sein.
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Weiterhin kann die Vorrichtung eine eigene Energiequelle, bspw. einen Akkumulator oder einen Generator, aufweisen. Alternativ kann die Vorrichtung zum Anschluss an ein bestehendes Energienetz, bspw. eine Hangarstromversorgung, ausgebildet sein.
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Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Verwendung wird auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen. Dabei werden evtl. vorhandene Einheiten der verwendeten Vorrichtung grundsätzlich bestimmungsgemäß betrieben. Ausnahme hiervor bildet lediglich die Zwischenspeichereinheit, sofern vorhanden. Selbst wenn eine Zwischenspeichereinheit vorgesehen ist, die es grundsätzlich ermöglicht, die Rückführung von Kraftstoff von dessen Entnahme zu entkoppeln, lässt sich mit einer entsprechenden Vorrichtung auch eine unmittelbare Umlaufreinigung realisieren, indem nämlich durch geeignete Ansteuerung der diversen Einheiten und deren Komponenten dafür gesorgt wird, dass der Zwischenspeicher grundsätzlich leer bleibt.
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Unabhängig davon kann bei der erfindungsgemäßen Verwendung - je nach gewünschter Reinigung - die Entnahme und/oder Rückführung von Kraftstoff aus oder in den Tank eines Flugzeugs kontinuierlich oder intermittierend erfolgt.
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Die Erfindung wird nun anhand einer vorteilhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:
- 1: eine schematische Darstellung der Verwendung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2: eine schematische Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 1; und
- 3: eine schematische Detaildarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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In 1 ist schematische die Verwendung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die in 2 im Detail dargestellt ist, zur Reinigung von Kraftstoff im Tank 92 eines Flugzeugs 90 gezeigt. Der Tank 92 ist dabei im Flügel 91 des Flugzeugs 90 integriert.
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Die Vorrichtung 1 ist mit einem, seiner Entnahmeeinheit 10 zugeordneten Schlauch 11 mit einer Kraftstoffablassöffnung des Tanks 92 des Flugzeugs 90 verbunden. Dazu verfügt der Schlauch 11 an seinem freien Ende über einen Adapter 12 zum Anschluss an ein Tankbodenventil, welches am tiefsten Punkt der Tanks 92 angeordnet ist.
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Weiterhin ist vor Vorrichtung 1 mit einem, der Rückführungseinheit 70 zugeordneten Schlauch 71 an einer Tanköffnung angebunden, die für gewöhnlich für das Betanken des Flugzeugs 90 genutzt wird. Dazu weist der Schlauch 71 an seinem freien Ende eine Flugzeugbetankungskupplung 72 gemäß dem Standard SAE AS5887 auf.
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Für die Vorrichtung 1 eine grundsätzliche Durchflussrichtung 2 für den Kraftstoff vorgegeben, nämlich vom Tank 92 durch den Schlauch 11 der Entnahmeeinheit 10 zurück in den Tank 92 über den Schlauch 71 der Rückführungseinheit 70. Entlang dieser Durchflussrichtung 2 durchläuft der Kraftstoff in der Vorrichtung 1 verschiedene in Reihe untereinander fluidverbundene Einheiten 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, die nachfolgend unter Bezugnahme auf 2 näher erläutert werden.
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Die Entnahmeeinheit 10 umfasst eine Saugpumpe 13, mit der Kraftstoff durch den Schlauch 11 angesaugt wird. Unabhängig davon, ob der Kraftstoff ggf. auch aufgrund von Schwerkraft von sich aus durch den Schlauch 11 fließen würde, wird durch die Saugpumpe 13 ein konstanter Kraftstofffluss von ca. 1 m/s durch den Schlauch 11 sichergestellt. Die Saugpumpe 13 sorgt weiterhin für einen konstanten Kraftstofffluss durch die der Entnahmeeinheit 10 nachfolgenden Einheiten.
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An die Entnahmeeinheit 10 anschließend ist eine Wasserabscheideeinheit 20 vorgesehen. Die Wasserabscheideeinheit 20 umfasst einen Filter-Wasserabscheider, vorzugsweise mit automatischem Ablass 21. Die Wasserabscheideeinheit 20 kann auch einen Sensor (nicht dargestellt) zur Ermittlung des Wassergehalts in den Filter-Wasserabscheider 21 einströmenden oder daraus ausströmenden Kraftstoffs umfassen.
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Anschließend gelangt der Kraftstoff in eine Filtereinheit 30. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Filtereinheit 30 zwei in Reihe geschaltete Filter 31, 32, wobei der in Durchflussrichtung 2 zuerst durchströmte Filter 31 eine Feinheit von 5 um aufweist, während der andere Filter 32 eine Feinheit von 1 um hat. Zwischen den beiden Filtern 31, 32, die aus Metall ausgeführt sind, ist eine Filterprobenentnahmestelle 33 vorgesehen, mit der Proben des teilweise - nämlich nur durch den ersten Filter - filtrierten Kraftstoffs entnommen werden können, um diesen labortechnisch zu untersuchen. Bspw. kann durch eine solche Untersuchung ermittelt werden, ob das Verhältnis der Feinheiten der beiden Filter 31, 32 ausreichend günstig gewählt ist, um einerseits ein ausreichendes Filterergebnis zu gewährleisten, andererseits ein verfrühtes Verstopfen einer der beiden Filter 31, 32 zu vermeiden. Ist der erste Filter 31 zu fein gegenüber dem zweiten Filter 32, der das Gesamt-Filterergebnis maßgeblich bestimmt, wird der erste Filter 31 möglicherweise schnell verstopfen; ist der erste Filter 32 zu grob, verstopft der zweite Filter 32 früher. Ideal ist es, die Feinheiten der Filter 31, 32 so zu wählen, dass sie sich ähnlich schnell zusetzen.
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Die Filtereinheit 30 umfasst weiterhin eine Druckdifferenzmessvorrichtung 34, mit welcher die Druckdifferenz vor dem ersten Filter 31 und nach dem zweiten Filter 32 erfasst wird. Anhand der Druckdifferenz lassen sich evtl. Verstopfungen einer der beiden Filter 31, 32 feststellen und bspw. eine Warnung ausgeben, die zur Reinigung oder zum Austausch der Filter 31, 32 auffordert. Alternativ zu einer gemeinsamen Druckdifferenzmessvorrichtung 34 kann auch eine Druckdifferenzmessvorrichtung für jeden Filter 31, 32 separat vorgesehen sein.
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Anschließend an die Filtereinheit 30 ist eine UV-Entkeimungseinheit 40 vorgesehen, in der hindurchfließender Kraftstoff entlang einer UV-Entkeimungsstrecke 41 UV-Strahlung, insbesondere UVC-Strahlung, ausgesetzt wird, mit der auch nach der Filterung evtl. im Kraftstoff enthaltene vegetative Mikroben abgetötet bzw. inaktiviert werden.
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Daran anschließend ist eine Zumischeinheit 50 vorgesehen, bei der über ein steuerbares Ventil 51 bei Bedarf ein Additiv - in diesem Fall ein Additiv zur Leitfähigkeitssteigerung - aus dem Vorratsbehälter 52 beigegeben werden kann. Zur Bemessung der Zugabe des Additivs ist eine Leitfähigkeitsmessungseinheit 53 vorgesehen. Anhand der gemessenen Leitfähigkeit des Kraftstoffs nach der UV-Entkeimungseinheit 40 kann die Additivzugabe über das Ventil 51 gezielt gesteuert werden.
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Nach der Zumischeinheit 50 gelangt der Kraftstoff in eine Zwischenspeichereinheit 60. Die Zwischenspeichereinheit 60 umfasst einen Zwischenspeicher 61, in dem eine gewisse Kraftstoffmenge zwischengespeichert werden kann, um die Entnahme von Kraftstoff und dessen Rückführung grundsätzlich entkoppeln zu können. Für den Fall, dass der Zwischenspeicher 61 nicht ausreichend sein sollte, umfasst die Zwischenspeichereinheit 60 noch ein Anschlussmodul 62, mit dem bei Bedarf - und deswegen nur gestrichelt dargestellt - ein externer Tank 95, bspw. der Tank 95 eines Tankwagens 96, bedarfsweise mit einem Schlauch 97 angeschlossen werden kann (vgl. 1). Das Anschlussmodul 62 umfasst eine Pumpvorrichtung, mit der Kraftstoff vom Zwischenspeicher 61 in den angeschlossenen Tank 95 und umgekehrt umgelagert werden kann.
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Aus dem Zwischenspeicher 61 der Zwischenspeichereinheit 60 in den Tank 92 des Flugzeugs 90 zurückzuführender Kraftstoff wird durch die Rückführungseinheit 70 und deren Schlauch 71 zurückgepumpt. Dazu umfasst die Rückführungseinheit 70 eine geeignete Pumpe 80.
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Die Funktionsweise der Vorrichtung 1 ergibt sich unmittelbar aus dem Vorstehenden: über die Entnahmeeinheit 10 entnommener Kraftstoff durchläuft die diversen Reinigungseinheiten - Wasserabscheideeinheit 20, Filtereinheit 30 und UV-Entkeimungseinheit 40, bevor dem Kraftstoff bei Bedarf ein Additiv zur Leitfähigkeitssteigerung in der Zumischeinheit 50 zugegeben wird und der so gereinigte und eine gewünschte Leitfähigkeit aufweisende Kraftstoff in der Zwischenspeichereinheit 60 - entweder in deren Zwischenspeicher 61 oder im externen Tank 95 - zwischengespeichert wird. Von der Zwischenspeichereinheit 60 wird der Kraftstoff dann durch die Rückführungseinheit 70 in den Tank 92 des Flugzeugs 90 zurückgeführt bzw. mit der Pumpe 80 zurückgepumpt. Dabei kann je nach Art der gewünschten Reinigung eine unmittelbare Rückführung erfolgen, womit der Zwischenspeicher 61 praktisch leer bleibt und die Vorrichtung 1 eine Umlaufreinigung durchführt; es ist aber auch möglich, einen Teil oder sogar den gesamten Kraftstoff aus dem Tank 92 zwischenzuspeichern und so die Entnahme und Rückführung des Kraftstoffs zeitlich zu entkoppeln.
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Für die Steuerung der vorbeschriebenen steuerbaren Komponenten der einzelnen Einheiten 10-70 sowie der Pumpe 80 kann eine zentrale Steuerungseinheit (nicht dargestellt) vorgesehen sein, die auch mit den diversen Sensoren etc. verbunden sein kann, um so die Funktionen der einzelnen Einheiten 10-70 sowie die Vorrichtung 1 als Ganzes zu steuern. Die Steuerungseinheit kann programmierbar sein, wobei einzelne auf bestimmte Flugzeuge bzw. deren Tanks 92 abgestimmte Reinigungsabläufe einprogrammiert sein können.
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Wie in 1 dargestellt, kann die Vorrichtung 1 auf einem Rollwagen angeordnet sein. Zur Energieversorgung weist die Vorrichtung 1 einen Anschluss (nicht dargestellt) für das Stromnetz eines Hangars auf.
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In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 dargestellt. Die Vorrichtung 1 ist dabei gemäß 1 verwendbar, weist gegenüber der Vorrichtung 1 aus 2 aber nur das Mindestmaß an erforderlichen Einheiten 10, 30, 70 auf.
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In Durchflussrichtung 2 ist in der Vorrichtung 1 zunächst eine Entnahmeeinheit 10 vorgesehen, an die sich die Pumpe 80 anschließt, bevor durch die Vorrichtung strömender Kraftstoff durch eine Filtereinheit 30 strömt und anschließend über die Rückführungseinheit 70 und deren Schlauch 71 in den Tank 92 des Flugzeugs 90, aus dem der Kraftstoff entnommen wurde (vgl. 1), zurückgeführt wird.
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Während die Filtereinheit 30 bei der Vorrichtung 1 gemäß 3 identisch zur Filtereinheit 30 der Vorrichtung 1 aus 2 aufgebaut ist, weshalb auf die dortigen Erläuterungen verwiesen wird, sind die Entnahmeeinheit 10 und die Rückführungseinheit 70 als rein passive Einheiten ausgeführt: die Entnahmeeinheit 10 umfasst keine Saugpumpe 13 (vgl. 2), die Pumpe 80 ist außerhalb der Rückführungseinheit 70 angeordnet.
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Um die Durchflussrichtung 2 der Vorrichtung 1 sowie zumindest die Rückführung des Kraftstoffs sicherzustellen ist die Pumpe 80 vorgesehen, die in Durchflussrichtung 2 vor der Filtereinheit 30 angeordnet ist. Die Pumpe 80 ist dabei so ausgelegt, dass sie zumindest bis zu einem definierten Druckabfall über die Filter 31, 32 der Filtereinheit 30 ausreichend Kraftstoff fördert, dass der gefilterte Kraftstoff durch den Schlauch 71 zurückgefördert werden kann. Selbstverständlich ist die Pumpe 80 auch so auszulegen, dass sie durch die zu erwartenden Verunreinigungen im Kraftstoff nicht verstopft.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 3 kann die Entnahme des Kraftstoffs allein schwerkraftbedingt erfolgen. Die Pumpe 80 kann aber auch so ausgestaltet sein, dass sie eine Saugwirkung durch den Schlauch 11 der Entnahmevorrichtung 10 entfaltet.
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Auch die Vorrichtung 1 gemäß 3 kann eine zentrale Steuerungseinrichtung (nicht dargestellt) aufweisen, mit der ein ordnungsgemäßer Betrieb der Vorrichtung 1 sichergestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Durchflussrichtung
- 10
- Entnahmeeinheit
- 11
- Schlauch
- 12
- Adapter
- 13
- Saugpumpe
- 20
- Wasserabscheideeinheit
- 21
- Ablass
- 30
- Filtereinheit
- 31
- Filter
- 32
- Filter
- 33
- Filterprobenentnahmestelle
- 34
- Druckdifferenzmessvorrichtung
- 40
- UV-Entkeimungseinheit
- 41
- UV-Entkeimungsstrecke
- 50
- Zumischeinheit
- 51
- Ventil
- 52
- Vorratsbehälter
- 53
- Leitfähigkeitsmessungseinheit
- 60
- Zwischenspeichereinheit
- 61
- Zwischenspeicher
- 62
- Anschlussmodul
- 70
- Rückführungseinheit
- 71
- Schlauch
- 72
- Flugzeugbetankungskupplung
- 80
- Pumpe
- 90
- Flugzeug
- 91
- Flügel
- 92
- Tank
- 95
- Tank
- 96
- Tankwagen
- 97
- Schlauch
