DE4202719A1 - Wassersystem fuer ein flugzeug - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Wassersystem für ein Flugzeug mit einem Wassertank und einer Verteilleitung, woran Entnahme­ stellen angeschlossen sind und der Wassertank und die Verteil­ leitung mit einem Füll- und Drainageventil verbunden sind.

Um ein derartiges Wassersystem während des Fluges eisfrei zu halten, werden die großer Kälte ausgesetzten Teile des Wasser- Leitungssystems elektrisch beheizt.

Hierzu wird eine aufwendige über Temperatursensoren geregelte Rohrheizung verwendet, deren Heizelemente an den kältesten Stellen des Leitungssystems angeordnet sind. Um ein solches Wassersystem eines ohne Energieversorgung kalt abgestellten Flugzeuges vor Einfrieren zu schützen, wird das Leitungssystem anhand entsprechender Drainageventile unter Schwerkraftein­ wirkung entleert. Die Wasserleitungen sind daher mit einem stetigen Gefälle zu den Drainagestellen hin verlegt. Bei Wassersystemen dieser Art wird die Eisfreihaltung mit einem relativ hohen Energieaufwand erkauft. Bei Einführung von Flugzeugvarianten mit unterschiedlichen Rumpflängen muß jeweils das gesamte Leitungssystem wegen des einzuhaltenden Gefälles neu gestaltet werden.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein gattungs­ gemäßes Wassersystem so auszubilden, daß dieses mit einem gegenüber bisherigen Lösungen wesentlich geringeren Energiever­ brauch eisfrei zu halten ist und die Rohrleitungen mit beliebi­ gem Gefälle verlegt sein dürfen.

Diese Aufgabe wird bei einem Wassersystem der vorgenannten Art dadurch gelöst, daß der Wassertank über ein zweistufiges Druckreglersystem mit einer Druckluftquelle verbunden ist und jeder Entnahmestelle, beispielsweise Wasserhähne, ein Verdrän­ gungsbehälter zugeordnet ist, wobei das Druckreglersystem einen Druckabgriff aufweist, der über ein Wechselventil mit einer Druckluftleitung in Verbindung steht, womit die oberen Anschlüs­ se der Verdrängungsbehälter verbunden sind und eine Steuerein­ heit vorgesehen ist, wodurch das Wechselventil auf Aus­ ström- oder Rückströmbetrieb schaltbar ist.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß die Eisfreihaltung des Wassersystems mit relativ niedrigem Energieaufwand erreicht wird und Änderungen der Rumpflänge keine Neugestaltung des gesamten Wasserleitungssystems zur Folge haben.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

So besteht ein Vorteil der Ausgestaltung nach Anspruch 2 darin, daß eine gleichmäßige Entleerung der Verdrängungsbehälter 8, 8′ sichergestellt wird.

Ein Vorteil der Ausgestaltung nach Anspruch 3 besteht darin, daß der Austritt von Druckluft über den Wassertank 1 und die Überlauf- und Entlüftungsleitung ins Freie gegebenenfalls begrenzt wird.

Ein Vorteil der Ausgestaltung nach Anspruch 4 besteht darin, daß in der Verteilleitung befindliche Luftblasen nicht in den Entleerungsstutzen eintreten können und so das Abfließen des Wassers behindern.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung beispielhaft dargestellt und nachfolgend näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 ein Wassersystem,

Fig. 2 das Wassersystem nach Fig. 1 mit umgeschaltetem Wechselventil,

Fig. 3 das Wassersystem im Drainagezustand und

Fig. 4 das Wassersystem fertig zum Auffüllen.

Das Wassersystem ist in Fig. 1 dargestellt und zeigt folgenden Aufbau. An einen Wassertank 1 ist eine Überlaufleitung 2 angeschlossen, die zu einem Füll- und Drainageventil 3 geführt ist, das mittels eines Handhebels 4 zu betätigen ist. An der Unterseite des Wassertanks 1 ist ein Blasenfänger 5 angeordnet, der mit einer Wasserfüll- und Verteilleitung 6 in Verbindung steht, woran die Verbraucher, hier zwei Wasserhähne 7 und 7′, angeschlossen sind. Jedem Wasserhahn ist ein Verdrängungsbe­ hälter 8, 8′ zugeordnet. Jeder dieser Verdrängungsbehälter 8, 8′ ist mit einem Schwimmerventil 9 bzw. 9′ versehen, das jeweils über eine Drossel 10 bzw. 10′ mit einer Druckluftleitung 11 in Verbindung steht. Diese Druckluftleitung 11 ist über ein Wechselventil 13 und ein zweistufiges Druckregelsystem, bestehend aus zwei Druckreglern 14 und 14′, mit einer Druckluft­ quelle 15 verbunden. Der zwischen dem Wechselventil 13 und dem Druckregler 14 befindliche Teil 11′ der Druckluftleitung steht über den Druckregler 14′ und eine Drossel 10′′ mit dem Wassertank 1 in Verbindung. Der Funktionsablauf des Wassersy­ stems wird durch eine Steuereinheit 12 gesteuert, die auf das Wechselventil 13 einwirkt. Die Steuereinheit 12 erkennt die Schaltstellung des Füll- und Drainageventils 3 während der verschiedenen Betriebszustände des Systems und setzt die betreffenden Informationen in entsprechende Steuersignale an das Wechselventil 13 um. Bei diesem Wassersystem wird Eisbildung während des Flugbetriebes nicht durch Aufheizen der Rohre verhindert sondern dadurch, daß das Wasser dauernd in Bewegung gehalten wird. Um dies zu erreichen, ist vorgesehen, daß das Wasser zwischen den Verdrängungsbehältern 8, 8′ und dem Wasser­ tank 1 ständig hin und her pendelt. Die Steuerung der betreffen­ den Vorgänge geschieht mittels der Steuereinheit 12 in der Weise, daß eine Rückströmphase und eine Ausströmphase einander ständig ablösen. Das Bild zeigt das Wechselventil 13 in "Rückströmstellung", was bedeutet, daß die von der Druckluft­ quelle 15 kommende Druckluft den Verdrängungsbehältern 8, 8′ zugeleitet wird, so daß das darin befindliche Wasser über die Verteilleitung 6 in den Tank 1 zurückströmt. Durch die Druckregler 14 und 14′ wird erreicht, daß das Druckpotential der Druckluftleitung 11 immer oberhalb der Druckpotentiale des Wassertanks 1 und der Verteilleitung 6 liegt. Aufgrund der kalibrierten Drosseln 10, 10′ wird eine gleichmäßige Entleerung der Verdrängungsbehälter 8, 8′ sichergestellt. Während dieser Phase ist der in der Verteilleitung 6 herrschende Druck für eine ordnungsgemäße Versorgung der Wasserhähne 7, 7′ ausreichend. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne hat der Wasserspiegel innerhalb der Verdrängungsbehälter 8, 8′ seinen unteren Grenzpegel, wie dargestellt erreicht und die Steuereinheit 12 schaltet das Wechselventil 13 auf Ausströmbetrieb.

Fig. 2 zeigt das Wassersystem, wobei das Wechselventil 13 auf Ausströmbetrieb geschaltet ist. In der betreffenden Ventilstel­ lung ist die Druckluftleitung 11 auf Umgebungsdruck geschaltet. Da aber auch jetzt über dem Wasserspiegel im Tank 1 infolge der Druckregler 14, 14′ ein definierter Überdruck herrscht, strömt das Wasser nun aus dem Tank 1 aus und gelangt wieder in die Verdrängungsbehältern 8, 8′. Dabei gelangt die aus den Verdrängungsbehältern 8, 8′ verdrängte Luft über das Wechselven­ til 13 nach außen. Auch während der Ausströmphase ist infolge des in der Verteilleitung 6 herrschenden durch die Dros­ seln 10, 10′ bestimmten Drucks eine ordnungsgemäße Wasserversor­ gung der Wasserhähne 7, 7′ sichergestellt. Am Ende der Ausström­ phase haben die Wasserspiegel innerhalb der Verdrängungsbe­ hälter 8, 8′ ihren dargestellten oberen Grenzpegel erreicht und die Steuereinheit 12 schaltet das Wechselventil 13 wieder auf Rückströmbetrieb.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schwimmerventile 9, 9′ mit Signalgebern versehen sind. Diese liefern ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 12 um anzuzeigen, daß der obere Grenzpegel erreicht ist. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Signalgeber sind diese als elektrische Schaltkontakte ausgebildet.

Fig. 3 zeigt das Wassersystem im Drainagezustand. Hierzu wird das Füll- und Drainageventil 3 über den Handhebel 4 in die Drainageposition gebracht, so daß das im Wassertank 1 befindli­ che Wasser in Pfeilrichtung abfließen kann. Dies ist erforder­ lich, um das Wassersystem vor Beschädigungen zu schützen, wenn das Flugzeug ohne Energieversorgung bei Frost abgestellt wird.

Bei Betätigung des Handhebel 4 wird die Steuereinheit 12 gleichzeitig so angesteuert, daß diese das Wechselventil 13 derart schaltet, daß Druckluft vom Druckreglersystem 14, 14′ in die Druckluftleitung 11 gelangt. Das Abfließen des Wassers wird durch den oberhalb des Wasserspiegels im Wassertank 1 herrschen­ den Luftdruck unterstützt. In gleicher Weise wirkt sich auch der innerhalb der Verdrängungsbehälter 8, 8′ herrschende Luftdruck aus. In dem gezeigten Bild ist der Verdrängungsbehälter 8 bereits geleert, wodurch Luftblasen in die Verteilleitung 6 gelangen. Damit diese nicht in den Entleerungsstutzen eintreten können und hier das Abfließen des Wassers behindern, ist der Blasenfänger 5 vorgesehen. In diesem können die Blasen aufstei­ gen und erreichen so die Oberfläche des noch im Wassertank 1 befindlichen Wassers. Der Drainagevorgang dauert so lange an, bis kein Wasser mehr abfließt und alle Verdrängungsbehälter 8, 8′ und der Wassertank 1 völlig entleert sind. Infolge der Verwen­ dung von Druckluft als Mittel zur Förderung des Wassers ist die Funktion des Leitungssystems praktisch unabhängig von der Schwerkraft. Daher ist es nicht erforderlich, die Leitungen mit einem bestimmten Gefälle zu verlegen. Hierdurch wird die Möglichkeit eröffnet, die Leitungen waagerecht zu verlegen, wodurch die Gestaltung des Leitungssystems im Falle einer Verlängerung oder Verkürzung des Rumpfes wesentlich vereinfacht wird. Soll das Wassersystem wieder mit Wasser aufgefüllt werden, so geschieht dies durch die üblichen Maßnahmen, wozu das Füll- und Drainageventil in seine Füll-Position zu bringen ist.

Fig. 4 zeigt das Wassersystem im Füllzustand. Hierzu wird das Füll- und Draingeventil 3 in seine Drainageposition gebracht. Dabei wird die Steuereinheit 12 gleichzeitig so angesteuert, daß diese das Wechselventil 13 derart schaltet, daß die Druckluft­ leitung 11 gegen Atmosphäre belüftet wird. Der Wassertank 1 wird über den Füllanschluß des Füll- und Drainageventils 3 befüllt, wie der ausgezogene Pfeil zeigt. Die im Tank 1 enthaltene Luft wird über die Überlauf- und Entlüftungsleitung 2 zur Atmosphäre hin verdrängt, wie der gestrichelte Pfeil zeigt. Die Dros­ sel 10′′ begrenzt gegebenenfalls den Austritt von Druckluft über den Wassertank 1 und die Überlauf- und Entlüftungsleitung ins Freie. Die bei der Wasseraufnahme in dem Frischwasser gespei­ cherte Wärme reicht im allgemeinen aus, um während eines Fluges einen reibungslosen Betrieb des Wassersystem sicherzustellen. Für Flüge von sehr langer Dauer kann der Wassertank 1 beheizbar ausgebildet sein.

Claims (6)

1. Wassersystem für ein Flugzeug mit einem Wassertank und einer Verteilleitung, woran Entnahmestellen angeschlossen sind und der Wassertank und die Verteilleitung mit einem Füll- und Drainage­ ventil verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Wassertank (1) über ein zweistufiges Druckreglersystem (14, 14′) mit einer Druckluftquelle (15) verbunden ist und jeder Entnahmestelle (Wasserhähne 7, 7′) ein Verdrängungsbehälter (8, 8′) zugeordnet ist, wobei das Druckreglersystem (14, 14′) einen Druckabgriff aufweist, der über ein Wechselventil (13) mit einer Druckluft­ leitung (11) in Verbindung steht, womit die oberen Anschlüsse der Verdrängungsbehälter (8, 8′) verbunden sind und eine Steuer­ einheit (12) vorgesehen ist, wodurch das Wechselventil (13) auf Ausström- oder Rückströmbetrieb schaltbar ist.

2. Wassersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckluftzulei­ tungen zu den oberen Anschlüssen der Verdrängungsbehälter (8, 8′) je eine Drossel (10, 10′) eingeschaltet ist.

3. Wassersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckluftzulei­ tung zum Wassertank (1) eine Drossel (10′′) eingeschaltet ist.

4. Wassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einmündung der Verteilleitung (6) ein Blasenfänger (5) angeordnet ist.

5. Wassersystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwimmerven­ tile (9, 9′) mit Signalgebern versehen sind.

6. Wassersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber als elektrische Schaltkontakte ausgebildet sind.