DE4227516C2 - Vorrichtung zur Frischwasserverteilung in Passagierflugzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Frischwasserverteilung in Passagier­ flugzeugen.

Wasserverteileinrichtungen für Passagierflugzeuge sind bekannt, um Hand­ waschbecken im Bereich von Toiletten sowie Bordküchen mit Frischwasser zu versorgen. Darüber hinaus wird Frischwasser oftmals auch im Bereich von Toilettenbecken verwendet.

In den bislang verwendeten Frischwassersystemen in Flugzeugen, insbesondere in Großraumflugzeugen, ist es üblich, eine Wasserbevorratungseinrichtung in mehrere, separate Versorgungstanks aufzuteilen. Dies ist notwendig, da ent­ sprechend der für den Flugzeugtyp vorgesehenen Passagierzahl Frischwasser­ mengen zur Verfügung stehen müssen, die nicht mehr durch einen einzelnen Tank aufgenommen werden können. Darüber hinaus weisen die bislang ver­ wendeten Frischwassersysteme Einwegverbindungsleitungen zwischen den Versorgungstanks und den Zapfstellen auf, wie beispielsweise jeweils eine Einwegsverbindungsleitung für die linke bzw. rechte Passagierkabinenseite.

Hieraus resultiert, daß das Wasser in den Leitungen steht, solange keine Ent­ nahme durch die Verbraucher stattfindet. Da die Wasserleitungen in der Regel in Nähe der äußeren Rumpfstruktur verlegt sind und insbesondere bei langen Flügen in großer Höhe das Flugzeug der sehr kalten Umgebung ausgesetzt ist, ist es zur Vermeidung eines Einfrierens der Leitungen erforderlich, entlang der Rohrleitungen in den gefährdeten Bereichen elektrische Heizelemente vorzuse­ hen. Die Anordnung der Heizelemente muß jeweils an die unterschiedlichen Flugzeugkonfigurationen angepaßt werden, was aber mit einer aufwendigen und kostenintensiven Montage und einem in der Flugzeugtechnik möglichst zu minimierenden Gewicht verbunden ist.

Die bislang verwendeten Einwegverbindungsleitungen im Frischwassersystem erfordern weiterhin eine aufwendig gestaltete Regelung zwischen den separaten Versorgungstanks, um eine gleichmäßige Entleerung zu erreichen. Damit wird ein einheitliches Füllstandsniveau der Versorgungstanks ermöglicht, um jeder­ zeit an allen Zapfstellen ausreichend Frischwasser zur Verfügung stellen zu können.

Aus der DE 88 01 426 ist weiterhin eine Tränkanlage für Tiere bekannt, bei der ein Versorgungstank durch ein Leitungssystem mit Zapfstellen verbunden ist. Die Leitung ist als eine Ringleitung ausgebildet und der Wassertransport erfolgt mit Hilfe einer Umwälzpumpe. Eine derartige Wasserversorgungsanlage ist stationär für die Verwendung in Laufställen für Tiere vorgesehen. Sie ist aber nicht geeignet, um aus mehreren Tanks eine gleichmäßige Wasserentnahme zu gewährleisten und darüber hinaus die im Flugzeug vorgegebenen Gewichts­ beschränkungen eines Wassersystems zu erfüllen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der einleitend genannten Art unter den im Flugzeugbau vorgegebenen Gewichtsbeschränkungen derart zu verbessern, daß eine gleichmäßige Entnahme des Frischwassers aus den Versorgungstanks ohne eine aufwendige Regelung ermöglicht und gleichzeitig ein Eisfreihalten der Leitungen mit geringstem Aufwand realisiert werden.

Diese Aufgabe ist bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die im Pa­ tentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Dabei ist insbesondere von Vorteil, daß eine pendelnde Wasserzirkulation zwi­ schen den Wassertanks erreicht ist, mit der die Bildung von Eis im Wasser­ system verhindert werden kann und gleichzeitig ein Ausgleich zwischen den Versorgungstanks stattfindet. Statt der aufwendigen Regelung zur gleichmä­ ßigen Entleerung der einzelnen Versorgungstanks werden in einem bestimmten Bereich pendelnde Druckhöhen zugelassen. Mit diesem Differenzdruck wird das Wasser in der Ringleitung in Bewegung gehalten. Bisher notwendige Bauteile zur Förderung des Wassers, wie eine Umwälzpumpe, können entfallen.

Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 6.

Mit der Maßnahme gemäß Anspruch 2 wird eine einfache Befüllung unter Vermeidung von unzulässigen Überdrücken sowie eine ausreichende Belüftung der Versorgungstanks bei einer fortschreitenden Entleerung ermöglicht.

Die Ausgestaltungen gemäß Anspruch 3, 4 oder 5 ermöglichen, daß einerseits mit dem Anschluß des Ventils an eine interne, im Flugzeug leicht verfügbare Druckluftquelle eine Zirkulation des Frischwassers ohne eine Verwendung zusätzlicher Pumpen möglich ist und so einer Eiskristallbildung entgegenwirkt und andererseits durch Umschalten in eine andere Schaltstellung eine pendeln­ de Wasserzirkulation zwischen den Versorgungstanks erreichbar ist, um einen Ausgleich der Wasserstände in den Tanks zu erreichen. In weiteren Ventilstel­ lungen ist ein Einbringen von Druckluft von einer externen Druckluftquelle reali­ sierbar, um beispielsweise bei Bodenbetrieb, d. h. ohne eine Zapfluftversor­ gung, ein funktionierendes Frischwassersystem im Flugzeug zu erhalten oder um eine Entleerung der Tanks und der Leitung durch Ausblasen mittels Druck­ luft über einen Drainageanschluß zu ermöglichen.

Aus Anspruch 6 ergibt sich der Vorteil, daß lediglich räumlich an einem Ort eine Heizung notwendig ist, um jeweils die Temperierung des vorbeifließenden Frischwassers vorzunehmen. Damit ist die notwendige Beheizung der gesamten Verbindungsleitung unnötig geworden, was den Aufwand an Montage, Material und damit Gewicht der Flugzeugausrüstung erheblich reduziert.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Er­ findung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung einer Wasserver­ sorgungseinrichtung, die mit einer kreislauf­ förmigen Frischwasserversorgung versehen ist, und

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der Vorrichtung, bei der eine Zirkulation innerhalb der Ringleitung in wechselnden Richtungen durch Druckluftbeaufschlagung erzeugt wird.

Eine Vorrichtung zur Frischwasserverteilung besteht entsprechend der Darstellung in Fig. 1 im wesentlichen aus einer Frischwasserversorgung 1, die aus Versor­ gungstanks 2, 2′ sowie einer Ringleitung 3 gebildet ist. Entsprechend der Darstellung in Fig. 2 sind zwei Versorgungstanks 2 und 2′ vorgesehen. Die Ringleitung 3 ist über Stichleitungen 4 mit Wasserhähnen 5 im Bereich von Küchen 6 einerseits und im Bereich von Toiletten 7 andererseits verbunden. Im Bereich der Küche 6 ist der Wasserhahn 5 dabei einem Küchenwaschbecken 8 und im Bereich der Toilette 7 einem Toilettenhandwaschbecken 9 zugeordnet. Zur Verringerung einer Wärmeabgabe ist ein Teil der Ringleitung 3 mit einer Isolation 10 versehen.

Eine Temperierung des innerhalb der Ringleitung 3 zirkulierenden Wassers wird mit Hilfe einer Heizung 11 vorgenommen, die als ein elektrischer Durchlaufer­ hitzer ausgebildet sein kann. Die Zirkulation des Wassers innerhalb der Ringleitung 3 wird von einer Pumpe 12 unterstützt. Das Küchenwaschbecken 8 sowie ein im Bereich der Toilette 7 angeordnetes Toilettenbecken 13 sind an eine Abwasserleitung 14 angeschlossen. Aus dem Bereich des Toilettenwaschbeckens 9 abfließendes Brauchwasser wird einem Brauchwassertank 15 zugeführt, aus dem Spülflüssigkeit zur Durchführung von Spülvorgängen im Bereich des Toilettenbeckens 13 entnommen wird. Bei einer ausreichenden Vorratsmenge im Bereich des Brauchwassertanks 15 ist eine separate Frischwasserzufuhr für das Toilettenbecken 13 entbehrlich. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, das ergänzend zur Durchführung von Spülvorgängen im Bereich des Toilettenbeckens 13 ein Anschluß an die Ringleitung 3 vorgesehen ist, der immer dann aktiviert wird, wenn im Bereich des Brauchwassertanks 15 keine ausreichende Spülwassermenge verfügbar ist. Zur Ver­ meidung eines Überlaufens kann der Brauchwassertank 15 mit einem Überlauf oder einer automatischen Auslösung eines Spülvorganges im Bereich des Toilettenbeckens 13 ausgestattet sein.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 sind im Bereich der Stichleitungen 4 Stichleitungsisolierungen 16 vorgesehen. Die Abwasserleitung 14 ist an einen Ab­ wassertank 17 angeschlossen, dessen Innenraum mit einer elektrischen Saugpumpe 18 zur Unterdruckerzeugung verbunden ist. Die Saugpumpe 18 steht mit einem Vakuumablaß 19 in Verbindung, der über eine Ablaßleitung 20 an den Abwassertank 17 angeschlossen ist. Im Bereich der Ablaßleitung 20 ist ein Ablaßventil 21 angeordnet. Über eine Drainageleitung 22 ist die mit dem Wasserhahn 5 der Toilette 7 verbundene Stichleitung 4 an einen Drainageanschluß 23 angeschlossen. Zur Vornahme gezielter Bedienoperationen ist im Bereich der Drainageleitung 22 ein Drainageventil 24 vorgesehen.

Die als Durchlauferhitzer ausgebildete Heizung 11 ist an einen Generator 25 angeschlossen, der die erfor­ derliche elektrische Energie bereitstellt. Einer der Versorgungstanks 2, 2′ im Bereich der Frischwasserver­ sorgung 1 ist über eine Zuführleitung 26 mit einem Überbordanschluß 27 verbunden. Der Überbordanschluß 27 kann gleichfalls zur Be- und Entlüftung verwendet werden. Eine unbeabsichtigte Entleerung eines Versorgungstanks 2, 2′ wird durch ein im Bereich der Zuführleitung 26 angeordnetes Zuführventil 28 verhin­ dert. Zur Ermöglichung einer Zirkulation von Wasser im Bereich der Frischwasserversorgung 1 in wechselnden Richtungen sind die Versorgungstanks 2, 2′ mit einem Kombinationsventil 29 verbunden, das seinerseits mit einem Druckbegrenzer 30 und einem Druckminderer 31 verbunden ist. Der Druckminderer 31 ist an einen Zapfluftanschluß 32 angeschlossen. Mit Hilfe des Kombinationsventils 29 werden die Versorgungstanks 2, 2′ abwechselnd mit Überdruck beaufschlagt, so daß eine Pendelbewegung der im Bereich der Ringleitung 3 bevorrateten Flüssigkeit hervorgerufen wird.

Eine Entleerung der Stichleitungen 4 sowie der Ring­ leitung 3 kann beispielsweise durch ein Ausblasen mit Hilfe von Druckgas oder ein Leersaugen mit Hilfe von Unterdruck erfolgen. Bei einer durchgehenden Verlegung mit einem Gefälle ist auch eine Drainage mit Hilfe der Schwerkrafteinwirkung möglich. Gleichfalls ist es mög­ lich, die Versorgungstanks 2, 2′ mit Hilfe einer Ein­ wirkung der Schwerkraft bzw. durch ein Ausblasen oder Leersaugen zu drainieren.

Alternativ zu der in den Figuren dargestellten ein­ schleifigen Ausbildung des Ringleitungssystems ist es auch möglich, eine matrixartige Struktur vorzusehen. In Abhängigkeit von der jeweiligen Matrixstruktur können ein oder mehrere Fördereinrichtungen für das Frisch­ wasser vorgesehen sein. Ebenfalls wie bei der wahl­ weisen Anordnung der Versorgungstanks 2, 2′ entweder innerhalb der Ringleitung 3 oder über Stichleitungen 4 an die Ringleitung 3 angeschlossen, ist es möglich, die Verbraucher entweder, wie in den Figuren darge­ stellt, über Stichleitungen 4 an die Ringleitung 3 anzuschließen oder über geeignete Kupplungsstücke unmittelbar in die Ringleitung 3 zu integrieren.

Bei den bislang erörterten Ausführungsformen ist im wesentlichen ein kontinuierlicher Wassertransport vorgesehen. Dies bedeutet, daß die Ringleitung 3 kontinuierlich mit Wasser gefüllt ist. Es ist aber auch möglich, eine intermittierende Förderung vorgesehen, bei der aufeinanderfolgende Wasser- und Luftsegmente durch die Ringleitung 3 transportiert werden.

Statt einer Ausbildung der Heizung 11 als Durchlauf­ erhitzer ist es auch möglich, beispielsweise einen elektrischen Tauchsieder im Bereich der Versorgungs­ tank 2, 2′ anzuordnen oder einen Wärmetauscher zu verwenden, der beispielsweise Abwärme oder Kabinenwärme nutzt. Statt einer Förderung des Frischwassers mit Hilfe einer Pumpe 12 oder mit Hilfe der wechsel­ seitigen Druckluftbeaufschlagung kann auch vorgesehen werden, einen Wasserautomaten einzusetzen oder einen Transport durch Schwerkraft zu realisieren.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Frischwasserverteilung in Passagierflugzeugen, mit folgenden Merkmalen:

• - mehrere Versorgungstanks (2, 2′) und eine die Versorgungs­ tanks (2, 2′) mit Zapfstellen (5) verbindende Leitung sind vorgesehen,
• - diese Verbindungsleitung ist zumindest bereichsweise als Ringleitung (3) ausgebildet,
• - mindestens zwei Versorgungstanks (2, 2′) sind innerhalb der Ringlei­ tung (3) angeordnet,
• - zwischen den Versorgungstanks (2, 2′) ist über ein Kombinationsven­ til (29) eine wechselnde Überdruckbeaufschlagung der Versorgungs­ tanks (2, 2′) zur Generierung einer pendelnden Wasserzirkulation vor­ gesehen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Versorgungs­ tanks (2, 2′) über eine Zuführleitung (26) mit einem Überbordan­ schluß (27) verbunden ist, der eine zur Durchführung einer Befüllung und einer Entlüftung des Versorgungstanks (2, 2′) geeignete Ausbildung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Kombinationsventil (29) für jeden in der Ringleitung (3) vorgesehenen Versorgungstank (2, 2′) ein Anschluß vorgesehen ist, ein dritter Anschluß über ein Druckbegrenzungsventil (30) mit dem zur Entlüftung ausgebildeten Überbordanschlußteil (27) verbunden ist und ein vierter Anschluß über ein weiteres Druckbe­ grenzungsventil (31) mit einer Druckluftquelle verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftquelle als Zapfluftan­ schluß (32) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Überbordanschluß (27) eine exter­ ne Druckluftquelle anschließbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Heizung (11) in einem räum­ lich begrenzten Bereich der Ringleitung (3) vorgesehen ist.