申请日2006.08.03
公开(公告)日2008.08.06
IPC分类号B64D37/02
摘要
本发明涉及一种用于飞行器的柜模块。该柜模块设计用于从外部配合到飞行器机身中。柜模块(1)包括至少一个容器(10)和形成该柜模块(1)外端并连接到容器(10)的壳部(5)。壳部(5)能够配合到机身开口(8)中，使得容器(10)定位在飞行器机身(9)的内部(6)中。
权利要求书
1.一种用于安装到飞行器机身(9)的机身开口(8)中的柜模块(1)， 其包括：
至少一个容器(10)，和
壳部(5)，其形成所述柜模块(1)的外端并连接到所述容器(10)，
其中所述壳部(5)的轮廓与所述机身开口(8)相对应，所述柜模块 (1)能够通过其壳部(5)配合到所述机身开口(8)中，使得所述容器(10) 定位在所述飞行器机身的内部(6)。
2.如权利要求1所述的柜模块，其中，所述壳部(5)相对于外部密 封所述飞行器机身(9)的内部(6)。
3.如权利要求2所述的柜模块，其中，所述壳部(5)形成所述至少 一个容器(10)的下端以配合入所述机身开口(8)的下侧。
4.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，其中，所述至少一个容器 (10)和所述壳部(5)形成为整体。
5.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，其中，所述至少一个容器 (10)和所述壳部(5)由复合纤维材料制成。
6.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，其中，所述壳部(5)的 尺寸使得在所述壳部安装到所述飞行器机身(9)的机身开口(8)中时补 偿由所述机身开口(8)引起的飞行器机身(9)的结构削弱。
7.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，其中，所述至少一个容器 (10)的形式为包括废水容器、清水容器和燃料罐的组中的容器。
8.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，其中，所述至少一个容器 (10)的特征在于包括连接件(4)，所述连接件设计用于将所述至少一个 容器(10)连接到所述飞行器机身(9)内部(6)中的馈送管道系统。
9.如权利要求8所述的柜模块，还包括至少一个真空发生器(3)，所 述真空发生器设计用于经由所述至少一个容器(10)产生从所述馈送管道 系统到所述至少一个容器(10)的抽吸气流。
10.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，还包括至少一个用于确 定所述至少一个容器(10)的瞬时填充高度的装置。
11.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，还包括至少一个用于清 洁所述至少一个容器(10)的装置。
12.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，还包括至少一个结合到 所述容器的壁中的用于加热所述至少一个容器(10)的装置。
13.如前述权利要求中任一项所述的柜模块，还包括至少一个排出装 置(2)，所述排出装置用于清空所述至少一个容器(10)。
14.如权利要求9至13中任一项所述的柜模块，还包括至少一个用于 将所述柜模块(1)连接到所述飞行器机身(9)内部(6)中的电源的连接 件。
15.一种飞行器，其具有容器(10)，所述容器(10)为包括废水容器、 清水容器和燃料罐的容器组中的容器，其中，所述容器实现为如权利要求 1至14中任一项所述的柜模块(1)的形式。
说明书
用于飞行器的一体结构真空污水系统的柜模块
技术领域
本发明总体上涉及供应并处理飞行器中的液体介质的技术领域。具体 地，本发明涉及一种能够以独立部件的形式配合到飞行器机身中的柜模 块。
本发明还涉及一种飞行器，其中设置有至少一个用于容纳液体介质、 呈前述柜模块形式的容器。
背景技术
为了处理载客飞行器中的废水 ，通常的做法是利用真空废水系统，其 中在气流的帮助下将粪便物通过管道从抽水马桶输送到废水收集柜。当飞 行器飞行时，外部空气与机舱空气之间的压差产生气流。在飞行器降落在 地面后，能够通过排水连接件处理如此收集的废水。
通常，废水收集柜包括一个或多个单独的容器，所述一个或多个容器 于机舱的压力区域中、尤其是货物区域中刚性地安装到飞行器结构上。由 于废水收集柜的大小，所以需要在飞行器的结构与设备的组装期间安装 好，因此，飞行器的组装明显地延长。由于废水收集柜在结构和设备组装 期间的早期安装，其影响在该组装步骤以及随后的步骤期间于飞行器内部 中的其他组装。此外，通过废水收集柜安装元件的形式、以及通过将柜的 重量安全传递到飞行器结构中的附加结构加强件的形式，废水收集柜在飞 行器结构上的安装产生附加的重量，使得飞行器的总重不利地增加。
发明内容
基于与已知废水收集柜相关的上述问题，本发明旨在另外地研制一种 适于例如容纳废水的柜，使得上述困难减少。
根据本发明第一方面，披露了一种设计用于安装到飞行器机身开口中 的柜模块。在该情况下，本发明的柜模块主要包括至少一个容器以及形成 该柜模块的外表面并连接到该容器的壳部。该壳部可包括例如一部分容器 壁。根据一个特定的实施方式，容器的底部可由壳部形成。当然，也可以 将壳部定位在距容器一定距离处，在该情况下，壳部仅通过支撑或连接结 构与容器连接。
为了消除已有的必须在结构和设备组装期间将本发明的柜模块安装到 飞行器机身内部中的需求，壳部的轮廓与飞行器机身的机身开口的轮廓相 对应，使得柜模块能够在任何时候通过其壳部配合到飞行器机身中。在该 情况下，柜模块的容器位于飞行器机身的内部，并且机身开口完全由壳部 密封，使得飞行器机身外部没有明显的不连续。
以上讨论的实施方式表明能够独立于飞行器机身地制造柜模块，从而 能够加速飞行器机身的结构和设备组装，因为例如在飞行器机身的最终组 装之前不需要集成本发明的柜模块。
只要在本发明的文中使用术语“壳部”，则术语“壳”应总是理解成在 静力学领域中所赋予的意义。因此，壳部包括硬壳式部件，由于其硬壳式 构造而能够将外部载荷传递到例如飞行器机身开口的邻近支撑构造中。另 一方面，由于其硬壳式构造，壳部能够吸收来自于飞行器机身的载荷。因 此，壳部能够补偿由机身开口在飞行器机身中所形成的较明显的不连续， 使得即使由于用于容纳柜模块的机身开口也只是稍微地削弱飞行器机身。
如上所述，常规的废水收集柜通常需要通过辅助安装元件和附加的结 构加强件来帮助安装，以便安全可靠地将产生于废水收集柜的载荷传递到 飞行器结构中。在某些情形下，本发明的将柜模块结合到飞行器机身的机 身开口中可能在容纳柜模块的机身开口区域中需要附加的结构加强件，但 这些结构加强件增加的重量小于安装常规废水收集柜所需的安装元件和 附加结构加强件的重量，使得能够通过本发明很大程度地补偿该附加的重 量。
为了补偿由机身开口所引起的飞行器机身的构造削弱，壳部的尺寸确 定为使得当壳部安装在机身开口中时补偿该削弱。
为了防止飞行器机身中的机身开口引起飞行器机身内部的压降，壳部 相对于外部紧密地密封飞行器机身的内部。这样的密封例如能够通过以下 方式实现：使壳部的外轮廓与机身开口的内轮廓非常精确地适配，使得该 两个轮廓表面在组装状态下相互紧密邻接，并且不会出现压力均化。由于 两个轮廓表面的这种精确适配仅能非常困难地实现，所以还可以为机身开 口和/或壳部的轮廓提供例如橡胶密封件的周边密封元件，其补偿两个轮廓 表面的可能尺寸误差。
如上所述，柜模块的壳部可形成至少一个容器的下端——例如呈容器 底部的形式，使得柜模块能够插入例如飞行器机身的下侧，其中在该情况 下壳部形成不间断的飞行器机身的连续蒙皮。
为了改善柜模块壳部的硬壳式构造，该至少一个容器和壳部可形成为 一体。例如，能够以注塑件的形式制造包括容器和壳部的柜模块。可替代 地，还能够通过由例如碳纤维增强塑料(缩写为CFRP)或玻璃纤维增强 塑料(缩写为GFRP)的纤维材料一体地制成这两个部件来实现容器与壳 部的一体设计。这些复合纤维材料尽管重量轻但非常坚固，因此特别适于 在航空和航天工程领域中使用。
尽管本发明基于消除与常规废水收集柜相关的上述问题，但本发明的 柜模块设计也能转用于例如清水容器或燃料罐的其它容器。呈本发明的柜 模块形式的废水容器、清水容器或燃料罐的实现对于例如缩短两次飞行之 间所需的维护时间可具有积极的效果。由于经常非常低的体积流速，所以 在两次飞行之间的飞行器燃料补给以及清水供应补充和废水处理通常都 是非常费时的。
可通过利用本发明的柜模块来缩短补充和处理液体介质所需的时间， 可例如在飞行器到达之前已准备好空的废水容器或刚补充的清水容器或 燃料罐，从而仅需要更换已使用过的废水容器、清水容器或燃料罐。与常 规的补充和处理概念形成对比，这使得能够在维护间隔期间明显地节省时 间，即能够缩短飞机的停顿时间并能够使飞行时间最长，使得总体效率得 以改善。
为了迅速更换本发明的柜模块，柜模块的至少一个容器的特征在于包 括连接件，该连接件用于将至少一个容器连接到飞行器机身内部中的馈送 管道系统。取决于容器(废水容器、清水容器或燃料罐)的相应设计，该 馈送管道系统或者包括连接到卫生间的(真空)管道系统、或者包括连接 到厨房、厕所和其它清水消耗装置的清水管道系统、或者包括能够供应各 个燃料消耗装置的燃料供应管道系统。
由于在低飞行高度或者在飞行器停顿于机场时，外部空气与内部机舱 空气之间的压差不存在或者不足以产生用于处理来自卫生间的粪便物的 气流，所以本发明的柜模块还包括能够形成所需压差的真空发生器。该真 空发生器使得能够在容器中、并因此在馈送管道系统中产生负压，使得来 自卫生间和管道系统的粪便物能够被输送到柜模块的至少一个容器中。尽 管在大约8000至10000米的正常飞行高度处的惯例压差大约为570毫巴， 但是为了产生“人造”压差，利用能够产生250至270毫巴的最小压差的 真空发生器就能够满足需要。
为了一直获得柜模块的至少一个容器中的填充高度的最新信息，柜模 块还包括能够确定瞬时填充高度的装置。通过这种填充高度量具能够进一 步缩短维护和停顿时间，因为其可以预测可能需要更换的柜模块。
由于柜模块的废水容器并不满负载地使用，在短程飞行时尤其如此， 所以在完成两次、三次或更多次短程飞行之前可能不需要更换柜模块。
为了使对本发明的柜模块执行的更换和维护工作很大程度地自动化， 可在柜模块或至少一个容器中设置清洁装置，以便在停顿期间例如以冲洗 过程的形式进行清洁过程。
根据前述公开内容，本发明的柜模块的至少一个容器的内部直接邻接 呈柜模块壳部形式的飞行器机身蒙皮。但是，由于在高的飞行高度时外部 温度非常低，所以至少一个容器的内容物在高的飞行高度处具有非常容易 结冰的趋势。为了解决该问题，本发明的柜模块还可包括至少一个用于加 热该至少一个容器的装置。该装置可包括例如结合到至少一个容器的壁中 的加热套或加热盘管。
此外，每个柜还包括排出装置，以便清空柜模块的至少一个柜。该排 出装置可包括例如分配有对应关闭阀的排出连接件。如果柜模块包括数个 容器，则每个容器可以包括具有排出连接件和所分配的关闭阀的单独排出 装置，其中所有的排出单元可沿处理方向结合到带有所分配的关闭阀的共 同排出连接件中，使得能够仅通过一个连接件清空所有的容器。
根据前述说明，本发明的柜模块可以包括不同的耗电装置，从而需要 一个电源。真空发生器、填充高度量具、加热装置以及可能应用的清洁装 置尤其需要电能。为了确保这些耗电装置的电源，柜模块的特征还在于包 括：将柜模块连接到飞行器机身内部中的电源的连接装置。如果此连接装 置以电插头类型的连接件的形式实现，这对于进一步加快柜模块的迅速更 换可具有额外的积极效果。柜模块从飞行器机身的移除可自动地分开柜模 块与飞行器机身内部中的电源之间的电插头连接，其中当柜模块安装到飞 行器机身中时，自动恢复与飞行器内部中的电源的连接。
前述说明清楚地指出本发明的柜模块能够明显缩短飞行器的停顿和维 护时间，使得本发明因此对于飞行器具有直接的影响。在这点上，本发明 的另一方面涉及一种包括至少一个容器的飞行器，该至少一个容器用作废 水容器、清水容器或燃料罐，其中根据上述特征来实现所述柜模块。