用于以用户压力储存液体的缓存器、供水系统以及飞行器技术方案

本发明专利技术涉及一种用于以用户压力储存液体的缓存器。缓存器包括用于容纳液体和气体的储存容积。储存容积可以被分隔元件分隔成用于容纳液体的液体隔室和用于容纳气体的气体隔室。加压器件被配置成当液体从储存容积中排出或已经排出时，将储存容积中气体的压力增加至操作压力。排放器件在储存容积充入液体时将储存容积中气体的压力降低回到操作压力。此外，描述并要求保护一种包括缓存器的用于飞行器的供水系统以及一种包括这样的供水系统的飞行器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
用于以用户压力储存液体的缓存器、供水系统以及飞行器


[0001]本专利技术涉及一种用于以超过环境压力的用户压力储存液体的缓存器。本专利技术进一步涉及一种包括缓存器的用于飞行器的供水系统以及一种包括具有缓存器的供水系统的飞行器。

技术介绍

[0002]EP 3 385 163 A1披露了一种具有高压水供应和分配系统的飞行器。该供应和分配系统包括储水箱、至少一个加压器件和至少一个用户设备。导管系统从储水箱经由加压器件向用户设备供应水。导管系统在加压器件与用户设备之间采用最大内直径为8mm或更小的柔性导管。与现有的刚性管道相比，柔性导管明显更容易安装，因为它们不需要以恒定的斜度安装来进行排水，需要较少的空间和规划，并且还较不易于因水冻结导管而造成损坏。此外，柔性导管的重量也更低。
[0003]然而，为了将水从中央储水箱通过窄的柔性导管输送至用户，典型地需要比常规供水系统中更高的压力。此外，有限的流率可能使得需要在用户设备处设置水缓存器，水缓存器以比提供给缓存器本身的流率更高的流率向用户设备供应水。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种用于向飞行器上的一个或多个用户设备供应水的缓存器。进一步的目的是提供一种包括缓存器的用于飞行器的供水系统以及一种包括具有缓存器的供水系统的飞行器。
[0005]本专利技术的目的通过如下所述的缓存器、供水系统以及飞行器来实现。下文还进一步描述了本专利技术的优选实施例。
[0006]在第一方面，本专利技术涉及一种用于以超过环境压力的用户压力储存液体的缓存器。缓存器包括用于容纳液体和气体的储存容积、用于增加气体隔室中气体的压力的加压器件、以及用于降低气体隔室中气体的压力的排放器件。加压器件被配置成当液体从储存容积中排出或已经排出时，将储存容积中气体的压力增加至操作压力，或者将储存容积中气体的压力保持在操作压力。排放器件被配置成当液体隔室充入液体时，将储存容积中气体的压力降低回到操作压力，或者将储存容积中气体的压力保持在操作压力。
[0007]换言之，缓存器包括用于容纳应当以用户压力提供的液体、以及气体的储存容积。储存容积中的气体与液体之间的界面可以是自由表面或将两种流体分开的分隔元件。在优选实施例中更详细地描述了具有分隔元件的缓存器。在没有设置分隔元件的情况下，液体与气体之间的界面是由重力形成的自由表面。在这种情况下，在气体与液体的界面处气体的压力是相等的，因此，操作压力和用户压力也是相等的。
[0008]当储存容积中气体的压力增加时，液体的压力也增加。相应地，当液体的压力降低时，储存容积中气体的压力也降低。这还意味着，当通过将液体从储存容积中排出而减少储存容积中液体的量或体积时，储存容积中气体的体积增加并且气体的压力下降。因此，储存
容积中液体的压力也下降。另一方面，当向储存容积中充入液体时，即，当储存容积中水的量增加时，储存容积中气体的体积减小，并且储存容积中气体的压力上升，这使得储存容积中液体的压力上升。
[0009]缓存器被配置成以高于环境压力的用户压力向用户设备(比如飞行器厕所中的马桶冲洗装置或水龙头)提供液体、特别是水。环境压力是缓存器周围的空气的压力。例如，在地面上的通风的飞行器中，环境压力可以是大气压力。然而，当飞行器在飞行中并且飞行器的机舱被加压时，环境压力是机舱压力。用户压力可以是例如2.8巴。
[0010]液体以用户压力储存在缓存器的液体隔室中。由于储存容积中的压力(即，缓存器的液体压力)与储存容积中气体的压力(即，缓存器的气体压力)是相关的，所以当储存容积中的液体处于用户压力时，储存容积中的气体处于操作压力。操作压力可以是例如2.8巴。
[0011]为了以恒定压力供应水，缓存器包括加压器件和排放器件。加压器件被设置成通过将额外的气体泵入储存容积中来增加储存容积中气体的压力。加压器件被配置成例如当储存容积中的压力下降到低于操作压力或充注压力时增加储存容积中的压力。例如，当液体从缓存器的储存容积移除并且因此气体的压力下降时，加压器件被启用并且增加气体压力直到其达到操作压力。
[0012]另一方面，当缓存器的储存容积充入液体时，例如，来自高压供水系统的高压级的水，储存容积中的气体被压缩，使得气体压力增加并超过操作压力。因此，液体压力也上升到高于用户压力。为了使气体压力降低回到操作压力，排放器件被设置成从储存容积中排放气体，使得缓存器中的气体压力降低回到操作压力，这使得液体的压力也降低回到用户压力。
[0013]缓存器是特别有利的，其原因有多个。首先，缓存器能够以预定的用户压力向用户设备提供液体，比如水。因此，缓存器可以放置在用户设备上方、下方或竖直地邻近用户设备，因为缓存器不依赖于重力来向用户设备提供水。
[0014]进一步地，与使用泵将液体从缓存器泵送到用户设备的缓存器相比，本设计更节省功率且重量更轻。例如，现有技术中的在飞行器厕所中的马桶冲洗装置是脉冲流的典型应用，其中流率为大致9l/min持续约1.2s。两次马桶冲洗之间的理论最短时间为约8s。缓存器中的水泵需要能够供应9l/min的流率，即，必须在1.2s内供应大约0.18l水。相比之下，在根据本专利技术的缓存器中，用于马桶冲洗的水主要由缓存器的储存容积中的残余气体压力提供。因此，加压器件可以以相当低的流率操作。取决于实施方式，可以例如，在马桶冲洗装置可以进行第二次操作之前，即，在上述示例中在约8s之后，使气体压力回到操作压力就足够了。然而，流量要求降低的加压器件意味着可以有利地降低重量和功率消耗。
[0015]在优选实施例中，储存容积被分隔元件严密地分隔成用于容纳液体的液体隔室和用于容纳气体的气体隔室。因此两个隔室在缓存器的壳体内部限定了储存容积的用于容纳液体和气体的相应部分。
[0016]优选地使用分隔元件，因为其明确地将气体与液体分开。因此，气体无法从气体隔室进入液体分配系统，并且液体无法进入供应气体的加压器件或排放器件。分隔元件将气体隔室与液体隔室严密地分开，即，液体无法从液体隔室流动穿过分隔元件进入气体隔室，并且气体无法从气体隔室流动穿过分隔元件进入液体隔室。进一步地，膜是柔性的或可移动的，使得隔室之一的容积可以通过减小另一个隔室的容积而增加。分隔元件可以例如由
气囊或气球形成，其中气囊的内部形成隔室之一，而另一隔室例如由缓存器的壳体和气囊的外表面限定。
[0017]在使用分隔元件的情况下，分隔元件优选地是柔性的，以在其与储存容积中的气体和液体的界面上具有大致相同的压力。因此，当气体隔室中的压力增加时，液体隔室中的压力也增加。相应地，当液体隔室中的压力降低时，气体隔室中的压力也降低。进一步地，这还意味着当通过将液体从液体隔室中排出而减少液体隔室中液体的量或体积时，气体隔室中气体的压力下降，并且液体隔室中液体的压力也下降。另一方面，当向液体隔室充入液体时，气体隔室中气体的体积减少，并且气体隔室中气体的压力上升，这使得液体隔室中的压力上升。
[0018]在优选实施例中，缓存器包括用于操作加压器件的控制器件、以及布本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于以超过环境压力的用户压力储存液体的缓存器(1)，所述缓存器包括：储存容积(4)，所述储存容积用于容纳液体和气体，加压器件(8)，所述加压器件被配置成当液体从所述储存容积(4)中排出或已经排出时，将所述储存容积(4)中气体的压力增加至操作压力，或者将所述储存容积中气体的压力保持在所述操作压力，使得所述储存容积(4)中液体的压力增加至所述用户压力，以及排放器件(14)，所述排放器件被配置成当所述储存容积(4)充入液体时，将所述储存容积(4)中气体的压力降低回到所述操作压力，或者将所述储存容积中气体的压力保持在所述操作压力，使得所述储存容积(4)中液体的压力降低至所述用户压力。2.根据权利要求1所述的缓存器(1)，其中，所述储存容积被分隔元件(5)严密地分隔成用于容纳液体的液体隔室(6)和用于容纳气体的气体隔室(7)，其中，所述分隔元件(5)被配置成使得能够通过减小所述气体隔室(7)的容积而增大所述液体隔室(6)的容积，反之亦然。3.根据权利要求2所述的缓存器(1)，其中，所述分隔元件(5)是膜或隔膜。4.根据前述权利要求中任一项所述的缓存器(1)，其中，所述缓存器(1)包括用于操作所述加压器件(8)的控制器件(12)、以及布置在所述气体隔室(7)中并且通信连接到所述控制器件(12)的压力传感器(11)，其中，所述控制器件(12)被配置成当由所述压力传感器(11)测量的压力低于所述操作压力时操作所述加压器件(8)以将所述气体隔室(7)中的压力增加至所述操作压力。5.根据前述权利要求中任一项所述的缓存器(1)，其中，所述加压器件(8)是泵(9)、特别是隔膜泵(9)。6.根据前述权利要求中任一项所述的缓存器(1)，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：汉内斯，
申请(专利权)人：空中客车德国运营有限责任公司，
类型：发明
国别省市：