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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine.
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Aufgrund des verringerten Luftwiderstands in großen Höhen ermöglicht eine größere Reiseflughöhe eines Flugzeugs grundsätzlich eine Verringerung des Treibstoffverbrauchs der Flugzeugtriebwerke. Daher besteht eine Tendenz, Verkehrsflugzeuge für Flüge in immer größeren Reiseflughöhen von bis zu 43000 Fuß (ca. 13100 m) auszulegen. Gegenwärtig eingesetzte Verkehrsflugzeuge umfassen eine Druckkabine, deren Innendruck im Flugbetrieb durch eine mit Triebwerkszapfluft gespeiste Klimaanlage auf einem gegenüber dem Umgebungsdruck, d. h. dem in großen Höhen verringerten Atmosphärendruck, erhöhten Druckniveau gehalten wird.
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Um die aus der Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem erhöhten Kabineninnendruck resultierenden Belastungen des Flugzeugsrumpfes sowie die von der Flugzeugklimaanlage zu erbringende Leistung zur Aufrechterhaltung des gewünschten Druckniveaus im Inneren der Flugzeugkabine zu begrenzen, wird der Kabineninnendruck eines Verkehrsflugzeugs im Flugbetrieb des Flugzeugs nicht auf einem Druckniveau gehalten, das dem Atmosphärendruck auf Meereshöhe entspricht. Vielmehr entspricht der Druck im Inneren der Kabine eines Verkehrsflugzeugs im Flugbetrieb des Flugzeugs, d. h. wenn sich das Flugzeug auf Reiseflughöhe befindet, üblicherweise in etwa dem Atmosphärendruck in einer Höhe von 8000 Fuß (ca. 2400 m).
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Grundsätzlich ist der Sauerstoffpartialdruck der Luft im Inneren der Flugzeugkabine, der sich bei einem in etwa dem Atmosphärendruck in einer Höhe von 8000 Fuß entsprechenden Kabineninnendruck einstellt, hoch genug, um eine ausreichende Sauerstoffversorgung der Crew sowie der Passagiere an Bord des Flugzeugs zu gewährleisten. Das Ausgleichen der Druckdifferenz zwischen dem in etwa dem Atmosphärendruck in einer Höhe von 8000 Fuß entsprechenden Kabineninnendruck im Flugbetrieb des Flugzeugs und dem üblicherweise dem Atmosphärendruck auf Meereshöhe entsprechenden oder nur geringfügig darunter liegenden Druckniveau am Boden erfordert jedoch eine Anpassungsleistung des menschlichen Körpers. Das Erbringen dieser Anpassungsleistung kann insbesondere für Personen, die empfindlich auf einen verringerten Sauerstoffpartialdruck reagieren, anstrengend sein und zu Symptomen wie Schwindelgefühlen oder sogar Ohnmacht führen. Diese Symptome können durch eine anderweitige Erkrankung einer betroffenen Person oder durch Stress noch verstärkt werden.
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Neben dem verringerten Sauerstoffpartialdruck kann die geringe Luftfeuchtigkeit im Inneren einer Flugzeugkabine bei empfindlich reagierenden Personen zu gesundheitlichen Problemen führen. Um das Auskondensieren von Wasser an der kalten Rumpfaußenhaut des Flugzeugs zu minimieren, wird die Luftfeuchtigkeit in der Flugzeugkabine künstlich niedrig gehalten und beträgt in einem vorderen Rumpfabschnitt des Flugzeugs lediglich etwa 5%. Eine derart geringe Luftfeuchtigkeit wird üblicherweise als unangenehm empfunden und kann zum Austrocknen und zu Reizungen der Schleimhäute führen.
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Durch den verringerten Sauerstoffpartialdruck und den geringen Feuchtigkeitsgehalt der Atemluft in Inneren der Flugzeugkabine sind die Crew und die Passagiere eines Verkehrsflugzeugs während des Flugs insgesamt einer erhöhten körperlichen Belastung ausgesetzt. Das Ausmaß, in dem diese Belastung von einer Person wahrgenommen wird, hängt jedoch von der individuellen Empfindlichkeit der Person für die speziellen Umgebungsbedingen an Bord eines Flugzeugs sowie von der Flugdauer ab. Die negativen Auswirkungen der erhöhten körperlichen Belastung werden daher von empfindlich auf einen verringerten Sauerstoffpartialdruck und eine geringe Luftfeuchtigkeit reagierenden Personen insbesondere auf Langstreckenflügen verstärkt wahrgenommen.
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Zur Erhöhung des Komforts von Crewmitgliedern und Passagieren an Bord eines Flugzeugs und zur Vermeidung von durch einen verringerten Sauerstoffpartialdruck in einer Flugzeugkabine hervorgerufenen gesundheitlichen Problemen schlägt die
EP 0 808 769 A2 vor, einer Flugzeugkabine mittels eines Sauerstoffkonzentrators an Sauerstoff angereicherte Luft zuzuführen. Mit Hilfe des in diesem Dokument beschriebenen Systems kann eine Erhöhung des Sauerstoffgehalts der der Flugzeugkabine zuzuführenden Luft auf 25 bis 35 Vol.% realisiert werden. Das aus der
EP 0 808 769 A2 bekannte Sauerstoffanreicherungssystem ermöglicht eine Steigerung des Wohlbefindens der Crewmitglieder sowie der Passagiere an Bord des Flugzeugs. Darüber hinaus kann die Druckdifferenz zwischen dem Umgebungsdruck während des Flugs und dem erhöhten Kabineninnendruck und damit die daraus resultierenden Belastungen des Flugzeugsrumpfes begrenzt werden, da die Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in der Flugzeugkabine ausschließlich durch eine Sauerstoffanreicherung der der Kabine zuzuführenden Luft und nicht durch eine Erhöhung des Kabinendrucks realisiert wird.
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Ein wesentlicher Nachteil des in der
EP 0 808 769 A2 beschriebenen Systems besteht jedoch darin, dass zur Erhöhung des Sauerstoffpartialdrucks in der Flugzeugkabine eine große Menge an Sauerstoff erzeugt werden muss. Der stets unter einer hohen Last betriebene Sauerstoffkonzentrator erfordert daher einen hohen Wartungsaufwand. Darüber hinaus weisen die Einzelkomponenten des Systems sowie das Gesamtsystem ein hohes Gewicht auf. Wenn anstelle des in der
EP 0 808 769 A2 beschriebenen Sauerstoffkonzentrators ein Sauerstoffspeicher zur Bereitstellung des zur Anreicherung der der Flugzeugkabine zuzuführenden Luft erforderlichen Sauerstoffs eingesetzt wird, weist dieser ebenfalls ein hohes Gewicht und überdies ein großes Einbauvolumen auf.
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Die
DE 10 2005 029 226 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Zuführen eines Mehrkomponentenstrahls zu einem Gesichtsfeld eines Benutzers in einem Flugzeug. Die Vorrichtung umfasst eine Leitung, die von einer sauerstoffhaltigen sowie einer wasserhaltigen Komponente in Richtung einer Auslassöffnung durchströmt wird. Von der Auslassöffnung werden die sauerstoffhaltige und die wasserhaltige Komponente durch ein Düsen- und/oder Schlauchelement in Form eines Freistrahls in die Umgebung abgegeben, wo sie sich mit der Umgebungsluft vermischen.
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Die
DE 103 14 890 B3 beschreibt eine Anordnung zur Isolierung eines Fluggastes gegen die Umgebungsatmosphäre in einer Flugzeugpassagierkabine. Die Anordnung, die dazu dient, kranke Personen gegenüber mitreisenden Personen zu isolieren, um deren Ansteckung zu vermeiden, umfasst eine gasdichte Hülle, die über eine mit der zu isolierenden Person besetzte Sitzreihe stülpbar und dichtend gegen eine Innenwand der Passagierkabine festlegbar ist. Dem Innenraum der Hülle wird über einen Lufteintritt Atemluft von einem bordeigenen Sauerstoff-Versorgungssystem des Flugzeugs zugeführt. Ferner ist die Hülle mit einem gegen die Umgebungsatmosphäre isolierten Luftaustritt für verbrauchte Atemluft versehen.
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Druckschrift
WO 2004/040202 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Temperierung und Befeuchtung von Gas, bei der ein Luftgemisch durch eine Berieselungskammer hindurch zu einem Patienten geleitet wird. Entgegen der Flussrichtung des Gases wird eine Flüssigkeit durch die Berieselungskammer geführt, um die Luft zu befeuchten.
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Druckschrift
DE 86 11 223 U1 offenbart ein Rettungsgerät für ein Flugzeug, das eine Sauerstoffquelle, an die über einen Verbindungsschlauch eine Maske angeschlossen ist, aufweist. Die Maske ist mit einem Ausatemventil und einem Filter versehen, an dem ein lösbares Anschlussstück zum Verbindungsschlauch aufgesetzt ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine leichtgewichtige und kompakt gebaute Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine mit einem geringen Sauerstoff- und Wasserverbrauch bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine umfasst eine Sauerstoffquelle, eine Wasserquelle und eine Zufuhrleitung, wobei die Zufuhrleitung mit der Sauerstoffquelle sowie der Wasserquelle verbindbar ist, um beispielsweise von einem Luftauslassanschluss einer Flugzeugklimaanlage in die Zufuhrleitung eingeleitete Luft mit Sauerstoff anzureichern und/oder zu befeuchten. Zur Verbindung der Zufuhrleitung mit der Sauerstoffquelle und der Wasserquelle kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine für diesen Einsatzzweck geeignete Ventile, wie z. B. elektronisch ansteuerbare Magnetventile umfassen, die eine selektive Verbindung der Zufuhrleitung mit der Sauerstoffquelle und/oder der Wasserquelle ermöglichen. Je nach Bedarf kann die die Zufuhrleitung durchströmende Luft dann mit Sauerstoff angereichert und/oder befeuchtet werden. Vorzugsweise ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität eine gezielte Einstellung des gewünschten Sauerstoffpartialdrucks und/oder des gewünschten Feuchtigkeitsgehalts der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellten Atemluft. Eine Steuerung dieser Parameter kann beispielsweise durch eine entsprechende Steuerung von zwischen der Zufuhrleitung und der Sauerstoffquelle bzw. der Wasserquelle angeordneten Ventilen mittels einer elektronischen Steuereinheit realisiert werden.
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Die Zufuhrleitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine ist erfindungsgemäß mit einem Einlassanschluss einer Trennvorrichtung verbunden, die dazu eingerichtet ist, einen lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine von einem den lokal begrenzten Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine zu trennen, so dass die Zufuhrleitung dem durch die Trennvorrichtung lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine mit Sauerstoff angereicherte und/oder befeuchtete Luft zuführen kann. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine und insbesondere die Zufuhrleitung der Vorrichtung ist so ausgelegt und positioniert, dass lediglich ein lokal begrenzter Bereich der Flugzeugkabine, nicht aber ein den lokal begrenzten Bereich umgebender Bereich der Flugzeugkabine mit Atemluft verbesserter Qualität versorgt wird. Durch die Trennvorrichtung wird eine besonders selektive Zufuhr der Atemluft verbesserter Qualität in einen lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine ermöglicht. Infolgedessen kann der Sauerstoff- sowie der Wasserverbrauch der erfindungsgemäßen Vorrichtung minimiert werden.
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Die Trennvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine ist in Form einer zur Aufnahme des Kopfes einer Person geeigneten Haube oder einer über dem Gesichtsbereich einer Person platzierbaren Maske ausgebildet. Der Vorteil einer mit einer derartigen Trennvorrichtung ausgestatteten Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine besteht in ihrem besonders geringen Sauerstoff- bzw. Wasserbedarf.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung können Personen, die auf den verringerten Sauerstoffpartialdruck und die geringe Luftfeuchtigkeit in einer Flugzeugkabine mit gesundheitlichen Problemen reagieren oder Personen, die zur Erhaltung ihrer Leistungsfähigkeit möglichst geringen körperlichen Zusatzbelastungen ausgesetzt werden sollen, wie z. B. die Piloten oder andere Crewmitglieder, bei Bedarf mit Atemluft verbesserter Qualität versorgt werden. Insbesondere auf Langstreckenflügen kann somit der Komfort dieser Personen beträchtlich verbessert werden.
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Da die erfindungsgemäße Vorrichtung lediglich einen lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine mit Atemluft verbesserter Qualität versorgt, lässt sich eine Reihe von Vorteilen realisieren. Zum einen kann die Vorrichtung kompakt und leichtgewichtig aufgebaut sein. Zum anderen wird es ermöglicht, ausgewählten Personen an Bord des Flugzeugs bei Bedarf Atemluft mit höherer Luftfeuchtigkeit zuzuführen, ohne dass es dabei zu übermäßiger Kondenswasserbildung in der Kabine kommt. Im Vergleich zu einem System, das lediglich eine Sauerstoffanreicherung der Luft in einer Flugzeugkabine vorsieht, ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung somit einen deutlichen Komfortgewinn für die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Atemluft verbesserter Qualität versorgten Personen. Falls es sich bei diesen Personen um die Piloten oder andere Crewmitglieder handelt, kann dadurch die Sicherheit an Bord des Flugzeugs erhöht werden, da die körperliche Zusatzbelastung dieser Personen durch den geringen Sauerstoffpartialdruck und die geringe Luftfeuchtigkeit an Bord des Flugzeugs minimiert wird.
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In dem lokal begrenzten Wirkungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität dient die Vorrichtung auch als Notfall-Sauerstoffversorgungssystem bei einem Druckverlust in der Flugzeugkabine. Da bei einem Druckverlust in der Flugzeugkabine Atemluft mit einem sehr hohen Sauerstoffpartialdruck bereitgestellt werden muss, ist die erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität insbesondere dann für einen Einsatz als Notfallsystem geeignet, wenn sie eine gezielte Steuerung des Sauerstoffpartialdrucks der von der Vorrichtung bereitgestellten Atemluft ermöglicht. Im Normalbetrieb kann die Vorrichtung dann Atemluft ”medizinisch” verbesserter Qualität, d. h. Atemluft mit einem leicht erhöhten Sauerstoffpartialdruck liefern. Im Notfallbetrieb ist die Vorrichtung dagegen dazu in der Lage, Atemluft mit dem erforderlichen hohen Sauerstoffpartialdruck bereitzustellen. Alternativ dazu kann die erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität jedoch auch als zusätzliche Vorrichtung in Verbindung mit einem konventionellen Notfall-Sauerstoffversorgungssystem eingesetzt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine ist die Zufuhrleitung mit einem in Form einer Düse ausgebildeten Einlassanschluss verbunden. Der in Form einer Düse ausgebildete Einlassanschluss kann unmittelbar in die Flugzeugpassagierkabine münden und vorzugsweise so angeordnet sein, dass er die Atemluft verbesserter Qualität in Richtung des Gesichtsbereichs einer zu versorgenden Person abgibt. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, einen Einlassanschluss einer Trennvorrichtung, die als Personenkabine, als Haube oder als Maske gestaltet sein kann, in Form einer Düse auszubilden.
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Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine dazu eingerichtet, dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine die mit Sauerstoff angereicherte und/oder befeuchtete Luft über den Einlassanschluss mit einem Druck zuzuführen, der den Druck in dem den lokal begrenzten Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine übersteigt. Durch die Zufuhr der Atemluft verbesserter Qualität mit einem erhöhten Druck wird auch dann eine ordnungsgemäße Versorgung einer sich in dem lokal begrenzten Wirkungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine aufhaltenden Person mit Atemluft verbesserter Qualität gewährleistet, wenn die Vorrichtung keine Trennvorrichtung zur Trennung des lokal begrenzten Wirkungsbereichs der Vorrichtung von einem umgebenden Bereich der Flugzeugkabine umfasst oder die Trennvorrichtung nicht vollständig dicht ist. Der erhöhte Druck der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zuzuführenden Atemluft verbesserter Qualität kann durch die Flugzeugklimaanlage bereitgestellt werden, die der Zufuhrleitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung Luft zuführt. Alternativ dazu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugklimaanlage aber auch eine separate Druckerzeugungseinrichtung, wie z. B. eine Pumpe, einen Kompressor oder dergleichen umfassen.
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Der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine mit Atemluft verbesserter Qualität versorgte lokal begrenzte Bereich der Flugzeugklimaanlage umfasst vorzugsweise einen Auslassanschluss zur Abfuhr verbrauchter Luft aus dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine. Der Auslassanschluss kann in dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine eine Verbindung zwischen dem Innenraum der Flugzeugkabine und einem außerhalb des Innenraums der Flugzeugkabine angeordneten Bereich des Flugzeugrumpfs herstellen. Alternativ dazu kann der Auslassanschluss jedoch auch in einer Trennvorrichtung ausgebildet sein kann, die den lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine von einem den lokal begrenzten Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine trennt. Der Auslassanschluss kann dann unmittelbar in den den lokal begrenzten Bereich umgebenden Bereich der Flugzeugkabine münden. Vorzugsweise ist der Auslassanschluss jedoch mit einer Abfuhrleitung verbunden, die den Auslassanschluss des lokal begrenzten Wirkungsbereichs der erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise mit der Flugzeugklimaanlage verbindet. Über die Abfuhrleitung kann die verbrauchte Luft aus dem lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine dann der Flugzeugklimaanlage zur Aufbereitung, d. h. insbesondere zur Entfeuchtung und Frischluftanreicherung zugeführt werden. Infolgedessen kann die Bildung von Kondenswasser in dem von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität mit Atemluft höherer Luftfeuchtigkeit versorgten lokal begrenzten Bereich der Flugzeugklimaanlage wirksam vermieden werden. Falls gewünscht, kann die Abfuhrleitung auch mir einer in die Flugzeugklimaanlage integrierten oder separat ausgeführten Saugvorrichtung verbunden sein, die bei Bedarf das Absaugen verbrauchter Luft aus dem von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität mit Atemluft versorgten lokal begrenzten Bereich der Flugzeugkabine ermöglicht.
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Der Auslassanschluss des lokal begrenzten Bereichs der Flugzeugkabine umfasst vorzugsweise ein Überdruckventil. Insbesondere dann, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität eine Trennvorrichtung zur Trennung des lokal begrenzten Wirkungsbereichs der Vorrichtung von einem den Wirkungsbereich der Vorrichtung umgebenden Bereich der Flugzeugkabine umfasst und/oder dazu ausgelegt ist, dem lokal begrenzten Wirkungsbereich in der Flugzeugkabine die Atemluft verbesserter Qualität mit einem erhöhten Druck zuzuführen, kann durch eine derartige Ausgestaltung des Auslassanschlusses die Entstehung eines Überdrucks in dem lokal begrenzten Wirkungsbereich der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität wirksam vermieden werden.
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Die Sauerstoffquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine kann einen beispielsweise in Form eines Festspeichers, eines Chemiegenerators, eines Druckgasspeichers oder eines Flüssiggasspeichers ausgebildeten Sauerstoffspeicher umfassen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die Sauerstoffquelle jedoch auch ein Sauerstofferzeugungssystem umfassen, das bei Bedarf im Flugbetrieb des Flugzeugs Sauerstoff erzeugt. In dem Sauerstofferzeugungssystem kann beispielsweise ein Molekularsieb-Sauerstoffkonzentrator, ein Hohlfaserfilter oder dergleichen zum Einsatz kommen. Im Vergleich zu einer Anordnung, deren Sauerstoffversorgung ausschließlich von einem Sauerstoffspeicher abhängt, kann eine mit einem Sauerstofferzeugungssystem ausgestattete Anordnung insbesondere dann, wenn die Anordnung für den Langzeitbetrieb bei Langstreckenflügen vorgesehen ist, mit einem geringeren Gewicht realisiert werden.
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Die Wasserquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine ist vorzugsweise über einen Luftbefeuchter mit der Zufuhrleitung verbindbar. Beispielsweise kann die Zufuhrleitung einen durch den Luftbefeuchter geführten Leitungsabschnitt sowie einen an dem Luftbefeuchter vorbei geführten Bypassabschnitt aufweisen, wobei die Luftströmung durch den durch den Luftbefeuchter geführten Leitungsabschnitt bzw. den Bypassabschnitt der Zufuhrleitung mittels eines geeigneten Ventils, beispielsweise eines elektronisch ansteuerbaren Magnetventils selektiv gesteuert werden kann. Durch den Luftbefeuchter, der von der Wasserquelle mit Wasser gespeist wird, kann die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine bereitgestellte Atemluft auf einfache Art und Weise befeuchtet werden. Der Luftbefeuchter kann als Bauteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität ausgeführt sein. Alternativ dazu kann der Luftbefeuchter jedoch auch in die Flugzeugklimaanlage integriert sein.
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Die Wasserquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine kann einen Wasserspeicherbehälter zur Aufnahme des zur Befeuchtung der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung bereitgestellten Atemluft verbesserter Qualität umfassen. Alternativ oder zusätzlich dazu kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch eine Einrichtung zum Sammeln von Kondenswasser aus der Flugzeugkabine, aus einem Flugzeugtriebwerk oder einem anderen System des Flugzeugs, wie z. B. der Flugzeugklimaanlage, den Flugzeugküchen oder an Bord des Flugzeugs vorgesehenen Brennstoffzellen umfassen. Wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung zum Sammeln von Kondenswasser umfasst, kann auf die Mitführung von zusätzlichem Wasser verzichtet oder die Menge von zusätzlich mitzuführendem Wasser reduziert werden, was sich vorteilhaft auf das Gewicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine auswirkt.
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Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugklimaanlage werden nun anhand der beigefügten schematischen Figuren näher erläutert, von denen
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1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine zeigt, die nicht Gegenstand der Erfindung ist,
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2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine zeigt und
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3 eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine zeigt.
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Eine in 1 gezeigte Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 umfasst eine Zufuhrleitung 14, die an einem ersten Ende mit einem in der 1 nicht gezeigten Luftauslass einer Flugzeugklimaanlage verbunden ist. Über den Luftauslass der Flugzeugklimaanlage wird der Flugzeugkabine 12 zuzuführende Luft in die Zufuhrleitung 14 eingeleitet. Die Zufuhrleitung 14 der Vorrichtung 10 ist selektiv mit einer Sauerstoffquelle 16 und/oder einer Wasserquelle 18 verbindbar, um die Zufuhrleitung 14 durchströmende Luft bei Bedarf mit Sauerstoff anzureichern und/oder zu befeuchten.
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Die Sauerstoffquelle 16 der Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 umfasst ein Sauerstofferzeugungssystem mit einem Molekularsieb-Sauerstoffkonzentrator. Alternativ dazu kann die Sauerstoffquelle 16 jedoch auch mit einem anders gestalteten Sauerstofferzeugungssystem und/oder einem Sauerstoffspeicher ausgestattet sein. Die Wasserquelle 18 der Vorrichtung 10 umfasst einen Wasserspeicherbehälter, der von einer Einrichtung zum Sammeln von Kondenswasser aus einem Flugzeugtriebwerk mit Wasser gespeist wird. Alternativ dazu kann die Wasserquelle 18 jedoch auch ohne Wasserspeicherbehälter und/oder mit einer Einrichtung zum Sammeln von Kondenswasser aus einem anderen System des Flugzeugs, wie z. B. der Flugzeugkabine, der Flugzeugklimaanlage, den Flugzeugküchen oder an Bord des Flugzeugs vorgesehenen Brennstoffzellen ausgestattet sein. Die Steuerung der Sauerstoffanreicherung sowie der Befeuchtung der die Zufuhrleitung 14 durchströmenden Luft erfolgt mittels elektronisch ansteuerbarer Ventile 20, 22, die dazu eingerichtet sind, die Sauerstoffquelle 16 und die Wasserquelle 18 selektiv mit der Zufuhrleitung 14 zu verbinden.
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An einem ihrem erste Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ist die Zufuhrleitung 14 mit einem Einlassanschluss 24 eines lokal begrenzten Bereichs 26 der Flugzeugkabine 12 verbunden. Der Einlassanschluss 24 ist in Form einer Düse ausgebildet und daher besonders gut geeignet, dem lokal begrenzten Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 durch die Zufuhrleitung 14 geleitete Atemluft mit einem Druck zuzuführen, der den Druck in einem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden Bereich der Flugzeugkabine 12 übersteigt. Der erhöhte Druck der die Zufuhrleitung 14 durchströmenden Luft wird von der Flugzeugklimaanlage bereitgestellt, so dass die die Zufuhrleitung 14 durchströmende Luft bereits mit einem erhöhten Druck aus dem Luftauslass der Flugzeugklimaanlage in die Zufuhrleitung 14 geleitet wird.
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Der lokal begrenzte Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 ist durch eine in Form einer Personenkabine 28 ausgebildete Trennvorrichtung von dem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden Bereich der Flugzeugkabine 12 getrennt. Die Personenkabine 28 umgibt einen in der Flugzeugkabine 12 angeordneten Sitz 30 und bietet einer auf dem Sitz 30 sitzenden Person ausreichend Platz. Die Personenkabine 28 kann eine einen Sitz 30 oder eine Sitzreihe umgebende Kabine 28 sein, wobei eine Kabinenwand aus einer flexiblen Membran aber auch aus einem starren Material, wie z. B. einem geeigneten Kunststoffmaterial oder dergleichen bestehen kann. Alternativ dazu kann die Personenkabine 28 jedoch auch ein definierter Bereich der Flugzeugkabine, wie z. B. ein Erste Klasse-Bereich oder ein Ruhebereich für die Crewmitglieder sein. Die in Form einer Personenkabine 28 ausgebildete Trennvorrichtung kann eine verschließbare Zugangsöffnung aufweisen, durch die die Personenkabine 28 betreten bzw. verlassen werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Personenkabine 28 so zu gestalten, dass sie verschoben werden kann, wenn eine Person in die Kabine 28 gelangen oder die Kabine 28 verlassen möchte. Da die Atemluft verbesserter Qualität dem Einlassanschluss 24 von der Zufuhrleitung 14 mit einem erhöhten Druck zugeführt wird, muss die Personenkabine 28 nicht vollständig dicht ausgeführt sein.
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Um die Bildung von Kondenswasser in dem von der Vorrichtung 10 mit Atemluft verbesserter Qualität versorgten lokal begrenzten Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 zu vermeiden, weist die Personenkabine 28 einen Auslassanschluss 32 auf, der über eine Abfuhrleitung 34 mit der Flugzeugklimaanlage verbunden ist. Über die Abfuhrleitung 34 kann die verbrauchte Luft aus dem lokal begrenzten Bereich 26 der Flugzeugkabine 12 der Flugzeugklimaanlage zur Aufbereitung, d. h. zur Entfeuchtung und Frischluftanreicherung zugeführt werden. Um die Entstehung eines Überdrucks in dem lokal begrenzten Wirkungsbereich 26 der Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität zu vermeiden, umfasst der Auslassanschluss 32 ein in der 1 nicht näher veranschaulichtes Überdruckventil.
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im Betrieb der Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 werden die Ventile 20, 22 von einer in der 1 nicht gezeigten elektronischen Steuereinheit entsprechend angesteuert, um einen gewünschten Sauerstoffpartialdruck und/oder einen gewünschten Feuchtigkeitsgehalt der die Zufuhrleitung 14 durchströmenden Luft einzustellen. Die Einstellung des Sauerstoffpartialdrucks und/oder der Luftfeuchtigkeit kann sich an den Bedürfnissen der sich in der Personenkabine 28 befindenden Person orientieren. Dadurch kann der Komfort dieser Person insbesondere auf Langstreckenflügen beträchtlich verbessert werden.
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Eine in 2 gezeigte Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten System lediglich dadurch, dass die Trennvorrichtung, die den lokal begrenzten Wirkungsbereich 26 der Vorrichtung 10 von einem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden Bereich der Flugzeugkabine 12 trennt, nicht länger als Personenkabine 28 ausgebildet, sondern in Form einer Haube 36 ausgeführt ist, die dazu geeignet ist, den Kopf einer mit Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person aufzunehmen. Im Vergleich zu der in 2 gezeigten Haube 36 bietet die Personenkabine 28 der mit Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person einen höheren Komfort. Die mit einer Haube 36 ausgestattete Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität zeichnet sich im Vergleich zu einer eine Personenkabine 28 aufweisenden Vorrichtung jedoch durch einen verringerten Sauerstoff- und Wasserverbrauch aus. Im Übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der Vorrichtung 10 gemäß 2 dem Aufbau und der Funktionsweise des in 1 gezeigten Systems.
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Die in 3 gezeigte Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 unterscheidet sich von den in den 1 und 2 gezeigten Anordnungen schließlich dadurch, dass die Trennvorrichtung zur Trennung des lokal begrenzten Wirkungsbereichs 26 der Vorrichtung 10 von einem den lokal begrenzten Bereich 26 umgebenden Bereich der Flugzeugkabine 12 in Form einer Halbschalenmaske 38 ausgebildet ist, die über dem Gesichtsbereich einer mit Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person platziert werden kann. Durch die Verwendung einer über dem Gesichtsbereich einer mit Atemluft verbesserter Qualität zu versorgenden Person zu platzierenden Maske kann der Sauerstoff- und Wasserverbrauch der Vorrichtung 10 weiter verringert werden. Im Übrigen entsprechen der Aufbau und die Funktionsweise der in 3 dargestellten Vorrichtung 10 zur Verbesserung der Atemluftqualität in einer Flugzeugkabine 12 dem Aufbau und der Funktionsweise der in den 1 und 2 gezeigten Anordnungen.