具有交叉馈送链路的供水系统和具有供水系统的飞行器的制作方法

本公开总体上涉及飞行器中的供水系统。具体地，本公开涉及一种具有至少两组水消耗装置的供水系统，所述至少两组水消耗装置具有相应数量的通过交叉馈送阀连接的水网络，以及涉及一种具有这种供水系统的飞行器。

背景技术：

1、目前，飞行器中的饮用水在加压水网络中被提供给水消耗装置，例如水龙头、马桶或厨房之类。为了避免所有水消耗装置同时发生故障，安装向相应的水消耗装置供应加压水的至少两个水网络。

2、然而，单独的水网络增加了飞行器中的供水系统的总重量，例如，归因于用于每个水网络的单独的输送设备。因此，这种供水系统伴随着冗余和重量之间的权衡。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是改进当前的供水系统。

2、该目的通过如独立权利要求所限定的本发明来解决。优选实施例由从属权利要求限定。

3、根据第一方面，为了更好地理解本公开，一种用于飞行器中的多个水消耗装置单元的供水系统包括：主箱，被配置为储存主供水(饮用水)；主水管，连接到所述主箱的出口；以及多个水网络，每个水网络被配置为将水从所述主箱引导至所述多个水消耗装置单元中的至少一个。所述多个水消耗装置单元被划分为第一组水消耗装置单元和至少第二组水消耗装置单元。因此，多个水消耗装置单元可以从主箱提供水，诸如饮用水。水消耗装置的分组允许控制飞行器中的冗余。例如，在多个盥洗室的情况下，每组水消耗装置可以包括至少一个盥洗室，以便即使水网络中的一个发生故障也仍然提供盥洗室。

4、此外，所述多个水网络中的每一个包括输送设备，所述输送设备被配置为将水输送到所述组之一的每个水消耗装置单元。换句话说，通过一个水网络向所述组之一的水消耗装置单元供水。

5、所述供水系统还包括交叉馈送阀，被配置为在所述多个水网络中的所述输送设备的下游将所述多个水网络流体连接或分离。交叉馈送阀可以处于打开位置或关闭位置，其中当交叉馈送阀处于打开位置时，在多个水网络之间实现流体连接，并且当交叉馈送阀处于关闭位置时，实现多个水网络(每个网络的管道)的流体分离。

6、在一种实现变型中，交叉馈送阀可以包括一个截止阀，其中所述阀的第一端口流体连接到所述多个水网络中的第一水网络的管道，并且所述阀的第二端口流体连接到所述多个水网络中的第二水网络的管道。(交叉馈送)阀的端口应理解为阀的入口或出口，其中阀的实际截止构件布置在阀的两个端口之间，即阀的入口和出口之间。单个截止阀的使用简化了整个供水系统，便于简单的管道或导管，并且允许避免管道或导管中的死端。

7、在另一实现变型中，该系统可以针对每对水网络包括一个交叉馈送阀。这允许将所有水网络彼此流体连接，特别是在系统中存在多于两个水网络的情况下。这可以针对每对可能的水网络包括一个交叉馈送阀，或者交叉馈送阀的数量对应于来自主水管的分叉结构的数量。

8、在另一实现变型中，第一水网络和第二水网络的管道中的每一个在所述阀的相应的第一端口和第二端口处可以沿至少部分竖直的方向延伸，从而允许水通过重力从相应的管道排出。换句话说，邻近交叉馈送阀的第一水网络和第二水网络的管道以如下方式安装在系统中：两个网络的管道基本上是竖直的，以允许通过重力对管道进行排水。仅作为示例，第一水网络和第二水网络的管道(其中阀流体连接两个管道)安装在具有足够陡的竖直分量的方向上，以使水通过重力流动。

9、替代地或附加地，邻近交叉馈送阀的第一水网络和第二水网络的管道以允许气动地对管道进行排水的方式安装在系统中。换句话说，通过管道吹气将水推出管道。与通过重力对管道进行排水相比，这种布置允许更水平地布置管道。应当理解，与阀相邻的管道中的至少一个可以水平布置。

10、通过提供小内径(导水面积)的管道，可以进一步促进从管道中排水。小内径意味着直径在1mm至10mm的范围内，优选2mm至6mm，最优选4mm。这进一步降低了供水系统的总重量。

11、同样可替换地或附加地，交叉馈送阀可以以通过重力对阀进行排水的方式安装在系统中。仅作为示例，交叉馈送阀可以具有入口端口和出口端口，并且这两个端口被布置成具有高度差，即，该阀被布置在具有竖直分量的方向上。换句话说，交叉馈送阀本身至少部分竖直地布置。

12、在又一实现变型中，第一水网络和第二水网络的管道中的每一个可以直接连接到所述阀的相应的第一端口和相应的第二端口，而在所述阀关闭时基本上不形成死端管道。基本上不形成死端管道意味着第一水网络或第二水网络的管道直接连接到阀的相应端口，使得不需要额外的管道或导管，否则将形成死端。应当理解，第一水网络或第二水网络的管道与相应端口之间的直接连接可以包括短配件或接头，该短配件或接头流体连接到阀的相应端口。短配件或接头可实施为t形配件，其中t形配件的指向阀的端口的分支具有可能的最小长度。

13、在任何情况下，交叉馈送阀连接相应水网络的管道分支，而没有朝向交叉馈送阀的实际分叉结构。换句话说，各个管和交叉馈送阀的截止构件之间的距离保持最小，使得基本上避免了水网络中的死端。这防止或至少显著减少细菌等的任何积聚，使得可以满足卫生标准。此外，通过各个管道分支的水流不会(明显)恶化。

14、仅作为示例，第一水网络和第二水网络的管道可以在管道的表皮或外壳中设置有开口，阀的端口诸如通过焊接、粘接等流体连接到该开口。可替换地或附加地，尽可能短的(t形)配件以流体密封的方式连接到管道。

15、在另一实现变型中，该系统还可以包括控制器，被配置为控制所述多个输送设备和所述交叉馈送阀。例如，控制器可以通过信号、数据和/或电线与输送设备和交叉馈送阀中的每一个连接，通过该信号、数据和/或电线发送相应的信号以控制相应的输送设备或阀。应当理解，输送设备和交叉馈送阀还被配置为接收这种信号并改变它们的操作状态。仅作为示例，控制器可以设置一个或多个输送设备的输送速度和/或可以设置交叉馈送阀的开度(其中关闭的阀对应于零开度)。输送设备和/或阀可以配备有相应的控制器和/或马达以响应接收到的信号。

16、替代地或附加地，输送设备和/或阀可由控制器直接控制，诸如通过控制器提供给输送设备和/或阀的马达或驱动器的相应电压或电流。

17、在又一实现变型中，所述系统还可包括至少一个传感器，被配置为确定所述多个水消耗装置单元中的至少一个的供水需求，并将指示所述供水需求的信号发送至所述控制器。这种供水要求可对应于相应水消耗装置单元的缓冲箱中的水位，使得控制器可将水输送到水消耗装置单元以填充缓冲箱。另一种供水需求可以通过水龙头或盥洗室冲洗系统的传感器来测量，该传感器指示与水龙头或冲洗系统每单位时间所需的水量相对应的水龙头或冲洗系统的打开程度。然后，控制器可以控制通过相应的水网络向水消耗装置单元输送相应的水量。

18、在另一实现变型中，控制器还可以被配置为以特定方式控制交叉馈送阀和一个或多个输送设备。

19、根据第一示例性操作方式，控制器关闭所述交叉馈送阀并在正常模式下操作所述多个输送设备中的每个输送设备。输送设备的正常模式意味着输送设备被设置为输送相应水网络当前所需的水量。水网络当前所需的水量是指相应水网络的所有水消耗装置单元的所需水量的总和。该所需水量可以是预定的，或者可以根据传感器测量来设置。这种操作方式反映了大多数情况下的操作，即当供水系统以正常方式操作时的操作。

20、根据第二示例性操作方式，控制器可打开所述交叉馈送阀并操作所述多个输送设备中的一个输送设备，以将水输送到所述水网络中的每一个。该操作模式允许通过仅操作一个输送设备来节省能量。在一个水网络的所有水消耗装置单元或甚至多于一个水网络(或所有水网络)的所有水消耗装置单元需要减少的水量的情况下，该操作模式可以是适用的。例如，如果水消耗装置单元的所有缓冲箱已经达到最小填充水平，并且特别是当已经达到所有缓冲箱中的最大填充水平时，可以确定所需减少的水量。

21、此外，如果输送设备中的一个发生故障或错误地不能输送所需量的水，则也可以使用该操作模式。

22、根据第三示例性操作方式，当在所述多个水消耗装置单元中的一个处确定最大供水需求时，控制器可打开所述交叉馈送阀并以最大输送功率操作所述多个输送设备中的每个输送设备。该操作模式可以被称为增强(boost)功能。这种增强功能在系统启动时可能是需要的。例如，在每次任务/飞行开始时，水消耗装置单元的缓冲箱，特别是厨房的大缓冲箱，必须在短时间端内填充满。由于此时通常不使用盥洗室(例如，飞行器上没有乘客)，因此可使用最大输送功率来填充满缓冲箱。此外，水网络中的一个可以包括比另一个水网络更多数量的厨房。在这种情况下，增强功能可用于向包括更多厨房的一个水网络提供更多的水。

23、此外，如果确定一个或多个水网络比其他水网络需要更多的水，则增强功能同样适用。例如，可能发生特定的乘客行为导致比其他盥洗室更频繁地使用盥洗室的情况。采用增强功能，可以更快地重新填充使用频率更高的盥洗室的缓冲箱。可替换地或附加地，水网络架构可能需要采用增强功能。由于较长的管道或不同的管道直径，相关联的水网络可能需要比仅通过该特定水网络的输送设备可输送的水更多的水。

24、根据第四示例性操作方式，控制器可打开所述交叉馈送阀并操作所述多个输送设备中的至少一个输送设备，以便执行所述水网络中的传感器的交叉检查。例如，来自一个水网络(子系统)的传感器测量值(流量、压力等)与来自另一个水网络(子系统)的传感器测量值的比较可以通过用不同的输送设备一次一个地输送水来执行。同样可能的是，由于传感器故障，其中水网络中的一个中的泄漏检测可能失败。通过打开交叉馈送阀，这种泄漏检测仍然可以在这种操作模式下执行。

25、根据第五示例性操作方式，如果在水网络之一中确定泄漏，则控制器可关闭交叉馈送阀。换句话说，已经检测到泄漏的一个水网络可以与整个供水系统隔离。剩余的水网络和相关联的水消耗装置单元仍可被使用。交叉馈送阀甚至允许将通常与具有泄漏的水网络相关联的输送设备用于任何其它水网络。在后一种情况下，在交叉馈送阀下游的泄漏水网络中的截止阀促进了输送设备的这种使用。

26、根据第六示例性操作方式，控制器可打开包括多于一个主箱的系统中的交叉馈送阀，诸如在飞行器的一侧(例如，左侧或前部)具有用于一个或多个水网络的一个主箱并在飞行器的另一侧(例如，右侧或后部)具有用于一个或多个水网络的一个主箱的双供水系统。在这种情况下，控制器可以控制交叉馈送阀和/或输送设备，以将水按照如下方式输送到每个水网络：使得两个主箱二者将具有相等的水位和/或从一个主箱到另一个主箱。

27、此外，在这种双供水系统中，可以气动地实现从水网络排水。在这种情况下，交叉馈送阀最初应关闭，以便单独排放系统的每一侧。在排放过程接近结束时，可以打开交叉馈送阀，以实现阀和交叉馈送链路的目标气动排放。这实现了在排放之后最小的残留水，并且因此实现了冻结/堵塞相关联的管道和阀的最小风险。

28、在又一实现变型中，该系统还可包括至少一个分叉结构，将所述主水管划分成多个管道分支。所述多个水网络中的每一个在所述至少一个分叉结构中的一个分叉结构处从所述主水管分支。此外，每个输送设备可以布置在所述至少一个分叉结构中的相应一个分叉结构的下游的管道分支中的相应一个中。换句话说，每个水网络在相关的分叉处开始，并具有一个输送设备。

29、分叉结构可以简单地实现为将主水管划分成至少两个分支的至少一个t形配件。应当理解，可以实现任何种类的分支以形成分叉结构。

30、在多于两个管道分支并且因此多于两个水网络的情况下，该系统可以针对每对水网络包括一个交叉馈送阀。换句话说，具有n个管道分支(即，n个水网络)的系统可以具有n-1个交叉馈送阀。

31、根据第二方面，为了更好地理解本发明，飞行器包括根据第一方面或其变型之一的供水系统。

32、在一种实现变型中，多个水消耗装置单元可以包括飞行器的一个或多个盥洗室和一个或多个厨房。盥洗室和/或厨房可以分布在各水网中。换句话说，每个水网络可以包括一个或多个盥洗室和/或一个或多个厨房。

33、在另一实现变型中，当供水系统包括控制器时，供水系统还可包括配置成与控制器通信的飞行器数据网络。飞行器数据网络可以是接收和/或收集飞行器的特定单元(诸如供水系统的水消耗装置单元之类)的传感器数据的数据网络。仅作为示例，飞行器数据网络可以配备有和/或连接有传感器，该传感器指示洗手间是被占用还是可用、水龙头是否在使用中、盥洗室的冲洗系统是否在使用中、厨房部件(特别是需要水的厨房部件)是否在使用中，和/或指示这种水消耗装置单元的缓冲箱的水位。

34、在另一变型中，飞行器还可包括空乘人员接口或输入/输出面板。这种接口/面板可以允许空乘人员和/或飞行员输入某些信息或设置特定参数。这允许设置睡眠阶段，或在机舱灯光变暗时识别睡眠阶段。然后，控制器可以假设，当乘客留在其座位上时，设施(monument)特别是盥洗室的使用频率将降低。在这种睡眠阶段期间，控制器可以打开交叉馈送阀并操作多个输送设备中的一个，以将水输送到每个水网络。该操作模式允许通过仅操作一个输送设备来节省能量。

35、在另一变型中，交叉馈送阀可以手动打开/关闭，即，基于用户命令和/或与阀的任何传感器控制无关。例如，可以在空乘人员面板处进行相应的输入。

36、本公开不限于所描述的形式和顺序的方面和变型。具体地，对各方面和变型的描述不应被理解为对特征的特定限制分组。应当理解，本公开还涵盖这些方面和变型的组合。因此，每个变型或可选特征可以与任何其它方面、变型、可选特征或甚至它们的组合相结合。