LUTZER, Wilhelm (Am Struckteich 17, Zarpen, 23619, DE)
HOFFJANN, Claus (Rehrstieg 142, Hamburg, 21147, DE)
ROEDERER, Karsten (Grandkoppelstieg 5e, Hamburg, 21031, DE)
LUTZER, Wilhelm (Am Struckteich 17, Zarpen, 23619, DE)
HOFFJANN, Claus (Rehrstieg 142, Hamburg, 21147, DE)
| Patentansprüche 1. Selbstheizendes Wasserleitungssegment für ein Luftfahrzeug zum Schutz vor Vereisung des Wasserleitungssegments, das Wasserleitungssegment (100) aufweisend: ein Innenrohr (1) zur Leitung von Wasser; eine Heizvorrichtung (1, 2, 3), die eine Außenfläche des Wasserleitungssegments (100) umschließt; wobei die Heizvorrichtung (1, 2, 3) in das Wasserleitungssegment (100) integriert ist. 2. Selbstheizendes Wasserleitungssegment (100) nach Anspruch 1 , wobei die Heizvorrichtung (1, 2, 3) eine Halbleiterheizvorrichtung ist, die einen Innenleiter (1), einen Außenleiter (3) und einen dazwischen angeordneten Halbleiter (2) aufweist; wobei der Innenleiter (1), der Halbleiter (2) und der Außenleiter (3) koaxial zueinander angeordnet sind. 3. Selbstheizendes Wasserleitungssegment (100) nach Anspruch 2, wobei der Innenleiter (1) das Innenrohr (1) ist. 4. Selbstheizendes Wasserleitungssegment (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend: einen Isolationsmantel (4) aus Kunststoff, der um den Außenleiter (3) angeordnet ist. 5. Selbstheizendes Wasserleitungssegment (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wasserleitungssegment (100) zur Montage biegsam ausgeführt ist. 6. Selbstheizendes Wasserleitungssegment (100) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Isolationsmantel (4) zum Aushärten nach der Montage des Wasserleitungssegments (100) ausgeführt ist, 7. Selbstheizendes Verbindungselement (200) zum mechanischen und elektrischen Verbinden von zwei selbstheizenden Wasserleitungssegmenten (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6. 8. Selbstheizendes Verbindungselement (200) nach Anspruch 7, aufweisend: einen ersten konischen Bereich (201) an einer ersten Stirnseite des Verbindungselements (200); wobei der erste konische Bereiche (201) zur Bereitstellung einer elektrischen und einer mechanischen Verbindung zu einem ersten Wasserleitungssegment (100) ausgeführt ist. 9. Selbstheizendes Verbindungselement (200) nach Anspruch 8, weiterhin aufweisend: einen zweiten konischen Bereich (202) an einer zweiten Stirnseite des Verbindungselements (200), wobei die beiden konischen Bereiche (201 , 202) zur Bereitstellung der elektrischen und der mechanischen Verbindung der beiden Wasserleitungssegmente (100) ausgeführt sind. 10. Selbstheizendes Verbindungselement (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, weiterhin aufweisend: eine Heizvorrichtung mit einem Innenleiter (la), einem Außenleiter (3 a) und einem dazwischen angeordneten Halbleiter (2a); wobei der Innenleiter (1 a), der Halbleiter (2a) und der Außenleiter (3a) koaxial zueinander angeordnet sind. 11. Selbstheizendes Verbindungselement (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, weiterhin aufweisend: einen ersten elektrischen Anschluss (17) an den Innenleiter (la); einen zweiten elektrischen Anschluss (21) an den Außenleiter (3 a); wobei die beiden Anschlüsse zur Verbindung mit einer Steuervorrichtung (11 , 13) ausgeführt sind. 12. Selbstheizendes Wasserleitungssystem (500) für ein Luftfahrzeug, das Wasserleitungssystem (500) aufweisend: eine Vielzahl an selbstheizenden Wasserleitungssegmenten (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6; eine Vielzahl an Verbindungselementen (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 1 1 ; wobei jeweils eines der Verbindungselemente (200) mindestens jeweils zwei Wasserleitungssegmente (100) mechanisch und elektrisch miteinander verbindet. 13. Selbstheizendes Wasserleitungssystem (500) nach Anspruch 12, wobei die Heizvorrichtungen (1 , 2, 3, la, 2a, 3a) die Wasserleitungssegmente (100) und die Verbindungselemente (200) vollständig ummanteln. 14. Luftfahrzeug (600) mit einem Wasserleitungssystem (500) nach Anspruch 12 oder 13. 15. Verfahren zum Schutz vor Vereisung eines Wasserleitungssystems in einem Luftfahrzeug, das Verfahren aufweisend die Schritte: Leiten von Wasser durch ein Innenrohr (1 , l a) eines Wasserleitungssegments (100) und eines Verbindungselements (200); Beheizen des Innenrohrs (1, la) durch eine Heizvorrichtung (1 , 2, 3, la, 2a, 3a); wobei die Heizvorrichtung (1, 2, 3, la, 2a, 3a) das Wasserleitungssegment (100) und das Verbindungselement (200) vollständig ummantelt; wobei die Heizvorrichtung (1, 2, 3, la, 2a, 3a) in das Wasserleirungssegment (100) und das Verbindungselement (200) integriert ist. |
Bezug auf zugehörige Anmeldungen
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der US Provisional
Patentanmeldung Nr. 61/312,391, eingereicht am 10. März 2010 und der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2010 010 929.0, eingereicht am 10. März 2010, deren Inhalte hierin durch Referenz inkorporiert werden.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft den Frostschutz von Wasserleitungen. Insbesondere betrifft die Erfindung ein selbstheizendes Wasserleitungssegment für ein Luftfahrzeug zum Schutz vor Vereisung des Wasserleitungssegments, ein selbstheizendes
Verbindungselement zum mechanischen und elektrischen Verbinden von zwei selbstheizenden Wasserleitungssegmenten, ein selbstheizendes
Wasserleitungssystem für ein Luftfahrzeug, ein Luftfahrzeug mit einem
selbstheizenden Wasserleitungssystem, sowie ein Verfahren zum Schutz vor
Vereisung eines Wasserleitungssystems in einem Luftfahrzeug.
Technischer Hintergrund
Die Wasserleitungen speziell in Verkehrsflugzeugen neigen in großer Höhe bzw. beim Abstellen des Flugzeugs in kaltem Klima zum Einfrieren. Aus diesem Grund ist es oft erforderlich, diese Wasserleitungen zu beheizen oder zu drainieren.
Für die Beheizung werden in der Regel sogenannte Heizbänder verwendet, welche aus zwei Leitern, einem dazwischen liegenden Halbleiter und einer Isolationsschicht bestehen können und in mehreren Abschnitten parallel zu den Rohrleitungen verlegt werden. Das Verlegen dieser Heizbänder ist oft zeitaufwändig und es ist erforderlich, dass das Verlegen durch geschultes Fachpersonal erfolgt. DE 197 26 419 AI und US 6,126,483 beschreiben Heizleiter- Verbindungssysteme in einem Flugzeug.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Frostschutz von
Wasserleitungen in Luftfahrzeugen anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen das selbstheizende Wasserleitungssegment, das selbstheizende Verbindungselement, das selbstheizende Wasserleitungssystem, das Luftfahrzeug und das Verfahren. In anderen Worten lassen die sich im Folgenden beispielweise im Hinblick auf das Wasserleitungssegment beschriebenen Merkmale auch in dem Verbindungselement implementieren, und umgekehrt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein selbstheizendes
Wasserleitungssegment für ein Luftfahrzeug zum Schutz vor Vereisung des
Wasserleitungssegments angegeben. Das Wasscrleitungssegment weist ein Innenrohr sowie eine Heizvorrichtung auf. Das Innenrohr dient der Leitung von Wasser und die Heizvorrichtung, welche eine Außenfläche des Wasserleitungssegments umschließt, ist in das Wasserleitungssegment integriert und kann zum Beheizen des Innenrohrs eingesetzt werden.
Ein Verlegen von Heizbändern ist nicht mehr erforderlich. Die verschiedenen Segmente können zu einem komplexen Wasserleitungssystem verbaut werden. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein selbstheizendes
Verbindungselement zum mechanischen und elektrischen Verbinden von zwei selbstheizenden Wasserleitungssegmenten, wie sie oben und im Folgenden beschrieben werden, angegeben. Auch kann das Verbindungselement zum mechanischen und/oder elektrischen Verbinden von mehr als zwei selbstheizenden Wasserleitungssegmenten (beispielsweise T-förmig oder Y-förmig) ausgeführt sein.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein selbstheizendes
Wasserleitungssystem für ein Luftfahrzeug angegeben, welches mehrere oben und im Folgenden beschriebene selbstheizende Wasserleitungssegmente und mehrere oben und im Folgenden beschriebene Verbindungselemente aufweist. Jeweils eines der Verbindungselemente verbindet hierbei mindestens jeweils zwei
Wasserleitungssegmente mechanisch und elektrisch miteinander. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Luftfahrzeug mit einem oben und im Folgenden beschriebenen Wasserleitungssystem angegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Schutz vor Vereisung eines Wasserleitungssystems in einem Luftfahrzeug angegeben, bei dem Wasser durch ein Innenrohr eines Wasserleitungssegments und eines
Verbindungselements geleitet wird. Weiterhin erfolgt ein Beheizen des Innenrohrs durch eine Heizvorrichtung, die das Wasserleitungssegment und das
Verbindungselement vollständig ummantelt und in das Wasserleitungssegment und das Verbindungselement integriert ist.
Es kann als ein Kernaspekt der Erfindung angesehen werden, dass die
wasserführenden Rohrleitungen (also die Kombination aus den
Wasserleitungssegmenten und den Verbindungselementen) direkt beheizt werden, da die Heizvorrichtung in der Rohrleitung integriert ist. Hierdurch kann beispielsweise der Wärmeübergang verbessert werden. Weiterhin kann die Heizleistung
kontinuierlich in das gesamte Rohrsystem abgegeben werden und die örtlich tatsächlich vorhandene Heizleistung kann direkt überwacht werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die abgegebene Heizleistung höher als notwendig ausfällt, wodurch der Energieverbrauch und damit der Treibstoffbedarf des
Flugzeugs reduziert werden kann.
Da die wasserführenden Rohrleitungen direkt beheizt werden, kann die Montage vereinfacht werden. Auch kann dies zu einem verbesserten Wärmeübergang und zusätzlicher Gewichtsersparnis führen, da keine zusätzlichen Elemente installiert werden müssen. Im übrigen kann der Wärmeübertrag zwischen der Heizvorrichtung und beispielsweise dem Innenrohr optimiert werden, da die Heizvorrichtung in den Rohrleitungen integriert ist. Bei geeigneter Auslegung lassen sich auf diese Weise außerdem Warmwasser- und Kaltwasserkreise realisieren, so dass Durchlauferhitzer oder Boiler eingespart werden können.
Gernäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Heizvorrichtung eine
Halbleiterheizvorrichtung (z.B. ein PTC (Positive Temperaturc Coefficient) Thermistor), die einen Innenleiter, einen Außenleiter und einen dazwischen angeordneten Halbleiter aufweist, wobei der Innenleiter, der Halbleiter und der Außenleiter koaxial zueinander angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Innenleiter um das Innenrohr selbst, welches dem Wassertransport dient. Das Außenrohr oder metallische Geflecht dient als AC-Leitung.
Gegebenenfalls weist das Innenrohr eine innere, isolierende Ummantelung auf. Gemäß einer weiteren Ausflihrungsform der Erfindung weist das
Wasserleitungssegment einen äußeren Isolationsmantel aus Kunststoff auf, der um den Außenleiter angeordnet ist. An dieser Stelle sei noch einmal darauf hingewiesen, dass die im Folgenden und oben beschriebenen Merkmale natürlich auch in dem Verbindungselement implementiert sein können. So kann das Vcrbindungselement ebenfalls einen Isolationsmantel aus Kunststoff aufweisen, der sich bei Installation des Systems an den entsprechenden Isolationsmantel des Wasserleitungssegments anschließt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann das
Wasserleitungssegment zur Montage biegsam ausgeführt sein. Insbesondere können die leitenden Schichten auch aus Geflecht sein, wobei in diesem Fall separate Sfromzufuhrungen vorgesehen sein können.
Weiterhin kann, gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung, der
Isolationsmantel zum Aushärten nach der Montage des Wasserleitungssegments ausgeführt sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das selbstheizende Verbindungselement einen ersten konischen Bereich an einer ersten Stirnseite des Verbindungselements auf, wobei der erste konische Bereich zur Bereitstellung einer elektrischen und einer mechanischen Verbindung zu einem ersten
Wasserleitungssegment ausgeführt ist, wenn Verbindungselement und
Wasserleitungssegment miteinander verbunden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Verbindungselement einen zweiten konischen Bereich an einer zweiten Stirnseite des Verbindungselements auf, wobei die beiden konischen Bereiche zur Bereitstellung der elektrischen und der mechanischen Verbindung der beiden
Wasserleitungssegmente ausgeführt sind. Die Wasserleitungssegmente weisen entsprechende konische Bereiche an deren Stirnseiten auf, die zum Anschluss an die konischen Bereiche der Verbindungselemente ausgeführt sind.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das
Verbindungselement weiterhin eine Heizvorrichtung mit einem Innenleiter, einem Außenleiter und einem dazwischen angeordneten Halbleiter auf, wobei der
Innenleiter, der Halbleiter und der Außenleiter koaxial zueinander angeordnet sind.
Bei Montage des Wasserleitungssystems werden die entsprechenden Innenleiter, Halbleiter und Außenleiter der Verbindungselemente und Wasserleitungssegmente aneinander angeschlossen.
Gemäß einer weiteren AusfÜhrungsform. der Erfindung weist das
Verbindungselement einen ersten elektrischen Anschluss auf, der zum Innenleiter führt, Weiterhin ist ein zweiter elektrischer Anschluss an den Außenleiter vorgesehen, wobei die beiden Anschlüsse zur Verbindung mit einer
Steuervorrichtung ausgeführt sind, so dass über die Steuervorrichtung Strom in Innenleiter und Außenleiter eingespeist werden kann.
Das selbstheizende Wasserleitungssystem weist, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, eine Vielzahl an oben und im Folgenden beschriebenen
Wasserleitungssegmenten und Verbindungselementen auf, wobei die
Heizvorrichtungen die Wasserleitungssegmente und die Verbindungselemente vollständig ummanteln. Insbesondere treten beispielsweise keine Diskontinuitäten an den Verbindungsbereichen zwischen den Wasserleitungssegmenten und den Verbindungselementen auf.
Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausfühnmgsbeispiele der Erfindung beschrieben.
Kurze Beschreibung der Figuren
Fig. 1 zeigt zwei Ansichten eines selbstheizenden Wasserleitungssegments gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 2 zeigt zwei Ansichten eines selbstheizenden Verbindungselements gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 3 zeigt die Verbindung zwischen einem Wasserleitungssegment und einem Verbindungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, in perspektivischer Darstellung.
Fig. 4 zeigt die Ausführung einer Clip-Verbindung zwischen einem
Wasserleitungssegment und einem Verbindungselement gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 5 zeigt ei selbstheizendes Wasserleitungssystem gemäß einem
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 6 zeigt ein Luftfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.
In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.
Fig. 1 zeigt ein selbstheizendes Wasserleitungssegment 100 in Seitenansicht sowie als Schnittdarstellung entlang der Ebene A-A. Fig. 2 zeigt ein selbstheizendes Verbindungselement 200, ebenfalls in Seitenansicht sowie in Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B.
Die Rohrleitungen (Wasserleitungssegment 100 und Verbindungselement 200) sind koaxial aufgebaut. Sie bestehen (von innen nach außen) aus einem metallischen Innenleiter 1 , 1a der gleichzeitig als wasserführende Leitung dienen kann, einer
Halbleiterschicht 2, 2a einem metallischen Außenleiter 3, 3a und einer Isolierschicht 4, 4a, z. B. aus einem Kunststoffmaterial.
Weiterhin eist das Wasserleitungselement 100 in der Isolierschicht 4 eine ringförmige Ausnehmung 5 auf (eine sogenannte Clipnut), in welche eine entsprechende Cliplasche 5a des Verbindungselements eingeklickt werden kann, um das Verbindungselement 200 an das Wasserleitungssegment 100 anzuschließen und daran zu befestigen. Die verschiedenen Schichten 1, la, 2, 2a, 3, 3a, 4, 4a sind so ausgewählt und angeordnet und ihre Dicke ist so aufeinander abgestimmt, dass sich das Rohr biegen lässt. Der Kunststoff-Isoliermantel 4 kann beispielsweise aus einem UV- empfindlichen Werkstoff bestehen, der unter UV-Lichteinfluss aushärtet. Im Lieferzustand wird diese Schicht durch eine lichtundurchlässige Folie geschützt. Nach der Verformung des Rohres in seine gewünschte Gestalt wird die Schutzfolie entfernt und das Rohr mittels einer UV-Lampe gehärtet, so dass es formstabil ist. Die in Frage kommenden Werkstoffe für den wasserführenden Innenleiter 1 können sich nach den einschlägigen Trinkwasserbestimmungen im Sinne der folgenden Regularien und Verordnungen richten: Deutsche Trinkwasserverordnung - TrinkwV 2000; französische Trinkwasserverordnung - Qualite " des eaux destinee ä la consommation humaine; US-Trinkwasserverordnung Part 141 - National Primary Drinking Water Regulations; EU-Richtlinie 98/83/EG des Rates vom 3. November 1998 über die Qualität von Wasser für den menschlichen Gebrauch; ESA-Richtlinie - PSS-03-402 Issue 1 - Water Quality Standards in Manned Space Vehicles.
Zur Verbindung und zur elektrischen Kontaktierung der Segmente dienen speziell ausgeführte Muffen (in anderen Worten die Verbindungselemente 200), die einen Innenkonus aufweisen. Alternativ können die Muffen einen Außenkonus aufweisen, in welchem Fall dann die entsprechende Stirnfläche des Wasserleitungssegments 100 einen Innenkonus besitzt. Innerhalb dieser Muffen befinden sich O-Ringe 7a zur Abdichtung des Systems gegen Wasseraustritt. Die Muffen 200 haltern die Rohre 100 mittels einer raumschlüssigen Clip-, Schneid- oder Klemmringverbindung.
Die Bezugszeichen 6 bzw. 6a zeigen den Anlagekonus des rohrförmigen
Wasserleitungssegments 100 bzw. den entsprechenden Anlagekonus der Muffe 200. Das Bezugszeichen 7 weist auf die Stirnfläche des Wasserleitungssegments 100 und dort auf den Innenleiter 1, wo sich die Anlagefläche für den O-Ring 7a der Muffe 200 befindet. Das muffenartige Verbindungssegment 200 kann sowohl an der linken Stirnfläche 201 als auch an seiner rechten Stirnfläche 202 mit einem entsprechenden
Wasserleitungssegment 100 verbunden werden. Die Wasserleitungssegmente 100 können auf jede beliebige Länge zugeschnitten werden. Für die Muffenverbindung werden die Enden der Wasserleitungssegmente in einer Vorrichtung konusförmig angefast. Dieses Anfasen erfolgt beispielsweise durch Fräsen oder Drehen. Der elektrische Kontakt zwischen den einzelnen Schichten 1, la; 2, 2a bzw. 3, 3a wird über eine Verzahnung innerhalb des Muffenkonus 200 ausgeführt, welcher sich beim Zusammenfügen der beiden Bauteile in die angefasten Flächen des Innenleiters und des Außenleiters der Rohre drückt. An dieser Stelle ist zu beachten, dass die einzelnen Wasserleitungssegmente durchgängige Schichten 1, 2, 3, 4 aufweisen können. Auch ist es möglich, dass die Heizelementschichten 1, 2, 3 in getrennten Segmenten ausgeführt sind, welche voneinander isoliert sind, eigene elektrische Anschlüsse und unterschiedliche Schichtdicken aufweisen können. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Rohrsegmente unterschiedlich stark zu heizen, je nach Temperaturprofil. Diese individuelle Beheizung verschiedener Rohrsegmente kann über eine entsprechende Steuereinheit 13 in Verbindung mit Temperatursensoren 1 1 (siehe Fig. 5) erfolgen.
Fig. 3 zeigt eine Verbindung zwischen einer Muffe 200 und einem
Wasserleitungssegment 100 in perspektivischer Darstellung. Insbesondere ist zu erkennen, dass die Muffe (also das Verbindungselement 200) einen etwas größeren Durchmesser aufweist, als das Wasserleitungssegment (Rohr) 100, Auf der
Innenfläche der konischen Ausnehmung 6a des Verbindungselements 200 liegen mehrere Cliplaschen 5a, welche in die entsprechende Clipnut 5 des
Wasserleitungssegments 100 eingreifen, wenn die beiden Elemente
zusammengedrückt werden . Weiterhin sind mehrere Kontaktflächen (die beim Anfasen entstehen) 8 vorgesehen, welche beim Zusammenfügen von Wasserleitungssegment und Verbindungsele ent die entsprechende Schicht 1, 2, 3 des Wasserleitungssegments 100 kontaktieren. Diese Kontaktflächen sind mit elektrischen Durchführungen verbunden, welche durch den Körper des Verbindungselements 200 nach außen führen, so dass daran dann eine Regeleinheit bzw. eine Steuereinheit 13 angeschlossen werden kann.
Wenn beispielsweise der Aufbau bzw. die Anzahl der Schichten komplex wird, kann die Sensorzuleitung separat geführt sein.
Weiterhin können Ausnehmungen für ein Ausrückwerkzeug vorgesehen sein, mit deren Hilfe das Wasserleitungssegment vom Verbindungselement getrennt werden kann.
Fig. 4 zeigt eine Detaildarstellung der Clip-Verbindung im Querschnitt. Das
Wasserleitungssegment 100 weist eine Clipnut 5 auf, in welche eine entsprechende Cliplasche 5a des Verbindungselements 200 eingreift, wenn das Verbindungselement 200 über die Stirnseite des Wasserleitungssegments 100 geschoben wurde.
Fig. 5 zeigt ein Wasserleitungssystem 500, welches mehrere selbstheizende
Wasserleitungssegmente 100 aufweist, die über entsprechende Anschlussmuffen bzw. Verbindungselemente 200 miteinander verbunden sind.
Das Verbindungselement 200 weist eine Durchkontaktierung 21 auf, welche den Innenleiter 1 mit einem Masseanschluss 12 verbindet. Weiterhin ist eine Durchkontaktierung 17 vorgesehen, welche den AuiJenleiter 3 mit der Steuer- bzw. Regeleinheit 13 verbindet. Dann kann auch eine Beschichtung innen entfallen. Eine Leckage würde dann auch immer zu einem Stromfluss innerhalb der Leckage von innen nach außen f hren. Die Steuer- bzw. Regeleinheit (z. B. IPCU-ESW) weist einen Schalter 22 auf, der über die Leitung 18 eine Verbindung zwischen dem Innenleiter und einer Wechselstromquelle herstellen kann.
Weiterhin können mehrere Temperatursensoren 1 1 vorgesehen sein, welche die Temperatur in der wasserführenden Leitung 10 und oder die Temperatur einer der Schichten 1, 2, 3, 4 messen können. Hierfür ist einer der Temperatursensoren über die Leitungen 14, 5 an die Steuer- bzw. Regelungsvorrichtung 13 angeschlossen. Auch kann ein Masseanschluss 16 vorgesehen sein, der mit der Leitung 14, oder Leitung 15 verbunden werden kann. Über die Leitung 1 kann die Steuer- bzw. Regelungseinheit 13 ebenfalls an die Masse angeschlossen sein.
Auf diese Weise ist es möglich, eine durchgängig beheizte Rohrleitung
bereitzustellen.
Fig. 6 zeigt ein Luftfahrzeug 600, in welches ein selbstheizendes
Wasserleitungssystem 500 eingebaut ist. Das selbstheizende Wasserleitungssystem 500 kann sich im Rumpf und/oder in den Tragflächen und/oder im Leitwerk des Luftfahrzeugs 600 befmden.
Fig. 7 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist ein Heizelement vorgesehen, welches einen Innenleiter, ein Halbleitermaterial und einen Außenleiter aufweist, welche das Rohr koaxial umschließen. Der Innenleiter kann gleichzeitig das wasserführende Element sein. Bevor das Wasserleitungssystem in Betrieb genommen wird, kann es, wenn es biegeweich ausgeführt ist, im Flugzeug eingepasst und entsprechend gebogen werden. Nach der Formgebung kann es biegesteif gemacht werden, beispielsweise mittels UV-Aushärtung, Aushärtung durch Wärme oder mittels einer induktiven Aushärtung des vorher weichen Isolationsmantels.
Bei der biegeweichen Ausführung kann die Snapverbindung vor dem Biegen gehärtet werden oder aus anderem Material bestehen, welches biegesteifer ist.
Nach dem Aushärten des Kunststoff-Isolationsmantels erhält das Rohr seine maximale Druckfestigkeit. Durch das Zusammenstecken der
Wasserleitungssegmente und der Verbindungselemente erfolgt sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Kontaktierung des Rohres bzw. der einzelnen Schichten der Wasserleitungssegmente. Bestimmte Verbindungselemente des
Wasserleitungssystems können Kontakte zum Anschluss an das elektrische System des Wasserleitungssystems aufweisen.
Nicht alle Verbindungselemente weisen unter Umständen zwei konisch geformte Stirnseiten auf. Beispielsweise ist es möglich, dass ein Verbindungselement nur eine konisch geformte Stirnseite aufweist und auf der anderen Stirnseite ein anderweitiges Verbindungssystem, z. B. eine Verschraubung eingesetzt wird, um das
Verbindungselement mit dem entsprechenden Wasserleitungssegment zu verbinden. Weiterhin können die Verbindungselemente als T-Stück, Kreuzstück oder Y-Stück ausgeführt sein, um Verästelungen im Wasserleitungssystem bereitzustellen. Insbesondere kann die äußere Oberfläche der Rohrleitung glatt oder gewellt sein. Die Segmente können mit den Verbindungselementen mittels einer formschlüssigen Clip-, Schneid- oder Klemmringverbindung verbunden werden und diese
Verbindung kann druckstabil im Bereich des geforderten Nenndrucks sein.
Insbesondere kann diese Verbindung lösbar ausgeführt sein. Die Verbindung kann insbesondere auch gegen versehentliches Lösen gesichert sein.
Die Heizleistung des Wasserleitungssystems kann über eine entsprechende Regeloder Steuereinheit 13 (siehe Fig. 5) geregelt oder gesteuert werden. Es können Temperaturfühler 11 vorgesehen sein, die die Wassertemperatur und/oder die
Temperatur einer der Schichten kontinuierlich messen. Die Temperaturregelung kann automatisch als Frostschutz arbeiten oder mittels Temperaturvorwahl die
Wassertemperatur auf einen bestimmten vorgegebenen Wert einstellen. Als
Temperatursensor kann das Heizmedium selbst verwendet werden, falls zum
Beispiel dessen Widerstand (oder andere physikalischen Eigenschaften) eine entsprechende Temperaturabhängigkeit aufweisen.
Zunächst einmal wird in Schritt 701 Wasser durch ein Innenrohr eines
Wasserleitungssegments und eines Verbindungselements geleitet. In Schritt 702 werden nun die Wassertemperaturen in bestimmten Wasserleitungssegmenten und/oder Verbindungselementen des Wasserleitungssystems gemessen. Die
Messwerte werden dann in Schritt 703 an eine Steuereinhe.it/Regeleinheit 13 übergeben. Diese Einheit 13 wertet die verschiedenen gemessenen Temperaturen aus und stellt sicher, dass jedes Segment entsprechend beheizt wird, so dass eine gewünschte Solltemperatur erreicht wird. Dies erfolgt in Schritt 705.
Im Übrigen sei darauf hingewiesen, dass„umfassend" und„aufweisend" keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und„eine" oder„ein" keine Vielzahl ausschließt. Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen: Äusführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merknialeii oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen.
