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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Flugzeug-Ablassmastbaugruppen,
insbesondere eine Ablassmastbaugruppe um Trinkwasser-Abwasser (d.h.
verbrauchtes Wasser) aus einem bordeigenen Trinkwassersystem auszubringen.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
Ablassmastbaugruppe wird benutzt, um verbrauchtes Wasser aus einem
Flugzeug auszubringen. Ein typischer Ablassmast umfasst eine Verkleidung,
die an dem Flugzeugrumpf angebracht ist und ein Ablassrohr, das
sich durch die Verkleidung hindurch erstreckt. Das Ablassrohr umfasst
normalerweise eine innere Leitung mit einem Einlassabschnitt, der
mit dem bordeigenen Trinkwassersystem verbunden ist, und einen Auslassabschnitt
durch welchen dieses Wasser ausgebracht wird. Um das Gefrieren des
Wassers beim Durchgang durch die Leitung und/oder direkt nach dem
Austritt aus der Leitung zu verhindern, kann das Ablassrohr eine
oder mehrere Heizung(en), eine Temperaturtühl-Instrumentenausrüstung zur Koordination der
Heizungen im Normal- und Notbetrieb und elektrische Leitungen, die
zu und von der (den) Heizungen) und der Instrumentenausrüstung führen, aufweisen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Ablassmastbaugruppe bereit, die
die Ablassmastverbindung an einem Flugzeug schützt, sollte der Ablassmast
unbeabsichtigt angeschlagen werden (zum Beispiel durch einen Gepäckwagen),
während
das Flugzeug am Boden steht. Genauer gesagt umfasst die vorliegende
Erfindung eine Ablassmastbaugruppe, die eine am Flugzeugrumpf befestigte
Verbindung und einen Ablassmast aufweist, mit einer mit der Verbindung
ausgerichteten und daran befestigten Verkleidung. Die Verbindung
umfasst ein Rohr mit einem Einlassabschnitt, der mit dem bordeigenen
Trinkwassersystem verbunden ist und einem Auslassabschnitt, der
mit einem Einlassabschnitt des Ablassrohres schwenkbar verbunden
ist. Auf diese Weise kann sich das Ablassrohr, wenn die Verkleidung
aus der Ausrichtung mit der Verbindung bewegt wird, um die Auslassleitung
drehen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt weiterhin eine Ablassrohr-Gestaltung
bereit, bei der eine Wärmeabgabe
geeignet und prognostizierbar Abschnitten von inneren/äußeren Auslassbereichen
zugeführt werden
kann. Spezieller stellt die vorliegende Erfindung eine innere Auslassheizung,
eine äußere Auslassheizung
und eine Heizungstrennbuchse, die dazwischen angeordnet ist, bereit.
Die Heizungstrennbuchse wirkt als Wärmebarriere zwischen den Auslassheizungen
und drückt
außerdem
vorzugsweise die innere Auslassheizung radial nach innen (gegen die
innere Leitung) und drückt
die äußere Auslassheizung
radial nach außen
(gegen die Buchse). Vorzugsweise hat die Heizungstrennbuchse einen
hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten,
wodurch sie sich bei hohen Heizungstemperaturen ausdehnt, und/oder
sie ist von einer Auslassbuchse umgeben, die sie mit Druck beaufschlagt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt zusätzlich eine
Auslassheizungsanordnung bereit, die eine Beheizung des Endkappenbereichs
und des inneren Leitungsbereichs mit unterschiedlichen Leistungsstufen
zulässt.
Spezieller stellt die vorliegende Erfindung ein Ablassrohr bereit,
wobei eine äußere Auslassheizung
mindestens doppelt so viel Wärme
abgibt wie die innere Auslassheizung. Auf diese Weise kann der Innenbereich
der Leitung mäßig erwärmt werden,
um das Gefrieren des Wassers darin zu verhindern, und der Endkappenbereich
kann aggressiv beheizt werden, um zu verhindern, dass Eis den Ablassmastauslass
verstopft.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Heizungsausgestaltung bereit,
die die Ablassrohr-Zuverlässigkeit
und Lebenserwartung verbessern kann. Spezieller stellt die vorliegende
Erfindung ein Ablassrohr bereit, worin eine Mittelheizung, eine innere
Auslassheizung und/oder eine äußere Auslassheizung
von einem einzigen Heizungsband gebildet werden. Das Heizungsband
umfasst ein flexibles Foliensubstrat und darauf gedruckte oder geätzte Heizelemente,
vorzugsweise in einem einzigen Kreis. Das Foliensubstrat hat wenigstens
einen Endabschnitt, der um das Auslassteil der Leitung gewickelt
ist, um eine Auslassheizung zu bilden und einen Bandabschnitt, der
(z.B. spiralförmig
gewunden) um das Mittelteil der Leitung gewickelt ist, um die Mittelheizung
zu bilden.
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Die
vorliegende Erfindung stellt zusätzlich eine
Heizungskonstruktion bereit, die es zulässt, dass eine Bandheizung
genau auf dem Rohr der Ablassmastbaugruppe positioniert werden kann.
Spezieller stellt die vorliegende Erfindung ein Ablassrohr bereit,
wobei die Bandheizung einen Bandabschnitt beinhaltet, der spiralförmig um
einen Teil der Leitung gewickelt ist und daran mittels eines Heißschmelzklebers
befestigt ist. Während
des Zusammenbaus des Ablassrohrs klebt der Heißschmelzkleber bei Raumtemperatur
nicht, wodurch der Bandabschnitt verschoben und neu positioniert
werden kann, um eine erwünschte
Positionierung zu erhalten. Wenn die gewünschte Positionierung erreicht
ist, kann ein Wärmezuführungsschritt
(z.B. eine Ofenaushärtung)
ausgeführt
werden, um den Bandbereich dauerhaft an Ort und Stelle gegenüber der
inneren Leitung des Ablassrohrs fest zu kleben.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Ablassrohr bereit, bei dem
eine Temperaturfühl-Instrumentenausrüstung nahe
dem Ablassmastauslass angeordnet ist, um dadurch genauer die äußeren Umgebungsbedingungen
zu verfolgen. Spezieller stellt die vorliegende Erfindung eine Temperaturfühl-Instrumentenausrüstung, versiegelt
und eingekapselt in einer radial inneren Wand einer Auslassbuchse
bereit. Die Auslassbuchse kann eine Zweischalenkonstruktion haben,
die zwei Hälften
aufweist, die mechanisch aneinander befestigt sind.
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Diese
und andere Merkmale der Erfindung werden in den Ansprüchen vollständig beschrieben und
speziell herausgestellt. Die folgenden beiliegenden beschreibenden
Zeichnungen legen im Detail eine bestimmte veranschaulichte Ausführungsform der
Erfindung dar, wobei diese Ausführungsform
nur einen von verschiedenen Wegen aufzeigt, wie die Grundsätze der
Erfindung angewendet werden können.
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Zeichnungen
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Die 1 ist
eine schematische Ansicht einer Ablassmastbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung,
angebaut an einem Flugzeug.
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Die 2 ist
eine seitliche Explosionsansicht der Komponenten der Ablassmastbaugruppe, diese
Komponenten umfassen eine Verbindung und einen Ablassmast.
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Die 3A bis 3C sind
Ansichten der Verbindung von oben, von der Seite bzw. von unten.
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Die 3D und 3E sind
Schnittansichten von Verbindungsstutzen, entlang der Linie 3D-3D bzw.
der Linie 3E-3E in 3A.
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Die 4A zeigt
eine Draufsicht einer Heizung für
die Verbindung, wobei die Heizung isoliert vom Rest der Verbindung
und in einem flachen Voreinbauzustand gezeigt wird.
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Die 4B ist
eine seitliche Schnittansicht der Verbindungsheizung.
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Die 4C ist
eine Nahansicht eines Teils der Heizung.
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Die 5A bis 5D sind
Ansichten des Ablassmastes von oben, von vorne, von der Seite bzw.
von hinten.
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Die 5E ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 5E-5E in der 5D.
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Die 5F ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 5F-5F in der 5E.
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Die 6 ist
eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, der Verbindung und des
Ablassmastes, installiert an einer Rumpfbefestigungsfläche eines Flugzeugs.
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Die 7A bis 7D sind
Ansichten des von der Verkleidung isolierten Ablassrohrs von oben, von
vorne, von der Seite bzw. von hinten.
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Die 7E ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 7E-7E in der 7A.
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Die 7F und 7G sind
Schnittansichten entlang der Linie 7F-7F bzw. der Linie 7G-7G in der 7C.
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Die 7H ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 7H-7H in der 7D.
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Die 8A ist
eine Draufsicht auf eine Einlassheizung für das Ablassrohr, wobei die
Einlassheizung isoliert vom Rest der Verbindung und in einem flachen
Voreinbauzustand gezeigt wird.
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Die 8B ist
eine seitliche Schnittansicht der Einlassheizung des Ablassrohrs.
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Die 8C ist
eine Nahansicht eines Teils der Einlassheizung des Ablassrohrs.
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Die 9A ist
eine Draufsicht auf ein Band, das benutzt wird, um eine mittlere
Heizung und Auslassheizungen für
das Ablassrohr zu bilden, wobei wird das Band in einem flachen,
nicht eingebauten Zustand gezeigt wird.
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Die 9B ist
eine seitliche Schnittansicht eines länglichen Bandabschnitts des
Heizungsbandes.
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Die 9C ist
eine seitliche Schnittansicht eines Endbereichs des Heizungsbandes.
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Die 9D ist
eine seitliche Schnittansicht eines anderen Endbereichs des Heizungsbandes.
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Die 9E ist
eine Nahansicht eines Teils des Heizungsbandes.
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Die 9F ist
eine Draufsicht auf den Bandabschnitt des Heizungsbandes, der um
ein Mittelteil einer inneren Leitung des Ablassrohres gewickelt
ist.
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Die 10A und 10B sind
die Seiten- bzw. Vorderansicht einer ersten Hälfte einer Auslassbuchse für das Ablassrohr.
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Die 10C ist eine Schnittansicht entlang der Linie
10C-10C in der 10A.
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Die 10D und 10E sind
erläuternde Ansichten
der ersten Buchsenhälfte
entlang der Linien 10D-10D bzw. 10E-10E in der 10B.
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Die 10F, 10G und 10H sind Ansichten der zweiten Hälfte der
Auslassbuchse von der Seite, von oben bzw. von vorne.
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Detaillierte
Beschreibung
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Wie
im Detail aus den Zeichnungen zunächst aus 1 hervorgeht,
ist eine Ablassmastbaugruppe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
an einem Flugzeug 12 installiert. Die Ablassmastbaugruppe 10 umfasst
eine Verbindung 14 und einen Ablassmast 16. Die
Verbindung 14 ist dauerhaft an einer Befestigungsfläche 18 des
Flugzeugrumpfes befestigt und mit einem bordeigenen Rohrleitungsauslass 20 und einer
bordeigenen Stoomquelle/-leitung 22 verbunden. Der Ablassmast 16 ist
auf der Verbindung 14 befestigt und dadurch mit dem bordeigenen
Rohrleitungsauslass 20 und der Stromquelle/-leitung 22 verbunden.
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In 2 ist
die Ablassmastbaugruppe 10 detaillierter gezeigt. Zusätzlich zur
Verbindung 14 und dem Ablassmast 16 kann die Baugruppe 10 noch
einen O-Ring 24 und eine Dichtung 26 umfassen. Wenn
die Ablassmastbaugruppe 10 am Flugzeug 12 installiert
ist, sitzt der O-Ring 24 in einer Nut in einem Rohrleitungsabschnitt
der Verbindung 14 (nämlich
einer Nut 58 in einem Stutzen 48, unten eingeführt), und
die Dichtung 26 ist zwischen der Flugzeugrumpf-Befestigungsfläche 18 und
einem Flansch des Ablassmastes 16 (nämlich einem Verkleidungsflansch 98,
unten eingeführt)
eingelegt. Die Baugruppe 10 kann weiterhin Befestiger 28 aufweisen,
die benutzt werden, um den Ablassmast 16 an der Verbindung 14 und
an dem Rumpf 18 zu befestigen.
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In
den 3A bis 3C, wird
die Verbindung 14 isoliert vom Rest der Ablassmastbaugruppe 10 gezeigt.
Die Verbindung 14 umfasst eine Befestigungsplatte 30,
einen Rohrleitungsstutzen 32 und einen Elektrikstutzen 34.
Die Befestigungsplatte 30 weist vordere und hintere Öffnungen 36 auf
und auch vier Öffnungen 38 in
den Ecken, bedeckt von abgedichteten Annietmuttern 40.
Der Rohrleitungsstutzen 32 und der Elektrikstutzen 34 sind
an der Befestigungsplatte 30 befestigt und erstrecken sich
durch sie hindurch.
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Wie
am besten noch in 3D zu sehen ist, umfasst der
Rohrleitungsstutzen 32 eine Verbindungsleitung 46,
einen Stutzen 48 und ein Gehäuse 50. Die Leitung 46 hat
einen Fitting 52 an ihrem oberen Einlassabschnitt zur Verbindung
mit dem Flugzeug-Rohrleitungsauslass 20, und kann von einer Heizung 54 und
einer isolierenden Hülse 56 ummantelt
sein. Der Stutzen 48 umgibt einen unteren Auslassabschnitt
des Rohrs 46, das sich durch und unter die Befestigungsplatte 30 erstreckt,
und umfasst eine Nut 58 für den O-Ring 24. Das
Gehäuse 50 umgibt den
oberen Abschnitt des Rohrs 46 und umfasst eine Dichtscheibe 60,
durch die elektrische Leitungen 62 und 64 in und
aus dem Stutzen 32 geführt
werden (siehe 3A und 3B). Ein
Befestigungsflansch 66 umgibt das Gehäuse 50 und den Stutzen 48,
und befestigt den Stutzen 32 mittels Befestigern 68 auf der
Halteplatte 30.
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Wie
am besten noch in 3E zu sehen ist, umfasst der
Elektrikstutzen 34 einen oberen elektrischen Verbinder 70 zur
Verbindung mit der bordeigenen Stromquelle/-leitung 22, einen unteren elektrischen
Verbinder 72 zur Verbindung mit dem Ablassmast 16,
und dazwischen einen Adapter 74. Ein Gehäuse 76 kann
diese Komponenten ummanteln und kann einen Klemmanschluss 78 besitzen,
zur Verbindung der Heizungsleitung 64 aus dem Rohrleitungsstutzen 32 (siehe 3A und 3B).
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Wie
am besten noch in 4A zu sehen ist, weist die Verbindungsheizung 54 ein
dünnes
(z.B. 0.1 mm oder weniger) Foliensubstrat, mit darauf aufgedruckten
oder eingeätzten
Heizungselementen auf. In der gezeigten Ausführungsform hat das Foliensubstrat 84 eine
annähernd
rechteckige Form, um das zylindrische Verbindungsrohr 46 zu
umgeben. Eine klebende Beschichtung 88 (z.B. druckempfindlicher
Kleber) kann auf der gedruckten/geätzten Seite des Foliensubstrats 84 aufgebracht
sein, um die Heizung 54 haftend an dem Verbindungsrohr 46 zu
befestigen (siehe 4B). Die Heizelemente 86 sind
so ausgerichtet, dass ihre Anschlussabschnitte für eine bequeme Verbindung mit
den Leitungen 64, die durch die Dichtung 60 in
das Gehäuse 50 reichen, positioniert
sind (siehe 4C).
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In
den 5A bis 5D ist
der Ablassmast 16 isoliert vom Rest der Baugruppe 10 gezeigt.
Der Ablassmast 16 umfasst eine Verkleidung 90,
eine Endkappe 92, ein Ablassrohr 94 und einen
elektrischen Kabelbaum 96. Die Endkappe 92 ist
am Austrittsende der Verkleidung 90 angebracht, das Ablassrohr 94 ist
innerhalb der Verkleidung 90 angeordnet, und der elektrische
Kabelbaum ist ebenfalls in der Verkleidung 90 angeordnet.
Die Verkleidung 90 umfasst einen Befestigungsflansch 98 und
einen Mast 100, der von dort bis zur Endkappe 92 reicht. Der
Befestigungsflansch 98 weißt weiterhin vier Öffnungen 104 auf,
die mit den vier Eckenöffnungen 38 in
der Befestigungsplatte 30 in Deckung gebracht werden können.
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Das
Ablassrohr 94 erstreckt sich durch die Flanschöffnung 102,
durch die Mastkammer und in den zylindrischen Durchgang der Endkappe 92 hinein
(siehe auch 5E und 5F). Spezieller
hat das Ablassrohr 94 einen Einlassabschnitt 106,
der bündig
mit (oder direkt unterhalb) der oberen Fläche des Verkleidungsbefestigungsflansches 98 angeordnet
ist, und einen Auslassabschnitt 108, der sich in den zylindrischen
Durchgang der Endkappe 92 hinein erstreckt. Der Einlassabschnitt 106 kann
auf dem Verkleidungsflansch 98 mittels einer Befestigungsplatte 110 (und
zugehörigen
Verbindern) befestigt werden, und der Auslassabschnitt 108 kann
mit der Endkappe mittels Verbindern 112 befestigt werden.
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Der
elektrische Kabelbaum 96 weist einen Stecker 114 für eine elektrische
Verbindung mit dem unteren Stecker 72 der Verbindung 14 auf.
Der elektrische Stecker 114 ist beweglich innerhalb der
Mastkammer angeordnet, so dass er durch die Mittelöffnung 102 in
den Verkleidungsflansch 98 gehoben werden kann. Wie unten
noch detaillierter beschrieben wird, umfasst das Ablassrohr 94 elektrische
Heizungen, und die zugehörigen
Leitungen sind in einem Kabel 116 gebündelt, das sich zwischen dem
Ablassrohr 94 und dem elektrischen Kabelbaum 96 erstreckt.
Der Kabelbaum 96 kann lose an der Verkleidung 90,
mittels einer Befestigungsschlaufe 118, die am Flansch 98 befestigt
ist, und einem Band 120, das sich lose zwischen der Schlaufe 118 und
dem Stecker 114 erstreckt, befestigt sein.
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In 6 werden
die Verbindung 14 und der Ablassmast 16 an einem
Flugzeug 12 installiert gezeigt. Beim Installationsvorgang
wird die Befestigungsplatte 30 der Verbindung 14 über der
Rumpfbefestigungsfläche 18 über einer
entsprechenden Öffnung
positioniert. Die Verbindung 14 ist dauerhaft mit dem Rumpf
durch Verbinder 122, die durch die vorderen/hinteren Löcher 36 der
Befestigungsplatte 30 reichen, verbunden. Obwohl es in
der dargestellten Ansicht nicht sichtbar ist, weist die Rumpfbefestigungsfläche 18 Löcher auf,
die mit den Ecklöchern 38 der
Verbindungsbefestigungsplatte 30 fluchten.
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Nachdem
die Verbindung 14 dauerhaft an dem Flugzeug 12 montiert
ist, wird der Ablassmast 16 nah an die befestigte Verbindung 14 gehalten,
um mit den Ablassmast-Befestigungsschritten zu beginnen. Der elektrische
Stecker 114 des Kabelbaums 96 wird über die
Verkleidung 90 gehoben und mit dem unteren elektrischen
Stecker 72 des Verbindungsschachts 34 verbunden.
Der O-Ring 24 wird in die Nut 58 eingelegt und
der Rohrstutzen 48 und die Dichtung 26 werden
so positioniert, dass sie zwischen der Rumpfbefestigungsfläche 18 und
dem Verkleidungsflansch 98 eingesetzt werden. Der Ablassmast 16 ist
dann mit der Verbindung 14 ausgerichtet, so dass der Stutzen 48 mit
dem Ablassrohreinlass 106 ausgerichtet ist, und die Verkleidungsflanschöffnungen 104 mit
den Eckenöffnungen 38 auf
der Verbindungsplatte 30 (und den entsprechenden vier Öffnungen
im Rumpf 18) ausgerichtet sind. Der Ablassmast 16 wird
dann auf den Stutzen 48 geschoben und mit vier Befestigern 28 (nicht
sichtbar in 6, aber gezeigt in 2),
die sich nach oben durch die Verkleidungsflanschöffnungen 104, die Öffnungen
im Rumpf, die Verbindungsöffnungen 38 und
in die abgedichteten Annietmuttern hinein erstrecken, mit der Verbindung/dem
Rumpf verbunden. Auf diese Weise kann der gezeigte Ablassmast 16 komplett
von außerhalb
des Rumpfes an dem Flugzeug 12 installiert werden.
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Die
Ablassmast-Verbindungs-Anordnung (z.B. die Gleitpassungs-Stutzenverbindung
und das lockere Elektrokabel 100) der Baugruppe 10 hilft,
die Verbindung 14 zu schützen, sollte der Ablassmast 16 unabsichtlich
angeschlagen werden (z.B. durch einen Gepäckwagen), während das Flugzeug am Boden
steht. Speziell dann, wenn die Verkleidung 90 gewaltsam
aus der Ausrichtung mit der Verbindung 14 bewegt würde, kann
das Ablassrohr 94 um den Verbindungsrohrstutzen 48 schwenken
und der elektrische Kabelbaum 96 kann diese Bewegung mitmachen,
ohne die Verbindung 14 zu beschädigen. Darüber hinaus kann der Ablassmast 16 selbst,
besonders wenn die Ablassmastverbindungsbefestiger 28 zerbrechbare
Befestiger sind, für
weitere Benutzung nach dem Zusammenstoß rettenswert sein.
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In
den 7A bis 7H wird
das Ablassrohr 94 isoliert vom Rest des Ablassmastes 16 gezeigt.
Das Ablassrohr 94 umfasst eine innere Leitung 130,
eine Einlassheizung 132, eine mittlere Heizung 134 und
eine Isolationsbuchse 136. Die Leitung 130 reicht
vom Einlass bis zum Auslass des Ablassrohrs 94 und bildet
einen Durchgang für
das verbrauchte Wasser. Die Einlassheizung 132 umgibt den
Einlassabschnitt der Leitung 130, die mittlere Heizung 134 umgibt
den Mittelabschnitt der Leitung 130, und die Isolationsbuchse 136 umgibt
beide, die Einlassheizung 132 und die zentrale Heizung 134.
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Das
Ablassrohr 94 umfasst weiterhin eine innere Auslassheizung 138,
eine Heizungstrennbuchse 140, eine äußere Auslassheizung 142 und
eine Auslassbuchse, die folgerichtig einen Auslassabschnitt der
Leitung 130 umgibt (siehe besonders 7H). Diese
Zweifachheizungs- und Hülsenbuchsen-Anordnung
erlaubt es, Wärme
genau zu den inneren/äußeren Auslassabschnitten
des Ablassmastes 16 zu leiten. Speziell die Heizungstrennbuchse 140 wirkt
als thermische Barriere zwischen den Auslassheizungen 138 und 142.
Bevorzugt wirkt sie auch als „Feder", die von der Buchse 144 unter
Druck gehalten wird, wobei die Kompressionskräfte die innere Auslassheizung 138 radial
einwärts
gegen die Leitung 130 drücken, und die äußere Auslassheizung 142 radial
auswärts
gegen die Buchse 144 drücken. Ferner
wird, wenn die Hülse 140 wie
bevorzugt aus Silikon, oder irgendeinem anderen Material mit hohen
thermischen Ausdehnungskoeffizienten (z.B. größer als 0,01 mm/C°) besteht,
diese sich mit steigender Heizungstemperatur ausdehnen und so den gewünschten
Heizungskontakt weiter fördern.
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Die
zwei verschiedenen Auslassheizungen 138 und 142 ermöglichen
es, die Endkappe 92 und die innere Leitung 130 mit
unterschiedlichen Leistungsstufen zu beheizen. So kann die äußere Auslassheizung 142 zum
Beispiel eine Wärmeabgabe aufweisen,
die ungefähr
mindestens doppelt so hoch ist, wie die Wärmeabgabe der inneren Auslassheizung 138.
Mit dem dargestellten Ablassmast 16 haben Tests im Windkanal
ergeben, dass 15 Watt an der inneren Heizung 138 und 40
Watt an der äußeren Heizung
die Endkappe 92 und das Ablassrohr 94 in den gewünschten
Temperaturenbedingungen halten können.
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Die
Wärmeabgabedifferenz
zwischen den Auslassheizungen 138 und 142 ist
wegen der unterschiedlichen am Auslass eines Auslassmastaufbaus inhärenten Heizungsanforderungen
vorteilhaft. Das innere Rohr 130 muss nur mäßig gewärmt werden, um
ein Gefrieren des durchfließenden,
relativ warmen verbrauchten Wassers zu verhindern, während die
Endkappe 92 aggressiv beheizt werden muss, wegen der großen Kühllast,
die wegen der Luftströmung
im Flug auf sie wirkt. Wenn der äußere Endkappenabschnitt
nicht angemessen beheizt wird, kann gerade erst ausgetretenes verbrauchtes
Wasser gefrieren und eine den Auslass verstopfende Eiskappe über der
Endkappe 92 bilden. In der Vergangenheit war die Lösung ein „Überhitzen" der inneren Auslassabschnitte,
(was die Lebenserwartung des Ablassrohrs dramatisch reduzieren kann),
um stets einen Heizmangel an den äußeren Auslassabschnitten zu
vermeiden.
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Wie
am besten noch in 8A zu sehen ist, umfasst die
Einlassheizung 132 vorzugsweise ein dünnes Foliensubstrat 150 (z.B.
0,1 mm oder weniger dick) mit darauf aufgedruckten oder eingeätzten Folienheizelementen 152.
Das flexible Foliensubstrat 150 ist so geformt, dass es
sich eng an die Formen der Leitung 130 im Einlassbereich 106 anpasst
und die Heizelemente 152 sind so dimensioniert und/oder angeordnet,
dass sie das gewünschte
Heizungsmuster bereitstellen. Eine klebende Schicht 154 (z.B. druckempfindlicher
Kleber) kann auf die gedruckte/geätzte Seite des Foliensubstrats 150 aufgebracht sein,
so dass die Heizung 132 auf den Einlassbereich der Leitung 130 (siehe 8B)
aufgeklebt werden kann. Die Anschlüsse zu den Heizungselementen 152 sind
auf einem unteren Teil des Foliensubstrats 150 positioniert,
für eine
einfache Verbindung mit dem Kabel 116, das zu dem elektrischen
Stecker 114 reicht (siehe 8C).
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Wie
am besten noch in 9A zu sehen ist, werden die
mittlere Heizung 134, die innere Auslassheizung 138 und
die äußere Auslassheizung 142 vorzugsweise
von einem einzigen Band 160 gebildet. Das Band 160 weist
ein dünnes
Foliensubstrat 162 (z.B. 0,1 mm oder weniger dick) mit
den darauf gedruckten oder geätzten
Folienheizungselementen 164 auf. Das Foliensubstrat 162 hat
einen länglichen Bandbereich 166 (entspricht
der mittleren Heizung 134), einen Endbereich 168 (entspricht
der inneren Auslassheizung 138), der sich direkt an den Bandabschnitt 166 anschließt, und
einen anderen Endbereich 170 (entspricht der äußeren Auslassheizung 142),
der über
einen Verbindungsstreifen 172 an den Endbereich 170 gekoppelt
ist. Die Heizelemente 164 der verschiedenen Bereiche 166, 168 und 170 können so
positioniert und/oder geformt werden, dass sie die entsprechend
unterschiedlichen Bereiche des Ablassrohrs 94 mit verschiedenen
Leistungsstufen beheizen, so wie es oben im Bezug auf die inneren
und äußeren Auslassheizungen 138 und 142 diskutiert
wurde. In der dargestellten Ausführung zum
Beispiel, sind die Heizelemente 164 in dem Endbereich 170 (z.B. äußere Auslassheizung 142)
viel „dichter" als in dem Endabschnitt 168 (z.B.
innere Auslassheizung 138).
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Die
Heizelementeanordnung auf dem Band 160 wird bevorzugt mit
einem einzigen Heizkreislauf erreicht, wodurch keine separaten Anschlüsse zur Verbindung
der verschiedenen Heizbereiche notwendig sind. In der dargestellten
Anordnung können
zum Beispiel die zwei Anschlüsse
für das
gesamte Band 160 auf dem „Nicht-Endbereich"-Ende des Bandabschnittes 166 positioniert
werden, für
eine bequeme Verbindung mit dem sich zum elektrischen Stecker 114 erstreckenden
Kabel 116 (siehe 9E).
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Eine
klebende Beschichtung 176 kann auf die geätzte/gedruckte
Seite des Bandbereiches 166, eine klebende Beschichtung 178 auf
die geätzte/gedruckte
Seite des Endbereichs 168 und eine klebende Beschichtung 180 kann
auf die nicht-geätzte/nicht-gedruckte
Seite des Endbereiches 170 aufgebracht werden (siehe
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9B bis 9D).
Bevorzugt weist die klebende Beschichtung 176 für den Bandbereich 166 einen
Heißkleber
auf, der bei Raumtemperatur nicht klebt. Die klebende Beschichtung 178 für den Endbereich 168 und/oder
die klebende Verbindung für
den Endbereich 170 kann (können) druckempfindliche klebende
Beschichtungen) sein.
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Um
die Heizungen 132, 134, 138 und 142 auf die
innere Leitung 130 zu montieren, kann die Einlassheizung 132 um
den Einlassabschnitt und der Endbereich 168 der Heizbandes 160 um
den Auslassabschnitt der Leitung 130 gewickelt werden.
Wenn die klebenden Beschichtungen 154 und 178,
wie bevorzugt, druckempfindliche Klebebeschichtungen sind, kann
die „Heizung-auf-Leitung" Befestigung bei Zimmertemperatur
ausgeführt
werden.
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Der
Bandbereich 166 des Heizungsbandes 160 ist spiralförmig um
den Mittelteil der Leitung 130 gewickelt (siehe 9F).
Wenn die klebende Beschichtung 176 ein Heißkleber
ist, der bei Raumtemperatur nicht klebt, wird der Bandbereich 166 nicht auf
der Leitung 130 „festkleben". Dies erlaubt in
sehr vorteilhafter Weise ein Verschieben und Neupositionieren des
gewickelten Bandbereichs 166 nach der Umwicklung, und sogar
die Option der Wiederholung einer schlecht ausgeführten anfänglichen
Umwicklung, so dass die erwünschte
Spiralanordnung erreicht werden kann (mit einem druckempfindlichen Kleber
zum Beispiel wären
solche Manöver
schwierig). Wenn die gewünschte
Spiralanordnung des Bandbereichs 166 erreicht ist, kann
er vorübergehend
mit einem Stück
Klebeband (nicht gezeigt), das an seinem oberen Ende befestigt ist,
am Platz gehalten werden. Ein späterer
Wärmezuführungsschritt
(z. B. im Aushärtungsofen)
kann durchgeführt
werden, um den Bandbereich 166 in dieser Lage dauerhaft
zu befestigen.
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Wie
oben angedeutet wurde, ist die Heizungstrennbuchse 140 zwischen
der inneren Auslassheizung 138 und der äußeren Auslassheizung 142 angeordnet.
Vorzugsweise weist die Buchse 140 eine bei Hitze schrumpfende
Silikonbuchse auf, die über
die beiden Schichten des vorher angeschlossenen Endbereichs 168 (z.B.
die innere Auslassheizung 138) gelegt ist und durch Hitze
aufgeschrumpft wurde. Danach wird der Endbereich 170 des
Heizbandes 160 (z.B. die äußere Auslassheizung 142) um
die Buchse 140 gewickelt. Wenn die klebende Beschichtung
des Endes eine druckempfindliche Klebeschicht ist, wie bevorzugt,
kann die Heizungs-Buchsen-Anordnung bei Raumtemperatur hergestellt
werden.
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Nach
dem Anbringen der äußeren Auslassheizung 142 wird
darüber
die Auslassbuchse 144 platziert. Wie am besten unter Bezugnahme
auf 10A bis 10H zu
sehen ist, besteht die Auslassbuchse 144 bevorzugt aus
einer zweischaligen Konstruktion mit zwei Hälften 190 und 192.
Die erste Hälfte 190 umfasst
einen halbzylindrischen Körper 194 und
die zweite Hälfte 192 umfasst
einen halbzylindrischen Körper 196,
jeder Körper 194/196 weist eine
umlaufende Nut 198 auf, gebildet auf seiner radialen Außenwand.
Die Körper 194 und 196 enthalten
je auch tangentiale Öffnungen 200 und
am Fuß sich
axial erstreckende Öffnungen 202.
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Die
erste Sockelhälfte 190 enthält zusätzlich Taschen 204 und 206,
zugänglich
von ihrer radialen inneren Wand. Temperaturfühlgeräte (z.B. ein Thermostat 208 und
ein Fühler 210)
sind in den Taschen 204 und 206 untergebracht
und versiegelt. Verbindungskabel 212 vom Thermostat 208 und
vom Fühler 210 erstrecken
sich durch Kanäle
in die Taschen 204 und 206, und über die
Oberkante der Körper 194 und 196 hinaus.
Es ist zu beachten, dass die Temperaturfühl-Instrumentenausrüstung 208/210 innerhalb
der Buchse 144 vor deren Einbau in das Ablassrohr 94 versiegelt
werden kann. Dies ermöglicht
ein Testen der Instrumentenausrüstung
vor dem Einbau und Konsistenz/Wiederholbarkeit zwischen ähnlichen
Ablassmast-Einheiten. Wie am besten bei einem kurzen Blick zurück auf 5F zu
erkennen ist, ist dann, wenn die Buchse 144 in das Ablassrohr 94 eingebaut ist,
die Instrumentenausrüstung 208/210 vorteilhafter Weise
nahe der für
Verstopfung durch Eis anfälligsten
Stelle des Ablassmastes 16 (z.B. dem Endkappenbereich)
angeordnet. Diese Anordnung stellt sehr aussagefähige Temperaturmessungen zur
Verfügung,
um die Umgebungsbedingungen direkt außerhalb des Ablassmastes 16 besser
verfolgen zu können.
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Wenn
die Buchsenhälften 190 und 192 über der äußeren Auslassheizung 142 angebracht
werden, fluchten die halbkreisförmigen
Nuten 198 miteinander und bilden eine um die Buchse 144 umlaufende
Nut. Die tangentialen Öffnungen 200 sind
ausgerichtet und Befestiger 214 werden eingebracht, um die
Hälften 190 und 192 aneinander
zu sichern (die Befestiger 214 werden in den 7A und 7C gezeigt).
Die Isolationsbuchse 136 kann dann auf die Einlassheizung 132 und
die Mittelheizung 134 aufgepresst werden, um die Baugruppe
des Ablassrohrs 94 zu vervollständigen.
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Grundierungs-,
Kalibrierungs- und/oder Glättungsmaßnahmen
können
vor/nach bestimmten der oben beschriebenen Zusammenbauschritten
nötig sein,
um eine sichere, faltenfreie und ansonsten adäquate Zusammenstellung der
Ablassrohrkomponenten sicher zu stellen. Zum Beispiel kann auf die
innere Leitung 130 vor dem Aufkleben der Heizungen 132 und 138 eine
Grundierung aufgebracht werden, und eine Grundierung kann auf die
Heizung 142 aufgebracht werden, bevor sie mit der Buchse 140 verklebt wird.
Es können
auch Klammern notwendig sein, um die Buchse 140 und/oder
die äußere Auslassheizung 142 während der
Aushärtungs-/Abkühlungsphase
in einer zylindrischen Form zu halten. Weiterhin kann es nötig sein,
Komponenten während
der Klemm- und Aushärtungsphasen
zeitweise mit Streifen oder Folie zu umwickeln (z.B. Mylarband und/oder
Kaptonband, registrierte Marken der DuPont DeNemours of Delaware).
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Wie
nochmals den Serien 5 und 7 der Zeichnungen entnehmbar
ist, wird eine tränenförmige Fahne 220 an
das der Verbindungsende der Leitung 130 angeschweißt oder
auf andere Art befestigt und über Befestiger 222 mit
der Halteplatte 110 verbunden (siehe 5A und 7E).
Die Auslassbuchse 144 reicht über das Auslassende der Verkleidung
hinaus, und die innere Leitung 130 reicht über die
Auslassbuchse 144 hinaus (siehe 5E). Die
Endkappe 92 ist um die innere Leitung herum positioniert
und die Auslassbuchse 144 ist mit Befestigern 112,
die durch Öffnungen
reichen, die mit den axialen Öffnungen 202 in
der Buchse 144 fluchten, daran befestigt (5D und 5E).
Eine Platte 226 kann zwischen Endkappe 92 und
dem axialen Ende der Buchse platziert sein, ein O-Ring 228 kann
in der Nut 198 eingebracht sein, eine Feuchtigkeitsdichtmittel 230 kann zwischen
den Seitenwänden
der Endkappe 92 und der Buchse 144 eingebracht
sein und/oder Schmierfett kann in geeigneter Weise zwischen Komponenten
aufgebracht sein (siehe 5E).
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Es
ist zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung eine Ablassmastbaugruppe 10,
eine Verbindung 14, einen Ablassmast 16 und/oder
ein Ablassrohr 94 zeigt, die zahlreiche Vorteile gegenüber früheren Ausführungen
aufweisen. Obwohl die Erfindung anhand einer gewissen bevorzugten
Ausführungsform
gezeigt und beschrieben wird, ist es offensichtlich, dass gleichwertige
und offensichtliche Änderungen
und Modifikationen vom Fachmann beim Lesen und Verstehen dieser
Spezifikation mitgelesen werden. Die vorliegende Erfindung umfasst
alle solchen Änderungen
und Modifikationen, und wird nur durch den Umfang der folgenden
Ansprüche
begrenzt.