[发明专利]废物涡流分离装置

说明书

本分案申请是基于中国发明专利申请号200980138862.8（国际申请号PCT/US2009/059358）、发明名称“废物涡流分离装置”、申请日2009年10月2日的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于分离飞行器废物的系统，而且更具体地涉及一种涡流装置，所述涡流装置用于在吸力下下从来自飞行器的盥洗室或其它容器的废物流中将固态及液态废物去除同时收回基本不含水分的气流。

背景技术

在本领域中可获得采用真空将液态及固态废物物料从飞行器的盥洗室或其它容器运送至用于存储的废物箱。被运送的废物物料包括固态生活垃圾、尿、水、任选的清洁和消毒化学品、空气、盥洗室用纸、食物、以及经常意料不到的丢弃的物品，所有这些将被从飞行器的盥洗室或其它容器抽出至一个或多个废物箱。当然，在飞行器的地面服务期间，废物箱被清空。

当飞行器处于地面或在低海拔时，将废物物料运送至废物箱的吸力通常由真空发生器提供。在更高海拔时，所述系统通常将通向外部低压大气，这在外部大气和飞行器内部之间形成用于运送的压差，以将废物物料从飞行器的盥洗室或其它容器抽出至用于存储的废物箱。

当废物物料被运送至废物箱时，随同废物物料被抽出的空气必须释放于大气。出于卫生和安全原因，这种空气必须不含水分和颗粒固态物。对于卫生问题，当飞行器在飞行中或者当它在地面上时，显然不希望将颗粒人类废物释放到大气。另外，如果显著量的水从这种真空驱动飞行器废物收集系统中泄露出飞行器，则存在着危险，它可结在飞行器机身上，以形成冰。

常规飞行器废物物料分离系统是大型的，且由此在飞行器中要求过多的空间，同时不必要地对飞行器重量做出贡献，这降低了飞行器的燃料效率。此外，常规废物物料分离系统要求频繁维护，这经常是困难且耗时地来进行，因为不便于进出于分离器装置。另外，常规废物物料分离系统通常具有两个分离器，一个位于入口而另一个位于所述系统的出口。最后，尽管在最佳条件下将水分从废物物料中去除经常是有效果的，然而可通过确保所述装置始终如一地防止泄露水分来改进常规分离器装置。

由此，存在着对于采用单个分离器的改进的废物物料分离系统的需要，所述单个分离器使得整个系统在不折衷其性能的情况下紧凑且重量轻。它也应在使最小化或防止水分泄露到输出气流中始终如一地有效。另外，在最小暴露于已收集的废物下的情况下，所述装置必须能够容易且安全地更换。最后，所述装置应还能够容易地安装在飞行器中可获得的有限空间内。本发明满足所有这些要求且又具有其它益处。

发明内容

本发明包括一种多涡流分离器，用于从包含液态及固态废物的废物流中收回基本不含水分的气流。所述分离离器尤其非常适于用在飞行器中。本发明的所述分离器包括优选形状上为圆柱形的壳体，且所述分离器具有用于接收废物流的废物入口。通向所述废物入口的入口管优选将相对水平面倾斜，以给进入到所述分离器中的废物流增加重力助力。圆柱形壳体的顶部被封闭且具有排放端口，所述排放端口用于利用真空发生器产生的压差或者在高海拔时由外大气和所述飞行器的内部之间的压差所提供的吸力从所述壳体收回基本不含水分的气流。

环形通道沿所述壳体的圆柱形壁的内表面定位。这个通道限定用于从废物流中将液态及固态废物分离的第一涡流路径。所述环形通道与所述废物入口连通。

包括一对嵌套倒锥的过滤单元位于圆柱形壳体内。这些锥限定与所述排放端口连通的倒锥腔。形成在所述锥腔内的第二涡流流动路径由此与所述第一涡流路径隔离。在本发明的一个实施例中，所述过滤单元可构型为可更换的过滤单元芯部。

由此，通过施加到所述排放端口的吸力，包含液态及固态废物的废物流通过所述废物入口被抽出到所述壳体内。进入的废物流遭遇沿所述壳体壁的内表面的所述环形通道、沿第一涡流流动路径运动，在所述第一涡流流动路径液态及固态废物通过离心力从废物流中分离。结果，较重的废物物料向所述环形通道的外侧运动并向下落下，以用于适当的收集。在优选的实施例中，剩余的较轻的气流进入到所述嵌套锥之间的所述倒锥腔中的与所述第一涡流路径隔离的第二涡流路径中。从运动经过所述锥腔的气流中再次通过离心力除去额外的液态及固态废物，以产生基本不含水分的气流，所述基本不含水分的气流通过排放端口从所述涡流分离器中排出。吸力源将是高海拔时舱对大气的压差或者低海拔时的真空发生器。