JP2023545613A - 航空機のための流体リサイクルユニット - Google Patents

Abstract

航空機又はその他の乗客輸送機器の機内で使用するための流体リサイクルユニット。流体リサイクルユニットは、様々な種類の使用済流体を捕らえ、当該流体に濾過又はその他の適切な処理を施し、当該輸送機器の機内での様々な用途のために当該流体をリサイクルする。

Description

本開示のある実施形態に従えば、航空機又はその他の乗客輸送機器の機内で（機内に搭載して）使用するための流体リサイクルユニットが提供される。流体リサイクルユニットは様々な種類の使用済み流体を捕らえて、当該流体にフィルタ処理又はその他の適切な処理を施し、当該流体をリサイクルし、輸送機器の機内の様々な用途の１つ又は複数の水利用システムへと戻す。

水は、密度が高く且つフライト中（特に国際線のフライト中）に大容量が消費されるため、航空機のような乗客輸送機器に載せて貯えるのに費用のかかる資源である。実際のところ、水の重量自体が、航空機及びその他の乗客輸送機器の機内の飲料水システムの総正味重量（総ネット重量）の大部分を占める。燃料要求の点から、この重量は、航空機の離陸中に特に費用のかかるものとなる。更に、長期のフライト中に、乗客によるシンクの蛇口からの飲料水（即ち飲用可能な品質の水）の使用によりフライト毎に数百ガロンの（たくさんの）水がラバトリー（洗面所、手洗所、トイレ）のシンク（洗面台、流し）に流れ、フライト中の多量の水消費が引き起こされる。この水は、一般的に「グレイウォーター（灰色の水）」と呼ばれる。「グレイウォーター」は、汚れているが下水又は「ブラックウォーター（黒い水）」は含まない水である。「グレイウォーター」は、手を洗うために使用された消費済又は使用済の水を表すために一般に用いられる用語である。飲料水が利用者の手をすすぐために蛇口を出た後、使用済の水／グレイウォーターは廃棄物（廃水）とみなされ、典型的には機外に放出され、或いは機内の廃棄物システム内に導かれる。

飲料水は、手を洗う目的で使用されることに加えて、輸送機器の機内において典型的にはトイレの水洗に使用されるが、そのような高品質な／飲用可能な水はトイレの水洗には必ずしも必要ではない。商用の旅客航空機のような乗客輸送機器の閉じられた環境には、２つの主要なトイレ水洗機構が存在している。第１に、殺菌流体を使用する化学的再循環トイレが存在する。第２に、水タンクからの飲料水を使用する真空トイレ（バキュームトイレ）が存在する。ガレー処理水洗システム（調理室処理水洗システム）及びラバトリーの手洗い用の蛇口も飲料水を使用する。これらの用途には現在、飲用可能な品質の水源を必要とする設備（例えば、コーヒーマシン、エスプレッソマシン、ガレー（調理室）の給水機等々）と同一の水源（同一の水質源）を使用している。このことは、タンクのサイズ及びより大量の水を浄化するために必要とされる水浄化システムに起因して、航空機に搭載して運ぶ必要のある追加の重量が生じることに繋がる。

グレイウォーターをリユース（再利用）するための様々な試みが検討されている。本件の譲受人により特定された解決法の例は、様々な米国特許に概説及び記述されている。当該米国特許は、限定列記ではなく、米国特許第９，４５８，０２８号（発明の名称「混合流体濾過システム」）、米国特許第９，５４０，１０７号（発明の名称「乗客輸送機器の機内でグレイウォーターを処理するシステム及び方法」）、及び米国特許第１０，３０８，３６１号（発明の名称「使い捨て式モジュラー貯留部」を含む。これらの特許の各々の全内容を参照によりここに組み入れる。これらの解決法はこれまでも有用であり、これからも有用であり続けるが、改善が引き続き検討されている。本発明の発明者は、水の濾過（フィルタリング）及び処理（トリートメント）という戦略を用い、様々な種類の流体を洗浄、リユース（再利用）、リサイクル（再生利用）することにより、機内に搭載して運搬される必要のある水の量を減らす方法を特定した。

したがって、本発明の発明者は航空機のような乗客輸送機器の機内で使用するための流体リサイクルユニットを設計した。リサイクルされる流体は、水、航空機のシンクからのグレイウォーター、又はその他の種類の廃棄水とし得る。ここに記載されるグレイウォーター処理構成要素は、メンテナンスの改善、重量軽減、貯留部の用途の選択肢を拡張するために、既存の貯留部に関連させて使用され得る。更なる特徴がここに記載される。

この特許において用いられる「発明」、「当該発明（前記発明）」、「この発明」、「本発明」、「開示」、「当該開示（前記開示）」、及び「本開示」という用語は、この特許の全ての主題事項及び下記の請求項に広く言及することを意図している。これらの用語を含む陳述は、ここに記述される主題事項を限定するものではなく、下記の請求項の意味、範囲を限定するものではないと理解されるべきである。この特許によりカバーされる発明の実施形態は、下記の請求項により規定され、この概要によっては規定されない。この概要は、発明の様々な態様の高度の概説であり、下記の「発明を実施するための形態」欄においてさらに記述されるいくつかの概念を紹介するものである。この概要は、請求項に記載された主題事項の鍵となる、又は本質的な特徴を特定することは意図しておらず、請求項に記載された主題事項の範囲を決定するために分離して用いられることも意図していない。主題事項はこの特許の明細書全体の適切な部分、任意の又は全ての図面、及び各請求項を参照して理解されるべきである。

本開示のある実施形態に従えば、使用済の水を捕らえ、該使用済の水を決められた処理レベルまで処理して処理済水を提供し、当該処理済水を乗客輸送機器の機内でリサイクルするシステムが提供され得る。このシステムは、ベイスンに流体接続された貯留部であって、上部開口、前記ベイスンからの使用済の水を受け入れるための流体流入口を有する頂部蓋、及び流出口を備える貯留部を有し得る。このシステムは、前記貯留部内に取り外し可能に位置づけ可能なフィルタシステムであって、前記使用済の水を決められた処理レベルまで処理して処理済水を与えるよう構成されたフィルタシステムも有し得る。前記貯留部の前記流出口に位置づけ可能なアダプタであって、前記処理済水を第１位置に送るための第１流路と、任意の未処理水又は超過の処理済水を第２位置に送るための第２流路を備えるアダプタもあってもよい。前記第１位置が水利用システム又は流体処理スタックであってもよい。例示的に、水利用システムがトイレ水洗システム、シンクの蛇口、又は飲料水配送システムであってもよい。例示的に、第２位置が排出ライン、真空廃棄物タンク、排出マスト、流体処理スタック、又はこれらの任意の組合せであってもよい。

一例において、前記決められた処理レベルが、前記処理済水のトイレ水洗水としての利用に足りる第１処理レベルを含む。他の例において、前記決められた処理レベルが、前記処理済水の飲料水又は飲用可能な水質としての利用に足りる第２処理レベルであってもよい。

前記フィルタシステムが多孔性の重合体の機械的マイクロフィルタであってもよい。前記フィルタシステムが、多孔性陽極フィルタコア及び金属メッシュ陰極を含む電気化学的フィルタであってもよい。前記フィルタシステムがフィルタホルダを介して前記貯留部内に位置づけられることも可能である。

いくつかの実施形態は、水接触時間を増やすための混合ポンプを含む。代替的に又は追加的に、前記フィルタシステムが、水接触時間を増やすためのらせん構造又は段状構造を組み入れ得る。前記頂部蓋が、前記貯留部の内部に洗浄渦を生成するための１つ又は複数のバックウォッシュリングを備える。

濾過中に放出された排出ガス（複数種類の排出ガス）を捕らえて当該排出ガス（複数種類の排出ガス）と反応するために前記貯留部の内部に位置づけられた気体（ガス）吸収材料があってもよい。濾過中に前記貯留部の外に放出された排出ガス（複数種類の排出ガス）を送るための排気抜き取りラインがあってもよい。前記排気抜き取りラインは排気ガス（複数種類の排出ガス）を航空機流出バルブに送ってもよい。他の例では、前記排気抜き取りラインは排出ガス（複数種類の排出ガス）を水素燃料電池に送る。

この開示は、乗客輸送機器の機内で流体をリサイクルするシステムであって、
使用済の水をラバトリーのシンクからグレイウォーター貯留部へと集めることと、
前記使用済の水を、（ａ）ラバトリーのトイレ水洗でのリサイクル利用のために前記使用済の水を処理するのに足りる第１濾過システム、及び（ｂ）ラバトリーの蛇口でのリサイクル利用のために前記使用済の水を処理するのに足りる第２濾過システム、の一方に送ることを含むシステムも提供する。この例において、ラバトリーのトイレ水洗からブラックウォーターを受け取るように構成されており、且つ更なるラバトリー水洗でのリサイクル利用のために受け取った水を処理するのに足りる第３濾過システムもあってもよい。

図１は、代替濾過システムオプションを備える貯留部の展開斜視図を示す。

図２は、多孔性の機械的フィルタシステムの展開斜視図を示す。

図３は、電気化学的フィルタシステムの展開斜視図を示す。

図４は、内部に位置付けられたフィルタシステムを備える貯留部の断面図を示す。

図５は、頂部蓋の展開図をバックウォッシュリングの複数の代替バージョンと共に示す。

図６は、頂部蓋の展開図をバックウォッシュリングの複数の更なる代替バージョンと共に示す。

図７は、階段状のフィルタシステムを備える貯留部の側断面図を示す。

図８は、貯留部及び蓋の展開図をらせん状のフィルタシステムと共に示す。

図９は、混合システムを備える貯留部の側断面図を示す。

図１０は、排気抜き取りラインを備える貯留部の概略図を示す。

図１１は、内部に位置付けられた取り換え可能な気体吸収性材料を備える貯留部の概略図を示す。

図１２は、貯留部からの排出ガスを水素燃料電池に届ける貯留部の概略図を示す。

図１３は、先行技術における乗客輸送機器の機内での水の使用のフローチャートを示す。

図１４は、ここに記述され、乗客輸送機器の機内での水処理のために用いられ得る様々な濾過システムのフローチャートを示す。

本発明の実施形態は、使用済みの流体を捕らえ、当該使用済みの水を循環又はその他の方法により１つ又は複数の濾過システムを通して導き、処理済の流体を輸送機器の機内の様々な場所（位置）に再配送する流体リサイクルシステムを提供する。具体的な例は、使用済みの水／グレイウォーターを捕らえるため、グレイウォーターを一連の処理工程を通して浄化するために、ラバトリー（又は水及び廃水処理を必要とする他のシステム）を通して水を導く。次いで水は、手洗い又はその他の飲料水利用においてリユースするために蛇口に転送されるか、或いは水洗用（洗浄用）の水のためにトイレに転送され得る。一連の処理工程は、水の最終的な使用法に応じて変更され得る。他の具体的な実施形態は、水システムに流体接続されて搭載された既存の貯留部に対して取り換え及び取り外しが可能なフィルタシステムを提供する。

ここに記載される、様々な種類の使用済みの水を捕らえ、処理し、転送するために使用される一実施形態は、現在存在するグレイウォーターインターフェースバルブに接続されていてもよい。例示的なグレイウォーターインターフェースバルブが「グレイウォーターインターフェースバルブシステム及び方法」との発明の名称を有し、本件の譲受人により共同所有されている米国特許第７，５３３，４２６号に示され、記述されている。米国特許第７，５３３，４２６号の内容をここに組み入れる。この特許は、使用された手洗い用の水（ここでは「グレイウォーター」とも呼ばれる）を集めるためにシンク（流し、洗面台）のベイスン（水ばち、水盤、たらい、洗面器、流し）の下方に位置づけられ得る貯留部（液だめ、リザーバ）を記述している。上記の特許において開示された貯留部の目的は、グレイウォーターを貯留し、当該グレイウォーターを真空水洗音を最小化するバルブを介して主廃棄物タンク（主廃液タンク、主廃水タンク）に送ることである。本開示は、航空機内の他の領域においてリユース／リサイクルするために捕らえられたグレイウォーターを濾過するために、この貯留部（又は他の複数の貯留部）に関連（接続）して使用され得るフィルタシステムを提供する。航空機内の他の領域は、トイレ水洗用液体として使用、手洗い用の水としての使用、消毒（殺菌）が十分に高いレベルである限りにおいて飲料水としての使用、或いはその他の任意の適切な使用であり得る。

ここで、図１を参照して、上記の米国特許第７，５３３，４２６号により記述される貯留部のような既存の貯留部１２に関連して使用され得る複数種類のフィルタシステム１０が示される。複数のフィルタシステム１０は、既存の貯留部１２に関連して用いられるものとして記述され、示されるが、開示されるフィルタシステム１０（単数、又は複数）は代替的な貯留部又はシンクのベイスンに関連付けられ得る任意の他の貯留部とともに用い得ることが理解されるべきである。一つの例示的な代替的貯留部が米国特許第１０，３０８，３６１号（「使い捨て式モジュラー貯留部」）に示され、記述されている。この貯留部は、水流システムから容易に取り除かれ且つ水流システムに容易に再配置される。示されるように、貯留部１２はフィルタシステム１０を受け入れるように構成された上部開口１４を有する。頂部蓋１６は、貯留部１２を覆って固定され得る。頂部蓋１６は貯留部１２への流入口（注入口）１８及びフィルタシステム１０のための保持機能の両方を提供し得る。頂部蓋１６は貯留部１２への空気の取り込み及び貯留部１２からの空気の放出を可能とする通気口２０も含んでもよい。後段においてより十分に記載される通り、通気口２０をフィルタシステム１０をバックウォッシュするために用いてもよい。

様々な種類のフィルタシステム１０が使用可能であり、本開示の範囲内であるとみなされる。１つの例において、フィルタシステム１０は多孔性の重合体の機械的マイクロフィルタ２２である。他の例において、フィルタシステム１０は二部品式の電気化学的フィルタ３０である。他の例において、両方の種類のフィルタを共に使用することが可能である。複数のフィルタは、個別に機能してもよく、順次に機能してもよく、集合的に機能してもよい。複数の処理工程は、水の最終的な使用法に応じて変更され得ると理解されるべきである。例えば、もし捕らえられたグレイウォーターがトイレの水洗水として使用されるのであれば、飲用水と同じレベルまで処理される必要はない。グレイウォーターを第１レベルまで処理するために貯留部１２を使用することが可能である。もし第２レベル又はより高いレベルまで水を処理する必要があれば、水は、米国特許第９，５４０，１０７号（本件の譲受人により共同所有されている）に記載されたスタックのような、１つ又は複数の追加処理スタックに送られ得る。可能な処理及び工程の流れも以下に記載される。追加的に又は代替的に、水は、１つ又は複数のＵＶ光処理システム又は化学処理システム（その多くが本件の譲受人により共同所有されている特許及び特許出願により記載されている）にも送られ得る。この技術の限定的ではない例が、米国特許第１０，２６６，４２６号、米国特許第９、３７６、３３３号、米国特許第９，２６０，３２３号により記述されている。これらの全ては本件の譲受人により所有されている。

図１、図２に示される、多孔性の重合体の機械的マイクロフィルタ２２の実施形態において、フィルタ体２４を備えてもよい。具体例において、フィルタ体２４は細長い円筒形を有する。フィルタの間隙率（多孔度）は、所望の濾過を可能とする任意の適切な気孔サイズから広がり得る。例示的なフィルタは、ポレックス フィルタレーション グループ（登録商標）により製造、販売されている。フィルタ体２４はフィルタホルダ２６を介して決まった位置に固定され得る。一例において、フィルタホルダ２６はフィルタ体２４を受入れて支持するように構成された上部２８と、アダプタ４０と協働するように構成された下部２９とを有する。アダプタ４０は以下において更に記述される。

図１、図３に示される二部品式の電気化学的フィルタ３０の実施形態において、当該実施形態は多孔性陽極３４を受け入れる金属メッシュ陰極３２を備えてもよい。上述の通り、これらの構成部品はフィルタホルダ２６を介して決まった位置に固定され得る。多孔性導電材料に基づく電気化学的フィルタは、重金属、塩、有機微分子、バクテリア、又はその他の生物学的汚染物等の望ましくない材質を取り除くことで、流出物（溶出物）及びその他の電解液を除去することにより廃水を浄化するために使用することができる。電気化学的フィルタは、２つの主な動作原理を有する。電気化学的フィルタは、電荷移動による堆積、又は電着を介して動作し得る。或いは電気化学的フィルタはエレクトロソープションと呼ばれる電荷移動なしでの吸着を介して動作し得る（エレクトロソープションは、コンデンサに似た静電相互作用に基づく）。電気化学的フィルタは他の技術領域で使用されているが、電気化学的フィルタを航空機内でリユースするためにグレイウォーターを処理することに関連して使用することは、産業界において以前には検討又は示唆されていない。例示的な電気化学的フィルタは、カルテック インダストリアル コーポレーションにより製造、販売されている。

２つの使用可能なフィルタの選択肢が記述されるが、他のフィルタの選択肢が可能であり、本開示の範囲内であるとみなされることが理解されるべきである。例えば、米国特許第９，４５８，０２８号（本件の譲受人により共同所有されている）により示され、記述される混合流体濾過システムも使用され得るフィルタの選択肢である。当該システムは既存の貯留部１２の内部に位置づけられるように設計され得る。

要するに、記述されるフィルタシステム１０が全般的に意図するところは、グレイウォーターを濾過のための別の場所へ導くのではなく、又は濾過機能のための追加の（又は別個の）貯留構成要素を設計するのではなく、既存の貯留部１２がグレイウォーターを濾過してリユースするシステムとして機能し得るように、既存の貯留部１２をフィルタを受け入れるように適応させることである。フィルタシステム１０は、比較的容易な方法で、貯留部１２に挿入可能であり、且つ貯留部１２から除去可能であることが意図されている。要するに、「プラグアンドプレイ」式の濾過という解決策となるよう考えられている。貯留部１２の内部に位置づけられたフィルタシステム１０の構成要素は、貯留部／組み込み式フィルタシステム全体を取り外すのではなくフィルタ及びフィルタホルダが別々に貯留部システムから取り外せるように、モジュール式とされている。このことは、システムのメンテナンスのターンアラウンド時間（所要時間）改善の助けとなる。

図４は、廃水がどのようにしてフィルタシステム１０を横切り得るかを示す。流入廃水又は流入グレイウォーターが（シンクのベイスン又はその他の水を使用する装置から）流入口１８に流れ込むとき、流体はフィルタシステム１０の内部流路３６の内部へと受け取られる。グレイウォーター／流体がフィルタシステム１０により処理される時、グレイウォーター／流体は、内部流路３６から、フィルタシステム１０の外部である貯留部１２の領域３８へと流れる。水は、後述する混合ポンプ又はその他の水流システムにより、フィルタシステム１０を複数回通って流れるように強制され得る。一旦流れが完了すると、外部領域３８の「浄化された」水が、アダプタ４０の内部へと流される。

図１～図３は、アダプタ４０と、アダプタ４０の貯留部１２に対する関係を示す。図４は、アダプタ４０の断面図を示す。示される通り、アダプタ４０は貯留部１２の流出口４２と協働するように構成されている。アダプタ４０は、摩擦ばめ、ねじどめ、接着剤による固定、又はその他の適切な方法により貯留部１２の流出口４２に取り付けられる。１つの具体例において、アダプタ４０は、少なくとも２つの流路４４、４６を有するＴ－ダイバータであってよい。第１流路４４は、フィルタシステム１０により処理された水（ここでは「処理済水」と呼ばれ得る）を水を使用するシステムに導くために使用され得る。水を使用するシステムは、トイレ水洗システム、シンクの蛇口、又はその他の飲用水源であってよい。第１流路４４は、水をその最終的な使用のために貯留部１２から離れて導くための任意の適切な導管と協働し得る流出口５０を有してもよい。所望に応じて水を導くために流体ポンプが使用され得る。

アダプタ４０の第２流路４６は、任意の非処理水（又は使用する必要のない任意の処理済水）、又は任意のその他の望ましくない或いは貯留超過の流体を排出ライン（排水ライン）４８に導くために使用され得る。一般に、排出ライン４８に排出することにより第２流路４６内の流体が機内の廃棄物タンク（廃棄流体タンク、廃棄水タンク）に導かれる。しかしながら、排出ライン４８を排出マスト（排水マスト）又はその他の外部排出源（外部排水源）へと至らせることも可能である。アダプタ４０は、貯留部が分離した（別個の）流出口を有することを必要とすることを妨げる。その代わりに、アダプタ４０は既存の流出口（貯留部流出口）４２に装着される。

バルブ（ピンチバルブ又はフラッシュバルブ）５２も設けられ得る。バルブ５２は、機内の真空廃棄物（廃棄流体、廃水）システムと貯留部１２との間のインタフェースをもたらす。バルブ５２が開かれる時、貯留部１２（及び貯留部１２の内部に含まれるフィルタシステム１０）に真空が与えられる。この真空が、貯留部１２内に収容された流体に真空廃棄物システムへと向かう力を与え得る。バルブ５２は、フィルタシステム１０のバックウォッシュ／洗浄のためにも開かれ得る。この流れは図４に示されている。

図５、図６に示す通り、バックウォッシュリング５４はフィルタシステム１０のバックウォッシュを補助するために使用され得る。これらの図により様々な選択肢が示されている。一般に、バックウォッシュリング５４は、流入口１８のベース５６に嵌合する形状とされている。流入口１８は頂部蓋１６に接合している。ここで、図５を参照すると、バックウォッシュリング５４は概して円形の周囲（周囲部）５８を有して示され、周囲５８の周りに１つ又は複数の開口６０が位置している。この１つ又は複数の開口６０は、バックウォッシュリング５４の本体に形成された円形の開口６０ａであってよく、細長いスリット６０ｂであってよく、その他の任意の適切な形状であってよく、これらの組合せであってよい。バックウォッシュリング５４は、ベース（通気口ベース）５６内での固定のために、周囲５８の外部に沿って１つ又は複数の突起６２を有することができる。例えば、１つ又は複数の突起６２の１つが頂部蓋１６の溝又はその他の内部空洞と協働し得て、これによりバックウォッシュリング５４が決まった位置に固定的に位置づけられる。代替的な例では、バックウォッシュリング５４は、バックウォッシュリングの周囲（周囲部）の１つ又は複数の締結具受入れ孔を通して受け入れられ得るねじ又はその他の締結具を介して頂部蓋１６に固定され得る。

図６に示される通り、リングの１つのバージョンは、（周囲リング（リング周囲）の外面に沿って複数の固定開口６３が設けられ得るが）周囲リングに開口６０を有さなくてもよい。開口６０を有さないリングは、図６の右側のリングとして示されている。このバージョンのリングをベース５６に嵌合して使用すると、空気を貯留部を通って直進させることができる。これにより、例えば、もしフィルタが貯留部内に配置されておらずバックウォッシュが必要ではない場合、システムを従来の方法で機能させることができる。図６はまた、バックウォッシュリング５４の一例としてブロック要素６４を有するバックウォッシュリング５４を示している。ブロック素子６４は給気口２０をブロック（閉塞）するために用いられ得る。バックウォッシュリング５４は、ブロック素子６４が給気口２０の下方に横たわるように流入口１８の下方に位置づけられ得る。ブロック素子６４は、給気口２０に引き込まれた空気に力を加えて「曲げて」、フィルタシステム１０内に流し込む。空気はバックウォッシュのために、フィルタの周囲に移動される。リング周囲の開口６０が大きいほど、バックウォッシュのためにより多くの空気が流れる。装置の全般的な目的は、（開口を有さない図６の右側のリングを用いて）標準的なグレイウォーター管理ユニットとして使用できること、及び／又は開口を有するバックウォッシュリングの一つが篏合されて、リユースのためにグレイウォーターを処理するユニットとして使用できることである。したがって、システムは、航空機の機内での使用目的の機能に応じて製造上の柔軟性を提供する。

使用時には、バルブ５２が開かれ、真空が貯留部１２に与えられた時、給気口２０を通して空気が引き込まれる。給気口のベース５６におけるバックウォッシュリング５４の配置により、空気に対して、１つ又は複数の開口６０を通る力が加えられる。これにより、空気が外部領域３８に引き込まれ、外部領域３８に保持された流体にフィルタシステム１０を横切って内部流路３６へと向かう力が加えられる。この様子が図４の複数の内向きの矢印により示されている。外部領域３８の処理済水がフィルタシステム１０を横切って内部流路３６に移動することで、フィルタシステム１０の内部に沿って蓄積され得る任意の残留物の除去が補助される。内部流路３６からの流体は次いで、機内の廃棄物タンクに引き込まれる。このバックウォッシュ濾過処理は、本件の譲受人により所有された米国特許第９，４５８，０２８号に、より十分に記述されている。ここで、米国特許第９，４５８，０２８号を参照により組み入れる。

図７、図８は、代替的なフィルタシステムの選択肢を示す。図７は、階段状又は段状のフィルタ７０の構成を有するフィルタの一実施形態を示す。図８は、回転性又はらせん状のフィルタ７２の構成を有するフィルタの一実施形態を示す。これらの実施形態は、流体に対し、陰極と陽極との両方のフィルタ部分に接触するように、フィルタシステムを通過して陰極及び陽極と何回かにわたって交差することを許容する。流体がフィルタ部分を通過するたびに化学反応が生じ、水がより十分に処理される。フィルタシステムは、液体が落下するとき又は液体がフィルタを通過するときに重力により液体処理が進行され得る又は促進され得る（例えば、重力送り処理）ような形状とされ得る。

追加的に又は代替的に、フィルタシステムに関連付けられた混合ポンプ８０を設け得る。混合ポンプ８０は図９に示されている。混合ポンプ８０はインペラ形状又はミキサー形状を有することができ、フィルタ内の流体をかき回すか、又はフィルタのより多くの部分に流体を接触させる。パスの複数化のために（複数パスにわたって）、流体をフィルタの上部に向けて上昇させ、次いで下方に流して戻すポンプを設けることも可能である。

追加的に、電気化学的フィルタシステムが使用される場合には、処分される必要のある望ましくない排出ガス（排出気体）が生成されて存在し得る。例えば、濾過工程の間に水素ガスが生成され得る。一般に、航空機の環境内にはアウトガスが放出されないのが好ましい。したがって、本開示は排出ガスを排出する方法を提供する。ここで図１０を参照すると、排気抜き取りライン９０が設けられていてもよい。排気抜き取りライン９０は貯留部１２から外部に延びるものであってよく、貯留部１２の内部で生成される任意の排気気体を主廃棄物タンク、航空機流出バルブ、又はこれらの両方に送ってもよい。排気抜き取りライン９０は開口９２において貯留部１２から外部に延びてもよく、気体をバルブ９４に導いてもよい。排気抜き取りライン９０は次いで、排出ガスを、主廃棄物タンクへと流れる主廃棄物ライン９６へと戻るように送ってもよい。

追加的に又は代替的に、貯留部１２の内部に位置する気体吸収材料９８が設けられていてもよい。一例が図１１に示されている。気体吸収材料９８は、気体を安全に捕らえるために、排出ガス（複数種類の排出ガス）と反応し得る。一例において、気体吸収材料９８は気体を捕らえてもよく、捕らえた気体を気体吸収材料９８の内部でゲルに変えてもよい。気体吸収材料９８は除去可能、及び交換可能であってもよい。気体吸収材料９８が飽和しており交換すべき時にその旨を示す指示器を設けることも可能である。

更なる実施形態において、排出ガス、水素を捕らえ、気体（ガス）をリユースすることができる。具体的には、もし排出ガスが水素であれば、水素燃料電池１００内での使用のために導かれ得る。図１２に示される通り、輸送機器の機内に水素燃料電池１００が存在し得る。この水素燃料電池１００はその入力の一つとして水素ガスを使用する。排気抜き取りライン９０は、排出ガスとして水素ガスを抜き取ることができ、適切な導管を介して水素ガスを離れた位置にある水素燃料電池１００に送ることができる。

図１３は、乗客輸送機器の機内で用いられている現在の流体フロー工程の概略を提示する。このフローでは、客室（キャビン）での用途、調理室（ガレー）での用途、ラバトリー（洗面所、手洗所、トイレ）の蛇口、及びラバトリーのトイレを含む全ての用途において飲料水が用いられている。これらの用途の全てからの使用済の水は、主廃棄物タンクに流れる。この工程では、グレイウォーター（多くは使用済の手洗い水の形態である）は、ブラックウォーター（多くは、下水（汚水）の形態である）と同様に取り扱われ、全ての流体は主廃棄物タンクに集められ、処分される。

図１４は、ここに記載されたリサイクル流体のフローを示す。この例では、ラバトリーのシンクからのグレイウォーターは、濾過システムに流れてもよく、リサイクルされてもよい。図示されるように、第１例示的流体フロー１０２においては、ラバトリーのシンクからのグレイウォーターが上述の通り集められ、第１濾過システムを通して送られて、ラバトリーのトイレへと水洗（洗浄、フラッシング）のために送られ得るリサイクル流体を与える。第２例示的流体フロー１０４においては、ラバトリーのシンクからのグレイウォーターが上述の通り集められ、第２濾過システムを通して送られる。第２濾過システムはより高いレベルの濾過を行い得るものであり、複数のフィルタシステムを使用してもよく、集めたグレイウォーターを手洗いの次のラウンドのためにラバトリーの蛇口でリユースすることが許容できるレベルまで集めたグレイウォーターを処理するその他の任意の適切な濾過選択肢を使用してもよい。

第３の例示的流体フロー１０６では、ブラックウォーターがトイレのボウルから集められてもよく、第３濾過システムを通して送られてもよい。第３濾過システムは、ラバトリーの水洗からブラックウォーターを受け取り、受け取った水を更なるラバトリーでの水洗でのリサイクル利用のために処理するのに十分であるように設計されている。第３濾過システムは、機械的フィルタシステム、電気化学的フィルタシステム、化学的処理システム、ＵＶ処理システム、又はブラックウォーターを十分なレベルまで処理するように設計された任意のその他の適切なフィルタシステムを用い得る。第３の例示的流体フロー１０６に関する一般的な目標は、航空機において追加の水を運搬する必要が生じるという状況の発生を妨げるために機内の水をリサイクルするという目標を継続することである。飲用水（飲むことの出来る水）をトイレの水洗に用いるのではなく、又、濾過されたグレイウォーターをトイレの水洗に用いるのではなく、使用済のトイレの水自体が後続するトイレの水洗でのリユースに十分なレベルまで浄化されてもよいと考えられている。

本開示のある実施形態の主題事項は法定的な要求に合致するように具体性をもって記述されているが、この記述は必ずしも請求項の範囲を限定することを意図するものではない。請求項に記載された主題事項は、他の方法で具現されてもよく、異なる要素又は工程を含んでもよく、他の既存の又は将来的な技術と併せて用いられてもよい。この記述は、個別の工程の順番又は複数の要素の配置が明示的に記述されている場合を除いて、様々な工程又は要素の間の任意の具体的な順番又は配置を暗示していると解釈されるべきではない。

図面に示されている、または上記に記載されているコンポーネントの異なる配置、ならびに示されていないまたは説明されていないコンポーネントおよびステップが可能であることを理解されたい。同様に、いくつかの特徴およびサブコンビネーションは有用であり、他の特徴およびサブコンビネーションを参照せずに使用することができる。 本発明の実施態様は、限定的な目的ではなく例示的な目的で説明されており、代替の実施態様は、この特許の読者に明らかになるであろう。したがって、本発明は、上記の実施態様または図面に描写された実施態様に限定されず、以下の特許請求の範囲から逸脱することなく、様々な実施態様および修正を行うことができる。

Claims (18)

1. 使用済の水を捕らえ、該使用済の水を決められた処理レベルまで処理して処理済水を提供し、当該処理済水を乗客輸送機器の機内でリサイクルするシステムであって、
   ベイスンに流体接続された貯留部（１２）であって、上部開口（１４）、前記ベイスンからの使用済の水を受け入れるための流体流入口（１８）を有する頂部蓋（１６）、及び流出口（４２）を備える貯留部（１２）と、
   前記貯留部内に取り外し可能に位置づけ可能なフィルタシステム（１０）であって、前記使用済の水を決められた処理レベルまで処理して処理済水を与えるよう構成されたフィルタシステム（１０）と、
   前記貯留部の前記流出口に位置づけ可能なアダプタ（４０）であって、前記処理済水を第１位置に送るための第１流路（４４）と、任意の未処理水又は超過の処理済水を第２位置に送るための第２流路（４６）を備えるアダプタ（４０）とを備えるシステム。
2. 前記第１位置が水利用システム又は流体処理スタックを含む請求項１に記載のシステム。
3. 前記水利用システムがトイレ水洗システム、シンクの蛇口、又は飲料水配送システムを含む請求項２に記載のシステム。
4. 前記第２位置が排出ライン、真空廃棄物タンク、排出マスト、流体処理スタック、又はこれらの任意の組合せを含む請求項１に記載のシステム。
5. 前記決められた処理レベルが、前記処理済水のトイレ水洗水としての利用に足りる第１処理レベルを含む請求項１に記載のシステム。
6. 前記決められた処理レベルが、前記処理済水の飲料水又は飲用可能な水質としての利用に足りる第２処理レベルを含む請求項１に記載のシステム。
7. 前記フィルタシステムが多孔性の重合体の機械的マイクロフィルタ（２２）を含む請求項１に記載のシステム。
8. 前記フィルタシステムが、多孔性陽極フィルタコア（３４）及び金属メッシュ陰極（３２）を含む電気化学的フィルタ（３０）を含む請求項１に記載のシステム。
9. 前記フィルタシステムがフィルタホルダ（２６）を介して前記貯留部内に位置づけられている請求項１に記載のシステム。
10. 前記フィルタシステムが、水接触時間を増やすための混合ポンプ（８０）を備える請求項１に記載のシステム。
11. 前記フィルタシステムが、水接触時間を増やすためのらせん（７２）構造又は段状（７０）構造を備える請求項１に記載のシステム。
12. 前記頂部蓋が、前記貯留部の内部に洗浄渦を生成するための１つ又は複数のバックウォッシュリング（５４）を備える請求項１に記載のシステム。
13. 濾過中に放出された排出ガスを捕らえて当該排出ガスと反応するために前記貯留部の内部に位置づけられた気体吸収材料（９８）を更に備える請求項１に記載のシステム。
14. 濾過中に前記貯留部の外に放出された排出ガスを送るための排気抜き取りライン（９０）を更に備える請求項１に記載のシステム。
15. 前記排気抜き取りラインは排出ガスを航空機流出バルブに送る請求項１４に記載のシステム。
16. 前記排気抜き取りラインは排出ガスを水素燃料電池（１００）に送る請求項１４に記載のシステム。
17. 乗客輸送機器の機内で流体をリサイクルするシステムであって、
    使用済の水をラバトリーのシンクからグレイウォーター貯留部へと集めることと、
    前記使用済の水を、
    （ａ）ラバトリーのトイレ水洗でのリサイクル利用のために前記使用済の水を処理するのに足りる第１濾過システム、及び
    （ｂ）ラバトリーの蛇口でのリサイクル利用のために前記使用済の水を処理するのに足りる第２濾過システム、の一方に送ることを含むシステム。
18. ラバトリーのトイレ水洗からブラックウォーターを受け取るように構成されており、且つ更なるラバトリー水洗でのリサイクル利用のために受け取った水を処理するのに足りる第３濾過システムを更に備える請求項１７に記載のシステム。

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