AT524848B1

AT524848B1 - Wasserversorgungssystem für ein Schienenfahrzeug

Info

Publication number: AT524848B1
Application number: ATA50701/2021A
Authority: AT
Inventors: Gegenhuber Andreas
Original assignee: Siemens Mobility Austria Gmbh
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2022-10-15
Also published as: AT524848A4; EP4377184C0; WO2023031259A1; ES3032340T3; EP4377184B1; EP4377184A1

Abstract

Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug, umfassend mindestens eine Wasserentnahmestelle (2) und eine Ringleitung, welche aus einer Zu- (3) und einer Rücklaufleitung (4) gebildet ist, wobei von einer der Leitungen (3, 4) zwei Stichleitungen (5, 6) zu der mindestens einen Wasserentnahmestelle (2) führen, wobei zwischen den Einmündungsstellen (7, 8) der Stichleitungen (3, 4) in die betreffende Leitung eine Druckreduzierung (9) eingefügt ist, wobei die Druckreduzierung (9) über den Strömungsweg des Wassers in ihr eine Querschnittsreduktion aufweist, wobei in Einbaulage der Druckreduzierung (9) die tiefsten Punkte des Strömungswegs in der betreffenden Leitung und in der Druckreduzierung (9) auf einer geraden Linie liegen.

Description

Beschreibung

WASSERVERSORGUNGSSYSTEM FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG.

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die Erfindung betrifft ein Wasserversorgungssystem für ein Schienenfahrzeug, insbesondere für ein Passagierschienenfahrzeug.

STAND DER TECHNIK

[0002] Passagierschienenfahrzeuge, insbesondere solche für den Fernverkehr sind mit eine Wasserversorgung ausgestattet, mittels welcher den Passagieren Trinkwasser angeboten wird. Bei Großraum- oder Abteilwagen sind typischerweise an den Wagenenden Nasszellen vorgesehen, in welchen unter anderem Wasserentnahmestellen in Form von Wasserhähnen angeordnet sind. Moderne Fahrzeuge weisen dabei sowohl eine Kalt- als auch eine Warmwasserversorgung auf. In Liege- oder Schlafwägen sind oft je Abteil eine Nasszelle mit entsprechenden Wasserentnahmestellen, teilweise auch Duschen sowie WCs gebräuchlich, sodass die Anzahl der Wasserentnahmestellen je Wagen gegenüber reinen Sitzplatzwagen deutlich erhöht ist. In Schienenfahrzeugen ist oft gefordert, eine vollständige Entleerung der Wasserleitungen und Wassertanks vornehmen zu können, um ein Fahrzeug auch bei Frostgefahr länger abstellen zu können. Dies muss auch an einer leicht geneigten Halteposition sicher und vollständig erfolgen, sodass typischerweise eine Mehrzahl an Entleerungsventilen vorgesehen werden müssen, welche nahe der Entnahmestellen angeordnet und zur manuellen oder ferngesteuerten Betätigung ausgebildet sein können. Des Weiteren werden an die Wasserqualität hohe Ansprüche gestellt, wobei insbesondere eine Verkeimung des Wassers unbedingt verhindert werden soll. Stagniert Wasser über längere Zeit in Leitungen, beispielsweise einer Stichleitung zu einer Entnahmestelle, so kann es unter ungünstigen Umständen zu einem Wachstum von Mikroorganismen in diesem stehenden Wasser kommen. Aus der Gebäudetechnik sind Wasserversorgungssysteme mit Ringleitungen bekannt, bei welchen eine zwangsweise Durchspülung aller Leitungen bis zu jeder Entnahmestelle vorgesehen ist, wobei von einer Hauptleitung ausgehend zu einer Entnahmestelle zwei parallele Leitungen geführt sind, welche unmittelbar an der Entnahmestelle miteinander verbunden sind. Zu Herstellung eines zwangsweisen Durchflusses durch diese beiden Leitungen ist zwischen den jeweiligen Anschlussstellen an der Hauptleitung eine Druckminderungseinrichtung (Düse) angeordnet. Diese Druckminderungseinrichtung reduziert an ihrem Ausgang den in der Hauptleitung herrschenden Wasserdruck minimal, jedoch entsteht so eine Druckdifferenz zwischen den beiden Anschlussstellen zu den Entnahmeleitungen, sodass bei einem Wasserfluss in der Hauptleitung sich zwangsweise eine Strömung in den Entnahmeleitungen einstellt. Diese Druckminderungseinrichtungen sind jedoch so geformt, dass sie keine vollständige Entleerung der Leitung erlauben. Da dies durch die Betreiber von Schienenfahrzeugen im Allgemeinen nicht akzeptiert wird, sind eben eine Mehrzahl von Entleerungsventilen vorzusehen, welche insbesondere an und zwischen den Entnahmestellen anzuordnen sind. Mit steigender Anzahl an Entleerungsventilen steigt aber auch der Herstellungsaufwand des Wasserversorgungssystems und die Ausfallwahrscheinlichkeit wird erhöht.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0003] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Wasserversorgungssystem für ein Passagierschienenfahrzeug anzugeben, bei welchem die Anzahl an Entleerungsventilen für eine komplette Entleerung aller wasserführenden Leitungen minimiert ist.

[0004] Die Aufgabe wird durch ein Wasserversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Passagierschienenfahrzeug gemäß Anspruch 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

[0005] Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Wasserversorgungssystem für ein Passagierschienenfahrzeug aufgebaut, welches mindestens eine Wasserentnahmestelle und eine

Ringleitung, umfasst, wobei die Ringleitung aus einer Zu- und einer Rücklaufleitung gebildet ist, und wobei von einer der Leitungen zwei Stichleitungen zu der mindestens einen Wasserentnahmestelle führen, wobei zwischen den Einmündungsstellen der Stichleitungen in die betreffende Leitung eine Druckreduzierung eingefügt ist, und wobei die Druckreduzierung über den Strömungsweg des Wassers in ihr eine Querschnittsreduktion aufweist, wobei in Einbaulage der Druckreduzierung die tiefsten Punkte des Strömungswegs in der betreffenden Leitung und in der Druckreduzierung auf einer geraden Linie liegen.

[0006] Dadurch ist der Vorteil erzielbar, dass ein kompletter Wasserabfluss aus dem Wasserversorgungssystem unter Schwerkrafteinfluss möglich ist, da durch die besondere Ausbildung der Druckreduzierungen keine Bereiche in den Leitungen vorhanden sind, in welchen Wasser zurückbleiben kann.

[0007] Erfindungsgemäß umfasst das Wasserversorgungssystem eine Ringleitung, welche in ein Zu- und eine Rücklaufleitung unterteilt ist. Die Ringleitung kann die gesamte Länge des Schienenfahrzeugs durchlaufen, jedenfalls durchläuft sie alle Bereiche, in welchen Wasserentnahmestellen vorgesehen sind. An die Ringleitung sind die Wasserentnahmestellen so angeschlossen, dass sie von zwei Stichleitungen parallel versorgt werden, welche ihrerseits von der Ringleitung ausgehen und an der Wasserentnahmestelle miteinander verbunden sind. Typischerweise gehen die Stichleitungen von der Zulaufleitung aus, es ist aber auch ein Anschluss an die Rücklaufleitung möglich. Die Stichleitungen sind an Einmündungsstellen (T-Stücke) mit der Ringleitung (d.h. entweder der Zu- oder Rücklaufleitung) verbunden, wobei zwischen den Einmündungsstellen eine Druckreduzierung, in die diese Leitung eingefügt ist. Die Druckreduzierung bewirkt einen Druckabfall an ihrem Ausgang, sodass die beiden Stichleitungen mit jeweils unterschiedlichem Wasserdruck beaufschlagt werden. Diese Druckdifferenz hat zur Folge, dass die Stichleitungen auch bei geschlossener Wasserentnahmestelle durchströmt werden und somit das Wasser in ihnen nicht stagniert. Dazu ist in der Ringleitung während des Betriebs des Wasserversorgungssystems eine Strömung aufrechtzuerhalten, was mittels einer in die Ringleitung eingefügten Pumpe erfolgen kann. Ein Wassertank nimmt den Wasservorrat des Schienenfahrzeugs auf und sein Inhalt wird kontinuierlich durch die Ringleitung gepumpt.

[0008] Für eine vollständige Entleerung des Wasserversorgungssystems ist erfindungsgemäß eine horizontale Anordnung der Zu- und Rücklaufleitungen vorzusehen und an den stirnseitigen Enden der tieferliegenden Leitung je ein Entleerungsventil anzuordnen. Im Allgemeinen können in praktischen Ausführungen der Erfindung nicht beide genannten Leitungen in derselben Höhe angeordnet werden, sodass entweder die Zu- oder die Rücklaufleitung tiefer angeordnet ist. Für eine vollständige Entleerung sind die Entleerungsventile folgedessen an der tieferliegenden Leitung so anzuordnen, dass ein vollständiger Wasserabfluss möglich ist. Besonders vorteilhaft ist dabei eben die Anordnung an den Enden der Leitungen, welche typischerweise das gesamte Schienenfahrzeug durchlaufen und die Entleerungsventile somit in Nähe der Stirnseiten des Schienenfahrzeugs vorgesehen werden. Die Entleerung des Wasservorrats erfolgt dabei ins Freie oder in eine an das Fahrzeug angeschlossene Leitung und kann bei jeder beliebigen Lage des Schienenfahrzeugs, d.h. auch auf Steigungen und bei Schräglage immer vollständig erfolgen.

[0009] Eine vollständige Entleerung der Stichleitungen kann dadurch erzielt werden, dass sie sich von der Ringleitung nach oben hin erstrecken. Dazu ist die Ringleitung tieferliegend anzuordnen, beispielsweise in einer Seitenwand unterhalb der Höhe der Wasserentnahmestellen.

[0010] Erfindungsgemäß kann das Wasserversorgungssystem sowohl für Kalt- als auch für Warmwasser eingesetzt werden, was des weiteren Vorteil mit sich bringt, an den Entnahmestellen jederzeit Warmwasser entnehmen zu können, da auch bei längerer Nichtbenutzung das Wasser in den Stichleitungen aufgrund der kontinuierlichen Durchströmung nicht auskühlt.

[0011] Die Erfindung sieht vor, eine Druckreduzierung einzufügen, welche einen freien Abfluss des Wassers unter Schwerkraftwirkung erlaubt. Dazu ist es erforderlich, dass in der Ringleitung und somit auch in der Druckreduzierung keinerlei Stufen oder Kanten vorhanden sind, auch nicht die bei herkömmlichen, in der Gebäudeinstallation verwendeten Druckreduzierungen mittels einer allseitigen Einengung des Strömungswegs. Auch eine stark verrundete Einengung bildet eine

Barriere innerhalb der Ringleitung und führt zur Verhinderung des vollständigen Abflusses. Erfindungsgemäß ist daher eine Druckreduzierung vorgesehen, bei welcher in Einbaulage die tiefsten Punkte des Strömungswegs in der betreffenden Leitung und in der Druckreduzierung auf einer geraden Linie liegen.

[0012] Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den Strömungsweg für das Wasser in der Druckreduzierung so zu gestalten, dass er die Form von zwei schiefen Kegelstumpfvolumen aufweist, welche gegengleich in Serie geschaltet sind und sich an ihren kleineren Durchmessern vereinigen. Dabei sind die schiefen Kegelstumpfvolumen so zu bemessen, dass eine durchgehende gerade Linie an einer Position ihrer Mantelflächen entsteht. Solcherart kann die Druckreduzierung in eine Leitung eingefügt werden, und unter der Voraussetzung, dass die Druckreduzierung entlang ihrer Längsachse so gedreht ist, dass diese gerade Linie am tiefsten Punkt des Strömungswegs liegt, fügt sich die Druckreduzierung eben in den Leitung ein. Dies stellt die Einbaulage der Druckreduzierung dar.

[0013] Eine erfindungsgemäße Druckreduzierung kann auf weitere Arten aufgebaut sein, beispielsweise als Rohr mit zylindrischen Strömungsweg und einer mechanischen Störung in diesem Strömungsweg. Diese Störung kann beispielsweise durch eine, in den Strömungsweg ragende Ausformung realisiert werden.

[0014] Diese Ausformung bewirkt eine lokal turbulente Strömung, welche einen Druckabfall bewirkt. Solcherart ist der Vorteil erzielbar, einen geradlinigen Anschluss der Druckreduzierung an die Ringleitung gewährleisten zu können.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0015] Es zeigen beispielhaft:

[0016] Fig.1 Schema eines Wasserversorgungssystems. [0017] Fig.2 Abzweig zu einer Wasserentnahmestelle. [0018] Fig.3 Druckreduzierung.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

[0019] Fig.1 zeigt beispielhaft und schematisch ein Wasserversorgungssystems. Es ist ein Wasserversorgungssystem 1 für ein Schienenfahrzeug dargestellt, welches einen Wassertank 10 umfasst, wobei das Wasser mittels einer Pumpe 11 durch eine Ringleitung gefördert wird. Die Ringleitung besteht aus einer Zulaufleitung 3 und einer Rücklaufleitung 4, welche am entferntesten Punkt des Wasserversorgungssystems 1 miteinander verbunden sind. Durch die Ringleitung wird eine kontinuierliche Wasserströmung, unabhängig von der Entnahme aufrechterhalten. Es ist beispielhaft eine Wasserentnahmestelle 2 gezeigt, welche typischerweise als Wasserhahn oder auch als Dusche ausgeführt sein kann. Zur Vereinfachung der Darstellung ist in Fig.1 nur eine Ringleitung dargestellt, konkrete Systemen sehen üblicherweise zwei Ringleitungen, für Kalt- und Warmwasser, vor. Die Wasserentnahmestelle 2 wird von einer ersten Stichleitung 5 und einer zweiten Stichleitung 6 versorgt, welche beide von der Zulaufleitung 3 der Ringleitung ausgehen. Dabei ist die erste Stichleitung 5 über eine erste Einmündungsstelle 7, die zweite Stichleitung 6 über eine zweite Einmündungsstelle 8 an der Zulaufleitung 3 angeschlossen. Zwischen den beiden Einmündungsstellen 7, 8 ist eine Druckreduzierung 9 in der Zulaufleitung 3 angeordnet, welche bei einem Wasserdurchfluss durch sie einen bestimmten Druckabfall an ihrem Ausgang in Verhältnis zum Druck an ihrem Eingang bewirkt. Durch diese beiden unterschiedlichen Drücke, welche somit an den Einmündungsstellen 7, 8 wirken, werden die Stichleitungen 5, 6 kontinuierlich durchströmt, auch wenn kein Durchfluss durch die Wasserentnahmestelle 2 besteht. Soll das Wasserversorgungssystem 1 komplett entleert werden, so ist einerseits der Wassertank 10 zu entleeren, andererseits müssen alle Rohrleitungen restlos entleert werden können. Dazu sind zwei Entleerungsventile 12 an der Zulaufleitung 3 angeordnet, durch welche das in den Rohrleitungen befindliche Wasser abfließen kann. Es ist je ein Entleerungsventil 12 an den Enden der Zulaufleitung 3 angeordnet, sodass auch bei einer Schrägstellung des Schienenfahrzeugs eine

vollständige Entleerung der Rohrleitungen gewährleistet ist. Die Zulaufleitung 3 ist unter der Rücklaufleitung 4 und den Stichleitungen 5, 6 angeordnet, sodass auch das in diesen Rohrleitungen befindliche Wasser rückstandslos über die Zulaufleitung 3 und die Entleerungsventile 12 abfließen kann. Die Druckreduzierung 9 stellt in herkömmlicher Ausführung eine Barriere für das abfließende Wasser dar, insbesondere bei einer Schrägstellung des Schienenfahrzeugs oder auch in Anwendungsfällen, bei welchen mehrere Wasserentnahmestellen 2 vorgesehen sind. Eine erfindungsgemäße Druckreduzierung 9, wie im Detail in Fig. 3 dargestellt, lässt abfließendes Wasser hindernisfrei durch die Zulaufleitung 3 restlos abfließen.

[0020] Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch einen Abzweig zu einer Wasserentnahmestelle. Es ist der Abzweig zu einer Wasserentnahmestelle 2 dargestellt, welcher sowohl eine Kalt- als auch eine Warmwasserversorgung umfasst. Dazu sind zwei Ringleitungen vorgesehen, welche jeweils aus einer Zulaufleitung 3 und eine Rücklaufleitung 4 bestehen. In Fig. 2 ist nur eine der beiden Ringleitungen mit Bezugszeichen versehen. Uber Einmündungsstellen 7, 8 sind Stichleitungen 5, 6 mit der Zulaufleitung 3 verbunden und führen zu einer Wasserentnahmestelle 2, ein Wasserhahn ist in Fig. 2 nicht dargestellt. In gezeigtem Ausführungsbeispiel ist die Zulaufleitung 3 oberhalb der Rücklaufleitung 4 angeordnet, die Entleerungsventile 12 sind demnach an der Rücklaufleitung 4 anzuordnen.

[0021] Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch eine Druckreduzierung. Es ist ein Schnitt durch eine Ringleitung, z.B. eine Zulaufleitung 3 an der Abzweigstelle zu einer Wasserentnahmestelle 2 und durch eine Druckreduzierung 9 dargestellt. Die Stichleitungen 5, 6 sind über Einmündungsstellen 7, 8 mit der Zulaufleitung 3 verbunden und eine Druckreduzierung 9 ist zwischen den Einmündungsstellen 7, 8 angeordnet. In dieser Schnittdarstellung ist der Strömungsweg in der Druckreduzierung 9 in Form von zwei schiefen Kegelstumpfvolumen ersichtlich. Ebenso ist ersichtlich, dass eine durchgehende gerade Linie an der untersten Position der Mantelflächen der schiefen Kegelstumpfvolumen besteht. Es ist wesentlich, dass die Druckreduzierung 9 in dieser Position (Einbaulage) in die Ringleitung eingefügt ist. Würde sie verdreht eingefügt, so würden die Kegelstumpfvolumen eine Barriere für abfließendes Wasser bilden und in der Ringleitung würde Wasser stagnieren.

LISTE DER BEZEICHNUNGEN

1 Wasserversorgungssystem 2 Wasserentnahmestelle 3 Zulaufleitung

4 Rücklaufleitung 5 Erste Stichleitung 6 Zweite Stichleitung

7 Erste Einmündungsstelle 8 Zweite Einmündungsstelle 9 Druckreduzierung

10 Wassertank 11 Pumpe

12 Entleerungsventil

Claims

Patentansprüche

1. Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug, umfassend mindestens eine Wasserentnahmestelle (2) und eine Ringleitung, welche aus einer Zu- (3) und einer Rücklaufleitung (4) gebildet ist, wobei von einer der Leitungen (3, 4) zwei Stichleitungen (5, 6) zu der mindestens einen Wasserentnahmestelle (2) führen, wobei zwischen den Einmündungsstellen (7, 8) der Stichleitungen (3, 4) in die betreffende Leitung eine Druckreduzierung (9) eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreduzierung (9) über den Ströämungsweg des Wassers in ihr eine Querschnittsreduktion aufweist, wobei in Einbaulage der Druckreduzierung (9) die tiefsten Punkte des Strömungswegs in der betreffenden Leitung und in der Druckreduzierung (9) auf einer geraden Linie liegen.

2, Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Rücklaufleitungen (3, 4) horizontal in dem Schienenfahrzeug angeordnet sind und an den stirnseitigen Enden der tieferliegenden Leitung je ein Entleerungsventil (12) angeordnet ist.

3. Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Ringleitungen vorgesehen sind, welche Kalt- bzw. Warmwasser führen und welche jeweils mittels Stichleitungen an einer gemeinsamen Wasserentnahmestelle angeschlossen sind.

4. Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Ringleitung mittels einer Pumpe (11) eine Wasserströmung aufrechterhaltbar ist.

5. Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckreduzierung (9) einen Strömungsweg für das Wasser in ihr aufweist, welcher aus zwei schiefen Kegelstumpfvolumen aufgebaut ist.

6. Wasserversorgungssystem (1) für ein Passagierschienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stichleitungen (5, 6) von einer der Leitungen (3, 4) der Ringleitung sich nach oben hin erstrecken.

7. Passagierschienenfahrzeug, umfassend ein Wasserversorgungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen