DE102013205084B3

DE102013205084B3 - Schienenfahrzeug mit einer Aufbereitungsvorrichtung für Grauwasser

Info

Publication number: DE102013205084B3
Application number: DE102013205084.4A
Authority: DE
Inventors: Thomas KÜBECK
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2033-03-23
Also published as: ES2751387T3; EP2781248A1; EP2781248B1; PL2781248T3; DK2781248T3; PT2781248T

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Grauwasser, die einen Grauwasserbehälter (1) aufweist, der mit einem deckelseitigen Zulauf (2) für Grauwasser, einem bodenseitigen Ablauf (5) für aufbereitetes Grauwasser und einem zwischen dem Zulauf (2) für Grauwasser und dem Ablauf (5) für aufbereitetes Grauwasser angeordneten Filter ausgestattet ist, wobei der Filter von einem Kulissenfilter gebildet ist und der Grauwasserbehälter (1) wenigstens einen Schmutzpartikelauslass (9, 10) in seinem Bodenbereich aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Grauwasser, die einen Grauwasserbehälter aufweist, der mit einem deckelseitigen Zulauf für Grauwasser, einem bodenseitigen Ablauf für aufbereitetes Grauwasser und einem zwischen dem Zulauf für Grauwasser und dem Ablauf für aufbereitetes Grauwasser angeordneten Filter ausgestattet ist.
Ein solches Schienenfahrzeug ist aus der EP 2 484 574 A1 bekannt. Dabei liegt der Filter als Patrone vor, und für den Fall, dass der Filter voll bzw. verstopft ist, wird ein Bypass vorgeschlagen, um eine Spülfunktion aufrechtzuerhalten. Ein Spülbetrieb wird dann unter Verwendung von Frischwasser durchgeführt.
Allgemein wird Grauwasser, beispielsweise Handwaschwasser in Schienenfahrzeugen üblicher Weise nach der Benutzung auf das Gleis geleitet oder zusammen mit Fäkalien des WC im Fäkalien-Tank gesammelt und geleert. Da Wasser im Schienenfahrzeug einerseits das Fahrzeuggewicht negativ beeinflusst und andererseits regelmäßig nachgefüllt und entleert werden muss, führt dies zu hohen Wartungskosten.
Daher besteht das Bestreben, Grauwasser auf dem Schienenfahrzeug derart aufzubereiten, dass es anstelle von Frischwasser für beispielsweise Spülvorgänge wiederverwendbar ist. Dieser Vorgehensweise entspricht die Lösung nach der oben zitierten Druckschrift.
Im Stand der Technik ist es außerdem bekannt, in dem Grauwasserbehälter eine chemische Behandlung des Wassers vorzunehmen, so dass dieses wiederverwendbar ist. Eine solche Lösung ist beispielsweise in der DE 10 2010 007 115 A1 beschrieben. Beide bekannten Lösungen haben den Nachteil, dass die Aufbereitung des Grauwassers aufwändig ist. So müssen verwendete Filterpatronen regelmäßig ersetzt werden, während eine chemische Behandlung des Grauwassers aufgrund der Verbrauchschemikalien ebenfalls eine regelmäßige Wartung erfordert.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Schienenfahrzeug derart weiterzuentwickeln, dass eine Aufbereitung von Grauwasser, insbesondere Handwaschwasser, mit geringerem Wartungsaufwand durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Schienenfahrzeug dadurch gelöst, dass der Filter von einem Kulissenfilter gebildet ist und der Grauwasserbehälter wenigstens einen Schmutzpartikelauslass in seinem Bodenbereich aufweist.
In dieser Weise erfolgt eine Aufbereitung von Grauwasser bei dem Schienenfahrzeug ohne Einsatz von Verbrauchsmaterialien, wie Chemikalien oder Filterpatronen, so dass der Wartungsaufwand gegenüber dem Stand der Technik vermindert ist.
Ein Boden des Grauwasserbehälters kann im Bereich des Ablaufs für aufbereitetes Grauwasser einen erhöhten Abschnitt aufweisen und Kulissen des Kulissenfilters können auf sich ergebenden Schrägen zwischen dem erhöhten Abschnitt des Bodens des Grauwasserbehälters und tiefer gelegenen Bodenabschnitten des Grauwasserbehälters angeordnet sein, in denen auch der wenigstens eine Schmutzpartikelauslass angeordnet ist.
Dann ergeben sich im Bereich der Schrägen des Bodens des Grauwasserbehälters schräg übereinander angeordnete Kulissen, die jeweils mit dem angrenzenden Boden des Grauwasserbehälters zum Sammeln von Schmutzpartikeln zusammenwirken.
Bevorzugt sind die auf den Schrägen angeordneten Kulissen derart betätigbar, dass sie aus einer ersten Position, bei der ihre unteren Enden auf dem Boden des Grauwasserbehälters stehen und einer zweiten Position, bei der sie gegenüber der ersten Position angehoben sind, bewegbar sind. Dies hat zur Folge, dass die Kulissen in ihrer angehobenen Position eine Bewegung der Schmutzpartikel in Richtung der tiefer gelegenen Bodenabschnitte und damit zu dem wenigstens einen Schmutzpartikelauslass zulassen. Diese Bewegung kann durch weitere Maßnahmen unterstützt werden.
Die auf den Schrägen angeordneten Kulissen können vorzugsweise mittels Druckluft anhebbar sein. Diese Druckluft kann zusätzlich die Wirkung haben, die Schmutzpartikel in Richtung auf den wenigstens einen Schmutzpartikelauslass zu verbringen.
Dazu ist es von Vorteil, wenn ein Deckelabschnitt des Grauwasserbehälters, der flexibel mit einem umgebenden Bereich des Deckels des Grauwasserbehälters verbunden ist, einen Druckluftanschluss aufweist und die auf den Schrägen angeordneten Kulissen derart mit dem Abschnitt des Deckels des Grauwasserbehälters verbunden sind, dass sie bei Beaufschlagung des Inneren des Grauwasserbehälters mit Druckluft einer Hebebewegung des Deckelabschnitts folgen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine mechanische Betätigung der beweglichen Kulissen in einfacher Weise verwirklicht.
Es können von einem Deckel des Grauwasserbehälters ausgehende, feste Kulissen vorgesehen sein, die sich in Richtung auf den Boden des Grauwasserbehälters erstrecken und mit den auf den Schrägen des Bodens des Grauwasserbehälters vorgesehenen beweglichen Kulissen zusammenwirken. Dabei können insbesondere einander zugewandte Enden einer festen und einer beweglichen Kulisse miteinander überlappen, so dass eine wirksame Barriere für Schmutzpartikel geschaffen wird.
Der Grauwasserbehälter kann einen deckelseitigen Zulauf für Frischwasser aufweisen und in seinem inneren mit einem Füllstandssensor ausgestattet sein. Diese Ausführungsform betrifft in erster Linie den Fall, bei dem im Grauwasserbehälter zu wenig Flüssigkeit enthalten ist, um einen nachfolgenden Spülvorgang durchzuführen. In diesem Fall wird über den Füllstandssensor der unzureichende Flüssigkeitspegel erfasst und in einem solchen Maß Frischwasser zugeführt, dass ein nachfolgender Spülvorgang erfolgen kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung noch näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine schematische Ansicht eines Grauwasserbehälters zum Einsatz bei einem Schienenfahrzeug.
Die Figur zeigt einen allgemein zylindersymmetrischen Grauwasserbehälter 1, der einen deckelseitigen Zulauf 2 für Grauwasser aufweist, das über ein Ventil 3 in den Grauwasserbehälter 1 gelangt.
Der Grauwasserbehälter 1 hat einen Boden mit einem zentralen, erhöhten Abschnitt 4, von dem ein Ablauf 5 für aufbereitetes Grauwasser ausgeht, der ebenfalls mit einem Ventil 6 ausgestattet ist.
Zu beiden Seiten des erhöhten Abschnitts 4 des Grauwasserbodens schließen sich schräge Bodenabschnitte 7, 8 an. Vom jeweiligen Fuß der Schrägen 7, 8 aus verläuft der Boden des Grauwasserbehälters horizontal nach außen und der Grauwasserbehälter 1 zeigt an beiden unteren Ecken jeweils einen Schmutzpartikelauslass 9, 10.
Im Bereich der Schrägen 7, 8 sind vertikal ausgerichtete, bewegliche Kulissen 11, 12, 13, 14 angeordnet, im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils zwei zu jeder Seite des erhöhten Abschnitts 4. In anderen Ausführungsformen ist es möglich, dass die Anzahl der Kulissen für eine höhere Filterqualität größer ist.
Da der Zulauf für Grauwasser 2 derart am Rand des Grauwasserbehälters 1 angeordnet ist, dass einströmendes Grauwasser jenseits der äußersten Kulisse 11, 8 auf den Boden des Grauwasserbehälters 1 trifft, steigt mit weiter zulaufendem Grauwasser ein Flüssigkeitsspiegel 15 so lange an, bis ein oberes Ende der äußersten Kulisse 11 erreicht ist, wonach das dann bereits teilweise aufbereitete Grauwasser weiter in Richtung auf den Ablauf 5 für aufbereitetes Grauwasser gelangt. Etwaige Schmutzpartikel, wie Schwebeteilchen, verbleiben bei der äußersten Filterstufe auf einer Außenseite der äußersten Kulisse 11, 8.
Mit weiter zunehmenden Füllstand des Grauwasserbehälters 1 wird das obere Ende der inneren Kulissen 12, 13 erreicht, wobei sich wiederum Schmutzpartikel in dem Zwischenraum zwischen den äußersten Kulissen 11, 8 und den inneren Kulissen 12, 13 sammeln.
Die Kulissen 11, 12, 13, 14, sind vertikal beweglich und stehen in ihrem Grundzustand auf dem Boden des Grauwasserbehälters 1 auf. Ihre Betätigung erfolgt mittels Druckluft. Dazu ist ein Deckelabschnitt 15 des Grauwasserbehälters 1 flexibel mit einem festen, umgebenden Bereich 16 des Deckels des Grauwasserbehälters 1 verbunden, und zwar über eine flexible Membran 17.
Der Deckelabschnitt 15 ist mit einem Druckluftanschluss 18 ausgestattet und der Grauwasserbehälter 1 ist bei geschlossenen Ventilen 3, 6, 9, 10 in dem Maße druckdicht, dass eine Beaufschlagung des Grauwasserbehälters 1 mit Druckluft ein Anheben des Deckelabschnitts 15 bewirkt.
An dem Deckelabschnitt 15 sind auf einer Innenseite des Grauwasserbehälters 1 Betätigungselemente 19, 20 angebracht, die zunächst vertikal in Richtung auf den Boden des Grauwasserbehälters 1 und dann im Wesentlichen parallel zu den Schrägen 7, 8 verlaufen sowie mechanisch mit den beweglichen Kulissen 11, 12, 13, 14 verbunden sind. Damit bewirkt ein Anheben des Deckelabschnitts 15 durch einströmende Druckluft, dass auch die Kulissen 11, 12, 13, 14 angehoben werden, so dass sich Schmutzpartikel die Schrägen 7, 8 entlang nach unten in Richtung auf die Schmutzpartikelauslässe 9, 10 bewegen können. Wenn nun die Schmutzpartikelauslässe 9, 10 geöffnet, jedoch das Ventil 6 und das Ventil 3 geschlossen sind, bewirkt die Druckluft eine Entleerung des Grauwasserbehälters 1 über die Schmutzpartikelauslässe 9, 10, wodurch neben Grauwasser ebenfalls gefilterte Schmutzpartikel abgeführt werden.
Zur Unterstützung der Filterwirkung des Kulissenfilters wirken die vertikal beweglichen Kulissen 11, 12, 13, 14 zusammen mit zugeordneten, festen Kulissen 21, 22, 23, 24, die von dem Deckelabschnitt 16 vertikal nach unten in den Grauwasserbehälter 1 hinein verlaufen, wobei ihre unteren Enden mit den oberen Enden der beweglichen Kulissen 11, 12, 13, 14 überlappen und jeweils auf deren Innenseite liegen.
Für den Fall, dass der Grauwasserbehälter 1 für einen weiteren Spülvorgang keine ausreichende Menge an aufbereitetem Grauwasser enthält, ist der Grauwasserbehälter 1 mit einem Füllstandssensor 25 ausgestattet, der ein Unterschreiten eines vorgegebenen Füllstandswerts für einen Spülvorgang erfasst. Für einen nachfolgenden Spülvorgang fehlendes Wasser wird bereitgestellt über einen Zulauf 26 für Frischwasser, der im dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar an den deckelseitigen Zulauf 2 für Grauwasser angeschlossen ist und über ein gemeinsames Leitungsstück mit dem Ventil 3 verbunden ist.
Außerdem ist der Grauwasserbehälter 1 deckelseitig mit einem Überlaufventil 27 ausgestattet.

Claims

Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung zur Aufbereitung von Grauwasser, die einen Grauwasserbehälter (1) aufweist, der mit einem deckelseitigen Zulauf (2) für Grauwasser, einem bodenseitigen Ablauf (5) für aufbereitetes Grauwasser und einem zwischen dem Zulauf (2) für Grauwasser und dem Ablauf (5) für aufbereitetes Grauwasser angeordneten Filter ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter von einem Kulissenfilter gebildet ist und der Grauwasserbehälter (1) wenigstens einen Schmutzpartikelauslass (9, 10) in seinem Bodenbereich aufweist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Boden des Grauwasserbehälters (1) im Bereich des Ablaufs (5) für aufbereitetes Grauwasser einen erhöhten Abschnitt (4) aufweist und Kulissen (11–14) des Kulissenfilters auf sich ergebenden Schrägen (7, 8) zwischen dem erhöhten Abschnitt (4) des Bodens des Grauwasserbehälters (1) und tiefer gelegenen Bodenabschnitten des Grauwasserbehälters (1) angeordnet sind, in denen auch der wenigstens eine Schmutzpartikelauslass (9, 10) angeordnet ist.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Schrägen (7, 8) angeordneten Kulissen (11–14) derart betätigbar sind, dass sie aus einer ersten Position, bei der ihre unteren Enden auf dem Boden des Grauwasserbehälters (1) stehen und einer zweiten Position, bei der sie gegenüber der ersten Position angehoben sind, bewegbar sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Schrägen (7, 8) angeordneten Kulissen (11–14) mittels Druckluft anhebbar sind.
Schienenfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckelabschnitt (15) des Grauwasserbehälters (1), der flexibel mit einem umgebenden Bereich (16) des Deckels des Grauwasserbehälters (1) verbunden ist, einen Druckluftanschluss (18) aufweist und die auf den Schrägen (7, 8) angeordneten Kulissen (11–14) derart mit dem Deckelabschnitt (15) des Grauwasserbehälters (1) verbunden sind, dass sie bei Beaufschlagung des Inneren des Grauwasserbehälters (1) mit Druckluft einer Hebebewegung des Deckelabschnitts (15) folgen.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass von einem festen Bereich (16) des Deckels des Grauwasserbehälters (1) ausgehende, feste Kulissen (21–24) vorgesehen sind, die sich in Richtung auf den Boden des Grauwasserbehälters (1) erstrecken und mit den auf den Schrägen (7, 8) des Bodens des Grauwasserbehälters (1) vorgesehenen beweglichen Kulissen (11–14) zusammenwirken.
Schienenfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grauwasserbehälter (1) einen deckelseitigen Zulauf (26) für Frischwasser aufweist und in seinem Inneren mit einem Füllstandssensor (25) ausgestattet ist.