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Die Erfindung betrifft eine Zuflussarmatur zur Abgabe von Wasser an einen Benutzer mit wenigstens einem Wasserzufluss und einem Wasserauslass
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In Schienenfahrzeugen im öffentlichen Personenverkehr werden Sanitärkabinen eingesetzt, die unter anderem auch mit Waschbecken und entsprechenden Wasserhähnen ausgestattet sind. Nach geltenden Vorschriften muss das dem Fahrgast zugänglich gemachte Wasser in den Nasszellen Trinkwasserqualität aufweisen. Ergänzend dazu fordern einige Betreiber eine aktive Wasseraufbereitung oder die zusätzliche Einhaltung mikrobiologischer Grenzwerte.
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Es sind UV-Durchfluss-Entkeimungsanlagen bekannt geworden, die in Frischwasserzuleitungen eingesetzt sind, um die genannten Anforderungen einzuhalten. Dabei werden die im Wasser befindlichen Keime mittels UV-Licht soweit geschädigt, dass sie sich nicht weiter reproduzieren können. Dies wird Passivierung genannt. Sie stellen somit keine Gefahr mehr für den Menschen dar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur verbesserten Entkeimung des Frischwassers vorzuschlagen.
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Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder.
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Eine erfindungsgemäße Zuflussarmatur zur Abgabe von Wasser an einen Benutzer umfasst eine Entkeimungsanlage zur Entkeimung des durch die Zuflussarmatur fließenden Wassers. Die Zuflussarmatur ist geeignet zur Anbringung relativ zu einem Waschtisch, dass das Wasser von der Zuflussarmatur in ein Waschbecken des Waschtischs abgegeben wird. Sie könnte daher auch als Waschtischarmatur bezeichnet werden.
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Bei der Zuflussarmatur handelt es sich gemäß einer Weiterbildung um einen Wasserhahn. Der Wasserhahn ist ausgebildet zum Einsatz in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Schienenfahrzeug, insbesondere des öffentlichen Personenverkehrs. Er ist geeignet zur Einhaltung auch von besonders strengen Hygienevorschriften, insbesondere im Bahnbereich, und damit zur Einhaltung geforderter mikrobiologischer Grenzwerte. Neben der Anordnung des Wasserhahns in Sanitärzellen eines Fahrzeugs können erfindungsgemäße Wasserhähne auch in Küchenbereichen, sogenannten Galleys, angeordnet sein. Neben Sanitärbereichen und Galleys sind die Zuflussarmaturen auch in Zugrestaurants oder Wasserspendern, etc. einsetzbar.
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Ein Wasserhahn ist allgemein eine regulierbare Armatur. Er ist frei zugänglich angeordnet und, je nach Ausprägung, durch einen Benutzer mittelbar oder unmittelbar bedienbar. Die ursprüngliche Bezeichnung bezieht sich auf das Vorhandensein eines Absperrhahns. Doch inzwischen sind mehrere Funktionsprinzipien bekannt. Ein Wasserhahn weist daher nicht mehr zwingend einen Absperrhahn, sondern allgemein wenigstens ein Absperrorgan auf.
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Darüber hinaus umfasst die Zuflussarmatur üblicherweise ein Gehäuse mit einem Wasserzulauf zum Anschluss an ein frischwasserführendes Rohrleitungssystem und mit einem zum Benutzer gewandten Wasserauslass, meist zu einem Becken hin ausgerichtet. Wasserzulauf, welcher auch als Wassereinlass der Zuflussarmatur bezeichnet werden könnte, und Wasserauslass sind jeweils am Gehäuse angeformt oder mit diesem verbunden. Die Zuflussarmatur kann weitere Funktionsteile zur Wasserführung aufweisen. Die Entkeimungsanlage ist zwischen dem Wasserzulauf und dem Wasserauslass im Gehäuse des Zuflussarmatur angeordnet. Sollte sie auch ein Absperrorgan umfassen, wäre dieses ebenfalls zwischen Wasserzulauf und dem Wasserauslass im Gehäuse des Zuflussarmatur angeordnet. Insbesondere die Entkeimungsanlage kann in das Gehäuse integriert oder in dieses eingebettet sein. Weitergebildet ist die Entkeimungsanlage vollständig vom Gehäuse ummantelt, insbesondere derart, dass das zu entkeimende Wasser zwischen wasserführenden Teilen des Gehäuses und der Entkeimungsanlage geführt wird oder, dass das zu entkeimende Wasser durch die Entkeimungsanlage geführt wird. Im letztgenannten Fall handelt es sich entsprechend um eine sogenannte Durchflussentkeimungsanlage. Im ersteren Fall wird das Wasser beim Durchfluss durch die Zuflussarmatur an der Entkeimungsanlage vorbeigeführt und währenddessen entkeimt. Im Grunde handelt es sich dabei ebenfalls um eine Durchflussentkeimung.
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Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist der Wasserauslass derart ausgebildet und in vorgegebener, bestimmungsgemäßer Betriebsposition der Zuflussarmatur derart ausgerichtet, dass Wasser rein schwerkraftbedingt aus dem Wasserauslass ausfließt, wobei der Wasserauslass unmittelbar an die Entkeimungsanlage angrenzt. Der Wasserauslass kann eine Krümmung aufweisen.
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Druckloses, von weiteren äußeren Kräften freies Wasser läuft somit bei Deaktivierung der Zulaufeinrichtung und beim damit verbundenen Stopp des Durchflusses rein schwerkraftbedingt aus dem Wasserauslass aus. Eine kleine Menge an Wasser kann auch wieder in die Zuflussarmatur zurückfließen, so dass dieses bei der nächsten Aktivierung erneut entkeimt wird. Sämtliche wasserführenden Teile der Zuflussarmatur, die in Flussrichtung nach der Entkeimungsanlage angeordnet sind, also insbesondere zwischen der Entkeimungsanlage und der Öffnung des Wasserauslasses, laufen somit von selbst leer.
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Bei den bisher bekannten Lösungen aus dem Stand der Technik mit einer UV-Durchfluss-Entkeimungsanlage in einer Frischwasserzuleitung verbleibt nach der Entkeimungsanlage eine Restrohrstrecke bis zur Abgabe des Wassers an den Benutzer. Das in dieser Restrohrstrecke über längere Zeit, z.B. über Nacht oder bei längerer Abstellzeit, stehende Wasser kann theoretisch durch Restkeime, die die Behandlung überstanden haben, erneut verkeimen und so gegen die vom Betreiber zusätzlich geforderten mikrobiologischen Grenzwerte verstoßen.
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Das Problem wurde erkannt und erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Restrohrstrecke in Fließrichtung des Wassers nach der Entkeimungsanlage vollständig eliminiert bzw. auf ein Minimum reduziert wurde. Ersatzweise für bisher in vorherigen Leitungsabschnitten vorgesehene Entkeimungsanlagen und/oder zusätzlich zu diesen, insbesondere, um das in den Leitungen zwischen einem Frischwassertank eines Fahrzeugs und einem Wasserauslass der Zuflussarmatur befindliche, gegebenenfalls länger stehende, Wasser zu entkeimen, ist eine Entkeimungsanlage unmittelbar in der Zuflussarmatur vorgesehen.
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Eine weitere Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Entkeimungsanlage eine UV-Lichtquelle zur Entkeimung des Wassers aufweist. Als gängige UV-Lichtquellen sind Quecksilberdampflampen oder LED bekannt geworden. Selbstverständlich ist die UV-Lichtquelle so zum Wasser hin ausgerichtet, dass das UV-Licht auf das zu entkeimende Wasser hin abgestrahlt wird. Das durchfließende Wasser wird zur Entkeimung an der UV-Lichtquelle vorbeigeführt.
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Grundsätzlich sind Durchflussentkeimungsanlagen mit UV-Lichtquellen als Lösungen zur Entkeimung von Wasser aus dem aus Stand der Technik bekannt. UV-Licht wird genutzt um Mikroorganismen (Bakterien, Viren, Parasiten etc.) zu inaktivieren. Dadurch wird deren Vermehrung gestoppt. Das UV-Licht zersetzt dabei Teile der DNA dieser Mikroorganismen. Da auf den Einsatz chemischer Stoffe verzichtet wird, befinden sich auch keine gefährlichen Rückstände im Wasser.
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Wie oben bereits ausgeführt ist ein Vorteil der Erfindung in der Entkeimung des Wassers auf der letzten Strecke in der Zuflussarmatur bis zur Abgabe an den Benutzer zu sehen.
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Eine weitergebildete Zuflussarmatur, insbesondere das Gehäuse der Zuflussarmatur, weist ein Sichtfenster im Bereich der UV-Lichtquelle auf, so dass wenigstens ein Teil des Lichtes der UV-Lichtquelle nach außen durch die Zuflussarmatur, insbesondere durch das Gehäuse der Zuflussarmatur, durchtritt.
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Wie üblich kann auch die Zuflussarmatur ein ansonsten rundum geschlossenes, undurchsichtiges Gehäuse aufweisen, welches nur im Bereich der UV-Lichtquelle ein Sichtfenster zum Durchscheinen des UV-Lichts aus der Zuflussarmatur heraus umfasst. Das Sichtfenster ist dabei zum Benutzer hin angeordnet und entsprechend ausgerichtet.
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Das Sichtfenster kann aus einem transluzenten, gegebenenfalls Semi-transparenten oder transparenten Material, bestehen, beispielsweise aus einer Art Milchglas. Natürlich kann das Sichtfenster, bei Verwendung von UV-Licht, einen UV-Schutz aufweisen, beispielsweise in Form einer Beschichtung oder durch den Werkstoff des Sichtfensters selbst.
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Hier ist wieder zu unterscheiden zwischen einer vollständig vom Gehäuse der Zuflussarmatur ummantelten Entkeimungsanlage, an welcher das zu entkeimende Wasser vorbeigeführt wird, wobei das Gehäuse gegebenenfalls selbst wasserführend ist - dann ist das Sichtfenster im Gehäuse aus einem transluzenten Werkstoff gebildet und wasserdicht in das Gehäuse integriert.
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Im Falle des Einsatzes einer Durchflussentkeimungsanlage weist diese selbst ein wasserführendes, mantelförmiges Gehäuse auf, welches seinerseits transluzent ausgebildet ist. Im ansonsten undurchsichtigen Gehäuse der Zuflussarmatur kann das Sichtfenster dann durch eine Öffnung, beispielsweise in Form eines Spalts oder Schlitzes ausgebildet sein.
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Die Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2017 006 740 U1 offenbart beispielsweise eine abschnittsweise transluzente Zuflussarmatur mit einem so in der Zuflussarmatur angeordneten Leuchtmittel, dass das Licht des Leuchtmittel aus dem transluzenten Abschnitt nach Außen tritt. Dort hat das durchscheinende Licht jedoch rein optische Gründe.
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Die Zuflussarmatur kann, wie üblich, in den Waschtisch integriert sein. Damit geht eine sehr exponierte Lage im direkten Sichtbereich des Fahrgastes einher. Damit ergibt sich die Möglichkeit, die in Funktion befindliche UV-Lichtquelle der Entkeimungsanlage sowohl als Deko-Element wie im beschriebenen Gebrauchsmuster, als auch als Rückmeldung der zusätzlichen Funktionalität an den Benutzer einzusetzen. Sofern das UV-Licht leuchtet bekommt der Benutzer, beispielsweise ein Fahrgast eines Fahrzeugs des öffentlichen Personenverkehrs, signalisiert, dass er nun frisch entkeimtes und somit sauberes Wasser erhält.
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Eine weitere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass der Wasserauslass eine Öffnung zum Austritt des Wassers aus der Zuflussarmatur aufweist, wobei der Wasserauslass derart ausgebildet ist, dass die Zuflussarmatur frei ist von einer direkten Sichtlinie von außen durch die Öffnung des Wasserauslasses auf die innenliegende Entkeimungsanlage. Gehäuse und Wasserauslass der Zuflussarmatur, insbesondere dessen Form, Krümmung und Länge, sowie dessen freier Querschnitt bzw. die Größe und Form der Öffnung, sind entsprechend geometrisch ausgebildet, so dass keine direkte Sichtline zur Entkeimungsanlage besteht. Ein direkter Blick in die UV-Lichtquelle seitens des Fahrgastes ist somit geometrisch unmöglich.
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Wie bereits ausgeführt ist die Zuflussarmatur geeignet zur Verwendung und somit zum Einbau in ein Fahrzeug. Ein Erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, insbesondere des öffentlichen Personenverkehrs, umfasst wenigstens eine erfindungsgemäße Zuflussarmatur. Das Fahrzeug kann wenigstens eine Sanitärzelle aufweisen, in welchem die Zuflussarmatur angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das Fahrzeug wenigstens einen Bordküchenbereich (Galley), in welchem die Zuflussarmatur angeordnet ist.
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Die Zuflussarmatur kann jeweils auf einem Waschtisch des Fahrzeugs stehend montiert sein, so dass die Zuflussarmatur vertikal aus dem Waschtisch herausragt. Alternativ kann die Zuflussarmatur an einer Wand oder einer Wandabdeckung des Fahrzeugs montiert sein, so dass sie horizontal aus dieser herausragt.
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Neben der Minimierung der Verkeimung des abgegebenen Wassers durch die bereits erwähnte Minimierung der Restrohrstrecke nach der Wasserbehandlung mittels der Entkeimungsanlage bis Wasserauslass und somit bis zur Abgabe des Wassers an den Benutzer liegen weitere Vorteile der Erfindung in der Reduzierung von Kosten, Gewicht und Wartung, insbesondere durch Verschmelzung von zwei separaten Bauteilen (Entkeimungsanlage und Zuflussarmatur) zu einem Integralbauteil, sowie in designerischen Effekt durch Nutzung der UV-Leuchte als Ambient Beleuchtung bzw. der Rückmeldung an den Fahrgast, dass es eine UV-Entkeimung gibt und diese in Betrieb ist. Ferner schafft der exponierte Einbauort im direkten Sichtbereich des Verbrauchers Vertrauen und Kundenbindung durch die Rückmeldung „Ich erhalte gereinigtes sauberes Wasser“.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
- 1 zeigt eine Zuflussarmatur schematisch im Schnitt,
- 2 zeigt eine Zuflussarmatur in einer Explosionsdarstellung,
- 3 zeigt eine Zuflussarmatur mit Sichtfenster,
- 4 zeigt die Zuflussarmatur aus 1 im betriebsbereiten, eingebauten Zustand im Schnitt.
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In 1 ist eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Zuflussarmatur 1 im Schnitt dargestellt. Sie umfasst ein Gehäuse 3 mit einem Wasserauslass 5, welcher in Strömungsrichtung des Wassers an einem zweiten Ende des Gehäuses angeordnet ist. Der Wasserauslass 5 weist zur Abgabe des Wassers an einen Benutzer eine Öffnung 7 auf.
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Darüber hinaus umfasst die Zuflussarmatur 1 eine Entkeimungsanlage 2, welche in Strömungsrichtung des Wassers vor dem Wasserauslass 5 angeordnet ist. Die Entkeimungsanlage 2 ist vom Gehäuse 3 ummantelt, also wenigstens senkrecht zur Durchflussrichtung des Wassers durch das Gehäuse 3 vom Gehäuse 3 umschlossen. Die Öffnung 7 des Wasserauslasses 5 und ein hier nicht näher dargestellter Wasserzulauf sind natürlich frei zum Durchfluss von Wasser.
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Die Entkeimungsanlage 2 ist hier gebildet aus einer UV-Lichtquelle. Das durch die Zulaufarmatur von Wasserzulauf zum Wasserauslass 5 fließende Wasser wird zur Entkeimung an der UV-Lichtquelle der Entkeimungsanlage 2 vorbeigeführt. Entsprechend ist die Zulaufarmatur 1 innen ausgebildet. Hier weist sie einen umlaufenden Spalt zwischen der Innenseite des Gehäuses 3 und der UV-Lichtquelle der Entkeimungsanlage 2 auf, in welchem das Wasser geführt wird.
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Der Wasserauslauf 5 ist in gemäß diesem Ausführungsbeispiel gekrümmt ausgebildet. In betriebsgemäßer Ausrichtung der Zulaufarmatur 1 ist die Krümmung nach unten gerichtet. Erreicht das Wasser die Verbindungsstelle zwischen Gehäuse 3 und Wasserauslass 5 fließt es selbstständig, rein schwerkraftbedingt durch den Wasserauslass 5 ab. Da zudem der Wasserauslass 5 unmittelbar an die Entkeimungsanlage angrenzt, bleibt kein Wasser in der Zulaufarmatur 1 stehen, welches bei erneuter Inbetriebnahme nicht durch die Entkeimungsanlage 2 entkeimt werden würde.
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Die Krümmung des Wasserauslasses 5 sowie dessen Länge und freier, innerer Querschnitt zur Führung des Wassers bis zur Öffnung 7 ist hier so ausgebildet, dass er keine direkte Sicht auf die Entkeimungsanlage 2 ermöglicht. Es existiert keine direkte Sichtlinie.
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Durch die Realisierung einer Zulaufarmatur mit integrierter Entkeimungsanlage wird erreicht, dass sich die Restrohrstrecke nach der Entkeimung auf nahezu „Null“ reduziert. Die Erfindung ermöglicht somit die Minimierung bzw. vollständige Eliminierung einer Reststrecke zwischen Entkeimung und Wasserauslass.
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In 2 sind nun einzelne Bauteile der Zuflussarmatur 1 skizziert. Neben dem Wasserauslass 5 am zweiten Ende der Zuflussarmatur 1 ist auch der Wasserzulauf 4 an einem ersten Ende angedeutet. Er dient dem Anschluss an ein frischwasserführendes Rohrleitungssystem. Durch ihn wird also zu entkeimendes und durch die Zuflussarmatur 1 an einen Benutzer abzugebendes Wasser der Zuflussarmatur 1 zugeführt.
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Die Entkeimungsanlage 2 in Form einer UV-Lichtquelle wird durch eine Öffnung im Gehäuse 3 eingeführt und mit einer Dichtung 13 zum Gehäuse hin abgedichtet. Über ein Kabel 14 erhält die Entkeimungsanlage 2 elektrische Energie. Auch der Wasserauslass 5 ist mittels einer Dichtung 12 mit dem Gehäuse 3 verbunden.
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Nicht zwingend vorhanden ist ein Absperrorgan. Dies könnte noch in Strömungsrichtung des Wassers vor dem Wasserzulauf 4 angeordnet sein. Damit ließe sich der Durchfluss durch die Zulaufarmatur 1 regulieren. Wasser könnte somit erst nach Anforderung durch einen Benutzer durch die Zulaufarmatur 1 geführt werden. Alternativ könnte ein Absperrorgan in der Zulaufarmatur 1 vorgesehen sein. Dann würde der Durchfluss an Wasser unmittelbar durch die Zulaufarmatur 1 reguliert. Als Absperrorgane kommen beispielsweise mechanische- oder magnetische Ventile, Pneumatikventile etc. in Frage.
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3 veranschaulicht eine weitere Variante der Zulaufarmatur 1. Sie weist hier ein transluzentes Sichtfenster 6 im Gehäuse 3 der Zulaufarmatur 1 auf.
Durch das Sichtfenster ist eine visuelle Rückmeldung der Funktion der Zulaufarmatur an den Benutzer gegeben, was auch eine einfache Sichtkontrolle bezüglich der Funktionsbereitschaft der UV-Lichtquelle ermöglicht. Positiver Nebeneffekt ist hierbei, dass die anfallende Leuchtkraft der UV-Lichtquelle an der exponierten Position der Zulaufarmatur 1 quasi kostenneutral zu Dekorationszwecken genutzt werden kann.
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Das Sichtfenster 6 bietet hierbei für den Benutzer einen UV-Schutz. Es lässt somit nur begrenzt oder nicht die schädlichen und Hautkrebsauslösende UV-Strahlen passieren, sondern vornehmlich oder gar ausschließlich ungefährliches Licht im sichtbaren Wellenspektrum. Ggf. sind auch Polarisationsfilter oder Farbfilter vorgesehen.
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Bisher sind Entkeimungsanlagen mit Quecksilber-Dampflampen bekannt geworden. Doch ist auch der Einsatz von UV-LED-Lichtquellen denkbar. Damit wäre zwar auch ein Aufbau wie dargestellt, jedoch wohl auch geometrisch einfachere und flexiblere Aufbauten der Zuflussarmatur denkbar.
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Ein weiterer Unterschied der Zulaufarmatur 1 besteht in der Trennung von Wasserzulauf 4 und Gehäuse 3. Der Wasserzulauf 4 wird wiederum unter Zwischenlage einer Dichtung mit dem Gehäuse 3 verbunden, beispielsweise verschraubt. Auch die Verschraubung 15 zu einem Waschtisch ist getrennt vom Gehäuse 3. So lässt sich das Gehäuse im montierten Zustand leicht vom Waschtisch trennen, ohne die Entkeimungsanlage oder den Anschluss an ein Rohrleitungssystem zu trennen, beispielsweise um Wartungsarbeiten vorzunehmen
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In 4 ist nun eine betriebsgemäß auf einem Waschtisch 8 montierte Zulaufarmatur 1 dargestellt. Der Wasserauslauf 5 ist zu einem Waschbecken 11 gerichtet. Der Waschtisch 8 kann seinerseits in eine Sanitärzelle eines Schienenfahrzeugs integriert sein.
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Die Zulaufarmatur 1 ragt hier vertikale aus dem Waschtisch 8 heraus. Denkbar wäre auch eine Montage der Zulaufarmatur 1 an einer Wand, so dass sie horizontal aus der Wand ragt.
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Alternativ ist auch eine vertikal von oben nach unten weisende Zulaufarmatur denkbar, beispielsweise aus einem Spiegelschrank ragend.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202017006740 U1 [0022]
