Система вентиляции для железнодорожных тоннелей
Изобретение относится к системе вентиляции для тоннелей транспортных систем. Система (70) вентиляции содержит воздухопровод, расположенный в тоннеле и выполненный с возможностью извлечения дыма, газов и горячего воздуха (F), образующихся пожаром внутри тоннеля, и выпуска их в наружную сторону тоннеля; бортовое средство обнаружения пожара и средство определения положения, установленные на борту транспортного средства; и электронный блок управления. Воздухопровод содержит множество первых воздушных клапанов, которые могут быть приведены в действие отдельно и которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю сторону воздухопровода с внутренней стороной тоннеля. Во время использования в воздухопроводе образуется вакуум, создаваемый всасывающим средством, присоединенным к воздухопроводу. Технический результат заключается в повышении эффективности защиты пассажиров транспортных средств. 21 з.п. ф-лы, 7 ил.
Настоящее изобретение относится к системе вентиляции для тоннелей транспортных систем на неподвижной направляющей, таких как железные дороги.
В частности, настоящее изобретение преимущественно, но не исключительно, является применимым для области подземных железнодорожных систем, на которые, для понятности, конкретно ссылается последующее описание без какой-либо потери общности.
Как известно в предшествующем уровне техники, подземные железные дороги предусмотрены с системами вентиляции, которые в случае пожара в тоннеле, вызванного поездом или другими условиями, по существу, выполняют функцию извлечения дыма из тоннеля и защиты путей эвакуации пассажиров.
Системы вентиляции для подземных железнодорожных систем, используемые в настоящее время, содержат шахты, которые являются очень дорогими и технически сложными сооружениями, установленные в станциях и/или вдоль тоннелей и которые в настоящем описании называются воздушными шахтами, и вентиляторы, выполненные с возможностью извлечения и продувки воздуха.
В используемых в настоящее время системах вентиляции в случае пожара приводятся в действие вентиляторы для извлечения дыма из области, в которой вспыхнул пожар, и выпуска его наружу посредством проведения его через воздушные шахты.
В частности, в случае пожара, вспыхнувшего на станции, вентиляторы, установленные на станции, приводятся в действие так, чтобы дым извлекался из станции и выпускался наружу через воздушную шахту в станции, для защиты эвакуации пассажиров и персонала со станции.
В случае пожара, вспыхнувшего в тоннеле, вентиляторы, установленные в тоннеле, приводятся в действие так, чтобы дым извлекался из тоннеля и выпускался наружу через воздушную шахту в тоннеле, для защиты эвакуации пассажиров и персонала из тоннеля.
Известная система вентиляции для тоннелей описана в документе EP 1544408 А. В частности, в документе ЕР 1544408 А описана система для удаления дымовых газов при пожаре в тоннеле. Упомянутая система содержит трубопровод, предусмотренный с множеством откидных дверей или ворот, каждая из которых удерживается в закрытом состоянии против усилия пружины посредством замка с термостатическим освобождением. Горячие дымовые газы, таким образом, освободят замки и откроют воздушные клапаны у рассматриваемой области пожара и перенесутся через воздушные клапаны в трубопровод, откуда они будут удалены из тоннеля посредством вентиляторов.
Более того, в документе ЕР 1398461 А описан способ вентиляции для тоннеля с проезжей частью дороги, имеющего верхний трубопровод, отделенный от дорожного пространства. Верхний трубопровод может иметь закрываемые створки для поглощающих отверстий в стене, разделяющей дорожное пространство и трубопровод. В случае пожара отверстия над пожаром открываются, а другие закрываются, и вентилятор извлекает воздух из области пожара.
Более того, еще одна система вентиляции для тоннелей описана в документе DE 10224235 А1, в котором описана высасывающая система для извлечения дыма при пожаре в тоннеле, то есть, конкретно, устройство извлечения дыма с завихряющим кожухом, по меньшей мере, с одним высасывающим отверстием у крыши в направлении длины тоннеля. Высасывающие отверстия защищены фартуком, имеющим длину, которая является кратной ширине отверстия, наклоненным под углом к продольной оси устройства извлечения для направления поднимающегося дыма в высасывающее отверстие/отверстия.
Еще один пример функционирования используемых в настоящее время систем вентиляции приведен ниже. В частности, в случае пожара, вспыхнувшего в тоннеле, вентиляторы приводятся в действие для осуществления эвакуации «против ветра» любых людей в тоннеле, где вспыхнул пожар, то есть при наличии двух воздушных шахт, ближайших к пожару, дым выпускается наружу через одну из двух воздушных шахт, тогда как свежий воздух вдувается в тоннель через другую воздушную шахту.
Было обнаружено, что используемые в настоящее время системы вентиляции имеют характеристики, результатом которых, при некоторых условиях, может являться недостаточная защита пассажиров.
Из-за структуры используемых в настоящее время систем вентиляции дым, образуемый горящим поездом в тоннеле, также течет в области, не являющиеся местоположением аварии. В этих областях могут быть пассажиры или персонал, которые, следовательно, будут подвержены риску.
В связи с этим на фиг.1 и 2 изображены два сценария аварии, в которых используемые в настоящее время системы вентиляции являются неэффективными.
В частности, на фиг.1 изображен первый сценарий, в котором пожар вспыхнул на борту первого поезда 11 в двухколейном однотрубном тоннеле 12. Первый поезд 11 идет от станции 13, которая предусмотрена с воздушной шахтой 14, тогда как тоннель также предусмотрен с соответствующей воздушной шахтой 15, расположенной примерно на половине пути вдоль тоннеля 12 между станцией 13 и следующей станцией (не изображена).
Первый поезд 11, который горит, остановился в тоннеле в положении А. Второй поезд 16, прибывающий по другому пути, остановился в положении В, так как тяговая энергия была отключена, поскольку первый поезд 11 горит и остановился.
Или, подобным образом, второй поезд 16 следует за первым поездом 11, который в этом случае перемещается к станции 13, и опять останавливается в положении В, так как из-за пожара тяговая энергия была отключена.
Система вентиляции управляет потоками воздуха для осуществления эвакуации «против ветра» пассажиров горящего поезда 11 к станции 13.
Другими словами, как изображено, например, на фиг.1, вентиляторы (не изображены) приводятся в действие так, что дым, обозначенный буквой F, извлекается из тоннеля 12 и выпускается наружу через воздушную шахту 15, тогда как свежий воздух вдувается в тоннель 12 через воздушную шахту 14.
На фиг.1 стрелки обозначают направление потока воздуха, производимого системой вентиляции.
Горячий дым F, переносимый потоком воздуха, образованным системой вентиляции, наполняет тоннель 12 за первым горящим поездом 11 и охватывает второй поезд 16, который остановился в положении В. Если положение В находится на некотором расстоянии от воздушной шахты 15, за которой существует область более холодного чистого воздуха, пассажиры могут задохнуться теплом дыма F и/или токсичными газами, образованными пожаром, перед тем как они смогут попасть за воздушную шахту 15.
Важно помнить, что в случае пожара в железнодорожном тоннеле температура может подняться сильно за 50°С в течение 5-10 минут после вспыхивания пожара, и примерно через 10 минут возникают смертельные уровни угарного газа (СО).
Обращение направления потока воздуха может создать единственное безопасное направление эвакуации для пассажиров обоих поездов 11 и 16, но принесет горячий дым F на станцию 13.
Более того, во время переходного процесса дым может сменить направление, вызывая замешательство среди пассажиров и создавая опасные ситуации.
На фиг.2 изображен второй сценарий, в котором пожар вспыхнул в центральном вагоне, обозначенном буквой В, поезда 21, который является поездом, составленным из трех вагонов, обозначенных соответственно буквами А, В и С. Поезд 21 находится в одноколейном или двухколейном однотрубном тоннеле 22 и идет от или следует к станции 23.
Станция 23 предусмотрена с воздушной шахтой 24, и тоннель 22 также предусмотрен с соответствующей воздушной шахтой 25, расположенной примерно на половине пути вдоль тоннеля 22 между станцией 23 и следующей станцией (не изображена).
Как и в предыдущем сценарии, в этом случае система вентиляции также приводится в действие и направляет поток воздуха от воздушной шахты 24 к воздушной шахте 25, как обозначено стрелками на фиг.2.
Пассажиры в вагоне А, таким образом, могут быть эвакуированы безопасно «против ветра», тогда как для того, чтобы попасть в область, где воздух чистый и более холодный, пассажиры, эвакуирующиеся из части вагона В и вагона С, должны пройти через вагон В, где вспыхнул пожар, и воздух полон дыма и тепла. Пассажиры, эвакуирующиеся от пожара, вряд ли смогут проследовать к вагону А, даже если будут направлены, также из-за того, что для них может быть невозможно пройти через горящий вагон В или вдоль него.
Следовательно, пассажиры из части вагона В и из вагона С должны, возможно, идти противоположным путем в том же направлении, что и поток воздуха, и, таким образом, в направлении токсичных газов и высоких температур, обозначенных на фиг.2 буквой F.
Расстояние между вагоном С и безопасной областью, которая находится за вытяжной воздушной шахтой 25, таким образом, может быть слишком велико для позволения пассажирам эвакуироваться до того, как токсичные газы и тепло достигнут смертельных уровней.
Следовательно, задачей настоящего изобретения является разработка системы вентиляции для железнодорожных тоннелей, которая устраняет недостатки, описанные выше.
Упомянутая задача достигается настоящим изобретением, которое относится к системе вентиляции для транспортной сети, основанной на неподвижной направляющей, как определено в прилагаемой формуле изобретения.
Для того чтобы лучше понять настоящее изобретение, некоторые неограничивающие предпочтительные варианты его осуществления будут описаны ниже для примера со ссылкой на прилагаемые чертежи (не все приведенные в масштабе), где:
на фиг.1 изображен первый сценарий аварии, в котором пожар вспыхнул на борту поезда в железнодорожном тоннеле;
на фиг.2 изображен второй сценарий аварии, в котором пожар вспыхнул на борту поезда в железнодорожном тоннеле; и
на фиг.3 изображен первый сценарий использования системы вентиляции согласно настоящему изобретению;
на фиг.4 изображен второй сценарий использования системы вентиляции согласно настоящему изобретению;
на фиг.5 изображен третий сценарий использования системы вентиляции согласно настоящему изобретению;
на фиг.6 изображен четвертый сценарий использования системы вентиляции согласно настоящему изобретению; и
на фиг.7 изображена блок-схема системы вентиляции согласно настоящему изобретению.
Последующее описание направлено на предоставление специалисту в данной области техники возможности осуществить и использовать изобретение. Специалист в данной области техники сможет осуществить различные модификации вариантов осуществления, описанных в этом документе, и общие принципы, раскрытые в этом документе, могут быть применены к другим вариантам осуществления и применениям без отхода от объема настоящего изобретения.
Следовательно, настоящее изобретение не ограничено объемом конкретных вариантов осуществления, описанных и проиллюстрированных в этом документе, но должно соответствовать наиболее широкому объему, совместимому с принципами и признаками, раскрытыми в этом документе и определенными в прилагаемой формуле изобретения.
В частности, настоящее изобретение описано ниже только в качестве неограничивающего примера с конкретной ссылкой на железнодорожную сеть, в частности на подземную железную дорогу, по которой перемещаются поезда, несмотря на то, что следует понимать, что настоящее изобретение может применяться к любому типу транспортной сети, основанной на неподвижной направляющей, по которой перемещается общее транспортное средство.
В отличие от ныне используемых систем вентиляции, в которых дым и горячий воздух, образованные пожаром, извлекаются и выпускаются наружу в одной точке вдоль железнодорожной линии, то есть в соответствии с вентиляционной шахтой, часто проводимой через области, которые не находятся под воздействием пожара, вентиляционная система согласно настоящему изобретению извлекает дым и горячий воздух локально, то есть она извлекает дым и горячий воздух из тоннеля или из станции, где вспыхнул пожар, вблизи от фактического пожара, и передает их по трубам через специальный трубопровод к точке, в которой они выпускаются наружу. Это предотвращает риск течения дыма и горячего воздуха через области, не находящиеся под воздействием пожара, и создания опасности для любых людей в упомянутых областях.
Система вентиляции согласно настоящему изобретению извлекает дым и горячий воздух, образованные пожаром, локально, то есть в области, в которой вспыхнул пожар, и направляет их через специальный трубопровод, который переносит их наружу.
В частности, система вентиляции железнодорожного тоннеля и/или станции согласно настоящему изобретению содержит воздухопровод, удобно расположенный в крыше тоннеля и/или станции. В воздухопроводе создается вакуум посредством специального всасывающего средства, присоединенного к воздухопроводу, например относящегося к электромеханическому типу и расположенного у одного конца воздухопровода.
Воздухопровод содержит серию отверстий, далее в этом документе называемых воздушными клапанами, которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю часть воздухопровода с внутренней частью тоннеля или станции и которые в состоянии бездействия закрыты соответствующими открывающими/закрывающими устройствами, например задвижками, которые открываются автоматически системой вентиляции в отношении к местоположению пожара. Дым и горячий воздух извлекаются только через открытые воздушные клапаны.
Для удобства воздухопровод может быть разделен на секции как динамически, например посредством воздушных шлюзов с электрическим приводом, так и статически, например посредством перегородок.
На фиг.3 изображен пример функционирования системы вентиляции согласно настоящему изобретению в тоннеле, в котором вспыхнул пожар.
В частности, как изображено на фиг.3, в тоннеле 31, предусмотренном с системой вентиляции согласно настоящему изобретению, пожар вспыхнул на борту поезда 32. Как изложено ранее, система вентиляции содержит воздухопровод 33, расположенный в крыше тоннеля 31, в котором вакуум создан специальным всасывающим средством (не изображено), присоединенным к воздухопроводу 33.
Упомянутый воздухопровод 33 содержит множество воздушных клапанов 34, которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю часть воздухопровода 33 с внутренней частью тоннеля 31 и, будучи бездействующими, закрыты соответствующими открывающими/закрывающими устройствами (не изображены).
Когда пожар обнаруживается специальным средством обнаружения пожара (не изображено), установленным вдоль железнодорожной линии и на борту поезда 32, система вентиляции открывает воздушные клапаны 34 вблизи от пожара, и дым и горячий воздух, обозначенные на фиг.3 буквой F, извлекаются из тоннеля 31 через упомянутые открытые воздушные клапаны 34 и передаются по трубам и выносятся наружу через воздухопровод 33.
На фиг.3 белые прямоугольники используются для обозначения открытых воздушных клапанов 34, тогда как черные прямоугольники используются для обозначения закрытых воздушных клапанов 34.
Более того, также на фиг.3 стрелка обозначает направление, в котором горячий воздух и дым F текут в воздухопроводе 33.
Более того, система вентиляции согласно настоящему изобретению предпочтительно также содержит для каждой станции и/или для каждого тоннеля искусственное сооружение, соединяющееся с наружной частью, то есть, согласно общепринятой строительной практике, сооружение умеренной технической сложности. Каждое искусственное сооружение, соединяющееся с наружной частью, соединяет воздухопровод, предпочтительно расположенный в крыше станции или тоннеля, с наружной частью станции или тоннеля.
Согласно настоящему изобретению искусственное сооружение, соединяющееся с наружной частью, может состоять из любого искусственного сооружения, которое соединяет станцию или тоннель с наружной частью, даже если оно меньше обычной вентиляционной шахты, например полости или световой шахты, таким образом преодолевая необходимость осуществления дорогих и технически сложных вентиляционных шахт, как в случае с ныне используемыми вентиляционными системами.
Очевидно, что вентиляционная система согласно настоящему изобретению также может быть удобно использована с обычной вентиляционной шахтой для обеспечения соединения с наружной стороной.
В состоянии бездействия искусственные сооружения, соединяющиеся с наружной стороной, могут быть удобно закрыты посредством соответствующих открывающих/закрывающих устройств, например задвижек, открываемых автоматически системой вентиляции в отношении к местоположению пожара.
Более того, воздухопровод присоединен к средству вентиляции, например вентиляторам, выполненным с возможностью извлечения и продувки воздуха. Упомянутое средство вентиляции приводится в действие автоматически системой вентиляции в отношении местоположения пожара.
Средство вентиляции может быть удобно использовано для создания вакуума в воздухопроводе вместо конкретного всасывающего средства, описанного ранее.
Более того, средство вентиляции может быть распределено вдоль воздухопровода, присоединено к каждому воздушному клапану или расположено в соответствии с искусственными сооружениями, соединяющимися с наружной стороной.
На фиг.4 изображен другой пример функционирования системы вентиляции согласно настоящему изобретению.
В частности, как изображено на фиг.4, пожар вспыхнул на борту поезда 42 в тоннеле 41.
Согласно настоящему изобретению система вентиляции для тоннеля 41 содержит воздухопровод 43, расположенный в крыше тоннеля 41 и присоединенный к средству вентиляции (не изображено), выполненному с возможностью создания вакуума в воздухопроводе 43 и удобно распределенному вдоль воздухопровода 43.
Упомянутый воздухопровод 43 содержит множество воздушных клапанов 44, которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю часть воздухопровода 43 с внутренней частью тоннеля 41 и которые в состоянии бездействия закрыты соответствующими открывающими/закрывающими устройствами (не изображены).
Более того, тоннель 41 предусмотрен с искусственным сооружением 45, соединяющимся с наружной стороной, которое соединяет воздухопровод 43, расположенный в крыше тоннеля 41, с наружной стороной тоннеля 41.
Когда пожар обнаруживается специальным средством обнаружения пожара (не изображено), установленным вдоль железнодорожной линии и на борту поезда 42, система вентиляции открывает воздушные клапаны 44 вблизи от пожара и приводит в действие средство вентиляции для извлечения воздуха через воздухопровод 43. Таким образом, дым и горячий воздух, обозначенные на фиг.4 буквой F, извлекаются из тоннеля 41 через открытые воздушные клапаны 44, передаются по трубам и вытекают через воздухопровод 43 к искусственному сооружению 45, соединяющемуся с наружной частью, и в итоге выпускаются наружу через искусственное сооружение 45, соединяющееся с наружной частью.
Как и на фиг.3, на фиг.4 белые прямоугольники используются для обозначения открытых воздушных клапанов 44, тогда как черные прямоугольники используются для обозначения закрытых воздушных клапанов 44.
Более того, также на фиг.4 черные стрелки обозначают направления потока горячего воздуха и дыма F в воздухопроводе 43 и в искусственном сооружении 45, соединяющемся с наружной частью, тогда как белые стрелки обозначают поток свежего воздуха, вызванный давлением всасывания, создаваемым, когда воздушные клапаны 44 открыты вблизи от пожара.
На фиг.5 изображен другой пример функционирования системы вентиляции согласно настоящему изобретению.
В частности, как изображено на фиг.5, пожар вспыхнул в тоннеле 51 на борту поезда 52, идущего от или к станции 53.
Согласно настоящему изобретению система вентиляции для тоннеля 51 и для станции 53 содержит воздухопровод 54, расположенный в крыше тоннеля 51 и станции 53.
Упомянутый воздухопровод 54 содержит множество воздушных клапанов 55, которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю часть воздухопровода 54 с внутренней частью тоннеля 51 и станции 53 и которые в состоянии бездействия закрыты соответствующими открывающими/закрывающими устройствами (не изображены).
Более того, тоннель 51 выполнен с искусственным сооружением 56, соединяющимся с наружной стороной, предпочтительно расположенным примерно на половине пути между станцией 53 и следующей станцией (не изображена). Искусственное сооружение 56, соединяющееся с наружной стороной, соединяет воздухопровод 54, расположенный в крыше тоннеля 51, с наружной стороной тоннеля 51 и предусмотрено с соответствующим средством вентиляции (не изображено), выполненным с возможностью извлечения и продувки воздуха.
Станция 53 также выполнена с соответствующим искусственным сооружением, соединяющимся с наружной стороной, обозначенным на фиг.5 номером 57. Искусственное сооружение 57, соединяющееся с наружной стороной, соединяет воздухопровод 54, расположенный в крыше станции 53, с наружной стороной станции 53 и предусмотрен с соответствующим средством вентиляции (не изображено), выполненным с возможностью извлечения и продувки воздуха.
Средство вентиляции искусственных сооружений 56 и 57, соединяющихся с наружной стороной, выполнены с возможностью создания вакуума в воздухопроводе 54.
Когда пожар обнаружен специальным средством обнаружения пожара (не изображено), установленным вдоль железнодорожной линии и на борту поезда 52, система вентиляции открывает воздушные клапаны 55 вблизи от пожара и приводит в действие средство вентиляции искусственного сооружения 56, соединяющегося с наружной стороной, так, что оно извлекает воздух через воздухопровод 54. Таким образом, дым и горячий воздух, обозначенные на фиг.5 буквой F, извлекаются из тоннеля 51 через открытые воздушные клапаны 55, подаются по трубам и текут через воздухопровод 54 к искусственному сооружению 56, соединяющемуся с наружной частью, и, наконец, выпускаются наружу через искусственное сооружение 56, соединяющееся с наружной стороной.
Как и на фиг.3 и 4, на фиг.5 белые прямоугольники используются для обозначения открытых воздушных клапанов 55, тогда как черные прямоугольники используются для обозначения закрытых воздушных клапанов 55.
Более того, также на фиг.5 черные стрелки обозначают направления потока горячего воздуха и дыма F в воздухопроводе 54 и в искусственном сооружении 56, соединяющемся с наружной частью, тогда как белые стрелки обозначают поток свежего воздуха, вызванный давлением всасывания, создаваемым, когда воздушные клапаны 55 открыты вблизи от пожара.
Для удобства система вентиляции также может включать в себя линейное средство проветривания, содержащее, например, один или более вентиляторов, распределенных вдоль железнодорожной линии и выполненных с возможностью продувки воздуха вдоль железнодорожной линии для создания состояния протяжки с извлечением дыма и горячего воздуха F и, таким образом, усиления потока свежего воздуха, обозначенного белыми стрелками на фиг.4 и 5, и, таким образом, эффективности извлечения упомянутой системы вентиляции.
В частности, упомянутое линейное средство проветривания может быть удобно расположено в соответствующих вентиляционных камерах, полученных на станциях, например, у концов станций, и/или в специальных гнездах, полученных в плите, поддерживающей рельсы, и/или в стенах тоннелей.
В качестве альтернативы линейному средству проветривания в системе вентиляции может быть удобно использовано средство вентиляции, присоединенное к воздухопроводу и установленное в секциях железнодорожной линии вблизи от секции, в которой вспыхнул пожар, для продувки воздуха вдоль железнодорожной линии для создания состояния протяжки в случае пожара.
В случае пожара система вентиляции могла бы открыть воздушные клапаны воздухопровода в соответствии со средствами вентиляции, присутствующими в секциях железнодорожной линии вблизи от секции, в которой вспыхнул пожар, и привести в действие упомянутое средство вентиляции, чтобы оно продувало воздух вдоль железнодорожной линии через упомянутые открытые воздушные клапаны.
Другой пример функционирования системы вентиляции согласно настоящему изобретению изображен на фиг.6.
В частности, как изображено на фиг.6, пожар вспыхнул на борту поезда 64 в тоннеле 61, между двумя станциями, обозначенными на чертеже соответственно номерами 62 и 63.
Согласно настоящему изобретению система вентиляции для тоннеля 61 и станций 62 и 63 содержит воздухопровод 65, расположенный в крыше тоннеля 61 и станций 62 и 63.
Упомянутый воздухопровод 65 содержит множество воздушных клапанов 66, которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю часть воздухопровода 65 с внутренней частью тоннеля 61 и станций 62 и 63 и которые в состоянии бездействия закрыты соответствующими открывающими/закрывающими устройствами (не изображены).
Тоннель 61 также предусмотрен с искусственным сооружением 67, соединяющимся с наружной стороной, расположенным примерно на половине пути между станцией 62 и станцией 63. Искусственное сооружение 67, соединяющееся с наружной стороной, соединяет воздухопровод 65, расположенный в крыше тоннеля 61, с наружной стороной тоннеля 61 и предусмотрено с соответствующим средством вентиляции (не изображено), выполненным с возможностью извлечения и продувки воздуха.
Станции 62 и 63 также предусмотрены с соответствующими искусственными сооружениями, соединяющимися с наружной стороной, обозначенными, соответственно, на фиг.6 номерами 68 и 69. Искусственные сооружения 68 и 69, соединяющиеся с наружной стороной, соединяют воздухопровод 65, расположенный в крыше станций 62 и 63, с наружной стороной станций 62 и 63 и предусмотрен с соответствующим средством вентиляции (не изображено), выполненным с возможностью извлечения и продувки воздуха.
Средство вентиляции искусственных сооружений 67, 68 и 69, соединяющихся с наружной стороной, создают вакуум в воздухопроводе 65.
Когда пожар обнаружен специальным средством обнаружения пожара (не изображено), установленным вдоль железнодорожной линии и на борту поезда 64, система вентиляции открывает воздушные клапаны 66 вблизи от пожара и приводит в действие средство вентиляции искусственного сооружения 67, соединяющегося с наружной стороной, так, что оно извлекает воздух через воздухопровод 65. Таким образом, дым и горячий воздух, обозначенные на фиг.6 буквой F, извлекаются из тоннеля 61 через открытые воздушные клапаны 66, подаются по трубам и текут через воздухопровод 65 к искусственному сооружению 67, соединяющемуся с наружной частью, и, наконец, выпускаются наружу через искусственное сооружение 67, соединяющееся с наружной стороной.
Как и на фиг.3, 4 и 5, на фиг.6 белые прямоугольники используются для обозначения открытых воздушных клапанов 66, тогда как черные прямоугольники используются для обозначения закрытых воздушных клапанов 66.
Более того, также на фиг.6 черные стрелки обозначают направления потока горячего воздуха и дыма F в воздухопроводе 65 и в искусственном сооружении 67, соединяющемся с наружной частью, тогда как белые стрелки обозначают поток свежего воздуха, вызванный давлением всасывания, создаваемым открытием воздушных клапанов 66 вблизи от пожара и состоянием протяжки, вызванным продувкой воздуха вдоль железнодорожной линии линейным средством проветривания, если таковое присутствует, или средством вентиляции, присоединенным к воздухопроводу 65 и установленным в секциях вблизи от секции, где вспыхнул пожар, специально приводимых в действие системой вентиляции в качестве продувающих вентиляторов.
В отношении случая, в котором воздух продувается средством вентиляции, присоединенным к воздухопроводу 65 и установленным в секциях вблизи от секции, где вспыхнул пожар, воздухопровод 65 разделен на секции так, чтобы воздух фактически продувался вдоль железнодорожной линии и не внутри упомянутого воздухопровода 65.
Воздухопровод 65 предпочтительно разделен на секции динамически посредством перегородок, которые открываются и закрываются системой вентиляции в зависимости от местоположения пожара.
Ниже описано, как система вентиляции согласно настоящему изобретению отслеживает поезда, тоннели, станции и железнодорожную линию в целом для обнаружения пожара и начинает устранять дым, токсичные газы и горячий воздух и, таким образом, защищает пути эвакуации пассажиров и персонала железной дороги.
На фиг.7 изображена блок-схема системы вентиляции 70 согласно настоящему изобретению.
Подробнее, как видно из фиг.7, система 70 вентиляции согласно настоящему изобретению содержит бортовое средство 71 обнаружения пожара, установленное на борту каждого поезда и выполненное с возможностью обнаружения пожара на борту соответствующего поезда.
Предпочтительно упомянутое бортовое средство 71 обнаружения пожара может содержать датчики дыма и температуры, для удобства, аналогового адресуемого типа, например обнаружители скорости нарастания, и/или может быть установлено как в пассажирском отделении, так и в технических отделениях, включая ходовую часть.
Более того, система 70 вентиляции содержит бортовое средство 72 связи, установленное на борту каждого поезда, присоединенное к бортовому средству 71 обнаружения пожара и выполненное с возможностью отправки информации, полученной бортовым средством 71 обнаружения пожара, к электронному блоку 73 управления системы 70 вентиляции.
Предпочтительно бортовое средство 72 связи может содержать устройство двухсторонней связи, также выполненное с возможностью получения информации от электронного блока 73 управления, и/или может быть основано на беспроводной технологии, например Wi-Fi.
Более того, если бортовое средство 71 обнаружения пожара относится к аналоговому типу, упомянутое бортовое средство 71 обнаружения пожара присоединено к бортовому средству 72 связи с помощью аналогового/цифрового преобразователя (не изображен).
Более того, система 70 вентиляции может для удобства также содержать линейное средство 74 обнаружения пожара, распределенное вдоль всей железнодорожной линии, на станциях и в тоннелях, и выполненное с возможностью обнаружения пожара вдоль железнодорожной линии, а также предоставлять информацию о положении на железнодорожной линии, в котором оно установлено, то есть информацию о положении пожара, если он обнаружен.
Упомянутое линейное средство 74 обнаружения пожара предпочтительно может содержать термочувствительные датчики, для удобства основанные на технологии стекловолоконного лазера, то есть содержащие термочувствительные оптоволоконные кабели.
Более того, линейное средство 74 обнаружения пожара присоединено к линейному средству 75 связи, которое, в свою очередь, присоединено к электронному блоку 73 управления, к которому оно посылает информацию, полученную от линейного средства 74 обнаружения пожара.
Для удобства, для осуществления связи с электронным блоком 73 управления линейное средство 75 связи может содержать как беспроводную, так и проводную технологии и/или может быть основано на сетях передачи, уже установленных вдоль железнодорожных линий.
Более того, система 70 вентиляции содержит средство 76 определения положения, установленное на борту каждого поезда, выполненное с возможностью предоставления положения соответствующего поезда и присоединенное к бортовому средству 72 связи, которое также посылает информацию, полученную упомянутым средством 76 определения положения, к электронному блоку 73 управления.
Предпочтительно средство 76 определения положения может содержать одно из устройств сигнализации, управления и автоматизации работы поезда, уже установленных на поездах, например, таких как Автоматическое Управление Поездом (ATC), которое всегда знает положение и скорость поезда, на котором оно установлено.
Электронный блок 73 управления, в свою очередь, присоединен для удобства посредством устройства SCADA (диспетчерское управление и сбор данных):
- к воздушным клапанам 77 воздухопровода для управления их открыванием и закрыванием;
- к средству 78 вентиляции для управления им и
- к любому линейному средству 79 проветривания, установленному вдоль железнодорожной линии, для управления им.
Когда бортовое средство 71 обнаружения пожара обнаруживает пожар на борту поезда, на котором оно установлено, оно посылает сигнал обнаружения пожара на борту бортовому средству 72 связи.
Бортовое средство 72 связи также получает положение поезда, на котором оно установлено, от соответствующего средства 76 определения положения и, когда случается пожар, посылает сигнал обнаружения пожара на борту и положения поезда, на котором вспыхнул пожар, электронному блоку 73 управления.
Более того, когда линейное средство 74 обнаружения пожара обнаруживает пожар в точке вдоль железнодорожной линии, в которой оно установлено, оно посылает сигнал обнаружения пожара на линии линейному средству 75 связи с информацией о положении на железнодорожной линии, в которой оно установлено, то есть информацию о положении пожара.
Таким образом, когда пожар случается на линии, линейное средство 75 связи посылает сигнал обнаружения пожара на линии электронному блоку 73 управления вместе с соответствующим положением пожара.
Когда пожар обнаружен на борту поезда и/или на железнодорожной линии, электронный блок 73 управления:
- вычисляет на основе положения горящего поезда и/или пожара на железнодорожной линии, какие и сколько нужно открыть воздушных клапанов 77 воздухопровода вблизи от горящего поезда и/или пожара, и, таким образом, открывает их; и
- вычисляет на основе положения горящего поезда и/или пожара на железнодорожной линии, какие и сколько нужно привести в действие средств 78 вентиляции в качестве извлекающих вентиляторов, и, таким образом, приводит его в действие в качестве извлекающих вентиляторов.
Более того, когда пожар обнаружен на борту поезда и/или на железнодорожной линии, электронный блок 73 управления предпочтительно:
- вычисляет на основе положения горящего поезда и/или пожара на железнодорожной линии, какие и сколько нужно привести в действие средств 78 вентиляции в качестве продувающих вентиляторов и какие и сколько нужно открыть воздушных клапанов 77 воздухопровода в соответствии с упомянутым средством 78 вентиляции, приведенным в действие в качестве продувающих вентиляторов, и, таким образом, приводит в действие упомянутое средство 78 вентиляции, определенное, таким образом, как продувающие вентиляторы, и открывает воздушные клапаны 77, расположенные в соответствии с упомянутым средством 78 вентиляции, приведенным в действие в качестве продувающих вентиляторов; и/или
- вычисляет на основе положения горящего поезда и/или пожара на железнодорожной линии, какие и сколько нужно привести в действие линейных средств 79 проветривания в качестве продувающих вентиляторов, и, таким образом, приводит его в действие в качестве продувающих вентиляторов.
Наконец, пространство между воздушными клапанами 77 воздухопровода зависит от средней длины поездов, геометрии тоннеля, в котором установлен воздухопровод, и мощности вытяжки, требуемой для устранения дыма.
Для удобства воздушные клапаны 77 могут находиться на расстоянии от 10 до 40 метров друг от друга для получения удовлетворительного извлечения, и воздушные клапаны 77 могут быть открыты, например, в случае подземного поезда, с частотой от 7 до 10 каждые 10-15 метров.
Другими словами, для удобства могут быть открыты от 10 до 12 воздушных клапанов 77, в середине которых находится пожар.
Устройства для открывания/закрывания воздушных клапанов 77, управляемые электронным блоком 73 управления, могут для удобства состоять из воздушных шлюзов с электрическим приводом, также содержащих концевой выключатель. Упомянутый электрический привод для удобства может быть осуществлен посредством предназначенной для этого электрической панели, включающей в себя программируемый логический контроллер (PLC), который может взаимодействовать с электронным блоком 73 управления через устройство SCADA.
Из приведенного выше описания сразу же становятся понятными преимущества настоящего изобретения.
Например, важно подчеркнуть, что с системой вентиляции согласно настоящему изобретению тоннели больше не наполнены дымом, и больше нет необходимости в идентификации предпочтительных путей эвакуации, что влечет за собой все ограничения, описанные ранее.
В частности, пассажиры могут эвакуироваться в обоих направлениях, даже испытывая панику. Это почти в два раза уменьшает время, требуемое для эвакуации поезда, так как используются оба направления аварийной платформы, что удваивает их грузоподъемность.
Более того, система вентиляции согласно настоящему изобретению является преимущественной не только для извлечения дыма в случае пожара, но также при нормальных условиях работы железнодорожной сети, в частности подземной железной дороги, и, в частности:
- для обеспечения правильной вентиляции в тоннелях и станциях для устранения тепла, образованного неподвижными системами и нормальным перемещением поездов; и
- для уменьшения волны давления, вызванной перемещением поездов, известной как «эффект поршня», которая может оказывать неблагоприятное воздействие на эффективность любых дверей края платформы, то есть барьеров, разделяющих железнодорожный путь и платформу на станции, часто используемых для обеспечения безопасности пассажиров посредством предотвращения их случайного падения на линию, особенно на самоходных подземных железных дорогах.
Двери края платформы часто подвержены нагрузке из-за избыточного давления, вызванного перемещающимися поездами.
Упомянутое избыточное давление обычно выравнивается посредством использования воздушных выравнивающих клапанов, состоящих из дорогих и технически сложных шахт, установленных вблизи от станций, и состоящих из световых шахт с поперечным сечением, равным примерно 10-20 квадратных метров, проходящих от подземной станции к наружной стороне.
Воздухопровод системы согласно настоящему изобретению, таким образом, может действовать в качестве как бы воздушного выравнивающего клапана, поскольку волна давления может быть поглощена воздушными клапанами и передана по трубам наружу, таким образом, уменьшая избыточное давление на двери платформы.
Следовательно, система вентиляции согласно настоящему изобретению исключает необходимость использования воздушных выравнивающих клапанов или значительно уменьшает их размер.
Более того, как упомянуто ранее, система вентиляции согласно настоящему изобретению больше не влечет за собой необходимость использования воздушных шахт, которые являются очень дорогими и технически сложными сооружениями.
Наконец, очевидно, что могут быть выполнены различные модификации настоящего изобретения без отхода от объема изобретения, определенного в прилагаемой формуле изобретения.
1. Система (70) вентиляции для транспортной сети, основанной на неподвижной направляющей, содержащей внутреннюю секцию (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63), содержащая: воздухопровод (33, 43, 54, 65), расположенный во внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и выполненный с возможностью извлечения из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) дыма, газов и горячего воздуха (F), образующихся пожаром внутри внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63), и выпуска их в наружную сторону внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63), причем воздухопровод (33, 43, 54, 65) содержит множество воздушных клапанов (34, 44, 55, 66, 77), выполненных с возможностью открывания отдельно и которые, будучи открытыми, соединяют внутреннюю сторону воздухопровода (33, 43, 54, 65) с внутренней стороной внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63); бортовое средство (71) обнаружения пожара, установленное на борту транспортного средства (32, 42, 52, 64), предназначенного при использовании для перемещения вдоль транспортной сети, основанной на неподвижной направляющей, и которое выполнено с возможностью обнаружения пожара на борту транспортного средства (32, 42, 52, 64); средство (76) определения положения, установленное на борту транспортного средства (32, 42, 52, 64) и выполненное с возможностью предоставления положения транспортного средства (32, 42, 52, 64); и электронный блок (73) управления, который, когда пожар обнаружен бортовым средством (71) обнаружения пожара, выполнен с возможностью открывания, по меньшей мере, одного из воздушных клапанов (33, 44, 55, 66, 77), основываясь на положении транспортного средства (32, 42, 52, 64), предоставленном средством (76) определения положения, чтобы извлекать из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) через воздухопровод (33, 43, 54, 65) дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных обнаруженным пожаром.
2. Система по п.1, в которой средство (76) определения положения содержит устройство для сигнализации, управления и автоматизации работы поезда.
3. Система по п.1, в которой электронный блок (73) управления присоединен: к воздушным клапанам (34, 44, 55, 66, 77) для их открывания и закрывания; и к бортовому средству (71) обнаружения пожара и средству (76) определения положения посредством бортового средства (72) связи, установленного на борту транспортного средства (32, 42, 52, 64).
4. Система по п.1, в которой бортовое средство (61) обнаружения пожара содержит датчики дыма и температуры.
5. Система по п.4, в которой датчики дыма и температуры относятся к аналоговому адресуемому типу.
6. Система по п.5, в которой аналоговые адресуемые датчики дыма и температуры содержат обнаружители скорости нарастания.
7. Система по п.1, в которой воздухопровод (33, 43, 54, 65) расположен в крыше внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63).
8. Система по п.1, дополнительно содержащая высасывающее средство, выполненное с возможностью высасывания воздуха из воздухопровода (33, 43, 54, 65), и причем электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью приведения в действие высасывающего средства так, чтобы создать внутри воздухопровода (33, 43, 54, 65) вакуум так, чтобы заставить воздухопровод (33, 43, 54, 65) стать выполненным с возможностью извлечения из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных пожаром внутри внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63).
9. Система по п.1, в которой электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью, когда пожар обнаружен бортовым средством (71) обнаружения пожара, приведения в действие первого средства (78) вентиляции, основываясь на положении транспортного средства (32, 42, 52, 64), предоставленном средством (76) определения положения, так, чтобы извлекать из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и выпускать к наружной стороне внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) через воздухопровод (33, 43, 54, 65) дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных упомянутым обнаруженным пожаром.
10. Система по п.9, в которой электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью приведения в действие первого средства (78) вентиляции для создания внутри воздухопровода (33, 43, 54, 65) вакуума так, чтобы заставить воздухопровод (33, 43, 54, 65) стать выполненным с возможностью извлечения из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных пожаром внутри внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63).
11. Система по п.9, в которой первое средство (78) вентиляции распределено вдоль воздухопровода (33, 43, 54, 65).
12. Система по п.9, в которой первое средство (78) вентиляции присоединено к каждому воздушному клапану (34, 44, 55, 66, 77).
13. Система по п.9, в которой внутренняя секция (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) разделена на внутренние подсекции, и причем воздухопровод (33, 43, 54, 65) разделен на секции между смежными внутренними подсекциями; причем электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью, когда обнаружен пожар и на основе положения упомянутого обнаруженного пожара, открытия, по меньшей мере, одного из воздушных клапанов (34, 44, 55, 66, 77) секций воздухопровода, расположенных во внутренних подсекциях, смежных с теми, в которых вспыхнул пожар, и приведения в действие продувки первым средством (78) вентиляции, присоединенным к секциям воздухопровода, расположенным во внутренних подсекциях, смежных с теми, в которых вспыхнул пожар, так, чтобы создать состояние протяжки с извлечением дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных упомянутым обнаруженным пожаром, из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) через воздухопровод (33, 43, 54, 65).
14. Система по п.13, в которой воздухопровод (33, 43, 54, 65) разделен на секции посредством перегородок, и причем электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью, когда обнаружен пожар, открывания или закрывания некоторых перегородок на основе положения обнаруженного пожара.
15. Система по п.1, также содержащая: искусственное сооружение (45, 56, 67), соединенное с наружной стороной, которое соединяет воздухопровод (33, 43, 54, 65) с наружной стороной внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63); и второе средство (78) вентиляции, расположенное в искусственном сооружении (45, 56, 67), соединяющемся с наружной стороной; причем электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью, когда пожар обнаружен бортовым средством (71) обнаружения пожара, приведения в действие второго средства (78) вентиляции на основе положения транспортного средства (32, 42, 52, 64), предоставленного средством (76) определения положения, чтобы извлекать из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и выпускать в наружную часть внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) через воздухопровод (33, 43, 54, 65) и искусственное сооружение (45, 56, 67), соединяющееся с наружной стороной, дым, газы и горячий воздух (F), образованные упомянутым обнаруженным пожаром.
16. Система по п.15, в которой электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью приведения в действие второго средства (78) вентиляции для создания внутри воздухопровода (33, 43, 54, 65) вакуума так, чтобы заставить воздухопровод (33, 43, 54, 65) стать выполненным с возможностью извлечения из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных пожаром внутри внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63).
17. Система по п.1, в которой внутренняя секция (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) содержит тоннель (31, 41, 51, 61).
18. Система по п.1, в которой внутренняя секция (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) содержит станцию (53, 62, 63).
19. Система по п.1, дополнительно содержащая: линейное средство (74) обнаружения пожара, установленное внутри внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и выполненное с возможностью обнаружения пожара во внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и предоставления положения обнаруженного пожара; причем электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью, когда пожар обнаружен линейным средством (74) обнаружения пожара, открывания, по меньшей мере, одного из воздушных клапанов (33, 44, 55, 66, 77), основываясь на положении обнаруженного пожара, предоставленном линейным средством (74) определения положения, чтобы извлекать из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и выпускать в наружную часть внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) через воздухопровод (33, 43, 54, 65) дым, газы и горячий воздух (F), образованные упомянутым обнаруженным пожаром.
20. Система по п.19, в которой линейное средство (74) обнаружения пожара содержит термочувствительные датчики на стекловолоконном лазере.
21. Система по п.19 или 20, в которой электронный блок (73) управления присоединен к линейному средству (74) обнаружения пожара посредством линейного средства (75) связи, установленного внутри внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63).
22. Система по п.1, дополнительно содержащая: линейное средство (79) проветривания, расположенное во внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) и выполненное с возможностью продувки воздуха; причем электронный блок (73) управления дополнительно выполнен с возможностью, когда обнаружен пожар, приведения в действие линейного средства (79) проветривания для создания состояния протяжки с извлечением дыма, газов и горячего воздуха (F), образованных обнаруженным пожаром, из внутренней секции (31, 41, 51, 53, 61, 62, 63) через воздухопровод (33, 43, 54, 65).
