Способ и система предотвращения и/или тушения пожара
Изобретение относится к способу и системе предотвращения и/или тушения пожара в закрытой целевой зоне (101) в транспортном средстве, в частности в колейном транспортном средстве (100), имеющем центральный источник (102) сжатого воздуха для подачи сжатого воздуха на цепь (114) потребителей, если требуется. В способе подача сжатого воздуха выполняется в буферную емкость (130) для сжатого воздуха, и сжатый воздух подается в устройство (140) газоразделения из буферной емкости (130) для сжатого воздуха. Газовая смесь, обогащенная азотом, поступает на выход (140b) устройства (140) газоразделения, и газовая смесь вводится в целевую зону (101), если требуется. Чтобы обеспечить подачу сжатого воздуха, вход (130а) буферной емкости (130) для сжатого воздуха, по меньшей мере, временно присоединяется по текучей среде к выходу (102а) центрального источника (102) сжатого воздуха, чтобы сжатый воздух можно было подать в буферную емкость (130) для сжатого воздуха. Соединение по текучей среде обеспечивается между центральным источником (102) сжатого воздуха и буферной емкостью (130) для сжатого воздуха, если цепь (114) потребителей не извлекает сжатый воздух из центрального источника (102) сжатого воздуха. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Настоящее изобретение относится к способу и системе предотвращения и/или тушения пожара в закрытой целевой зоне транспортного средства, в частности, колейного транспортного средства.
Системная техника защиты от пожара в транспортных средствах, в частности, колейных транспортных средствах, например, рельсовых транспортных средствах, становится все более и более важной, что также подтверждается, например, ратификацией многочисленных национальных и международных стандартов и директив в последние годы. Например, TSI (Технические спецификации на совместимость), EN45545 и EN50553 устанавливают меры, определяющие степень, в которой рельсовые транспортные средства должны быть оборудованы активными системами противопожарной защиты. Эти новые положения служат персональной безопасности, повышенной безопасности в тоннелях и, в конечном итоге, также защите груза, перевозимого рельсовым транспортным средством. Соответственно, имеется повышенная потребность в эффективных системах противопожарной защиты рельсовых транспортных средств или подобных колейных транспортных средств.
Однако, сложность колейных транспортных средств, в частности, рельсовых транспортных средств, требует индивидуальной концепции противопожарной защиты, которая не является легко сравнимой с решениями, известными в конструктивных мерах противопожарной защиты, поскольку имеются совершенно отличные риски в рельсовых транспортных средствах.
В дополнение к своевременному обнаружению пожара с помощью всасывающих датчиков дыма, автоматическая ликвидация пожара, в частности, также играет значительную роль. Типичными зонами работы являются электрическое оборудование, шкафы управления, арматура кровли и напольная арматура, мягкие вагоны или автомобили со спальным местом в кабине водителя, узлы привода и другие зоны повышенной пожарной опасности.
Техника пожаротушения инертным газом особенно рекомендуется для защиты от пожара в секционированных зонах, например, в шкафах управления и электрических шкафах, поскольку необходимую концентрацию пожаротушения можно легко поддерживать в таких секционированных зонах.
В технике пожаротушения инертным газом защищенная зона (секционированная зона), по меньшей мере, частично заполняется кислородовытесняющим газом, например, азотом, аргоном или СО2 (далее «инертный газ) и, таким образом, приводится в инертное состояние.
Предотвращающий эффект или эффект пожаротушения, вытекающий из приведения защищенной зоны в инертное состояние, основан на принципе вытеснения кислорода. Как известно, обычный окружающий воздух содержит по объему около 21% кислорода, около 78% азота и 1% других газов. Чтобы эффективно снизить опасность возникновения пожара в данной защищенной зоне, например, в закрытом помещении, содержание кислорода внутри соответствующей зоны снижается путем впуска инертного воздуха или смеси инертных газов, соответственно, например, азота. В отношении тушения пожара в случае более твердого материала, известно, что эффект пожаротушения начинается, когда процентное содержание кислорода падает ниже примерно 15% по объему. В зависимости от горючих материалов, хранимых в защищенной зоне, может стать необходимым дополнительное снижение процентного содержания кислорода примерно до 12% по объему.
Предотвращающая инертизация соответствующих целевых зон при использовании в колейных транспортных средствах особенно предпочтительна при запуске. В силу соответствующей мобильности транспортного средства и минимального доступного пространства, имеется только несколько возможностей обеспечить эффективную систему предотвращения и тушения пожара. Более того, такая система не должна по существу оказывать влияния ни на нормальную работу транспортного средства, ни на функции, связанные с безопасностью.
Существующие системы предотвращения и/или тушения пожара внутри транспортных средств и/или самолета предусматривают, в частности, подачу газовых смесей, обогащенных азотом, в емкости для хранения и/или с помощью дополнительных генераторов. Следовательно, чтобы обеспечить достаточную инертизацию закрытых помещений, обычная система предотвращения и тушения пожара требует большого пространства внутри соответствующего транспортного средства, или может быть использована только для помещений небольшого объема. Следовательно, требуется большее установочное пространство для размещения компонентов системы предотвращения и тушения пожара внутри транспортного средства. Более того, такие системы газового или водокапельного тушения пожара известного уровня техники приводятся в действие только тогда, когда пожар уже начался, и взаимодействующие компоненты в соответствующей зоне транспортного средства уже получили повреждение.
Альтернативой является система, известная из DE 10 2008 047 663, которая предусматривает регулируемую азотную атмосферу для транспортировки большого количества фруктов с использованием существующей бортовой системы сжатого воздуха корабля. Однако, эту систему также можно использовать для вырабатывания азота для танкера, загружающего резервуары, чтобы предотвратить опасность пожара и взрыва.
Изобретение основано на задаче обеспечения концепции защиты от пожара с учетом потребностей заказчика, особенно для колейных транспортных средств, например, рельсовых транспортных средств, чтобы удовлетворять соответствующим требованиям в отношении персональной безопасности и/или защиты грузов, перевозимых транспортным средством. В частности, подлежащим точному определению является эффективный и легко реализуемый способ предотвращения и/или тушения пожара в транспортном средстве, особенно в колейном транспортном средстве, а также соответствующая система. Соответственно, система предотвращения и/или тушения пожара должна быть, в частности, встроена в существующую инфраструктуру колейного транспортного средства, и представлять собой рентабельное, а также компактное решение.
Задача, на которой основано изобретение, решается способом и системой в соответствии с независимыми пунктами 1 и 8, причем предпочтительные дополнительные разработки изложены в подпунктах. Более того, предлагается соответствующее транспортное средство для размещения системы согласно настоящему изобретению в пункте 15.
Следовательно, заявленный способ можно использовать для предотвращения и/или тушения пожара в закрытой целевой зоне колейного транспортного средства. С этой целью колейное транспортное средство содержит центральный источник сжатого воздуха, который подает сжатый воздух в буферную емкость для сжатого воздуха. Сжатый воздух, при необходимости, можно подать из буферной емкости для сжатого воздуха в устройство газоразделения, при этом газовая смесь, обогащенная азотом, подается на выход устройства газоразделения в результате газоразделения.
В связи с настоящим изобретением под колейным транспортным средством следует понимать, в частности, рельсовое транспортное средство, например, трамваи, грузовые или пассажирские поезда. В равной степени можно предположить в контексте настоящего изобретения, что заявленное изобретение применимо к любому типу колейного транспортного средства, включая также поезда на магнитной подвеске и другие такие же сопоставимые транспортные средства, которые зависят от направления колеи.
Кроме того, необходимое введение сжатого воздуха в буферную емкость для сжатого воздуха и/или необходимое введение газовой смеси, обогащенной азотом, в целевую зону, характеризуют процедуру, которая может быть выполнена и вручную, по меньшей мере, одним потребителем, и/или автоматически блоком управления и/или устройством управления. Следовательно, этим достигается преимущество получения необходимого уровня инертизации в целевой зоне и возможность поддерживать его в течение нужного периода времени. В частности, это можно понимать, как возможное осуществление изобретения с результатом полного автоматического управления, а также полуавтоматического управления при вводе соответствующей информации пользователем.
Устройство газоразделения вырабатывает газовую смесь, обогащенную азотом, которая, в контексте настоящего изобретения, вводится в качестве инертного газа. Таким образом, устройством газоразделения может быть мембранный азотный генератор, система, которая работает по принципу адсорбции с переменным давлением (VPSA) или адсорбции с переменным вакуумметрическим давлением (VPSA) или другим модулем, известным из предыдущего уровня техники для вырабатывания соответствующего инертного газа. В частности, представленную газовую смесь, обогащенную азотом, следует использовать в качестве инертного газа для приведения целевой зоны в инертное состояние, поскольку это выливается в возможность непрерывного вырабатывания инертного газа, необходимого для инертизации, основанной на окружающем воздухе. Кроме того, предпочитают газовую смесь, поскольку чистый инертный газ, например, благородный газ, не вырабатывается из окружающего воздуха, проще вырабатывать газовую смесь, имеющую повышенную пропорцию азота. Следовательно, дополнительные компоненты окружающего воздуха, например, низкое содержание кислорода, потенциально могут присутствовать в выработанной газовой смеси, обогащенной азотом.
Сжатый воздух подается в буферную емкость для сжатого воздуха согласно настоящему изобретению посредством прерывистого соединения по текучей среде между центральным источником сжатого воздуха колейного транспортного средства и буферной емкостью для сжатого воздуха. В частности, такое соединение по текучей среде существует, когда сжатый воздух не извлекается из центрального источника сжатого воздуха цепью потребителей сжатого воздуха транспортного средства.
В соответствии с одним вариантом способа согласно изобретению, первоначальное снижение концентрации кислорода в целевой зоне начинается перед и/или вслед за приведением в действие транспортного средства. Первоначальное снижение заканчивается перед или вслед за началом движения колейного транспортного средства. Предпочтительно, чтобы первоначальное снижение заканчивалось перед проездом транспортного средства через тоннель или по другим сопоставимым колейным маршрутам. Инертизация прекращается, как только движение заканчивается, чтобы в целевой зоне установилась нормальная атмосфера, и водитель мог выполнять ремонтные работы в целевой зоне.
Чтобы осуществить первоначальное снижение, концентрация кислорода в целевой зоне определяется и сравнивается с предпочтительно заданной контрольной концентрацией или диапазоном регулирования, соответственно. В результате сжатый воздух, при необходимости, подается в устройство газоразделения, и газовая смесь, обогащенная азотом, для введения в целевую зону, при необходимости, вырабатывается на выходе устройства газоразделения, при этом необходимое введение заканчивается при достижении контрольной концентрации или диапазона регулирования в целевой зоне. Если концентрация кислорода в целевой зоне существенно изменяется, например, из-за утечек и/или негерметичности целевой зоны, пополнение газовой смеси, обогащенной азотом, гарантирует согласно изобретению, что предпочтительно заданную контрольную концентрацию и/или диапазон регулирования можно непрерывно поддерживать.
Согласно настоящему изобретению предлагается, что контрольная концентрация или диапазон регулирования концентрации кислорода соответственно устанавливает предпочтительно определяемую заранее величину, при которой пожар в целевой зоне можно предотвратить и/или потушить посредством сниженной концентрации кислорода. И контрольная концентрация, и диапазон регулирования могут быть заданы заранее в виде ограничения регулирования, чтобы получить соответствующую и эффективную регулировочную характеристику для необходимого введения газовой смеси, обогащенной азотом.
Диапазон регулирования содержит, по меньшей мере, один верхний или, по меньшей мере, один нижний предел, предпочтительно, один верхний и один нижний предел, для регулирования концентрации кислорода в целевой зоне. Однако, контрольная концентрация соответствует предпочтительно заранее заданной удельной величине концентрации. Эти определения диапазона регулирования/контрольной концентрации следует применять ко всем процедурам регулирования в контексте изобретения.
В дополнительном варианте способ согласно изобретению содержит, по меньшей мере, одну характеристику пожарной опасности, обнаруживаемую устройством обнаружения пожара. Упомянутым устройством обнаружения пожара является всасывающее устройство обнаружения пожара. В результате обнаружения характеристики пожарной опасности и заранее определенного порога превышения обнаруженной характеристики пожарной опасности, можно осуществить полную инертизацию целевой зоны, которая соответствует предпочтительно заданной концентрации кислорода и/или диапазону концентрации кислорода. В контексте настоящего изобретения полная инертизация окружающего воздуха целевой зоны соответствует предельным величинам концентрации кислорода известным из предыдущего уровня техники. Всасывающее обнаружение пожара, используемое в соответствии с настоящим изобретением, способствует получению преимущества в чувствительном обнаружении, по меньшей мере, одной характеристики пожарной опасности всего пространственного объема целевой зоны путем извлечения характерных проб воздуха.
Термин «характеристика пожарной опасности», используемый здесь, следует понимать как физические переменные величины, подвергаемые измеряемым изменениям вблизи пожара, например, температура окружающей среды, или пропорция твердых веществ, жидкостей или воздуха в окружающем воздухе, например, частицы дыма, аэрозоли дыма, пар или испарения.
В соответствии со способом согласно изобретению одна цепь потребителей выполнена в виде главной цепи потребителей, при этом предпочтительно дополнительно предусмотрена вспомогательная цепь потребителей. В данном контексте, в частности, имеется также связь по текучей среде между центральным источником сжатого воздуха и буферной емкостью для сжатого воздуха, если потребитель сжатого воздуха вспомогательной цепи потребителей извлекает или соответственно потребляет сжатый воздух из центрального источника сжатого воздуха. Разделение цепи потребителей колейного транспортного средства на главную цепь потребителей и вспомогательную цепь потребителей происходит на основе важности, связанной с обеспечением безопасности.
Главная цепь потребителей предпочтительно включает в себя потребителя сжатого воздуха, связанного с обеспечением безопасности колейного транспортного средства. В контексте настоящего изобретения, это, в частности, относится к потребителю сжатого воздуха тормозных механизмов, систем пневматической подвески, дверям отсеков или входным дверям и дополнительным компонентам колейного транспортного средства, связанным с обеспечением безопасности.
Вспомогательная цепь потребителей включает в себя всех оставшихся потребителей сжатого воздуха меньшей степени важности колейного транспортного средства. Это предпочтительно относится к потребителям сжатого воздуха санитарных систем и дополнительным потребителям, не имеющим важности, связанной с обеспечением безопасности, для работы транспортного средства. В дополнение также можно предусмотреть множество вспомогательных цепей потребителей в цепи потребителей, которые имеют разные степени важности для снабжения сжатым воздухом.
В аспекте заявленного изобретения, не существует связи по текучей среде между центральным источником сжатого воздуха и буферной емкостью для сжатого воздуха, когда потребитель в главной цепи потребителей извлекает или потребляет сжатый воздух из центрального источника сжатого воздуха. В частности, этим достигается преимущество возможности все время подавать сжатый воздух из центрального источника сжатого воздуха на потребителей, связанных с обеспечением безопасности, главной цепи потребителей. Таким образом, способ согласно изобретению не влияет на безопасность транспортного средства несмотря на прерывистое извлечение из центрального источника сжатого воздуха. Следовательно, всегда имеется возможность подать сжатый воздух из центрального источника сжатого воздуха на потребителей сжатого воздуха, связанных с обеспечением безопасности, в главной цепи потребителей.
Связь по текучей среде предпочтительно существует между центральным источником сжатого воздуха и буферной емкостью для сжатого воздуха в случае, когда сжатый воздух не извлекается из центрального источника сжатого воздуха или потребитель во вспомогательной цепи потребителей меньшей важности, связанной с обеспечением безопасности, потребляет сжатый воздух. Таким образом, снабжение системы предотвращения и/или тушения пожара сжатым воздухом никогда не воздействует на безопасность транспортного средства и/или потребителей сжатого воздуха, связанных с обеспечением безопасности.
Если обнаруживается так называемая «характеристика опасности пожара» и превышен заранее определяемый порог обнаруженной характеристики опасности пожара, способ согласно изобретению, в частности, не предусматривает соединение по текучей среде со вспомогательной цепью потребителей. Если существовала связь по текучей среде в момент обнаружения характеристики опасности пожара, такое соединение по текучей среде со вспомогательной цепью потребителей прерывается, предпочтительно, клапаном или другим сопоставимым механизмом. Таким образом, это гарантирует, что буферная емкость для сжатого воздуха может быть снабжена достаточным количеством сжатого воздуха из центрального источника сжатого воздуха при обнаружении характеристики опасности пожара, следовательно, не ухудшая функционирование потребителя цепи потребителей, связанной с безопасной работой транспортного средства.
Дополнительный вариант изобретения содержит предел давления, при этом давление воздуха в буферной емкости для сжатого воздуха поддерживается равным и/или выше этого минимального давления. Если имеется связь по текучей среде между центральным источником сжатого воздуха и буферной емкостью для сжатого воздуха, давление воздуха в буферной емкости для сжатого воздуха всегда остается равным и/или выше этого минимального давления и, следовательно, обеспечивает эксплуатационную готовность системы согласно изобретению для предотвращения и/или тушения пожара. Это также, в частности, применимо к случаю извлечения сжатого воздуха из буферной емкости для сжатого воздуха, т.е., приведения целевой зоны в инертное состояние или смежной системы сжатого воздуха, имеющей одну или более утечек.
Способ согласно изобретению дополнительно предусматривает, при необходимости, возможность регулирования подачи сжатого воздуха из буферной емкости для сжатого воздуха в устройство газоразделения посредством устройства управления. Чтобы регулировать этот процесс, концентрация кислорода в целевой зоне определяется и сравнивается, предпочтительно, с заданной контрольной концентрацией/диапазоном регулирования. Клапан приводится в действие в зависимости от этого сравнения, чтобы, при необходимости, подать сжатый воздух в устройство газоразделения. Таким образом, посредством устройства управления можно всегда поддерживать предпочтительно заданную контрольную концентрацию и/или заданный диапазон регулирования концентрации кислорода в целевой зоне. Следовательно, всегда можно предотвратить и/или потушить пожар в целевой зоне, во время которого применяется способ согласно изобретению.
В дополнение к способу предлагается система для предотвращения/тушения пожара в закрытой целевой зоне в колейном транспортном средстве. С этой целью транспортное средство дополнительно содержит центральный источник сжатого воздуха, при этом система согласно изобретению дополнительно содержит буферную емкость для сжатого воздуха, устройство газоразделения и, по меньшей мере, один клапан. Буферная емкость для сжатого воздуха и центральный источник сжатого воздуха, а также устройство газоразделения и целевая зона, таким образом, по меньшей мере, прерывисто связаны друг с другом по текучей среде. Система согласно изобретению дополнительно содержит устройство управления в первом трубопроводе для сжатого воздуха. Следовательно, система согласно изобретению может осуществить способ согласно изобретению предотвращения/тушения пожара в закрытой целевой зоне в колейном транспортном средстве. Клапанный блок содержит, по меньшей мере, один клапан, имеющий для этой цели, по меньшей мере, один выход.
В дополнительном варианте системы согласно изобретению устройство управления содержит, по меньшей мере, один клапанный блок и один блок управления. Предпочтительно, клапаном является контрольный клапан, направляющий клапан или другой сопоставимый клапан для необходимой подачи сжатого воздуха, по меньшей мере, к одному потребителю и/или цепи потребителей. Предпочтительно, устройство управления дополнительно содержит измеритель давления и/или измеритель расхода, который предпочтительно служит для измерения потребления сжатого воздуха главной цепью потребителей. В равной степени согласно изобретению измеритель давления и/или измеритель расхода можно установить внутри устройства управления, чтобы производить измерение потребления сжатого воздуха вспомогательной цепью потребителей или всеми потребителями, соединенными по текучей среде.
Блок управления дополнительно подходит для регулирования клапанного блока в зависимости от измерителя давления и/или измерителя расхода. В результате устройство управления может регулировать необходимую подачу сжатого воздуха на главную цепь потребителей, вспомогательную цепь потребителей, а также буферную емкость для сжатого воздуха через блок управления для регулирования клапанного блока. С этой целью можно хранить классификацию отдельных потребителей сжатого воздуха транспортного средства для главной цепи потребителей и для вспомогательной цепи потребителей в блоке управления, чтобы блок управления мог отличить потребителя для сжатого воздуха первостепенной важности, связанной с обеспечением безопасности, от потребителя меньшей степени важности. При этом всегда гарантируется оптимальное снабжение отдельных систем, в частности, главной цепи потребителей, вспомогательной цепи потребителей и системы согласно изобретению.
Предпочтительно, по меньшей мере, один измеритель давления и/или измеритель расхода можно использовать в данном контексте для измерения, определения, контроля, сравнения или иного, относящегося к метрологии действия, использовать потребление сжатого воздуха отдельными компонентами системы, в частности, главной цепью потребителей. Таким образом, обеспечивается безопасное распределение имеющегося сжатого воздуха из центрального источника сжатого воздуха и возможность переменно адаптировать, контролировать и/или регулировать это распределение.
Дополнительный вариант настоящего изобретения содержит контрольный клапан между центральным источником сжатого воздуха и буферной емкостью для сжатого воздуха. Контрольный клапан предпочтительно выполнен в виде обратного клапана. Таким образом, обеспечивается возможность предотвращения обратного протекания сжатого воздуха в буферной емкости для сжатого воздуха в центральный источник сжатого воздуха. Резервуар для сжатого воздуха внутри буферной емкости всегда доступен для предотвращения и/или тушения пожара в целевой зоне, и не может быть подверженным воздействию падения давления в системе сжатого воздуха транспортного средства. В опасной ситуации, например, когда колейное транспортное средство не работает и/или ограничено в работе из-за утечки в центральной системе сжатого воздуха, предотвращение и/или тушение пожара, таким образом, можно поддерживать.
Более того, один вариант может содержать устройство обнаружения пожара, в частности, всасывающее устройство обнаружения пожара, в целевой зоне, которое подходит для обнаружения, по меньшей мере, одной характеристики опасности пожара в окружающем воздухе целевой зоны. Таким образом, предусматривается чувствительное обнаружение характеристики опасности пожара во всем пространственном объеме целевой зоны, основанное на извлечении характерных проб воздуха и запуске процедуры тушения пожара газовой смесью, обогащенной азотом, снижающей концентрацию кислорода при возникновении опасной ситуации.
Всасывающее устройство обнаружения пожара отличается извлечением характерных проб воздуха из контролируемой целевой зоны непрерывно или через заданные промежутки времени и/или при заданных событиях, причем затем эти пробы воздуха посылаются на соответствующий детектор характеристики опасности пожара.
В одном варианте система согласно изобретению может содержать, по меньшей мере, одно устройство измерения кислорода в целевой зоне для определения концентрации кислорода внутри целевой зоны. Таким образом, система согласно изобретению всегда способна сделать конкретное заявление в отношении концентрации кислорода или, соответственно, потенциальной опасности пожара в целевой зоне во время работы системы.
В дополнительном варианте устройство управления предусмотрено для настоящего изобретения, которое содержит соединения, по меньшей мере, с одним устройством измерения кислорода в целевой зоне и, по меньшей мере, с одним клапаном во втором трубопроводе для сжатого воздуха. Таким образом, устройство управления может преобразовать данные измерения устройства измерения кислорода в управление клапаном и в управление необходимой подачей сжатого воздуха на устройство газоразделения путем активизации клапана. Устройство управления может непосредственно привести в соответствие отклонение в концентрации кислорода от диапазона регулирования или контрольной концентрации, соответственно, путем регулирования клапана. Это является причиной практической осуществимости непрерывного мониторинга состояния целевой зоны, чтобы обеспечить надежное предотвращение и/или тушение пожара.
Один вариант системы согласно изобретению дополнительно предпочтительно содержит вспомогательный компрессор для подачи, при необходимости, сжатого воздуха на устройство газоразделения. Вспомогательный компрессор может, в частности, реализовать так называемое устойчивое наполнение, причем уровень инертизации вслед за первоначальным снижением концентрации кислорода поддерживается в целевой зоне. В частности, когда имеется утечка в целевой зоне, газовая смесь, обогащенная азотом, вводимая в целях инертизации, может вытекать из целевой зоны. Если в этом случае нет устойчивого наполнения в виде пополнения газовой смеси, обогащенной азотом, произойдет повышение концентрации кислорода в закрытой целевой зоне.
В этом случае вспомогательный компрессор предпочтительно подает сжатый воздух, при необходимости, на устройство газоразделения, в результате газовая смесь, обогащенная азотом, вводится в целевую зону. Таким образом, можно поддерживать уровень инертизации в целевой зоне, несмотря на то, что имеется одна или более утечек, без необходимости подавать дополнительный сжатый воздух из центрального источника сжатого воздуха в буферную емкость для сжатого воздуха.
Более того, также можно предусмотреть, с точки зрения системы согласно изобретению, чтобы вспомогательный компрессор не только компенсировал утечки в закрытой целевой зоне путем подачи сжатого воздуха в устройство газоразделения, при необходимости, но также предпочтительно осуществлял инертизацию в целевой зоне, в частности, первоначальное снижение концентрации кислорода без необходимости извлечения сжатого воздуха из буферной емкости для сжатого воздуха. В этом случае также нет необходимости устанавливать соединение по текучей среде между центральным источником сжатого воздуха и буферной емкостью для сжатого воздуха. Концентрацию кислорода в закрытой целевой зоне можно первоначально снизить вспомогательным компрессором, при этом потребители главной цепи потребителей постоянно снабжаются сжатым воздухом из центрального источника сжатого воздуха.
В дополнение к способу и системе предотвращения и/или тушения пожара в настоящем изобретении заявлено транспортное средство, имеющее центральный источник сжатого воздуха и закрытую целевую зону. В данном контексте под транспортным средством понимается колейное транспортное средство. Подобным образом предпочтительно транспортное средство содержит систему согласно изобретению для предотвращения и/или тушения пожара. Внезапное начало пожара в закрытой целевой зоне можно, соответственно, предотвратить и/или потушить в транспортном средстве такой конструкции с помощью предложенной системы, при этом предоставляются оптимизированные условия защиты от пожара во время работы транспортного средства.
Ниже будет представлено описание примерных вариантов настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
На Фиг. 1 показано схематичное изображение базовой структуры примерного варианта системы согласно изобретению для предотвращения и/или тушения пожара;
На Фиг. 2 показано схематичное изображение устройства управления, используемого в системе согласно Фиг. 1, имеющей соединения по текучей среде с главной цепью потребителей, вспомогательной цепью потребителей и буферной емкостью для сжатого воздуха.
На Фиг. 1 показано схематичное изображение базовой структуры примерного варианта транспортного средства 100, имеющего центральный источник 102 сжатого воздуха и целевую зону 101, а также системы согласно изобретению для предотвращения и/или тушения пожара. В число основных компонентов системы согласно изобретению на Фиг. 1 входит, в частности, устройство 110 управления, буферная емкость 130 для сжатого воздуха, устройство 121 управления для регулирования клапана 124 и устройство 140 газоразделения.
Ниже предполагается, что азот или газовая смесь, обогащенная азотом, используется в качестве инертного газа в примерных вариантах системы согласно изобретению, представленной на чертежах, причем, однако, это не следует рассматривать как ограничение. Конечно, для предотвращения и/или тушения пожара можно также использовать другие инертные газы или смеси инертных газов или газы для тушения пожара.
В схематично показанном варианте системы согласно изобретению на Фиг. 1 выходное отверстие 102a центрального источника 102 сжатого воздуха транспортного средства 100 соединено по текучей среде с устройством 110 управления. Цепь 114 потребителей, предпочтительно содержащая главную цепь 114a потребителей и вспомогательную цепь 114b потребителей, соединена с устройством 110 управления, как входное отверстие 130a буферной емкости 130 для сжатого воздуха, чтобы сжатый воздух из центрального источника 102 сжатого воздуха можно было подавать на эти компоненты.
В связи с этим, в частности, предусмотрен центральный источник 102 сжатого воздуха для снабжения буферной емкости 130 сжатым воздухом, когда сжатый воздух не извлекается из центрального источника 102 сжатого воздуха или когда сжатый воздух извлекается из центрального источника 102 сжатого воздуха только, по меньшей мере, для одного потребителя вспомогательной цепи 114b потребителей. В данном контексте под извлечением сжатого воздуха для потребителя понимается сжатый воздух, подаваемый к потребителю, или потребитель, извлекающий сжатый воздух из резервуара, соответственно, чтобы он мог выполнить предназначенную функцию. Всякий раз, когда потребитель главной цепи 114а потребителей извлекает, соответственно, использует сжатый воздух из центрального источника 102 сжатого воздуха, устройство 110 управления отключает или блокирует соединение по текучей среде между центральным источником 102 сжатого воздуха и буферной емкостью 130 для сжатого воздуха, чтобы дополнительный сжатый воздух невозможно было подвести к буферной емкости 130 для сжатого воздуха. Следовательно, в соответствии со способом согласно изобретению буферную емкость для сжатого воздуха можно прерывисто снабжать сжатым воздухом из центрального источника 102 сжатого воздуха, следовательно, без ограничения функций безопасности транспортного средства во время работы транспортного средства 100.
Контрольный клапан 132, например, в виде обратного клапана, предусмотрен между устройством 110 управления и буферной емкостью 130 для сжатого воздуха в первом трубопроводе 131 для сжатого воздуха с целью предотвращения обратного потока сжатого воздуха из буферной емкости 130 для сжатого воздуха. Соответственно, объем сжатого воздуха в буферной емкости 130 для сжатого воздуха не может протекать обратно в систему сжатого воздуха транспортного средства и, таким образом, исключительно запасается для предотвращения и/или тушения пожара в закрытой целевой зоне.
После первоначального снижения концентрации кислорода в закрытой целевой зоне 101, негерметичности в закрытой целевой зоне 101 могут привести к утечке газовой смеси, обогащенной азотом, из целевой зоны, следовательно, вызывая нежелательное повышение концентрации кислорода. Чтобы предотвратить отсутствие уровня инертизации вслед за первоначальным снижением концентрации кислорода в целевой зоне 101, пополнение газовой смеси, обогащенной азотом, может стать необходимым, если требуется. На основании устойчивого наполнения, уровень инертизации также можно поддерживать в закрытой целевой зоне 101, имеющей одну или больше негерметичностей.
Вспомогательный компрессор 134 предпочтительно используется для устойчивого наполнения, с точки зрения настоящего изобретения. Этот вспомогательный компрессор 134 выполнен с возможностью подачи сжатого воздуха на устройство 140 газоразделения при необходимости, и при этом поддерживать уровень инертизации в закрытой целевой зоне 101. Таким же образом настоящее изобретение также не исключает использование вспомогательного компрессора 134 для первоначального снижения концентрации кислорода в целевой зоне 101, в частности, когда главная цепь 114а потребителей извлекает сжатый воздух из центрального источника 102 сжатого воздуха. С этой целью вспомогательный компрессор может, при необходимости, подавать сжатый воздух на устройство 140 газоразделения с помощью устройства 121 управления путем использования сопоставимого независимого средства управления и/или вручную из кабины водителя, предпочтительно водителем транспортного средства.
Второй трубопровод 133 для сжатого воздуха соединяет по текучей среде буферную емкость 130 для сжатого воздуха с входным отверстием 140а устройства 140 газоразделения. Клапан 124, регулируемый устройством 121 управления, дополнительно предусмотрен в упомянутом втором трубопроводе 133 для сжатого воздуха. Таким образом, регулирование клапана 124 осуществляется в зависимости от концентрации кислорода, определяемой в целевой зоне 101 устройством 122 измерения кислорода. Дополнительное средство 123 индикации рядом с целевой зоной 101 и/или в кабине 103 водителя может предоставлять пользователю, предпочтительно, водителю транспортного средства, информацию, например, концентрацию кислорода в целевой зоне 101.
Когда устройство 121 управления приводит в действие клапан 124 для необходимой подачи сжатого воздуха из буферной емкости 130 для сжатого воздуха в устройство 140 газоразделения, сжатый воздух протекает по второму трубопроводу 133 во входное отверстие 140а устройства 140 газоразделения. Вслед за выполнением газоразделения, кислород (О2), а также дополнительные компоненты можно выпустить, если это уместно, в окружающую среду из второго выходного отверстия 140с устройства газоразделения через отверстие 143 для выпуска О2. Газовая смесь, обогащенная азотом (N2), подводится к целевой зоне 101 через первое выходное отверстие 140b устройства 140 газоразделения посредством соединения 141 по текучей среде и вводится в целевую зону 101 через форсунку 142. Таким образом, концентрация кислорода в целевой зоне 101 при необходимости снижается.
Устройство 150 обнаружения пожара может быть дополнительно предусмотрено в целевой зоне 101 в соответствии с Фиг. 1, это устройство может быть выполнено в виде всасывающего устройства обнаружения пожара. Несмотря на точное расположение потенциального пожара, по меньшей мере, одна характеристика пожара может быть, таким образом, обнаружена во всем объеме целевой зоны 101 извлечением и анализом характерных проб воздуха.
На Фиг. 2 дополнительно показано схематичное изображение конструкции устройства 110 управления, предпочтительно имеющего измеритель давления и/или измеритель 113 расхода, один клапанный блок 111 и блок 112 управления. Передача данных между измерителем давления и/или измерителем 113 расхода и блоком 112 управления позволяет производить регулирование клапанного блока 111 на основании полученных данных измерения. Устройство 110 управления также можно использовать без измерителя давления и/или измерителя 113 расхода. Таким образом, блок 112 управления может регулировать клапанный блок 111 без использования данных измерения, получаемых от измерителя давления и/или измерителя 113 расхода, например, на основании накопленных объемов потребления сжатого воздуха для различных потребителей. Более того, предусмотрено, что система согласно изобретению может управляться вручную, предпочтительно, водителем транспортного средства или другим уполномоченным лицом, используя средство ввода.
Согласно Фиг. 2 сжатый воздух подается на клапанный блок 111 из центрального источника сжатого воздуха посредством соединения по текучей среде. В соответствии с управляющей командой от блока 112 управления сжатый воздух можно, при необходимости, передавать из центрального источника сжатого воздуха в буферную емкость 130 для сжатого воздуха. В соответствии с представленным примерным вариантом клапанный блок 111 содержит три клапана, каждый имеет соответствующее выходное отверстие 111a; 111b; 111c. Соединения по текучей среде выполняются от этих выходных отверстий 111a; 111b к потребителям главной цепи 114a потребителей и вспомогательной цепи 114b потребителей. В зависимости от положения клапана клапанного блока 111 соответственно можно снабжать исключительно потребителя главной цепи 114a потребителей, чтобы гарантировать функции транспортного средства 100, связанные с обеспечением безопасности. Альтернативно, сжатый воздух можно подавать из центрального источника 102 сжатого воздуха к потребителям вспомогательной цепи 114b потребителей и буферной емкости для сжатого воздуха.
Изобретение не ограничивается этими примерными вариантами, представленными схематично на чертежах, а вытекает из краткого обзора всех признаков, изложенных здесь в контексте.
Список позиций на чертежах
1 колейное транспортное средство
2 целевая зона
3 центральный источник сжатого воздуха
102а выходное отверстие центрального источника сжатого воздуха
4 кабина водителя транспортного средства
1 устройство управления
2 клапанный блок
111a первое выходное отверстие
111b второе выходное отверстие
111c третье выходное отверстие
3 блок управления
4 измеритель давления и/или измеритель расхода
5 цепь потребителей
114a главная цепь потребителей
114b вспомогательная цепь потребителей
1 устройство управления
2 устройство измерения кислорода
3 средство индикации
4 клапан
130 буферная емкость для сжатого воздуха
130a входное отверстие буферной емкости для сжатого воздуха
1 первый трубопровод для сжатого воздуха
2 обратный клапан
3 второй трубопровод для сжатого воздуха
4 вспомогательный компрессор
1 устройство газоразделения
140a входное отверстие устройства газоразделения
140b первое выходное отверстие устройства газоразделения
140c второе выходное отверстие устройства газоразделения
2 соединение по текучей среде с целевой зоной
3 форсунка
4 отверстие для выпуска О2
150 устройство для обнаружения пожара.
1. Способ предотвращения и/или тушения пожара в закрытой целевой зоне (101) в транспортном средстве, в частности рельсовом транспортном средстве (100), причем транспортное средство (100) содержит центральный источник (102) сжатого воздуха для подачи сжатого воздуха, при необходимости, на цепь (114) потребителей и причем способ содержит следующие этапы, на которых:
- обеспечивают подачу сжатого воздуха в буферную емкость (130) для сжатого воздуха;
- подают сжатый воздух из буферной емкости (130) для сжатого воздуха в устройство (140) газоразделения при необходимости;
- выполняют газоразделения в устройстве (140) газоразделения и получение газовой смеси, обогащенной азотом, в выходном отверстии (140b) устройства (140) газоразделения; и
- вводят газовую смесь, обогащенную азотом, в целевую зону (101) при необходимости,
отличающийся тем, что
с целью обеспечения подачи сжатого воздуха входное отверстие (130a) буферной емкости (130) для сжатого воздуха, по меньшей мере, прерывисто соединяют по текучей среде с выходным отверстием (102a) центрального источника (102) сжатого воздуха, чтобы сжатый воздух можно было подать в буферную емкость (130) для сжатого воздуха, при этом обеспечивают соединение по текучей среде между центральным источником (102) сжатого воздуха и буферной емкостью (130) для сжатого воздуха, если цепь (114) потребителей не извлекает сжатый воздух из центрального источника (102) сжатого воздуха.
2. Способ по п. 1,
в котором первоначальное снижение концентрации кислорода в целевой зоне (101) при и/или после приведения в действие транспортного средства (100) заканчивают перед и/или после начала движения и содержит следующие этапы, на которых:
- определяют концентрацию кислорода в целевой зоне (101);
- сравнивают концентрацию кислорода, определяемую в целевой зоне (101), с предпочтительно заданной контрольной концентрацией/диапазоном регулирования;
- подают сжатый воздух из буферной емкости (130) для сжатого воздуха на устройство (140) газоразделения при необходимости;
- обеспечивают газовую смесь, обогащенную азотом, на выходе (140b) устройства газоразделения; и
- при необходимости вводят газовую смесь, обогащенную азотом, в целевую зону (101), пока не установится контрольная концентрация/диапазон регулирования в целевой зоне (101).
3. Способ по п. 1 или 2,
в котором, по меньшей мере, одну характеристику пожара можно обнаружить в целевой зоне (101) устройством (150) обнаружения пожара, предпочтительно, всасывающим устройством обнаружения пожара, и концентрацию кислорода в окружающем воздухе целевой зоны (101) можно снизить с уровня полной инертизации при обнаруженной характеристики опасности пожара, если обнаруженная характеристика опасности пожара превышает заданный порог, при этом уровень полной инертизации соответствует предпочтительно заданной контрольной концентрации и/или диапазону концентрации кислорода.
4. Способ по любому из пп. 1–3,
в котором цепь (114) потребителей выполнена в виде главной цепи (114a) потребителей; дополнительно предусмотрена вспомогательная цепь (114b) потребителей, при этом также предусмотрено соединение по текучей среде между центральным источником (102) сжатого воздуха и буферной емкостью (130) для сжатого воздуха, когда вспомогательная цепь (114b) потребителей извлекает сжатый воздух из центрального источника (102) сжатого воздуха.
5. Способ по любому из пп. 1–4,
в котором при обнаружении характеристики опасности пожара не обеспечивают соединение по текучей среде к вспомогательной цепи (114b) потребителей, или существующее соединение по текучей среде к вспомогательной цепи (114b) потребителей отключают, если обнаруженная характеристика опасности пожара превышает заданный порог.
6. Способ по любому из пп. 1–5,
в котором давление в буферной емкости (130) сохраняют минимальным и/или выше минимального.
7. Способ по любому из пп. 1–6,
в котором устройство (121) управления регулирует основанную на необходимости подачу сжатого воздуха из буферной емкости (130) для сжатого воздуха в устройство (140) газоразделения, при этом выполняются следующие этапы способа, на которых:
- определяют концентрацию кислорода в целевой зоне (101);
- сравнивают концентрацию кислорода, определяемую в целевой зоне (101), предпочтительно с заданной контролируемой концентрацией/диапазоном регулирования; и
- регулируют клапана (124) для основанной на необходимости подачи сжатого воздуха в устройство (140) газоразделения, при этом основанную на необходимости подачу регулируют в зависимости от сравнения концентрации кислорода, определяемой в целевой зоне (101), с контрольной концентрацией/диапазоном регулирования.
8. Система предотвращения и/или тушения пожара в закрытой целевой зоне (101) в транспортном средстве, в частности в рельсовом транспортном средстве (100), причем транспортное средство (100) содержит центральный источник (102) сжатого воздуха для подачи, при необходимости, сжатого воздуха на цепь (114) потребителей, и система содержит следующие компоненты:
- буферную емкость (130) для сжатого воздуха, которая, по меньшей мере, прерывисто соединена по текучей среде с центральным источником (102) сжатого воздуха;
- устройство (140) газоразделения, которое, по меньшей мере, прерывисто соединено по текучей среде с целевой зоной (101); и
- по меньшей мере, один клапан;
при этом предусмотрено устройство (110) управления, которое выполнено с возможностью осуществления способа в соответствии с одним из пунктов формулы 1–7.
9. Система по п. 8,
в которой устройство (110) управления содержит, по меньшей мере, один клапанный блок (111), предпочтительно, по меньшей мере, один измеритель давления и/или один измеритель (113) расхода, и блок (112) управления, причем блок (112) управления подходит для регулирования клапанного блока (111), предпочтительно, зависимого от измерителя давления и/или измерителя (113) расхода.
10. Система по п. 8 или 9,
в которой контрольный клапан (132), предпочтительно обратный клапан, предусмотрен между центральным источником (102) сжатого воздуха и буферной емкостью (130) для сжатого воздуха.
11. Система по любому из пп. 8–10,
в которой устройство (150) обнаружения пожара, в частности всасывающее устройство обнаружения пожара, предусмотрено в целевой зоне (101), которое подходит для обнаружения, по меньшей мере, одной характеристики пожара в окружающем воздухе.
12. Система по любому из пп. 8–11,
в которой, по меньшей мере, одно устройство (122) для измерения кислорода предусмотрено в целевой зоне (101).
13. Система по любому из пп. 8–12,
в которой устройство (121) управления, которое присоединено, по меньшей мере, к одному устройству (122) для измерения кислорода в целевой зоне (101) и, по меньшей мере, к одному клапану (124), предусмотрено для регулирования клапана (124).
14. Система по любому из пп. 8–13,
в которой вспомогательный компрессор (134) предусмотрен для основанной на необходимости подачи сжатого воздуха в устройство (140) газоразделения, в частности, для осуществления длительного наполнения в закрытую целевую зону (101).
15. Транспортное средство (100), в частности рельсовое транспортное средство, имеющее центральный источник (102) сжатого воздуха и закрытую целевую зону (101), при этом транспортное средство содержит систему в соответствии с любым из пп. 8–14.
