FR2803213A1

FR2803213A1 - System, for fighting fire and toxic emanations in tunnel, includes series of nozzles, placed along pipelines, which produce water mist that traps smoke in upper half of tunnel

Info

Publication number: FR2803213A1
Application number: FR9916839A
Authority: FR
Inventors: Aristide Paul Kaidonis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 1999-12-31
Publication date: 2001-07-06
Anticipated expiration: 2019-12-31
Also published as: FR2803213B1

Abstract

System includes main pipelines extending along length of tunnel, secondary pipelines, derived from main pipelines, electrovalves, manual valves, and water nozzles placed along secondary pipelines, at around 2 meters from ground. When alarm is triggered, nozzles produce water mist that traps smoke in upper half of tunnel, allowing people to move freely under water screen. System is triggered by manual fire alarms in tunnel, or by remote operator using thermocouple, smoke and IR sensors.

Description

PROCEDE DISPOSITIFMETTANT EN CEUVRE DU BROUILLARDD'EAU CONTREEFFETS DUN INCENDIEET DES EMANATIONS TOXIQUES NOTAMMENT DANS LES TUNNELS La présente invention concerne un procédé et un dispositif de protection contre les fuii-iées générées par un incendie et/ou des toxiques notamment dans les tunnels. DEVICE DEVICE METHOD WATER MIST AGAINST DUN EFFECT AND </ B The present invention relates to a method and a device for protection against leakage generated by a fire and / or toxic especially in tunnels. .

La présente invention permet avantageusement d'utiliser les effets de convection thermique et d'écoulements d'équilibrage pour bloquer la fumée en partie haute du tunnel afin d'éviter le plus longtemps possible que les fumées ne redescendent et asphyxies les personnes. The present invention advantageously makes it possible to use the effects of thermal convection and balancing flows to block the smoke in the upper part of the tunnel in order to avoid as long as possible that the fumes do not descend and suffocating people.

La présente invention se caractérise principalement par le fait qu'en générant un brouillard d'eau en partie basse d'un volume clos ou d'Lin tunnel, elle agit directement sur les transferts thermiques et écoulements d'équilibrage, il s'agit donc bien d'un procédé, puisqu'il utilise c une méthode, quià notre connaissance n'a pas encore été utilisée. L*invention se caractérise aussi par la mise en #uvre d'un dispositif capable de générer un brouillard d'eau de façon' limiter sa hauteurà environ 2 mètres dans le volume du tunnel sur toute sa longueur ou dans une partie de celui-ci dans le but précis d'empêcher la retonibée des fumées et/ ou aérosol toxique. (figure1) En limitant la hauteur du brouillard le procédé permet de bloquer les fumées en partie haute du tunnel empêchant de descendre, ce qui permet aux personnes de se déplacer sans danger, dans un brouillard salvateur hors des fumées toxiques.(Fi -tire3) Il est donc très facile de comprendre que ce procédé, c'està dire la projection et la mise #uvre d'un brouillard d'eau limité en partie basse du tunnel à une hauteur d'environ deux mètres, apporte solution extraordinairement efficace et économique pour lutter contre effets des fumées produites lors d'un incendie de tunnel. The main feature of the present invention is that by generating a water mist in the lower part of a closed volume or Lin tunnel, it acts directly on the heat transfer and balancing flows, so it is well of a method, since it uses a method, which our knowledge has not yet been used. The invention is also characterized by the implementation of a device capable of generating a water mist so ' limiting its height to about 2 meters in the volume of the tunnel throughout its length or in a part of it for the specific purpose of preventing the rewarming of fumes and toxic aerosols. (figure 1) By limiting the height of the fog the process allows to block the fumes in the upper part of the tunnel preventing to descend, allowing people to move safely in a salvaging fog out of toxic fumes. (Fi -tire 3) It is therefore very easy to understand that this process is to project and implement a limited fog of water at the bottom of the tunnel at a height of about two meters, brings extraordinarily effective and economical solution to fight against the effects of fumes produced during a tunnel fire.

On comprend sera souhaitable, de faire fonctionner le système d'extraction de fumée, ce qui renforcera l'effet de stratification des fumées en partie hautedu tunnel. It will be desirable to operate the smoke extraction system, which will enhance the smoke stratification effect at the top of the tunnel.

Ce procédé a donc l'extrême avantage d'une part, de sécuriser les personnes en empêchant fumées de descendre grâceà un brouillard d'eau salvateur , d'autre part, en les protégeant de la chaleur et des rayonnements thermiques, et de plus de ne pas perturber l'extraction fumées. This process has the extreme advantage on the one hand, to secure people by preventing fumes from going down thanks to saving water , B> on the other hand, protecting them from heat and thermal radiation, and moreover not to disturb the smoke extraction.

La catastrophe du tunnel du Mont Blanc a mis en évidence les effets mortels provoqués par les fumées et les toxiques issus d'un incendie. On sait en effet que très rapidernent les fumées se déstratifient et s'expansent dans tous le volume, cela est principalementdû à la différence de pression induite par la différence de température entre le haut etle bas du tunnel,qui, de ce fait se sépare en deux volumes, un volume haut et un volume bas, ce qui engendre des écoulements d'équilibrage. De ce fait, des usagers se trouvant même très loin du sinistre & c peuvent être menacés, non seulement par les fumées mais aussi par des gaz ou des pulvérulents toxiques. Pour lutter contre ces effets, la présente invention propose un procédé avantageux, simple et efficace. The Mont Blanc tunnel disaster highlighted the deadly effects caused by fumes and toxins resulting from a fire. It is known that very quickly fumes are destratified and expand in all volume, this is mainly due to the pressure difference induced by the difference in temperature between the top and the bottom of the tunnel, which, , separates into two volumes, a high volume and a low volume, which generates balancing flows. As a result, users who are even very far from the & c incident can be threatened, not only by smoke but also by toxic gases or powders. To combat these effects, the present invention provides an advantageous, simple and effective method.

Le procédé de l'invention consisteà créerà l'aide d'Lin nuage de gouttelettes d'eau générées en partie basse et qui plus lourdes que l'air ambiant, s'écoulent et forment unnuage occupant la partie inférieure du tunnel, formant une voûte empêchant les mouvements d'air entre le sol et le plafond du tunnel. Cette voûte en créant une perte de charge importante et formant obstacle aux fumées, limite le mouvement de Vair et des fumées en partie haute du tunnel au dessus du brouillard d'eau. On comprend donc le crand intérêt de ce procédé favorise l'évacuation des personnes et facilite l'accès des secours. Le procédé de l'invention peut donner lieuà différentes applications notamment permettre d'empêcher la propagation des fumées, réduire, voire empêcher la propagation de polluants chimiques, notamment vers la partie basse d'un tunnel. Nos études et essais privés ont montré que le procédé du nuage gouttelettes d'eau limité en partie basse du tunnel est efficace pour réaliser le confinement partie haute des fumées produites par un incendie. On a pu constater que la propagation des fumées est stoppée vers le bas et reste limitée en partie haute, on a constaté aussi que le bouchon de fumée se déplace facilement au dessus du nuage de aouttelettes dans le sens de l'écoulement d'air. On constate aussi que la visionà l'intérieur du nuage de gouttelettes reste possible qu'une personne peut se déplacer sans trop grande difficulté. On comprend que ce procédé peut-être également appliqué dans d'autres lieux. On entend par brouillard d'eau une pulvérisation d'eau sous forme de gouttelettes de diamètres suffisants pour ne pas s'expanser vers haut du tunnel. The method of the invention consists in creating flushes of water droplets generated at the bottom and which are heavier than the ambient air, flow and form a cloud occupying the lower part of the tunnel, forming a vault preventing air movement between the floor and the ceiling of the tunnel. This vault creating a large pressure drop and forming an obstacle to fumes, limits the movement of air and fumes in the upper part of the tunnel above the water mist. It is therefore understandable the great interest of this process promotes the evacuation of people and facilitates access to relief. The method of the invention can give rise to various applications, in particular to prevent the propagation of fumes, to reduce or even to prevent the propagation of chemical pollutants, especially towards the lower part of a tunnel. Our studies and private trials have shown that the process of the cloud water droplets limited at the bottom of the tunnel is effective to achieve high containment fumes produced by a fire. It has been found that the spread of fumes is stopped down and remains limited in the upper part, it has also been found that the cap of smoke moves easily over the cloud of droplets in the direction of the airflow. We also note that the vision to inside the cloud of droplets remains possible that a person can move without much difficulty. It is understood that this method can also be applied in other places. Mist of water is a water spray in the form of droplets of sufficient diameter not to expand towards the top of the tunnel.

Le procédé aura donc l'avantage d'empêcher les fun-iées de descendre, mais aussi de lutter contre tous les effets de l'incendie, et notamment d'empêcher son expansion, car au fur età mesure que le nuage de gouttelettes en-lobera la partie basse de l'incendie, celui-ci s'affaibliera, évident que même dans le cas oit les gouttelettes n'arriveraient pasà l'éteindre, il sera circonscrit rapidement permettant ainsi aux servicesde secours de l'approcher plus facilement. En résumé le procédé permettra aux personnes se trouvant dans le tunnel, soit fuir vers l'extérieur, soit de rejoindre un refuge, bien entendu, il serait souhaitable le refuge soit aussi protégé, tel que le propose un autre brevet récent, la combinaison des deux multplierait les avantages. Le procédé prévoit la mise en #uvre dispositif pour parvenir au but. proposé. Le dispositif selon l'invention générera donc nuacre de gouttelettes limitéà une hauteur permettant d'une part de bloquer la fumée en partie haute, d'autre part de permettre aux personnesde se déplacer en sécurité dans un nuage de gouttelettes. Ce dispositif fonctionnera soit sur la long-Lieur totale du tunnel, soit par cantons dans ce cas il fonctionnera séquentiellerrient et la séquence pourra être mobile selon les besoins. La séquence correspondà un ou plusieurs cantons ou tronçons mis en services ensemble ou successivement, la séquence devra toujours être calibrée pour que dans tous les cas le nuage de gouttelettes occupe la moitié basse du tunnel au droit la zone en On fera en sorte que le brouillard émis soit avantageusement généré non seulement sur 1 CD la zone, mais aussià l'avant età l'arrière de la zone en feu, que la séquence soit fixe ou mobile Pour parvenirà ce résultat le dispositif prévoit la possibilité de mettre en #uvre un automate programmé de façonà actionner les tronçons au fur età mesure des besoins, par ouverture successive des électrovannes ou des vannes manuelles. The process will therefore have the advantage of preventing the fun-ies from going down, but also to fight against all the effects of the fire, and in particular to prevent its expansion, because as and to as the cloud of droplets lobs the lower part of the fire, it will weaken, obvious that even if the droplets do not happen to extinguish it, will be circumscribed quickly, allowing Relief Services to approach it more easily. In summary, the process will allow people in the tunnel, either to flee to the outside, or to join a shelter, of course, it would be desirable the refuge is also protected, as proposed by another recent patent, the combination of two would multiply the benefits. The method provides the device implementation to achieve the goal. offers. The device according to the invention will thus generate a droplet range limited to a height allowing one hand to block the smoke in the upper part, on the other hand to allow people of move safely in a cloud of droplets. This device will work either on the total long-link tunnel, or by cantons in which case it will work sequentially and the sequence can be mobile as needed. The sequence corresponds to to one or more cantons or sections put into service together or successively, the sequence must always be calibrated so that in all cases the cloud of droplets occupies the lower half of the tunnel to the right of the zone in. It will be done so that the fog emitted is advantageously generated not only on the zone but also on the at . > the front and to the back of the fire zone, whether the sequence is fixed or mobile To achieve to this result the device provides the possibility to put in # a PLC programmed to to operate the sections as and when to measurement of needs, by successive opening of solenoid valves or manual valves.

Il facile de comprendre que le dispositif de l'invention fonctionne de la manière suivante détection de l'incendie par un moyen approprié par exemple détectionà partir de l'opérateur par caméra, ou par infrarouge qui peut être précédé ou confirmé par une détection de fui-née et/ ou thermique. Les divers moyens de détection installés d'une extrémitéà l'autre du tunnel, donnent les informationsà l'automate programmable qui commande l'ouverture de ou des zonesà brumiser, l'automate est programmé de façonà ce qu*tl ouvre systé ni at ique Ille nt un tronçon de brouillard en amont des personnes et ou des véhicules en mouvements et ferme le tronçon en aval au fur età mesure de l'avancement ce qui a comme avantage de protéger les personnes et les biens et de faciliter et plus sécuriser l'intervention des secours. It easy to understand that the device of the invention operates in the following manner detection of fire by an appropriate means for example detection to from the camera operator , or by infrared that can be preceded or confirmed by leak detection and / or thermal detection. The various detection means installed from one end to the other of the tunnel, give the information to the PLC which controls the opening of areas In the case of misting, the automaton is programmed in such a way that it opens systematically and only a section of fog upstream of people and / or moving vehicles and closes. the section downstream as and to measure of the advancement which has the advantage of protecting people and property and to facilitate and more secure the intervention of the relief.

Le dispositif prévoit aussi la mise en #uvre de buses installées en partie haute du tunnel, mais les buses ne serait utilisées que par les services de secours, lorsqu'ils le jugeraient utile. The device also provides for the installation of nozzles installed in the upper part of the tunnel, but the nozzles would only be used by the emergency services, when they deem it useful.

Il prévu que l'automate soit programmé pour mettre en #uvre le ou les moyens de mise en pression et d'alimentation en eau du dispositif. It provided that the controller is programmed to implement the means or pressurization and water supply of the device.

dispositif prévoit que l'usager du tunnel a la possibilité de déclencher le brouillard d'eau en partie basse du tunnel en appuyant sur un des < coup de poing qui seront disposés le long du tunnelà une distance appropriée. device provides that the user of the tunnel has the ability to trigger the water fog at the bottom of the tunnel by pressing one of the < that will be arranged on the along the tunnel to an appropriate distance.

Pour obtenir les effetsdu procédé de l'invention met en #u-vre un dispositif comprenant ou des canalisations principales qui traversent le tunnel d'une extrémitéà l'autre(1), De- canalisations secondaires (2) raccordées en dérivations(3) de ou des canalisations Principales, électrovannes(6) des vannes manuelles(16) des buses brouillard 'eau (4) installées sur des' en dérivation(5) et situéesà environ 2 mètres de hauteur en partie basse du tunnel sur les canalisation secondaires et réparties afin de permettre au brouillard d'eau de ne couvrir que partie basse du tunnel pour empêcher les fumées de descendre. Le dispositif peut fonctionner de façon manuelle, mais il est possible et même conseillé de le faire fonctionnerà distance de façon automatique, ou par Fi nterrnédi aire d'Lin opérateur, dansce cas le dispositif comprend aussi: une électrovanne(6) commandée par un coup de poing(17) et/ ou par un C automate(8) et/ ou par un opérateur( à distance par réseau filaire électrique ou optique ou radio(7), des détecteurs infrarouge, thermocouple (9), thermovélocirnétri que (10) et / ou de fumées(1 I)En secours du réseau incendie il est possible de rajouter un réservoir non pressurisé, (14) un groupe de pompage thermique et/ ou électrique basse ou haute pression (12) commandé par un automate, un réservoir pressurisé (13) commandé par un automate.In order to achieve the effects of the method of the invention, a device comprising or main pipes running through the tunnel from one end to the other (1), Secondary pipelines (2) connected in branch lines (3) of or main lines, solenoid valves (6) of manual valves (16) Water mist nozzles (4) installed on ' in bypass (5) and located to > approximately 2 meters high at the lower end of the tunnel on the secondary pipelines and distributed to allow the water mist to cover only the lower part of the tunnel to prevent smoke from descending . The device can function manually, but it is possible and even advisable to operate it at distance automatically, or through the operator Linear, in this case the device also includes : a solenoid valve (6) punched (17) and / or by C (8) and / or by an operator (at distance by electrical or optical wired network or radio (7), infrared detectors, thermocouple (9), thermobelocircu- (10) and / or fumes (1 I) As a backup to the fire network it is possible to add a non-pressurized tank, (14) a thermal pumping unit and / or electric low or high pressure (12) controlled by a PLC, a pressurized tank (13) controlled by a PLC.

Une autre possibilité serait la mise place d'un réservoirà une hauteur suffisante pour alimenter le réseau principal.Il est aussi possible d*installer des buses en partie haute du tunnel qui ne serait utilisable que par servicesde secours, et lorsque le danger produit par les fumées serait écarté(15) Il est prevu un ensemblede vannes et clapets permettant le raccordement du dispositif au réseau incendie lorsqu'il existe, ainsi que le fonctionnement manuel du dispositif, de même il est prévu la mise hors gel appropriée, soit par antigel, isolant C & ou réchauffeur si besoin est.Il est bien entendu possible de raccorder sur le dispositif, un système d'injection d'additifs, soit contre l'incendie soit contre les pollutions par produit chimique, un neutralisant par exemple, cas de besoin. Another possibility would be to put a tank at a sufficient height to feed the main network. It is also possible to install nozzles at the top of the tunnel which would be usable only by services of relief, and when the danger produced by the fumes would be spread (15) It is expected a set of of valves and valves allowing the connection of the device to the fire network when it exists, as well as the manual operation of the device, likewise the appropriate frost protection is provided, either by antifreeze, insulation C & or heater if need be. It is of course possible to connect on the device, a system of injection of additives, either against the fire or against the pollutions by chemical product, a neutralizer for example, case of need.

Claims

CLAIMS 1) A method and device for protecting against the effects of a fire in tunnels, characterized in that it uses a combination of means to implement a fog water in the lower part, including a tunnel to block the fumes in the upper part, and prevent them from going down. 2) Device according to claim 1 characterized in that it comprises a combination of means for the fixed or mobile operation of sections generating a water mist, 3) Device according to the claim 1 characterized in that it is constituted, comprises : and implements a set of means including :. main pipes (1), secondary pipes (2) forming independent sections linear relative to each other, connected in branch (3) of the main pipe, fog nozzles water (4) located to a height of about 2 meters connected to the secondary pipes, supplied by manual valves (16) by solenoid valves or similar ( 6) connected via a wired electrical, optical or radio (7) network controlled by a programmable controller (8), theri-nocoupler infrared detectors (9) and / or thermové loci metric (10) and / or smokes (11) giving the information to the automaton, and or to an operator (18) a thermal and / or low or high pressure electric pump connected (12) and controlled by the if necessary a pressurized (13) or non-pressurized (14) pressurized water tank, (15) a trigger (17) ) A set of conventional means of manual valves and fire valves and fittings (19) for connection to a fire network and the manual operation of the device, an anti-freeze device, a device for inhibiting fire and the neutralization of toxic substances.