JP2013511307A - 鉄道車両用の消火システム - Google Patents

Abstract

本発明は、少なくとも１つの消火ノズルに消火流体を供給するための供給ラインを備える消火システム、特に鉄道車両用の消火システムであって、消火ノズルと供給ラインの間に少なくとも１つの部分弁が配置され、この部分弁が、部分弁の調整手段を制御するための信号処理手段を含み、この信号処理手段が、データ通信網を介して中央制御装置に電気的に接続可能である消火システムに関する。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも１つの消火ノズルに消火流体を供給するための供給ラインを備え、消火ノズルと供給ラインの間に少なくとも１つの部分弁が配置されている消火システム、特に鉄道車両用の消火システムに関する。さらに本発明は、消火システムを含む鉄道車両及び消火システムの操作方法に関する。

鉄道輸送において不変の関心事は、利用する鉄道車両の安全性を改善することである。この関係で重要な安全性リスクは鉄道車両の火災の危険である。火災を回避するため、最近の鉄道車両では一つは耐火性又は少なくとも燃えにくい材料を使用している。しかしながら、このようにしても例えば乗客が鉄道車両に可燃性物品を持ち込むことがあるので、せいぜい火災の危険を減らせるだけであり、結果として火災の高いリスクがある。

この課題に対処するため、鉄道車両に消化ノズル配置を導入することが従来技術から知られている。例えば、特許文献１及び特許文献２は、このような鉄道車両用消火システムについて記載している。消火システムは、消火剤貯蔵容器、パイプラインシステム、消火剤散布手段、例えば消火ノズル等、及び圧力発生装置を含むことができる。火災の場合、消火システムが作動し、水等の消火剤が好ましくは８０〜２００バールの高圧下で散布される。

さらに、鉄道車両は、例えば客室、化粧室、荷物室、エンジン室などの種々のリスク部分を含み得ることが分かっている。火災の場合には、火災が検出された部分だけに消火流体又は消火媒体が散布されるように、鉄道車両のこれらの個々の部分を複数の部分弁によって対応部分に細分することができる。消火流体の的を絞った散布によって、使用する消火流体の量を減らせるので、それに応じて輸送しなければならない消火流体の量を最適化することができる。このようにして重量及び空間の節約に関して利益を得ることもできる。

従来技術によれば、部分弁として磁気弁を主に使用している。しかし、電動部分弁の使用も知られている。これらの部分弁は、原則として１つの入力と１つの出力を有する。

従来技術において部分弁の制御が困難であることが判っており、それは多大な労力と経費を伴う。原則として、それぞれの部分弁を中央制御装置から制御できるようにするためには、それぞれ個々の部分弁を複数の別々のラインを介して中央制御装置に接続しなければならない。例えば、電動部分弁及び磁気弁であるなら、２つの弁の位置に合わせて別々のケーブルを敷設してカバーしなければならず、電気抵抗も集積される。

特許文献３から、例えば遠隔制御が可能な磁気弁が知られている。この目的のためこの弁は、中央制御装置を介して制御されるレバーを調整する形式の調整手段を含む。

しかしながら、この従来技術の課題は、多数のケーブルを敷設しなければならないことである。従って、調整手段に加えて、リミットスイッチ、保守スイッチ及び補助駆動装置をも設けなければならず、いずれの場合も別々のラインを経て中央制御装置から遠隔制御しなければならない。このように従来技術の消火システムの遠隔保守及び遠隔制御には大きな設置労力と経費が伴う。

独国特許出願公開第１０２００７００４０５１（Ａ１）号明細書 欧州特許出願公開第１７５７３３０（Ａ１）号明細書 国際公開第２００６／１００２２１（Ａ１）号パンフレット

従って、上記欠点から、簡単な方法及び少ない設置労力と経費で部分弁の遠隔制御を可能にする鉄道車両用消火システムを提供するという目的が生じる。

この目的は、一態様によれば、少なくとも１つの消火ノズルに消火流体を供給するための供給ラインを備える消火システム、特に鉄道車両用の消火システムであって、消火ノズルと供給ラインの間に少なくとも１つの部分弁が配置され、この部分弁が、部分弁の調整手段を制御するための信号処理手段を含み、この信号処理手段が、データ通信網を介して中央制御装置に電気的に接続可能である消火システム、特に鉄道車両用の消火システムによって達成される。

部分弁が、調整手段を制御するための適切な信号処理手段を含む場合、例えば鉄道車両の運転室内又は鉄道車両の適切なチェックポイントに位置し得る中央制御装置から簡単な方法で部分弁を制御できることは認識されていた。調整手段として適切な手段、例えば調整レバー、電気モーター等を利用できるので、この調整手段によって部分弁のロック手段を調整することができる。

部分弁に信号処理手段を組み込むこともでき、或いは部分弁上に適切なインターフェース等を介して信号処理手段を配置することもできる。信号処理手段が調整手段を介して少なくとも１つの弁の位置を調整し、ひいては例えば部分弁の開閉を達成できるように信号処理手段を設計することができる。

信号処理手段は、それが簡単な方法でデータ通信網に接続可能であるという利点をももたらす。データ通信網は、原則として、例えば空調装置、通信装置等のような鉄道車両の他の電気設備のために鉄道車両に既に導入されている。従って、多数の追加ケーブルによる部分弁の中央制御装置への複雑な接続を回避することができる。信号処理手段をデータ通信網に接続することが必要なだけである。しかしながら、本発明によれば、重複性の理由のため、火災警報システム及び制御システム用の別々のケーブル配置を利用することもできる。

エネルギー供給に関して、信号処理手段は、適切なエネルギー貯蔵装置等の独自のエネルギー供給を有することができ、及び／又は鉄道車両のエネルギー供給網に連結可能である。その結果、使用者は、中央制御装置及びデータ通信網を介して、好ましくは直接、対応する部分弁と通信することができる。

本発明の鉄道車両用消火システムは、簡単な方法で少なくとも１つの部分弁と確実に通信することができる。当然のことながら、本発明の他の変形例により、消火システムは２つ以上の部分弁並びに２つ以上の消火ノズルを含むこともできる。

有利な実施形態により、部分弁が電動部分弁であることが提案される。電動部分弁は、調整手段として、例えば信号処理手段を介して操作可能な電気モーターを含む。電気モーターで所望の弁位置を調整することができる。電動部分弁の使用は、特に部分弁の簡単な制御を可能にする。

信号処理手段のデータ通信網への簡単な電気的接続をもたらすため、さらに有利な例示実施形態により、信号処理手段がデータインターフェースを介してデータ通信網に接続可能であることが提案される。

さらに、信号処理手段は、好ましくは例えばマイクロプロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）等のプロセッサを含むことができる。部分弁の複雑さ及び部分弁の調整手段の制御に応じて、適切な信号処理手段を実行することができる。

さらなる好ましい例示実施形態では、信号処理手段がＩＰアドレスを備え得る。このようにして、信号処理手段と、それぞれ信号処理手段を含む部分弁との簡単なアドレス指定が可能である。中央制御装置と部分弁の信号処理手段との間の通信のために特定の既知プロトコルを利用することができる。特に複数の部分弁がある場合に、簡単な方法で該アドレス指定が可能である。

さらに、好ましくはデータ通信網をトークンリングとして形成することができる。デイジーチェーンネットワークアクセスも可能である。さらにイーサネット（登録商標）ネットワークアクセスが可能であろう。

別の有利な例示実施形態により、鉄道車両の予め決定できる第１部分内に少なくとも１つの消火ノズルを操作するための部分弁を、鉄道車両の予め決定できる第２部分内の少なくとも１つのさらなる消火ノズルとは独立に形成することが提案される。鉄道車両内の異なるリスク部分を予め決定することができる。これらの部分の１つで火災が検出された場合、他の部分とは独立に消化流体を散布することができる。例えば、第１部分が鉄道車両の客室であり、第２部分が化粧室であってよい。原則的に、鉄道車両をいずれの任意の数の部分にも細分することができる。第３リスク部分は、例えば荷物室、エンジン室などであろう。火災が検出されたそれぞれの部分の独立制御の可能性のため、火災を制御するために必要な消火流体の量を減らせるので、重量及び空間を節約することができる。適切な検出器を利用して火災を検出することができる。

さらに好ましい例示実施形態によれば、必要な部分弁の数を減らすため、部分弁が少なくとも１つの入口開口と、第１出口開口と、第２出口開口とを含むことができる。少なくとも２つの出口開口のある部分弁を設計することによって、１つの部分弁を用いて２つの異なる部分に相互独立に消火流体を供給することができる。この目的のために部分弁は、調整手段で駆動可能な対応ロック手段を含むことができる。従来技術とは対照的に、さらなる部分弁は必要ない。このことが空間と重量に関して有意な節約をもたらす。例えば、鉄道車両の第１部分内の消火ノズルに供給ラインから入口開口と第１出口開口を介して消火流体を供給し、一方で、鉄道車両の第２部分の消火ノズルには供給ラインから入口開口と第２出口開口を介して消火流体を供給することができる。

当然のことながら１つだけの出口開口又は両方の出口開口が開くこともあり、或いは出口開口が開かないこともあることもある。さらに当然のことながら、鉄道車両の第３部分及びさらなる部分に相互独立に消火流体を供給するため、部分弁が３つ以上の出口開口を含むこともできる。特に、２つ以上の出口開口があれば、信号処理手段によって部分弁の調整手段を効率的に制御することができる。さらに、複数の出口開口にもかかわらず、部分弁の制御及び保守のためには、データ通信網への信号処理手段の１つの接続が必要なだけなので、設置労力及び経費も少ない。

さらなる例示実施形態によれば、信号処理手段は、部分弁の状態を判定するためのデータ収集手段を含むことができる。収集された状態データを次に好ましくは信号処理手段から直接、データ通信網を介して中央制御装置に送信することができる。そして、これらの状態データに応じて、部分弁及び調整手段をそれぞれ簡単な方法で高度の精度にて制御することができる。例えば定期的間隔で状態データの収集を行うことができる。また、使用者は中央制御装置を介してデータにアクセスすることができる。

原則的に、部分弁に関する全てのデータを収集手段によって記録することができる。さらなる例示実施形態によれば、収集手段に部分弁の操作モード及び／又は部分弁の位置及び／又は部分弁の故障を判定する工程を設けることができる。例えば、収集手段は、部分弁が保守モード、静止モード又は操作モードにあるかを検出することができる。保守モードの場合、例えば部分弁の機能を試験するために中央制御装置から種々の試験を行うことができる。この目的のために例えばまず第一に種々の部分弁の位置、例えば開いている第１出口開口、開いている第２出口開口、開いている第１及び第２出口開口などを調整することができる。次に適切なセンサーが、それぞれ調整された弁位置が実際に達成されたかを検出することができる。例えば機能的欠陥のような部分弁の故障がある場合、信号処理手段によってこの故障を即座に検出し、その情報を中央制御装置に送信してそこで表示することができる。故障を直すため、使用者はさらに適切な措置を取ることができる。データ収集手段は、これらのデータを記録するための適切なセンサーを含むことができる。

当然のことながら、本発明の他の変形例によれば、部分弁に関するさらなるデータを収集することができる。従って、適切なセンサーを用いて、周囲温度、部分弁温度、部分弁を通る流速などを記録することが考えられる。簡単な保守の可能性に加えて、火災の場合には部分弁の簡単な制御を遂行することもできる。

さらに、さらなる例示実施形態の消火システムは圧力発生装置を含むことができ、前記圧力発生装置は鉄道車両の圧縮空気供給に連結可能である。圧力発生装置を用いて所望の静止圧力及び／又は操作圧力を発生させる得る。従って、高圧、例えば８０〜２００バールで消火ノズルを介して消火流体を散布することができる。圧力発生装置の鉄道車両の圧縮空気供給への連結のため、追加の圧力発生装置を省くことができる。

上記目的は、さらなる態様により、上記消火システムを含んでなる鉄道車両によって達成される。例えば、消火システムを高速列車、トラム、地下鉄などで使用できる。

上記目的は、なおさらなる態様によれば、消火システム、特に前述した消火システムの操作方法によって達成される。この方法では、供給ラインと少なくとも１つの消火ノズルとの間に配置された部分弁であって、この部分弁の調整手段を制御するための信号処理手段を含んでなる部分弁を、中央制御装置からデータ通信網を介して制御する。特に、配置された信号処理手段を介して中央制御装置によって直接部分弁を制御することができる。本消火システム、特に消火システムの部分弁は簡単に操作することができる。

以下、例示実施形態を示す図面の助けを借りて本発明をさらに詳細に説明する。

消火システムの第１の例示実施形態を示す。

図１は、消火システム２を示し、消火手段貯蔵容器２４、圧力発生装置２６、供給ライン４、部分弁８、部分ライン１８及び消火ノズル６を備えている。この関係では、圧力発装置２６は、好ましくは鉄道車両（図示せず）の圧縮空気供給に連結可能である。

さらに中央制御装置１４及びデータ通信網１２が設けられていることが分かる。中央制御装置１４は、適切なプロセッサ、入力及び出力手段などを含むことができる。好ましくは、点線で示してあるトークンリングとしてデータ通信網１２を形成することができる。しかし、データ通信網１２の他の構成も可能である。

鉄道車両に好ましくは既にデータ通信網が設置されている、鉄道車両で消火システムを好ましく使用することができる。この関係では、鉄道車両を異なるリスク部分１６．１、１６．２及び１６．３に細分することができる。例えば、第１部分１６．１が客室であり、第２部分１６．２が化粧室であり、かつ第３部分１６．３が荷物室であってよい。当然のことながら、さらに多くの部分を設けるか又は２つの部分だけ設けてもよい。

消火流体貯蔵容器２４から消火流体の第１部分１６．１への供給は、供給ライン４を経由して第１部分弁８．１を介して起こり得る。好ましくは第１部分弁８．１は、ロック手段（図示せず）を調整するための電気モーター９の形で調整手段９を備えた電動弁８．１である。

この関係では信号処理手段１０．１を介して電気モーター９を操作することができる。信号処理手段は、部分弁８．１に組み込むことができ、或いは部分弁８．１上に配置することができる。部分弁８．１はさらに入口開口２０及び出口開口２２を含む。

第１部分１６．１内には、複数の消火ノズル６．１を配置することができ、これらは部分ライン１８．１を介して部分弁８．１の出口開口２２と連絡可能である。明確さのため、第１部分内の火災を検出するための火災検出装置の描写は省略した。

鉄道車両の第２部分１６．２内の消火ノズル６．２への消火流体の供給及び鉄道車両の第３部分１６．３内の消火ノズル６．３への消火流体の供給は、第２部分弁８．２を介して実行される。好ましくはこの部分弁８．２は、第１部分弁８．１と同様に、電気モーター９を制御するための信号処理手段１０．２を備えた電動部分弁８．２として設計される。

しかし、部分弁８．１に比べて、部分弁８．２は、第１出口開口２２．１と第２出口開口２２．２を有する。従って、部分弁８．２の第１出口開口２２．１を介して消火流体を第２部分１６．２の消火ノズル６．２に供給し、一方では、部分弁８．２の第２出口開口２２．２を介して消火流体を第３部分１６．３の消火ノズル６．３に供給することができる。

さらに、図１から、信号処理手段１０．１及び１０．２がデータ通信網１２を介して中央制御装置１４に接続されていることが分かる。この目的のため、信号処理手段１０．１及び１０．２は適切なデータインターフェースを含むことができる。

既に前述したように、信号処理手段１０を部分弁８に組み込むことができる。同様に、信号処理手段１０を適切なインターフェース等を介して部分弁８上に配置することもできる。好ましくは適切なプロセッサを含み得る信号処理手段１０を配置したため、部分弁８では、中央制御装置１４によって、それぞれの部分弁８及びそれぞれに対応する調整手段９の簡単な制御が可能となる。

さらに信号処理手段１０は、部分弁８の状態データを収集するため、例えば適切なセンサーのようなデータ収集手段を含み得る。例えば、部分弁８の操作モード、部分弁８の故障、部分弁の位置、部分弁８の温度、部分弁８を通る流速及びそれぞれの部分弁８に関する同様の状態パラメーターを記録することができる。

さらに、火災を検出し、及び／又はそれに対応するデータを中央制御装置１４に送信できるようにするため、信号処理手段１０を火災検出装置に接続することができる。当然のことながら、代わりに及び加えて、さらなる火災検出器を設けてよい。

ところで、第１部分１６．１で適切な火災検出器によって火災が検出されると、第１部分１６．１の消火システム２が好ましくは自動的に作動する。例えば、消火流体が好ましくは高圧で消火ノズル６．１を通って流出できるように、部分弁８．１の出口開口２２が開放される。この目的のため、ロック手段が弁の開口位置に調整されるように、信号処理手段１０．１が調整手段９を適切に始動させ得る。当然のことながら、部分弁８とは別に、さらなる弁装置をラインシステムに設けてよい。

信号処理手段１０．１は、部分弁８．１の状態の変化を中央制御装置１４に直接送信することができる。例えば列車運転士のような中央制御装置１４の使用者は、必要ならば、鉄道車両のブレーキシステムを操作する等のさらなる適切な行動を取ることができる。

火災が第３部分１６．３で検出された場合、調整手段９及びロック手段を用いて信号処理手段１０．２によって部分弁８．２の第２出口開口２２．２を開くことができ、一方、部分弁８．２の第１出口開口２２．１は閉じたままである。この場合、さらに次に信号処理手段１０．２が変化状態を中央制御装置１４に送信することができる。

簡単に１つの部分弁を用いて、少なくとも２つの異なる部分に相互独立に消火流体を簡単な方法で供給することができる。

火災の場合の部分弁８の簡単な制御とは別に、本消火システム２は、部分弁８の簡単な主要保守をも可能にする。使用者は、主として中央制御装置１４から種々の試験を行って、個々の部分弁８の機能性をチェックすることができる。従って、例えば開いている第１出口開口、開いている第２出口開口などの個々の弁位置を中央制御装置１４によって調整することができる。そして、信号処理手段１０のデータ収集手段によって、所望の弁位置が実際に達成されたかを検出することができる。それぞれ個々の部分弁８を手動でチェックする必要はない。

Claims (13)

1. 消火システム（２）、特に鉄道車両用の消火システム（２）であって、
   少なくとも１つの消火ノズル（６．１、６．２、６．３）に消火流体を供給するための供給ライン（４）を備え、
   前記消火ノズル（６．１、６．２、６．３）と前記供給ライン（４）の間に少なくとも１つの部分弁（８．１、８．２）が配置されている
   消火システム（２）において、
   前記部分弁（８．１、８．２）が、前記部分弁（８．１、８．２）の調整手段（９）を制御するための信号処理手段（１０．１、１０．２）を含み、この信号処理手段（１０．１、１０．２）が、データ通信網（１２）を介して中央制御装置（１４）に電気的に接続可能であることを特徴とする消火システム（２）。
2. 前記部分弁（８．１、８．２）が、電動部分弁（８．１、８．２）であることを特徴とする請求項１に記載の消火システム（２）。
3. 前記信号処理手段（１０．１、１０．２）が、データインターフェースを介してデータ通信網（１２）に接続可能であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
4. 前記信号処理手段（１０．１、１０．２）がプロセッサを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
5. 前記信号処理手段（１０．１、１０．２）がＩＰアドレスを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
6. 前記データ通信網（１２）がトークンリングとして形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
7. 前記部分弁（８．１、８．２）が、前記鉄道車両の予め決定できる第１部分（１６．１）内の少なくとも１つの消火ノズル（６．１）を、前記鉄道車両の少なくとも１つの予め決定できる第２部分（１６．２）内の少なくとも１つのさらなる消火ノズル（６．２）とは独立に操作するように設計されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
8. 前記部分弁（８．２）が、少なくとも１つの入口開口（２０）と、第１出口開口（２０．１）と、少なくとも１つの第２出口開口（２０．２）とを含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
9. 前記信号処理手段（１０．１、１０．２）が、前記部分弁（８．１、８．２）の状態を記録するためのデータ収集手段を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
10. 前記データ収集手段に前記部分弁（８．１、８．２）の操作モード及び／又は部分弁の位置及び／又は部分弁の故障を判定する工程が設けられていることを特徴とする請求項９に記載の消火システム（２）。
11. 前記消火システム（２）が圧力発生装置（２６）を含み、この圧力発生装置（２６）が前記鉄道車両の圧縮空気供給に連結可能であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の消火システム（２）。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の消火システムを含んでなる鉄道車両。
13. 消火システム、特に請求項１〜１１のいずれか１項に記載の消火システムの操作方法において、供給ライン（４）と少なくとも１つの消火ノズル（６．１、６．２、６．３）との間に配置された部分弁（８．１、８．２）であって、この部分弁（８．１、８．２）の調整手段（９）を制御するための信号処理手段（１０．１、１０．２）を含んでなる部分弁（８．１、８．２）を、中央制御装置（１４）からデータ通信網（１２）を介して制御することを特徴とする方法。

Images