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Dokumentenidentifikation DE102005018235B4 29.03.2007
Titel Brandbekämpfung in Lokomotiven
Anmelder Bombardier Transportation GmbH, 10785 Berlin, DE
Erfinder Baumann, Marc, 34246 Vellmar, DE;
Reimann, Heinz, Bronstetten, CH;
Staudenmaier, Heinz, Oberhasli, CH;
Treichler, Urs, Richterswil, CH
Vertreter Patentanwälte Effert, Bressel und Kollegen, 12489 Berlin
DE-Anmeldedatum 19.04.2005
DE-Aktenzeichen 102005018235
Offenlegungstag 26.10.2006
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.03.2007
IPC-Hauptklasse A62C 3/07(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Brandbekämpfung in einer Lokomotive.

Eine Feuerlöscheinrichtung für Schienenfahrzeuge ist beispielsweise aus der EP 0 650 743 B1 bekannt. Die Einrichtung weist einen stationären Behälter für Löschflüssigkeit auf, der über ein Rückschlagventil mit Druckluft beaufschlagbar ist, und mit einer Löschmittelleitung.

Es sind Bauarten von Lokomotiven bekannt, die eine Mehrzahl von Betriebseinrichtungen für den Betrieb der Lokomotive und/oder für den Betrieb von Wagons aufweisen, wobei die Betriebseinrichtungen über verschiedene Bereiche in der Lokomotive verteilt angeordnet sind.

Lokomotiven (darunter wird jegliche Art von Schienen-Trieb- oder Steuerfahrzeugen verstanden) sind brandgefährdete Schienenfahrzeuge, da ein Brand mit höherer Wahrscheinlichkeit als bei anderen Schienenfahrzeugen durch den Betrieb der verschiedenen Betriebseinrichtungen entstehen kann. Andererseits sind die Kosten für eine Lokomotive besonders hoch und soll ein Notlauf auch beim Auftreten eines Brandes gewährleistet sein. Insbesondere ist es wünschenswert, dass die Lokomotive noch bis zu einer Stelle weiterfahren kann, an der eine sichere Evakuierung eines Zuges möglich ist.

DE 31 03 763 A1 beschreibt eine automatische Feuerlöscheinrichtung für einen Motorraum einer Grubenlokomotive, wobei die Feuerlöscheinrichtung wenigstens einen Löschmittelbehälter, wenigstens eine mit diesem verbundene Löschmitteldüse sowie eine auf das Ventil des Löschmittelbehälters wirkende Auslösevorrichtung und wenigstens einen mit der Auslösevorrichtung in Wirkverbindung stehenden Thermostaten aufweist. Insbesondere können durch Löschmitteldüsen mögliche Brandherde mit Löschmittel abgedeckt werden.

EP 1 419 804 A1 beschreibt ein System zum Schutz gegen Feuer in mobilen Einheiten für Schienenwege, wobei die mobilen Einheiten zumindest einen zu schützenden Risikobereich aufweisen. Das System weist eine Detektionseinheit mit Mitteln zum Saugen und Analysieren, eine Steuereinheit mit Mitteln zur Auswertung und Kommunikation und eine Ausführungseinheit mit Druckknöpfen zur Aktivierung einer Löscheinheit mit Sprühdüsen auf, die in Risikobereichen angeordnet sind und durch Leitungen gespeist sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Brandbekämpfung bei Lokomotiven der eingangs genannten Bauart anzugeben, mit denen der durch einen Brand verursachte Schaden gering gehalten werden kann und mit hoher Wahrscheinlichkeit zumindest ein Notlauf-Betrieb möglich ist.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 bzw. 15.

Es wird vorgeschlagen, als Teil der Anordnung einen Löschmittelvorrat vorzusehen, der ein Löschmittel aufweist. Ferner weist die Anordnung ein Löschmittel-Verteilsystem auf, das ausgestaltet ist, das Löschmittel in die verschiedenen Bereiche der Lokomotive zu führen, sodass eine örtlich selektive Brandbekämpfung in einzelnen und/oder mehreren der Bereiche möglich ist. Hierdurch kann ein zusätzlicher Schaden, der durch Austritt von Löschmittel verursacht werden kann, reduziert werden. Die Anordnung ist insbesondere vollständig Bestandteil einer Lokomotive, wobei jedoch Teile einer Steuereinrichtung und/oder Betätigungseinrichtung optional außerhalb der Lokomotive angeordnet sein können.

Ein besonderes Problem bei Lokomotiven stellt der meist sehr kleine Raum dar, der für eine Löscheinrichtung zur Verfügung steht. Eine örtlich selektive (gezielte) Löschung hat daher den Vorteil, dass nur eine geringere Menge Löschmittel benötigt wird.

Die Anordnung weist Branddetektoren auf, die jeweils in einem der Bereiche angeordnet sind, und ein Luftführungssystem. Durch das Luftführungssystem werden Luftströmungen in der Lokomotive derart geführt, dass in jedem mit einem Branddetektor versehenen Bereich ein Brand durch zumindest einen der Branddetektoren selektiv für diesen Bereich festgestellt werden kann.

Hierdurch wird die Zuverlässigkeit bei der Erkennung und örtlich selektiven Löschung eines Brandes erhöht.

Die Bereiche in der Lokomotive, die selektiv löschbar sind, sind z. B. einzelne Geräteschränke, so genannte Gerüste (z. B. Hochspannungsversorgung) und/oder Abteile der Lokomotive mit einer oder mehreren Betriebseinrichtungen.

Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass in Lokomotiven bedingt durch den Betrieb Luftströmungen auftreten oder zumindest auftreten können. Die Luftströmungen werden insbesondere zur Kühlung von Betriebseinrichtungen (z. B. Stromrichter), bei der Klimatisierung von Bereichen und/oder zur Versorgung von Betriebseinrichtungen mit Luft (z. B. Kompressor für Bremsanlage) erzeugt. Werden nicht besondere Maßnahmen getroffen (wie bei dem erfindungsgemäßen Luftführungssystem) kann ein Brand auch in einem Bereich detektiert werden, der nicht unmittelbar von dem Brand betroffen ist. Führt beispielsweise eine Luftströmung heiße Brandgase und/oder Rauch in einen zweiten Bereich, der dem Brandbereich benachbart ist, kann möglicherweise nur in dem zweiten Bereich ein Brand detektiert werden. Dies führt unter Umständen zu einer Löschung nur in dem zweiten Bereich.

Bei den Branddetektoren handelt es sich insbesondere um Rauchmelder und/oder Temperatursensoren.

Bei den Betriebseinrichtungen für den Betrieb der Lokomotive und/oder für den Betrieb von Wagons handelt es sich beispielsweise um beliebige Kombinationen der folgenden Einrichtungen: elektrische Einrichtung für die Stromversorgung (z. B. so genannte Hochspannungs- oder Niederspannungs-Gerüste für den Antrieb der Lokomotive und/oder für Hilfseinrichtungen), Bremswiderstände zur Dissipation von elektrischer Energie in Wärme, Steuereinrichtung, Sicherungseinrichtung zur Sicherung des Betriebes, Kühleinrichtung, Stromrichter, Umrichter, Transformator, Kompressor zum Komprimieren von Gasen (z. B. zur Erzeugung von Druckluft für eine Bremsanlage) und/oder eine Feuerlöscheinrichtung.

Ferner weist das Luftführungssystem Luftführungselemente auf, die derart angeordnet sind, dass zumindest einzelne der Bereiche mit Branddetektoren von Luft durchströmt werden, die nach dem Einströmen in die Lokomotive und vor dem Ausströmen aus der Lokomotive durch keinen anderen mit einem Branddetektor ausgestatteten Bereich strömt. Die Luftführungselemente sind beispielsweise Luftleitblätter (z. B. Luftleitbleche), andere Elemente, die einen Luftstrom entlang der Strömungsrichtung begrenzen, Lufteinlass- und Luftauslassvorrichtungen zum Einlassen oder Auslassen von Luft in/aus Bereichen oder Teilbereichen, Ventilatoren, Gebläse und/oder Schotte (permanent abschottende oder Schotte, die geöffnet oder geschlossen werden können, z. B. Klappen) zum Abschotten von Bereichen oder Teilbereichen gegeneinander.

Durch eine derartige Luftführung wird gewährleistet, dass zumindest diese einzelnen Bereiche eindeutig einem Zustrom von Luft und/oder Abluftstrom zugeordnet sind.

Bei dem Luftführungssystem wird vorzugsweise ein zentraler Bereich der Lokomotive zur Luftzuleitung oder Luftableitung genutzt, wobei in dem zentralen Bereich keine Betriebseinrichtungen angeordnet sind, die auf Brand überwacht werden. Durch den zentralen Bereich (beispielsweise einen in Fahrtrichtung der Lokomotive verlaufenden Gang) kann Luft separat in die einzelnen Bereiche geführt werden, in denen die zu überwachenden Betriebseinrichtungen angeordnet sind.

Besonders bevorzugt wird eine Ausgestaltung, bei der alle zu überwachenden Bereiche so gegeneinander abgeteilt sind, dass der Luftaustausch zwischen den zu überwachenden Bereichen behindert und/oder verhindert ist. Es soll kein störender Luftaustausch stattfinden, der eine lokal richtig zugeordnete Detektion eines Brandes verhindert. Vorzugsweise soll im Wesentlichen ausschließlich über einen oder mehrere nicht zu überwachende Bereiche und/oder von außerhalb der Lokomotive Luft in die zu überwachenden Bereiche strömen. Außerdem kann Luft aus den zu überwachenden Bereichen in einen oder mehrere nicht zu überwachende Bereiche und/oder nach außen strömen. Außer einem Gang kommt als nicht zu überwachender Bereich insbesondere eine Sammel-Luftleitung (für Zuluft und/oder Abluft) und ein Bereich in Frage, in dem keine betriebswichtigen Einrichtungen oder lediglich Einrichtungen angeordnet sind, die keine Brandgefahr darstellen (z. B. Löschmittelbehälter oder schwer entflammbare Gegenstände).

Für die Behinderung des Luftaustausches zwischen zu überwachenden Bereichen werden insbesondere die Schotte verwendet. Dabei ist es nicht erforderlich, dass die Schotte einen unmittelbaren Luftaustausch zwischen benachbarten Bereichen vollständig verhindern, also luftdicht abschließen. Vielmehr reicht es (wie bei einer bevorzugten Ausführungsform) aus, wenn ein Schott (z. B. ein Blech) sich über nahezu die gesamte freie Grenzfläche zwischen den Bereichen erstreckt, an seinen Rändern jedoch Spalte offen lässt, die eine Spaltbreite von einigen Millimetern bis etwa maximal 3 cm aufweisen. Damit können beim Betrieb der Lokomotive wesentliche Luftströme zwischen den gegeneinander abgeschotteten Bereichen verhindert werden. Ein geringer Luftstrom durch die Spalte oder lediglich ein Gas- oder Teilchenaustausch durch Diffusion führen nicht dazu, dass ein in einem der Bereiche auftretender Brand von einem Brandmelder in einem benachbarten, abgeschotteten Bereich detektiert wird. Die örtlich richtige Branddetektion wird trotz der Spalte gewährleistet.

Eine weitere bevorzugte Maßnahme betrifft die aktive Steuerung von Luftströmen zur Detektion eines Brandherdes. Insbesondere wird vorgeschlagen, zum Zweck der Detektion eines Brandherdes die Richtung eines Luftstromes zu verändern, einen Luftstrom zu erzeugen und/oder einen Luftstrom zu unterbinden. Beispielsweise werden hierzu zumindest ein Gerät wie Ventilator, Gebläse oder Luftkompressor an- oder abgeschaltet. Auch können Klappen und/oder Schotte geöffnet und/oder geschlossen werden. Eine Auswertungseinrichtung kann dabei insbesondere eine Veränderung von Branddetektor-Signalen vor, während und/oder nach der Ausführung der aktiven Steuerungsmaßnahme auswerten. Daraus kann ein Brand eindeutig einem bestimmten Bereich zugeordnet werden.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft das Löschmittel. Dieser Aspekt kann mit dem zuvor beschriebenen Luftführungssystem kombiniert werden oder auch ohne ein solches Luftführungssystem verwendet werden. Dem Aspekt liegt das Problem zu Grunde, dass das Löschmittel an den Einrichtungen der Lokomotive, insbesondere an elektrischen Einrichtungen, Schaden anrichten kann.

Zur Lösung des Problems wird vorgeschlagen, Wasser ohne Gefrierschutzmittel als Löschmittel zu verwenden. "Ohne Gefrierschutzmittel" bedeutet dabei, dass die Eigenschaft von reinem Wasser, bei einem Druck von 1 bar bei 0° Celsius zu gefrieren, nicht oder nur unwesentlich durch Zusätze verändert ist. Vorzugsweise wird vollentsalztes oder destilliertes Wasser verwendet.

Diesem Aspekt der Erfindung liegt die Kenntnis zu Grunde, dass insbesondere dem Wasser zugesetztes Gefrierschutzmittel einen Schaden an elektrischen Einrichtungen verursachen kann. Beispielsweise können für das Funktionieren der elektrischen Einrichtungen (insbesondere bei elektronischen Einrichtungen) elektrisch leitende oder halbleitende Materialien mit dünner Schichtdicke erforderlich sein, die mit Frostschutzmittel chemisch reagieren und ihre gewünschten elektrischen Eigenschaften verlieren. Eine Gefahr besteht insbesondere dann, wenn wie bei einer bevorzugten Ausgestaltung das Löschmittel Wasser im zu löschenden Bereich unter Hochdruck vernebelt wird. In diesem Fall werden besonders geringe Mengen Löschmittel benötigt. Auf Grund der feinen, gleichmäßigen Verteilung des Löschmittels gelangt das Löschmittel jedoch auch in entlegene oder ansonsten schwer zugängliche Teil-Bereiche.

Ein Schaden an den elektrischen Einrichtungen kann insbesondere durch folgende Vorgehensweise besonders gering gehalten werden: wird ein Brand in einem Bereich detektiert, in dem die elektrische Einrichtung angeordnet ist, wird zunächst die elektrische Einrichtung abgeschaltet (insbesondere spannungsfrei geschaltet). Anschließend beginnt der Löschvorgang, vorzugsweise durch Erzeugung eines Hochdruck-Wassernebels. Nach einer im Einzelfall zu bestimmenden Wartezeit, die mit dem Ende des Löschvorgangs beginnt, kann davon ausgegangen werden, dass die elektrische Einrichtung wieder trocken ist. Die Wartezeit kann durch Ventilation von Luft, durch Heizen der Luft in dem Bereich und/oder durch Heizen der elektrischen Einrichtung verkürzt werden. Beispielsweise können Teile der elektrischen Einrichtung (wie ein wasser-unempfindlicher Teil, dessen Betrieb mit einer Verlustwärme-Erzeugung verbunden ist) selbst zur Heizung verwendet werden. Nach dem Ende der Wartezeit kann versucht werden, die elektrische Einrichtung wieder in Betrieb zu nehmen. In vielen Fällen, insbesondere bei frühzeitiger Erkennung und Löschung eines Brandes außerhalb der elektrischen Einrichtung, kann die elektrische Einrichtung wieder in Betrieb genommen werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist ein Behälter, der zumindest einen Teil des Löschmittels enthält, mit einer (vorzugsweise elektrischen) Heizung kombiniert, sodass gefrorenes Wasser in dem Behälter aufgetaut werden kann und/oder ein Einfrieren des Wassers in dem Behälter verhindert werden kann. Dies erlaubt einen zuverlässigen Betrieb (bzw. die Betriebsbereitschaft) auch bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Vorzugsweise sind die Heizung und der vollständig mit Löschmittel gefüllte Behälter so aufeinander abgestimmt, dass das Löschmittel innerhalb von 60 Minuten ab Beginn einer Heizphase vollständig aufgetaut werden kann, wenn es vorher bei Temperaturen von –30° Celsius gefroren war. Während eines Dauerbetriebes der Lokomotive wird jedoch bevorzugt, dass die Temperatur des gesamten Löschmittels in dem Behälter, wenn erforderlich unter Verwendung der Heizung, permanent auf einem Wert über dem Gefrierpunkt gehalten wird.

Vorzugsweise ist zumindest ein zweiter Behälter mit demselben Löschmittel vorhanden, so dass eine zweite Löschung durchgeführt werden kann. Der Behälter ist beispielsweise eine Druckflasche, d. h. eine Flasche, deren Inhalt durch ein Gas (beispielsweise Stickstoff aus einem Gasdruckbehälter) unter Druck (beispielsweise bis zu 100 bar, insbesondere bis zu 200 bar) gesetzt werden kann.

Der Behälter kann über eine Löschmittelzuführung mit zumindest einem der auf Brand zu überwachenden Bereiche der Lokomotive verbunden sein und wobei am Ende der Löschmittelzuführung in dem Bereich zumindest eine Löschdüse angeordnet ist, die derart ausgestaltet ist, dass an ihrem Austritt das Wasser als Hochdruck-Wassernebel vernebelt werden kann.

Die Heizung weist beispielsweise eine Heizmanschette auf, die mit einer Außenoberfläche des Behälters in Kontakt ist und den Behälter zumindest teilweise umläuft.

Die Anordnung weist vorzugsweise eine Regeleinrichtung zur Regelung einer Temperatur des Löschmittels in dem Behälter und/oder einer Temperatur des Behälters auf. Ein Temperatursensor, der mit der Regeleinrichtung verbunden ist, ist an der Heizung, an dem Behälter und/oder an einem Leitungsanschluss des Behälters angeordnet. Insbesondere kann die Temperatur auf einen konstanten Wert geregelt werden.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Aktivierung der Lösch-Anordnung. Dieser Aspekt kann mit dem zuvor beschriebenen Luftführungssystem und/oder mit dem zweiten Aspekt (Löschmittel) kombiniert werden, oder auch ohne das Luftführungssystem und mit anderem Löschmittel verwendet werden. Dem dritten Aspekt liegt das Problem zu Grunde, dass die Lösch-Anordnung möglichst vollständig über die gesamte Betriebsdauer der Lokomotive zur Verfügung stehen soll.

Es wird vorgeschlagen, dass die Anordnung durch eine von außerhalb der Lokomotive betätigbare Aktivierungsvorrichtung aktiviert werden kann. Dabei setzt die Aktivierung nicht unmittelbar einen Löschvorgang in Gang. Vielmehr wird durch die Aktivierung lediglich die Anlage in Bereitschaft versetzt und somit betriebsbereit gemacht. Insbesondere wird derjenige Teil der Anlage aktiviert, der zur Detektion von Bränden in den einzelnen Bereichen der Lokomotive dient. Dies schließt Branddetektoren in den einzelnen Bereichen und eine Auswertungseinrichtung (z. B. eine zentrale Auswertung- und Steuereinrichtung der Lösch-Anordnung) ein. Ferner wird (soweit erforderlich) das Löschmittel betriebsbereit gemacht. Wird z. B. Wasser als Löschmittel verwendet und ist das Wasser gefroren, wird wie oben beschrieben das Wasser aufgetaut. Somit kann der Betrieb der Lokomotive vorbereitet werden, ohne die Lokomotive zu betreten. Somit besteht keine Gefahr, dass nach dem Betreten ein Brand entsteht, der nicht gelöscht werden kann.

Beispielsweise wird die Lösch-Anordnung während des normalen Betriebes durch Einschalten der Lokomotive aktiviert. Durch einen zusätzlichen Schalter oder Taster, der von außerhalb der Lokomotive bedient werden kann, kann die Lösch-Anordnung alternativ zum Einschalten der Lokomotive aktiviert werden. Dabei kann ein Zeitraum vorgegebener Länge (z. B. 1 Stunde) definiert sein. Wird die Lösch-Anordnung von außerhalb der Lokomotive aktiviert, bleibt sie über diesen Zeitraum hinweg aktiv und wird dann wieder deaktiviert.

Nach erfolgter Aktivierung ist die Anlage einsatzbereit und es wird automatisch ein etwaig auftretender Brand gelöscht. Dies ermöglicht es insbesondere bereits während der Aufrüstung der Lokomotive für den Fahrbetrieb, einen Brand zu löschen.

Wie erwähnt kann zumindest ein Schalter oder Taster vorgesehen sein, der von außerhalb der Lokomotive betätigt werden kann. Beispielsweise ist der Schalter oder Taster an der Außenwand der Lokomotive z. B. seitlich etwa in der Mitte (in Längsrichtung der Lokomotive) angebracht. Alternativ oder zusätzlich sind andere Aktivierungsmittel vorgesehen, beispielsweise eine Aktivierung über Funk, sodass die Lösch-Anordnung z. B. unter Verwendung einer drahtlosen Fernbedienung aktiviert werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:

1 eine schematische Ansicht, die von oben die Raumaufteilung in der Lokomotive zeigt,

2 einen Löschmittelvorrat innerhalb der Lokomotive und

3 steuerungstechnische und signaltechnische Details einer Lösch-Anordnung.

Gleiche Bezugsziffern in den Figuren bezeichnen gleiche oder hinsichtlich ihrer Funktionen entsprechende Teile, Bereiche und Einrichtungen.

Die in 1 dargestellte Lokomotive 1 weist zwei Führerstände 2a, 2b für wechselnde Fahrtrichtungen an gegenüberliegenden Enden in Längsrichtung der Lokomotive 1 auf. Zwischen den Führerständen 2a, 2b befindet sich der so genannte Maschinenraum, wobei jedoch nicht lediglich Maschinen im herkömmlichen Sinn darin angeordnet sind. Die räumliche Aufteilung der Lokomotive und die Verteilung der für den Betrieb erforderlichen Einrichtungen ist beispielsweise wie bei der Baureihe 185 der Deutschen Bahn. Die schematische Darstellung in 1 zeigt im Wesentlichen eine Lokomotive dieser Baureihe, wobei jedoch für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung nicht wesentliche Details verändert oder weggelassen wurden.

In Längsrichtung der Lokomotive 1 erstreckt sich ein Gang 3. An den beiden einander gegenüberliegenden Seiten des Gangs 3 quer zu dessen Längserstreckung befinden sich jeweils mehrere räumliche Bereiche der Lokomotive 1. Die Grenzen dieser Bereiche sind jeweils durch ein Rechteck dargestellt, das sich von dem Gang bis zur jeweiligen Außenwand der Lokomotive 1 erstreckt. Unmittelbar benachbarte Bereiche können vollständig luftdicht gegeneinander abgegrenzt sein oder einen Luftübertritt bzw. eine Luftströmung über die gemeinsame Grenze hinweg erlauben. In 1 sind Grenzen, über die hinweg ein Luftstrom möglich ist durch einen Pfeil dargestellt, der die Grenzlinie kreuzt. Alle anderen Grenzen zwischen den rechteckigen Bereichen sind luftundurchlässig bzw. verhindern eine Luftströmung, beispielsweise durch eine entsprechend ausgestaltete Trennwand an der Grenze zwischen den Bereichen. An zwei Stellen sind gegenüber bisherigen Ausführungen der Baureihe 185 zusätzliche Schotte 7a, 7c zum luftdichten Abschotten benachbarter Bereiche eingezogen. Dabei können bei anderen Ausführungsformen andere Schotte und/oder zusätzliche Schotte vorgesehen sein.

Die im Folgenden noch genauer zu beschreibende Aufteilung der Lokomotive 1 ist als Beispiel zu verstehen. Andere Verteilungen und Kombinationen von Betriebseinrichtungen sind möglich.

Im dargestellten Beispiel weisen die Bereiche jeweils Betriebseinrichtungen auf, mit denen die Bereiche bezeichnet werden. Der räumliche Bereich und die jeweilige zugeordnete Betriebseinrichtung werden also synonym verwendet.

Auf der Gangseite im unteren Figurenteil sind von links nach rechts folgende Bereiche vorhanden: eine Niederspannungseinrichtung (so genanntes Niederspannungsgerüst NSG) 5, ein Luftstromerzeuger 6a (der auch als Fahrmotorlüfter für den im darunter liegenden Drehgestell angeordneten Antriebsmotor der Lokomotive genutzt wird), ein erstes Schott 7a, eine Hochspannungseinrichtung 8 für Gleichstrom (so genanntes Hochspannungsgerüst DC), eine erste Kühleinrichtung (so genannter Kühlturm) 9a, die Luft aus dem in der Darstellung rechts benachbarten Stromrichter 10a ansaugt und nach außerhalb der Lokomotive 1 abführt, eine Feuerlöschanlage 11 mit einem Löschmittelvorrat, ein Bremswiderstand 12 zum Aufnehmen von elektrischer Energie beim Bremsen, wenn eine Rückspeisung in das elektrische Netz nicht oder nur teilweise möglich ist, ein Kompressor 13 zum Erzeugen von Druckluft für eine Bremsanlage und ein weiterer Luftstromerzeuger 6c, unter anderem für einen darunter liegenden Fahrmotor.

Auf der Gangseite im oberen Figurenteil sind von rechts nach links folgende Bereiche vorhanden: ein weiterer Luftstromerzeuger 6b u. a. für den darunter liegenden Fahrmotor, eine weitere Kühleinrichtung 9b für den links in der 1 daneben dargestellten Bereich "Stromrichter 10b", eine Hilfsbetriebe-Einspeisung 14 (Transformator und Umrichter für Hilfsbetriebe wie Pumpen und Klimaanlage), ein weiteres Schott 7c, Hilfseinrichtungen 15 (so genanntes Hilfsbetriebsgerüst HBG, z. B. mit elektrischen Einrichtungen für Schütze und Lüfter), eine Hochspannungseinrichtung 16 für Wechselstrom (so genanntes Hochspannungsgerüst AC, das elektrisch an den Fahrdraht angeschlossen ist) und ein weiterer Luftstromerzeuger 6d unter anderem für den darunter liegenden Fahrmotor.

Außen an der Lokomotive 1 ist an den gegenüberliegenden Längsseiten jeweils ein Schalter oder Taster 18a, 18b angeordnet, durch dessen Betätigung die Löschanlage 11 mit den daran angeschlossenen Branddetektoren 4 und ihren anderen Einrichtungen aktiviert werden kann.

Die Feuerlöschanlage 11 ist mit einer Signalisierungseinrichtung 17 zum akustischen und optischen Signalisieren der Detektion eines Brandes ausgestaltet, wobei die Signalisierungseinrichtung 17 in den Gang 3 hineinragt. Teil der Feuerlöschanlage 11 ist auch eine Auswertungseinrichtung zum Auswerten von Signalen, die von Branddetektoren 4 empfangen werden. Die Branddetektoren 4a bis 4h sind über die Bereiche 5, 8, 10a, 10b, 15 und 16 verteilt, wobei mit Ausnahme der Bereiche 10 in jedem der Bereiche lediglich ein Branddetektor 4 angeordnet ist. In den Bereichen 10 ist jeweils ein Branddetektor 4d, 4g im oberen Raumbereich und jeweils ein Branddetektor 4c, 4h im unteren Raumbereich angeordnet.

Die Pfeile (sowohl die schmalen als auch die breiten) in 1 verdeutlichen Luftströmungen innerhalb des Maschinenraums. Dabei symbolisieren die breiten Pfeile Luftströmungen, die lediglich bei Betrieb des Kompressors 13 auftreten. Darüber hinaus können noch Luftströmungen direkt von dem Gang 3 in die einzelnen Bereiche auftreten, z. B. wenn entsprechende Klappen oder Türen zwischen dem Gang 3 und dem Bereich geöffnet werden. Ansonsten treten keine wesentlichen, nicht in 1 mit Pfeilen dargestellte Luftströmungen während des Betriebs der Lokomotive 1 in dem Maschinenraum auf. Unwesentliche Luftströmungen, die beispielsweise durch Undichtigkeiten an den Bereichsgrenzen entstehen, sind für eine örtlich fehlerhafte Detektion eines Brandes unbedeutend. Die in 1 dargestellten Luftströmungen dagegen sind mit einer eindeutigen, selektiv auf einen bestimmten Bereich bezogenen Detektion von Bränden kompatibel. Zwar finden Luftströmungen zwischen benachbarten Bereichen, insbesondere durch die Stromrichter 10, statt. Jedoch sind in den benachbarten Bereichen der Stromrichter 10 keine Branddetektoren 4 angeordnet. In den Bereichen 5, 8, 10a, 10b, 15 und 16 kann daher jeweils selektiv ein dort auftretender Brand detektiert werden.

2 zeigt in schematischer Schnittansicht (vertikaler Schnitt) einen Löschmittelvorrat in zwei parallel an eine Löschmittelleitung 29 angeschlossenen Löschmittelbehältern 21a, 21b. Die Löschmittelbehälter 21a, 21b sind jeweils über eine Löschmittel-Entnahmeleitung 26a, 26b, über ein daran angeschlossenes flexibles Schlauchstück 27a, 27b und über ein Rückschlagventil 28a, 28b an die Löschmittelleitung 29 angeschlossen. Über die Löschmittelleitung 29 kann das Löschmittel (hier Wasser ohne Gefrierschutzmittel) in die einzelnen Bereiche der in 1 gezeigten Lokomotive 1 geführt werden. Dabei kann ein Verteilungssystem mit steuerbaren Ventilen und Verzweigungen verwendet werden, wie es für sich genommen bekannt ist.

Der Löschmittelvorrat ist gemeinsam mit den ebenfalls in 2 dargestellten Druckgasbehältern 22a, 22b, die unter Druck stehendes Gas (z. B. Stickstoff) enthalten, in der in 1 dargestellten Feuerlöschanlage 11 angeordnet. Die Druckgasbehälter 22a, 22b sind jeweils über eine Gasleitung 24a, 24b, die ein flexibles Schlauchstück 25a, 25b aufweisen kann, mit einem der Löschmittelbehälter 21a, 21b verbunden und setzen während eines Löschvorganges den flüssigen Inhalt der Löschmittelbehälter 21a, 21b unter Druck, sodass das Löschmittel durch die Löschmittel-Entnahmeleitung 26a, 26b ausströmt. Auf Grund der flexiblen Schlauchstücke 25a, 25b und 27a, 27b können die entsprechenden Leitungsabschnitte auf einfache Weise miteinander verbunden werden.

In den Gasleitungen 24a, 24b ist jeweils ein über eine Steuerleitung 20 von einer Steuereinrichtung (nicht in 2 dargestellt) ansteuerbares Ventil 23a, 23b angeordnet. Dabei können die Ventile 23a, 23b einzeln und unabhängig voneinander angesteuert werden. Daher ist es möglich, bei einem Löschvorgang oder zumindest bei einem Teil eines Löschvorganges lediglich Löschmittel aus einem der Löschmittelbehälter 21a, 21b zu entnehmen.

Am Löschmittelbehälter 21a ist ein Temperatursensor 31 angeordnet, der über eine Signalleitung 32 mit der Steuereinrichtung (die auch als Regeleinrichtung ausgestaltet sein kann) verbunden ist. Dadurch ist es möglich, die Temperatur des Behälters und/oder des Löschmittels darin zu überwachen. Es können weitere Temperatursensoren vorgesehen sein, insbesondere auch an oder in dem anderen Löschmittelbehälter 21b.

Ferner ist an jedem der Löschmittelbehälter 21a, 21b eine Heizung 30a, 30b angeordnet. Der Betrieb der Heizung wird ebenfalls durch die Steuereinrichtung gesteuert. Insgesamt kann daher eine Regelung der Temperatur des Behälters bzw. des Löschmittels darin realisiert werden. Die dargestellten Heizungen 30a, 30b sind rein schematisch zu verstehen. Vorzugsweise werden in der Praxis flexible Heizmatten verwendet, die zu Heizmanschetten um die Behälter gewickelt sind.

In 3 ist mit dem Bezugszeichen 42 eine zentrale Steuereinrichtung zur Steuerung des Betriebes der Löschanlage 11 bezeichnet. Die Steuereinrichtung 42 ist wie durch einen Pfeil dargestellt, mit der Löschanlage 11 verbunden, insbesondere über die in 2 dargestellte Steuerleitung 20. Ferner ist der Temperatursensor 31 über die Signalleitung 32 mit einer Signalverarbeitung 41 verbunden. Die Signalverarbeitung 41 ermittelt in Kombination mit der Steuereinrichtung 42, ob die Heizung 30a und/oder die Heizung 30b eingeschaltet, ausgeschaltet oder deren Heizleistung verändert werden muss, um das Löschmittel oder den Löschmittelbehälter auf eine bestimmte Temperatur zu bringen. Die Signalverarbeitung 41 übermittelt den Temperaturzustand der Löschmittelbehälter 21a, 21b an die zentrale Steuereinrichtung 42.

Außerdem sind die Branddetektoren 4 (aus Gründen der Einfachheit ist in 3 nur einer der Detektoren dargestellt) über jeweils eine Signalleitung mit der Steuereinrichtung 42 verbunden, sodass die Steuereinrichtung 42 Signale von den Branddetektoren 4 einzeln auswerten kann. Im Fall eines Brandes kann örtlich aufgelöst nach den einzelnen überwachten Bereichen ein Brandmeldesignal empfangen werden und somit der betroffene Bereich festgestellt werden.

In 3 ist stellvertretend für oder alternativ zu anderen Betätigungseinrichtungen ein Schalter 18 zur Aktivierung der Löschanlage 11 dargestellt. Wenn der Schalter 18 betätigt wird, beginnt die Aktivierung der Feuerlöschanlage 11, d. h. die Anlage wird in einen Zustand gebracht, in dem sie selbsttätig einen Brand in einem der überwachten Bereiche detektieren und löschen kann.


Anspruch[de]
Anordnung zur selektiven Brandbekämpfung in einer Lokomotive (1), wobei die Lokomotive (1) eine Mehrzahl von Betriebseinrichtungen für den Betrieb der Lokomotive (1) und/oder für den Betrieb von Wagons aufweist, wobei die Betriebseinrichtungen über verschiedene Bereiche (5 bis 16) in der Lokomotive (1) verteilt angeordnet sind und wobei die Anordnung aufweist:

– zumindest einen Löschmittelvorrat, der ein Löschmittel aufweist,

– ein Löschmittel-Verteilsystem, das ausgestaltet ist, das Löschmittel in die verschiedenen Bereiche der Lokomotive (1) zu führen, sodass eine örtlich selektive Brandbekämpfung in einzelnen und/oder mehreren der Bereiche (5 bis 16) möglich ist,

– Branddetektoren (4), die jeweils in einem der Bereiche (5 bis 16) angeordnet sind,

– ein Luftführungssystem, durch das Luftströmungen in der Lokomotive (1) derart geführt werden, dass in jedem mit einem Branddetektor (4) versehenen Bereich (5 bis 16) ein Brand durch zumindest einen der Branddetektoren (4) selektiv für diesen Bereich (5 bis 16) festgestellt werden kann,

wobei das Luftführungssystem Luftführungselemente (7) aufweist, die derart angeordnet sind, dass zumindest einzelne der mit Branddetektoren ausgestatteten Bereiche (5 bis 16) von Luft durchströmt werden, die nach dem Einströmen in die Lokomotive (1) und vor dem Ausströmen aus der Lokomotive (1) durch keinen anderen mit einem Branddetektor (4) ausgestatteten Bereich (5 bis 16) strömt.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Luftführungssystem so ausgestaltet ist, dass alle auf Brand zu überwachenden Bereiche derart gegeneinander abgeteilt sind, dass ein Luftstrom zwischen einander benachbarten zu überwachenden Bereichen behindert und/oder verhindert ist. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Luftführungssystem so ausgestaltet ist, dass im Wesentlichen ausschließlich über einen oder mehrere nicht zu überwachende Bereiche und/oder von außerhalb der Lokomotive (1) Luft in die zu überwachenden Bereiche strömt. Anordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Schott zur Abteilung zweier benachbarter zu überwachender Bereiche sich über eine freie Grenzfläche zwischen den beiden Bereichen erstreckt, jedoch an zumindest einem Rand des Schotts ein Spalt mit einer Spaltbreite von 3 cm oder weniger verbleibt, vorzugsweise von 2 cm oder weniger. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Luftführungssystem so ausgestaltet ist, dass alle auf Brand zu überwachenden Bereiche luftdicht gegeneinander abgeteilt sind und dass Luft aus den zu überwachenden Bereichen ausschließlich in einen oder mehrere nicht zu überwachende Bereiche und/oder nach außerhalb der Lokomotive (1) strömt. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Luftführungssystem so ausgestaltet ist, dass zum Zweck der Detektion eines Brandherdes die Richtung eines Luftstromes verändert wird, ein Luftstrom erzeugt wird und/oder ein Luftstrom unterbunden wird. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Löschmittel Wasser ohne Gefrierschutzmittel ist und wobei ein Behälter (21), der zumindest einen Teil des Löschmittels enthält, mit einer Heizung (30) kombiniert ist, sodass gefrorenes Wasser in dem Behälter (21) aufgetaut werden kann und/oder ein Einfrieren des Wassers in dem Behälter (21) verhindert werden kann. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Behälter (21) über eine Löschmittelzuführung (29) mit zumindest einem der Bereiche (5 bis 16) verbunden ist und wobei am Ende der Löschmittelzuführung zumindest eine Löschdüse angeordnet ist, die derart ausgestaltet ist, dass an ihrem Austritt das Wasser als Hochdruck-Wassernebel vernebelt werden kann. Anordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei die Heizung eine Heizmanschette aufweist, die mit einer Außenoberfläche des Behälters in Kontakt ist und den Behälter zumindest teilweise umläuft. Anordnung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung eine Regeleinrichtung (41, 42) zur Regelung einer Temperatur des Löschmittels in dem Behälter (21) und/oder einer Temperatur des Behälters (21) aufweist und wobei zumindest ein Temperatursensor (31), der mit der Regeleinrichtung (41, 42) verbunden ist, an der Heizung, an dem Behälter (21) und/oder an einem Leitungsanschluss des Behälters angeordnet ist. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung eine Aktivierungsvorrichtung (18, 42) zur Aktivierung der Anordnung aufweist, die von außerhalb der Lokomotive (1) betätigbar ist. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Anordnung derart ausgestaltet ist, dass die Anordnung nach erfolgter Aktivierung einen Brand in zumindest einem der Bereiche detektieren kann. Anordnung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei als Löschmittel Wasser ohne Gefrierschutzmittel verwendet wird und wobei die Anordnung derart ausgestaltet ist, dass das Löschmittel, falls es gefroren ist, während der Aktivierung aufgetaut wird. Anordnung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, wobei die Aktivierungsvorrichtung eine Betätigungseinrichtung (18) aufweist, durch deren Betätigung die Aktivierung ausgelöst wird, und wobei die Betätigungseinrichtung (18) derart angeordnet ist, dass sie von außerhalb der Lokomotive (1) betätigt werden kann. Verfahren zur selektiven Brandbekämpfung in einer Lokomotive (1), wobei die Lokomotive (1) eine Mehrzahl von Betriebseinrichtungen für den Betrieb der Lokomotive (1) und/oder für den Betrieb von Wagons aufweist, wobei die Betriebseinrichtungen über verschiedene Bereiche (5 bis 16) in der Lokomotive (1) verteilt angeordnet sind, wobei Löschmittel in die verschiedenen Bereiche (5 bis 16) der Lokomotive (1) geführt wird, sodass eine örtlich selektive Brandbekämpfung in einzelnen und/oder mehreren der Bereiche (5 bis 16) durchgeführt wird, und wobei Luftströmungen in der Lokomotive (1) derart beeinflusst werden, dass in jedem mit einem Branddetektor versehenen Bereich (5 bis 16) ein Brand durch zumindest einen der Branddetektoren selektiv für diesen Bereich (5 bis 16) festgestellt werden kann, wobei zum Zweck der Detektion eines Brandherdes die Richtung eines Luftstromes verändert wird, ein Luftstrom erzeugt wird und/oder ein Luftstrom unterbunden wird. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei als Löschmittel Wasser verwendet wird, insbesondere Wasser ohne Gefrierschutzmittel, und wobei das Wasser am Austritt von zumindest einer Löschdüse in dem selektiv zu löschenden Bereich als Hochdruck-Wassernebel vernebelt wird. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Löschmittel unter Verwendung einer Heizung (30) aufgetaut wird, wenn es gefroren ist, und/oder das Löschmittel beheizt wird, um ein Einfrieren des Löschmittels zu verhindern. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Anordnung von außerhalb der Lokomotive (1) für einen Betrieb aktiviert wird. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei nach erfolgter Aktivierung ein Brand in zumindest einem der Bereiche (5 bis 16) detektiert werden kann. Verfahren nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei als Löschmittel Wasser ohne Gefrierschutzmittel verwendet wird und wobei das Löschmittel, falls es gefroren ist, während der Aktivierung aufgetaut wird.






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