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Der Gegenstand betrifft ein Brandbekämpfungssystem, ein Schienenfahrzeug mit einem Brandbekämpfungssystem sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Brandbekäm pfungssystems.
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Brandbekämpfungssysteme, insbesondere in öffentlichen und halböffentlichen Räumen unterliegen höchsten Sicherheits- und Qualitätsanforderungen. Im Falle einer Aktivierung eines Brandbekämpfungssystems, das heißt, wenn durch einen Brandmelder ein Brand detektiert wurde und/oder durch eine Brandmeldezentrale eine Brandbekämpfung ausgelöst wurde, muss sichergestellt werden, dass der Brand auch tatsächlich an der gewünschten Stelle bekämpft wird.
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Brandbekämpfungssysteme müssen über lange Zeit wartungsfrei aktivierungsbereit sein, mithin mehrere Monate oder Jahre. Außerdem muss im Falle der Aktivierung sichergestellt sein und überwacht werden können, dass tatsächlich eine Auslösung erfolgt ist. Dies ist insbesondere von Interesse, da die auslösende Brandmeldezentrale und/oder eine auslösende Person gegebenenfalls räumlich weit entfernt von dem Ort der Brandbekämpfung und dem Brandbekämpfungssystem ist und nicht unmittelbar feststellen kann, ob eine Auslösung erfolgt ist.
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Aus den genannten Gründen lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, ein Brandbekämpfungssystem zur Verfügung zu stellen, welches ein sicheres Auslösen im Aktivierungsfall gewährleistet.
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Ein Aktivierungsfall ist ein solcher Fall, in dem über ein Aktivierungssignal von einem Brandmelder, einer Steuerzentrale, einer Brandmeldezentrale oder dergleichen ein bevorzugt elektrisches Signal ausgegeben wurde, woraufhin ein Brand bekämpft werden soll. Dem gegenüber steht der Ruhefall. Der Ruhefall ist ein solcher Fall, in dem das Brandbekämpfungssystem zwar einsatzbereit, aber nicht aktiviert ist.
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Sogenannte Flaschensysteme für Brandbekämpfungssystem sind hinlänglich bekannt. Sie sind gebildet aus zumindest einem Löschfluidspeicher und zumindest einem damit verbundenen Treibgasspeicher.
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Ein Löschfluid, welches gegenständlich bevorzugt Wasser oder mit Zusätzen versetztes Wasser ist, wird in dem Löschfluidspeicher in der Regel drucklos oder bei nur sehr geringem Druck gespeichert. Über ein Ventil ist ein Treibgasspeicher mit dem Löschfluidspeicher verbunden. Ein Treibgasspeicher speichert das Treibgas, insbesondere Stickstoff oder CO2, bei hohen Drücken, beispielsweise zwischen 50bar und 250bar. Im Ruhefall sind Treibgasspeicher und Löschfluidspeicher gefüllt und über ein geschlossenes Ventil miteinander verbunden.
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Im Aktivierungsfall wird das Ventil geöffnet, so dass das Treibgas aus dem Treibgasspeicher in den Löschfluidspeicher strömen kann und das dort gelagerte Löschfluid über eine Rohrleitung austreibt. Hierzu ist in dem Löschfluidspeicher in der Regel ein Steigrohr angeordnet, an welches außerhalb des Löschfluidspeichers eine Rohrleitung eines Rohrleitungssystems angeschlossen ist. Über das Rohrleitungssystem kann das Löschfluid, getrieben durch das Treibgas, zu Löschdüsen des Brandbekämpfungssystems transportiert werden.
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Das Rohrleitungssystem kann eine Hauptleitung und davon abzweigende Bereichsleitungen aufweisen. Die Hauptleitung ist mit dem Löschfluidspeicher verbunden. Die Bereichsleitungen sind über Bereichsventile mit der Hauptleitung verbunden. Das in die Hauptleitung einströmende Löschfluid kann über die Bereichsventile gezielt, abhängig von der Ventilstellung der Bereichsventile, in bestimmte Bereiche geleitet werden. Hierdurch ist eine gezielt lokalisierte Brandbekämpfung möglich.
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Bei dem gegenständlichen Brandbekämpfungssystem sind zwei Subsysteme miteinander verschaltet.
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Ein erstes Subsystem umfasst zumindest einen ersten Löschfluidspeicher, zumindest zwei erste Treibgasspeicher und zumindest eine erste Steuerschaltung. Mit der ersten Steuerschaltung können die Treibgasspeicher aktiviert und/oder die Ventile des Subsystems elektrisch und/oder pneumatisch geöffnet werden. Aktivieren kann nachfolgend so verstanden werden, dass Treibgas aus dem Treibgasspeicher austreten kann. Aktivieren kann nachfolgend so verstanden werden, dass ein Ventil und/oder Treibgasspeicher geöffnet wird oder eine Aktivierungsschaltung aktiviert wird.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel umfasst das Brandbekämpfungssystem ein erstes Sub-System mit einem ersten Löschfluidspeicher, zumindest zwei ersten Treibgasspeichern, und einer ersten Steuerschaltung, wobei die ersten Treibgasspeicher jeweils ein Ventil zum pneumatischen Koppeln des jeweiligen ersten Treibgasspeichers mit dem Löschfluidspeicher aufweisen und die jeweiligen Ventile pneumatisch jeweils über einen Ausgang des jeweils anderen Ventils aktivierbar sind, ein zweites Sub-System mit einem zweiten Löschfluidspeicher, zumindest zwei zweiten Treibgasspeichern, und einer zweiten Steuerschaltung, wobei die zweiten Treibgasspeicher jeweils ein Ventil zum pneumatischen Koppeln des jeweiligen zweiten Treibgasspeichers mit dem Löschfluidspeicher aufweisen und die jeweiligen Ventile pneumatisch jeweils über einen Ausgang des jeweils anderen Ventils aktivierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Steuerschaltung in Wirkverbindung mit einem ersten der Ventile des ersten Sub-Systems und einem zweiten der Ventile des zweiten Sub-Systems ist und dass die zweite Steuerschaltung in Wirkverbindung mit einem zweiten der Ventile des ersten Sub-Systems und einem ersten der Ventile des zweiten Sub-Systems ist.
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Mit der ersten Steuerschaltung können Drucke, Füllstände und/oder Temperaturen der Treibgasspeicher des Subsystems überwacht werden. In dem ersten Subsystem sind zwei erste Treibgasspeicher vorgesehen. An zumindest einem der Treibgasspeicher ist ein Ventil vorgesehen. Bevorzugt ist an jedem der ersten Treibgasspeicher ein Ventil vorgesehen ist. Über die Ventile sind die ersten Treibgasspeicher mit dem ersten Löschfluidspeicher gekoppelt. Das Ventil hat einen pneumatischen Eingang und einen pneumatischen Ausgang. Der pneumatische Eingang ist mit einem der ersten Treibgasspeicher verbunden, der pneumatische Ausgang ist mit dem ersten Löschfluidspeicher verbunden. Um dieses Subsystem sicher aktivieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die ersten Treibgasspeicher kreuzweise pneumatisch mit einander verkoppelt sind.
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Dazu hat das Ventil einen pneumatischen Stelleingang. Der pneumatische Stelleingang ist derart eingerichtet, dass bei einem anliegenden Gasdruck über einem Schwellwert, der z.B. zumindest dem doppelten Atmosphärendruck entspricht, das Ventil öffnet und den pneumatischen Eingang mit dem pneumatischen Ausgang verbindet.
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Die kreuzweise Kopplung der Treibgasspeicher erfolgt derart, dass ein pneumatischer Stelleingang eines Ventils mit einem pneumatischen Ausgang des jeweils anderen Treibgasspeichers, insbesondere Ventils gekoppelt ist. Somit kann über den bei einer Öffnung des Ventils oder Aktivierung des Treibgasspeichers der am pneumatischen Ausgang dieses Treibgasspeichers anliegende Gasdruck des Treibgases das andere Ventil aktiviert werden. Öffnet eines der Ventile oder wird einer der Treibgasspeicher aktiviert, liegt an dessen pneumatischen Ausgang ein erhöhter Druck durch das Treibgas an. Durch die kreuzweise Koppelung liegt dieser erhöhte Druck nicht nur in dem Löschfluidspeicher sondern auch an dem Stelleingang des anderen Ventils an. Liegt an dem Stelleingang eines Ventils ein erhöhter Druck an, wird dieses aktiviert und öffnet.
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Bei dem gegenständlichen Brandbekämpfungssystem ist neben dem ersten Subsystem ein zweites Subsystem vorgesehen. Das zweite Subsystem ist ähnlich oder identisch zu dem ersten Subsystem aufgebaut. Das zweite Subsystem umfasst zumindest einen zweiten Löschfluidspeicher, zumindest zwei zweite Treibgasspeicher und zumindest eine zweite Steuerschaltung. Mit der zweiten Steuerschaltung können die Ventile des Subsystems elektrisch und/oder pneumatisch geöffnet werden. Mit der zweiten Steuerschaltung können Drucke, Füllstände und/oder Temperaturen des Subsystems überwacht werden. In dem zweiten Subsystem sind zwei zweite Treibgasspeicher vorgesehen. An zumindest einem der zweiten Treibgasspeicher ist ein Ventil vorgesehen. Bevorzugt ist an jedem der zweiten Treibgasspeicher ein Ventil vorgesehen ist. Über die Ventile sind die zweiten Treibgasspeicher mit dem zweiten Löschfluidspeicher gekoppelt. Das Ventil hat einen pneumatischen Eingang und einen pneumatischen Ausgang. Der pneumatische Eingang ist mit einem der zweiten Treibgasspeicher verbunden, der pneumatische Ausgang ist mit dem zweiten Löschfluidspeicher verbunden. Um dieses Subsystem sicher aktivieren zu können, wird vorgeschlagen, dass die zweiten Treibgasspeicher kreuzweise pneumatisch miteinander verkoppelt sind.
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Das gegenständliche Brandbekämpfungssystem verfügt somit über zwei Sub-System mit getrennt voneinander betriebenen Löschfluidspeichern, die jeweils redundant über jeweils zumindest zwei Treibgasspeicher aktiviert werden können. Es sei erwähnt, dass die Subsysteme bevorzugt identisch zueinander aufgebaut sind, sodass Beschreibungen eines Subsystems jeweils auf das andere Subsystem, wo es angezeigt ist, übertragen werden können.
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Zur Erhöhung der Auslösesicherheit wird nunmehr vorgeschlagen, dass die Steuerschaltungen ebenfalls über Kreuz geschaltet sind. Das bedeutet, dass die erste Steuerschaltung in Wirkverbindung mit einem ersten der Ventile oder Aktivierungsschaltungen des ersten Subsystems und einem zweiten der Ventile oder Aktivierungsschaltungen des zweiten Subsystems ist und dass die zweite Steuerschaltung in Wirkverbindung mit einem zweiten der Ventile oder Aktivierungsschaltungen des ersten Subsystems und einem ersten der Ventile oder Aktivierungsschaltungen des zweiten Subsystems ist. Somit lässt sich über die erste Steuerschaltung das erste Ventil des ersten Subsystems und/oder das zweite Ventil oder Aktivierungsschaltung des zweiten Subsystems öffnen. Über die zweite Steuerschaltung lässt sich das zweite Ventil oder Aktivierungsschaltung des ersten Subsystems und/oder das erste Ventil des zweiten Subsystems öffnen. Bevorzugt wird durch eine Steuerschaltung wahlweise jeweils nur ein Ventil oder eine Aktivierungsschaltungen in einem der Sub System aktiviert und nicht die Ventile oder Aktivierungsschaltungen der beiden Sub Systeme. Es kann somit wahlweise durch beide Steuersysteme das erste oder das zweite Sub System aktiviert werden. Unter einer Aktivierung wird insbesondere das Öffnen des Ventils oder Aktivieren der Aktivierungsschaltung (z.B. Zünden der Zündladung) verstanden. Ein Aktiveren kann insbesondere das Öffnen eines Ventils und/oder das Austreiben des Löschfluids in die Rohrleitung umfassen.
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Im Aktivierungsfall kann wahlweise eine Aktivierung des ersten Subsystems erfolgen, indem die erste Steuerschaltung das erste Ventil des ersten Subsystems öffnet und die zweite Steuerschaltung das zweite Ventil oder Aktivierungsschaltung des ersten Subsystems aktiviert. Das heißt, dass die beiden Treibgasspeicher des ersten Subsystems durch voneinander unabhängige Steuerschaltungen aktiviert werden, insbesondere elektrisch aktiviert werden. Fällt eine dieser beiden elektrischen Aktivierungen aus, so bewirkt die kreuzweise pneumatische Verschaltung der Treibgasspeicher des ersten Subsystems dazu, dass die Aktivierung des elektrisch nicht aktivierten Treibgasspeichers pneumatisch erfolgt.
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Im Aktivierungsfall kann auch wahlweise eine Aktivierung des zweiten Subsystems erfolgen, indem die erste Steuerschaltung das zweite Ventil oder Aktivierungsschaltung des zweiten Subsystems aktiviert und die zweite Steuerschaltung das erste Ventil des zweiten Subsystems öffnet. Das heißt, dass die beiden Treibgasspeicher des zweiten Subsystems durch voneinander unabhängige Steuerschaltungen aktiviert werden, insbesondere elektrisch aktiviert werden. Fällt eine dieser beiden elektrischen Aktivierungen aus, so bewirkt die kreuzweise pneumatische Verschaltung der Treibgasspeicher des zweiten Subsystems dazu, dass die Aktivierung des elektrisch nicht aktivierten Treibgasspeichers pneumatisch erfolgt.
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Das heißt, dass mit Hilfe des Brandbekämpfungssystems wahlweise eines der beiden Subsysteme mit besonders hoher Ausfallsicherheit aktiviert werden kann. Dies kann insbesondere von Interesse sein, als dass eines der Subsysteme defekt sein kann und dann über die beiden Steuerschaltungen das jeweils andere Subsystem aktiviert werden kann. Ein Defekt kann entweder vor einem Aktivierungsfall detektiert worden sein und die Aktivierung des jeweils anderen Subsystems erfolgt unmittelbar oder ein Defekt kann während des Aktivierungsfalls detektiert werden, was dazu führt, dass unmittelbar im Anschluss an die Aktivierung des defekten Subsystems die Steuerschaltungen das andere, zuvor nicht aktivierte Subsystem aktivieren können. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert werden.
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Ein besonderer Vorteil der zwei Einspeiseplattformen besteht darin, dass diese beide zur Brandbekämpfung eingesetzt werden können. Das zu bevorratende Löschfluid in jedem der Löschfluidbehälter der beiden Einspeiseplattformen ist geringer, als bei nur einer Einspeiseplattform. Dies führt zu geringeren Befüllzeiten der Löschfluidbehälter und somit geringeren Ausfallzeiten. Da die einzelnen Löschfluidbehälter ein geringeres Volumen gegenüber einem Löschfluidbehälter bei der Verwendung nur einer Einspeiseplattform haben, ergeben sich auch kleinere Bauräume.
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Im Aktivierungsfall treibt das Treibgas das Löschfluid aus dem Löschfluidspeicher in die Hauptleitung. Zwischen dem Löschfluidspeicher jedes Sub Systems und der Hauptleitung kann jeweils ein Rückschlagventil angeordnet sein. Das Rückschlagventil verhindert, dass wenn ein Sub-System auslöst und Löschfluid aus dem Löschfluidspeicher austritt, dass dieses Löschfluid in das nicht ausgelöste Sub-System gelangt.
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Wenn nachfolgend die Ansteuerung von Ventilen beschrieben wird, so kann dies sinngemäß auch für die Ansteuerung von Aktivierungsschaltungen gelten. Ein Ventil kann durch eine Aktivierungsschaltung ersetzt sein, so dass in jeweils einem Sub-System entweder ein Treibgasspeicher mit einem Ventil und einer Aktivierungsschaltung versehen ist oder dass in jeweils einem Sub-System jeder Treibgasspeicher mit jeweils einem Ventil versehen ist.
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Die Ventile sind bevorzugt elektrische Stellventile, insbesondere Magnetventile. Die Ventile sind bevorzugt elektrisch mit den Steuerschaltungen verbunden. Eine Aktivierung eines Ventils kann über einen elektrischen Steuerimpuls erfolgen. Ein solcher elektrischer Steuerimpuls kann beispielsweise ein 12V, 24V, 48V oder dergleichen Impuls sein. Insbesondere kann eine Aktivierung bei einer ansteigenden Flanke eines Signals einer Steuerschaltung erfolgen.
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Ein Ventil kann einen pneumatischen Eingang und einen pneumatischen Ausgang aufweisen. Der pneumatische Eingang kann unmittelbar mit dem Ausgang des Treibgasspeichers verbunden sein und ein pneumatischer Ausgang kann mit dem Löschfluidspeicher verbunden sein. Darüber hinaus kann ein Ventil einen elektrischen Steuereingang als auch einen pneumatischen Steuereingang aufweisen. Der elektrische Steuereingang kann mit einer der Steuerschaltungen verbunden sein. Der pneumatische Steuereingang kann, wie oben beschrieben, mit einem pneumatischen Ausgang eines jeweils anderen Ventils verbunden sein. Die Aktivierung des Ventils (also das Öffnen des Ventils) erfolgt über den elektrischen und/oder pneumatischen Steuereingang.
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Die Treibgasspeicher eines Sub-Systems können identisch oder verschieden zueinander sein. So kann ein erster Treibgasspeicher zum Austreiben des Löschfluids aus dem Löschfluidspeicher gebildet sein und dafür ausreichend Treibgas speichern. Ein zweiter Treibgasspeicher kann gleich hierzu sein. Ein zweiter Treibgasspeicher kann aber auch kleiner dimensioniert sein, und weniger Treibgas speichern. Der zweite Treibgasspeicher kann dazu genutzt werden, die beschriebene redundante Auslösung über die pneumatische Kopplung zu bewirken. Der zweite Treibgasspeicher kann z.B. aus ein pyrotechnischer Gasgenerator sein. Beim Auslösen wird eine Zündladung gezündet und das Explosionsgas wird als Treibgas verwendet.
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Insbesondere wird das Explosionsgas genutzt, über die pneumatische Kopplung das Ventil des anderen Treibgasspeichers zu aktivieren.
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Es wird auch vorgeschlagen, dass ein erster Treibgasspeicher ein Ventil zum pneumatischen Koppeln des ersten Treibgasspeichers mit dem ersten Löschfluidspeicher aufweisen, ein zweiter Treibgasspeicher eine Aktivierungsschaltung aufweist und dass das Ventil des ersten Treibgasspeichers pneumatisch über einen Ausgang des zweiten Treibgasspeichers aktivierbar ist. Über die Aktivierungsschaltung, die als Ersatz für das Ventil des zweiten Treibgasspeichers eingesetzt wird, kann dieser aktiviert werden. Wenn der zweite Treibgasspeicher, dessen Ausgang mit dem Ventil des ersten Treibgasspeichers pneumatisch gekoppelt ist, aktiviert wird, kann das austreibende Treibgas das Ventil des ersten Treibgasspeichers öffnen. Der Ausgang des zweiten Treibgasspeichers kann auch mit dem Eingang des Löschfluidspeichers gekoppelt sein. Dies gilt für beide Sub-Systeme und/oder beide Einspeiseplattformen. Die Steuerschaltungen steuern dann anstelle des zweiten Ventils die Aktivierungsschaltung an. Die Steuerschaltungen steuern dann in den Sub-Systemen jeweils eine Aktivierungsschaltung und ein Ventil an. Die Überkreuzschaltung kann an der Aktivierungsschaltung oder dem Ventil erfolgen. Auch kann die Überkreuzschaltung einerseits an einer Aktivierungsschaltung und andererseits an dem Ventil erfolgen.
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Zur Überwachung der Funktionalität des jeweiligen Subsystems wird vorgeschlagen, dass die Treibgasspeicher und/oder Ventile des ersten Subsystems jeweils einen Druckwächter zum Überwachen des Drucks an dem jeweiligen Treibgasspeicher und/oder Ventil aufweisen und dass die Treibgasspeicher und/oder Ventile des zweiten Subsystems jeweils einen Druckwächter zum Überwachen des Drucks an dem jeweiligen Treibgasspeicher und/oder Ventil aufweisen.
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Ein Druckwächter kann beispielsweise ein Manometer mit einem Druckschalter sein. Bei anliegendem Druck über einem Grenzwert kann der Druckschalter geschlossen sein und bei einem anliegenden Druck unterhalb eines Grenzwerts kann der Druckschalter geöffnet werden. Das heißt, dass ein geschlossener Druckschalter nur dann öffnet, wenn der Druckabfall über einem Grenzwert liegt, das heißt so groß ist, dass der untere Grenzwert des Drucks erreicht ist. Der Druckschalter bleibt geschlossen, wenn der Druckabfall unterhalb eines Grenzwerts liegt, das heißt der anliegende Druck oberhalb des unteren Grenzwerts bleibt.
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An dem Druckwächter kann ein ohmscher Widerstand vorgesehen sein, so dass über eine Widerstandsmessung der Schaltzustand des Druckschalters messbar ist. Ist der Druckschalter geschlossen, kann dies über den Strom über den Widerstand gemessen werden. Wird der Druckschalter geöffnet, kann dies durch den fehlenden Stromfluss gemessen werden.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass der Druckwächter jeweils den Druck des dem jeweiligen Ventil zugeordneten Treibgasspeichers überwacht. Insbesondere ist der Druckwächter am pneumatischen Eingang eines jeweiligen Ventils angeordnet.
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Wie bereits erläutert, kann mit Hilfe der Steuerschaltung der an einem Druckwächter gemessene Druck überwacht werden, insbesondere über einen Druckschalter. Liegt ausreichend hoher Druck an, so ist der Schalter geschlossen. Sinkt der Druck ab, wird der Schalter geöffnet. Beide Schaltzustände des Druckschalters lassen sich über die Steuerschaltung überwachen. Somit ist der Zustand der jeweiligen Subsysteme respektive der jeweiligen Treibgasspeicher der Subsysteme durch die Steuerschaltungen messbar.
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Die erste Steuerschaltung steuert nicht nur das erste Ventil des ersten Subsystems und das zweite Ventil oder der Aktivierungsschaltung des zweiten Subsystems an, sondern überwacht gemäß einem Ausführungsbeispiel auch die mit diesen Ventilen verbundenen Treibgasspeicher über die entsprechenden Druckwächter. Die erste Steuerschaltung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel mit dem Druckwächter des ersten Treibgasspeichers des ersten Subsystems verbunden und mit einem Druckwächter des zweiten Treibgasspeichers des zweiten Subsystems. Die zweite Steuerschaltung ist gemäß einem Ausführungsbeispiel mit dem Druckwächter des zweiten Treibgasspeichers des ersten Subsystems verbunden und mit einem Druckwächter des ersten Treibgasspeichers des zweiten Subsystems. Somit erfolgt auch eine redundante Überwachung der Subsysteme.
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Im Aktivierungsfall wird, wie zuvor beschrieben, vorzugsweise eines der beiden Subsysteme aktiviert. Die erste Steuerschaltung aktiviert einen Treibgasspeicher eines ersten Subsystems und die zweite Steuerschaltung ein einen Treibgasspeicher des ersten Subsystems oder die erste Steuerschaltung aktiviert einen Treibgasspeicher eines zweiten Subsystems und die zweite Steuerschaltung einen Treibgasspeicher des zweiten Subsystems. Wird eines der beiden Subsysteme angesteuert, muss sichergestellt werden, dass dieses auch sicher auslöst. Ein Fehlersignal kann beispielsweise ausgegeben werden, wenn im Aktivierungsfall an dem pneumatischen Eingang eines Ventils kein ausreichender Druckabfall gemessen wird. Insbesondere wird ein Fehlersignal ausgegeben, wenn an beiden pneumatischen Eingängen beider Ventile eines Subsystems kein ausreichend hoher Druckabfall gemessen wurde. Ein hoher Druckabfall geht einher mit einem niedrigen Druck. Dieser niedrige Druck wird durch den Druckschalter erfasst und der Druckschalter öffnet. Ist der Druckabfall jedoch zu gering, bleibt der Druckschalter geschlossen. Dies kann ein Fehlersignal auslösen. Insbesondere wenn eine Steuerschaltung ein Öffnen des Druckschalters erwartet, dieser aufgrund des geringen Druckabfalls jedoch nicht öffnet, kann ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben werden.
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Im Gegensatz dazu muss im Ruhefall der Druck am pneumatischen Eingang eines Ventils nahezu konstant, jedoch stets über einem Mindestdruck sein. Ist ein Druckabfall zu groß, kann dies zu einem Fehlersignal führen. Auch hier kann ein Fehlersignal bereits ausgegeben werden, wenn an einem Ventil eines Subsystems der Druckabfall zu groß ist oder auch wenn an beiden Ventilen des Subsystems ein entsprechend hoher Druckabfall detektiert wurde.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die erste Steuerschaltung in Wirkverbindung mit einem ersten der Druckwächter des ersten Subsystems und einem zweiten der Druckwächter des zweiten Subsystems ist und dass die zweite Steuerschaltung in Wirkverbindung mit einem zweiten der Druckwächter des ersten Subsystems und einem ersten der Druckwächter des zweiten Subsystems ist.
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Wie bereits erläutert, ist ein Ventil beispielsweise ein Magnetventil. Auch bereits erläutert wurde, dass die Ventile pneumatisch als auch elektrisch aktivierbare Stellventile sind. Eine pneumatische Aktivierung kann über einen pneumatischen Steuereingang erfolgen, insbesondere durch die über Kreuz Verschaltung mit einem pneumatischen Ausgang eines jeweils anderen Ventils des Subsystems.
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Die Steuerschaltungen sind mit den jeweiligen Ventilen bevorzugt elektrisch gekoppelt. Auch hier erfolgt, wie bereits erläutert, eine über Kreuz Verschaltung, so dass eine erste Steuerschaltung mit jeweils einem Ventil jeweils eines der Subsysteme gekoppelt ist und eine zweite Steuerschaltung mit dem jeweils anderen Ventil der Subsysteme gekoppelt ist. Somit können beide Steuerschaltungen die Ventile beider Subsysteme unmittelbar über die elektrische Aktivierung und mittelbar über die pneumatische über Kreuz Verschaltung der Ventile innerhalb eines Subsystems aktivieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die pneumatische Kopplung der Ventile mit jeweils einem Ausgang des jeweils anderen Ventils derart ist, dass eine Aktivierung eines der Ventile eine pneumatische Aktivierung des jeweils anderen Ventils über das Treibgas des dem zuerst aktivierten Ventils zugeordneten Treibgasspeichers bewirkt.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltung über einen Kommunikationsbus miteinander in Kommunikationsverbindung sind, insbesondere in serieller Kommunikationsverbindung. Somit kann über einen Kommunikationsbus eine Ansteuerung beider Steuerschaltungen selektiv erfolgen. Um auch bei der Ansteuerung der Steuerschaltungen eine Redundanz bereithalten zu können, wird vorgeschlagen, dass die Steuerschaltungen über zumindest zwei parallele Kommunikationsbusse miteinander in Kommunikationsverbindung sind, insbesondere in serieller Kommunikationsverbindung. Das heißt, dass beim Ausfall eines Kommunikationsbusses eine Ansteuerung der Steuerschaltungen weiterhin über einen zweiten Kommunikationsbus erfolgen kann. Der Kommunikationsbus kann als geschlossener Ring gebildet sein, wodurch bei einem Ausfall einer Teilstrecke zwischen zwei Steuerschaltungen die beiden Steuerschaltungen nach wie vor über beide Kommunikationsbusse ansteuerbar sind.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass an den ersten und zweiten Löschfluidspeichern jeweils ein Thermostat angeordnet ist. Mit Hilfe des Thermostats kann festgestellt werden, ob beispielsweise das Löschfluid eingefroren ist. Die Thermostate können von den jeweiligen Steuerschaltungen überwacht werden.
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Um zu verhindern, dass Löschfluid einfriert, wird auch vorgeschlagen, dass an den ersten und zweiten Löschfluidspeichern jeweils eine Heizung angeordnet ist. Das Thermostat und/oder die Heizung sind mit der jeweiligen Steuerschaltung in Wirkverbindung. Es wird vorgeschlagen, dass das Thermostat und/oder die Heizung des ersten Subsystems mit der ersten Steuerschaltung in Wirkverbindung sind und dass das Thermostat und/oder die Heizung des zweiten Subsystems in Wirkverbindung mit der zweiten Steuerschaltung sind.
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Wird beispielsweise durch das Thermostat festgestellt, dass Löschfluid eingefroren ist, kann ein Fehlersignal ausgegeben werden. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, das Subsystem zu aktivieren, an dem kein Fehlersignal ausgegeben wurde.
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Die Steuerschaltungen sind jeweils mit einem Leitungswächter eingerichtet und zum Überwachen einer elektrischen Verbindung mit den Ventilen verbunden. Die Ansteuerung der Ventile erfolgt, wie zuvor ausgeführt, über Kreuz. Um sicher zu stellen, dass diese über Kreuz Verschaltung funktionstüchtig ist, ist die erste Steuerschaltung mit einem Leitungswächter einer elektrischen Verbindung mit einem ersten Ventil eines ersten Subsystems und einem Leitungswächter einer elektrischen Verbindung mit einem zweiten Ventil des zweiten Subsystems verbunden. Somit kann die erste Steuerschaltung jeweils ein Ventil bzw. die elektrische Verbindung mit einem Ventil beider Subsysteme überwachen. Insbesondere erfolgt die Überwachung derjenigen Leitung, die zur Aktivierung des Ventils durch die jeweilige Steuerschaltung geschaltet ist.
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Die zweite Steuerschaltung ist bevorzugt mit einem Leitungswächter einer elektrischen Verbindung mit einem zweiten Ventil eines ersten Subsystems und einem Leitungswächter einer elektrischen Verbindung mit einem ersten Ventil des zweiten Subsystems verbunden. Somit kann die zweite Steuerschaltung jeweils ein Ventil bzw. die elektrische Verbindung mit einem Ventil beider Subsysteme überwachen. Insbesondere erfolgt die Überwachung derjenigen Leitung, die zur Aktivierung des Ventils durch die jeweilige Steuerschaltung geschaltet ist.
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In einem Schienenfahrzeug können die Subsysteme räumlich getrennt voneinander angeordnet sein. Die jeweiligen Subsysteme können mit und/oder ohne Steuerschaltung auf einem Tragrahmen montiert sein. Die Subsysteme können in einem Wagon (Wagen) an verschiedenen Enden des Wagons (Wagen) oder in voneinander verschiedenen Wagons (Wagen) eines Schienenfahrzeugs, insbesondere am Anfang und am Ende eines Schienenfahrzeugs installiert sein. Die Kommunikationsbusse können die Steuerschaltungen miteinander und einer Brandmeldezentrale verbinden.
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Für eine erhöhte Redundanz wird vorgeschlagen, dass das Brandbekämpfungssystem zumindest zwei Einspeiseplattformen aufweist. Die Einspeiseplattformen können jeweils zwei Subsysteme auf einen Trägerrahmen oder in einem Gehäuse aufweisen.. Die Einspeiseplattformen können in einem Wagon (Wagen) an verschiedenen Enden des Wagons (Wagen) oder in voneinander verschiedenen Wagons (Wagen) eines Schienenfahrzeugs, insbesondere am Anfang und am Ende eines Schienenfahrzeugs installiert sein. Die Kommunikationsbusse können die Steuerschaltungen der Einspeiseplattformen miteinander und einer Brandmeldezentrale verbinden.
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Die beiden Einspeiseplattformen sind derart miteinander verschaltet, dass in einem Aktivierungsfall das erste Subsystem einer ersten Einspeiseplattform zusammen mit dem zweiten Subsystem einer zweiten Einspeiseplattform aktivierbar sind. Ferner können die Einspeiseplattformen derart miteinander verschaltet sein, dass in einem Aktivierungsfall das zweite Subsystem einer ersten Einspeiseplattform zusammen mit dem ersten Subsystem einer zweiten Einspeiseplattform aktivierbar sind. Somit kann eine wahlweise Aktivierung jeweils eines von zwei Subsystemen jeweils einer Einspeiseplattform erfolgen. Dies bedingt, dass bei einem detektierten Fehlersignal in einem Subsystem eine Kombination zweier Subsysteme in einem Aktivierungsfall die jeweils andere Kombination zweier Subsystemen aktiviert werden kann. Es wird vorgeschlagen, dass bei einem detektierten Fehlersignal in einem Aktivierungsfall im ersten Subsystem der ersten Speiseplattform oder im zweiten Subsystem der zweiten Speiseplattform das zweite Subsystem der ersten Einspeiseplattform zusammen mit dem ersten Subsystem der zweiten Einspeiseplattform aktivierbar ist. Auch wird vorgeschlagen, dass bei einem detektierten Fehlersignal in einem Aktivierungsfall im zweiten Subsystem der ersten Speiseplattform oder im ersten Subsystem der zweiten Speiseplattform das erste Subsystem der ersten Einspeiseplattform zusammen mit dem zweiten Subsystem der zweiten Einspeiseplattform aktivierbar ist.
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Ein weiterer Aspekt ist ein Schienenfahrzeug mit einem Brandbekämpfungssystem wie beschrieben. Bei diesem Schienenfahrzeug ist vorzugsweise eine Einspeiseplattform in einem ersten Wagon (Wagen) und eine weitere Einspeiseplattform in einem zweiten Wagon (Wagen) angeordnet. Die Wagone (Wagen) sind vorzugsweise an distalen Enden des Schienenfahrzeugs angeordnet.
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Ein weiterer Aspekt ist ein Verfahren zum Betreiben eines Brandbekämpfungssystems nach Anspruch 18.
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Eine erste Einspeiseplattform kann ein erstes und ein zweites Subsystem umfassen und eine zweite Einspeiseplattform kann ein drittes und ein viertes Subsystem umfassen. Im Aktivierungsfall wird entweder das erste und das dritte Subsystem oder das zweite und das vierte Subsystem über die entsprechenden Steuerschaltungen aktiviert. Bei einem Fehler in dem ersten und/oder dritten Subsystem wird das zweite und vierte Subsystem aktiviert. Bei einem Fehler in dem zweiten und/oder vierten Subsystem wird das erste und dritte Subsystem aktiviert. Somit wird eine redundante Brandbekämpfung ermöglicht.
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Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
- 1a ein Schienenfahrzeug mit zwei Subsystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 1b eine Einspeiseplattform mit zwei Subsystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2a ein Schienenfahrzeug mit zwei Einspeiseplattformen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
- 2b zwei Einspeiseplattformen mit jeweils zwei Subsystemen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
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1a zeigt ein Schienenfahrzeug 2 mit zwei Triebwagen 2a sowie dazwischen angeordneten Wagons 2b. Innerhalb der Wagons 2b gibt es ein oder mehrere Bereiche, die über ein jeweiliges Bereichsventil 2c mit einer Hauptrohrleitung 2d verbunden sind. In jedem Bereich sind ein oder mehrere Löschdüsen 2e an das Rohrleitungssystem angeschlossen. Die Hauptrohrleitung 2d verläuft zwischen zwei Subsystemen 4 und ist mit jeweils einem Löschfluidspeicher eines Subsystems 4 verbunden. Das heißt, die Rohrleitung 2d schließt die beiden Subsysteme 4 hinsichtlich ihrer Löschfluidspeicher kurz. Die Subsysteme 4 sind im gezeigten Beispiel in voneinander getrennten Triebwagen 2a, können jedoch auch ansonsten verteilt in dem Schienenfahrzeug 2 angeordnet sein. Auch können die beiden Subsysteme 4 in einem Wagon 2b oder auch auf einem gemeinsamen Trägergestell (nicht gezeigt) untergebracht sein.
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1b zeig zwei Subsysteme 4a, 4b, die zu einer gemeinsamen Einspeiseplattform 6 zusammen geschaltet sind und in einer Anordnung nach 1a aufgebaut sein können. Die Subsysteme 4a, b verfügen jeweils über zwei Treibgasspeicher 8a, 8a', 8b, 8b'. Die Treibgasspeicher 8 sind über jeweils ein Ventil 10a, 10a', 10b, 10b' mit einem Löschfluidspeicher 12a, 12b verbunden. Ein pneumatischer Eingang eines Ventils 10 ist mit einem Treibgasspeicher 8 verbunden. Ein pneumatischer Ausgang eines Ventils 10 ist mit einem Löschmittelspeicher 12 verbunden. Die Ventile 10 verfügen über einen Steuereingang 14a, 14a', 14b. 14b'. Ein jeweiliger Steuereingang 14 eines ersten Ventils 10a, 10b ist mit einem pneumatischen Ausgang eines jeweils zweiten Ventils 10a', 10b' des Subsystems 4a, b verbunden. Ferner verfügt jedes Ventil 10 über einen magnetischen Stellantrieb 16a, 16a', 16b, 16b'. Darüber hinaus ist an jedem Ventil 10 ein Druckwächter 18a, 18a', 18b, 18b' angeordnet. Ein Ausgang eines Löschmittelspeichers 12a. 12b ist mit der Rohrleitung 2d verbunden.
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An den Löschmittelbehältern 12a, 12b sind Thermostate 20a, 20b sowie Heizungen 22, 22b vorgesehen.
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Die Einspeiseplattform 6 verfügt über zwei Steuereinrichtungen24a, 24b. Die Steuereinrichtungen 24 sind über zwei parallel zueinander verlaufende serielle Kommunikationsbusse 26a, 26b verbunden. Die Kommunikationsbusse 26a, 26b sind redundant zueinander.
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Die erste Steuerschaltung 24a ist in Wirkverbindung mit dem ersten Ventil 10a des ersten Subsystems 4a und dem zweiten Ventil 10b' des zweiten Subsystems 4b. Die zweite Steuerschaltung 24b ist in Wirkverbindung mit dem ersten Ventil 10b des zweiten Subsystems 4b und dem zweiten Ventil 10a' des ersten Subsystems 4a.
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Die erste Steuerschaltung 24a ist in Wirkverbindung mit dem ersten Druckwächter 18a des ersten Subsystems 4a und dem zweiten Druckwächter 18b' des zweiten Subsystems 4b. Die zweite Steuerschaltung 24b ist in Wirkverbindung mit dem ersten Druckwächter 18b des zweiten Subsystems 4b sowie dem zweiten Druckwächter 18a' des ersten Subsystems 4a.
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Die erste Steuerschaltung 24a ist in Wirkverbindung mit der Heizung 22a des ersten Subsystems 4a und die zweite Steuerschaltung 24b ist in Wirkverbindung mit der Heizung 22b des zweiten Subsystems 4b.
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Die erste Steuerschaltung 24a ist in Wirkverbindung mit dem Thermostat 20a des ersten Subsystems 4a und die zweite Steuerschaltung 24b ist in Wirkverbindung mit dem Thermostat 24b des zweiten Subsystems 4b.
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Im Ruhefall, das heißt wenn keine Aktivierung vorliegt, überwacht eine jeweilige Steuerschaltung 24 den jeweiligen Druckwächter 18, das Thermostat 20 sowie die Heizung 22. Zeigt das Thermostat 20 an, dass das Löschfluid in dem Löschfluidbehälter 12 gefroren ist, wird ein entsprechendes Fehlersignal ausgegeben. Zeigt der Druckwächter 18 an, dass ein jeweiliges Ventil 10 offen ist oder in einem jeweiligen Treibgasbehälter 8 kein ausreichender Druck mehr vorhanden ist, wird ein Fehlersignal ausgegeben. Fällt eine Heizung 22 aus, wird ein jeweiliges Fehlersignal ausgegeben. Somit kann mit den Steuerschaltungen 24 überwacht werden, welches der beiden Subsysteme aktivierungsbereit ist.
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Im Aktivierungsfall wird gegebenenfalls abhängig vom Vorliegen eines Fehlersignals das erste oder das zweite Subsystem 4a, b über Steuersignale auf beiden Kommunikationsbussen 26a, 26b aktiviert. Bei einer Aktivierung des ersten Subsystems 4a wird der Stellantrieb 16a durch die erste Steuerschaltung 24a aktiviert und der zweite Stellantrieb 16a' durch die zweite Steuerschaltung 24b. Daraufhin strömt das Treibgas aus den Treibgasbehältern 8a, 8a' durch das Ventil 10a, 10a' und treib Löschfluid aus dem Löschfluidbehälter 12a in die Rohrleitung 2d aus.
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Im Fehlerfall eines Stellantriebs 16a, 16a' erfolgt über die pneumatische über Kreuz Schaltung eine pneumatische Aktivierung des jeweiligen Ventils 10a, 10a' über den jeweiligen pneumatischen Steuereingang 14a, 14a'. Somit ist sichergestellt, dass das erste Subsystem verlässlich auslöst.
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Im Falle der Aktivierung des zweiten Subsystems wird ein entsprechendes Steuersignal über beide Kommunikationsbusse 26a, 26b ausgegeben. Die erste Steuerschaltung 24a aktiviert das zweite Ventil 10b' des zweiten Subsystems 4b und die zweite Steuerschaltung 24b aktiviert das erste Ventil 10b des zweiten Subsystems 4b durch Aktivierung der jeweiligen Stellantriebe 16b, 16b'. Die Funktionsweise ist identisch zu dem ersten Subsystem 4a.
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Nach einer Aktivierung wird über einen jeweiligen Druckwächter 18 überwacht, ob ein Druck abfällt, da das Treibgas aus dem Treibgasspeicher 8 ausströmt und in den Löschmittelbehälter 12 respektive die Rohrleitung 2d strömt. Nur bei einem abfallenden Druck kann darauf geschlossen werden, dass eine entsprechende Auslösung des Ventils 10 erfolgte. Anderenfalls kann ein Fehlersignal ausgegeben werden und gegebenenfalls das noch nicht aktivierte Subsystem, 4a, 4b zusätzlich aktiviert werden.
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2a zeigt ein Schienenfahrzeug 2 entsprechend der 1a, mit dem Unterschied, dass anstelle der Subsysteme 4a, 4b jeweils eine Einspeiseplattform 6 vorgesehen ist. Die jeweiligen Einspeiseplattformen 6 können entsprechend der Beschreibung zu 1a angeordnet sein. Die Hauptrohrleitung 2d schließt die beiden Einspeiseplattformen 6 miteinander kurz.
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2b zeigt die beiden Einspeiseplattformen 6, die jeweils entsprechend einer Einspeiseplattform 6 gemäß 1b gestaltet sind.
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Das Brandbekämpfungssystem wird im Aktivierungsfall so angesteuert, dass entweder ein erstes Subsystem 4a einer ersten Einspeiseplattform 6 und ein zweites Subsystem 4b einer zweiten Einspeiseplattform 6 aktiviert wird oder ein zweites Subsystem 4b der ersten Einspeiseplattform 6 und gleichzeitig das erste Subsystem 4a der zweiten Einspeiseplattform 6 aktiviert wird.
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Abhängig von einem Fehlersignal wird selektiert, welche Kombination von Subsystemen aktiviert wird. Tritt nach der Aktivierung ein Fehler, beispielsweise detektiert durch den Druckwächter auf, kann eine zusätzliche Aktivierung des noch nicht aktivierten Paars von Subsystemen erfolgen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Schienenfahrzeug
- 2a
- Triebwagen
- 2b
- Wagon
- 2c
- Bereichsventil
- 2d
- Hauptrohrleitung
- 2e
- Löschdüsen, insbesondere Löschnebeldüsen
- 4
- Subsystem
- 8
- Treibgasspeicher
- 10
- Ventil
- 12
- Löschfluidspeicher
- 14
- pneumatischer Stelleingang
- 16
- Stellantrieb, insbesondere magnetischer Stellantrieb
- 18
- Druckwächter
- 20
- Thermostat
- 22
- Heizung
- 24
- Steuereinrichtung
- 26
- Kommunikationsbus