NO770823L - Fremgangsm}te og anordning for ventilering av en togtunnel - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte og en anord-

ning for ventilering av en togtunnel.

Når et togs lokomotiv passerer gjennom en lang tunnel, forurenser avgassene fra lokomotivets motor luften i tunnelen ved reduksjon av oksygeninnholdet i luften og økning

av konsentrasjonen av karbonoksyd og andre avgassbestanddeier. Denne forurensning kan være skadelig, særlig, når toget har to. eller flere lokomotiver, hvilket er en vanlig foreteelse ved lange tog og/eller ved bratt stigning av banen. I et slikt tilfelle suger det andre lokomotivs luftinntak inn luft som inneholder en høy andel av varme avgasser fra det første lokomotiv, slik at utgangseffekten fra. det andre lokomotiv blir vesentlig redusert og overheting. av det andre lokomotiv for-årsakes. Den reduserte utgangseffekt fører til dårlig brensel-effektivitet, og dette og overhetingen bringer eventuelt toget til å stanse. Store vifter kan benyttes til å ventilere tunnelen, men disse har bare lav effektivitet.

I overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte og en anordning for ventilering av en jernbanetunnel, idet fremgangsmåten og anordningen er forholdsvis enkle og effektive. Fremgangsmåten omfatter at en utgangsende av tunnelen stenges før et tog går inn i tunnelens, inngangsende eller før toget har passert en hoveddel av tunnelens lengde etter innkjøring gjennom tunnelens inngangsende. Toget, som beveger seg gjennom tunnelen, virker tilnærmet som

et løst anordnet stempel som beveger seg gjennom en lang, lukket sylinder.. Dette vil si at når det som stempel fungerende tog kjører inn i den lukkede tunnel, fortrenger toget luft, og den fortrengte luft forsvinner ved bevegelse bakover i tunnelrommet

rundt toget. Dette forårsaker en bakoverrettet luftstrøm gjennom tunnelen, hvilken luftstrøm letter borttransport og fortynning av forurensningene og sprer varmen fra lokomotivets avgasser. Når det dreier seg om et tog med to lokomotiver, fører fortynningen av avgassene fra det første lokomotiv til

at det andre lokomotiv i stor utstrekning suger inn kald, frisk luft, slik at dette kan fungere effektivt. Der hvor tunnelens tverrsnitt er bare noe større enn lokomotivets tverrsnitt, frem-bringes en rask, bakoverrettet luftstrøm rundt lokomotivet.

De karakteriserende trekk ved oppfinnelsen er angitt i de.etterfølgende patentkrav.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et perspektiv-riss av en togtunnel-ventilasjonsinstallasjon ifølge oppfinnelsen, og hvor figuren viser et tog som nærmer seg en tunnels inngangsende, og en overdekning i åpen stilling ved tunnelens utgangsende, fig. 2 viser et gjennomskåret sideriss av installasjonen på fig. 1, men viser toget inne i tunnelen og tunnel-overdekningen i stengt stilling, fig. 3 viser et snitt etter linjen 3 - 3 på fig. 1, fig. 4 viser et snitt etter linjen 4 - 4 på fig. 3, fig. 5 viser et snitt etter linjen 5-5

på fig. 3, fig. 6 viser et snitt etter linjen 6 6 på fig. 3, og fig. 7 viser et riss etter linjen 7 - 7 på fig. 6 av,en del av den forheng- eller gardinstyrende anordning ifølge fig. 3.

Fig. 1 viser et.tog'10 på vei oppover en bane 12 som fører gjennom en lang tunnel 14 i et fjell 16 eller liknende.

Toget 10 omfatter to diesellokomotiver 18, 20 som trekker et stort antall vogner 22 langs banen. Når toget nærmer seg en inngangsende 24 av tunnelen, bringes en overdekningsinstallasjon 26 til å lukke en utgangsende 28 av tunnelen. Når toget nærmer seg tunnelens inngangsende, aktiverer det nærmere bestemt en skinnekrets eller bryter 30 som er anbrakt langt foran tunnelens utgangsende og også langt fra tunnelens inngangsende, og som ved hjelp av en kabel 32 er koplet til et styreorgan. 34 for overdekningsinstallasjon. Styreorganet 34 kan bringe en overdekning 36 til å bevege seg fra en åpen stilling til en lukket stilling over tunnelens utgangsende for å hindre en fri luft-

strøm ut fra tunnelens utgangsende.

Fig. 2 viser installasjonen ifølge fig. 1 med. overdekningen 36 i stengt stilling over tunnelens utgangsende 28 og med toget 10 med sin fremre ende inne i tunnelen. Etterhvert som toget beveger seg lenger inn. i tunnelen, for-søker det å sammenpresse luften foran toget. Trykkstigningen

er vesentlig da lokomotivet 18 fyller en vesentlig del av tunnelens tverrsnittsareal, eksempelvis ca. 50 %. Dersom tunnelens utgangsende 28 var åpen for fri luftutstrømning fra denne, ville bare et lite trykk bli oppbygd foran toget, mens en vesentlig luftmengde ville bli brakt til å strømme fremover og ut fra tunnelens utgangsende. Dette ville resultere i en forholdsvis langsom bevegelse av luft bakover forbi toget i forhold til togets bevegelse. I et slikt tilfelle ville avgassene fra det første lokomotivs 18 dieselmotor ha en tendens til å samle seg rundt togets fremre parti og suges inn gjennom det andre lokomotivs 20 luftinntak. Som følge av dette ville det andre lokomotiv fungere med vesentlig redusert effektivitet. Dette øker ikke bare brenselforbruket, men reduserer også utgangseffekten, hvilket kan resultere i et vesentlig hastighets-tap eller en togstans dersom toget er meget langt og banen 12 strekker seg langs en bratt stigning.

Med overdekningen 36 i stengt stilling over tunnelens utgangsende tilveiebringer togets 10 fremoverbevegelse i tunnelen en vesentlig trykkstigning foran toget. På denne måte tilveiebringes en vesentlig, bakovergående luftstrøm rundt toget i overensstemmelse med de viste piler 40. Denne raske luft-strøm bakover i forhold til toget har en tendens til å trekke det første lokomotivs 18 avgasser raskt forbi det andre lokomotiv og til i vesentlig grad å oppblande disse med frisk, kald luft. Som et resultat av dette arbeider det andre lokomotivs motor med tilnærmet normal effektivitet. Den bakovergående luftstrøm tjener også til å drive avgassene bakover ut fra tunnelens inngangsende 24 slik at konsentrasjonen av forurens-ninger i tunnelen er redusert etter at toget har passert gjennom denne.

Når toget 10 nærmer seg tunnelens utgangsende 2 8 aktiverer det en andre bryter 4 2 som i forhold til togets be-vegelsesretning er anbrakt foran overdekningen 36. Bryteren er koplet til styreorganet 34 som då bringer overdekningen 36 til å løftes til en åpen stilling like før toget ankommer til utgangsenden. Ved tidspunktet for ankomst av togets fremre ende til tunnelens utgangsende er overdekningen helt åpen slik at toget kan bevege seg raskt ut av tunnelen. Overdekningen 36 forblir åpen inntil at et neste tog nærmer seg tunnelen. Det er å

foretrekke at avstengningen av tunnelens utgangsende påbegynnes før toget kommer inn i tunnelen, men vesentlige fordeler kan oppnås selv om stengningen skjer etter at toget har kjørt inn i tunnelen, men før det har passert gjennom en hoveddel av tunnelen.

Fig. 3 og 4 viser noen av detaljene av overdeknings-installas jonen 26 som kan dekke tunnelens utgangsende 28. Overdekningen 36 er fremstilt av en slitesterk duk av et bøyelig og forholdsvis lett materiale, såsom "Hypalon-Neopren". En øvre kant 3 6u av duken bæres oppe av flere haker 50 på en tverr-gående stang 52. Venstre og høyre kanter 36L, 36R av overdekningen 36 er ved hjelp av et antall ringer 54 koplet til et par vertikale styrestenger 56 som styrer overdekningen under oppadgående og nedadgående bevegelse. Overdekningen trekkes opp og holdes i sin øvre stilling ved hjelp av to rep 58, 60 som strekker seg fra en nedre ende 36b av overdekningen til to forheng-trinser 62 , 64 som er. festet på en aksel 66 som på sin side har to partier som er sammenkoplet ved hjelp av en flek-sibel kopling 67. En motvekttrinse 68, som også er festet til akselen 66, er ved hjelp av en line .70 koplet til en motvekt 72. Motvekten 72, som ved vertikal bevegelse styres av to

styrestenger 74, forsøker å rotere akselen .66 i en retning for opptrekking av overdekningen..36 til en stilling for åpen til-stand.

Et organ 76 bestående av en tannhjulsmotor og en kopling, har en,utgangsaksel 78 som ved hjelp av en kjede er koplet til et kjedehjul 80 som er festet på akselen 66. Når. motororganet 76 er energisert i en fremov.erretning, dreier det akselen 66 i en retning.for oppløfting av motvekten 72 og for å tillate at overdekningen 36 vikles ut og faller ned under sin egen vekt. Motororganet 76 holdes energisert til et frem-spring 82 på motvekten utløser en grensebryter 84, ved hvilket tidspunkt overdekningen vil befinne seg i sin helt lukkede stilling hvor den i hovedsaken fullstendig dekker tunnelens utgangsende.

Når toget 10 nærmer seg tunnelens utgangsende og utløser bryteren 42, energiseres motororganet 76 i en bakover-retning for å dreie akselen 66 i en retning for å løfte overdekningen 36 mens vekten 72 nedsenkes. Dette fortsetter inntil at fremspringet. 82 sammenkoples med en nedre grensebryter 86 som bringer energiseringen av motororganet 76 til å opphøre.

Vekten 72 er fortrinnsvis gjort tilstrekkelig tung til at den, ved fravær av motororganet 76, vil bringe over-. dekningen 36 til å bevege seg til dennes øvre stilling. Motororganet omfatter en koplings- og bremsedel 76c som må energiseres elektrisk for å kople en motordel 76m til akselen 66. Dersom således motororganet 76 er deenergisert slik at dettes koplingsdel 76c ikke er i inngrep, vil motvekten automatisk bringe overdekningen til å bevege seg til sin åpne stilling. Motororganet 76, likesom grensebryterne 84, 86<p>g de togfølende brytere 30, 42, er alle koplet til styreorganet 34. Styreorganet 34 er en forholdsvis enkel krets for manøvrering av motororganet 76 i fremover- og bakoverretninger i avhengighet av manøvreringen av de togfølende brytere 30, 42.

En viktig faktor for oppnåelse av høy ventilasjons-efféktivitet er den tid som trenges for å bringe overdekningen til å bevege seg. bort fra tunnelens utgangsende når toget nærmer seg denne. Utnyttelsen av et fleksibelt forheng som opp-vikles under bevegelse opp og bort fra tunnelenden, tillater en forholdsvis rask bevegelse. Dette beror på at den midlere avstand over hvilken forhengsdekselet beveger seg, bare er ca. halvparten av tunnelens høyde, dvs. overdekningens bunn 36b beveger seg en strekning som er lik tunnelens høyde, mens overdekningens topp 36u ikke beveger seg i. det hele tatt. Under overdekningens oppadgående bevegelse virker bare en liten friksjon mellom ringene 54 og styrestengene 56. da ringene bare styrer overdekningens kanter i stedet for å tjene som lagre som glidbart bærer overdekningens vekt. Plastoverdek-ningen har forholdsvis liten vekt sammenliknet med en overdekning 'av stål, men fungerer effektivt da overdekningsmaterialet er utsatt for strekkrefter under drift. Oppviklingsoverdeknin-gen tilveiebringer en kompakt installasjon som benytter en motor og andre drivmekanismer, samt understøttelse og styre-anordninger, som alle har bare moderat størrelse, for å til-veiebringe en forholdsvis billig installasjon.

Oppfinnelsen tilveiebringer således en forholdsvis enkel og effektiv ventilasjonsmetode og en ventilasjonsanordning

for anvendelse ved en tunnel for ventilering av denne mens et

kjøretøy passerer gjennom denne. Dette oppnås ved utnyttelse av en overdekningsanordning nær tunnelens ende som holdes lukket under en del av et togs bevegelse gjennom tunnelen, og fortrinnsvis under togets bevegelse langs en hoveddel av tunnelens lengde. Selv om det er angitt at et forheng eller en gardin benyttes i overdekningen, kan det også benyttes et stort antall andre overdekningskonstruksjoner. Oppviklings-forhenget muliggjør imidlertid rask bevegelse av overdekningen hvilket bidrar til effektiv drift av denne. Ventilasjonsmetoden ifølge oppfinnelsen er særlig effektiv for ét tog som opptar i det minste ca. 50 % av tunnelens 14 tverrsnittsareal, da dette fører til rask bakoverrettet luftstrømning rundt toget. Det skal bemerkes at det ikke er nødvendig at overdekningen

36 helt dekker tunnelen, men bare hindrer den frie luftstrømning

fra denne for å ti.lveiebringé en større oppbygning av luft-trykk foran toget enn hva som ellers ville bli tilveiebrakt ved fravær av .en overdekning". I realiteten kan det med hensikt anordnes en åpen flate slik at det ikke opptrer for stor trykk-økning når toget kommer nærmere tunnelens utgangsende. Den nødvendige effekt for bevegelse av luften gjennom tunnelen oppnås ved å utnytte en liten del av den effekt som utvikles av et lokomotiv med normal effekt, og derfor oppnås ventilasjon uten behov for separate vifter med høy kapasitet eller annen ventilasjonsutrustning på tunnelstedet. Anordningen for åpning og lukning ved hjelp av overdekningen utnytter bare en liten motor.

Claims (8)

1. Fremgangsmåte for ventilering av en jernbanetunnel som har inngangs- og utgangsender,karakterisertved at tunnelen lukkes for å motvirke fri strømning av luft fra tunnelens utgangsende, og at tunnelen holdes lukket mens et tog kjører gjennom tunnelen mot dennes utgangsende, og at tunnelens utgangsende åpnes før toget når utgangsenden.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat lukningsoperasjonen omfatter avføling av nærvær av togets fremre ende på et første sted som i togets kjøreretning er beliggende foran tunnelens inngangsende, samt nedsenkning av en overdekning over tunnelens utgangsende når denne avføling er utført, og at åpningsoperasjonen omfatter avføling av nærvær av togets fremre ende på et andre sted i tunnelen som i togets kjøreretning er beliggende foran tunne lens utgangsende, samt oppløfting av overdekningen over utgangsenden når avfølingen på det andre sted er utført.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat lukningsoperasjonen omfatter nedsenkning av en nedre ende av et sammenfoldet forheng over tunnelens utgangsende, mens fra hverandre vendende sider av forhenget styres, og at åpningsoperasjonen omfatter oppløfting av forhengets nedre ende mens forhenget foldes sammen på nytt til en sammenfoldet form, hvilket forheng i sin sammenfoldede form er beliggende umiddelbart ovenfor tunnelen.

4. Anordning for ventilasjon av en tunnel i overensstemmelse med fremgangsmåten ifølge ett av kravene 1-3, hvor tunnelen omfatter vegger som danner en tunnel med et første og et andre endeparti, og et jernbanespor som strekker seg gjennom tunnelen,karakterisert vedat den omfatter et overdekningsorgan som omfatter en overdekning og et overdekningsbevegende organ for bevegelse av overdekningen . mellom en stengt og en åpen stilling med hensyn til tunnelens andre endeparti, et første togfølerorgan for avføling av et tog på banen på et første sted på en første avstand fra over dekningsorganet i en retning motsatt av et togs bevegelses-retning, et første styreorgan som er koplet til togføleror-ganet og til det overdekningsbevegende organ, og som er innrettet til å bringe overdekningsorganet til å bevege seg til dettes stengte stilling etter at det første togfølerorgan har avfølt et tog på det første sted, et andre togfølerorgan for et tog på banen på et andre sted som ligger på en andre avstand fra overdekningsorganet i retning motsatt av et togs kjøreretning, og et andre styreorgan som er koplet til tog-følerorganet og til det overdekningsbevegende organ, og som er innrettet til å bringe overdekningsorganet til å bevege seg til dettes åpne stilling etter at det andre togfølerorgan har avfølt et tog på det andre sted, idet det første sted ligger lengre fra overdekningsorganet enn det andre sted.

5. Anordning ifølge krav 4,karakterisert vedat det bevegende organ er elektrisk energiser-bart og innrettet til å bringe overdekningsorganet til å bevege seg til en åpen stilling ved ikke fungerende elektrisk energisering.

6. Anordning ifølge krav 4,karakterisert vedat et tog har et tverrsnittsareal av størrelses-orden 50 % av tunnelens tverrsnittsareal.

7. Anordning ifølge ett av kravene 4.-6,karakterisert vedat overdekningsorganet omfatter et sam-menfoldbart forheng og at det overdekningsbevegende organ er innrettet til å bringe forhenget til å bevege seg fra en sammenfoldet form i en stilling ved toppen av tunnelens andre endeparti, til en utfoldet stilling over tunnelens andre endeparti.

8. Anordning for en tunnelinstallasjon som omfatter en tunnel med en første og en andre ende,karakterisert vedat den omfatter en roterbartmontert aksel som strekker seg i sideretningen langs tunnelens breddedimensjon ovenfor tunnelinstallasjonens andre ende, et under akselen anordnet overdekningsorgan som har motstående sider vertikalt glidbart montert i forhold til tunnelinstallsjonen, en for-hengstrinse som er festet til akselen, en første repanordning som strekker seg mellom forhengstrinsen og et nedre parti av overdekningsorganet, en motvektstrinse som er festet til akselen, en motvekt, en andre repanordning som strekker seg mellom motvektstrinsen og motvekten, et motororgan som er koplet til trinsen for å rotere denne i en første retning, idet den første og den andre repanordning er slik anordnet at over-. i dekningen bringes til å bevege seg nedover og vekten oppover når akselen dreies i den første retning, idet vekten er tilstrekkelig tung til å dreie akselen i en andre retning og løfte opp overdekningen når motororganet er bortkoplet fra akselen, og et togfølerorgan som er anbrakt langt fra den andre tunnelende i en retning motsatt av et aktuelt togs kjøreretning, for manøvrering av motororganet for å rotere trinsen i den første retning. )