Brevet FR2578913A1 — publié le 19860919

1. La présente invention concerne généralement et a essentiellement pour objet un véhicule de travail ou de service ayant un appareil locomoteur consistant en un moteur à combustion interne fonctionnant avec amenée d'air ou d'oxygène, par exemple à moteur Diesel, pour utilisation dans un milieu ambiant ou environnement pauvre en air ou en oxygène, tel que tunnels, galeries de mine ou souterraines ou aussi des régions ou lieux situés en altitude. En particulier pour des utilisations en cas de catastro- phe dans les lieux ou zones difficiles à aérer, tels que tunnels ou galeries de mine ou souterraines, lors de catastrophes de chemin de fer avec développement d'incendie ou dégagement de gaz, un véhicule à moteur à combustion interne aspirant de l'air extérieur n'est utilisable que difficilement ou même pas du tout en raison du manque d'oxygène. En cas de personnes blessées, l'utilisation d'un tel véhicule de travail n'est en outre pas judicieux parce que l'appareil locomoteur, en raison de la consommation d'oxygène, détériorerait encore davantage l'air de respiration disponible pour les personnes blessées et, dans la plupart des cas, déjà mélangé avec des gaz de fumée. Selon le brevet fédéral allemand n0 2 834 347 est déjà connu un dispositif d'aspiration d'air pour au moins un groupe électrogène de secours à moteur à combustion interne logé dans un bâtiment d'alimenta- tion de secours. Chaque groupe électrogène de secours comporte deux conduites d'aspiration pour l'air de combustion qui traversent horizontalement le mur ou la paroi du bâtiment sur des côtés frontaux opposés. Dans chaque conduite d'aspiration sont disposés des clapets pare-feu ou volets de protection contre incendie qui se ferment automatiquement en fonction de la température de l'air de combustion aspiré. Pour assurer une alimentation suffisante des groupes électrogènes de secours en air amené utilisable, la commande des deux clapets pare-feu ou volets de protection contre incendie est réalisée de telle façon que, lors du dépassement d'une température minimale prédéterminée pour l'air amené, seul se ferme respectivement le clapet pare-feu par la conduite d'aspiration duquel est aspiré l'air plus chaud. Ce groupe électrogène de secours est à position fixe et n'est pas mobile et n'est pas applicable dans des tunnels, galeries de mine ou souterraines et analogues. L'invention est donc basée sur la tâche de créer un véhicule de travail du type décrit au début, dont le moteur à combustion interne est utilisable sans restriction,même dans un milieu ambiant ou environnement pauvre en oxygène. Le but de l'invention est atteint avec un véhicule de travail initialement décrit, dans lequel l'appareil locomoteur du véhicule de travail peut être alimenté en air de combustion par des réservoirs, de préférence des bouteilles d'air comprimé présentant une haute pression de 200 bar, emmenés sur celui-ci et dans lequel est prévu un dispositif commutable de l'aspiration d'air normal sur l'alimentation par les réservoirs emportés. Grâce à l'air de combustion, emporté en permanence sur le véhicule de travail, sa capacité d'utilisation est considérablement augmentée, car un fonctionnement non gêné du moteur de combustion interne est désormais possible également en milieu ambiant ou environnant pauvre en oxygène ou même dépourvu d'oxygène. Ceci est particulièrement avantageux spécialement pour l'utilisation en cas de catastrophe en des lieux difficiles à aérer, tels que par exemple tunnels, galeries de mine ou souterraines ou analogues, auquel cas les appareils accessoires, par exemple grues ou treuils se trouvant sur le véhicule de travail, restent pleinement utilisables. La configuration conforme à l'invention peut en outre être montée de manière simple,même ultérieurement,dans des véhicules se trouvant déjà en service, car, en évitant une modification de l'appareil locomoteur, seule une conduite de liaison est à raccorder à la conduite d'aspiration d'air existante. Pour le changement pour passer de l'aspiration de l'air ambiant à l'air comprimé emporté, seul l'actionnement du dispositif de commutation est nécessaire en évitant de longs travaux de transformation d'équipement. Ceci a l'avantage qu'en particulier, lors d'un parcours d'accès relativement long jusqu'au lieu d'utilisation pauvre en oxygène, l'appareil locomoteur peut tout d'abord être alimenté encore en air ambiant normal en économisant la réserve'd'air comprimé emportée et ensuite avec l'air comprimé emporté sans interruption de-la marche. Selon une autre caractéristique préférée de l'invention, l'appareil locomoteur, avec les bouteilles d'air comprimé emportées et le dispositif de commutation, est disposé sur un véhicule de sauvetage réalisé de façon à être déplaçable par roulement sur voie ferrée et avec une superstructure à grue et analogue prévue pour le transport de personnes et pour la réception d'appareils de sauvetage et auxiliaires, pour utilisation en des lieux difficiles à aérer, tels que tunnels, galeries de mine, galeries de chemin de fer souterrain et analogues. Avec un tel véhicule de sauvetage, une progression rapide jusqu'aux blessés, par exemple dans le cas d'une catastrophe ferroviaire, jusqu'à des personnes enfermées dans un tunnel, est possible sans qu'il s'ensuive alors une réduction supplémentaire, mettant éventuellement la vie en danger, de la teneur en oxygène par le moteur à combustion interne. Comme, après commutation sur l'aspiration d'air comprimé, il ne se produit aucune consommation d'oxygène de l'air ambiant, l'appareil locomoteur du véhicule de sauvetage peut rester en fonctionnement sans être gêné pendant toute l'utilisation dans le tunnel, par exemple pour la commande d'un treuil à câble ou d'un groupe électrogène de secours pour l'éclairage. D'une façon particulièrement avantageuse, une indépendance complète de la ligne aérienne de contact ou caténaire pour l'alimentation en courant électrique, le plus souvent perturbée lors de telles catastrophes en tunnel, est également réalisée grâce à la configuration conforme à l'invention. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce que l'appareil locomoteur comporte deux réservoirs d'approvisionnement ou de stockage qui sont reliés respectivement, par l'intermédiaire d'une conduite de liaison à une conduite d'air d'aspiration de l'appareil locomoteur pour l'air ambiant et à une conduite d'air comprimé placée en communication avec les bouteilles d'air comprimé et comportant respectivement une électrovanne d'arrêt ou d'isolement et un détendeur ou une soupape réductrice de pression, un serpentin de chauffage étant prévu dans chaque réservoir de stockage. Par cette configuration, une réduction de pression de l'air comprimé dans les réservoirs de stockage a zéro bar est possible avec un surcroît de dépenses uniquement faible, lequel air comprimé peut être aspiré par l'intermédiaire de la conduite d'air d'aspiration existante sans influencement désavantageux de l'appareil locomoteur après actionnement du dispositif de commutation. Le serpentin de chauffage, disposé dans le réservoir de stockage, empêche alors un givrage de l'air comprimé se détendant fortement. D'une manière particulièrement avantageuse, il est prévu, selon une autre caractéristique de l'invention, comme dispositif commutateur dans chaque conduite d'air d'aspiration de l'appareil locomoteur, un clapet ou volet commutateur placé en liaison avec un cylindre ou vérin d'actionnement pouvant être commandé par une électrovanne, pour l'obturation de la conduite d'air d'aspiration ou de la conduite de liaison raccordée au réservoir de stockage. Avec un tel clapet commutateur, une commutation télécommandée ou actionnée à distance, pour passer de l'aspiration d'air normal à l'amenée d'air comprimé, est possible à tout moment avec une dépense seulement faible et sans modification de construction de l'appareil locomoteur. Enfin selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention est prévu un instrument de mesure d'oxygène qui, lorsqu'on descend en dessous d'une teneur prédéterminée en oxygène de l'air baignant le véhicule de travail, règle automatiquement l'alimentation de l'appareil locomoteur par l'intermé- diaire des bouteilles d'air comprimé et est de préférence réalisé pour l'actionnement automatique des électrovannes d'arrêt ou d'isolement prévues dans la conduite d'air comprimé et des électrovannes ou valves à commande électromagnétique agencées pour la commande des cylindres ou vérins d'actionnement. Un instrument de mesure d'oxygène, réalisé de cette manière pour la commutation automatique de l'amenée d'air, possède l'avantage particulier que le personnel opérateur ou de conduite du véhicule de travail peut se consacrer sans restriction à son service ou aux opérations de sauvetage. En outre, l'instant de commutation le plus favorable, c'est-à-dire pour une alimentation aussi longue que possible par l'air ambiant, est ainsi assuré automatiquement pour économiser la réserve d'air. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre en se reportant aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif illustrant un mode de réalisation spécifique actuellement préféré de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 représente schématiquement, en vue de côté, un véhicule de travail avec un appareil locomoteur conforme à l'invention; et - la figure 2 est un schéma synoptique fonctionnel de circuit ou de connexion de l'appareil locomoteur se trouvant dans le véhicule de travail selon la figure 1. Un véhicule de travail 1,représenté sur la figure 1 et réalisé sous forme de véhicule de sauvetage en tunnel, possède un châssis de machine 3 prenant appui ou supporté sur des trains de roulement 2 liés à la voie ferrée et est déplaçable ou mobile par roulement sur une voie ferrée 4. A une extrémité du châssis de machine 3 est prévue une cabine de conduite 5 avec un système central de commande 6 et à l'autre extrémité est prévue une super- structure 8 pour la réception d'appareils de sauvetage. Sur le côté externe de la cabine de conduite 5 est monté un instrument de mesure d'oxygène 7 pour la mesure de la teneur en oxygène de l'air ambiant. Entre la cabine de conduite 5 et la superstructure 8 est disposé un appareil locomoteur 9 agencé sous forme d'un moteur Diesel auquel sontraccordés deux réservoirs d'approvisionnement ou de stockage 10 et des bouteilles d'air comprimé 11 groupées en batterie. L'appareil locomoteur 9, représenté schématiquement sur la figure 2, est relié, des deux côtés, à une conduite d'air d'aspiration 12 et à un filtre d'air de combustion 13 pour l'aspiration d'air de combustion normal. Chaque réservoir de stockage 10 est relié directement à la conduite d'air d'aspiration 12 par l'intermédiaire d'une conduite de liaison 14, un dispositif commutateur 15, sous la forme d'un clapet ou volet commutateur 16, étant disposé dans la zone de raccordement. Ce clapet est relié respectivement, pour son pivotement, à un cyclindre ou vérin d'actionnement 17 qui peut être commandé par l'intermédiaire d'une électrovanne ou soupape à commande électromagnétique 18. Chaque réservoir de stockage 10 comporte un serpentin réchauffeur 19 dans lequel est transportée de l'huile de moteur échauffée provenant de l'appareil locomoteur 9. La liaison, des bouteilles d'air comprimé 11 respective- ment à haute pression de 200 bar disposées sur la surface de chargement du véhicule de travail 1 et des deux réservoirs de stockage 10, s'effectue respectivement par une conduite d'air comprimé 22 reliée à une électro- vanne d'arrêt 20 et à un détendeur ou une soupape réductrice de pression 21. Le mode de fonctionnement, du véhicule de travail réalisé conformément à l'invention, est décrit plus en détail dans la suite. Pour le fonctionnement normal sans manque d'oxygène, l'air ambiant est aspiré par l'intermédiaire du filtre d'air de combustion 13 et des conduites d'air d'aspira- tion 12, auquel cas les clapets commutateors 16 obturent ou isolent la conduite de liaison 14 à l'aide du cylindre ou vérin d'actionnement 17 (lignes discontinues en traits interrompus sur la figure 2). Dès qu'un passage en dessous d'une teneur prédéterminée en oxygène est constaté par l'instrument de mesure d'oxygène 7 mesurant continuellement la teneur de l'air en oxygène, cet instrument délivre simultanément des impulsions aux deux vannes d'arrêt 20 à commande électromagnétique et aux deux électrovannes 18, à la suite de quoi le clapet commutateur 16 est amené par pivotement dans la position représentée par des lignes continues en trait plein et, ainsi, par ouverture de la conduite de liaison 14, la conduite d'air d'aspiration 12 et ainsi l'arrivée de l'air de combustion de l'extérieur sont fermées et en même temps également la conduite d'air comprimé est ouverte pour écoulement entrant de l'air comprimé dans les réservoirs de stockage 10. L'air sous pression, comprimé dans les bouteilles d'air comprimé 11, est détendu par le détendeur 21 jusqu'à une pression de zéro bar dans le réservoir de stockage 10, de sorte qu'en économisant l'air comprimé emporté, celui-ci ne s'écoule pas en surpression dans l'appareil locomoteur. Il est donc nécessaire de maintenir étanches les divers conduits et réservoirs. Grâce à la détente rapide de l'air se produit un grand refroidissement auquel s'oppose l'huile de moteur échauffée de l'appareil locomoteur 9, transportée dans les serpentins réchauffeurs 19. L'appareil locomoteur 9 aspire dorénavant, en permanence pour la combustion, l'air comprimé détendu dans les réservoirs de stockage 10 et continue à fonctionner invariablement. R E V E N DI C A T I ON S 1. Véhicule de travail avec un appareil locomoteur qui consiste en un moteur à combustion interne fonction- nant avec amenée d'air ou d'oxygène, par exemple un moteur Diesel, pour utilisation en milieu ambiant pauvre en air ou en oxygène, tel que tunnels, galeries de mine ou souterraines ou aussi des lieux situés en altitude, caractérisé en ce que l'appareil locomoteur (9) du véhicule de travail (1) peut être alimenté en air de combustion par des réservoirs, de préférence des bouteilles d'air comprimé (11) présentant une haute pression de 200 bar, emportés sur celui-ci et en ce qu'il est prévu un dispositif (15) commutable de l'aspiration d'air normal sur l'alimentation par les réservoirs emportés. 2. Véhicule de travail selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'appareil locomoteur (9), avec les bouteilles d'air comprimé emportées (11) et le dispositif commutateur (15), est disposé sur un véhicule de sauvetage réalisé de façon à être déplaçable par roulement sur voie ferrée et avec une superstructure à grue et analogue (8) prévue pour le transport de personnes et-pour la réception d'appareils de sauvetage et auxiliaires, pour utilisation en des lieux difficiles à aérer, tels que tunnels, galeries de mine, galeries de chemin de fer souterrain et analogues. 3. Véhicule de travail selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'appareil locomoteur (9) comporte deux réservoirs de stockage (10) qui sont raccordés, respectivement par une conduite de liaison (14), à une conduite d'air d'aspiration (12) de l'appareil locomoteur (9) pour l'air ambiant et à une conduite d'air comprimé (22) placée en communication avec les bouteilles d'air comprimé (11) et comportant respectivement une électrovanne d'arrêt (20) et un détendeur (21), un serpentin réchauffeur (19) étant prévu dans chaque réservoir de stockage (10). 4. Véhicule de travail selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que comme dispositif commutateur (15) est prévu, dans chaque conduite d'air d'aspiration (12) de l'appareil locomoteur (9), un clapet commutateur (16) placé en liaison avec un vérin d'actionnement (17) pouvant être commandé par une électrovalve (18), pour l'obturation de la conduite d'air d'aspiration (12) ou de la conduite de liaison (14) raccordée au réservoir de stockage (10). 5. Véhicule de travail selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un instrument de mesure d'oxygène (7) est prévu, lequel, lors du passage en dessous d'une teneur prédéterminée en oxygène de l'air baignant le véhicule de travail (1), règle automatiquement l'alimentation de l'appareil locomoteur (9) par l'intermédiaire des bouteilles d'air comprimé (11) et est réalisé de préférence pour la commande automatique des électrovannes d'arrêt (20) prévues dans la conduite d'air comprimé (22) et des électrovalves (18) agencées pourla commande du vérin d'actionnement.