(57)【要約】      （修正有）【課題】トンネル区間内において鉄道列車の車両火災が発生した場合に、当該火災によって発生した煙流を適切に制御する。【解決手段】煙流制御装置１００は、鉄道列車１を構成する車両１０の車幅方向側面視において、少なくとも車両１０の天井面より上方に煙流阻害面を形成する煙流阻害部１１０と、火災が検知され、鉄道列車１の停止が検知され、鉄道列車１の停止位置がトンネル区間内であることが検知された場合に、煙流阻害面を形成するように煙流阻害部１１０を動作させる制御部３０と、を有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄道列車に設けられ、火災時に発生する煙流を制御する煙流制御装置であって、
前記鉄道列車を構成する車両の車幅方向側面視において、少なくとも前記車両の天井面より上方に煙流阻害面を形成する煙流阻害部と、
火災が検知され、前記鉄道列車の停止が検知され、前記鉄道列車の停止位置がトンネル区間内であることが検知された場合に、前記煙流阻害面を形成するように前記煙流阻害部を動作させる制御部と、を有することを特徴とする、煙流制御装置。
【請求項２】
前記煙流阻害部は、
前記車両に設けられる板部材と、
前記板部材の端部を中心軸として、当該板部材を回動させる回動機構と、を有し、
前記煙流阻害部が動作した際、前記板部材が回動して前記煙流阻害面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の煙流制御装置。
【請求項３】
前記煙流阻害部は、
前記車両に設けられる板部材と、
前記車両の車幅方向側面視において、前記車両より外側に向けて前記板部材を移動させる移動機構と、を有し、
前記煙流阻害部が動作した際、前記板部材が移動して前記煙流阻害面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の煙流制御装置。
【請求項４】
前記車両の車幅方向側面視において、前記板部材の側面には、柔軟性を有する柔軟部材が設けられていることを特徴とする、請求項２又は３に記載の煙流制御装置。
【請求項５】
前記煙流阻害部は、前記車両の車幅方向側面視において、前記車両より外側に向けて伸縮自在の伸縮部材を有し、
前記煙流阻害部が動作した際、前記伸縮部材が伸長して前記煙流阻害面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の煙流制御装置。
【請求項６】
前記煙流阻害部は、前記車両の側面より外側の前記煙流阻害面に設けられ、人が通行可能な人通口を有することを特徴とする、請求項２〜５のいずれか一項に記載の煙流制御装置。
【請求項７】
前記人通口には、開閉自在の扉が設けられていることを特徴とする、請求項６に記載の煙流制御装置。
【請求項８】
前記煙流阻害部は、前記車両の車幅方向側面視において、前記車両より外側に向けて流体を噴射する流体噴射部を有し、
前記煙流阻害部が動作した際、前記流体噴射部から噴射される流体が前記煙流阻害面を形成することを特徴とする、請求項１に記載の煙流制御装置。
【請求項９】
前記流体噴射部は、前記車両の長手方向側面視において、鉛直方向より傾斜した方向に流体を噴射可能であり、
前記制御部は、鉛直方向から、火災の火源位置に傾斜して流体を噴射するように前記流体噴射部を制御することを特徴とする、請求項８に記載の煙流制御装置。
【請求項１０】
前記車両には、火災の火源位置を検知する火災検知部が設けられ、
前記煙流阻害部は複数設けられ、
前記制御部は、前記火災検知部で検知された火源位置から最も近くに位置する前記煙流阻害部を動作させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の煙流制御装置。
【請求項１１】
前記煙流阻害部は、少なくとも前記鉄道列車の長手方向の両端部に設けられていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の煙流制御装置。
【請求項１２】
トンネル内で発生した鉄道列車の火災時の煙流を制御する煙流制御方法であって、
鉄道列車で発生した火災を検知する火災検知工程と、
前記火災検知工程において火災が検知された際に、前記鉄道列車の停止を検知する停止検知工程と、
前記停止検知工程において前記鉄道列車の停止が検知された際に、前記鉄道列車の停止位置を検知する位置検知工程と、
前記位置検知工程において前記鉄道列車の停止位置がトンネル区間内であると検知された際に、前記鉄道列車を構成する車両の車幅方向側面視において、少なくとも前記車両の天井面より上方に煙流阻害面を形成する煙流制御工程と、を有することを特徴とする、煙流制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル区間内において鉄道列車の車両火災で発生した煙流を制御する煙流制御装置及び煙流制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル内において火災が発生すると、火災により生じた煙や熱気流（以下の説明において「煙等」という）がトンネル内に充満するため、トンネル内にいる人の迅速な避難が必要になる。特に、トンネル内において発生した火災が鉄道列車の車両火災であった場合、火源と乗客との距離が近く、また車両内に多くの乗客が存在する場合があるため、安全な避難時間及び経路を確保することは重要である。
【０００３】
図２５に示すように、トンネル４００内において火災が発生すると、火災の火源４０１で生じた汚染空気である煙等（図中の黒塗り矢印）は天井に向かって上昇する。上昇した煙等は、天井面に衝突した後、天井面に沿ってトンネル４００の坑口に向かって拡散する。天井面に沿って拡散する煙等は、当該天井面や、トンネル４００の下部にある新鮮空気（図中の白塗り矢印）などによって冷やされ、浮力が無くなると降下する。人が避難する際には、新鮮空気内を通って避難することが必要になるが、かかる際、煙等が人の頭の高さ（概ね２ｍ前後）まで降下すると、その避難を阻害してしまう。そこで、この煙等の拡散を防止又は抑制し、適切な避難時間及び経路を確保することが、人が避難する上で重要となる。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１には、トンネルの長手方向に沿って敷設された火災発生検知手段と、水幕を形成してトンネルを所定間隔ごとにゾーンニングするウォータースクリーン装置とを備えたトンネル防災システムが開示されている。かかるトンネル防災システムでは、火災発生検知手段で検知した火災発生ゾーンをウォータースクリーン装置によってゾーンニングすることで、煙等の拡散を抑制することが図られている。
【０００５】
また、例えば特許文献２には、シールドトンネルの工事現場における火災対策として、工事車両の後方台車に設けられ、ウォーターカーテンを形成するスプレーノズルを備えた煙拡散防止装置が開示されている。かかる煙拡散防止装置では、煙感知機が作動することで、スプレーノズルが動作してトンネル横断面でウォーターカーテンを形成し、これによりウォーターカーテンの反対側への煙の拡散を防止することが図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７５６０７号公報
【特許文献２】特開２００３−３４３１９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されたトンネル防災システムでは、既存の全てのトンネルに新たに設備を設けることとなり、例えばコスト（建築費やメンテナンス費）の観点から、実現には困難性がある。
【０００８】
この点、特許文献２に記載された煙拡散防止装置は、トンネルに設けるものではないが、工事車両に設けられるものであり、本発明が対象とする鉄道列車の車両火災に対応したものではない。例えば特許文献２には、煙拡散防止装置においてスプレーノズルを動作させるタイミングとして、煙感知機の作動が一例に挙げられているが、かかる場合、車両が走行中にもスプレーノズルが動作する場合がある。仮に、鉄道列車の車両火災時に当該鉄道列車が走行している際に、このようにスプレーノズルが動作する場合、ウォーターカーテンが適切に形成されないばかりか、鉄道列車の安全な走行を阻害するおそれもある。したがって、特許文献２に記載された煙拡散防止装置では、鉄道列車の車両火災に対応することができない。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、トンネル区間内において鉄道列車の車両火災が発生した場合に、当該火災によって発生した煙流を適切に制御することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する本発明は、鉄道列車に設けられ、火災時に発生する煙流を制御する煙流制御装置であって、前記鉄道列車を構成する車両の車幅方向側面視において、少なくとも前記車両の天井面より上方に煙流阻害面を形成する煙流阻害部と、火災が検知され、前記鉄道列車の停止が検知され、前記鉄道列車の停止位置がトンネル区間内であることが検知された場合に、前記煙流阻害面を形成するように前記煙流阻害部を動作させる制御部と、を有することを特徴としている。
【００１１】
本発明によれば、火災が検知され、鉄道列車の停止が検知され、鉄道列車の停止位置がトンネル区間内であることが検知された場合に、少なくとも車両の天井面より上方に煙流阻害面を形成するように煙流阻害部を動作させる。すなわち、鉄道列車の車両火災に特有の条件をトリガーとして、煙流阻害部を動作させることができる。そしてその結果、煙流阻害面によって煙流の拡散が抑制されるので、人が安全に避難する時間及び経路を確保することができる。しかも本発明によれば、トンネル側に煙流を制御する手段を設ける場合に比較して、建築費やメンテナンス費のコストを低廉化することも可能となる。
【００１２】
前記煙流制御装置において、前記煙流阻害部は、前記車両に設けられる板部材と、前記板部材の端部を中心軸として、当該板部材を回動させる回動機構と、を有し、前記煙流阻害部が動作した際、前記板部材が回動して前記煙流阻害面を形成してもよい。
【００１３】
前記煙流制御装置において、前記煙流阻害部は、前記車両に設けられる板部材と、前記車両の車幅方向側面視において、前記車両より外側に向けて前記板部材を移動させる移動機構と、を有し、前記煙流阻害部が動作した際、前記板部材が移動して前記煙流阻害面を形成してもよい。
【００１４】
前記煙流制御装置において、前記車両の車幅方向側面視において、前記板部材の側面には、柔軟性を有する柔軟部材が設けられていてもよい。
【００１５】
前記煙流制御装置において、前記煙流阻害部は、前記車両の車幅方向側面視において、前記車両より外側に向けて伸縮自在の伸縮部材を有し、前記煙流阻害部が動作した際、前記伸縮部材が伸長して前記煙流阻害面を形成してもよい。
【００１６】
前記煙流制御装置において、前記煙流阻害部は、前記車両の側面より外側の前記煙流阻害面に設けられ、人が通行可能な人通口を有していてもよい。
【００１７】
前記煙流制御装置において、前記人通口には、開閉自在の扉が設けられていてもよい。
【００１８】
前記煙流制御装置において、前記煙流阻害部は、前記車両の車幅方向側面視において、前記車両より外側に向けて流体を噴射する流体噴射部を有し、前記煙流阻害部が動作した際、前記流体噴射部から噴射される流体が前記煙流阻害面を形成してもよい。
【００１９】
前記煙流制御装置において、前記流体噴射部は、前記車両の長手方向側面視において、鉛直方向より傾斜した方向に流体を噴射可能であり、前記制御部は、鉛直方向から、火災の火源位置に傾斜して流体を噴射するように前記流体噴射部を制御してもよい。
【００２０】
前記煙流制御装置において、前記車両には、火災の火源位置を検知する火災検知部が設けられ、前記煙流阻害部は複数設けられ、前記制御部は、前記火災検知部で検知された火源位置から最も近くに位置する前記煙流阻害部を動作させてもよい。
【００２１】
前記煙流制御装置において、前記煙流阻害部は、少なくとも前記鉄道列車の長手方向の両端部に設けられていてもよい。
【００２２】
別な観点による本発明は、トンネル内で発生した鉄道列車の火災時の煙流を制御する煙流制御方法であって、鉄道列車で発生した火災を検知する火災検知工程と、前記火災検知工程において火災が検知された際に、前記鉄道列車の停止を検知する停止検知工程と、前記停止検知工程において前記鉄道列車の停止が検知された際に、前記鉄道列車の停止位置を検知する位置検知工程と、前記位置検知工程において前記鉄道列車の停止位置がトンネル区間内であると検知された際に、前記鉄道列車を構成する車両の車幅方向側面視において、少なくとも前記車両の天井面より上方に煙流阻害面を形成する煙流制御工程と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、トンネル区間内において鉄道列車の車両火災が発生した場合に、当該火災によって発生した煙流を適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本実施形態にかかる鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２】本実施形態にかかる鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図３】第１の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図４】第１の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図５】第１の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図６】本実施形態の煙流制御方法において、火災発生から煙流阻害部が動作を開始するまでの流れを示したフロー図である。
【図７】第１の実施形態において煙流阻害部より煙等の拡散が抑制される様子を示す説明図である。
【図８】第１の実施形態の変形例１にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図９】第１の実施形態の変形例２にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１０】第１の実施形態の変形例３にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１１】第１の実施形態の変形例４にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１２】第１の実施形態の変形例５にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１３】第１の実施形態の変形例６にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１４】第１の実施形態の変形例６にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１５】第２の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１６】第２の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１７】第２の実施形態の変形例１にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１８】第２の実施形態の変形例１にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図１９】第２の実施形態の変形例２にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２０】第２の実施形態の変形例２にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２１】第３の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２２】第３の実施形態にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２３】第３の実施形態の変形例１にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２４】第３の実施形態の変形例２にかかる煙流制御装置を備えた鉄道列車の構成の概略を模式的に示す側面図である。
【図２５】トンネル内での火災により発生した煙等の拡散モデルを表した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
＜鉄道列車の構成＞
先ず、本発明の実施形態にかかる鉄道列車の基本構成について説明する。図１は、トンネル４００の内部を走行する鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の長手方向の側面図である。図２は、トンネル４００の内部を走行する鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の短手方向の側面図である。なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向を規定する。具体的には、鉄道列車１の長手方向（車両１０の長手方向、トンネル４００の長手方向）をＸ軸方向とし、鉄道列車１の短手方向（車両１０の車幅方向、トンネル４００の短手方向）をＹ軸方向とし、鉛直方向をＺ軸方向とする。
【００２７】
鉄道列車１は、１台以上の車両１０が連結部１１を介して連結されることによって編成される。なお、図１の例では、鉄道列車１において３両の車両１０が連結されているが、車両１０が連結される数はこれに限定されない。
【００２８】
また、本実施形態では、図２に示すようにトンネル４００が単線トンネルである場合について説明する。トンネル４００の代表寸法の一例として、高さＨ１は約４．６５ｍであり、幅Ｗ１は約４．５５ｍである。また、車両１０の代表寸法の一例として、高さＨ２は約３．６５ｍであり、幅Ｗ２は約２．９０ｍである。かかる場合、例えばトンネル４００内で車両１０の火災が発生した場合の、乗客が避難する際に通行するための有効避難空間Ｅの有効幅Ｗ３は約０．８２５ｍとなる。
【００２９】
このようにトンネル４００が単線トンネルであった場合、有効避難空間Ｅは小さい。しかも、車両１０内には多くの乗客が乗車している可能性があるため、多くの乗客が有効避難空間Ｅを移動する必要があり、より迅速に安全な避難時間及び経路を確保することが必要となる。そこで、本実施形態では、このように乗客の避難が困難な状況を想定して、本発明の煙流制御装置及び煙流制御方法を適用する。そして、車両１０の火災によって発生した煙等の拡散を抑制し、又は煙等の拡散を遅らせることで、安全な避難時間及び経路を確保する。
【００３０】
以下、本発明の第１〜第３の実施形態にかかる煙流制御装置１００、２００、３００と、これら煙流制御装置１００、２００、３００を用いた煙流制御方法について説明する。
【００３１】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態にかかる煙流制御装置及び煙流制御方法について説明する。図３及び図４は、第１の実施形態にかかる煙流制御装置１００を備えた鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の長手方向の側面図である。図５は、第１の実施形態にかかる煙流制御装置１００を備えた鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の短手方向の側面図である。
【００３２】
鉄道列車１には、火災検知部２０、停止検知部２１、位置検知部２２、煙流制御装置１００が設けられている。なお、これら火災検知部２０、停止検知部２１、位置検知部２２、煙流制御装置１００はそれぞれ、鉄道列車１の任意の位置に配置される。
【００３３】
火災検知部２０は、鉄道列車１の任意の位置に少なくとも１つ以上配置され、鉄道列車１において火災が発生した際にその火災を検知する。火災検知部２０による火災の検知は、例えば雰囲気温度や車体温度の変化、煙の発生の有無、炎の検知などに基づいて判断され、又はこれらを組み合わせたものであってもよい。なお、本実施形態で説明する火災検知方法についてもこれに限定されるものではなく、他の公知の検知手段を用いてもよい。
【００３４】
また火災検知部２０は、発生した火災の火源位置を特定する。例えば火災検知部２０は、火災の火源となる車両１０を特定するため、各車両１０に１台以上ずつ配置されることが好ましい。なお、本実施形態では、火災検知部２０は、火災を検知する機能と火源位置を検知する機能を備えているが、これら火災の検知と火源位置の検知は別々の手段で行われてもよい。
【００３５】
停止検知部２１は、鉄道列車１の任意の位置に少なくとも１つ以上配置され、鉄道列車１の停止を検知する。なお、例えば火災検知部２０によって火災が検知された場合、鉄道列車１が非常停止する。非常停止の判断は、例えば発生した火災の規模、火源の位置、鉄道列車１の現在位置に基づく沿線への影響などの情報に基づいて行われる。
【００３６】
位置検知部２２は、鉄道列車１の任意の位置に少なくとも１つ以上配置され、鉄道列車１の現在位置を検知する。鉄道列車１の位置は、例えばＡＴＳ車上子やＧＰＳ受信機、又は車輪などからの情報に基づいて検知される。なお、本実施形態で説明する鉄道列車１の位置の検知方法は一例であり、これに限定されず、他の公知の検知手段を用いてもよい。
【００３７】
火災検知部２０による検知結果、停止検知部２１による検知結果、位置検知部２２による検知結果はそれぞれ、制御部３０に出力される。制御部３０は、後述するように煙流制御装置１００の一部を構成している。
【００３８】
煙流制御装置１００は、車両１０の火災によって発生した煙等の流れを制御するものである。煙流制御装置１００は、煙流を制御するために煙流阻害面を形成する煙流阻害部１１０と、煙流阻害部１１０の動作を制御する制御部３０を有している。
【００３９】
また、煙流阻害部１１０は、煙流阻害面を形成する板部材１１１と、板部材１１１を回動させる回動機構１１２を有している。煙流阻害部１１０は、少なくとも鉄道列車１の長手方向の両端部、すなわち先頭車両の先端、最後尾車両の後端に設けられる。但し、煙流阻害部１１０を車両１０ごと（連結部１１ごと）に設けることで、より適切に煙流を制御することができる。
【００４０】
板部材１１１は、車両１０の天井面に設けられている。板部材１１１は板状形状を有し、図５に示すように板部材１１１が立設された際に上側に位置する第１の端部１１１ａが、トンネル４００の内側面に沿った形状を有し、すなわち湾曲した形状を有している。なお、板部材１１１は、後述するように火災で発生した煙等の流れを制御するため、耐熱性と耐火性を有する材質で構成されることが望ましい。
【００４１】
回動機構１１２は、第１の端部１１１ａに対向する第２の端部１１１ｂを中心軸として、板部材１１１を回動させる。回動機構１１２は、例えばバネ（図示せず）とストッパ（図示せず）を有している。図３に示すように通常時に煙流阻害部１１０が動作していない状態では、回動機構１１２のストッパがかけられ、板部材１１１はバネによって付勢されている。そして、板部材１１１は、その表面が車両１０の天井面に接するように収納される。一方、図４に示すように火災発生時に煙流阻害部１１０が動作すると、回動機構１１２のストッパが外され、バネ力によって板部材１１１は第２の端部１１１ｂを中心軸として回動し、車両１０の天井面と垂直になるように立設される。
【００４２】
なお、回動機構１１２の構成は上記に限定されるものではなく、例えば油圧や電動機による駆動機構を用いてもよい。但し、回動機構１１２は、火災時に板部材１１１を回動させるものであり、油圧や電動機による駆動機構を用いた場合、作動しないおそれがある。このため、上記構成のように動力なしで、板部材１１１を回動させるものが望ましい。
【００４３】
制御部３０は、上述した火災検知部２０による検知結果、停止検知部２１による検知結果、位置検知部２２による検知結果に基づいて、煙流阻害部１１０の動作を制御する。また制御部３０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、煙流阻害部１１０を制御するプログラムが格納されている。
【００４４】
次に、以上のように構成された煙流制御装置１００を用いた、火災発生時の煙流制御方法について説明する。図６は、当該煙流制御方法において、鉄道列車１における火災発生から、煙流阻害部１１０が動作を開始するまでの流れを示したフロー図である。
【００４５】
鉄道列車１において車両１０の火災が発生すると、火災検知部２０によって当該火災が検知される（図６のステップＳ１）。
【００４６】
ステップＳ１において火災が検知されると、停止検知部２１によって鉄道列車１の停止が検知される（図６のステップＳ２）。
【００４７】
なお、ステップＳ２では、例えば火災の規模が大きく早急に乗客を避難させる必要があると判断された場合には、鉄道列車１が非常停止し、停止検知部２１によって鉄道列車１の停止が検知される。一方で、例えば火災が小火程度であり、非常停止する必要がない、又は、鉄道列車１の周辺環境により非常停止することが好ましくないと判断された場合には、鉄道列車１の走行が継続される。この場合、停止検知部２１によって鉄道列車１の停止は検知されない。
【００４８】
ステップＳ２において、鉄道列車１の停止が検知されると、位置検知部２２によって鉄道列車１の停止位置が検知される（図６のステップＳ３）。
【００４９】
ステップＳ３における検知の結果、鉄道列車１の停止位置がトンネル区間以外、すなわち開放空間であった場合は、煙流阻害部１１０は動作しない。一方、鉄道列車１の停止位置がトンネル区間内、すなわち閉鎖空間内であった場合、煙流阻害部１１０を動作させる（図６のステップＳ４）。
【００５０】
以上のように、ステップＳ１における火災の検知、ステップＳ２における鉄道列車１の停止の検知、ステップＳ３における鉄道列車１の停止位置がトンネル区間内であることの検知を経て、ステップＳ４において煙流阻害部１１０が動作する。
【００５１】
次に、煙流阻害部１１０の動作により、火災によって発生する煙流を制御する方法について説明する。煙流阻害部１１０が動作すると、図４及び図５に示したように回動機構１１２のストッパが外され、バネ力によって板部材１１１は第２の端部１１１ｂを中心軸として回動し、車両１０の天井面と垂直になるように立設される。そして、この板部材１１１により、車両１０の天井面の上方に煙流阻害面が形成される。
【００５２】
図７は、煙流阻害部１１０によって煙等の拡散が抑制される様子を示す説明図であり、すなわち煙流制御装置１００による煙流制御方法を示す説明図である。図７に示すように、火源４０１から発生した煙等は、トンネル４００の天井面に向かって上昇する（図中の黒塗り矢印）。トンネル４００の天井面に到達した煙等は、トンネル４００の天井面に沿ってトンネル４００の坑口に向かって拡散しようとする。これに対して、車両１０の天井面には板部材１１１が立設され、天井面の上方を覆うように、トンネル４００の長手方向に対して垂直に煙流阻害面が形成されているため、煙等の拡散が抑制される。
【００５３】
本実施形態によれば、以上のように煙流制御装置１００の煙流阻害部１１０が動作することにより、火災によって発生した煙等の拡散が抑制されるため、鉄道列車１の乗客の安全な避難時間及び経路を確保することができる。その結果、乗客を適切に避難させることができ、乗客が煙等に巻かれて逃げ遅れることを適切に抑制することができる。
【００５４】
なお、図５に示すように、各トンネル４００の形状や、車両１０の幅とトンネル４００の幅の差により、板部材１１１の形状をあらゆるトンネル４００の内壁面に対して沿わせることは困難であり、板部材１１１とトンネル４００の内側面との間に隙間Ｄ１、Ｄ２が発生してしまう場合がある。
【００５５】
しかしながら、少なくとも車両１０の天井面の上方の一部を板部材１１１によって覆うことができるため、火災によって発生した煙等の拡散を抑制することができ、すなわち隙間Ｄ１、Ｄ２が存在していても煙等の拡散を遅延させることが可能である。その結果、乗客の避難時間及び経路を確保するための効果を得ることができる。
【００５６】
（第１の実施形態の変形例１）
上述した隙間Ｄ１をできるだけ小さくするため、例えば図８に示すように板部材１１１を複数の板部材１１３に分割してもよい。このように複数の板部材１１３で車両１０の天井面の上方を覆うことにより、一つの板部材１１１で構成されている場合と比べて、隙間Ｄ１を小さくすることができる。
【００５７】
なお、板部材１１１はそのサイズが大きすぎて、車両１０に取り付けられない場合もあり得る。かかる場合であっても、本変形例のように複数の板部材１１３に分割することにより、一つの板部材１１３のサイズを小さくして車両１０に取り付けることができる。
【００５８】
（第１の実施形態の変形例２）
また、上述した隙間Ｄ１をできるだけ小さくするため、例えば図９に示すように、板部材１１１のトンネル４００に対向する側面に、柔軟性を有する例えばゴムなどの柔軟部材１１４を設けてもよい。この柔軟部材１１４によって、隙間Ｄ１を封止することができる。その結果、火災によって発生した煙等が拡散するのをより適切に抑制することができ、又は拡散を遅延させることができる。なお、当然に例えば図８に示したような分割された板部材１１３に、当該柔軟部材１１４を設けてもよい。
【００５９】
（第１の実施形態の変形例３）
上記煙流制御装置１００の煙流阻害部１１０において、板部材１１１は回動機構１１２によって回動自在に構成されていたが、板部材の移動方式はこれに限定されない。例えば図１０に示すように煙流阻害部１２０は、煙流阻害面を形成する板部材１２１と、板部材１２１を鉛直方向にスライド移動させる移動機構１２２を有している。
【００６０】
板部材１２１は、車両１０の端部（連結部１１の近傍）に設けられている。なお、板部材１２１の構成は、板部材１１１の構成と同様であるので説明を省略する。
【００６１】
移動機構１２２は、板部材１２１を鉛直方向に移動させるものであり、例えばバネ（図示せず）とストッパ（図示せず）を有している。通常時に煙流阻害部１２０が動作していない状態では、移動機構１２２のストッパがかけられ、板部材１２１はバネによって付勢されている。そして、板部材１２１はその表面が車両１０の妻面（車両１０の端部の垂直な壁部分）に接するように収納される。一方、火災発生時に煙流阻害部１２０が動作すると、移動機構１２２のストッパが外され、バネ力によって板部材１２１は鉛直方向に移動し、車両１０の天井面から突出する。そして、この突出した板部材１２１により、天井面の上方に煙流阻害面が形成される。
【００６２】
本変形例においても、煙流阻害部１２０が動作することにより、火災によって発生した煙等の拡散が抑制されるため、鉄道列車１の乗客の安全な避難時間及び経路を確保することができる。
【００６３】
（第１の実施形態の変形例４）
上記煙流阻害部１２０は、車両１０の天井面から鉛直方向に移動自在の板部材１２１を有していたが、例えば図１１に示すように車両１０の両側面において板部材１２３をさらに有していてもよい。板部材１２３は、車両１０の端部に設けられ、すなわち車両１０の長手方向に板部材１２１と同じ位置に配置されている。また、板部材１２３は、板部材１２１と同様にその端部がトンネル４００の内側面に沿った板形状を有し、また耐熱性と耐火性を有する材質で構成される。板部材１２３は、移動機構（図示せず）によって車両１０の側面から水平方向に移動自在に構成されている。なお、この移動機構の構成は、移動機構１２２と同様であるので説明を省略する。そして、この板部材１２３により、車両１０の両側方に煙流阻害面が形成される。
【００６４】
本変形例のように、車両１０の天井面の上方だけでなく、車両１０の両側方にも煙流阻害面を形成することにより、火災で発生した煙等の拡散を抑制し、又は拡散を遅延させる効果を、さらに向上させることができる。
【００６５】
（第１の実施形態の変形例５）
上記変形例３の板部材１２１と変形例４の板部材１２３は、車両１０の妻側、すなわち連結部１１の近傍に配置されるため、鉄道列車１の両妻、すなわち運転席及び車掌席のある先頭車両の先端、最後尾車両の後端にはこれら板部材１２１、１２３を設置することが困難である。
【００６６】
かかる場合、例えば図１２に示すように板部材１２１、１２３の設置が困難である運転席及び車掌席の近傍においては、回動式の煙流阻害部１１０を設け、それ以外の車両においてはスライド移動式の煙流阻害部１２０を設けてもよい。このような構成とすることで、全車両において適切に煙の流れを制御することができる。
【００６７】
（第１の実施形態の変形例６）
上記変形例４のように車両１０の両側面に板部材１２３を設ける場合においては、乗客の避難をより適切に行うため、例えば図１３に示すように板部材１２３に、少なくとも避難する乗客が通行可能である程度の大きさを有する人通口１２４を形成してもよい。
【００６８】
またさらに、例えば図１４に示すように板部材１２３の人通口１２４には、開閉自在の扉１２５が設けられていてもよい。かかる場合、乗客の避難をより適切に行うとともに、火災で発生した煙等の拡散を抑制し、又は拡散を遅延させる効果を、さらに向上させることができる。
【００６９】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態にかかる煙流制御装置及び煙流制御方法について説明する。図１５は、第２の実施形態にかかる煙流制御装置２００を備えた鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の長手方向の側面図である。図１６は、第２の実施形態にかかる煙流制御装置２００を備えた鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の短手方向の側面図である。
【００７０】
第２の実施形態の鉄道列車１には、図示はしないが、第１の実施形態の鉄道列車１と同様の構成の車両１０、火災検知部２０、停止検知部２１、位置検知部２２、制御部３０が設けられている。以下においては、煙流制御装置２００について説明する。
【００７１】
煙流制御装置２００は、煙流を制御するために煙流阻害面を形成する煙流阻害部２１０と、煙流阻害部２１０の動作を制御する上述した制御部３０を有している。
【００７２】
また、煙流阻害部２１０は、煙流阻害面を形成する伸縮部材としてのバルーン２１１と、バルーン２１１を膨張（伸長）させる駆動部２１２を有している。バルーン２１１と駆動部２１２はそれぞれ、車両１０の天井面に設けられている。通常時に煙流阻害部２１０が動作していない状態では、バルーン２１１は内部に収納される。一方、図１５及び図１６に示すように火災発生時に煙流阻害部２１０が動作すると、駆動部２１２は例えば火薬などによってバルーン２１１を瞬時に膨張させる。そして、この膨張したバルーン２１１により、車両１０の天井面の上方に煙流阻害面が形成される。
【００７３】
本実施形態において、鉄道列車１における火災発生から、煙流阻害部２１０が動作を開始するまでの流れは、第１の実施形態において図６を用いて説明した方法と同様である。すなわち、ステップＳ１における火災の検知、ステップＳ２における鉄道列車１の停止の検知、ステップＳ３における鉄道列車１の停止位置がトンネル区間内であることの検知を経て、ステップＳ４において煙流阻害部２１０が動作する。
【００７４】
本実施形態でも、第１の実施形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、火災によって発生した煙等の拡散を抑制して、鉄道列車１の乗客の安全な避難時間及び経路を確保することができる。
【００７５】
しかも、本実施形態では、火災発生時に膨張したバルーン２１１は、トンネル４００の内側面と密着する。このため、図５に示したような隙間Ｄ１、Ｄ２の発生を抑制して、火災によって発生した煙等が拡散するのをより適切に抑制することができ、又は拡散を遅延させることができる。
【００７６】
（第２の実施形態の変形例１）
上記煙流阻害部２１０は、車両１０の天井面の上方に膨張するバルーン２１１を有していたが、例えば図１７及び図１８に示すように車両１０の両側面から側方に膨張するバルーン２１３をさらに有していてもよい。バルーン２１３は、車両１０の天井面に設けられた駆動部２１４により、車両１０の側面より側方に膨張する。そして、この膨張したバルーン２１３により、車両１０の両側方に煙流阻害面が形成される。
【００７７】
本変形例のように、車両１０の天井面の上方だけでなく、車両１０の両側方にも煙流阻害面を形成することにより、火災で発生した煙等の拡散を抑制し、又は拡散を遅延させる効果を、さらに向上させることができる。
【００７８】
なお、本実施形態と本変形例では、車両１０の天井面に駆動部２１２、２１４を設けたが、駆動部２１２、２１４の配置位置はこれに限られず、車両１０の任意の位置に配置することができる。また、本変形例においては、バルーン２１１、２１３を別々に設けたが、例えばバルーンの形状を門型にして一体に設けてもよい。かかる場合、駆動部２１２、２１４も一体に設けられる。さらに、本実施形態と本変形例では、伸縮部材としてバルーン２１１、２１３を用いたが伸縮部材の構成はこれに限定されない。例えば伸縮部材として蛇腹状で伸縮自在の圧縮容器を用いてもよい。
【００７９】
（第２の実施形態の変形例２）
上記変形例１のように車両１０の両側面にバルーン２１３を膨張させる場合においては、乗客の避難をより適切に行うため、例えば図１９に示すようにバルーン２１３に、少なくとも避難する乗客が通行可能である程度の大きさを有する人通口２１５を形成してもよい。
【００８０】
またさらに、例えば図２０に示すようにバルーン２１３の人通口２１５には、開閉自在の扉２１６（例えばカーテンやのれん状のものなど）が設けられていてもよい。かかる場合、乗客の避難をより適切に行うとともに、火災で発生した煙等の拡散を抑制し、又は拡散を遅延させる効果を、さらに向上させることができる。
【００８１】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態にかかる煙流制御装置及び煙流制御方法について説明する。図２１は、第３の実施形態にかかる煙流制御装置３００を備えた鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の長手方向の側面図である。図２２は、第３の実施形態にかかる煙流制御装置３００を備えた鉄道列車１の構成の概略を模式的に示す、鉄道列車１の短手方向の側面図である。
【００８２】
第３の実施形態の鉄道列車１には、図示はしないが、第１の実施形態の鉄道列車１と同様の構成の車両１０、火災検知部２０、停止検知部２１、位置検知部２２、制御部３０が設けられている。以下においては、煙流制御装置３００について説明する。
【００８３】
煙流制御装置３００は、煙流を制御するために煙流阻害面を形成する煙流阻害部３１０と、煙流阻害部３１０の動作を制御する上述した制御部３０を有している。
【００８４】
上記第１の実施形態の煙流阻害部１１０、１２０と第２の実施形態の煙流阻害部２１０では物理的に煙流阻害面を形成していたが、本実施形態の煙流阻害部３１０は、流体Ｆによって煙流阻害面を形成する。
【００８５】
煙流阻害部３１０は、車両１０の天井面より上方に流体Ｆを噴射する、流体噴射部としての流体ノズル３１１、３１２、３１３を有している。流体ノズル３１１、３１２、３１３への流体Ｆの供給は任意である。例えば第１の流体ノズル３１１には、車両１０の床下に設けられた流体タンク３１４から流体Ｆ、例えば高圧ガスが供給される。第２の流体ノズル３１２には、車両１０の天井面に設けられた流体タンク３１５から流体Ｆ、例えば高圧ガスが供給される。第３の流体ノズル３１３は、流体タンクと一体に構成されており、流体Ｆである例えば高圧ガスを貯留している。そして、火災発生時に煙流阻害部３１０が動作すると、流体ノズル３１１、３１２、３１３から流体Ｆが噴射されることにより、車両１０の天井面の上方に煙流阻害面が形成される。
【００８６】
なお、流体Ｆとしては高圧ガスに限定されず、例えば水や霧状の液体、空気などを用いてもよい。また、流体タンク３１４、３１５としては、例えばコンプレッサなどにより流体Ｆを蓄圧することも考えられるが、火災時の作動であることを考慮し、動力なしで動作する方式を採用することが望ましい。
【００８７】
本実施形態において、鉄道列車１における火災発生から、煙流阻害部３１０が動作を開始するまでの流れは、第１の実施形態において図６を用いて説明した方法と同様である。すなわち、ステップＳ１における火災の検知、ステップＳ２における鉄道列車１の停止の検知、ステップＳ３における鉄道列車１の停止位置がトンネル区間内であることの検知を経て、ステップＳ４において煙流阻害部３１０が動作する。
【００８８】
本実施形態でも、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様の効果を享受することができる。すなわち、火災によって発生した煙等の拡散を抑制して、鉄道列車１の乗客の安全な避難時間及び経路を確保することができる。
【００８９】
また、例えば流体ノズル３１１、３１２、３１３から噴射する流体Ｆの噴出量や流速を制御することで、煙流阻害面の流体的強度をも制御することができる。そうすると、火災の規模などに応じた適切な煙流阻害面を形成することができ、火災によって発生した煙流を適切に制御することができる。
【００９０】
（第３の実施形態の変形例１）
上記煙流阻害部３１０は、車両１０の天井面の上方に流体Ｆを噴射する流体ノズル３１１、３１２、３１３を有していたが、例えば図２３に示すように車両１０の両側面から側方に流体Ｆを噴射する流体ノズル３１６をさらに有していてもよい。流体ノズル３１６の構成は、流体ノズル３１１、３１２、３１３のいずれかの構成と同様である。そして、流体ノズル３１６から流体Ｆが噴射されることにより、車両１０の両側方に煙流阻害面が形成される。
【００９１】
本変形例のように、車両１０の天井面の上方だけでなく、車両１０の両側方にも煙流阻害面を形成することにより、火災で発生した煙等の拡散を抑制し、又は拡散を遅延させる効果を、さらに向上させることができる。
【００９２】
また、本変形例においては、車両１０の両側方において流体Ｆにより煙流阻害面が形成するので、乗客の避難を阻害するおそれがない。このため、上述した第１の実施形態と第２の実施形態の人通口１２４、２１５と扉１２５、２１６を設ける必要がない。
【００９３】
（第３の実施形態の変形例２）
例えば図２４に示すように、流体Ｆの噴射方向を鉛直方向から傾斜方向、すなわち火災の火源方向へ傾けるようにして流体ノズル３１１、３１６を設けてもよい。流体ノズル３１１、３１６はそれぞれ、例えば車両１０の長手方向両端、すなわち連結部１１の近傍に配置される。
【００９４】
本変形例によれば、例えば換気扇のように、火災によって発生した煙等を火源方向に押し戻し、当該煙等をより狭い空間内に閉じ込めることが可能になる。したがって、煙等が拡散するのをより適切に抑制することができる。
【００９５】
＜その他の実施形態＞
鉄道列車１に設ける煙流阻害部には、第１の実施形態の煙流阻害部１１０、１２０、第２の実施形態の煙流阻害部２１０、第３の実施形態の煙流阻害部３１０を組み合わせて設けてもよい。
【００９６】
この組み合わせ方は任意であるが、例えば車両１０ごとに、別々の煙流阻害部１１０、１２０、２１０、３１０を設けてもよい。
【００９７】
あるいは、これら煙流阻害部１１０、１２０、２１０、３１０を構造的に組み合わせてもよい。例えば第１の実施形態の板部材１１１に、第３の実施形態の流体ノズル３１１を設けてもよい。また、例えば第２の実施形態のバルーン２１１に、第３の実施形態の流体ノズル３１１を設けてもよい。かかる場合、物理的な煙流阻害面を形成するとともに、流体Ｆによる煙流阻害面も形成することができる。
【００９８】
また、以上の第１〜第３の実施形態にかかる煙流制御装置１００、２００、３００において、火災検知部２０によって火災の火源位置が特定できた場合には、この火源位置に最も近くに位置する煙流阻害部１１０、１２０、２１０、３１０を動作させてもよい。具体的には、火源となった車両１０に設置された煙流阻害部１１０、１２０、２１０、３１０のみを動作させてもよいし、あるいは当該車両１０に連結された両端の車両１０に設置された煙流阻害部１１０、１２０、２１０、３１０を動作させてもよい。かかる場合、煙等の封じ込め区間を短くすることが可能となり、効率がよく煙等の拡散を抑制することができる。
【００９９】
また、以上の第１〜第３の実施形態において、火災検知部２０による火災の検知と火源位置の検知、停止検知部２１による鉄道列車１の停止の検知、位置検知部２２による鉄道列車１の停止位置の検知は、それぞれ乗務員によって行われてもよい。さらに、制御部３０による煙流阻害部１１０、１２０、２１０、３１０の動作の制御も、当該制御部３０を介して乗務員によって行われてもよい。例えば火災の影響により、火災検知部２０、停止検知部２１、位置検知部２２、制御部３０などが適切に作動しない場合を考慮して、このように乗務員によって行われてもよい。
【０１００】
また、以上の第１〜第３の実施形態においては、トンネル４００が単線トンネルである場合について説明したが、例えばトンネル４００が複線トンネルであっても、本発明の煙流制御装置及び煙流制御方法を適用することで、一定以上の効果を享受することができる。
【０１０１】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、鉄道列車の車両火災がトンネル内において発生した場合に、該火災によって発生した煙流を制御するのに有用であり、特に前記トンネルが単線トンネルである場合に有用である。
【符号の説明】
【０１０３】
１      鉄道列車
１０    車両
１１    連結部
２０    火災検知部
２１    停止検知部
２２    位置検知部
３０    制御部
１００  煙流制御装置
１１０  煙流阻害部
１１１、１１３  板部材
１１２  回動機構
１１４  柔軟部材
１２０  煙流阻害部
１２１、１２３  板部材
１２２  移動機構
１２４  人通口
１２５  扉
２００  煙流制御装置
２１０  煙流阻害部
２１１、２１３  バルーン
２１２、２１４  駆動部
２１５  人通口
２１６  扉
３００  煙流制御装置
３１０  煙流阻害部
３１１、３１２、３１３、３１６  流体ノズル
３１４、３１５  流体タンク
４００  トンネル
４０１  火源
Ｆ      流体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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