(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  耐圧消火剤容器、
−  前記消火剤容器の外壁に配置された少なくとも１つの開口部、および
−  前記開口部内に配置されたパイプ、
を含む消火システムであって、
−  加熱手段が前記パイプの周りに完全に係合し、および前記加熱手段は前記開口部の領域および前記消火剤容器の内部において前記パイプの周りに係合すること、
を特徴とする、消火システム。
【請求項２】
−  前記加熱手段は加熱スリーブであり、または前記加熱手段は加熱ワイヤであり、特に前記加熱ワイヤは前記パイプの周りに巻かれること、
を特徴とする、請求項１に記載の消火システム。
【請求項３】
−  前記加熱手段は前記パイプの周りに配置された外側パイプから形成され、前記外側パイプは金属性であって少なくとも１つの加熱抵抗器が前記パイプおよび前記外側パイプの間の環状スペースにおいて案内されること、
を特徴とする、請求項１または２に記載の消火システム。
【請求項４】
−  前記環状スペースはマグネシウム合金から成る非導電性材料の充填材で満たされること、
を特徴とする、請求項３に記載の消火システム。
【請求項５】
−  前記加熱手段は、平らな基本体から形成され、前記基本体中には少なくとも１つの加熱抵抗器が配置されていること、
を特徴とする、請求項１〜４の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項６】
−  その加熱手段は金属性加熱スリーブであり、前記加熱スリーブは、特に、中に少なくとも１つの加熱抵抗器が配置されているマグネシウム合金もしくは酸化マグネシウムまたはそれぞれの合金の酸化物から成る非伝導性金属合金から形成されること、
を特徴とする、請求項１〜５の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項７】
−  前記加熱スリーブは破壊されることなく塑性変形可能であり、前記加熱スリーブは前記パイプの周りに曲げられ、および／または前記加熱スリーブは、前記パイプと共に、前記消火剤容器の前記内部で曲げられること、
を特徴とする、請求項１〜６の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項８】
−  前記パイプはライザーパイプであること、
を特徴とする、請求項１〜７の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項９】
−  前記加熱手段は少なくとも前記開口部の前記領域および前記消火剤容器の前記内部において前記パイプ上に配置されること、
を特徴とする、請求項１〜８の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項１０】
−  消火剤出口である前記開口部上にバルブが配置され、および／または前記加熱手段は前記パイプ上で前記バルブから前記開口部を介して前記消火剤容器の前記内部へ延びること、
を特徴とする、請求項１〜９の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項１１】
−  前記パイプと前記加熱手段とは互いに直に接していて、特に前記加熱手段は前記パイプの前記側面に接着され、および／または前記加熱手段は前記開口部の前記領域に受け入れられ、前記消火剤容器を密封すること、
を特徴とする、請求項１〜１０の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項１２】
−  前記パイプおよび前記加熱手段は相互に液密および／または気密に結合されていること、
を特徴とする、請求項１〜１１の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項１３】
−  前記加熱手段は、前記パイプと共に、二重壁パイプを形成し、前記加熱手段の側面は、前記消火剤容器が前記開口部におけるシールにおいて液密および／または気密に密封されるように、前記シールを通って案内されること、
を特徴とする、請求項１〜１２の何れか一項に記載の消火システム。
【請求項１４】
−  前記加熱手段は前記消火剤容器の外側に前記少なくとも１つの加熱抵抗器の電気接続部を有すること、
を特徴とする、請求項１〜１３の何れか一項に記載の消火システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、加熱手段を有する消火システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
本主題に含まれる移動式消火システムにおいては、水溶性消火剤が使用されるとき、消火剤が凍結する危険が常にある。本主題に従って消火剤として水が使用されるとき、特に本主題による高圧水霧システムにおいては、消火剤が非常に低い温度で、特に０℃より低い温度で、凍結することがある。これは２つの問題をもたらす。第１に、水は凍結するとき膨張するので、消火剤容器、消火剤容器の出口に配置されているバルブ、または消火システム内の他のデバイスが破裂する危険がある。第２に、消火剤が凍結してしまっていれば消火はもはや不可能である。代わりに、消火システムを待機状態にするためにまず消火剤を解凍しなければならない。
【０００３】
従来、消火システムにおいては、本主題の場合もそうであるが、消火剤、例えば水、を中に貯蔵しておく少なくとも１つの消火剤容器が使用される。ここで、本主題に含まれる２つのシステムがある。すなわち、第１に、消火剤を消火剤容器の中に永久的に加圧下に貯蔵しておくいわゆるワンボトルシステムがある。このシステムは、消火剤を消火剤容器の外へ排出するポンプまたは他の推進剤を必要とせずに、独立して作動させることができる。いわゆるツーボトルシステムにおいては、消火剤を非加圧状態で１つのボトルに貯蔵し、第２のボトルは推進剤、特に気体推進剤、例えば窒素を、加圧下に蓄える。起動時に、推進剤が消火剤を消火剤容器の外へ排出するように、２つのボトルの間のバルブが開かれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、両方のシステムにおいて消火剤が凍結する危険性があり、この危険性は阻止しなければならない。今日、この問題は、特に高圧消火剤容器の場合、消火剤容器の外壁に配置された加熱マットによって解決される。しかし、従来通りにスチールシリンダが消火剤容器として使用される、いわゆるスチール圧力シリンダであるとき、シリンダ内に貯蔵されている消火剤を熱するために、まずシリンダを熱する必要がある。普通、いわゆる「ライナ」、すなわち内側プラスチック層、がスチールシリンダ内の内壁に配置されるので、加熱マットと熱せられるべき消火剤との間にさらなる絶縁層が存在する。このことは、一方においては、消火剤の加熱におけるエネルギー消費を増大させ、他方においては、消火剤が温まるまでの時間の長さを長くする。さらに、過剰なエネルギーの流れはライナを損傷させる結果となり得るので、ライナは、導入されるべきエネルギーも制限する。
【０００５】
しかし、特に鉄道車両に用いられる場合、それも本主題に従って含まれるのであるが、鉄道車両の始動時に即時に消火システムが作動可能であることが保証されなければならない。例えば寒い中で車両が一晩中停車していて消火剤が凍結していれば、作動開始時に、鉄道車両を実際に旅客輸送に使えるようになるまでに不必要に長い時間待つ必要がある。つまり、消火システムが使用可能になって初めて、すなわち消火剤が解凍して初めて、鉄道車両を実際に旅客輸送に使えるようになる。
【０００６】
従って、本主題の目的は、消火システムをより急速に作動させ得るようにするとともに消火媒体をよりエネルギー効率よく液体状態に保てるようにすることであった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本主題に従って、請求項１に記載の消火システムによって成し遂げられる。
【０００８】
消火システムは、耐圧消火剤容器を含む。このタイプの消火剤容器は、例えば、加圧下にまたは加圧せずに消火剤、例えば水、を中に貯蔵しておけるスチールシリンダであり得る。スチールシリンダの内壁を腐食から保護するいわゆるライナをスチールシリンダ内に設けることが可能である。さらに、消火剤容器は、例えば、複合容器であり得、その複合容器は、例えばプラスチック複合材料、好ましくはプラスチック繊維複合材料から成る。このことに関してはタイプ４複合容器が特に適している。繊維複合材料は、例えばガラス繊維複合材料または炭素繊維複合材料であり得る。
【０００９】
好ましくは少なくとも１つの開口部が消火剤容器に配置される。その開口部は、普通は出口としてボトルの首に設けられるが、好ましくは複合容器の場合、開口部は消火剤容器の他の任意の領域に設けられてもよい。開口部は、出口として構成され得るだけではなくて、本主題による開口部は入口であるか、または単に、加熱手段および／もしくはセンサを消火剤容器の中へ導入するサービス開口部としても形成されることが可能である。入口を介して消火剤容器の中に消火剤を導入することができ、あるいは、ツーボトルシステムの場合には、消火剤を消火剤容器の外へ排出するために推進ガスを消火剤容器の中へ推進させることができる。
【００１０】
好ましくは開口部にパイプが配置される。開口部が出口であるときに、このパイプは好ましくは消火剤容器内においてライザーパイプとして形成され、このライザーパイプを介して消火剤容器から消火剤を排出することができる。ライザーパイプは、開口部においてアダプター部材の中に至り、消火剤容器の外で出口パイプに転換される。ライザーパイプと出口パイプとは１個の部材でも、数個の部材でもあり得る。アダプター部材は、パイプが容器の内部へ耐圧式に案内されるように、好ましくは開口部にあるパイプのシールとして構成され得る。
【００１１】
本主題においては、消火剤は、消火剤自体が貯蔵されている場所で、すなわち消火剤に対して直接に、熱せられるのが一番良いということが分かっている。このことに関して、加熱システムを消火剤容器の内部に配置することが提案される。しかし、消火剤容器の耐圧性を最適化するためには、消火剤容器になるべく少ない開口部を設けるのが有利である。消火剤容器には、とにかく出口開口部が設けられるのであるから、その開口部に配置されるパイプに加熱手段を設け、これにより、その開口部を通して消火剤容器の内部へ案内される加熱手段およびパイプの二重パイプを作るのが好都合である。
【００１２】
パイプおよび加熱手段が好ましくは１つのアセンブリを形成するように、加熱手段はパイプ上に直接配置される。平らな加熱手段は、パイプの側面上に配置され、少なくとも部分的にその側面の周りに係合する。加熱手段は、好ましくは、均一な基板において少なくとも１つの加熱抵抗器を案内する平らな部品として形成される。展開された状態において、加熱手段は、パイプの周りに巻き付けることのできる平らな部品であり得る。加熱手段を開口部に、特にアダプター部材によって、クランプすることができ、ひいては開口部をパイプおよび加熱手段に関して密封できるように、少なくとも加熱手段の内部の領域においては空隙が存在しないことが好ましい。
【００１３】
加熱手段が加熱スリーブとして形成されるときには加熱手段をパイプ全周に巻き付けるのが有利であることが分かっている。加熱スリーブは、好ましくは中実材料から形成される平らな部品として形成され得る。中実材料の中で少なくとも１つの加熱抵抗器が加熱コイルとして案内され得る。
【００１４】
１つの実施形態により、加熱スリーブがパイプ全周に係合することが提案される。特にパイプの縦軸に沿って部分的に、特に開口部の領域で、全周にわたって係合させれば、開口部が密封され得ることを保証することができる。さらに、周りに係合させれば、消火剤を熱するための加熱スリーブの表面を出来得る限り大きくすることができる。
【００１５】
１つの実施形態によれば、パイプの周りに巻かれる加熱ワイヤから加熱手段を形成することもできる。パイプは、好ましくはライザーパイプである。加熱手段を、パイプの側面の周りにワイヤ形加熱手段として巻くことができる。ワイヤ形加熱手段を少なくとも部分的にパイプの中に配置して固定することもできる。
【００１６】
さらに、加熱スリーブは、少なくとも開口部の領域と消火剤容器の内部とにおいてパイプの周りに係合することができる。加熱スリーブが消火剤容器の内部でパイプの周りに係合すれば、有効加熱表面が最大となる。加熱スリーブが開口部の領域でパイプの周りに係合するならば、前述のように、消火剤容器を加熱スリーブと開口部の内周との間で気密におよび／または液密に密封することができる。
【００１７】
１つの実施形態によれば、パイプは、加熱手段を伴う二重壁パイプを形成することができる。加熱手段はパイプの周りに配置された外側パイプであり得、好ましくはパイプとその外側パイプとの間に環状のスペースが形成される。外側パイプは好ましくは金属性であり、少なくとも１つの、好ましくは２つの加熱抵抗器がパイプと外側パイプとの間の環状スペース内において案内される。加熱抵抗器は好ましくはパイプと外側パイプとの間の環状スペースにおいて巻かれる。
【００１８】
１つの実施形態により、環状スペース内の加熱抵抗器により満たされない容積を非電導性材料で満たすことが提案される。ここで好ましくは非伝導性金属合金または金属酸化物、特にマグネシウム合金もしくは酸化マグネシウムまたはそれぞれの合金の酸化物が適している。
【００１９】
１つの実施形態により、加熱手段を平らな基本体から形成することが提案され、この基本体の中には少なくとも1つの加熱抵抗器が配置されている。加熱手段は好ましくは中実材料の平らな部分から形成され、その材料の中を加熱抵抗器が案内される。この目的のために、加熱抵抗器を基本体の中実材料に埋め込むことができる。基本体の中実材料は好ましくは非導電性である。
【００２０】
１つの実施形態により、加熱手段が金属性加熱スリーブであることが提案される。加熱スリーブは金属性であるから、スリーブと開口部の内周との間の開口部を特に容易に密封することができる。なぜならば、開口部に配置されたライザーパイプを従来密封していたのと同じ方法で例えば圧縮嵌め（compression fitting）またはＯリングを用いて金属性加熱スリーブを適宜密封することができるからである。
【００２１】
スリーブは、特に非伝導性金属合金または非伝導性金属酸化物から、例えばマグネシウム成分を伴って、形成される。加熱抵抗器は、好ましくは加熱スリーブの材料の中に配置され、好ましくは加熱スリーブの材料に埋め込まれて全周にわたり加熱スリーブの材料により係合される。
【００２２】
加熱スリーブまたは加熱抵抗器および加熱スリーブの材料は、好ましくは、破壊されずに塑性変形され得る材料から形成される。特に、その塑性変形能は、加熱スリーブを破壊させずにパイプの周囲に巻き付け得るような塑性変形能である。従って、パイプまたはパイプの半径が、加熱スリーブの材料により可能にされる最小曲げ半径を決定する。加熱スリーブは好ましくはパイプの周りに曲げられまたは巻かれる。加熱スリーブをパイプの周りに巻くことに加え、パイプを消火剤容器の中で曲げることができる。従って、パイプと共に、加熱スリーブも消火剤容器の内部で曲げることができる。好ましくは、パイプは消火剤容器の外壁の方向に曲げられる。
【００２３】
前述のように、特に開口部が出口開口部であるならば、普通、消火剤容器内にライザーパイプを設ける。このことに関して、１つの実施形態によれば、パイプはライザーパイプである。
【００２４】
１つの実施形態により、加熱手段を少なくとも開口部の領域および消火剤容器の内部においてパイプ上に配置することが提案される。加熱手段を開口部の領域に配置すれば密封が容易となり、加熱手段を消火剤容器の内部に配置すれば加熱手段は消火剤に直接作用し得るようになる。
【００２５】
１つの実施形態により、好ましくは消火剤出口である開口部にバルブを配置することが提案される。特に、消火剤容器の内部のパイプまたはライザーパイプはアダプター部材を介してバルブの中に至る。パイプはバルブを介して開閉され得る。加熱手段は、パイプに沿ってバルブから開口部を介して消火剤容器の内部へ延びることができる。従って加熱手段はバルブから開口部を介して消火剤容器の内部へ延びる。加熱抵抗器は、消火剤容器の外で、特にバルブまたはアダプター部材の領域で、電気的に接続され得る。
【００２６】
加熱手段は、好ましくは、まず初めに、加熱が行われるべき領域での電気抵抗より小さい電気抵抗を有する給電線を有するように形成される。従って、加熱手段は好ましくは給電線領域と加熱領域とを有し、両方の領域が好ましくはパイプ上に同じ方法で、しかし異なる電気抵抗を有するように、配置される。給電線領域は、好ましくは、パイプ長さの最大１０％、特に最大１５％、容器の内部へ延びる。このことは、容器が１００％未満、特に約９０％の充填度で充填されるに過ぎないとき、特に好ましい。従って、加熱装置は、上側領域、すなわち作動中消火剤と接触しない上側領域、が熱せられないように、構成されるべきである。給電線領域での電気的接続は最小限の電力損失を有するべきである。
【００２７】
１つの実施形態により、パイプと加熱手段とを、両者が互いに直に接しているように、据え付けることが提案される。「互いに直に接している」という表現は、特にパイプと加熱手段との間に空隙が存在しないことを意味する。好ましくは、加熱手段とパイプの側面との間に、加熱手段をパイプに接着または張り付けることにより密封効果を生じさせる接着剤が設けられる。
【００２８】
消火流体が漏れないようにして、消火剤容器を消火流体で満たし、さらに、消火剤容器内にガス圧を確立できるようにするためには、開口部を密封することが必要である。パイプ自体は好ましくはバルブによって密封される。加熱スリーブの外壁は、消火剤容器の開口部に対して密封されなければならない。１つの実施形態により、この密封は好ましくは液密および／または気密である。
【００２９】
１つの実施形態により、加熱手段は、パイプと共に、二重壁シリンダを形成する。加熱手段は、その側面上で開口部においてシールを通って案内される。このことにより、消火剤容器がそのシールにおいて液密および／または気密に密封されるように、加熱手段の側面と開口部または開口部の内周との間のシールが可能になる。
【００３０】
すでに言及したように、加熱手段は好ましくは加熱抵抗器である。１つの実施形態により、この加熱抵抗器に消火剤容器の外で電気接続を与えることができるので、この電気接続を介して加熱抵抗器に電力を供給することができる。
【００３１】
目的達成のために、消火システムも提案され、このシステムでは、加熱手段は、互いに独立して接続され得る少なくとも２つの加熱回路を有する。互いに独立して接続可能な２つの加熱回路の結果として、それぞれの環境条件に依存して消火剤を加熱し得ることが分かっている。ここで、普通は、正常作動時に消火剤が冷えることを比較的小さな電源によって防止することができる。凝固点のあたりの周囲温度で消火剤が冷えるのを防ぐために５０Ｗから数百Ｗの加熱電力を用いれば十分であり得る。
【００３２】
周囲温度に自動的に適合させられる様々な発熱量を加熱手段に供給することも提案される。
【００３３】
しかし、例えば鉄道車両において、好ましくは移動式消火装置が比較的長い時間にわたって静止している間、消火剤を非常に低い温度で液体状態に保つことはもはや不可能である。そのとき消火剤は凍結し、消火システムを速やかに作動可能にし得るように急速に解凍されなければならない。この目的のために、第２加熱回路をオンに切り替えまたは電気エネルギーを供給することができ、その第２加熱回路を第１加熱回路より大きな電力で作動させることができる。さらに、環境条件に適合させてケースバイケースで電気加熱エネルギーを供給することができる。
【００３４】
特に、それらの加熱回路を、異なる線断面積の加熱抵抗器を用いて作動させることができる。小さい方の線断面積を有する加熱抵抗器をより小さな電力向けに構成することができ、それに対応する抵抗率の故にこの加熱抵抗器は比較的小さな電力を用いた場合にも電気エネルギーを効率よく加熱エネルギーに変換することができる。より大きな線断面積の加熱抵抗器を有する加熱回路は、高速加熱処置のために使用され得る。この場合、より小さな線断面積を有する加熱導体における電流強度は大きすぎて、その加熱導体は破壊されてしまうであろう。従って、より大きな電流強度向けに構成されている第２加熱回路。
【００３５】
２つの加熱回路は、互いに独立して接続され得るけれども、できる限り大きな発熱量を達成するように同時に電力を供給されてもよい。
【００３６】
１つの実施形態により、加熱回路がそれぞれ少なくとも１つの加熱抵抗器を持つことが提案される。加熱抵抗器は、好ましくは発熱量および／または線断面積にそれぞれ適合した抵抗率を有する加熱ワイヤである。線断面積は、特に、好ましくは２つの加熱抵抗器について異なるアンペア容量に関連する。
【００３７】
１つの実施形態により、第１加熱抵抗器が第２加熱抵抗器より小さい抵抗率を持つことが提案される。より小さい電気抵抗を有する加熱抵抗器は、より大きな電流を伝導し、好ましくはより大きな電力で作動させられる。従って、熱出力に変換される加熱抵抗器を介しての電力損失は、この加熱抵抗器においては、より大きな抵抗率を有する加熱抵抗器においてよりも大きい。
【００３８】
２つの加熱抵抗器は、好ましくは、それぞれ自身に加えられる電気発熱量または電力に関して、それらの加熱抵抗器の融点が好ましくは互いに異なるように、構成される。異なる加熱抵抗器により、発熱量をそれぞれの発熱量に、特にそれぞれに供給される電力に、適合させることが可能である。
【００３９】
既に言及したように、２つの加熱回路を各場合に異なる発熱量、特に異なる電力で、作動させることができる。このことに関して、第１加熱抵抗器を第１電圧源に接続し、第２加熱抵抗器を第２電圧源に接続するのが得策である。それらの電圧源の少なくとも１つは好ましくは直流電圧源である。
【００４０】
既に言及したように、本主題による消火システムは特に消火流体を様々な状況において加熱するのに適するので、加熱抵抗器に異なる電圧が供給されるように電圧源を異なる電圧で作動させるのが有利である。このことに関して、電圧は好ましくは直流電圧である。
【００４１】
消火流体の特定の温度を長時間にわたって維持するために低い直流電圧、例えば２４Ｖまたは１１０Ｖの直流電圧が適する。１１０Ｖの直流電圧は解凍目的にも使用することができ、２４Ｖは液体状態を保つために使用することができる。両方の電圧が例えば蓄電池から供給され得る。第２直流電圧は好ましくは車載供給システムの電圧供給であり得る。特に、第２直流電圧は３８０Ｖまたは４００Ｖであり得る。この高い方の電圧は、例えば加熱エネルギーを制御するために、パルス状に供給され得る。
【００４２】
加熱回路は、好ましくは加熱手段の共通ハウジングに封入される。特に、加熱回路は加熱スリーブ内に配置される。加熱手段は、消火剤容器の中におよび／または消火剤容器上に配置され得る。特に、加熱スリーブは、消火剤容器の中でライザーパイプ上に配置され得る。加熱スリーブを消火剤容器の外側面上に配置することができ、特に加熱スリーブを加熱マットの形で消火剤容器の周りに巻くことも可能である。
【００４３】
加熱手段を、単に消火剤容器の開口部の領域でアダプターまたはアダプター頭部上に配置することもできる。加熱手段を単に消火剤容器の外側に配置する場合、熱輸送をより良くするためにパイプの、特にライザーパイプの、改善された熱伝導率を用いることができる。この理由から、金属材料、好ましくはステンレススチール製のライザーパイプより大きな熱伝導率を有する銅材料、からライザーパイプを形成することも提案される。アダプター頭部だけに加熱手段を配置することは、独立であると見なされるべきであるが、本明細書に記載されるように、他の全ての特徴と組み合わされてもよい。
【００４４】
１つの実施形態により、少なくとも１つの温度センサを消火剤容器の中または消火剤容器上に配置することが提案される。温度センサにより、消火剤容器の温度および／または消火剤の温度を検出することが可能である。温度センサにより測定された温度を評価することにより、加熱手段のスイッチングオンを制御することができる。
【００４５】
この理由から、１つの実施形態により、制御手段が少なくとも１つの温度センサにより検出された温度に依存して加熱抵抗器への電圧印加を制御することが提案される。例えば、或る限界温度より下がったならば加熱回路をオンに切り替え、その第１限界温度より高い第２限界温度を超えたならば加熱回路をまたオフに切り替えるように、ヒステリシスを制御手段にプログラムすることができる。
【００４６】
消火システムに、好ましくは高圧水霧システムに用いるために、消火剤容器は耐圧性でなければならない。ここで、特に５バール、好ましくは５０バール、特に１００バールの耐圧性が可能である。
【００４７】
１つのさらなる態様は消火システムを作動させる方法である。この方法においては、消火剤容器のおよび／または消火剤容器内の消火剤の少なくとも１つの温度が記録される。測定された温度が第１限界温度より下がると、初めに第１加熱回路だけが起動される。測定された温度が、第１限界温度より低い第２限界温度より下がると、第２加熱回路が起動される。第２加熱回路を、第１加熱回路に加えてまたは第１加熱回路の代わりに、起動させることができる。
【００４８】
ヒステリシス制御を形成することにより、第２限界温度を超えると、第２加熱回路は初めは、第２限界温度より高い第３限界温度に到達するまで、起動したままであり、その後に初めて第２加熱回路は停止される。第１限界温度より高い第４限界温度を超えて初めて第１加熱回路が停止されるように、第１限界温度についてまたは第１加熱回路についてヒステリシス制御を確立することもできる。
【００４９】
加熱回路が起動されると、加熱回路は各々電圧を加えられる。特に、それらの電圧のうちの１つは鉄道車両の車載供給システムであり得る。
【００５０】
消火剤を様々な温度で使用するために、第１加熱回路を第２加熱回路より小さな発熱量で作動させることは有意義である。
【００５１】
次に、実施形態を示す図面を参照して本主題をより詳しく記載する。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】消火システムを示す。
【図２】加熱スリーブを伴うパイプの略図である。
【図３ａ】加熱スリーブの略平面図である。
【図３ｂ】加熱スリーブの断面図である。
【図４】加熱手段のさらなる実施形態の断面図である。
【図５】パイプの周りへの加熱手段の巻き付けを示す。
【図６】消火剤容器上への加熱手段の配置を示す。
【図７】電圧源を伴う電気加熱手段の略配置を示す。
【図８】温度センサおよびライザーパイプを伴う出口の略図である
【図９】本主題による消火システムの作動モードを示す。
【図１０】本主題による消火装置を有する鉄道車両の略図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
図１は、消火剤容器４を有する消火システム２を示す。アダプター部材８を介してバルブ１０の中に至るライザーパイプ６が消火剤容器４の中に設けられる。アダプター部材８は、消火剤容器４の出口開口部１２の領域に配置され、そこに好ましくは密封式にねじ込まれる。
【００５４】
示されている変形においては、消火剤容器４は、消火剤容器４の材料を腐食から保護するためにプラスチックのライナ１４を内面上に有するスチールシリンダである。ここでは水の形の消火流体１６は消火剤容器４内に加圧下に貯蔵される。消火剤容器４は、好ましくは、５バールより高い、好ましくは２０バールより高い、特に１００バールより高い休止圧力で待機モードである。バルブ１０を開くことにより、消火流体１６はライザーパイプ６を介して消火剤容器４から排出され、その後、例えば高圧水霧システムを介してまたは対応する高圧霧ノズルを介して施され得る。しかし、本消火システムを在来のスプリンクラーシステムにおいて使用することも考えられる。その理由は、在来のスプリンクラーシステムにも凍結の問題があるからである。
【００５５】
本主題による加熱装置は、示されている消火システム２において使用され得る。
【００５６】
図２は、加熱スリーブ１８により被覆されているライザーパイプ６を示す。加熱スリーブ１８は、パイプ６の外壁に直接接続され、例えば接着剤により接着される。加熱スリーブ１８とライザーパイプ６との接続は、好ましくは、パイプ６の外壁と加熱スリーブ１８との間に空隙が形成されないような結合である。特に、加熱スリーブ１８とライザーパイプ６との接続は、加熱スリーブ１８とライザーパイプ６との間を気体または液体が流れることができないような接続である。
【００５７】
見て分かるように、少なくとも１つの加熱抵抗器２０が加熱スリーブ１８の中に設けられる。加熱抵抗器２０は、加熱スリーブ１８に封入され、組み立て後の状態においてはライザーパイプの周りに巻かれている。加熱スリーブ１８の材料は、好ましくは中実材料であり、特に非伝導性金属合金からまたは非伝導性金属酸化物から形成される。加熱ワイヤの形の少なくとも１つの加熱抵抗器２０が加熱スリーブ１８の内部を案内される。加熱スリーブ１８の材料の絶縁特性の故に、加熱抵抗器２０（１つまたは複数）は加熱スリーブ１８の材料の中を直接案内され得る。
【００５８】
図３ａは、加熱スリーブ１８の展開平面図である。互いに別々に接続され得る２つの加熱抵抗器２０ａ、２０ｂが加熱スリーブ１８内を案内される。加熱抵抗器２０ａ、２０ｂがそれぞれ２つの電気接続部２２（２２ａ’、２２ａ”および２２ｂ’、２２ｂ”）を有することが分かる。加熱ワイヤとして構成され得る加熱抵抗器２０ａ、２０ｂは、それぞれこれらの２つの電気接続部２２を介して、異なり得るそれぞれの電圧を加えられ得る。加熱抵抗器２０ａ、２０ｂが異なる発熱量を得ることができるように、加熱抵抗器２２ａ、２２ｂに供給される電力は異なり得る。
【００５９】
加熱スリーブ１８および加熱抵抗器２０ａ、２０ｂの材料が塑性変形し得るならば、加熱スリーブ１８をライザーパイプ６の周りに巻くことができる。特に、ライザーパイプ６の外側半径により最小曲げ半径を予め定めることができる。そのような曲げ半径に至るまで加熱スリーブ１８および加熱抵抗器２０ａ、２０ｂの材料は破壊されずに塑性変形可能であるべきである。
【００６０】
図３ｂは、加熱スリーブ１８の横断面を示す。加熱抵抗器２０ａ、２０ｂの導体横断面のサイズは様々であり得、その結果として、特に異なるアンペア容量において、異なる発熱量がもたらされるということが分かる。加熱抵抗器２０ａ、２０ｂの材料の融点も異なり得る。
【００６１】
図４は、ライザーパイプ６上の加熱手段２４のさらなる実施形態を示す。加熱手段２４が外側パイプ２４ａと、外側パイプ２４ａおよびライザーパイプ６の間の環状スペース２４ｂに配置されたフィラー材料２４ｃと、少なくとも１つの加熱抵抗器２０とから形成されることが分かる。フィラー材料２４は、好ましくは非導電性であり、従って加熱抵抗器２０を絶縁する。一方、その材料は、加熱抵抗器２０の発熱量が外側パイプ２４ａを介して顕著な遅れを伴わずに消火剤１６へ放出され得るように、好ましくは良好な熱伝導性を有する。
【００６２】
加熱スリーブ１８を、図３ａに示されているように、図５に示されている形でライザーパイプ６の周りにコイル状に巻きまたは巻き付けることができる。
【００６３】
さらに、パイプの周りに加熱ワイヤを巻き付けることができる。単一の加熱ワイヤをライザーパイプの周りに巻き付けることができる。非伝導性酸化物を有する外側層から加熱ワイヤを形成することができ、その中に加熱ワイヤは導電性ワイヤを有する実際の加熱素子を有することができる。加熱ワイヤは好ましくは塑性変形可能であり、これにより、破壊や損傷無しにワイヤを曲げ得る曲げ半径はおおよそパイプの外側半径に一致し得る。加熱ワイヤ自体は、ライザーパイプの周りに巻き付けることができるように可撓性である。
【００６４】
代わりに、ワイヤをパイプ上に直接据え付けるのではなくて、パイプに固定されているホルダ上に据え付けることも可能である。
【００６５】
加熱手段は必ずしもライザーパイプ６上に配置されなくてもよく、アダプター部材８（図示されていない）上に、さらに消火剤容器６の外側面上に加熱手段を配置することもできる。図６は、互いに別々に切り替えされ得る２つのスイッチング抵抗器２０（図示されていない）を有する加熱マット２６を示す。消火剤容器６または消火剤容器６に貯蔵されている消火剤１６の温度に依存して一方の加熱抵抗器だけを、または２つの加熱抵抗器を作動させることができるように、互いに別々に装備され得る電気接続部２２（図示されていない）を介して、それらの加熱抵抗器を異なるときに異なる電力で作動させることができる。
【００６６】
図７は、加熱抵抗器２０ａ、２０ｂへの電気供給の接続および切断を示す。図７において、例えば２４Ｖ直流電圧源２８は蓄電池として示されている。これの隣に整流器３０が設けられ、この整流器は、例えば鉄道車両である車両の電圧源に接続されて、自身の出力を介して３８０Ｖまたは４００Ｖの直流電圧を提供する。蓄電池２８および整流器３０は、それぞれのスイッチ３２、３４を介して加熱抵抗器２０ａ、２０ｂ（図示されていない）の電気接続部２２に接続される。
【００６７】
温度センサ（図示されていない）から、制御回路３６は温度信号３８を受信して評価する。温度信号３８の評価に基づいて、制御回路３６はスイッチ３２、３４を開きまたは閉じる。従って、第１限界温度、例えば１０℃、より下がると、スイッチ３２を閉じることができるが、スイッチ３４は開いたままである。加熱抵抗器２０ａは比較的小さな電力で作動させられ、消火剤１６の温度は単に維持される。しかし、外部温度がさらに下がると、この小さな発熱量は不十分となるであろう。そのとき消火剤１６の温度は第２限界温度より下がる。２つの加熱システムが完全に切断されている間、例えば車両の運転休止中にも、消火剤１６の温度は、第１限界温度より低い第２限界温度より下がることがある。そのような温度は対応する温度信号３８をトリガし、この信号はスイッチ３４が閉じられるように制御回路３６により評価される。スイッチ３４は、スイッチ３２に加えてまたはスイッチ３２の代わりに閉じられ得る。
【００６８】
スイッチ３４が閉じられると、整流器３０から加熱抵抗器２０ｂに電力が供給され、この電力は蓄電池２８からの電力より相当大きい。そのために加熱抵抗器２０ｂにおいて熱放散がより大きくなり、その結果として消火剤１６がより速く温められる。特に、もし消火流体１６が凍結していれば、例えば温度信号３８が０℃の温度値を示していれば、このタイプの急速加熱処置を起動することができる。
【００６９】
図８は、消火剤容器４の開口部４ａの詳細図を示す。アダプター部材８が開口部４の口とネジ結合されていることが分かる。第１温度センサ４０ａをアダプター部材８の外側に配置することができる。第２温度センサ４０ｂを消火剤容器４の内部に配置することができる。温度センサ４０ａ、４０ｂは温度信号３８を制御手段３６に送信することができる。
【００７０】
加熱ワイヤを、開口部４ａの領域でライザーパイプから解放し、別々に密封してバルブボディを通して外へ案内し、そこでエネルギー源に接続することも可能である。内側の加熱素子例えば加熱ワイヤは、バルブボディを通して外へ、またはライザーパイプ内に、案内され得る。バルブ上で、加熱ワイヤは電圧源への電気接続部を持つことができ、その際、外部プラグコネクタを有する耐圧クロージャを使用することが可能である。そのとき、電気接続は外側で実現され得る。
【００７１】
さらに、加熱スリーブ１８がライザーパイプ６上に直接配置されていることが分かる。ライザーパイプ６は、好ましくは少なくともその外面が金属から形成される加熱スリーブ１８と共に、アダプター部材８を通って案内される。加熱スリーブ１８はアダプター部材８に密封式に受け入れられ、そのことはＯリング８ａおよび８ｂにより概略的に示されている。このシールは十分に良く知られているので、これ以上は記載されない。消火剤容器４の外側に電気接続部２２ａおよび２２ｂが設けられ、これらの電気接続部を介して加熱スリーブ１８の加熱抵抗器２０ａ、２０ｂに電気的に接触することができる。
【００７２】
スイッチングの頻度を減らすとともに、凍結した消火剤容器４を確実に解凍し得るように、加熱抵抗器２０ａ、２０ｂはヒステリシスを用いて作動させられる。図９において、温度値は℃単位でＸ軸にプロットされている。さらに、スイッチング状態１および２はＹ軸にプロットされている。スイッチング状態１は１つの加熱抵抗器だけが起動されることを意味し、スイッチング状態２は両方の加熱抵抗器が起動されることを、すなわちそれらの加熱抵抗器に電力が加えられることを意味する。温度が下がって、例えば５℃の温度に達すると、第１加熱抵抗器が起動される。例えば、それは、小さい方の電力を加えられる抵抗器であり得る。
【００７３】
温度が０℃と１０℃との間を動いている限り、第１加熱抵抗器は接続されたままである。温度が１０℃を超えると初めてスイッチング状態１が終わり加熱抵抗器はまたオフにされる。
【００７４】
しかし、スイッチング状態１において温度がさらに下がって例えば０℃に到達すると、スイッチング状態２が接続される。スイッチング状態２において、好ましくは両方の加熱抵抗器に電力が加えられ、その際、第２加熱抵抗器には第１加熱抵抗器よりも相当大きな電力が加えられる。温度がさらに下がると、スイッチング状態２のままである。しかし、第２加熱抵抗器は、温度が５℃を超えて初めてまたオフにされる。スイッチングの頻度は、このヒステリシスにより少なくされる。
【００７５】
図１０は、パイプラインシステム４４および水霧ノズル４６ａ〜４６ｃを有する鉄道車両４２を示す。パイプラインシステム４４は２つの消火剤容器４に連結されている。消火剤容器４は、火災警報センター（図示されていない）に接続されている中央制御手段３６により制御される。火災の際は、バルブ１０が中央制御３６を介して開かれて消火剤がノズル４６ａ〜４６ｃから噴出する。
【００７６】
制御手段３６はさらに消火剤容器４の温度を監視し、その温度に基づいて、例えば鉄道車両４２の中央エネルギー供給に結合されているエネルギー供給５０を制御する。消火剤容器またはその中の加熱システムは、上記のように制御される。
【符号の説明】
【００７７】
２  消火システム
４  消火剤容器
６  ライザーパイプ
８  アダプター
１０  バルブ
１２  出口開口部
１４  ライナ
１６  消火流体
１８  加熱スリーブ
２０  加熱抵抗器
２２  電気接続部
２４  加熱手段
２４ａ  外側パイプ
２４ｂ  環状スペース
２４ｃ  フィラー材料
２８  蓄電池
３０  整流器
３２、３４  スイッチ
３６  制御回路
３８  温度信号
４０  温度センサ
４２  鉄道車両
４４  パイプラインシステム
４６  ノズル
５０  エネルギー供給
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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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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