KR101285053B1 - 탈선 제어 시스템 - Google Patents

Abstract

탈선을 감지하고 상기 탈선 위험성을 경고하기 위하여, 철도 차량용 탈선 제어 시스템은 탈선된 차량 또는 차량들의 브레이크 제어를 제공하며 추가적인 긴급 제동 및/또는 운전석에 경고를 제공하고, 상기 시스템은 메인 유닛(1)과 장치(39)를 가지며, 상기 메인 유닛(1)은, 탈선을 감지하도록 디자인된 관성 센서 또는 감지기(8), 상기 탈선 제어 시스템이 작동되도록 유발되고 상기 시스템의 작동을 지속하기 위한 지시기(9) 또는 장치, 탈선 제어를 작동중지시키는 스톱콕크(10), 벤치 테스트 동안 및 상기 시스템이 차량(7)에 설치될 때 올바르게 작동하는 지 용이하게 입증하도록 나사산 형성된 아이볼트에 의해 상기 시스템의 트리거링을 촉진할 수 있는 테스트를 수행하기 위한 연결지점(11)과 결합되고, 상기 장치(39)는 배출부에 배치되고, 상기 탈선이 감지될 때 자동 브레이크 파이프(ABP)(5)는 상기 배출부를 통해 통기된다.

Description

탈선 제어 시스템{DERAILMENT CONTROL SYSTEM}

본 발명은 철도 차량용 탈선 제어 시스템에 관한 것이며, 상기 탈선을 감지하는 데 추가하여 탈선된 차량 또는 차량들의 제동을 제어한다.

특히, 본 발명의 목적은, 탈선된 차량 또는 차량들의 제동을 제어함으로써 탈선이 발생될 때 차량과 선로에 야기된 심각한 손실을 방지하는 탈선 제어 시스템을 구현하는 데 있다.

탈선을 감지하고 탈선된 차량의 제동을 제어하는 데 추가하여, 본 발명의 추가적인 목적은, 상기 탈선을 운전석에 공지하여 상기 시스템이 전체 트레인의 추가적인 긴급 제동 작동을 유발할 수 있도록 하는 데 있다.

철도 이동 분야에서 탈선의 문제점은 불행히도 꽤 자주 일어나며, 철도 차량과 선로에 야기된 손상으로 인해 다수의 손실이 발생되고 상기와 같이 손상된 선로가 다시 복구되어 수송이 재개될 때까지 경과된 시간에 비례하는 비용 손실이 발생된다.

상기와 같이 철도 차량의 탈선으로부터 야기된 심각한 결과들로 인하여 차량 의 탈선을 충분한 수준의 신뢰성으로 재빨리 감지할 수 있으며 적절한 수단을 즉시 제공할 수 있는 장치의 필요성이 제기되어 왔다.

최근까지, 상기 수단은 탈선이 감지되자마자 긴급 제동(emergency brake)을 제공하는 단계, 트레인(train)을 최대한 빠르게 제동시키는 단계 및 탈선으로 인한 인명, 재산, 차량 및 기반시설에 끼치는 영향을 최소화시키기 위하여 트레인을 정지시키는 단계로 구성된다.

구체적으로, 탈선이 감지되었을 때 상기 센서가 작동되도록 유발되는 관성 센서에 기초한 시스템이 알려져 있으며, 자동 브레이크 파이프(ABP)를 재빠르게 비워서 탈선된 차량 뿐만 아니라 모든 차량에 작동되는 트레인의 긴급 제동장치가 제공될 수 있다.

하지만 상기 시스템은, 하나의 차량 또는 몇몇 차량이 탈선되는 결과로서 브레이크가 트레인의 모든 차량들에 제공될 때 상기 모든 차량들의 바퀴가 제동된 상태를 유지하는 중대한 결점을 가진다. 이로 인해 바퀴들이 계속 구르는 것을 막아서, 탈선된 차량들이 밸러스트(ballast)와 철도용 침목(sleeper) 상부로 이동될 때 바퀴들이 고정되어, 상기 끔찍한 결과로 또 다른 차량들이 탈선되거나 또는 심지어 전복된다.

더구나, 탈선이 발생되어 이에 따라 ABP가 개방되는 특정 경우에서, 기관사는 얼마 동안의 시간이 흐를 때까지 탈선사실을 알아차리지 못한다. 이는 몇몇 경우에서 길이가 2km를 초과할 수 있는 매우 긴 트레인에서 특히 발생될 수 있으며, ABP 내의 압력이 탈선된 차량 최측근의 차량들로부터 시작하여 전체 파이프를 따라 지속되어 상기 트레인의 길이에 걸쳐 점차적으로 감소된다. 따라서, 만약 탈선된 차량이 트레인의 끝부분에 위치되면, ABP 내의 압력 강하는 특정 시간이 경과되기 전 까지는 첫 번째 차량에 영향을 끼치지 않으며, 이로 인해 트레인이 계속 움직일 동안에는 상기 상황이 트레인의 제어실(control station)에 통보되지 않는다.

따라서 트레인의 모든 차량에 동시에 제동이 제공되지 않음을 의미하며, 이로 인해 불규칙한 제동과 제동 시간이 더욱 연장된다.

하기 기술된 시스템은, 탈선을 감지하고 탈선된 차량에 작동되는 제동을 제어하는 효과적이고 신뢰성 있는 수단을 포함하여 이에 따라 이러한 상황에서 일반적으로 발생되는 트레인과 선로에 끼치는 심각한 손상을 피하여, 상기 언급된 단점을 효과적으로 해결한다.

이는, 특히 브레이크가 탈선된 차량에 제공되어 상기 탈선된 차량의 바퀴가 밸러스트와 철도용 침목 위로 구르는 것을 방지할 수 있으며, 이에 따라 제동상태를 유지하는 바퀴들로부터 야기될 수 있는 심각한 결과를 방지하는 시스템을 통해 구현된다.

상기 시스템은 견인된 차량(웨건 및 승객용 코치(coach)차량)과 자기추진 차량(self-propelled vehicle) 및 자동 공기식 브레이크(automatic pneumatic brake)를 포함하는 2개의 축(axle)과 보기차(bogie)를 가진 차량들에 사용될 수 있다.

본 발명의 탈선 제어 시스템은 서로 다른 메커니즘들을 가진 메인 유닛과 상기 탈선 제어 시스템을 철도용 차량에 고정하기 위한 지지 부재로 구성되고, 상기지지 부재는 상기 장치 자체를 고정하고 자동 브레이크 파이프(ABP)와 브레이크 실린더 파이프(C)를 고정하도록 제공되며, 이들 모두는 필요한 안전성과 접합(sealing)을 제공하는 종래의 수단들을 통해 구현된다.

ABP 또는 C 파이프에 대한 연결부를 제외하고는 차량에 설치된 제동 요소(braking component)들의 나머지 부분(rest)들에 대해 개조할 필요 없이, 탈선 제어 장치는 새로이 제조되거나 또는 현재 운행 중인 모든 형태의 철도용 차량들에 설치될 수 있도록 디자인되어 왔다.

상기 장치를 설치하기 위하여, 차량의 접근 영역(accessible area)이 필요하며, 상기 시스템이 작동되면 즉 탈선의 경우 또는 실수로 작동되면, 상기 시스템은 조사되어져야 하고, 적용가능하다면, 리셋(reset)되어져야 한다.

일반적으로, 탈선 제어 시스템은, 긴급 장치가 수용되고 상기 시스템이 작동되도록 유발된 뒤 ABP가 통기되는(vented) 중앙 유닛, 탈선을 감지하고 상기 시스템이 작동되도록 유발하기 위한 관성 센서, 트리거 지시기 및 상기 탈선 제어 시스템을 분리할 수 있는 스톱콕크를 가진다.

본 발명의 탈선 제어 시스템이 설치되었건 아니건 간에 상관없이, 상기 시스템은 운행 제동(service braking)에 영향을 끼치지 못하며 이는 즉 기관사에 의해 작동된 제동이 항상 제공됨을 의미한다.

하지만 탈선으로 야기된 급격한 타격(blow)의 경우, 상기 장치의 관성 센서가 작동되도록 유발되며 이는 ABP를 개방시키고, 차례로, 탈선된 차량의 브레이크 실린더 내의 압력이 대기로 배출될 수 있다. 마찬가지로, 사전에 브레이크 실린더 내에 압력이 형성되지 않은 경우에는 상기 압력은 생성되지 않을 것이다.

동시에, 상기 장치가 작동되도록 유발된 뒤, 트리거 지시기가 이동되도록 하며, 상기 시스템이 다시 작동되려면 수동으로 상기 시스템을 리셋시킬 필요가 있고, 이와 같은 작업이 수행될 때까지, 탈선 제어를 재작동시키고 크레인 브레이크를 구속해제할 수 있는 ABP 내의 압력은 회복될 수 없다.

반면, 탈선된 뒤 본 발명의 탈선 제어 시스템을 통해 시작된 제동 과정 동안 그 외의 다른 차량들의 탈선이 발생되면, 상기 차량들의 시스템은 첫 번째 탈선된 차량의 시스템과 동일한 방식으로 작동되며, 따라서 제동된 경우에, 상기 차량들의 브레이크 실린더 내의 공기는 대기로 통기될 것이고 상기 차량들의 브레이크는 구속해제될 것이다.

따라서, ABP 내의 압력을 회복하기 위하여, 상기 시스템이 작동된 모든 차량들과 각각의 차량의 트리거 지시기를 수동으로 리셋함으로써 작동된 임의의 시스템은 복구되어져야 한다.

상기 어떠한 경우에서도, 탈선 제어 시스템이 작동 못하도록 방지될 필요가 있을 경우, 이는 단순히 스톱콕크 레버를 작동시킴으로써 구현될 수 있으며, 상기 스톱콕크는 본 발명의 시스템과 브레이크 파이프 사이의 연결을 차단할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징은, 상기 시스템의 작동성 및 효과를 확인하기 위하여, 상기 시스템이 차량에 설치된 뒤의 언제라도 기능적인 테스트를 수행할 수 있는 테스팅 시스템을 가진다는 점이다.

이를 위하여, 상기 시스템의 중앙 유닛은 관성 센서에 직접 작동하는 바닥 연결지점을 가지며, 이로 인해 나사산 형성된 아이볼트에 의해 상기 시스템의 트리거링을 촉진할 수 있고, 벤치 테스트 동안 및 상기 시스템이 차량에 설치될 때 기능적 테스트를 용이하게 수행할 수 있으며, 상기 기능적 테스트 수행의 경우, 본 발명의 탈선 제어 시스템이 작동되도록 유발될 때 브레이크의 반작용(reaction)은 테스트될 수 있고, 차량이 작동되기 전에 제동이 제공되고 및 구속해제된다.

더구나, 탈선이 감지되고 이와 동시에 운전석으로 경고 신호를 보낼 때, (전체 트레인을 위한) 기관차(locomotive)의 추가적인 긴급 제동을 작동시키기 위하여, 상기 언급된 탈선 제어 시스템은 안전 회로를 개방시킬 수 있는 장치와 일체구성되며, 상기 장치는 긴급 제동 및/또는 운전석에 경고 작동을 수행할 것이다.

상기 안전 회로는 전기적으로 전원이 공급된 전체 트레인에 제공된 와이어(round-the-train wire)로 구성되며, 코치석에 설치된 긴급 제동 끌어당김 핸들(emergency pull handle)과 같은 트레인의 안전 시스템(safety system)이 상기 안전 회로에 연결되어 이에 따라 상기 안전 시스템의 작동으로 인해 상기 회로가 끊어진(개방된) 경우에 긴급 제동이 제공된다.

철도용 차량에서, 일반적으로 이머전시 솔레노이드 밸브(emergency solenoid valve)가 제공되며, 이는 그 외의 다른 장치들과 조합되어 "이머전시 브레이크 채널(emergency brake channel)"로 알려진 장치이다. 상기 솔레노이드 밸브는 안전 회로에 연결되어 이에 따라 영구적으로 전원이 공급되며 따라서 상기 안전 회로가 개방됨에 따라 상기 솔레노이드 밸브가 전류를 잃는다면(lose), 긴급 제동의 작동을 포함하여 일련의 작동이 유발된다.

따라서, 본 발명의 장치가 작동될 때 상기 전술한 안전 회로는 개방되며, 탈선이 감지될 때 ABP의 통기에 의해 야기된 제동에 추가하는 제동이 작동되지만, 이 경우, ABP의 통기와 상이하게 브레이크가 빠르게 제공되고, 이미 언급한 바와 같이 파이프가 비워지는(emptied) 속도에 의해 조절되며, 긴급 제동이 제공됨으로 인하여 트레인의 모든 차량들이 동시에 제동된다.

상기 회로의 개방을 구현하기 위하여, 본 발명의 장치는 탈선 제어 시스템의 메인 유닛 상에서 일체구성되며 이에 따라 배출부(outlet)들 중 한 배출부 상부에 상기 장치가 배치되며, 하나 또는 몇몇 차량들의 탈선이 감지된 뒤 ABP는 상기 배출부를 통해 통기된다.

기계적 구조가 간단한 상기 장치는 ABP로부터 배출된 공기의 작용에 의해 이동되는 피스톤 또는 요소를 기본적으로 포함하며, 상기 장치의 이동 중간에 안전 회로를 개방하거나 또는 닫기 위하여 하나 이상의 마이크로스위치가 작동된다. 아이들 위치에서, 상기 마이크로스위치로 인해 와이어 내에 전기적 연속성이 제공되며, 탈선이 발생되어 ABP가 통기될 때, 피스톤 또는 이동식 요소는 상기 마이크로스위치를 작동시키고, 안전 회로를 차례로 개방시키며 또는 달리 언급하면 상기 와이어에 의해 형성된 회로를 개방시켜, 운전석에 보내진 경고 신호가 작동되는 동시에 전체 트레인 내에 제동이 수행된다.

본 발명의 선호되는 실시예에 따라서 본 발명의 특징들을 더 잘 이해하도록 도움을 주기 위하여 및 기술된 사항을 보충하기 위하여, 도면들은 도시적이며 비제한적인 방식으로 상기 전술된 사항의 일체구성된 부분으로서 첨부된다.

도 1은 각각의 차량에 대해 본 발명에 따른 장치의 연결을 도식적으로 도시한 일반적인 도면.

도 2는 본 발명의 시스템을 도시적으로 도시한 도면.

도 3은 상기 시스템이 아이들 위치에 제공될 때 본 발명의 시스템을 도시한 단면도.

도 4는 상기 시스템 작동이 유발되었을 때 본 발명의 시스템을 도시한 단면도.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 탈선 제어 시스템(derailment control system)은 2개의 연결부, 즉 ABP(자동 브레이크 파이프, automatic brake pipe, 5)에 연결된 제 1 연결부(3)와 브레이크 실린더 파이프(6)에 연결된 제 2 연결부(4)를 가진 지지 부재(support member, 2)를 통해 차량(vehicle, 7)에 연결된 메인 유닛(main unit, 1)의 형태로 구성된다.

도 1은 탈선 제어 시스템을 차량(7) 또는 차량들에 연결한 실례를 도시하고 또한 브레이크 실린더 파이프(6)를 도시하며, 상기 실례에서 차량들에 일반적인 ABP(5)의 노선(route)이 상기 연결에 따라 형성될 수 있다. ABP(5)에 대한 연결은 직렬 또는 병렬연결로 구성될 수 있다.

일반적으로, 하기 기능적 장치들은 본 발명에 따른 탈선 제어 시스템의 상기 언급된 메인 유닛(1)에 결합될 수 있다.

-관성 센서(inertia sensor, 8) 또는 감지기(detector):

탈선 이후에 발생되는 비정상적인 수직 가속도(anomalous vertical acceleration)를 감지하여 관성 센서가 작동하며 이에 따라 긴급 제동(emergency braking) 작동이 유발(trigger)되도록 디자인된다.

-트리거 지시기(trigger indicator, 9) 또는 트리거 신호(trigger signal):

용어 자체에서도 알 수 있듯이, 탈선 제어 시스템의 작동(actuation)을 표시하고 긴급 상황이 계속하여 작동될 수 있도록 하며(ABP와 브레이크 실린더가 통기(venting)될 수 있도록 하며), 이에 따라 상기 시스템 상에서 긴급 상황의 위치가 항시 완전히 볼 수 있도록 하여야 한다.

-스톱콕크(stopcock, 10):

밀봉(sealed off)되거나 또는 차단될 수 있도록 요구될 수 있는 임의의 상황 발생 시에 상기 시스템을 적절하게 분리시켜, 상기 시스템과 ABP(5) 간의 연결을 차단시킴으로써 작동이 멈추며 이에 따라 탈선 제어를 작동중지(deactivating)시키도록 디자인된다. 상기 스톱콕크(10)는 상기 시스템의 메인 유닛(1)의 상측 부분 상부에 위치되며, 상기 시스템이 차량(7)에 설치되는 방식에 상관없이, 4개의 서로 다른 위치에 장착될 수 있어서 차단 작동(blocking action)에 용이하게 접근될 수 있다.

더구나, 상기 스톱콕크(10)의 일체구성으로 인하여 외부 분리 콕크(external isolation cock)를 설치할 필요성이 없어지며 차량(7)의 각각의 부분들에 대한 접근성을 용이하게 할 수 있다.

-테스트 연결부(test connection):

상기 시스템의 관성 센서(8)는 나사산 형성된 아이볼트(threaded eyebolt)에 의해 상기 장치의 트리거링(triggering)을 촉진시킬 수 있는 바닥 연결지점(bottom connection point, 11)을 가지며, 이에 따라 벤치 테스트(bench test) 동안 및 상기 시스템이 차량(7)에 설치될 때 간단하고 빠른 기능적인 테스트를 용이하게 수행할 수 있다.

상기 연결부는, 센서가 언제든지, 특히 차량(7)이 작동되기 전에, 올바르게 작동하는 지를 체크하기 위하여 용이하게 테스트하며, 이에 따라 브레이크 시스템이 원활히 작동하고 본 발명에 따른 탈선 제어 시스템이 정확히 작동하는 지를 입증할 수 있다.

-추가적인 긴급 제동 장치(additional emergency braking device, 39):

배출부(exhaust outlet)에 위치되며, 탈선이 감지되었을 때 ABP(5)는 상기 배출부를 통해 통기된다(vented).

상기 추가적인 긴급 제동 장치(39)를 제외한 상기 모든 요소들은 탈선 제어 과정(derailment control process)의 활성 부분(active part)을 형성하며, 상기 시스템의 가능한 순차적 작동에 따라 하기에 기술되고 이와 동시에 상기 각각의 요소들의 작동과 특성들이 기술된다.

도 3에 도시된 아이들 위치(idle position)로부터 시작하여, ABP(5)는 챔버(12, 13, 14, 16, 17, 18)와 같이 완전히 비게 되며(empty), 지시기(9)가 스프링(38)의 작용을 통해 아이들 위치에서 내부방향으로 고정되는 동안 0 bar의 압력을 유지한다.

ABP(5) 내의 압력이 증가함에 따라, 공기는 챔버(12) 내로 이동되며 상기 챔버(12)로부터 공기는 피스톤(22) 아래의 노즐(19)을 통해 챔버(13)로 서서히 통과하고, 이 공기는 상기 챔버(13)로부터 노즐(20)을 통해 챔버(14)로 이동되며, 상기 챔버(14)로부터 챔버(17)로 이동된다. 그 뒤, 공기는 노즐(21)을 통해 지시기(9)의 챔버(18)로 이동된다. 유사한 방식으로, 상기 공기는 챔버(14)로부터 다른 챔버(16)로 이동되고, 관성 센서(8) 내의 밸브(27)로 유입되며, 이후 밀폐상태를 유지한다.

ABP가 충진(filled)될 때, 브레이크 밸브(37)는 상기 기술된 과정과는 별도로 정상적으로 작동된다.

상기 언급된 도 3에 도시된 바와 같이, 추가적인 긴급 제동 장치에 관하여 언급하면, 아이들 위치에서, 상기 장치(39)의 일부분을 형성하는 피스톤(40)은 후퇴된 위치(retracted position)에 배치되며 이에 따라 상기 피스톤 상에 정지된(rest) 로드(rod, 41)는 안전 회로(safety circuit, 43)를 개방시키는 마이크로스위치(microswitch, 42)를 작동하지 않으며 따라서 상기 회로(43)의 전기적 연속성(electrical continuity)이 방해되지 않아서 운전석 내의 임의적인 형태의 신호 또는 추가적인 긴급 제동장치가 작동되지 않는다.

스프링(45)은 아이들 위치를 유지하기 위하여 제공되며, 이에 따라 로드가 진동(shaking) 또는 급격한 이동의 경우에 마이크로스위치(42)가 작동하는 것을 방지하여 탈선이 일어나지 않으며 따라서 바람직하지 않은 긴급 제동 작동은 유발되지 않는다.

더구나, 본 발명의 시스템 구성에 따르면, 서로 다른 챔버(13, 14, 16, 17, 18)가 공기로 충진되고, 서로 다른 노즐(19, 20, 21)을 통해 상기 챔버들 내에서 증가된 압력은 ABP(5)가 충진되는 속도에 독립적이며, 이에 따라 트레인(train) 및 상기 ABP의 길이에 상관없이 상기 시스템이 원활하게 작동될 것이다.

이후, 정상 작동 동안, 차량(7)의 제동 작동이 제공될 수 있고 구속해제(release)될 수 있으며 즉, ABP(5)에 의해 제어되고 기관사에 의해 작동되는 운행 브레이크(service brake)가 사용될 수 있으며, 상기 브레이크는 활성화 시에 모든 차량들에 제공될 것이다. 하지만, 본 발명에 따른 탈선 제어 시스템은 상기 작동에는 아무런 영향을 끼치지 못하고, 밸브(25, 26, 27)는 밀폐상태를 유지하며 챔버(13-18) 내의 압력은 상기 과정 동안 가변되지 않는 반면, 챔버(12)는 ABP에 따라 비워지고 충진된다.

이와 유사하게, 몇몇 그 외의 다른 형태의 상보적인 제동(complementary braking), 예컨대 긴급 제동장치가 제공됨으로 인해 패스트 브레이킹(fast braking)이 발생되어 ABP(5) 내에 압력의 급격한 하강이 발생됨으로써, 본 발명의 제어 시스템은 제동 과정에 어떠한 효과 또는 영향을 끼칠 수 없다.

이와 반대로, 하나 또는 다수의 차량(7)이 탈선될 때, 본 발명에 따른 제어 시스템은 다음과 같이 작동될 것이다.

탈선으로 인해 야기된 심각한 타격(sharp blow) 시에, 상기 시스템의 관성 센서(8) 내에서 피스톤(24)의 바디(body)는 하부방향으로 이동되며, 상기 액션 챔버(action chamber, 16)는 밸브(27)를 통해 챔버(28)에 연결되고, 챔버(28)는 배출부(exhaust, 33)를 통해 대기로 연결되며, 이에 따라 챔버(14, 17, 18)와 상기 챔버(16) 내에서 압력의 급격한 하강을 야기시키고 챔버(14)와 챔버(13) 사이에서 급격한 압력 변화를 생성시켜, 피스톤(22)은 상부방향으로 이동되며 스프링(29)의 하중을 극복하여 밸브(25, 26)가 개방되도록 한다.

상기 밸브(25, 26)의 개방은 본 발명의 목적에 있어서 핵심 사항이며, 브레이크 실리더(6)가 통기되어, 탈선된 차량의 바퀴(wheel)가 구를 수(roll) 있도록 한다.

상기와 같이 브레이크 실린더(6)가 통기될 수 있도록 하기 위하여, 가능한 실시예들로부터, 한 측부 상에서 밸브(26)의 시트(seat)로 다른 측부 상에서는 밸브(25)의 시트로 피스톤(22)을 제공하도록 결정되며, 이에 따라 배출부(31)를 통해 ABP의 통기되도록 밸브(26)가 개방되어 밸브(25)를 개방시켜 배출부(32, 36)를 통해 브레이크 실린더 파이프(6)가 통기되도록 한다.

그럼에도 불구하고, 본 발명의 탈선 제어가 일어나지 않도록 방지하기를 원한다면 즉, 탈선된 차량의 브레이크 실린더(6)의 구속해제를 원치 않는다면, 상기 브레이크 실린더 파이프(6)가 챔버(15)에 대해 출입구(entrance)에 연결되는 것이 억제되기에 충분하여 이에 따라 상기 시스템의 효과는 제거될 것이다.

이미 언급한 바와 같이, 추가적인 긴급 제동에 관하여, 밸브(26)의 개방으로 인해 ABP(5)의 압력이 배출부(31)에 의해 대기로 배출됨에 따라 ABP(5) 내의 압력이 급격히 하강되고, 상기 배출부(31)의 출구(exit)에 위치된 피스톤(40)이 차례로 이동된다.

순차적으로, 스프링(45)의 저항력을 극복하는 피스톤(40)의 이동은 경사진 섹션(sloping section, 44)으로 인해 로드(41)를 상승시킨다. 따라서 도 4에서 볼 수 있듯이, 상기 로드(41)가 마이크로스위치(42) 상에서 작동하여 안전 회로(43)를 개방시키고, 상기 언급된 회로의 전기적 연속성을 방해하며 운전석 내의 신호 및/또는 추가적인 긴급 제동 작동이 유발된다.

탈선 제어 시스템이 어떻게 작동되는 지에 관한 과정에 따라서, 챔버(16) 내의 공기는 밸브(27)를 통과하며 챔버(28) 내에서 관성 센서(8) 내의 피스톤(24)의 상부로 이동된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 밸브(27)가 개방되는 즉시, 챔버(16) 내의 압력은 챔버(28)를 향해 급격히 떨어지고, 상기 챔버(28)로부터 공기는 배출부(33)를 통해 대기로 배출된다.

상기 모든 사항들로 인하여, 탈선 후에 또는 관성 센서(8)가 작동된 후에 밸브(27)는 개방되며, 챔버(16, 14, 17) 내의 압력은 급격히 하강된다. 이와 같이 챔버(17) 내의 급격한 하강은 상기 챔버(17)와 챔버(18) 사이의 압력 차이를 발생시켜, 지시기(9) 내의 피스톤(35)이 상부방향으로 이동되며, 상기 이동의 결과로 인해 상기 챔버(18)는 배출부(34)를 통해 대기로 연결된다.

이와 같이 상기 지시기(9) 내의 피스톤(35)의 외부방향을 향하는 위치는 상 기 피스톤이 리셋(reset)될 때까지 유지된다. 달리 언급하면, 지시기(9)의 피스톤(35)은 상기 지시기를 초기 위치(initial position)로 복귀시키기 위하여 수동으로 리셋하여야 하며, 이는 당업자가 본래의 검사(in situ inspection)를 수행해야 함을 의미한다.

따라서, 피스톤(35)이 상부방향으로 가압되는 한, 챔버(14, 16, 17, 18)는 배출부(34)를 통해 대기에 연결될 것이다.

상기 위치에서, ABP(5)가 임의의 이유로 충진되어져야 한다면, 짧은 시간이 경과된 뒤, 밸브(26)가 스프링(29)의 작용으로 인해 밀폐된다 할지라도, 상기 밸브(26)는 개방될 수 있으며, 노즐(19)을 통해 챔버(13) 내의 압력이 증가되고 챔버(14) 내의 압력이 소멸(lack)됨에 따라 피스톤(22)의 하측 표면과 상측 표면 사이의 압력의 차이가 발생되어, 상기 밸브(26)가 개방되고 ABP(5) 내의 압력은 다시 한 번 더 하강된다.

따라서 상기 기술된 바와 같이, 작동이 유발된 임의의 탈선 제어 시스템은 ABP 내의 압력이 회복(restore)될 수 있도록 리셋되어져야 하며, 이를 위하여 지시기(9) 내의 피스톤(35)은 내부방향으로 이동되어야 하고 이로 인해 배출부(34)는 밀폐된다(close off).

게다가, 탈선이 감지된 뒤, 만약 밸브(27)가 스프링(30)의 작용으로 인해 밀폐되어져야 하며 이에 따라 상기 장치가 리셋된다면, 압력은 피스톤(22) 상부에 형성될 수 없고, 챔버(14)가 챔버(17, 18)를 통해 대기에 연결됨에 따라 반대로 챔버(13) 내의 압력이 증가하게 될 것이며, 이로 인해 밸브(25, 26)가 개방을 유지할 수 있고, 따라서 브레이크 파이프(6)와 ABP(5) 내에서 압력이 형성되는 것을 방지하며 이로 인해 브레이크가 리셋된다.

상기 본 발명의 탈선 제어 시스템의 특징적인 형상은 한 차량(7)의 탈선 뒤에 시작되는 제동 과정 동안 그 외의 다른 차량들의 탈선이 발생되면, 상기 차량들에 제공된 제어 시스템은 첫 번째로 탈선된 차량(7)에 제공된 동일한 방식으로 수행될 것이며, 따라서, 제동될 때, 상기 차량들의 브레이크 실린더 내의 공기는 대기로 통기될 수 있으며 상기 차량들의 브레이크를 구속해제 시키고 이에 따라 차량 자체에 및 선로(track)에 손상을 입히는 것을 방지한다.

따라서 상기로부터 유추할 수 있는 바와 같이, 상기 시스템이 작동이 유발된 임의의 차량(7)에 제공된 탈선 제어 시스템은 ABP(5) 내의 압력을 회복하기 위하여 리셋되어져야 하고, 이를 위하여 지시기(9)는 수동으로 피스톤(35)을 내부방향으로 이동시킴으로써 리셋되어져야 하며, 따라서 배출부(34)는 밀폐되고 상기 시스템은 리셋될 수 있다.

이와 유사하게, 본 장치(39) 내에서 긴급 상황이 끝나면, 당업자의 수동 리셋을 통해 피스톤(40)은 초기 위치로 귀환되며, 이에 따라 로드(41)는 하강되고 마이크로스위치(42) 상에서 더 이상 작동하지 않게 되고, 안전 회로(43)를 닫아서, 본 발명의 장치(39)가 작동대기 상태로 남겨진다.

Claims (14)

1. 트레인의 긴급 제동장치의 작동을 유발하며, 탈선으로 인한 급격한 타격 시에 자동 브레이크 파이프(ABP)(5)에 작동하는 탈선을 감지하기 위하여 관성 센서(8)를 가진 형태의 철도 차량용 탈선 제어 시스템에 있어서,

   상기 탈선된 차량(7) 또는 차량들의 브레이크 실린더 파이프(6)가 비워질 수 있으며(emptied), 상기 브레이크가 구속해제(releasing)되고 이에 따라 상기 탈선된 차량(7) 또는 차량들의 바퀴가 구를 수 있는(roll) 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
2. 제 1 항에 있어서, 탈선된 차량(7)에서 브레이크 실린더 파이프(6)가 비워질 수 있도록 하는 수단은 자동 브레이크 파이프(ABP)가 통기되는 밸브(26)에 추가하여 또 다른 밸브(25)로 구비된 피스톤(22)으로 구성되며, 이에 따라 탈선이 발생되어 상기 피스톤(22)이 상부방향으로 이동될 때 스프링(29)의 하중을 극복하고 밸브(26)가 개방됨으로써 밸브(25)가 개방되며 따라서 몇몇 배출부(32)를 통해 브레이크 파이프(6)가 통기되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
3. 제 1 항에 있어서, 관성 센서(8)가 작동된 뒤 피스톤(35)이 외부방향으로 이동되는 지시기(9)를 가지는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
4. 제 3 항에 있어서, 피스톤(35)이 외부방향으로 이동될 때 챔버(14, 16, 17 및 18)는 배출부(34)를 통해 대기에 연결되며 따라서 상기 피스톤(35)이 리셋(reset)될 때까지 압력은 자동 브레이크 파이프(ABP)(5)에 대해 회복(restore)될 수 없는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 지시기(9)의 피스톤(35)은 상기 지시기를 초기 위치로 복귀시키기 위하여 수동으로 리셋되어져야 하며, 이에 따라 배출부(34)가 밀폐되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
6. 제 1 항에 있어서, 각각의 차량(7)에 용이하게 접근할 수 있는 스톱콕크(10)를 가지며, 상기 스톱콕크(10)는 작동 시에 상기 시스템을 분리하여 자동 브레이크 파이프(ABP)(5)와의 연결을 차단하고 이에 따라 탈선 제어 작동이 중지되며(deactivated) 외부 분리 콕크(external isolation cock)를 설치할 필요성을 제거하여 각각의 차량(7)에 용이하게 접근하도록 하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
7. 제 6 항에 있어서, 스톱콕크(20)는 4개의 상이한 위치에 장착될 수 있으며, 이에 따라 상기 시스템이 차량(7)에 설치되는 방식에 상관없이 차단 작동(blocking action)에 대하여 용이하게 접근되도록 하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
8. 제 1 항에 있어서, 관성 센서(8)는 나사산 형성된 아이볼트를 통해 동일한 트리거링(triggering)을 촉진할 수 있는 바닥 연결지점을 가지며, 벤치 테스트 동안 및 상기 시스템이 차량(7)에 설치될 때, 본 발명의 탈선 제어 시스템과 브레이크 시스템이 올바르게 작동하는 지를 입증할 수 있는 기능 테스트를 용이하게 수행하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
9. 제 1 항에 있어서, 배출부(31)에 위치된 장치(39)를 포함하며, 상기 배출부(31)를 통해 자동 브레이크 파이프(ABP)(5)는 탈선이 감지될 때 통기되어, 추가적으로 전체 트레인에 동시에 제동 신호를 제공하거나 운전석에 경고 신호를 제공하는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 장치(39)는 배출부(31)를 통해 자동 브레이크 파이프(ABP)로부터 배출된 공기의 작용으로 이동되는 피스톤(40)을 가지며, 이동되는 중간에 상기 피스톤(40)으로 인하여 안전 회로(43)를 개방하고 닫기 위하여 마이크로스위치(42)가 닫히거나 또는 개방되는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 피스톤(40)은 피스톤(40) 상에서 정지하는 로드(41)를 통해 마이크로스위치(42)를 작동시키는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
12. 제 11 항에 있어서, 피스톤(40)은 경사진 섹션(sloping section, 44)을 가져 로드(41)가 상승되고 마이크로스위치(42)를 작동시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
13. 제 11 항에 있어서, 탈선을 포함하지 않는 임의의 급격한 이동 또는 진동이 발생되면, 로드(41)는 상기 로드가 아이들 위치에서 마이크로스위치(42)를 작동시키는 것을 방지하는 스프링(45)을 가지는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.
14. 제 1 항에 있어서, 상기 시스템의 작동이 방지된다면 즉 탈선된 차량(7) 또는 차량들의 브레이크 실린더 파이프(6)가 구속해제되는 것을 원치 않는다면, 상기 브레이크 실린더 파이프(6)가 챔버(15)에 대한 출입구에 연결되는 것이 억제되기에 충분할 수 있는 것을 특징으로 하는 철도 차량용 탈선 제어 시스템.

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