<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif de chauffage et de ventilation de l'espace intérieur de vehicules A propulsion électrique
L'invention concerne un dispositif de chauffage et de ventilation de l'espace intérieur de véhicules a propulsion électrique, en particulier de véhicules électriques de transport urbain.
Le chauffage de véhicules à propulsion électrique et prenant l'énergie depuis des lignes de contact est habituellement realise au moyen de corps de chauffe électriques, qui sont disposés en-dessous des sièges ou sur les parois laterales, ou encore au moyen de groupes de chauffage d'air disposés en plusieurs endroits du vehicule, qui réchauffent l'air.
Un désavantage de ces procédés est qu'ils nécessitent une haute dépense énergétique, et que l'environnement dans le véhicule ne présente aucune qualité particulière pour les passagers, car la ventilation n'est assurée que par l'ouverture des portes du véhicule,
En dehors de ces procédés, on utilise moins souvent un chauffage par la chaleur perdue par les résistances de freinage qui sont disposées sous le châssis du vehicule.
Un désavantage de ce dispositif est la nécessité d'utiliser des conduites de gros diamètres sous le châssis du véhicule et dans l'espace chauffé, pour la distribution de l'air chaud. Ces conduites ne sont utilisées qu'en hiver et l'air s'écoulant le long du châssis encrasse l'ambiance.
La ventilation des véhicules à propulsion électrique s'effectue principalement par les fenetres, qui peuvent etre ouvertes, et par des clapets d'injection d'air disposés sur le toit, des ventilateurs de toit sont plus rarement utilisés.
Un désavantage de ce procédé est qu'une ventilation n'est pas possible en hiver. Dans les dispositifs sans ventilateur de toit, la ventilation dépend de la vitesse de déplacement du véhicule, et A l'arret, en particulier en exploitation urbaine, la ventilation est insuffisante.
La majorité des dispositifs existant possède une introduction d'air de ventilation séparée du chauffage. Ces dispositifs sont de grandes
EMI1.1
dimensions, ils sont énergétiquement exigeants, ils sont exigeants en entretien et reparations, car ils sont habituellement difficilement
<Desc/Clms Page number 2>
accessibles. En cas d'utilisation de résistances de freinage, celles-ci sont habituellement refroidies en permanence par un ventilateur, et un autre ventilateur est en général utilisé pour la ventilation.
Le dispositif conforme à l'invention, pour le chauffage et la ventilation de l'espace intérieur de véhicules à propulsion électrique, consistant en un ventilateur radial, une résistance de freinage, un réchauffeur secondaire d'air, des clapets de régulation, des systèmes de canalisations et de sondes de température, élimine les désavantages mentionnes, tandis que l'essence de l'invention repose sur le fait que, dans l'espace situé sous le toit du véhicule on prévoit, avec au moins un ventilateur radial général, un chemin de chauffe et un double chemin de ventilation, qui débouchent dans une chambre de mélange commune,
le chemin de chauffe étant réalisé en forme d'un conduit d'air qui débute à la sortie du ventilateur radial et est relié au moyen de parois de séparation à la résistance de freinage et encore par l'intermédiaire d'un clapet de ventilation zl une chambre de melange, et le double chemin de ventilation qui débute à la sortie du ventilateur radial est réalisé en forme de canaux de dérivation et débouche dans la chambre de melange par l'intermediaire de clapets de régulation de dérivation.
La chambre de mélange est munie d'un réchauffeur secondaire d'air et de surfaces façonnées parallèles qui forment un déflecteur qui rassemble le chemin de chauffe et le double chemin de ventilation en une sortie commune à laquelle est relié un système de canaux de distribution plats dans 1'espace intérieur du véhicule. Les canaux de distribution plats sont munis de fentes de sortie de toit et de paroi, qui sont disposées parallèlement AL l'axe longitudinal du véhicule. Le clapet de régulation du débit, les clapets de regulation de dérivation et le ventilateur radial sont commandes par une sonde de temperature extérieure et par une sonde de temperature intérieure.
Le dispositif conforme A l'invention apporte une série d'avantages.
Du point de vue de la construction, 11 nécessite un petit espace, car il peut etre entièrement incorpore dans l'espace étroit situe sous le toit et qui est limité par le haut par le profil du véhicule, et par le bas par la tôle de couverture exterieure du toit. Un ventilateur de faibles dimensions externes et de longue durée de vie est mis en fonctionnement continu en exploitation estivale et hivernale, ce qui permet une
<Desc/Clms Page number 3>
ventilation ininterrompue dans toutes les conditions metéorologiques. La chambre de melange avec le déflecteur permet un melange parfait de l'air chaud et de l'air froid, ainsi que le renvoi d'une moitie du flux d'air dans la direction opposée.
Le dispositf est muni d'un régulateur, qui commande le fonctionnement du dispositif sous la dépendance de la température de l'air extérieur et de l'air intérieur, de manière A atteindre un minimum de consommation d'énergie électrique. En fonctionnement, le dispositif est avantageux en ce que le chauffage et la ventilation sont realises par un seul dispositif global, ce qui redit le poids, la dépense en main d'oeuvre et les exigences techniques. Dans tout le dispositif une seule machine tournante est présente. L'air de chauffage et de ventilation est dirigé à hauteur de respiration des passagers. La fixation des lampes, du système d'annonce acoustique et similaires est facilitée par la combinaison de fonctions des canaux de distribution.
L'accès aux différents éléments, pour l'entretien et les réparations, est très bon après enlèvement des principaux éléments de fermeture de l'espace libre sous le toit du véhicule. Grace à sa réalisation, le dispositif fonctionne avec peu de bruit. Le régulation de la vitesse de rotation du ventilateur en fonction des différentes périodes de l'année et le régulation du réchauffeur secondaire conduit AL une minimisation de la dépense en énergie électrique.
Un exemple concret de réalisation de l'objet de l'invention est illustre dans les figures jointes, où la figure 1 montre une vue en plan d'un véhicule ; la disposition globale des différents éléments est visible après enlèvement des panneaux de toit, la figure 2 montre principalement, dans une coupe du véhicule, la realisation de canaux de distribution plats dans l'espace intérieur du véhicule, la figure 3 presente schématiquement la connection des différents éléments, et indique les chemins de chauffe et de ventilation en exploitation estivale, la figure 4 présente schématiquement la disposition des différents éléments, et indique les chemins de chauffe et de ventilation en exploitation de printemps et d'automne,
<Desc/Clms Page number 4>
la figure 5 présente schématiquement la disposition des différents éléments, et indique les chemins de chauffe et de ventilation en exploitation hivernale.
En figure 1 on voit un ventilateur radial 1 qui est exécuté avec une chambre d'aspiration de petites dimensions extérieures et une capacité suffisante. (11 est aussi possible d'utiliser deux ventilateurs radiaux d'aspiration entraînés par un moteur électrique avec un arbre s'étendant de chaque côté.) Le ventilateur radial l est dispos6 dans l'espace 2 situé sous le toit, dans une chambre d'aspiration 3 dans laquelle des sondes 4, 4' de la température extérieure sont également avantageusement prévues. Au ventilateur radial 1 est relié un canal d'entree 5 du chemin de chauffe A qui conduit a une résistance de freinage 6 et en outre un double chemin de ventilation B qui, du côté du canal d'entrée 5, est limit6 par des parois de Separation 8.
Derrière la resistance de freinage 6 dans le chemin de chauffe A, est disposé un clapet de régulation de débit 9 qui est mécaniquement couplé à des clapets de regulation de dérivation 10 qui font partie du double chemin de ventilation B et qui sont disposés dans les canaux de dérivation 7. Le clapet de regulation de débit 9 et les clapets de regulation de
EMI4.1
derivation 10 sont reliés a la sonde de temperature exterieure 4 et A la sonde de temperature intérieure 11 par l'intermédiaire d'un servomoteur 12. Le ventilateur radial 1 est relié A la sonde de temperature extérieure 4'.
Derrière les clapets de régulation 9,10 de debit et de derivation, se trouve une chambre de mélange 13 dans laquelle sont disposés des déflecteurs 14 qui sont realises par des bandes de tole mises en forme, ainsi qu'un rechauffeur secondaire électrique 15. Sur les cotes de la chambre de melange 13 sont prévues des sorties communes 16, qui sont raccordées à un conduit de distribution 17 dans lequel sont réalisés des canaux de ventilation de toiture 18 qui débouchent sur des canaux de distribution plats 19.
La figure 2 illustre la réalisation des canaux plats de distribution 19 dans l'espace interieur 22 du véhicule, lesquels sont disposes parallèlement A l'axe longitudinal du véhicule au point de jonction des parois latérales et du toit. Chaque canal de distribution 19 est muni d'une fente de sortie de toit 20 et d'une fente de sortie de paroi 21.
Une sonde de température intérieure 11 est disposée dans l'espace
<Desc/Clms Page number 5>
intérieur 22 du véhicule.
Au cours du freinage la résistance de freinage 6 réchauffe l'air passant par le canal d'entree 5. Le ventilateur radial 1 fonctionne en permanence, ce par quoi sont assures d'une part un refroidissement permanent de la résistance de freinage 6 et également une ventilation constante de l'espace intérieur 22 du véhicule.
En exploitation estivale, la sonde de température extérieure 4 et la sonde de température intérieure 11 placent le clapet de régulation de débit 9 dans la position fermée et les clapets de régulation de derivation 10 dans une position complètement ouverte, de sorte que tout l'air réchauffé par la resistance de freinage 6 est conduit à l'extérieur du véhicule et, tout l'air de ventilation est conduit par le canal de recirculation 7 dans la chambre de melange 13 et ensuite dans l'espace intérieur 22 du véhicule. La deuxième sonde de temperature extérieure 4J établit La vitesse de rotation du ventilateur radial 1 à un maximum. Le réchauffeur secondaire électrique 15 n'est pas branché.
La figure 3 illustre cette position d'été.
En exploitation de printemps ou d'automne, où un chauffage intensif n'est pas nécessaire le ventilateur radial lest régulé par la sonde de température exterieure 4'en même temps que par la sonde de temperature intérieure 11 à une vitesse moyenne de rotation. Le clapet de regulation de débit 9 est dans une position où l'air réchauffé par la resistance de freinage est dirigé partiellement hors du véhicule et partiellement dans la chambre de melange 13. L'air de ventilation froid est conduit par le ventilateur radial 1, à travers le canal de derivation 7 et A travers les clapets de régulation de derivation 10 partiellement fermés le long des déflecteurs 14 dans la chambre de mélange 13.
L'air froid et le reste de l'air réchauffé sont mélangés dans la chambre de mélange 13 et de là sont conduits par l'intermédiaire de la sortie 16 plus loin vers 1'espace intérieur 22 du véhicule. La valeur convenable de la temperature intérieure est déterminée par l'intermediaire de la sonde de température intérieure 11, qui permet de modifier la position des clapets de regulation 9, 10 accouplés l'un à l'autre, qui sont continuellement déplacés. La figure 4 illustre cette position de printemps et d'automne.
La figure 5 illustre la position de chaque partie du dispositif en
<Desc/Clms Page number 6>
exploitation hivernale. La sonde de température extérieure 4'règle 1a vitesse de rotation du ventilateur radial 1 à un minimum. Simultanément, la nécessité d'un chauffage intensif est établie par l'intermédiaire de la sonde de température intérieure 11. En cas de très basse température, où 1a capacité de chauffe de la résistance de freinage 6 ne suffit pas, la sonde de température intérieure 11 peut brancher la fraction necessaire de la capacité du réchauffeur secondaire électrique 15. Le clapet de régulation de débit 9 est complètement ouvert et les clapets de régulation de dérivation 10 sont fermes.
Tout l'air provenant du ventilateur radial 1 passe sur la résistance de freinage 6 et le réchauffeur secondaire électrique 15 pour arriver dans 1'espace intérieur 22 du véhicule.
Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, sur un véhicule de transport urbain électrique, le dispositif peut etre installe sous forme monobloc sur le toit du véhicule.
Dans ce monobloc sont prévus un système de canaux, la chambre de mélange, le ventilateur radial, la résistance de freinage et d'autres elements du dispositif. Le montage peut entre réalisé par soudage, vissage et rivetage et les tolérances techniques et de montage habituelles etre retenues.
Le dispositif peut être installe sur le toit de véhicules a propulsion électrique ensemble avec des résistances de freinage, qui sont utilisées pour le chauffage du véhicule. 11 peut intéresser les véhicules électriques de transport urbain, les trolleybus, les véhicules ferroviaires et suburbains A propulsion électrique. Les dimensions des canaux de distribution sur le toit et sur les parois latérales dépendent des dimensions des véhicules dans lesquels ils sont utilisés. En cas d'utilisation de fenetres de grandes dimensions sur le véhicule, l'utilisation d'un vitrage isolant peut entre recommandée.
<Desc/Clms Page number 7>
Liste des références numériques A-chemin de chauffe B - double chemin de ventilation 1 - ventilateur radial 2 - espace situé sous le toit 3-chambre d'aspiration 4 - sonde de temperature exterieure pour clapets de debit et de dérivation 4'-sonde de temperature extérieure pour le ventilateur radial
EMI7.1
5 - canal d'entrée6-resistance de freinage
7-canal de dérivation
8 - paroi de séparation
9 - clapet de débit 10 - clapet de dérivation 11 - sonde de température intérieure 12 - servocommande 13 - chambre de melange
EMI7.2
14 - déflecteur15 - réchauffeur secondaire 16 - sortie commune 17 - conduit de distribution 18 - canal de ventilation de toit 19 - canal plat de distribution 20 - fent de sortie de toit 21 - fente de sortie de paroi 22 - espace intérieur du véhicule