BR102015006160B1 - Dispositivo de ar condicionado e veículo ferroviário - Google Patents

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Abstract

DISPOSITIVO DE AR CONDICIONADO E VEÍCULO FERROVIÁRIO A presente invenção refere-se a um dispositivo de ar condicionado para um veículo ferroviário que inclui pelo menos dois vagões adjacentes (14, 16, 18, 20) e compreende meios (22) para emitir um fluxo de ar condicionado e uma rede (24) para circular ar condicionado, sendo que a rede de circulação (24) inclui pelo menos um primeiro circuito para circular o ar condicionado (28), destinado a equipar um primeiro vagão (14), sendo que o dito primeiro circuito de circulação (28) inclui uma primeira entrada de ar condicionado (32), através da qual passa um fluxo de ar proveniente dos meios de emissão (22), pelo menos um primeiro conduto (34) para distribuir ar condicionado dirigido a um espaço de compartimento do dito primeiro vagão (14), que se estende a partir de uma extremidade a montante (34A), que se comunica com uma entrada de ar (32), até o ponto de uma extremidade a jusante fechada (34B), sendo que as extremidades a montante (34A) e a jusante (34B) se destinam a ser dispostas no dito primeiro vagão (14), pelo menos um primeiro conduto (35) para transferir ar condicionado dirigido a um segundo circuito de circulação de ar condicionado adjacente (36).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de ar condicionado para um veículo ferroviário que inclui pelo menos dois vagões. Por exemplo, esse dispositivo de ar condicionado se destina a equipar um bonde elétrico, um metrô ou um trem regional.
[002] Um dispositivo para condicionamento de ar de pelo menos dois vagões adjacentes de um veículo ferroviário é conhecido pelo estado da técnica, que compreende meios para emitir um fluxo de ar condicionado e uma rede que tem a capacidade de circular ar condicionado a partir dos meios de emissão até os espaços de compartimento dispostos nos vagões.
[003] Normalmente, a rede de circulação inclui pelo menos um conduto para distribuir o ar condicionado, que se estende inteiramente pelos vagões que apresentam condicionamento de ar, por esse dispositivo. Esse conduto de distribuição inclui diversas porções alinhadas em uma ordem predeterminada, sendo cada porção disposta em um vagão distinto. Em outras palavras, os vagões devem, adicionalmente, estar alinhados em uma ordem predeterminada. Dessa forma, é difícil modificar a configuração de um veículo ferroviário, visto que a adição, retirada ou substituição dos vagões requer uma nova e completa disposição do dispositivo de ar condicionado.
[004] O objetivo desta invenção é, notadamente, encontrar uma solução para essa desvantagem, fornecendo-se um dispositivo de ar condicionado modular que permite fácil modificação da configuração do veículo ferroviário.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
[005] Para esse fim, o objetivo da invenção é, notadamente, um dispositivo para condicionamento de ar de pelo menos vagões adjacentes de um veículo ferroviário, que compreende meios para emitir um fluxo de ar condicionado e uma rede para circular ar condicionado, sendo que a rede de circulação inclui pelo menos um primeiro circuito para circular o ar condicionado destinado a equipar um primeiro vagão, sendo que o dito primeiro circuito de circulação inclui: - uma primeira entrada de ar condicionado, através da qual passa um fluxo de ar proveniente dos meios de emissão, - pelo menos um primeiro conduto para distribuir ar condicionado a um espaço de compartimento do dito primeiro vagão, que se estende a partir de uma extremidade a montante, que comunica com uma entrada de ar, até o ponto de uma extremidade a jusante fechada, sendo que as extremidades a montante e a jusante se destinam a ser dispostas no dito primeiro vagão, - pelo menos um primeiro conduto para transferir o ar condicionado direcionado para um segundo circuito de circulação de ar condicionado adjacente, sendo que o dito segundo circuito de circulação destina-se a equipar um segundo vagão adjacente ao primeiro, - primeiros meios para distribuir ar condicionado a partir da entrada de ar, que têm a capacidade de distribuir o fluxo de ar de entrada entre os condutos de distribuição e transferência.
[006] Será observado que apenas os condutos de distribuição realizam a distribuição do ar condicionado. Cada conduto de distribuição tem apenas uma função de distribuição, sendo, portanto, desprovido de qualquer saída de ar condicionado para um espaço de compartimento.
[007] De acordo com a invenção, cada vagão inclui um conduto de distribuição completo que é específico ao mesmo. Dessa forma, os condutos de distribuição de vagões adjacentes são independentes.
[008] Em outras palavras, a estrutura do primeiro circuito de circulação não depende da configuração do veículo ferroviário, visto que essa estrutura é limitada pelo dito primeiro vagão. Dessa forma, a adição ou remoção de um vagão não causa nenhum impacto na estrutura do primeiro circuito de circulação.
[009] Adicionalmente, é possível alinhar vagões, cada um equipado com um circuito de circulação semelhante ao dito primeiro circuito, sendo cada outro circuito, estruturalmente independente um do outro.
[010] De acordo com a invenção, o dispositivo de ar condicionado é, portanto, modular, de modo que é possível modificar a configuração de um veículo ferroviário sem realizar nenhuma modificação estrutural importante no dispositivo de ar condicionado.
[011] Um dispositivo de ar condicionado, de acordo com a invenção, pode, ainda, incluir uma ou mais das características a seguir, consideradas sozinhas ou em conformidade com todas as combinações tecnicamente possíveis: - Cada primeiro conduto de distribuição inclui uma saída de ar condicionado, que inclui pelo menos um orifício de fluxo de saída de ar, sendo que a saída de ar condicionado se estende ao longo do primeiro conduto de distribuição, e cada primeiro conduto de distribuição tem uma seção transversal variável, que desce a partir da extremidade a montante, para baixo, em direção à extremidade a jusante. - O primeiro circuito de circulação inclui um primeiro conduto de transferência central e dois primeiros condutos de distribuição lateral dispostos lateralmente em cada lado do primeiro conduto de transferência. - A rede de circulação inclui um segundo circuito de circulação, destinado a equipar um segundo vagão que inclui: uma segunda entrada de ar condicionado, através da qual passa um fluxo de ar que entra a partir do primeiro conduto de transferência de ar, e pelo menos um primeiro conduto para distribuir ar condicionado para um espaço de compartimento do dito segundo vagão, sendo todo o fluxo de ar de entrada distribuído entre o(s) segundo(s) conduto(s) de distribuição. - A rede de circulação inclui um defletor, disposto a jusante dos meios de emissão de fluxo de ar, separando o fluxo de ar dos meios de emissão em um primeiro fluxo de ar direcionado para o dito primeiro circuito e em um segundo fluxo de ar direcionado para um terceiro circuito de circulação de ar. - O dito terceiro circuito de circulação de ar destina-se a equipar um terceiro vagão, e inclui: uma terceira entrada de ar condicionado, através da qual passa um fluxo de ar proveniente dos meios de emissão, pelo menos um terceiro conduto para distribuir ar condicionado para um espaço de compartimento do dito terceiro vagão, pelo menos um terceiro conduto para transferir o ar condicionado para um quarto circuito de circulação de ar condicionado adjacente, e terceiros meios para distribuir o ar condicionado a partir da terceira entrada de ar, que tem a capacidade de distribuir o fluxo de ar de entrada entre os terceiros condutos de distribuição e transferência.
[012] A invenção também refere-se a um veículo ferroviário, que inclui pelo menos 2 vagões adjacentes, que compreende um dispositivo de ar condicionado, como definido anteriormente.
[013] Vantajosamente, um veículo ferroviário, de acordo com a invenção, pode incluir uma das seguintes características, tanto sozinhas quanto combinadas: - O veículo inclui um primeiro vagão, no qual é disposto um primeiro circuito de circulação e, um segundo vagão, adjacente ao primeiro vagão, no qual é disposto o segundo circuito de circulação. - O veículo inclui um terceiro vagão, adjacente ao primeiro vagão, no qual é disposto o dito terceiro circuito de circulação.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[014] A invenção será melhor compreendida mediante a leitura do relatório que se segue, apresentado apenas como um exemplo e realizado com referência aos desenhos anexos, em que: - A Figura 1 é uma vista superior de um veículo ferroviário, visto de cima, com transparência parcial, equipado com um dispositivo de ar condicionado, de acordo com uma realização exemplificativa da invenção; - A Figura 2 ilustra esquematicamente o dispositivo de ar condicionado que equipa o veículo ferroviário da Figura 1.
DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO
[015] Um veículo ferroviário 12 é ilustrado na Figura 1 e, mais particularmente, diversos vagões desse veículo ferroviário 12 foram ilustrados, ou seja, um primeiro vagão 14, um segundo vagão 16, por exemplo, um vagão de condução, adjacente ao dito primeiro vagão e um terceiro vagão 18 adjacente ao primeiro vagão 14, assim como um quarto vagão 20 adjacente ao terceiro vagão 18. O quarto vagão 20 é parcialmente ilustrado na Figura 1, sendo esse quarto vagão 20 cortado por um plano transversal P.
[016] O veículo ferroviário 12 é equipado com um dispositivo de ar condicionado 10, destinado ao condicionamento de ar do primeiro 14, segundo 16 e terceiro 18 vagões, assim como a metade do quarto vagão 20, que tem sua metade ilustrada na Figura 1. O veículo ferroviário 12 pode, incluir, por exemplo, outros vagões de ar condicionado, não mostrados, por meios de um outro dispositivo de ar condicionado posicionado simetricamente àquele ilustrado na Figura 1, sendo a simetria considerada em relação ao plano P.
[017] Cada vagão 14, 16, 18, 20 inclui pelo menos um espaço de compartimento, pelo menos um espaço de compartimento para passageiros ou uma casa de máquinas. Vantajosamente, os espaços de compartimento desses vagões se comunicam uns com os outros.
[018] O dispositivo de ar condicionado 10, ilustrado em mais detalhes na Figura 2, inclui meios 22 para emitir um fluxo de ar condicionado e uma rede 24 para circular o ar condicionado, que transporta o ar condicionado dos meios de emissão 22 até os espaços de compartimento de diferentes vagões do veículo ferroviário 12.
[019] De acordo com a realização descrita, os meios de emissão 22 são dispostos no primeiro vagão 14. A rede de circulação 24 inclui um defletor 26 do tipo padrão, disposto a jusante dos meios de emissão de fluxo de ar 22, e adicionalmente disposto no primeiro vagão 14.
[020] Esse defletor 26 destina-se a separar o fluxo de ar dos meios de emissão 22, em um primeiro fluxo de ar direcionado para o primeiro circuito 28 para circular o ar condicionado e, um segundo fluxo de ar direcionado para a um outro circuito de circulação de 30. Mais particularmente, o dito primeiro circuito 28 equipa o primeiro vagão 14 e o dito outro circuito 30 equipa o terceiro vagão 18.
[021] O primeiro circuito de circulação 28 inclui uma entrada de ar condicionado 32, através da qual passa um fluxo de ar de entrada proveniente dos meios de emissão 22, e mais particularmente, no exemplo descrito, que corresponde ao dito primeiro fluxo de ar do defletor 26.
[022] O primeiro circuito de circulação 28 inclui, além disso, pelo menos a um primeiro conduto 34 para distribuir o ar condicionado, destinado para distribuir o ar condicionado ao espaço de compartimento do primeiro vagão 14. Cada primeiro conduto de distribuição de ar 34 se estende a partir de uma extremidade a montante 34A, que se comunica com a entrada de ar 32, até a extremidade a jusante fechada 34B. Vantajosamente, cada primeiro conduto de distribuição de ar 34 se estende longitudinalmente no vagão, ou seja, paralelo à direção longitudinal do vagão, para realizar a distribuição de ar por todo o vagão.
[023] Ambas extremidades a montante 34A e a jusante 34B estão dispostas no vagão 14. Desse modo, o primeiro conduto 34 se estende integralmente no primeiro vagão 14, fazendo com que, desse modo, sua estrutura não dependa dos vagões adjacentes ao primeiro vagão 14.
[024] Cada primeiro conduto de distribuição 34 inclui uma saída de ar condicionado, que compreende pelo menos um orifício de fluxo de saída de ar, sendo que a saída de ar condicionado se estende ao longo do primeiro conduto de distribuição 34. Por exemplo, a saída de ar inclui uma ranhura ou várias ranhuras paralelas que se estendem ao longo do primeiro conduto de distribuição 34, ou uma pluralidade de orifícios, alinhados ao longo do primeiro conduto de distribuição 34.
[025] Na presente descrição, os chamados condutos “de distribuição” são aqueles que tem uma função para distribuir o ar condicionado. Em outras palavras, esses são os únicos condutos dotados de uma saída de ar destinada para um espaço de compartimento.
[026] O primeiro circuito de circulação 28 inclui, ainda, um primeiro conduto 35 para transferir o ar para um segundo circuito adjacente 36 para circular o ar condicionado. Esse segundo circuito de circulação 36 equipa o vagão 16 adjacente ao primeiro 14.
[027] No exemplo descrito acima, o primeiro conduto de transferência 35 é disposto de forma central, no primeiro vagão 14. O primeiro circuito de circulação 28, então, dois primeiros condutos de distribuição lateral 34 dispostos lateralmente em cada lado do primeiro conduto de transferência 35. O primeiro conduto de distribuição lateral 34 se estende paralelo ao primeiro conduto de transferência 35.
[028] Por exemplo, o primeiro conduto de transferência central 35 é separado do primeiro conduto de distribuição lateral 34 por divisões 38, por exemplo, divisões de metal.
[029] Na presente descrição, os chamados condutos “de transferência” são aqueles que tem apenas uma função de transferência de ar. Em outras palavras, esses condutos de transferência são desprovidos de qualquer saída de ar destinada para um espaço de compartimento.
[030] O primeiro circuito de circulação 28 inclui, finalmente, primeiros meios 40 para distribuir o ar condicionado da entrada de ar 32, que podem distribuir ar condicionado entre os primeiros condutos de distribuição 34 e o primeiro conduto de transferência 35. Dessa forma, todo o fluxo de ar de entrada é distribuído entre os primeiros condutos de distribuição 34 e de transferência 35.
[031] Mais particularmente, uma taxa β do fluxo de ar de entrada é direcionada para os condutos de distribuição 34 e uma taxa 1 -β do fluxo de ar de entrada é direcionada para o primeiro conduto de transferência 35. Essa taxa de fluxo de ar de 1-β é transmitida ao segundo circuito de circulação de ar 36.
[032] A taxa β é determinada de modo a obter quantidades satisfatórias de ar condicionado, independentemente da configuração do veículo ferroviário, notadamente quando o primeiro vagão 14 é adjacente ao segundo vagão 16, ou quando um vagão intermediário é inserido entre o primeiro vagão 14 e o segundo vagão 16.
[033] Por exemplo, para uma taxa de fluxo de ar de Q=4.200 m3/h, a taxa β é selecionada para ser igual a 55%.
[034] Vantajosamente, cada primeiro circuito de distribuição 34 tem uma seção transversal variável, e mais particularmente, uma seção transversal que diminui a partir da extremidade a montante 34A à extremidade a jusante 34B. Essa redução na seção transversal do conduto de distribuição 34 oferece a possibilidade de reter um fluxo de ar substancialmente constante ao longo da saída de ar condicionado. De fato, à medida que o volume de ar condicionado diminui ao longo do conduto de distribuição 34, pois o ar condicionado flui para fora, através da saída de ar, a seção transversal desse conduto de distribuição deve ser reduzida, a fim de reter a taxa de fluxo.
[035] No exemplo ilustrado, o segundo circuito de circulação 36 é um circuito de circulação final, ou seja, que não inclui qualquer conduto para transferir ar condicionado direcionado para um outro circuito. De fato, o segundo vagão 16 é um vagão final, de modo que o ar condicionado não é transmitido para nenhum outro vagão.
[036] O segundo circuito de circulação 36 inclui uma segunda entrada de ar condicionado 42, através da qual passa um fluxo de ar de entrada a partir do primeiro conduto de transferência de ar 35 e pelo menos um segundo conduto de distribuição de ar condicionado 44 direcionado para um espaço de compartimento do vagão correspondente 16. Por exemplo, o segundo circuito 36 inclui dois segundos condutos de distribuição 44, sendo que cada um se estende integralmente ao segundo vagão 16. Esses segundos condutos de distribuição 44 se estendem na direção longitudinal do vagão 16, para distribuir o ar condicionado ou ao longo desse vagão 16.
[037] Todo o fluxo de ar de entrada que passa através da entrada de ar condicionado 42 é distribuído entre os segundos condutos de distribuição 44, através de segundos meios de distribuição 46.
[038] Cada segundo conduto de distribuição 44 inclui uma saída de ar condicionado que se estende ao longo desse segundo conduto de distribuição 44 e, vantajosamente, tem uma seção transversal variável de pelo menos uma porção de seu comprimento.
[039] Como mencionado anteriormente, o ar condicionado dos meios de emissão 22 é parcialmente desviado em direção ao primeiro circuito de circulação 28, ou seja, direcionado ao primeiro 14 e segundo 16 vagões, e parcialmente desviado em direção a um outro circuito 30, um denominado terceiro circuito 30.
[040] Esse terceiro circuito de circulação de ar 30 destina-se a equipar o terceiro vagão 18 e é substancialmente semelhante ao primeiro circuito de circulação 28. Em particular, o mesmo inclui: - uma terceira entrada de ar condicionado 48, através da qual passa um fluxo de ar de entrada proveniente dos meios de emissão 22, e mais particularmente, uma porção do fluxo de ar desviada pelo defletor 26, - pelo menos o terceiro conduto 50 4 que distribui ar condicionado direcionado para um espaço de compartimento do terceiro vagão 18, que se estende ao longo de uma direção longitudinal do terceiro vagão 18, - pelo menos um terceiro conduto 52 para transferir o ar condicionado direcionado para um quarto circuito de circulação de ar condicionado adjacente 54 que se estende paralelo ao terceiro conduto 50 e - terceiros meios 56 para distribuir o ar condicionado a partir da terceira entrada de ar 48, que têm a capacidade de distribuir o fluxo de ar de entrada entre os terceiros condutos de distribuição 50 e de transferência 52.
[041] Além disso, o dito quarto circuito de circulação de ar 54 destina-se a equipar o quarto vagão 20 e é, por exemplo, semelhante ao segundo circuito de circulação 36. Em particular, o mesmo inclui uma quarta entrada de ar 58, através da qual um fluxo de ar de entrada de ar proveniente do terceiro conduto de transferência de ar 52, e dois quartos condutos 60 que distribuem ar condicionado direcionado para um espaço de compartimento do vagão 20. Todo o fluxo de ar de entrada é distribuído entre os quartos condutos de distribuição 60, através de quartos meios de distribuição 62.
[042] Vantajosamente, cada um dos primeiros 40, segundos 46, terceiros 56 e quartos 62 meios de distribuição de ar inclui meios para variar a distribuição do fluxo de ar.
[043] Será observado que a invenção não se limita à realização descrita anteriormente, mas pode ter várias alternativas sem se desviar do escopo das reivindicações.
[044] Em particular, pode ser fornecido um sistema de circuitos de circulação. Por exemplo, um outro vagão dotado de um outro circuito de circulação semelhante ao primeiro circuito de circulação 28 pode ser inserido entre o primeiro vagão 14 e o segundo vagão 12. De fato, a invenção permite grande modularidade na configuração do veículo ferroviário 12.

Claims (8)

1. DISPOSITIVO (10) DE AR CONDICIONADO para pelo menos dois vagões adjacentes (14, 16, 18, 20) de um veículo ferroviário, que compreende meios (22) para emitir um fluxo de ar condicionado e uma rede (24) para circular ar condicionado, em que a rede de circulação (24) inclui pelo menos um primeiro circuito para circular o ar condicionado (28), destinado a equipar um primeiro vagão (14), sendo que o primeiro circuito de circulação (28) inclui: - uma primeira entrada de ar condicionado (32) através da qual passa um fluxo de ar proveniente dos meios de emissão (22), - pelo menos um primeiro conduto (34) para distribuir ar condicionado em direção a um espaço de compartimento do primeiro vagão (14), que se estende a partir de uma extremidade a montante (34A), que se comunica com uma entrada de ar (32), até o ponto de uma extremidade a jusante fechada (34B), sendo que as extremidades a montante (34A) e a jusante (34B) se destinam a ser dispostas no primeiro vagão (14), - pelo menos um primeiro conduto (35) para transferir ar condicionado em direção a um segundo circuito de circulação de ar condicionado adjacente (36), sendo que o segundo circuito de circulação (36) destina-se a equipar um segundo vagão (16) adjacente ao primeiro (14), - primeiros meios (40) para distribuir ar condicionado a partir da entrada de ar (32), que têm a capacidade de distribuir o fluxo de ar de entrada entre os condutos de distribuição (34) e transferência (35), caracterizado pelo primeiro circuito de circulação (28) incluir um primeiro conduto de transferência central (35) e dois primeiros condutos de distribuição lateral (34) dispostos lateralmente em cada lado do primeiro conduto de transferência (35).
2. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: - cada primeiro conduto de distribuição (34) incluir uma saída de ar condicionado que inclui pelo menos um orifício de fluxo de saída de ar, sendo que a saída de ar condicionado se estende ao longo do primeiro conduto de distribuição (34), - cada primeiro conduto de distribuição (34) ter uma seção transversal variável que diminui a partir da extremidade a montante (34A) para a extremidade a jusante (34B).
3. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pela rede de circulação (24) incluir um segundo circuito de circulação (36) destinado a equipar um segundo vagão (16) que inclui: - uma segunda entrada de ar condicionado (42) através da qual flui um fluxo de ar proveniente do primeiro conduto de transferência de ar (35), - pelo menos um segundo conduto (44) para distribuir ar condicionado em direção a um espaço de compartimento do segundo vagão (16), sendo que todo o fluxo de ar de entrada é distribuído entre o(s) segundo(s) conduto(s) de distribuição (44).
4. DISPOSITIVO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pela rede de circulação (24) incluir um defletor (26) disposto a jusante a partir dos meios para emitir um fluxo de ar (22) que separa o fluxo de ar dos meios de emissão (22) em um primeiro fluxo de ar dirigido em direção ao primeiro circuito (28) e em um segundo fluxo de ar dirigido em direção a um terceiro circuito de circulação de ar (30).
5. DISPOSITIVO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo terceiro circuito de circulação de ar (30) destinar-se a equipar um terceiro vagão (18) e incluir: - uma terceira entrada de ar condicionado (48) através da qual passa um fluxo de ar proveniente dos meios de emissão (22), - pelo menos um terceiro conduto (50) para distribuir ar condicionado em direção a um espaço de compartimento do terceiro vagão (18), - pelo menos um terceiro conduto (52) para transferir ar condicionado em direção a um quarto circuito de circulação de ar condicionado adjacente (54), - terceiros meios (62) para distribuir ar condicionado a partir da terceira entrada de ar (48) que têm a capacidade de distribuir o fluxo de ar de entrada entre os terceiros condutos de distribuição (50) e transferência (52).
6. VEÍCULO FERROVIÁRIO (12) que inclui pelo menos dois vagões adjacentes (14, 16, 18, 20), caracterizado por incluir um dispositivo de ar condicionado (10) conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
7. VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por incluir um dispositivo de ar condicionado (10) conforme definido na reivindicação 4 e incluir: - um primeiro vagão (14) no qual o primeiro circuito de circulação (28) está disposto, - um segundo vagão (16), adjacente ao primeiro vagão (14), no qual o segundo circuito de circulação (36) está disposto.
8. VEÍCULO, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por incluir um dispositivo de ar condicionado (10) conforme definido na reivindicação 4 e incluir um terceiro vagão (18), adjacente ao primeiro vagão (14), no qual o terceiro circuito de circulação (30) está disposto.
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