EP3392115B1 - Voiture ferroviaire - Google Patents

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EP3392115B1
EP3392115B1 EP18167883.0A EP18167883A EP3392115B1 EP 3392115 B1 EP3392115 B1 EP 3392115B1 EP 18167883 A EP18167883 A EP 18167883A EP 3392115 B1 EP3392115 B1 EP 3392115B1
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EP
European Patent Office
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infrared radiation
fibres
passenger compartment
arrangement
compartment
Prior art date
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Active
Application number
EP18167883.0A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP3392115A1 (fr
Inventor
Jean-Luc TERRIER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport Technologies SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Alstom Transport Technologies SAS filed Critical Alstom Transport Technologies SAS
Publication of EP3392115A1 publication Critical patent/EP3392115A1/fr
Application granted granted Critical
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0036—Means for heating only
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D27/00—Heating, cooling, ventilating, or air-conditioning
    • B61D27/0036—Means for heating only
    • B61D27/0063—Means for heating only the heat being derived from independent means, i.e. autonomous devices, e.g. stoves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D29/00—Lighting

Definitions

  • the present invention relates to a passenger rail car.
  • Rail passenger cars are equipped with heating systems to control the temperature of the passenger compartment and in particular to maintain this temperature at an acceptable level in winter.
  • These heating systems frequently take the form of reversible air conditioning capable of injecting air heated by a heat source into the passenger compartment.
  • the heat source is generally an electrical system, comprising for example a heating resistor. This is particularly the case for rail cars towed by an electric locomotive powered by overhead lines. When the locomotive is a locomotive with a thermal engine, electricity is supplied by an electric generator on board the locomotive.
  • the aforementioned heating systems therefore transmit their heat to travelers mainly by conduction or thermal convection.
  • travelers in order to increase the temperature felt by travelers, it is necessary to heat the entire passenger compartment.
  • the thermal inertia of the passenger compartment then prevents rapid adjustment of the temperature felt by travelers.
  • railway cars are generally stopped at night, they cool down, and it is necessary to heat them again in the morning, which leads to significant energy consumption due to their high thermal inertia. .
  • the document JP 2015 033894 A describes a rail passenger transport car comprising at least one passenger compartment and a heating system for the passenger compartment, the heating system comprising a source of infrared radiation.
  • the object of the invention is to provide a rail passenger car which is more energy efficient.
  • the subject of the invention is a rail passenger transport car, comprising at least one passenger compartment and a heating system for the passenger compartment, the heating system comprising a source of infrared radiation and at least one configured optical diffuser. for receiving infrared radiation generated by the source and for illuminating at least a portion of the traveler compartment with infrared radiation, the optical diffuser having an arrangement of fibers conducting infrared radiation, configured to receive infrared radiation and illuminating the traveler compartment with this infrared radiation.
  • a railway car 10 is shown in the figure 1 .
  • Railway car 10 is a passenger transport car.
  • the car 10 is configured to be integrated in a rail vehicle such as a train or a train.
  • the vehicle then comprises at least one car 10, for example several cars 10.
  • a longitudinal direction DL is defined for the rail car 10.
  • the longitudinal direction DL is the direction in which the rail car 10 is configured to move.
  • the railway car 10 comprises a passenger compartment 15, a technical compartment 20, a heating system, a first end wall 25, a second end wall 30, a floor 35, a ceiling 40, a roof 45 and an interior partition 50.
  • the railway car 10 is delimited, in the longitudinal direction DL, by the first end wall 25 and the second end wall 30.
  • the passenger compartment 15 is configured to accommodate a set of passengers.
  • the passenger compartment 15 is delimited in the longitudinal direction DL, by the second end wall 30 and by the internal partition 50.
  • the traveler compartment 15 is delimited, in a vertical direction, by the floor 35 and the ceiling 40.
  • the passenger compartment 15 has a length, measured in the longitudinal direction DL, of between 10 meters (m) and 30 m. Traveler compartment 15 has a width, measured in a horizontal direction perpendicular to the longitudinal direction DL, of between 2 m and 3 m.
  • the passenger compartment 15 includes a set of passenger seats. “Passenger seat” is understood to mean a volume of the passenger compartment 15 intended to accommodate a traveler.
  • the passenger compartment 15 comprises a set of seats 55 and a circulation space 60.
  • Each seat 55 is suitable for accommodating a seated passenger.
  • each seat 55 is configured to allow the passenger to sit in the direction of travel. It should be noted that other arrangements of the seats 55 may be used for the passenger compartment 15.
  • a passenger seat is a space configured to allow a passenger to stand.
  • the circulation space 60 is a volume devoid of a seat 55 and allowing one or more passengers to move or to stand.
  • the circulation space 60 is equipped with handles allowing passengers to hold back in the event of braking of the railway car 10.
  • the ceiling 40 and the roof 45 define a service volume 65 located above the passenger compartment 15.
  • the technical compartment 20 is configured to at least partially accommodate the heating system.
  • the technical compartment 20 is separated from the passenger compartment 15.
  • the technical compartment 20 is separated from the traveler compartment 15 by the interior partition 50.
  • the technical compartment 20 is delimited in the longitudinal direction DL by the first end wall 25 and by the internal partition 50.
  • the technical compartment 20 and the passenger compartment 15 are offset with respect to each other along the rail car 10.
  • the technical compartment 20 and the passenger compartment 15 are aligned with each other according to the longitudinal direction DL.
  • the technical compartment 20 is located above the traveler compartment 15. According to another variant, the technical compartment 20 is located below the traveler compartment 15.
  • the railway car 10 is equipped with a first example of a heating system.
  • the heating system is configured to heat at least part of the passenger compartment 15.
  • the heating system comprises an infrared source 70 and at least one optical conductor 75.
  • the infrared source 70 is configured to emit infrared radiation R.
  • the infrared radiation consists of electromagnetic waves having a wavelength between 500 nanometers and 2.5 millimeters.
  • Infrared radiation R has, for example, a near infrared wavelength. Near infrared wavelengths are infrared wavelengths less than 3.5 micrometers.
  • the infrared source 70 is configured to generate infrared radiation R having a power of between 1 kilowatts (kW) and 10 kW.
  • the infrared radiation R is equal to 3 kW.
  • the infrared source 70 comprises, for example, an infrared emitter capable of emitting infrared radiation R when the infrared emitter is heated to high temperature.
  • “High temperature” is understood to mean a temperature greater than or equal to 300 ° C., for example greater than or equal to 500 ° C., for example greater than or equal to 1000 ° C.
  • Heated transmitters are frequently used in radiant heating systems, for example on cafe terraces.
  • the wavelength and the power of the radiation R then depend on the temperature of the emitter.
  • the source 70 is a laser source.
  • the source 70 is received in the technical compartment 20.
  • Each optical conductor 75 is configured to receive the infrared radiation R from the source 70 and to illuminate at least a portion of the traveler compartment 15 with the infrared radiation R.
  • Each optical conductor 75 has a first end 80, a second end 85 and a waveguide 90.
  • the first end 80 is configured to receive infrared radiation R from the source 70.
  • Each second end 85 is configured to illuminate at least a portion of the passenger compartment 15 with infrared radiation R.
  • each second end 85 is configured to illuminate at least one passenger seat with infrared radiation R.
  • At least a second end 85 is configured to illuminate a passenger seated in a seat 55 with the radiation R.
  • At least one second end 85 is configured to illuminate a standing passenger with infrared radiation R.
  • at least one second end 85 is configured to illuminate a standing passenger in the traffic space 60 with infrared radiation R .
  • the passenger compartment 15 comprises six second ends 85 each configured to illuminate a passenger seated on a seat 55 with infrared radiation R, and a second end 85 configured to illuminate at least a portion of the circulation space 60.
  • the number and the arrangement of the second ends 85 may be adapted as a function of the configuration of the passenger compartment 15.
  • At least one second end 85 configured to illuminate a passenger seated on a seat 55 is fixed above the corresponding seat 55.
  • At least one second end 85 is fixed to the ceiling 40.
  • the second end 85 is fixed to the ceiling 40 above a seat 55 or the circulation space 60.
  • at least one second end 85 is fixed to a luggage rack located above a seat 55.
  • At least one second end 85 is fixed under a seat 55.
  • the second end 85 is configured to illuminate the lower part of the body of a passenger standing in the circulation space 60.
  • Each waveguide 90 is configured to guide the infrared radiation R between the first end 80 and the second end 85. According to the example of the figure 1 , the waveguide 90 is accommodated in the service volume 65.
  • the waveguide 90 is, for example, a metallic waveguide.
  • a metallic waveguide comprises one or more metallic walls each suitable for reflecting infrared radiation R.
  • the waveguide 90 is, for example, made of aluminum. Alternatively, the waveguide 90 is made of another metallic material.
  • the waveguide 90 is made of a plastic material covered with a layer of metal.
  • the waveguide 90 is an optical fiber, preferably an optical fiber accepting without loss wavelengths between 0.5 micrometers and 2.5 millimeters.
  • the same waveguide 90 is capable of connecting the same first end 80 to one or more second ends 85.
  • a single waveguide 90 guides the infrared radiation R between the first end 80 and each of the seven second ends 85 of the same optical conductor 75.
  • the optical conductor 75 then acts as a power divider, dividing the infrared radiation R received from the source 70 in a plurality of infrared rays R each illuminating part of the passenger compartment 15.
  • the heating system comprises a plurality of optical conductors 75, each optical conductor 75 comprising a single waveguide 90 and a single second end 85.
  • infrared radiation makes it possible to modify the temperature perceived by the passengers without modifying the air temperature in the railway car 10.
  • the heating system is capable of heating passengers of the railway car 10 without necessarily heating the rest of the passenger compartment 15, for example by conduction or by convection.
  • the temperature felt by the passengers of the railway car 10 is then higher.
  • the heating system is therefore more efficient than the heating systems of the prior art.
  • the railway car 10 is therefore more energy efficient than the state of the art railway cars.
  • the infrared source 70 is located in the technical compartment 20 and therefore isolated from the passengers. This is particularly important when the infrared source 70 includes a transmitter heated to high temperature. The heating system is therefore more secure.
  • the technical compartment 20 is capable of being ventilated independently of the passenger compartment 15, from which it is separated. This then makes it possible to ensure control of the atmosphere of the technical compartment 20 without affecting the temperature of the passenger compartment 15.
  • FIG. 2 A second example of a heating system will now be described with reference to the figure 2 .
  • the elements identical to the first example of a heating system of the figure 1 are not described again. Only the differences are highlighted.
  • the infrared radiation source 70 comprises a bar 95, an electrical source and a concentrator 100.
  • the bar 95 is capable of emitting infrared radiation R.
  • the bar 95 comprises a tube 105 and an electrical resistor 110.
  • the tube 105 is configured to emit infrared radiation R when the tube 105 is heated to high temperature.
  • the tube 105 is, for example, made of quartz.
  • the tube 105 is, for example, cylindrical with a circular base and has an axis A.
  • the tube 105 has a length L, an outside diameter D and an inside diameter d.
  • Resistor 110 heats up when an electric current passes through it.
  • the resistor 110 is connected to the electrical source for the passage of an electric current through the resistor 110.
  • the resistor 110 is arranged to heat the tube 105, preferably at high temperature, when the resistor 110 is crossed by the electric current.
  • Resistor 110 is here received in tube 105.
  • the concentrator 100 is configured to receive infrared radiation R from the bar 95, to concentrate infrared radiation R and to inject infrared radiation R into the first end 80 of the optical conductor 75.
  • the concentrator 100 surrounds the tube 105 in a plane perpendicular to the axis A of the tube 105.
  • the concentrator 100 includes a set of lenses 115.
  • Each lens 115 is a converging lens.
  • each lens is a Fresnel lens.
  • Each lens 115 is made of silica-based glass with a low content of hydroxyl groups.
  • each lens 115 is associated with a corresponding first end 80 in which the lens 115 is capable of concentrating and injecting part of the infrared radiation R.
  • the waveguide 90 is an optical fiber.
  • the waveguide 90 is a silica-based glass optical fiber.
  • Silica-based glass also called “quartz glass” is an amorphous form of silica, frequently obtained by fusing quartz.
  • the optical fiber is made of silica-based glass with a low content of hydroxyl groups.
  • the optical fiber is silica-based glass with a content of hydroxyl groups less than or equal to 10 per million.
  • Glasses based on silica with a low content of hydroxyl groups generally have very high transmission rates in the infrared range.
  • the optical fiber is made of fluorinated glass.
  • Fluorinated glasses are glasses comprising fluorine-based molecules such as ZrF4 or InF3.
  • the lenses 115 are made of fluorinated glass.
  • the optical conductor 75 comprises a single optical fiber 90 having a plurality of first ends 80.
  • the optical conductor 75 comprises a bundle of optical fibers 90, each optical fiber 90 having a single first end corresponding to a single lens 115 .
  • Each third end 85 includes an optical diffuser 120.
  • the railway car 10 further comprises a lamp 125.
  • the lamp 125 is configured to emit visible light LV.
  • the lamp 125 includes, for example, a light emitting diode.
  • the lamp 125 is configured to inject visible light LV into a first end 80 of the optical conductor 75.
  • Each optical diffuser 120 is configured to receive infrared radiation R from the waveguide 90 and to illuminate at least a portion of the traveler compartment 15 with infrared radiation.
  • Each optical diffuser 120 is further configured to receive the visible light LV from the waveguide 90 and to illuminate at least a portion of the traveler compartment 15 with the visible light LV.
  • Each optical diffuser 120 is configured to distribute the infrared radiation R and / or the visible light LV received on a surface greater than the cross-sectional area of the waveguide 90.
  • each optical diffuser 120 is configured to distribute the infrared radiation R and / or visible light LV received on a surface greater than or equal to 50 square centimeters.
  • Each optical diffuser 120 has an arrangement 130 of fibers.
  • the arrangement 130 is configured to receive the infrared radiation R and to illuminate at least a portion of the traveler compartment 15 with the infrared radiation.
  • the arrangement 130 is, for example, a fabric.
  • a fabric is an arrangement obtained by the regular assembly of crossed fibers, for example at right angles.
  • the arrangement 130 is a non-woven arrangement.
  • Each arrangement 130 at least partially covers one face of a partition in the passenger compartment 15 or an object located in the passenger compartment 15.
  • the arrangement 130 further comprises, on its face opposite the face of the passenger compartment 15 that the arrangement 130 covers, a layer capable of reflecting towards the interior of the passenger compartment 15 the infrared radiation R and / or visible light LV.
  • the arrangement 130 comprises, for example, fibers of a first type and fibers of a second type.
  • Each fiber of the first type is a conductive fiber of infrared radiation R.
  • each fiber of the first type is made of a silica-based glass.
  • Each fiber of the second type is conductive of visible light LV.
  • each fiber of the second type is made of glass transparent to visible light.
  • Each fiber of the first or second type is suitable for receiving at one end the infrared radiation R or the visible light LV and for illuminating at least part of the traveler compartment 15 with the infrared radiation R or the visible light LV received.
  • each fiber has a rough side surface capable of at least partially diffusing the infrared radiation R or the visible light LV out of the fiber.
  • Each fiber of the first or second type is capable of receiving infrared radiation R or visible light LV at one end and of transmitting infrared radiation R or visible light LV to fibers of the same type with which the fiber in question is in contact.
  • the fibers of the first type are distinct from the fibers of the second type.
  • the optical conductor 75 comprises a first waveguide 95 configured to receive the infrared radiation R from the source 70 and to transmit the infrared radiation R to the fibers of the first type, and a second waveguide 95 configured to receive visible light LV from lamp 125 and for transmitting visible light LV to fibers of the second type.
  • the arrangement 130 comprises fibers capable of conducting both the infrared radiation R and the visible light LV.
  • the optical conductor 75 comprises, for example, a single waveguide 95 configured to receive, at one or more of its first ends 80, the infrared radiation R emitted by the source 70 and the visible light LV emitted by the lamp 125. The waveguide 95 then simultaneously transmits the infrared radiation R and the visible light LV to the arrangement 130.
  • the fibers of the first type or of the second type are integrated into a matrix of fibers of a third type.
  • Fibers of the third type are fibers woven together.
  • the fibers of the first and second type are substantially parallel to each other and are held in position by the woven matrix.
  • the arrangement 130 defines an illumination surface.
  • the illumination surface has an area greater than or equal to 100 square centimeters.
  • the infrared radiation R is emitted in the traveler compartment 15 by a large illumination surface.
  • the risk of eye damage to passengers looking directly at the lighting surface is therefore reduced.
  • the bar 95 is an effective infrared radiation source R at a wavelength of about 1 micrometer. This wavelength is particularly suitable for being transported by an optical fiber 90, and in particular a silica-based glass optical fiber. In addition, the bar 95 is inexpensive compared to other types of infrared radiation sources.
  • the concentrator 100 allows efficient collection of infrared radiation R.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Arrangements Of Lighting Devices For Vehicle Interiors, Mounting And Supporting Thereof, Circuits Therefore (AREA)

Description

  • La présente invention concerne une voiture ferroviaire de transport de voyageurs.
  • Les voitures ferroviaires de transport de voyageurs sont équipées de systèmes de chauffage permettant de contrôler la température du compartiment voyageur et en particulier de maintenir cette température à un niveau acceptable en hiver. Ces systèmes de chauffage prennent fréquemment la forme d'une climatisation réversible propre à injecter dans le compartiment voyageur un air chauffé par une source de chaleur.
  • La source de chaleur est en général un système électrique, comprenant par exemple une résistance chauffante. Cela est en particulier le cas pour les voitures ferroviaires tractées par une locomotive électrique alimentée par des caténaires. Lorsque la locomotive est une locomotive à moteur thermique, l'électricité est fournie par un générateur électrique embarqué dans la locomotive.
  • Les systèmes de chauffage précités transmettent donc leur chaleur aux voyageurs principalement par conduction ou convection thermique. Ainsi, afin d'augmenter la température ressentie par les voyageurs, il est nécessaire de chauffer l'intégralité du compartiment voyageur. L'inertie thermique du compartiment voyageur empêche alors d'ajuster rapidement la température ressentie par les voyageurs. En outre, les voitures ferroviaires étant en général mises à l'arrêt pendant la nuit, celles-ci se refroidissent, et il est nécessaire de les chauffer à nouveau le matin, ce qui entraîne une consommation énergétique importante du fait de leur importante inertie thermique.
  • Le document JP 2015 033894 A décrit une voiture ferroviaire de transport de voyageurs, comprenant au moins un compartiment voyageur et un système de chauffage du compartiment voyageur, le système de chauffage comportant une source de rayonnement infrarouge.
  • L'invention a pour but de proposer une voiture ferroviaire de transport de voyageurs qui soit plus économe en énergie.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une voiture ferroviaire de transport de voyageurs, comprenant au moins un compartiment voyageur et un système de chauffage du compartiment voyageur, le système de chauffage comportant une source de rayonnement infrarouge et au moins un diffuseur optique configuré pour recevoir un rayonnement infrarouge généré par la source et pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur avec le rayonnement infrarouge, le diffuseur optique présentant un arrangement de fibres conductrices du rayonnement infrarouge, configuré pour recevoir le rayonnement infrarouge et illuminer le compartiment voyageur avec ce rayonnement infrarouge.
  • Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, la voiture ferroviaire comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • l'arrangement de fibres est un tissu ;
    • la voiture comprend, en outre, une lampe configurée pour émettre une lumière visible, le diffuseur optique étant configuré pour recevoir la lumière émise par la lampe et pour éclairer au moins une portion du compartiment voyageur avec ladite lumière ;
    • l'arrangement de fibres comporte des fibres d'un premier type propres à conduire le rayonnement infrarouge et des fibres d'un deuxième type propres à conduire la lumière visible, les fibres du premier type étant distinctes des fibres du premier types ;
    • l'arrangement de fibres comporte des fibres propres à conduire à la fois le rayonnement infrarouge et la lumière visible ;
    • l'arrangement de fibres définit une surface d'illumination présentant une aire supérieure ou égale à cent centimètres carrés.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue schématique de côté d'une voiture de véhicule ferroviaire comportant un système de chauffage, et
    • la figure 2 est une représentation schématique d'un autre exemple de système de chauffage.
  • Une voiture ferroviaire 10 est représentée sur la figure 1. La voiture ferroviaire 10 est une voiture de transport de voyageurs. La voiture 10 est configurée pour être intégrée dans un véhicule ferroviaire tel qu'une rame ou un train. Le véhicule comporte alors au moins une voiture 10, par exemple plusieurs voitures 10.
  • Une direction longitudinale DL est définie pour la voiture ferroviaire 10. La direction longitudinale DL est la direction selon laquelle la voiture ferroviaire 10 est configurée pour se déplacer.
  • La voiture ferroviaire 10 comporte un compartiment voyageur 15, un compartiment technique 20, un système de chauffage, une première paroi extrême 25, une deuxième paroi extrême 30, un plancher 35, un plafond 40, un toit 45 et une cloison intérieure 50.
  • La voiture ferroviaire 10 est délimitée, selon la direction longitudinale DL, par la première paroi extrême 25 et la deuxième paroi extrême 30.
  • Le compartiment voyageur 15 est configuré pour accueillir un ensemble de passagers.
  • Le compartiment voyageur 15 est délimité selon la direction longitudinale DL, par la deuxième paroi extrême 30 et par la cloison intérieure 50. Le compartiment voyageur 15 est délimité, selon une direction verticale, par le plancher 35 et le plafond 40.
  • Le compartiment voyageur 15 présente une longueur, mesurée selon la direction longitudinale DL, comprise entre 10 mètres (m) et 30 m. Le compartiment voyageur 15 présente une largeur, mesurée selon une direction horizontale perpendiculaire à la direction longitudinale DL, comprise entre 2 m et 3 m.
  • Le compartiment voyageur 15 comporte un ensemble de places de passagers. Il est entendu par « place de passager » un volume du compartiment voyageur 15 destiné à accueillir un voyageur.
  • Par exemple, le compartiment voyageur 15 comprend un ensemble de sièges 55 et un espace de circulation 60.
  • Chaque siège 55 est propre à accueillir un passager assis.
  • Selon l'exemple de la figure 1, chaque siège 55 est configuré pour permettre au passager de s'assoir dans le sens de la marche. Il est à noter que d'autres dispositions des sièges 55 sont susceptibles d'être utilisées pour le compartiment voyageur 15.
  • Un espace configuré pour permettre un passager de se tenir debout est un autre exemple de place de passager. Par exemple, l'espace de circulation 60 est un volume dépourvu de siège 55 et permettant à un ou plusieurs passagers de se déplacer ou de se tenir debout. Par exemple, l'espace de circulation 60 est équipé de poignées permettant à des passagers de se retenir en cas de freinage de la voiture ferroviaire 10.
  • Le plafond 40 et le toit 45 délimitent un volume de service 65 situé au-dessus du compartiment voyageur 15.
  • Le compartiment technique 20 est configuré pour accueillir au moins partiellement le système de chauffage.
  • Le compartiment technique 20 est séparé du compartiment voyageur 15. Par exemple, le compartiment technique 20 est séparé du compartiment voyageur 15 par la cloison intérieure 50.
  • Selon l'exemple de la figure 1, le compartiment technique 20 est délimité selon la direction longitudinale DL par la première paroi extrême 25 et par la cloison intérieure 50.
  • Le compartiment technique 20 et le compartiment voyageur 15 sont décalés l'un par rapport à l'autre le long de la voiture ferroviaire 10. Par exemple, le compartiment technique 20 et le compartiment voyageur 15 sont alignés l'un avec l'autre selon la direction longitudinale DL.
  • En variante, le compartiment technique 20 est situé au-dessus du compartiment voyageur 15. Selon une autre variante, le compartiment technique 20 est situé au-dessous du compartiment voyageur 15.
  • Sur la figure 1, la voiture ferroviaire 10 est équipée d'un premier exemple de système de chauffage.
  • Le système de chauffage est configuré pour chauffer au moins une partie du compartiment voyageur 15. Le système de chauffage comporte une source infrarouge 70 et au moins un conducteur optique 75.
  • La source infrarouge 70 est configurée pour émettre un rayonnement infrarouge R. Les rayonnements infrarouges sont constitués d'ondes électromagnétiques présentant une longueur d'onde comprise entre 500 nanomètres et 2,5 millimètres.
  • Les rayonnements infrarouges R présentent, par exemple, une longueur d'onde infrarouge proche. Les longueurs d'onde infrarouge proche sont les longueurs d'onde infrarouge inférieures à 3,5 micromètres.
  • Selon un mode de réalisation, la source infrarouge 70 est configurée pour générer un rayonnement infrarouge R présentant une puissance comprise entre 1 kilowatts (kW) et 10 kW. Par exemple, le rayonnement infrarouge R est égal à 3 kW.
  • La source infrarouge 70 comprend, par exemple, un émetteur infrarouge propre à émettre le rayonnement infrarouge R lorsque l'émetteur infrarouge est chauffé à haute température. Il est entendu par « haute température » une température supérieure ou égale à 300°C, par exemple supérieure ou égale à 500°C, par exemple supérieure ou égale à 1000°C.
  • Des émetteurs chauffés sont fréquemment utilisés dans des systèmes de chauffage par rayonnement, par exemple pour les terrasses des cafés. La longueur d'onde et la puissance du rayonnement R dépendent alors de la température de l'émetteur.
  • Il est à noter que d'autres types de sources sont susceptibles d'être utilisées. Par exemple, dans une variante, la source 70 est une source laser.
  • La source 70 est accueillie dans le compartiment technique 20.
  • Chaque conducteur optique 75 est configuré pour recevoir le rayonnement infrarouge R de la source 70 et pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur 15 avec le rayonnement infrarouge R.
  • Chaque conducteur optique 75 comporte une première extrémité 80, une deuxième extrémité 85 et un guide d'onde 90.
  • La première extrémité 80 est configurée pour recevoir le rayonnement infrarouge R de la source 70.
  • Chaque deuxième extrémité 85 est configurée pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur 15 avec le rayonnement infrarouge R. Par exemple, chaque deuxième extrémité 85 est configurée pour illuminer au moins une place de passager avec le rayonnement infrarouge R.
  • Au moins une deuxième extrémité 85 est configurée pour illuminer un passager assis sur un siège 55 avec le rayonnement R.
  • En variante, au moins une deuxième extrémité 85 est configurée pour illuminer un passager debout avec un rayonnement infrarouge R. Par exemple, au moins une deuxième extrémité 85 est configurée pour illuminer un passager debout dans l'espace de circulation 60 avec un rayonnement infrarouge R.
  • Sur l'exemple de la figure 1, le compartiment voyageur 15 comprend six deuxièmes extrémités 85 configurées chacune pour illuminer un passager assis sur un siège 55 avec le rayonnement infrarouge R, et une deuxième extrémité 85 configurée pour illuminer au moins une portion de l'espace de circulation 60.
  • Il est à noter que le nombre et la disposition des deuxièmes extrémités 85 est susceptible d'être adapté en fonction de la configuration du compartiment voyageur 15.
  • Selon un mode de réalisation, au moins une deuxième extrémité 85 configurée pour illuminer un passager assis sur un siège 55 est fixée au-dessus du siège 55 correspondant.
  • Au moins une deuxième extrémité 85 est fixée au plafond 40. Par exemple, la deuxième extrémité 85 est fixée au plafond 40 au-dessus d'un siège 55 ou de l'espace de circulation 60. Selon une variante, au moins une deuxième extrémité 85 est fixée à un porte-bagage situé au-dessus d'un siège 55.
  • Selon un mode de réalisation, au moins une deuxième extrémité 85 est fixée sous un siège 55. Dans ce cas, la deuxième extrémité 85 est configurée pour illuminer la partie inférieure du corps d'un passager debout dans l'espace de circulation 60.
  • Chaque guide d'onde 90 est configuré pour guider le rayonnement infrarouge R entre la première extrémité 80 et la deuxième extrémité 85. Selon l'exemple de la figure 1, le guide d'onde 90 est accueilli dans le volume de service 65.
  • Le guide d'onde 90 est, par exemple, un guide d'onde métallique. Un guide d'onde métallique comprend une ou plusieurs parois métalliques propres chacune à refléter le rayonnement infrarouge R.
  • Le guide d'onde 90 est, par exemple, réalisé en aluminium. Selon une variante, le guide d'onde 90 est réalisé en un autre matériau métallique.
  • Selon un mode de réalisation, le guide d'onde 90 est réalisé en un matériau plastique recouvert d'une couche de métal.
  • Selon une variante, le guide d'onde 90 est une fibre optique, de préférence une fibre optique acceptant sans pertes des longueurs d'onde comprises entre 0,5 micromètres et 2,5 millimètres.
  • Il est à noter qu'un même guide d'onde 90 est susceptible de connecter une même première extrémité 80 à une ou plusieurs deuxièmes extrémités 85. Selon l'exemple de la figure 1, un unique guide d'onde 90 guide le rayonnement infrarouge R entre la première extrémité 80 et chacune des sept deuxièmes extrémités 85 d'un même conducteur optique 75. Le conducteur optique 75 joue alors le rôle de diviseur de puissance, divisant le rayonnement infrarouge R reçu de la source 70 en une pluralité de rayonnements infrarouges R illuminant chacun une partie du compartiment voyageur 15.
  • Selon un mode de réalisation, le système de chauffage comporte une pluralité de conducteurs optiques 75, chaque conducteur optique 75 comprenant un unique guide d'onde 90 et une unique deuxième extrémité 85.
  • L'utilisation du rayonnement infra-rouge permet de modifier la température perçue par les passagers sans pour autant modifier la température de l'air dans la voiture ferroviaire 10.
  • Grâce à l'invention, le système de chauffage est propre à chauffer des passagers de la voiture ferroviaire 10 sans nécessairement chauffer le reste du compartiment voyageur 15, par exemple par conduction ou par convection. La température ressentie par les passagers de la voiture ferroviaire 10 est alors plus élevée. Le système de chauffage est donc plus efficace que les systèmes de chauffage de l'état de la technique. La voiture ferroviaire 10 est alors plus économe en énergie que les voitures ferroviaires de l'état de la technique.
  • En outre, de par l'utilisation des conducteurs optiques 75, la source infrarouge 70 est située dans le compartiment technique 20 et donc isolée des passagers. Cela est particulièrement important lorsque la source infrarouge 70 comporte un émetteur chauffé à haute température. Le système de chauffage est donc plus sécurisé.
  • De plus, le compartiment technique 20 est susceptible d'être aéré indépendamment du compartiment voyageur 15, dont il est séparé. Cela permet alors d'assurer un contrôle de l'atmosphère du compartiment technique 20 sans affecter la température du compartiment voyageur 15.
  • L'utilisation d'un guide d'onde 90 métallique permet la transmission d'une large gamme de longueurs d'onde. Le système de chauffage est donc, là encore, plus efficace.
  • Un deuxième exemple de système de chauffage va maintenant être décrit en référence à la figure 2. Les éléments identiques au premier exemple de système de chauffage de la figure 1 ne sont pas décrits à nouveau. Seules les différences sont mises en évidence.
  • La source de rayonnement infrarouge 70 comporte un barreau 95, une source électrique et un concentrateur 100.
  • Le barreau 95 est propre à émettre le rayonnement infrarouge R.
  • Le barreau 95 comporte un tube 105 et une résistance 110 électrique.
  • Le tube 105 est configuré pour émettre le rayonnement infrarouge R lorsque le tube 105 est chauffé à haute température.
  • Le tube 105 est, par exemple, réalisé en quartz.
  • Le tube 105 est, par exemple, cylindrique à base circulaire et présente un axe A. Le tube 105 présente une longueur L, un diamètre extérieur D et un diamètre intérieur d.
  • La résistance 110 chauffe lorsqu'elle est traversée par un courant électrique.
  • La résistance 110 est connectée à la source électrique pour le passage d'un courant électrique dans la résistance 110.
  • La résistance 110 est disposée pour chauffer le tube 105, de préférence à haute température, lorsque la résistance 110 est traversée par le courant électrique.
  • La résistance 110 est ici accueillie dans le tube 105.
  • Le concentrateur 100 est configuré pour recevoir du barreau 95 le rayonnement infrarouge R, pour concentrer le rayonnement infrarouge R et pour injecter le rayonnement infrarouge R dans la première extrémité 80 du conducteur optique 75.
  • Selon un mode de réalisation, le concentrateur 100 entoure le tube 105 dans un plan perpendiculaire à l'axe A du tube 105.
  • Le concentrateur 100 comporte un ensemble de lentilles 115.
  • Chaque lentille 115 est une lentille convergente. Par exemple, chaque lentille est une lentille de Fresnel.
  • Il est à noter que d'autres types de lentilles 115 convergentes sont susceptibles d'être utilisés.
  • Chaque lentille 115 est réalisée en verre à base silice à faible teneur en groupes hydroxyles.
  • Selon l'exemple de la figure 2, chaque lentille 115 est associée à une première extrémité 80 correspondante dans laquelle la lentille 115 est propre à concentrer et à injecter une partie du rayonnement infrarouge R.
  • Le guide d'ondes 90 est une fibre optique. Par exemple, le guide d'ondes 90 est une fibre optique en verre à base silice. Le verre à base silice, également appelé « verre de quartz » est une forme amorphe de silice, fréquemment obtenue par fusion de quartz.
  • Selon un mode de réalisation, la fibre optique est en verre à base silice à faible teneur en groupes hydroxyles. Par exemple, la fibre optique est en verre à base silice avec une teneur en groupes hydroxyles inférieure ou égale à 10 par million.
  • Les verres à base silice à faible teneur en groupes hydroxyles présentent en général des taux de transmission très élevés dans la gamme infrarouge.
  • Selon une variante, la fibre optique est réalisée en verre fluoré. Les verres fluorés sont des verres comprenant des molécules à base de fluor telles que ZrF4 ou InF3.
  • Selon un mode de réalisation, les lentilles 115 sont réalisées en verre fluoré.
  • Selon l'exemple de la figure 2, le conducteur optique 75 comporte une unique fibre optique 90 présentant une pluralité de premières extrémités 80. Selon une variante, le conducteur optique 75 comporte un faisceau de fibres optiques 90, chaque fibre optique 90 présentant une unique première extrémité correspondant à une unique lentille 115.
  • Chaque troisième extrémité 85 comporte un diffuseur optique 120.
  • La voiture ferroviaire 10 comporte, en outre, une lampe 125. La lampe 125 est configurée pour émettre une lumière visible LV. La lampe 125 comporte, par exemple, une diode électroluminescente.
  • La lampe 125 est configurée pour injecter la lumière visible LV dans une première extrémité 80 du conducteur optique 75.
  • Chaque diffuseur optique 120 est configuré pour recevoir le rayonnement infrarouge R du guide d'ondes 90 et pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur 15 avec le rayonnement infrarouge.
  • Chaque diffuseur optique 120 est, en outre, configuré pour recevoir la lumière visible LV du guide d'ondes 90 et pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur 15 avec la lumière visible LV.
  • Chaque diffuseur optique 120 est configuré pour répartir le rayonnement infrarouge R et/ou la lumière visible LV reçue sur une surface supérieure à la surface de section du guide d'ondes 90. Par exemple, chaque diffuseur optique 120 est configuré pour répartir le rayonnement infrarouge R et/ou la lumière visible LV reçue sur une surface supérieure ou égale à 50 centimètres carrés.
  • Chaque diffuseur optique 120 présente un arrangement 130 de fibres.
  • L'arrangement 130 est configuré pour recevoir le rayonnement infrarouge R et pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur 15 avec le rayonnement infrarouge.
  • L'arrangement 130 est, par exemple, un tissu. Un tissu est un arrangement obtenu par l'assemblage régulier de fibres croisées, par exemple à angle droit.
  • Selon une variante, l'arrangement 130 est un arrangement non-tissé.
  • Chaque arrangement 130 recouvre au moins partiellement une face d'une cloison du compartiment voyageurs 15 ou d'un objet situé dans le compartiment voyageur 15.
  • Selon un mode de réalisation, l'arrangement 130 comporte, en outre, sur sa face en regard de la face du compartiment voyageurs 15 que l'arrangement 130 recouvre, une couche propre à réfléchir vers l'intérieur du compartiment voyageurs 15 le rayonnement infrarouge R et/ou la lumière visible LV.,
  • L'arrangement 130 comporte, par exemple, des fibres d'un premier type et des fibres d'un deuxième type.
  • Chaque fibre du premier type est une fibre conductrice du rayonnement infrarouge R. Par exemple, chaque fibre du premier type est réalisée en un verre à base silice.
  • Chaque fibre du deuxième type est conductrice de la lumière visible LV. En particulier, chaque fibre du deuxième type est réalisée en verre transparent à la lumière visible.
  • Chaque fibre du premier ou du deuxième type est propre à recevoir à une extrémité le rayonnement infrarouge R ou la lumière visible LV et à illuminer au moins une partie du compartiment voyageur 15 avec le rayonnement infrarouge R ou la lumière visible LV reçu. Par exemple, chaque fibre présente une surface latérale rugueuse propre à diffuser au moins partiellement le rayonnement infrarouge R ou la lumière visible LV hors de la fibre.
  • Chaque fibre du premier ou du deuxième type est propre à recevoir à une extrémité le rayonnement infrarouge R ou la lumière visible LV et à transmettre le rayonnement infrarouge R ou la lumière visible LV aux fibres du même type avec lesquelles la fibre considérée est en contact.
  • Selon un mode de réalisation, les fibres du premier type sont distinctes des fibres du deuxième type. Par exemple, le conducteur optique 75 comporte un premier guide d'ondes 95 configuré pour recevoir le rayonnement infrarouge R de la source 70 et pour transmettre le rayonnement infrarouge R aux fibres du premier type, et un deuxième guide d'ondes 95 configuré pour recevoir la lumière visible LV de la lampe 125 et pour transmettre la lumière visible LV aux fibres du deuxième type.
  • Selon une variante, l'arrangement 130 comporte des fibres propres à conduire à la fois le rayonnement infrarouge R et la lumière visible LV. Dans ce cas, le conducteur optique 75 comporte, par exemple, un unique guide d'ondes 95 configuré pour recevoir, à une ou plusieurs de ses premières extrémités 80, le rayonnement infrarouge R émis par la source 70 et la lumière visible LV émise par la lampe 125. Le guide d'onde 95 transmet alors simultanément le rayonnement infrarouge R et la lumière visible LV à l'arrangement 130.
  • Selon un mode de réalisation, les fibres du premier type ou du deuxième type sont intégrées dans une matrice de fibres d'un troisième type. Les fibres du troisième type sont des fibres tissées les unes avec les autres. Par exemple, les fibres du premier et du deuxième type sont sensiblement parallèles les unes aux autres et sont maintenues en position par la matrice tissée.
  • L'arrangement 130 définit une surface d'illumination. La surface d'illumination présente une aire supérieure ou égale à 100 centimètres carrés.
  • Grâce à l'utilisation d'un arrangement 130 de fibres, le rayonnement infrarouge R est émis dans le compartiment voyageur 15 par une surface d'illumination de grande dimension. Les risques de dommages oculaires à des passagers qui regarderaient directement la surface d'illumination sont donc réduits.
  • En outre, l'utilisation des arrangements 130 pour émettre la lumière visible LV dans le compartiment voyageur permet également de simplifier la fabrication de la voiture ferroviaire et de diminuer son coût, puisqu'il n'est alors plus nécessaire de prévoir des appliques réparties dans le compartiment voyageur 15.
  • Le barreau 95 est une source de rayonnement infrarouge R efficace à une longueur d'onde d'environ 1 micromètre. Cette longueur d'onde est particulièrement adaptée à être transportée par une fibre optique 90, et en particulier une fibre optique en verre à base silice. En outre, le barreau 95 est peu onéreux par rapport à d'autres types de sources de rayonnement infrarouge.
  • Le concentrateur 100 permet une collecte efficace du rayonnement infrarouge R.
  • Les différents exemples et modes de réalisation décrits ci-dessus sont susceptibles d'être combinés entre eux pour générer de nouveaux modes de réalisation.

Claims (6)

  1. Voiture ferroviaire (10) de transport de voyageurs, comprenant au moins un compartiment voyageur (15) et un système de chauffage du compartiment voyageur (15), le système de chauffage comportant une source (70) de rayonnement infrarouge, caractérisée en ce que le système de chauffage comprend au moins un diffuseur optique (120) configuré pour recevoir un rayonnement infrarouge généré par la source (70) et pour illuminer au moins une portion du compartiment voyageur (15) avec le rayonnement infrarouge, et en ce que le diffuseur optique (120) présente un arrangement de fibres (130) conductrices du rayonnement infrarouge, configuré pour recevoir le rayonnement infrarouge et illuminer le compartiment voyageur (15) avec ce rayonnement infrarouge.
  2. Voiture ferroviaire (10) de transport de voyageurs selon la revendication 1, dans laquelle l'arrangement de fibres (130) est un tissu.
  3. Voiture ferroviaire de transport de voyageurs selon la revendication 1 ou 2, comprenant, en outre, une lampe (125) configurée pour émettre une lumière visible, le diffuseur optique (120) étant configuré pour recevoir la lumière émise par la lampe (125) et pour éclairer au moins une portion du compartiment voyageur (15) avec ladite lumière.
  4. Voiture ferroviaire (10) de transport de voyageurs selon la revendication 3, dans laquelle l'arrangement de fibres (130) comporte des fibres d'un premier type propres à conduire le rayonnement infrarouge et des fibres d'un deuxième type propres à conduire la lumière visible, les fibres du premier type étant distinctes des fibres du deuxième type.
  5. Voiture ferroviaire (10) de transport de voyageurs selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle l'arrangement de fibres (130) comporte des fibres propres à conduire à la fois le rayonnement infrarouge et la lumière visible.
  6. Voiture ferroviaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l'arrangement de fibres (130) définit une surface d'illumination présentant une aire supérieure ou égale à cent centimètres carrés.
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