FR2629414A1 - Vehicule ferroviaire equipe d'un frigorifere et procede de refroidissement de l'atmosphere d'un tunnel ferroviaire au moyen de ce vehicule - Google Patents
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Abstract
Véhicule ferroviaire destiné à être attelé dans un convoi circulant dans un tunnel. Le véhicule comporte : - un réservoir de stockage 4 apte à contenir un liquide caloporteur et une masse parcellaire congelée; - un frigorifère apte à assurer des échanges thermiques entre l'atmosphère et le liquide caloporteur, et - un circuit de circulation 7, 8, 10, 11, 15, 16, 17, 18 muni de moyens de pompage 9 aptes à faire circuler le liquide caloporteur en circuit fermé entre le réservoir de stockage et le frigorifère. Le véhicule suivant l'invention permet de refroidir l'atmosphère d'un tunnel ferroviaire de grande longueur.
Description
La présente invention concerne un véhicule ferroviaire équipé d'un frigorifère, et un procédé de refroidissement de l'atmosphère d'un tunnel ferroviaire au moyen de ce véhicule.
Le passage d'un convoi ferroviaire dans un tunnel nécessite évidemment une certaine quantité d'énergie pour le mouvoir. La quasi-totalité de cette énergie est transmise, sous forme de chaleur, à l'air ambiant et à la surface des parois du tunnel.
Dans des tunnels d'assez faible longueur ou dans lesquels la densité du trafic est relativement faible, cette chaleur se dissipe et quitte le tunnel, notamment par le renouvellement - naturel ou forcé de l'atmosphère du tunnel On sait également que dans les tunnels ferroviaires unidirectionnels, les convois qui circulent provoquent un effet de piston qui accentue le phénomène de circulation de l'air, provoquant ainsi l'évacuation de la chaleur hors du tunnel.
L'évacuation de la chaleur pose par contre de réels problèmes dans des tunnels ferroviaires de grande longueur (plusieurs dizaines de kilomètres, par exemple) et particulièrement lorsque la cadence de passage des convois y est très élevée.
I1 importe de remarquer à ce suJet que dans des tunnels ferroviaires unidirectionnels, l'effet de piston que provoquent les convois qui y circulent n'est efficace que pour des tunnels d'assez faible longueur. Dans des tunnels de plusieurs dizaines de kilomètres cet effet de piston ne se produit plus et ne peut dès lors pas contribuer à l'évacuation de la chaleur hors du tunnel.
L'évacuation de la chaleur hors de ces tunnels doit dès lors être provoquée par d'autres moyens et il importe de noter que la quantité de chaleur à évacuer par ces moyens peut être très élevée.
Ainsi, un convoi dont la motrice développe une puissance de 8 MW afin de se déplacer à une vitesse de 130 km/h mettra 25,5 minutes pour traverser un tunnel d'une longueur de 50 km et dégagera donc dans le tunnel 3,4 MWh d'énergie calorifique. La quantité de chaleur évacuée par la ventilation du tunnel et dissipée par les parois du tunnel est négligeable en comparaison de la chaleur totale dégagée par le convoi. I1 importe donc d'évacuer du tunnel, par d'autres moyens, une quantité de chaleur de 3,4 MWh à chaque passage d'un tel convoi dans le tunnel.
Compte tenu de la quantité de chaleur dégagee dans le tunnel, il est pratiquement impossible d'évacuer cette chaleur par ventilation forcée. En effet, les vitesses de déplacement d'air à mettre en oeuvre rendraient notamment le tunnel impraticable pour le service.
Une autre solution qui peut, être envisagée consiste en une distribution d'eau glacée dans le tunnel, alimentant des appareils terminaux à poste fixe tels que des ventilo-convecteurs ou des plaques d'échange statiques. De tels réseaux de distribution de froid sont alimentés depuis des centrales de production installées à l'extérieur du tunnel. De tels systèmes, très coûteux, provoquent un encombrement important dans le tunnel et imposent une maintenance importante qui peut causer des interruptions prolongées du trafic.
Le but de la présente invention est de réa- liser le refroidissement d'un tunnel ferroviaire de grande longueur par un procédé qui est économiquement avantageux.
L'invention a également pour but de réaliser ce refroidissement par un procédé qui offre un maximum de sécurité et qui ne nécessite pas de travaux de maintenance à effectuer dans le tunnel.
Un autre but de l'invention est de réaliser le refroidissement d'un tel tunnel au moyen d'installations ou dispositifs qui n'encombrent pas la section utile du tunnel.
La présente invention a pour objet un véhicule ferroviaire destiné à circuler dans un tunnel ferroviaire, qui comporte, monté sur au moins un châssis porté par des bogies
- un réservoir de stockage apte à contenir un liquide caloporteur et une masse parcellaire de matière congelée,
- un frigorifère apte à assurer les échanges thermiques entre l'atmosphère et le liquide caloporteur, et
- un circuit de circulation muni de moyens de pompage apte à faire circuler le liquide caloporteur en circuit fermé entre le réservoir de stockage et le frigorifère.
- un réservoir de stockage apte à contenir un liquide caloporteur et une masse parcellaire de matière congelée,
- un frigorifère apte à assurer les échanges thermiques entre l'atmosphère et le liquide caloporteur, et
- un circuit de circulation muni de moyens de pompage apte à faire circuler le liquide caloporteur en circuit fermé entre le réservoir de stockage et le frigorifère.
De façon préférée, le frigorifère du véhicule a des surfaces d'échange qui forment les surfaces su périeuresetlatérales du dit véhicule.
De façon avantageuse, les surfaces supérieures et latérales du véhicule que forment les surfaces d'échange de frigorifère sont disposées sensiblement suivant le gabarit maximum autorisé pour les véhicules circulant dans le tunnel ferroviaire. Cette conception du véhicule permettra un bénéfice maximum dans le cas d'un tunnel unidirectionnel.
Suivant une forme de réalisation avantageuse, le réservoir de stockage a une forme allongée et est disposé avec son grand axe suivant l'axe de déplacement du véhicule, ce réservoir de stockage étant muni à sa partie supérieure d'au moins un orifice obturable par lequel une masse parcellaire de matière congelée peut être chargée et, à sa partie inférieure, de moyens aptes à en soutirer tout ou partie du contenu du réservoir de stockage. Le frigorifère est constitué de faisceaux de tubes disposés en une ou plusieurs nappes, au-dessus et sur les côtés du réservoir de stockage, en constituant le gabarit extérieur du véhicule.
Suivant une forme d'exécution particulière les tubes qui constituent le frigorifère sont disposés parallèlement à l'axe de déplacement du véhicule.
Suivant une autre forme d'exécution, les tubes qui constituent le frigorifère sont disposés perpendiculairement à l'axe de déplacement du véhicule.
I1 est généralement avantageux de disposer les tubes du frigorifère en plusieurs nappes parallèles successives. Dans ce cas, les tubes de l'ensemble des nappes sont de préférence disposés en quinconce.
Suivant une autre forme d'exécution, les tubes du frigorifère sont disposés en plusieurs nappes parallèles successives croisées, cest-à-dire que les tubes de chaque nappe sont disposés perpendiculairement aux tubes de la nappe suivante.
Suivant une forme d'exécution particulière, les tubes qui constituent le frigorifère sont disposés parallèlement à l'axe de déplacement du véhicule et ces tubes sont raccordés par une de leurs extrémités à une ou plusieurs rampes distributrices et par leur autre extrémité à une ou plusieurs rampes collectrices, ces rampes étant reliées au réservoir de stockage par le circuit de circulation muni de moyens de pompage.
De façon avantageuse les rampes collectrices sont raccordées au réservoir de stockage par des conduites qui débouchent à la partie supérieure du réservoir de stockage, la-ou les-rampes distributrices étant raccordées au réservoir par des conduites qui sont munies de moyens de pompage et qui débouchent à la partie inférieure du réservoir de stockage.
Pour éviter que des morceaux de matière solide ne soient entrainés vers les pompes, une ou plusieurs crépines peuvent être montées dans la partie inférieure du réservoir de stockage, en amont des conduites qui raccordent le réservoir de stockage à la ou aux rampes distributrices.
Un soin particulier doit être apporté aux dimensions des crépines, de façon à limiter la vitesse du liquide, à la fois pour éviter l'entraînement de matière solide de trop grande dimension et pour éviter la cavitation.
L'invention a également pour objet, un procédé de refroidissement d'un tunnel ferroviaire qui comprend les opérations suivantes.
- attelage dans un convoi ferroviaire d'au moins un véhicule ferroviaire tel que décrit ci-dessus
- chargement dans le réservoir de stockage de ce véhicule ferroviaire d'un liquide caloporteur et d'une masse parcellaire de matière congelée,
- mise en fonctionnement des dits moyens de pompage pendant que le convoi ferroviaire traverse le tunnel, en sorte que le liquide caloporteur, refroidi par la masse parcellaire congelée, traverse le frigorifère en s'y réchauffant par échange thermique avec l'atmosphère du tunnel qui est ainsi refroidie; le liquide caloporteur sortant du frigorifère est ramené dans le réservoir de stockage en y faisant progressivement fondre la masse parcellaire congelée.
- chargement dans le réservoir de stockage de ce véhicule ferroviaire d'un liquide caloporteur et d'une masse parcellaire de matière congelée,
- mise en fonctionnement des dits moyens de pompage pendant que le convoi ferroviaire traverse le tunnel, en sorte que le liquide caloporteur, refroidi par la masse parcellaire congelée, traverse le frigorifère en s'y réchauffant par échange thermique avec l'atmosphère du tunnel qui est ainsi refroidie; le liquide caloporteur sortant du frigorifère est ramené dans le réservoir de stockage en y faisant progressivement fondre la masse parcellaire congelée.
On utilise de préférence l'eau comme liquide caloporteur. I1 peut être avantageux d'additionner cette eau d'une faible quantité d'un agent tensioactif.
Pour éviter la prolifération d'algues ou de micro-organismes dans le frigorifère, l'eau utilisée peut également être additionnée d'algicide, fongicide et/ou bactéricide.
La masse parcellaire congelée est de préférence de la glace. Cette glace peut également contenir un agent tensio-actif, un algicide, un fongicide et/ou un bactéricide.
La glace est produite dans une centrale de production qui fait partie des installations des stations d'arrêt (à proximité de chaque extrémité du tunnel).
L'eau soutirée du réservoir de stockage (après un passage du convoi par le tunnel) est alors conduite directement vers la centrale de production pour y être congelée. Cette manière de procéder permet non seules ment de récupérer d'importantes quantités d'eau mais permet également d'économiser de l'énergie, puisque l'eau soutirée des réservoirs de stockage est déjà à basse température (proche de 0 C). On comprendra que, dans ces conditions, l'eau (liquide caloporteur) et la glace utilisée ont la même composition (teneur en agent tensio-actif, algicide, etc.).
En effet, après chaque passage du véhicule ferroviaire dans le tunnel, une quantité de glace est chargée dans le réservoir de stockage du véhicule et une quantité équivalente d'eau en est soutirée.
De façon préférée, la masse parcellaire congelée est chargée avec le liquide caloporteur sous la forme d'un mélange diphasique.
On comprendra que la quantité de matière congelée chargée dans le réservoir de stockage est de préférence telle,qu'elle soit en majeure partie fondue pendant le passage du véhicule dans le tunnel.
De ce fait, il peut être préférable, après chaque passage du véhicule par le tunnel, d'évacuer hors du réservoir de stockage le liquide caloporteur avec la masse parcellaire congelée résiduelle que ce liquide contient.
Suivant une autre forme d'exécution du procédé, la masse parcellaire congelée est constituée de capsules hermétiques contenant une matière congelée (par exemple un mélange eutectique de sels).
D'autres-particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description d'une forme de réalisation particulière, référence étant faite aux dessins annexés dans lesquels:
la Fig. 1 est une vue latérale schématique avec arrachement partiel du wagon avec frigorifère selon l'invention
la Fig. 2 est une vue en plan interrompue avec arrachement partiel d'un véhicule ferroviaire suivant l'invention; pour montrer plus clairement les éléments constitutifs du frigorifère et du circuit de circulation de fluide caloporteur, cette vue est exé- cutée à une échelle plus grande dans le sens de la largeur du véhicule que dans le sens de sa longueur;
la Fig. 3 est une coupe suivant la ligne
III-III de la Fig. 2;
la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne
IV-IV de la Fig. 2;
la Fig. 5 est une coupe suivant la ligne
V-V de la Fig. 2;
la Fig. 6 est une coupe interrompue (à grande échelles, suivant la ligne VI-VI de la Fig. 4, dans la zône où des tubes échangeurs sont raccordés à la rampe collectrice;
la Fig. 7 montre le même détail de construction que la Fig. 6 mais en coupe suivant un plan perpendiculaire aux tubes échangeurs.
la Fig. 1 est une vue latérale schématique avec arrachement partiel du wagon avec frigorifère selon l'invention
la Fig. 2 est une vue en plan interrompue avec arrachement partiel d'un véhicule ferroviaire suivant l'invention; pour montrer plus clairement les éléments constitutifs du frigorifère et du circuit de circulation de fluide caloporteur, cette vue est exé- cutée à une échelle plus grande dans le sens de la largeur du véhicule que dans le sens de sa longueur;
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la Fig. 4 est une coupe suivant la ligne
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la Fig. 5 est une coupe suivant la ligne
V-V de la Fig. 2;
la Fig. 6 est une coupe interrompue (à grande échelles, suivant la ligne VI-VI de la Fig. 4, dans la zône où des tubes échangeurs sont raccordés à la rampe collectrice;
la Fig. 7 montre le même détail de construction que la Fig. 6 mais en coupe suivant un plan perpendiculaire aux tubes échangeurs.
La Fig. 1 est une vue schématique avec arra chement partiel d'une forme de réalisation duvéhiculel selon l'invention.
Le châssis 2 est porté par des bogies 3 et supporte un réservoir allongé 4. Ce réservoir 4 comporte un orifice supérieur de chargement 5 et un orifice de vidange 6.
Des pipes de soutirage 7 relient la partie inférieure du réservoir 4 à des conduits de soutirage 8 raccordés à des pompes 9. Les sorties de ces pompes 9 sont branchées via les conduits de distribution 10 sur des rampes de distribution 11 montées près d'une des extrémités du véhicule 1. Une des faces de ces rampes de distribution ll est une plaque tubulaire 12 d'où partent des faisceaux de tubes échangeurs 13. Ces tubes , formant le frigorifère, sont disposés selon le gabarit d'encombrement du véhicule l comme on le verra mieux à la Fig. 3.
Près de l'autre extrémité du véhicule, sont montées des rampes collectrices 15. Une des faces de ces rampes collectrices 15 est une plaque tubulaire 14 à laquelle se raccorde l'extrémité opposée des tubes échangeurs 13. Des canalisations 16 raccordent les rampes collectrices 15 à des conduits de réinjection 17 qui s'étendent parallèlement au réservoir 4. Une série de pipes de réinjection 18 sont disposées entre les conduits de réinjection 17 et la partie supérieure du réservoir 4.
Comme on peut le voir en se référant à la
Fig. 2, le frigorifère est desservi symétriquement par deux circuits distincts (7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17) disposant de pompes 9 séparées.
Fig. 2, le frigorifère est desservi symétriquement par deux circuits distincts (7, 8, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17) disposant de pompes 9 séparées.
Le véhicule peut être attelé dans un convoi indifféremment pour être tracté dans un sens ou dans l'autre, ce qui rend superflues les manoeuvres de retournement out'usage d'un pont tournant, ce qui con stitue un avantage important pour les manoeuvres en gare de triage.
La Fig. 3 montre une coupe transversale au travers du réservoir 4 et du frigorifère. De la matière congelée sous forme parcellaire 19 occupe, lors du fonctionnement, la partie supérieure du réservoir 4. Cette masse parcellaire 19 est noyée dans un liquide caloporteur 20. Une crépine 21 est interposée dans le bas du réservoir 4 pour prévenir l'entraînement de matières solides 19 vers les pipes de soutirage 7.
Des faisceaux de tubes 13 sont disposés en nappes parallèles en suivant le gabarit extérieur 22 du véhicule 1. Une tôle 23 est montée du côté interne par rapport à ces faisceaux de tubes 13. Cette tôle 23 est destinée à rabattre les turbulences (figurées par des flèches) provoquées dans le tunnel 24 par le passage du convoi dans lequel le véhicule 1 est inséré.
La Fig. 4 est une coupe vue selon le plan
IV-IV de la Fig. 2 qui montre le branchement des conduits de soutirage 8 sur les pompes 9. Chaque pompe 9 est entraînée par un moteur électrique 25. L'énergie nécessaire à l'entraînement des- moteurs 25 entre bien sûr en ligne de compte lors de l'évaluation du bilan énergétique du procédé.
IV-IV de la Fig. 2 qui montre le branchement des conduits de soutirage 8 sur les pompes 9. Chaque pompe 9 est entraînée par un moteur électrique 25. L'énergie nécessaire à l'entraînement des- moteurs 25 entre bien sûr en ligne de compte lors de l'évaluation du bilan énergétique du procédé.
Cette énergie peut être prélevée par un pantographe (non représenté) sur la caténaire 26 desservant la ligne.
Cette énergie électrique peut également être prélevée sur une prise de force du convoi. On peut également prélever cette énergie à hauteur des bogies 3 soit sous forme électrique par un alternateur par exemple, soit sous forme mécanique par couplage de la pompe aux bogies. La conduite de sortie 10 de chaque pompe 9 est subdivisée en plusieurs embranchements raccordés aux différents segments des rampes de distribution 11.
La Fig. 5 montre schématiquement le circuit de retour du fluide.
Les différents segments de chaque rampe collectrice 15, qui forment une partie extrême du frigorifère, sont raccordés, de chaque côté du véhicule 1, à des canalisations collectrices 16.
L'extrémité de ces canalisations 16 débouche sur les conduits de réinjection 17, reliée par des pipes 18 successives à la partie supérieure du réservoir 4.
La Fig. 6 montre un détail de construction du frigorifère, en l'occurrence le raccordement entre la rampe de distribution ll et les faisceaux de tubes échangeurs 13.
Les flèches indiquent le sens de passage du flux de liquide caloporteur 20, qui se répartit dans les tubes 13 fixés à une plaque tubulaire 12, laquelle forme une des faces d'une rampe de distribution 11.
Les faisceaux de tubes 13 sont disposés en trois nappes successives, la tôle 23 étant fixée du côté interne de cette nappe de façon à accentuer les turbulences autour des faisceaux de tubes 13 et amé- liorer ainsi les échanges thermiques.
La Fig. 7 montre les faisceaux de tubes 13 du frigorifère en coupe; ces faisceaux sont disposés en quinconce et maintenus en place, en divers points de leur parcours, par des entretoises (non représentées).
La conception du frigorifère et ses dimensions sont établies en fonction du délai de restitution imposé à la charge frigorifique. Suivant ces données, on pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer les tubes par des échangeurs platulaires, à tubes ailettés ou spiralés.
Le principe et le mode de fonctionnement du véhicule 1 seront décrits en se référant à l'ensemble des figures.
Lors de la formation d'un convoi destiné à passer dans le tunnel dont le refroidissement est assuré par le présent dispositif, le véhicule 1 avec frigorifère est amené à hauteur d'un pont de chargement approvisionné par une centrale de froid.
L'orifice supérieur 5 du réservoir 4 est ouvert et le réservoir 4 est rempli d'une masse de matière congelée 19 sous forme parcellaire (telle que par exemple des glaçons ou de la glace en copeaux ou en broyat). Un liquide caloporteur (eau) occupe le reste du réservoir 4.
Les opérations de remplissage et de vidange peuvent se faire de façon classique (gravitationnelle ou en utilisant une méthode de remplissage rapide, tel qu'un remplissage sous pression, la masse congelée 19 et le liquide caloporteur 20 étant injectés dans le réservoir 4 sous forme d'un mélange diphasique.
Le véhicule 1 étant accroché dans un convoi ferrovinaire, les- pompes sont mises en route lorsque le convoi pénètre dans le tunnel 24. Le liquide caloporteur 20 refroidi par le contact avec les particules de matériaux congelés 19, est aspiré par les pipes de soutirage 7 disposées le long du réservoir 4. Une cré- pine 21 prévient l'entraînement de matières solides dans le circuit. Le liquide caloporteur 20 est amené par les deux conduites de soutirage 8 vers les pompes de circulation 9. Ces pompes envoient le liquide froid dans les rampes de distribution 11. Le fluide progresse ensuite dans les tubes 13 du frigorifère où il prélève la chaleur enlevée à l'atmosphère du tunnel.
L'échange de chaleur effectué entre l'atmosphère du tunnel 24 et le liquide caloporteur 20 au travers du frigorifère est amélioré par les turbulences engendrées par le passage du convoi dans la couche d'air comprise entre la paroi du tunnel 24 et l'enveloppe du convoi.
Ces turbulences engendrent également un brassage de la masse d'air du tunnel 23. Le véhicule 1 suivant l'invention est attelé de préférence près du milieu du convoi ou dans sa -seconde moitié car les turbulences engendrées par le passage du convoi dans le tunnel y sont près de leur seuil maximum, et, par voie de conséquence, le rendement d'échange du frigorifère sera, lui aussi, près de son maximum.
Le liquide caloporteur 20 réchauffé par l'atmosphère du tunnel 24, passe ensuite par la rampe collectrice 15 d'où il est renvoyé, par les canalisations 16, vers les deux conduits de réinjection 17.
Le liquide caloporteur 20 réchauffé est réinjecté dans le haut du réservoir 4 et traverse la masse parcellaire congelée 19; son énergie thermique est absorbée par la matière congelée, entraînant la fusion progressive de cette masse 19 durant le trajet du convoi. En fin de parcours, l'orifice inférieur 6 du réservoir 4 est ouvert de façon à en évacuer le contenu.
Des clapets de fermeture (non représentés) préviennent la vidange simultanée du frigorifère et du circuit de circulation, qui, de ce fait, ne devront pas être purgés.
La quantité d'énergie utilisée par un convoi étant une donnée connue, la puissance thermique du frigorifère et le volume de la masse congelée 19 à emporter sont déterminés aisément avant le départ.
L'énergie consommée par le véhicule 1 luimême est relativement minime au regard de celle mise en jeu dans une installation de refroidissement statique. Seuls entrent en ligne de compte la puissance absorbée par les pompes et l'accroissement de la traînée provoquée par l'insertion de ce véhicule supplémentaire dans un convoi.
Un dimensionnement approprié du véhicule 1 et de son chargement permet donc de compenser tout dégagement d'énergie thermique normalement prévisible dans un tunnel, qu'il s'agisse de la chaleur résultant du passage d'un ou de plusieurs convois, du rayonnement des installations permanentes, etc. La quantité de matière congelée chargée à chaque voyage du véhicule 1 peut d'ailleurs être modulée grâce à un circuit réagissant à une simple prise de température périodique dans le tunnel.
Si certains convois ferroviaires passant par le tunnel ne comprennent pas de véhicule équipé d'un frigorifère, il importe évidemment d'adapter en conséquence la capacité frigorifique (et donc aussi la quantité de matière congelée) des véhicules 1 suivant l'invention insérés dans des convois.
EXEMPLE
Le présent exemple concerne l'application de l'invention au cas d'un tunnel ferroviaire unidirectionnel d'une longueur de 50.000 m dans lequel passent, par heure, 8 convois ferroviaires de gabarit ferroviaire international standard et 8 convois de plus grand gabarit, spécialement construits pour la circulation dans le tunnel.
Le présent exemple concerne l'application de l'invention au cas d'un tunnel ferroviaire unidirectionnel d'une longueur de 50.000 m dans lequel passent, par heure, 8 convois ferroviaires de gabarit ferroviaire international standard et 8 convois de plus grand gabarit, spécialement construits pour la circulation dans le tunnel.
La puissance motrice utile moyenne des convois de gabarit standard est de 4000 kW. La puissance motrice utile moyenne des convois de grand gabarit est de 8000 kW. Le temps moyen de trajet des convois dans le tunnel est de 25,5 minutes.
L'atmosphère du tunnel en service a une température oyenne de 25"C et une humidité relative de 80%.
Pour maintenir la température de l'atmosphère du tunnel à ce niveau il faut donc disposer d'une puissance frigorifique moyenne totale de 40.800 kW.
Pour atteindre ce résultat, chaque convoi de grand gabarit comprend un véhicule équipé d'un frigorifère ayant une puissance instantanée d'échange de 12.000 kW. Les convois de gabarit standard ne comprennent pas de véhicule équipé d'un frigorifère.
Chaque véhicule a une capacité frigorifique stockée de 5610 kWh, ce qui correspond à 110% de la capacité frigorifique théoriquement nécessaire.
Les données techniques caractéristiques du véhicule équipé d'un frigorifère sont comme suit:
Capacité de glace chargée 60.300 kg
Capacité d'eau dans le réservoir 40.000 kg
Capacité d'eau dans les tubes échangeurs -8.850 kg
Diamètre des tubes échangeurs 0,025 m
Surface des tubes échangeurs 1.530 mut
Longueur totale de tube 18.040 m
Masse des tubes à vide 11.500 kg
Volume du réservoir 105 m3
Régime de température d'eau 0,4 /4,4 C
Débit d'eau traversant l'échangeur 700 kg/s
Puissance d'entraînement de la pompe d'eau 85 kW
Débit d'air capté 782 kg/s
Différence d'enthalpie d'air par kg à 1 'entrée 15,3 kJ/kg
Température de sortie moyenne de l'air refroidi 18,7 C/100%HR
Vitesse du train (en régime établi) 36,1 m/s
Capacité de glace chargée 60.300 kg
Capacité d'eau dans le réservoir 40.000 kg
Capacité d'eau dans les tubes échangeurs -8.850 kg
Diamètre des tubes échangeurs 0,025 m
Surface des tubes échangeurs 1.530 mut
Longueur totale de tube 18.040 m
Masse des tubes à vide 11.500 kg
Volume du réservoir 105 m3
Régime de température d'eau 0,4 /4,4 C
Débit d'eau traversant l'échangeur 700 kg/s
Puissance d'entraînement de la pompe d'eau 85 kW
Débit d'air capté 782 kg/s
Différence d'enthalpie d'air par kg à 1 'entrée 15,3 kJ/kg
Température de sortie moyenne de l'air refroidi 18,7 C/100%HR
Vitesse du train (en régime établi) 36,1 m/s
Claims (20)
1 - Véhicule ferroviaire destiné à circuler dans un tunnel ferroviaire (24), caractérisé en ce qu'il comporte, monté sur au moins un châssis (2) porté par des bogies (3):
- un réservoir de stockage (4) apte à contenir un liquide caloporteur (20) et une masse parcellaire de matière congelée (19);
- un frigorifère apte à assurer des échanges thermiques entre l'atmosphère et le liquide caloporteur (20), et
- un circuit de circulation (7, 8, 10, 11, 15, 16, 17, 18) muni de moyens de pompage (9) aptes à faire circuler le liquide caloporteur (20) en circuit fermé entre le réservoir de stockage (4) et le frigorifère.
2 - Véhicule suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le frigorifère a des surfaces d'échange de chaleur qui forment les surfaces supérieures et latérales du dit véhicule (1).
3 - Véhicule suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les surfaces supérieures et latérales du véhicule (1) que forment les surfaces d'échange de chaleur sont disposées sensiblement selon le gabarit maximum prévu pour les véhicules circulant dans le tunnel ferroviaire (24).
4 - Véhicule suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le réservoir de stockage (4) a une forme allongée et est disposé avec son grand axe suivant l'axe de déplacement du véhicule (1), ce réservoir de stockage (4) étant muni à sa partie supérieure d'au moins un orifice obturateur (5) par lequel une masse parcellaire de matière congelée (19) peut être chargée et, à sa partie inférieure, de moyens (6) -aptes à soutirer tout ou par tie du contenu du dit réservoir (4), le frigorifère étant constitué de faisceaux de tubes (13) disposés, en une ou plusieurs nappes, au-dessus et sur les côtés du réservoir de stockage (4).
5 - Véhicule suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les tubes (13) qui constituent le frigorifère sont disposés parallèlement à l'axe de déplacement du véhicule (1).
6 - Véhicule suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les tubes (13) qui constituent le frigorifère sont disposés perpendiculairement à l'axe de déplacement du véhicule (1).
7 - Véhicule suivant l'une quelconque des revendications 4, 5 et 6, caractérisé en ce que les tubes (13) qui constituent le frigorifère sont disposes en nappes parallèles.
8 - Véhicule suivant la revendication 7, caractérisé en ce que les tubes (13) qui constituent le frigorifère sont disposés en quinconce.
9 - Véhicule suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les tubes du frigorifère sont disposés en nappes croisées.
10 - Véhicule suivant l'une quelconque des revendications 4 à 9, caractérisé en ce que les tubes (13) qui constituent le frigorifère sont raccordés par une de leurs extrémités à une ou plusieurs rampes distributrices (11) et par leur autre extrémité à une ou plusieurs rampes collectrices (15), ces rampes (11, 15) étant reliées au réservoir de stockage (46 par le circuit de circulation muni de moyens de pompage (9).
11 - Véhicule suivant la revendication 10, caractérisé en ce que la ou les rampes collectrices.
(15) sont raccordées au réservoir de stockage (4) par des conduites (17, 18) qui débouchent à la partie su périeure du réservoir de stockage (4), la ou les rampes distributrices (11) étant raccordées au réservoir de stockage (4) par des conduites (7, 8) qui sont munies de moyens de pompage (9) et qui débouchent à la partie inférieure du réservoir de stockage-(4).
12 - Véhicule suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'une ou plusieurs crépines (21) sont montées dans la partie inférieure du réservoir de stockage (4), en amont des conduites (7, 8) qui raccordent le réservoir de stockage (4) à la ou aux rampes distributrices (11).
13 - Procédé de refroidissement d'un tunnel ferroviaire (24), caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes:
- attelage dans un convoi ferroviaire d'au moins un véhicule ferroviaire (1) suivant l'une quelconque des revendications précédentes,
- chargement dans le réservoir de stockage (4) de ce véhicule ferroviaire (1) d'un liquide caloporteur (20) et d'une masse parcellaire de matière congelée (19),
- mise en fonction des dits moyens de pompage (9) pendant que le convoi ferroviaire traverse le tunnel (24), en sorte que le liquide caloporteur (20), refroidi par la masse parcellaire congelée (19), traverse le frigorifère en s'y réchauffant par échange thermique avec l'atmosphère du tunnel (24) qui est ainsi refroidie, le liquide caloporteur (20), sortant du frigorifère et ramené dans le réservoir de stockage (4), s'y refroidissant à nouveau en faisant progressivement fondre la masse parcellaire congelée (19).
14 - Procédé suivant la revendication 13, caractérisé en ce que le liquide caloporteur (20) est de l'eau.
15 - Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que l'eau (20) content un agent tensio-actif.
16 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que la masse parcellaire congelée (19) est constituée de glace.
17 - Procédé suivant la revendication 16, caractérisé en ce que la glace contient un agent tensio-actif.
18 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 16 et 17, caractérisé en ce qu'après chaque passage du véhicule ferroviaire (1) par le tunnel, une quantité de glace (19) est chargée dans le réservoir de stockage (4) et une quantité équivalente d'eau en est soutirée.
19 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 13 à 18 , caractérisé en ce que la masse parcellaire congelée (19) est chargée avec le liquide caloporteur (20) sous la forme d'un mélange diphasique.
20 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la masse parcellaire congelée (19) est constituée de capsules hermétiques contenant une matière congelable.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8804319A FR2629414A1 (fr) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Vehicule ferroviaire equipe d'un frigorifere et procede de refroidissement de l'atmosphere d'un tunnel ferroviaire au moyen de ce vehicule |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8804319A FR2629414A1 (fr) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Vehicule ferroviaire equipe d'un frigorifere et procede de refroidissement de l'atmosphere d'un tunnel ferroviaire au moyen de ce vehicule |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2629414A1 true FR2629414A1 (fr) | 1989-10-06 |
Family
ID=9364863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8804319A Withdrawn FR2629414A1 (fr) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Vehicule ferroviaire equipe d'un frigorifere et procede de refroidissement de l'atmosphere d'un tunnel ferroviaire au moyen de ce vehicule |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2629414A1 (fr) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100453771C (zh) * | 2005-08-26 | 2009-01-21 | 湖南科技大学 | 一种矿用局部供冷装置 |
| FR3055252A1 (fr) * | 2016-09-01 | 2018-03-02 | Alstom Transport Technologies | Systeme de traitement d'air pour un vehicule de transport terrestre, vehicule comprenant un tel systeme, et procede de traitement d'air |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR538346A (fr) * | 1921-07-18 | 1922-06-08 | Balcke Ag Maschbau | Dispositif de refroidissement pour mines, modifiable suivant les lieux |
| FR1078090A (fr) * | 1952-06-13 | 1954-11-15 | Lindes Eismaschinen Ag | Procédé et dispositif pour la climatisation, plus particulièrement des mines |
| DE1072944B (de) * | 1960-01-14 | Paul Pleiger, Maschinenfabrik, Hammerthal Nord über Hattmgen/Ruhr | Klimatisierung von Wettern in Grubenbetrieben | |
| DE3128150A1 (de) * | 1981-07-16 | 1983-02-03 | Rudat GmbH, 5620 Velbert | Verfahren und vorrichtung zum kuehlen von fahrzeugen oder betriebsmitteln im untertagebereich im bergbau |
-
1988
- 1988-03-31 FR FR8804319A patent/FR2629414A1/fr not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP3290288A1 (fr) * | 2016-09-01 | 2018-03-07 | ALSTOM Transport Technologies | Système de traitement d'air pour un véhicule de transport terrestre, véhicule comprenant un tel système, et procédé de traitement d'air |
| US10759253B2 (en) | 2016-09-01 | 2020-09-01 | Alstom Transport Technologies | Air handling system for a land transport vehicle, vehicle comprising such a system and air handling method |
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