FR2821021A1

FR2821021A1 - Ventilator cap for roof of large motor vehicle has cap defining gap with vehicle roof and enclosing cooler

Info

Publication number: FR2821021A1
Application number: FR0202138A
Authority: FR
Inventors: Walter Leutz; Hannes Wolf
Original assignee: Aurora Konrad G Schulz GmbH and Co KG
Current assignee: Aurora Konrad G Schulz GmbH and Co KG
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2002-08-23
Also published as: DE10108273A1

Abstract

The ventilator cap for a motor vehicle covers a ventilator (14). An air aspiration vent gap is defined between the cap and the roof (16) of the vehicle. A heat exchanger for cooling is formed by an evaporator or a water heat exchanger between the ventilator and the aspiration vent gap (18). The heat exchanger can extend over more than a semi circle.

Description

ELEMENT DE CAPOT

L'invention concerne un élément de capot pour un véhicule, notamment un véhicule de grand volume, avec un capot qui couvre un ventilateur, une zone d'aspiration d'air s'étendant entre le capot et le toit du véhicule. HOOD ELEMENT

The invention relates to a hood element for a vehicle, in particular a large volume vehicle, with a hood which covers a fan, an air intake zone extending between the hood and the roof of the vehicle.

On connaît depuis longtemps un tel élément de capot sous la forme d'un ventilateur de capot, par exemple par DE-OS 33 16 823 ou par DE-Al-198 09 508. Such a hood element has been known for a long time in the form of a hood fan, for example by DE-OS 33 16 823 or by DE-Al-198 09 508.

Des tels ventilateurs de capot sont souvent utilisés pour introduire avec un faible courant d'air de l'air extérieur supplémentaire dans un véhicule de grand volume comme un bus. A cet effet, plusieurs ventilateurs de capot sont répartis sur le toit du véhicule et peuvent envoyer ainsi de façon ciblée de l'air extérieur aux différentes zones du véhicule de grand volume. Par la division des zones d'alimentation, on peut envoyer de l'air extérieur avec un courant d'air comparativement faible. Such hood fans are often used to introduce additional outside air into a large vehicle such as a bus with a small draft. To this end, several hood fans are distributed on the roof of the vehicle and can thus send targeted air to the various areas of the large volume vehicle. By dividing the supply zones, outside air can be supplied with a comparatively small air flow.

Indépendamment de cela, il est prévu un dispositif de chauffage, de climatisation et d'aération de base pour le véhicule de grand volume, tous les bus comportant une installation de chauffage et la majeure partie d'entre eux comportant aussi un dispositif de climatisation. Independently of this, a basic heating, air conditioning and ventilation device is provided for the large-volume vehicle, all the buses comprising a heating installation and most of them also comprising an air conditioning device.

Lorsqu'on doit envoyer de l'air extérieur non chauffé et non refroidi à l'espace intérieur du véhicule de grand volume, ceci peut s'effectuer correctement sans courant d'air du fait que les éléments de capot, par exemple au nombre de quatre, sont activés en plus de l'installation d'aération principale. Cette solution permet de mettre en oeuvre une aération vraiment sans bruit et sans courant d'air. When it is necessary to send unheated and uncooled outside air to the interior space of the large volume vehicle, this can be done correctly without drafts because the hood elements, for example the number of four, are activated in addition to the main ventilation system. This solution allows a truly noiseless and draft-free ventilation.

Aussi bien le refroidissement que le chauffage du Both the cooling and the heating of the

grand volume s'effectuent normalement par l'intermédiaire d'un dispositif de chauffage ou de climatisation. Lorsqu'on ne doit pas utiliser de convecteurs, l'air froid et l'air chaud doivent donc être répartis dans le véhicule de grand volume avec de longs canaux et donc avec de grandes pertes d'écoulement, le courant d'air dans le cas d'un air froid étant ressenti comme désagréable. large volumes are normally carried out by means of a heating or air conditioning device. When convectors are not to be used, cold air and hot air must therefore be distributed in the large volume vehicle with long channels and therefore with large flow losses, the air flow in the cold air being felt unpleasant.

L'invention a donc pour objet de concevoir un élément de capot pour un véhicule, notamment un véhicule de grand volume, avec un capot qui couvre un ventilateur, une zone d'aspiration d'air s'étendant entre le capot et le toit du véhicule, lequel élément de capot doit permettre de faire fonctionner le véhicule de grand volume du point de vue de la technique d'aération de manière efficace, avec peu de courants d'air et avec de faibles pertes. The object of the invention is therefore to design a cover element for a vehicle, in particular a large volume vehicle, with a cover which covers a fan, an air intake zone extending between the cover and the roof of the vehicle, which hood element must make it possible to operate the vehicle of large volume from the point of view of the ventilation technique in an efficient manner, with few drafts and with low losses.

Ce problème est résolu selon l'invention par le fait qu'un échangeur de chaleur pour refroidissement globalement annulaire, notamment un évaporateur, s'étend au voisinage de la zone d'aspiration d'air, en particulier entre le ventilateur et la zone d'aspiration d'air conçue comme une fente d'aspiration. This problem is solved according to the invention by the fact that a heat exchanger for overall annular cooling, in particular an evaporator, extends in the vicinity of the air suction zone, in particular between the fan and the zone d air intake designed as a suction slot.

Selon l'invention, il est très judicieux que l'élément de capot qui peut être monté de manière connue sur le toit d'un véhicule de grand volume permette de répartir aussi justement de l'air froid avec peu de courant d'air. C'est justement pour la climatisation qu'il est important que l'air froid soit introduit avec le moins possible de courant d'air dans l'espace à refroidir car un souffle d'air froid est non seulement ressenti comme désagréable par les passagers mais il est aussi souvent la raison pour laquelle les installations de climatisation sont moins bien acceptées à cause des maladies provoquées. According to the invention, it is very judicious that the hood element which can be mounted in a known manner on the roof of a vehicle of large volume makes it possible to distribute cold air with just as little air flow. It is precisely for air conditioning that it is important that cold air is introduced with the least possible draft in the space to be cooled because a breath of cold air is not only felt unpleasant by passengers but it is also often the reason why air conditioning systems are less well accepted because of the diseases caused.

La solution selon l'invention garantit de manière surprenante un refroidissement économique, facile à construire, presque sans courant d'air et efficace d'un espace intérieur de véhicule, notamment d'un espace intérieur d'un bus. Selon l'invention, il est prévu un évaporateur entourant presque complètement le ventilateur de telle sorte qu'il existe une section transversale d'écoulement vraiment grande. On obtient ainsi selon l'invention une perte de pression extrêmement faible. The solution according to the invention surprisingly guarantees economical, easy to build, almost airless and efficient cooling of a vehicle interior space, in particular of an interior space of a bus. According to the invention, there is provided an evaporator almost completely surrounding the fan so that there is a really large cross-section of flow. According to the invention, an extremely low pressure loss is thus obtained.

Dans le cas du ventilateur de l'élément de capot selon l'invention, il n'est pas nécessaire d'avoir une grande amplitude de projection car seule une zone limitée doit être alimentée. Ainsi, on est sûr que la vitesse d'écoulement ne dépasse pas une certaine mesure de telle sorte qu'une introduction d'air frais refroidi dans l'espace intérieur du véhicule de grand volume est possible presque sans courant d'air. In the case of the fan of the cover element according to the invention, it is not necessary to have a large projection amplitude because only a limited area must be supplied. Thus, it is certain that the flow speed does not exceed a certain measure so that an introduction of cooled fresh air into the interior space of the large volume vehicle is possible almost without a draft.

L'invention n'est pas limitée à l'utilisation d'un évaporateur annulaire, par exemple avec le fluide frigorigène R134a. On peut aussi utiliser un ensemble à eau froide dans lequel de l'eau froide circule à la place du fluide frigorigène de telle sorte qu'un échangeur de chaleur à eau est utilisé comme échangeur de chaleur pour refroidissement. On peut ainsi réduire l'utilisation de fluide frigorigène qui est parfois considérée par des clients comme étant à éviter et la structure globale du système se simplifie. Cette solution offre en plus l'avantage que, s'il est conçu de manière appropriée, l'échangeur de chaleur pour refroidissement peut aussi être alimenté en eau de refroidissement chaude et peut alors servir si besoin est comme échangeur de chaleur pour chauffage. The invention is not limited to the use of an annular evaporator, for example with the refrigerant R134a. It is also possible to use a cold water assembly in which cold water circulates in place of the refrigerant so that a water heat exchanger is used as a heat exchanger for cooling. We can thus reduce the use of refrigerant which is sometimes considered by customers as being to be avoided and the overall structure of the system is simplified. This solution also has the advantage that, if properly designed, the cooling heat exchanger can also be supplied with hot cooling water and can then be used as a heat exchanger for heating if necessary.

Selon l'invention, il est particulièrement intéressant que, malgré l'utilisation de plusieurs According to the invention, it is particularly advantageous that, despite the use of several

échangeurs de chaleur pour refroidissement, l'eau froide ou le fluide frigorigène liquéfié puisse être préparé à un endroit central. Si l'échangeur de chaleur pour refroidissement est conçu comme un évaporateur, le liquéfacteur est prévu soit couché derrière sur le toit du bus soit oblique et presque couché. Il peut aussi être placé à l'arrière du véhicule et être alimenté de manière connue par plusieurs ventilateurs radiaux ou axiaux. Fondamentalement, on peut aussi envisager un placement dans le compartiment moteur du véhicule d'autant que le condenseur est normalement réalisé de toute façon comme une pompe entraînée par une poulie du moteur. Il est évident qu'on peut aussi utiliser à la place un condenseur entraîné par des moyens hydrauliques ou électriques. heat exchangers for cooling, cold water or liquefied refrigerant can be prepared at a central location. If the heat exchanger for cooling is designed as an evaporator, the liquefier is provided either lying behind on the roof of the bus or oblique and almost lying. It can also be placed at the rear of the vehicle and be supplied in a known manner by several radial or axial fans. Basically, one can also consider a placement in the engine compartment of the vehicle as much as the condenser is normally realized anyway as a pump driven by a pulley of the engine. It is obvious that a condenser driven by hydraulic or electrical means can also be used instead.

Même lors de l'utilisation d'un échangeur de chaleur pour refroidissement à eau, la préparation centrale peut s'effectuer soit à l'arrière du véhicule soit dans la zone d'une unité qui est placée sur le toit et qui peut être prévue compacte et centrale. Even when using a water-cooled heat exchanger, central preparation can be carried out either at the rear of the vehicle or in the area of a unit which is placed on the roof and which can be provided compact and central.

On trouve un autre avantage lors de l'utilisation d'une cuve à eau de condensation pour l'évaporateur annulaire ou pour un autre échangeur de chaleur pour refroidissement. La paroi brise-lames qui est prévue de préférence de toute façon et qui est placée après la fente d'aspiration d'air de l'élément de capot peut alors être utilisée en même temps comme paroi latérale de la cuve à eau de condensation de manière à avoir un usage multiple. Another advantage is found when using a condensing water tank for the ring evaporator or for another heat exchanger for cooling. The breakwater wall which is preferably provided in any case and which is placed after the air intake slot of the cover element can then be used at the same time as the side wall of the condensation water tank. so as to have multiple use.

D'autres avantages, détails et caractéristiques se déduisent de la description ci-après d'une forme de réalisation de l'invention en relation avec les figures annexées, qui montrent : Other advantages, details and characteristics are deduced from the following description of an embodiment of the invention in relation to the appended figures, which show:

Figure 1 : une coupe d'un élément de capot selon l'invention dans une forme de réalisation ; et Figure 2 : une vue de dessus schématisée de l'élément de capot selon la figure 1, le capot n'étant pas représenté mais seulement indiqué par un cercle extérieur. Figure 1: a section of a cover element according to the invention in one embodiment; and Figure 2: a schematic top view of the cover element according to Figure 1, the cover not being shown but only indicated by an outer circle.

L'élément de capot 10 représenté à la figure 1 comporte un capot 12 qui entoure et couvre un ventilateur 14. L'élément de capot est fixé par l'intermédiaire de moyens de fixation non représentés, comme des boulons filetés, sur le toit 16 d'un véhicule, par exemple un véhicule de grand volume. Une fente d'aspiration d'air 18 en forme d'anneau de cercle s'étend à la circonférence extérieure entre le toit 16 et le capot 12. The cover element 10 shown in FIG. 1 comprises a cover 12 which surrounds and covers a fan 14. The cover element is fixed by means of fixing means, not shown, such as threaded bolts, to the roof 16 of a vehicle, for example a large volume vehicle. An air suction slot 18 in the form of a circular ring extends at the outer circumference between the roof 16 and the cover 12.

Selon l'invention, il est prévu un échangeur de chaleur pour refroidissement 20 qui entoure presque en

forme d'anneau le ventilateur 14. Dans l'exemple de réalisation représenté, l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 est conçu comme un évaporateur et refroidit l'air passant à travers. Il s'étend à partir du toit 16, debout, vers le capot 12. According to the invention, there is provided a heat exchanger for cooling 20 which surrounds almost in

fan 14 in the form of a ring. In the embodiment shown, the heat exchanger for cooling 20 is designed as an evaporator and cools the air passing through. It extends from the roof 16, standing, towards the cover 12.

Comme le montre la figure 2, il entoure assez étroitement le ventilateur 14. Cependant, la section transversale d'écoulement de l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 est vraiment grande puisque celui-ci s'étend par exemple sur un angle de 3200. As shown in Figure 2, it fairly closely surrounds the fan 14. However, the flow cross section of the heat exchanger for cooling 20 is really large since it extends for example over an angle of 3200.

Le ventilateur 14 est conçu de manière connue comme un ventilateur radial simple et il est monté avec son raccord de tuyau de refoulement 22 sur le toit du véhicule. Pour des raisons de simplicité, les lignes de raccordement électriques 24 s'étendent à travers le raccord de tuyau de refoulement 22. The fan 14 is designed in a known manner as a simple radial fan and it is mounted with its discharge pipe connection 22 on the roof of the vehicle. For reasons of simplicity, the electrical connection lines 24 extend through the discharge pipe connection 22.

Il est évident que les lignes de raccordement de l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 peuvent être menées si nécessaire à travers le raccord de tuyau de refoulement 22 de telle sorte qu'il suffit d'effectuer une seule découpe dans le toit du véhicule. It is obvious that the connecting lines of the heat exchanger for cooling 20 can be led if necessary through the discharge pipe connection 22 so that it is sufficient to make a single cut in the roof of the vehicle.

Dans l'exemple de réalisation représenté, il est toutefois prévu une autre découpe pour les lignes de raccordement de l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20. In the exemplary embodiment shown, however, another cutout is provided for the connection lines of the heat exchanger for cooling 20.

Il est prévu une paroi brise-lames 26 entourant l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20. La paroi brise-lames 26 est dirigée de manière connue à l'encontre du courant d'air vers l'extérieur/le haut et elle est en plus recourbée à son extrémité supérieure. A breakwater wall 26 is provided surrounding the heat exchanger for cooling 20. The breakwater wall 26 is directed in a known manner against the air flow outward / upward and is in more curved at its upper end.

Dans l'exemple de réalisation représenté, elle fait partie d'une cuve à eau de condensation 28 dans laquelle se trouve l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20. In the embodiment shown, it is part of a condensation water tank 28 in which the heat exchanger for cooling 20 is located.

Il est évident que, à la place de la fente d'aspiration d'air 18 en forme d'anneau de cercle, il est aussi possible de prévoir la fente d'aspiration d'air simplement dans des zones partielles du capot 12 et de tirer pour le reste le capot 12 vers le bas jusqu'au toit 16. Il est alors préférable de prévoir la fente d'aspiration d'air dans la zone, dirigée dans le sens contraire à la marche, de l'élément de capot 10. It is obvious that, instead of the air suction slot 18 in the form of a circular ring, it is also possible to provide the air suction slot simply in partial areas of the cover 12 and for the rest, pull the cover 12 down to the roof 16. It is then preferable to provide the air intake slot in the area, directed in the opposite direction to the direction of travel, of the cover element 10 .

On voit à la figure 2 que l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 se trouve dans la cuve à eau de condensation 28. L'eau de condensation qui goutte peut être évacuée par un raccord de tuyau d'évacuation 30 qui, dans les exemples de réalisation représentés, est prévu dans la zone libre 32 sur laquelle l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 ne s'étend pas. It can be seen in FIG. 2 that the heat exchanger for cooling 20 is located in the condensation water tank 28. The dripping condensation water can be evacuated by a discharge pipe connection 30 which, in the examples of the embodiment shown, is provided in the free zone 32 over which the heat exchanger for cooling 20 does not extend.

Il y a aussi là une paroi de terminaison 34 qui ferme l'anneau de cercle de l'échangeur de chaleur pour There is also a termination wall 34 there which closes the circle ring of the heat exchanger for

refroidissement 20 et qui empêche que de l'air vicié arrive au ventilateur 14. cooling 20 and which prevents stale air from reaching fan 14.

Comme on le voit à la figure 2, l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 est disposé de telle sorte qu'il ne s'appuie pas directement sur le ventilateur 14 ni sur le moteur électrique 36 du ventilateur. As seen in Figure 2, the heat exchanger for cooling 20 is arranged so that it does not rest directly on the fan 14 or on the electric motor 36 of the fan.

Dans l'exemple de réalisation représenté, l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 est conçu en forme d'anneau de cercle. Il est évident que, pour d'autres formes de ventilateur, d'autres formes d'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 sont possibles, par exemple une forme globalement rectangulaire avec des angles arrondis ou une forme ovale lors de l'utilisation d'un ventilateur radial double. In the embodiment shown, the heat exchanger for cooling 20 is designed in the form of a ring. It is obvious that, for other forms of fan, other forms of heat exchanger for cooling are possible, for example a generally rectangular shape with rounded corners or an oval shape when using a double radial fan.

Même si on a représenté ici un ventilateur radial simple comme ventilateur 14, il est évident qu'on peut aussi utiliser à la place un autre ventilateur quelconque approprié, par exemple un ventilateur axial qui est monté couché sur le toit 16 du véhicule, qui est construit très plat et qui peut fonctionner avec une petite vitesse d'écoulement. Cette conception offre l'avantage que la hauteur de construction totale de l'élément de capot 10 est beaucoup plus petite et est déterminée essentiellement par la hauteur de l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20. Even if a simple radial fan has been shown here as a fan 14, it is obvious that any other suitable fan can also be used instead, for example an axial fan which is mounted lying on the roof 16 of the vehicle, which is built very flat and can operate with a low flow speed. This design offers the advantage that the total construction height of the cover element 10 is much smaller and is essentially determined by the height of the heat exchanger for cooling 20.

Claims

1. Hood element (10) for a vehicle, in particular a large volume vehicle, with a hood (12) which covers a fan (14), an air intake zone extending between the hood (12) and the roof (16) of the vehicle, characterized in that a generally annular cooling heat exchanger (20), in particular an evaporator, extends in the vicinity of the air intake zone, in particular between the fan (14) and the air suction zone designed as a suction slot (18).

2. cover element (10) according to claim 1, characterized in that the heat exchanger for cooling (20), in particular the evaporator, extends over more than a semicircle, in particular over more than three quarter of a circle and preferably about 3200 around the fan (14).

3. Hood element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the stream of fresh air passing through the air suction slot (18) passes completely through the heat exchanger for cooling (20).

4. cover element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger for cooling (20) extends over a little less than a full circle, in that the free zone ( 32) comprises the connections of the heat exchanger for cooling (20) and in that the free zone (32) is closed with a termination wall (34).

5. Hood element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger for cooling (20) extends generally in the form of a circle ring.

6. bonnet element (10) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat exchanger for cooling (20) extends generally upright on the roof (16) of the vehicle and in that the fan (14) is a radial fan.

7. cover element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator is arranged upright under the cover.

8. cover element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the free zone (32) between the ends of the heat exchanger for cooling (20) almost in the form of a ring is directed into the direction of travel of the vehicle.

9. cover element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaporator is located in a condensed water tank (28) generally in the form of a ring.

10. cover element (10) according to claim 9, characterized in that the condensation water tank (28) is designed as a complete ring and in that a discharge of condensation water is provided in the free area (32) between the ends of the heat exchanger for cooling (20).

11. bonnet element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a breakwater wall (26) extends from the roof (16) of the vehicle upwards, in particular obliquely outwards , between the air suction slot (18) and the heat exchanger for cooling (20).

12. cover element according to claim 11, characterized in that the breakwater wall (26) is at the same time a side wall of a condensation water tank (28).

13. hood element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a liquefier of the air conditioning system, to which the heat exchanger (20) belongs, is placed on the roof (16) of the vehicle, in particular behind the hood element (10).

14. cover element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the air suction slot (18) extends in the form of a circular ring.

15. Hood element (10) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the air suction slot (18) extends in the form of a circular ring over approximately 3600 and in that the cover (12) is pulled down in particular in the direction of travel almost to the roof (16).

16. Hood element (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the heat exchanger for cooling (20) is produced as a cold water heat exchanger.