(19)
(11)EP 3 196 091 B1

(12)FASCICULE DE BREVET EUROPEEN

(45)Mention de la délivrance du brevet:
06.05.2020  Bulletin  2020/19

(21)Numéro de dépôt: 17152039.8

(22)Date de dépôt:  18.01.2017
(51)Int. Cl.: 
B61D 27/00  (2006.01)

(54)

DISPOSITIF DE CAPTATION D'AIR

LUFTEINNAHMEVORRICHTUNG

AIR FLOW CONTROL DEVICE


(84)Etats contractants désignés:
AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

(30)Priorité: 19.01.2016 FR 1650414

(43)Date de publication de la demande:
26.07.2017  Bulletin  2017/30

(73)Titulaire: ALSTOM Transport Technologies
93400 Saint-Ouen (FR)

(72)Inventeur:
  • DO, Huu-Thi
    17300 Rochefort (FR)

(74)Mandataire: Lavoix 
2, place d'Estienne d'Orves
75441 Paris Cedex 09
75441 Paris Cedex 09 (FR)


(56)Documents cités: : 
DE-A1-102013 213 664
US-A- 2 749 833
  
      
    Il est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance de brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen).


    Description


    [0001] La présente invention concerne un dispositif de captation d'air muni d'un dispositif de contrôle de débit d'air du type comprenant une conduite d'air délimitant une bouche d'admission d'air suivant un sens de circulation de l'air, un obturateur de la conduite d'air, monté déplaçable par rapport à la conduite entre une position de repos et une position d'obturation au moins partielle de la conduite, un moyen de rappel de l'obturateur vers sa position de repos, et un volet d'actionnement de l'obturateur, offrant une paroi exposée suivant le sens de circulation de l'air.

    [0002] Le dispositif de captation d'air est installé par exemple sur un véhicule ferroviaire.

    [0003] Un dispositif de captation d'air permet d'alimenter en air un système de ventilation ou bien un système de conditionnement d'air. Le système de ventilation ou le système de conditionnement d'air permet de renouveler l'air ou dans un espace clos.

    [0004] Ce dispositif voit son alimentation en air dépendre fortement de la force et de la direction du vent, ainsi que de la direction et de la vitesse du véhicule. Le dispositif de captation d'air est alors soumis à de brusques variations de débit d'air, entraînant soit un engorgement soit une asphyxie du système de traitement d'air.

    [0005] Le document US 2 749 833 dévoile un système de contrôle mécanique d'un dispositif de captation d'air. Le système de contrôle obstrue l'orifice de sortie d'une conduite d'air à l'aide d'un obturateur pivotant. Cet obturateur est actionné par un volet pivotant disposé à l'intérieur de la conduite. Un système de rappel mécanique évite le claquement intempestif de l'obturateur et régule le débit d'air.

    [0006] La présence du système de contrôle mécanique tourmente l'écoulement du flux d'air.

    [0007] Un but de l'invention est de fournir un dispositif de captation d'air régulé en débit, présentant un flux d'air peu tourmenté.

    [0008] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de captation d'air du type précité, caractérisé en ce qu'il comprend un volet d'actionnement extérieur à la conduite d'air.

    [0009] Suivant des modes particuliers de réalisation, le dispositif de captation d'air selon l'invention comprend l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute combinaison techniquement possible :
    • une coiffe derrière laquelle l'obturateur est escamoté en position de repos ;
    • l'obturateur comporte au moins une surface bossée ;
    • le dispositif comporte des pieds de support du dispositif et le volet comprend une plaque disposée entre les pieds ;
    • le moyen de rappel inclut au moins un contrepoids ;
    • le dispositif comporte un boitier traversé de part en part par la conduite, le ou chaque contrepoids étant situé entre le boitier et la conduite ;
    • l'obturateur est mobile en regard de la bouche d'admission, et
    • le dispositif comporte une grille de protection fixée en regard de la bouche d'admission.


    [0010] L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'un véhicule ferroviaire comportant un dispositif de captation d'air, selon l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en coupe partielle du dispositif de captation d'air de la figure 1 ;
    • la figure 3 est une vue de côté de la coupe du dispositif de captation d'air de la figure 2, selon l'invention, en position de repos ; et
    • la figure 4 est une vue de côté de la coupe du dispositif de captation d'air, en position d'obturation.


    [0011] En référence à la figure 1, un véhicule ferroviaire 12 comporte sur son toit un dispositif de captation d'air 13.

    [0012] Le dispositif 13 est fixé rigidement au toit du véhicule ferroviaire 12 par l'intermédiaire d'un socle 14 comprenant, par exemple, quatre pieds de support 15.

    [0013] Les pieds de support 15 délimitent une veine d'air entre le dispositif 13 et le toit du véhicule ferroviaire 12.

    [0014] Le dispositif de captation d'air 13 comprend un boîtier 16 parallélépipédique comprenant des parois latérales 18, un fond 20 et un couvercle 22.

    [0015] En référence à la figure 2, le dispositif de captation d'air 13 comporte une conduite 24, traversant le boîtier 16 de part en part longitudinalement.

    [0016] Avantageusement, la conduite d'air 24 est de forme parallélépipédique.

    [0017] La conduite 24 s'étend longitudinalement selon un axe X-X sensiblement parallèle à la direction d'avancement du véhicule ferroviaire 12. La conduite 24 est débouchante de part et d'autre du dispositif 13. Elle définit un volume intérieur 26.

    [0018] Une bouche d'admission rectangulaire 28 délimite une entrée d'air dans le volume intérieur 26 du dispositif 13.

    [0019] La bouche d'admission 28 possède une largeur comprise entre 2 cm et 15 cm, et de préférence une largeur de 5 cm. Elle a une hauteur comprise entre 2 cm et 10 cm, et de préférence une hauteur de 4 cm.

    [0020] La bouche d'admission 28 s'ouvre vers l'avant du dispositif en considérant le sens d'avancement du véhicule.

    [0021] Avantageusement, une grille de protection est fixée rigidement au dispositif 13 en regard de la bouche d'admission 28.

    [0022] Un orifice de sortie 32 délimite une sortie d'air, depuis le volume intérieur 26 du dispositif 13 vers un équipement de conditionnement d'air non représenté.

    [0023] L'orifice de sortie 32 possède une largeur comprise entre 2 cm et 15 cm, et de préférence une hauteur de 5 cm. Il a une hauteur comprise entre 2 cm et 13 cm, et de préférence une hauteur de 4 cm.

    [0024] Un obturateur 36 est monté mobile par rapport à la conduite 24, en regard de la bouche d'admission 28. Il est déplaçable entre une position de repos et une position d'obturation partielle de la conduite 24.

    [0025] L'obturateur 36 est mobile en rotation autour d'un arbre horizontal 38, sensiblement perpendiculaire à l'axe X-X. L'obturateur 36 est escamotable par un mouvement de rotation derrière une coiffe 40 prolongeant le couvercle 22.

    [0026] L'obturateur 36 est disposé de manière adjacente à la bouche d'admission 28.

    [0027] Il comporte une paroi frontale 42 tournée vers la bouche d'admission 28 et une paroi ventrale 44 tournée vers le volume intérieur 26.

    [0028] La paroi frontale 42 a la forme d'une portion de cylindre. Elle est exposée au sens de circulation de l'air tel que défini dans la conduite 24.

    [0029] La paroi ventrale 44 de l'obturateur est une surface bossée dont la convexité est tournée vers le volume intérieur 26 de la conduite d'air. Cette surface est cylindrique et a une génératrice perpendiculaire à l'axe X-X et parallèle à l'arbre 38.

    [0030] Avantageusement, la paroi frontale 42 de l'obturateur 36 et la surface intérieure de la coiffe 40 ont un rayon de courbure identique.

    [0031] Le rayon de courbure de la paroi frontale 42 de l'obturateur et de la coiffe 40 possède une valeur comprise entre 2 cm et 10 cm, et de préférence une valeur de 4 cm.

    [0032] Le rayon de courbure de la paroi ventrale 44 est compris entre 4 cm et 40 cm et de préférence sensiblement égal à 10 cm.

    [0033] L'obturateur 36 est mobile au travers d'un orifice 46 aménagé dans la surface supérieure de la conduite 24.

    [0034] Dans sa position de repos, l'obturateur 36 est escamoté hors de la conduite 24 au travers de l'orifice 46, entre la conduite 24 et le boîtier 16.

    [0035] L'obturateur 36 prolonge alors par sa paroi ventrale 44 la surface supérieure de la conduite 24.

    [0036] Dans sa position d'obturation partielle, l'obturateur 36 fait saillie dans la conduite 24 réduisant ainsi la section de celle-ci.

    [0037] L'arbre 38 est extérieur au volume intérieur 26 de la conduite 24. Il s'étend avantageusement dans l'épaisseur de la paroi supérieure délimitant la conduite 24. Il traverse l'obturateur 36 et est maintenu en position, en surplomb de la conduite 24 par des prolongements 48 des deux parois latérales délimitant la conduite 24.

    [0038] Les extrémités de l'arbre 38 sont débouchantes, au travers des prolongements 48, dans des compartiments latéraux adjacents à la conduite 24 délimités par le boîtier 16.

    [0039] Un volet d'actionnement 50, extérieur à la conduite 24, est relié à l'obturateur 36 pour son actionnement. Il comprend une plaque 52 disposée transversalement à la veine d'air, et des bras de liaison 54 traversant le fond 20 du boîtier 16 au travers de fentes aménagées dans les compartiments latéraux.

    [0040] Les fentes permettent le déplacement du volet d'actionnement 50.

    [0041] Les bras 54 sont reliés rigidement par leurs extrémités supérieures à l'arbre pivotant 38 assurant une liaison rigide entre le volet 50 et l'obturateur 36.

    [0042] L'extrémité inférieure de chaque bras 54 est solidaire de la plaque 52 qui s'oppose au sens de circulation de l'air.

    [0043] La plaque 52 est située entre le toit du véhicule ferroviaire 12 et le socle 14 du dispositif de captation d'air. Elle s'étend parallèlement à l'obturateur 36.

    [0044] La plaque 52 est de forme rectangulaire.

    [0045] La largeur de la plaque 52 est comprise entre 2 cm et 10 cm, et est de préférence proche d'une valeur de 5 cm. Sa hauteur est comprise entre 1 cm et 10 cm, et est de préférence proche d'une valeur de 2 cm.

    [0046] Les bras 54 du volet d'actionnement 50 sont liés rigidement à un moyen de rappel 56.

    [0047] Le moyen de rappel 56, extérieur à la conduite 24, comprend un contrepoids 58 porté par un support de contrepoids 60 solidaire du bras 54.

    [0048] Le support de contrepoids 60 est situé sur le bras 54 entre l'arbre 38 et la plaque 52.

    [0049] Le support de contrepoids 60 et le contrepoids 58 sont extérieurs à la conduite 24. Ils sont contenus dans le compartiment latéral adjacent à la conduite d'air 24.

    [0050] Le support de contrepoids 60 est, par exemple, de la forme générale d'une portion de disque. Cette portion de disque s'étend en direction de la bouche de sortie 32.

    [0051] La figure 3 illustre le dispositif 13 dans sa position de repos dans laquelle le volet 50 n'est soumis à aucun flux d'air. Cette position de repos est caractérisée par l'angle αrepos, défini par l'angle formé par l'orientation des bras 54 avec l'axe vertical de la gravité.

    [0052] Dans cette position de repos, l'obturateur 36 est totalement hors de la conduite 24 et est escamoté derrière la coiffe 40.

    [0053] Dans cette position, la surface convexe 44 prolonge la paroi supérieure du conduit 24 et forme un lobe transversal saillant sur toute la largeur de la conduite 24, réduisant localement sa section et notamment sa hauteur.

    [0054] La figure 4 illustre le dispositif 13 dans une de ses positions de fonctionnement.

    [0055] Le débattement maximal de l'obturateur est de moins 45 degrés, et de préférence de 30 degrés.

    [0056] Dans cette position de fonctionnement, l'obturateur 36 est escamoté seulement partiellement derrière la coiffe 40. La paroi frontale 42 de l'obturateur 36 est exposée partiellement au sens de circulation de l'air perçu par le véhicule ferroviaire 12. Elle obture partiellement la bouche d'admission 28 de l'air dans le dispositif 13.

    [0057] Dans une variante, la paroi frontale 42 de l'obturateur 36 obture totalement la bouche d'admission 28 de l'air dans le dispositif 13.

    [0058] En fonctionnement, l'environnement extérieur soumet le véhicule ferroviaire 12 à un sens de circulation de l'air.

    [0059] Une partie de l'air circulant autour du véhicule ferroviaire 12 est captée par le dispositif de captation d'air 13 et s'engouffre dans la conduite 24 sous l'action du déplacement du véhicule.

    [0060] L'air circulant dans la veine d'air exerce un effort sur la plaque 52.

    [0061] L'effort exercé par l'air sur la plaque 52 fait pivoter l'arbre 38, entrainant l'obturateur 36 et les contrepoids 58 dans un mouvement circulaire de balancier autour de l'axe 38.

    [0062] Le dispositif 13 quitte alors la position de repos définie par l'angle αrepos.

    [0063] Le déplacement angulaire du contrepoids 58 génère un moment de rappel de l'obturateur 36 sur l'arbre 38.

    [0064] L'obturateur 36 trouve une position d'équilibre dans laquelle les efforts exercés sur l'arbre 38 par la circulation de l'air sur le volet d'actionnement 50, l'effort de rappel du contrepoids 58 et les poids du volet d'actionnement 50 et de l'obturateur 36 s'équilibrent.

    [0065] L'obturateur 36 obstrue partiellement la bouche d'admission 28 de la conduite d'air 24, régulant le débit d'air dans celle-ci.

    [0066] La paroi ventrale bossée 44 de l'obturateur 36 guide l'air depuis la bouche d'admission 30 jusqu'à la section courante de la conduite 24 en assurant un flux d'air laminaire dans la conduite 24.

    [0067] Grâce à l'invention, il est possible de réguler un dispositif de captation d'air 13 en débit et présentant un flux d'air non tourmenté à l'orifice de sortie 32 de la conduite 24, par la présence unique de l'obturateur 36 à l'entrée de la conduite 24.


    Revendications

    1. Dispositif de captation d'air (13) muni d'un dispositif de contrôle de débit d'air du type comprenant :

    - une conduite d'air (24) délimitant une bouche d'admission (28) d'air suivant un sens de circulation de l'air,

    - un obturateur (36) de la conduite d'air (24), monté déplaçable par rapport à la conduite (24) entre une position de repos et une position d'obturation au moins partielle de la conduite (24),

    - un moyen (56) de rappel de l'obturateur (36) vers sa position de repos,

    - un volet (50) d'actionnement de l'obturateur (36), offrant une paroi exposée suivant le sens de circulation de l'air,

    caractérisé en ce que le volet d'actionnement (50) est extérieur à la conduite d'air (24).
     
    2. Dispositif de captation d'air (13) selon la revendication 1, dans lequel il comporte une coiffe (40) derrière laquelle l'obturateur (36) est escamoté en position de repos.
     
    3. Dispositif de captation d'air (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obturateur (36) comporte au moins une surface bossée (44).
     
    4. Dispositif de captation d'air (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel il comporte des pieds de support (15) du dispositif (13) et le volet (50) comprend une plaque (52) disposée entre les pieds (15).
     
    5. Dispositif de captation d'air (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le moyen de rappel (56) inclut au moins un contrepoids (58).
     
    6. Dispositif de captation d'air (13) selon la revendication 5, dans lequel il comporte un boitier (16) traversé de part en part par la conduite (24), le ou chaque contrepoids (58) étant situé entre le boitier (16) et la conduite (24).
     
    7. Dispositif de captation d'air (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'obturateur (36) est mobile en regard de la bouche d'admission (28).
     
    8. Dispositif de captation d'air (13) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel il comporte une grille de protection fixée en regard de la bouche d'admission (28).
     


    Ansprüche

    1. Lufteinnahmevorrichtung (13), ausgestattet mit einer Vorrichtung zur Kontrolle des Luftdurchsatzes, der Art, umfassend:

    - eine Luftleitung (24), die eine Einlassöffnung (28) von Luft gemäß einer Zirkulationsrichtung der Luft begrenzt,

    - einen Verschluss (36) der Luftleitung (24), der verschiebbar mit Bezug auf die Leitung (24) zwischen einer Ruheposition und einer Position zum mindestens teilweisen Verschluss der Leitung (24) montiert ist,

    - ein Mittel (56) zur Rückstellung des Verschlusses (36) in seine Ruhestellung,

    - eine Klappe (50) zur Betätigung des Verschlusses (36), die eine ausgesetzte Wand gemäß der Zirkulationsrichtung der Luft bietet,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsklappe (50) außerhalb der Luftleitung (24) liegt.
     
    2. Lufteinnahmevorrichtung (13) nach Anspruch 1, wobei sie eine Kappe (40) umfasst, hinter die der Verschluss (36) in der Ruheposition zurückgezogen ist.
     
    3. Lufteinnahmevorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschluss (36) mindestens eine unebene Oberfläche (44) umfasst.
     
    4. Luftaufnahmevorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie Stützfüße (15) der Vorrichtung (13) umfasst und die Klappe (50) eine Platte (52) umfasst, die zwischen den Füßen (15) angeordnet ist.
     
    5. Lufteinnahmevorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Rückstellmittel (56) mindestens ein Gegengewicht (58) umfasst.
     
    6. Lufteinnahmevorrichtung (13) nach Anspruch 5, wobei sie ein Gehäuse (16) umfasst, das von einer Seite zur anderen von der Leitung (24) durchquert wird, wobei sich das oder jedes Gegengewicht (58) zwischen dem Gehäuse (16) und der Leitung (24) befindet.
     
    7. Lufteinnahmevorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verschluss (36) mit Bezug auf die Einlassöffnung (28) beweglich ist.
     
    8. Lufteinnahmevorrichtung (13) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sie ein Schutzgitter umfasst, das mit Bezug auf die Einlassöffnung (28) fixiert ist.
     


    Claims

    1. An air capture device (13) provided with a device for controlling air flow of the type comprising:

    - an air conduit (24) delimiting an air admission mouth (28) along a circulation direction of the air,

    - an obturator (36) of the air conduit (24), movably mounted relatively to the conduit (24) between a rest position and an at least partial obturation position of the conduit (24),

    - a means (56) for returning the obturator (36) to its rest position,

    - a flap (50) for actuating the obturator (36), providing an exposed wall along the circulation direction of the air,

    characterized in that the actuation flap (50) is outside the air conduit (24).
     
    2. The air capture device (13) according to claim 1, wherein it includes a cap (40) behind which the obturator (36) is retracted in a rest position.
     
    3. The air capture device (13) according to any of the preceding claims, wherein the obturator (36) includes at least one humped surface (44).
     
    4. The air capture device (13) according to any of the preceding claims, wherein it includes legs (15) for supporting the device (13) and the flap (50) comprises a plate (52) positioned between the legs (15).
     
    5. The air capture device (13) according to any of the preceding claims, wherein the return means (56) includes at least one counterweight (58).
     
    6. The air capture device (13) according to claim 5, wherein it includes a casing (16) crossed right through by the conduit (24), said or each counterweight (58) being located between the casing (16) and the conduit (24).
     
    7. The air capture device (13) according to any of the preceding claims, wherein the obturator (36) is movable relatively to the admission mouth (28).
     
    8. The air capture device (13) according to any of the preceding claims, wherein it includes a protective grid attached facing the admission mouth (28).
     




    Dessins












    RÉFÉRENCES CITÉES DANS LA DESCRIPTION



    Cette liste de références citées par le demandeur vise uniquement à aider le lecteur et ne fait pas partie du document de brevet européen. Même si le plus grand soin a été accordé à sa conception, des erreurs ou des omissions ne peuvent être exclues et l'OEB décline toute responsabilité à cet égard.

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