Brevet FR2276190A1 — publié le 19760123

La présente invention concerne un dispositif de chauffage pour véhicules, composé d'un élément de commande motrice, d'un élément générateur de chaleur, d'un ventilateur pour l'amenée de l'air de chauffage, d'un espace disposé axialement derrière l'élément générateur de chaleur, avec un agent liquide porteur de chaleur et un espace annulaire disposé axialement et parcouru par l'air de chauffage avec surfaces d'échange de chaleur, dans lequel la chaleur est produite par un circuit hydrodynamique. Un dispositif de chauffage de ce type fait partie du groupe des systèmes de chauffage dépendants du moteur ; son emploi n'est cependant pas limité aux véhicules, mais peut être étendu partout où de la chaleur est produite au moyen d'un circuit hydrodynamique. Cela est avantageusement le cas en particulier là où des dispositifs hydrodynamiques sont déjà prévus, par exemple sous forme dtun réseau d'air comprimé, ou d'un circuit d'huile travaillant sous pression, ou d'un circuit d'eau. Le principe de ce système de chauffage peut être appliqué encore avec succès là où de la chaleur est produite par frottement, par exemple dans les engrenages à friction ou organes analogues. Dans le cas des installations de chauffage dépendantes du moteur on fait une distinction suivant les sources de chaleur. Parmi celles-ci on connait les suivantes : l'eau de refroidisse- ment du moteur, la capacité calorique de l'huile du moteur, un échangeur de chaleur du gaz d'échappement, le ventilateur de refroidissement adjoint au moteur, ou la chaleur produite par le courant de la dynamo d'éclairage. Ces types de chauffage connus présentent cependant des inconvénients notoires. C'est ainsi qu'avant le prélèvement de chaleur sur l'eau de refroidissement du moteur, celle-ci doit d'abord avoir atteint la température d'utilisation, ce qui fait que l'utilisation de l'installation de chauffage comme chauffage de stationnement n'est pas possible. Dans le cas d'emploi de l'huile du moteur il se produit des difficultés par le changement de la viscosité aux basses températures ; un échangeur de chaleur du gaz d'échappement présente des inconvénients en ce qui concerne la résistance à la corrosion et aux prescriptions rigoureuses de sécurité. Avec les dispositiSs avec ventilateurs de refroidissement il se présente des inconvénients pour le moteur en cas de trop forte retenue de l'air de chauffage (de refroidissement). Enfin dans le cas d'utilisation du courant de la dynamo d'élcairage, des dynamos très puissantes et par suite très coûteuses sont nécessaires. I1 a été proposé, pour l'incorporation dans des véhicules terrestres ou des bateaux, des systèmes de chauffage avec lesquels l'intérieur de la cabine doit être chauffé même à l'arrêt du moteur. Ils sont employés en outre dans le cas où, alors que le moteur marche, la quantité de calories à emprunter au moteur n'est pas disponible ou l'est insuffisamment pour chauffer l'intérieur du véhicule, de sorte qu'un dispositif de chauffage complémentaire est nécessaire, raison pour laquelle les dispositifs de chauffage de ce genre sont appelés aussi systèmes de chauffage d'appoint. Le système de chauffage de ce genre connu consiste en un élément générateur de chaleur fonctionnant avec du combustible liquide, un échangeur de chaleur le plus souvent de forme annulaire ou disposé axialement derrière la chambre de combustion, ainsi que des organes pour l'amenée de l'air de chauffage qui est chauffé par son passage à travers l'échangeur de chaleur ou son passage au-dessus de la chambre de combustion, et est ensuite amené dans l'espace intérieur du véhicule. Ces systèmes de chauffage doivent en outre posséder des moyens pour l'évacuation du gaz de combustion, car ces gaz contiennent des matières toxiques, raison pour laquelle des conditions particulières sont imposées à la canalisation d'évacuation des gaz résiduels.Ces dispositifs de chauffage connus peuvent fonctionner avec de l'essence comme combustible, et aussi, dans une autre forme de réalisation, avec du combustible pour moteur Diesel Ces installations de chauffage connues présentent cependant quelques inconv vents, qui résultent de l'emploi du combustible liquide ; c'est ainsi par exemple qu'il règne à l'intérieur de ces appareils de chauffage des températures très élevées qui font que des conditions particulières sont exigées des matières de construction et de la constitution des chambres de combustion et l'évacuation des gaz résiduels entrain des difficultés en ce qui concerne l'incorporation dans les véhicules.Enfin l'étendue d'utilisation des systèmes de chauffage de ce genre est limitée, étant donné que dans tous les dispositifs où par exemple il existe un risque d'explosion dans le cas d'emploi de dispositifs avec chambres de combustion, ce système ne peut pas être employé. On connait maintenant aussi, en particulier pour l'emploi dans les locaux exposés au risque d'explosion, des dispositifs électriques, qui présentent cependant cet inconvénient qu'ils nécessitent pour leur utilisation une puissance électirique élevée, qui n'est pas en tous lieux disponible. La présente invention s'est donné pour tâche de créer un système de chauffage pouvant être employé dans les installations où un chauffage à l'aide de combustibles liquides n'est pas possible, c'est-à-dire dans les installations qui disposent d'une pompe hydraulique. Parmi les engins de ce type on peut citer par exemple les dragues ou excavatrices hydrauliques, les niveleuses à chenilles, ou autres dispositifs dans lesquels il est prévu un système hydraulique. Partant de la constatation que la chaleur peut être obtenue par l'emploi d'un circuit hydrodynamique, ce problème est résolu, selon l'invention, en ce que l'élément générateur de chaleur est un circuit hydrodynamique comprenant au moins une roue de pompe et au moins un carter de turbine fixe, avec un moteur disposé pour actionner la pompe.Dans le dispositif selon l'invention, le liquide mis en mouvement par la rotation de la roue de pompe provoque par la force centrifuge un moment de rotation. Le circuit de travail (circuit hydrodynamique) est alors maintenu par suite du glissement entre la roue de pompe et roue de turbine existante. Au cours de ce phénomène le liquide s'échauffe, et la chaleur ainsi produite peut être évacuée pour des buts de chauffage. La chaleur est d'abord conduite à un échangeur de chaleur, et un agent de transfert de chaleur peut alors conduire la chaleur vers l'espace intérieur du véhicule pour le chauffer. h cet effet il est disposé, suivant une autre forme d'application de l'invention, au carter de turbine fixe un échangeur de chaleur, vers lequel la chaleur produite dans le circuit hydrodynamique est cohduite directement. Une autre particularité pratique réside dans le fait que l'échangeur de chaleur présente des orifices d'amenée et des orifices d'évacuation pour un agent porteur de -chaleur liquide remplissant l'espace entre la roue de pompe et le- carter de turbine. Par ces orifices d'amenée et d'évacuation, l'agent nécessaire à la production de chaleur est amené et évacué. On a constaté que par la modification du remplissage de l'élément générateur de chaleur entre la roue de pompe et le carter de turbine fixe, un réglage de la chaleur est possible. a cet effet, suivant une autre forme d'utilisation de l'invention, il est disposé, derrière le carter de turbine fixe, un thermostat recouvrant les orifices d'amenée d'huile pour le remplissage, avec soupape de réglage de température.Par. ce moyen, dans une forme très simplç, un réglage du circuit de chauffage est possible. Pour éviter la cavitation par formation de vide, de l'air est amené par des orifices dans l'espace de rotation. Des particularités et prolongements de l'invention sont, à l'aide de exemple de réalisation représenté au dessin, décrits et expliqués plus en détail. La figure est une vue en coupe transversale menée à travers un dispositif de chauffage conforme à l'invention. Ce système de chauffage est constitué de préférence par un dispositif cylindrique avec un moteur hydraulique 2, qui dans l'exemple représenté est un moteur à engrenage. Sur un même arbre, avec le moteur hydraulique, il est disposé d'un côté un ventilateur 1. Cette roue de ventilateur 1 actionnée par le moteur hydraulique assure le déplacement de l'air de chauffage. Sur l'autre côté du moteur hydraulique 2, une roue de pompe 5 est montée sur l'arbre moteur. On dispose des pales de guidage fixes 3 autour du moteur hydraulique 2. L'air de chauffage aspiré par le ventilateur 1 est conduit sur les faces de chauffage 9 disposées en forme d'étoile. Entre la roue de pompe 5 et le moteur hydraulique 2 est placé un disque thermo-isolant 4 qui abrite le moteur hydraulique 2 contre l'amenée de chaleur. L'arbre de moteur hydraulique 2 peut comporter en regard de la roue de pompe 5, un isolement thermique. Dans la roue de pompe rotative 5 sont montées des pales qui, par la rotation de la roue de pompe 5, entraînent l'agent hydraulique, par exemple de l'huile ; le liquide mis en mouvement par la rotation de la roue de pompe provoque alors par force centrifuge ltentraînement de la quantité d'huile mise en rotation. Il en résulte que le circuit de travail est entretenu par la différence de rotation par suite du glissement existant entre la pompe 5 et le carter de turbine 6. Au cours de cette opération le liquide s'échauffe, et cette chaleur est transmise aux faces de chauffage en étoile.Cette transmission se fait par l'intermédiaire du caloporteur 12 qui, au-dessus dn point de remplissage, est conduit à l'échangeur de chaleur formant une unité de cons truction avec le carter de turbine fixe. Le courant d'arrivée de l'air de chauffage aspiré par le ventilateur 1 passe par la tubulure d'entrée d'air de chauffage 13. L'air de chauffage est transporté ensuite contre les pales de guidage fixes 3, puis sur les faces de chauffage 9 disposées en étoile, et quitte l'appareil de chauffage par la sortie d'air chaud 14. Le réglage de la température de l'air chaud a lieu par le thermostat 10, qui comporte une soupape de réglage de température, dans laquelle l'amenée et l'évacuation du support de chaleur sont réglées par l'intermédiaire des trous 7 et 8 disposés à la périphérie. Par un décalage supplémentaire de la plaque de soupape de la soupape de réglage de température, on donne une nouvelle possibilité de régler la température de l'air de chauffage. L'entrée d'huile hydraulique au moteur hydraulique se fait par les trous d'entrée d'huile 15, en face desquels est disposée au moins une ouverture de sortie, non représentée au dessin. REVENDICATIONS 1.- Système de chauffage pour véhicules, composé d'un élément de commande motrice, d'un élément générateur de chaleur, d'un ventilateur pour l'amenée de l'air de chauffage, d'un espace disposé axialement derrière l'élément générateur de chaleur, avec un agent liquide porteur de chaleur et un espace annulaire disposé axialement et parcouru par l'air de chauffage avec surfaces d'échange de chaleur, caractérisé par le fait que comme élément générateur de chaleur on prévoit un ensemble constitué par au moins une roue de pompe et au moins un carter de turbine fixe, et un moteur actionnant la roue de pompe. 2.- Système de chauffage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'on adjoint un échangeur de chaleur au carter de turbine fixe. 3.- Système de chauffage suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que l'échangeur de chaleur présente des orifices d'amenée et des orifices d'évacuation pour un agent porteur de chaleur liquide remplissant l'espace entre la roue de pompe et le carter de turbine. 4.- Système de chauffage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, derrière le carter de turbine fixe, on dispose un thermostat recouvrant les ouver tures d'amenée pour le réglage de température avec soupape de réglage de température.