Brevet FR2821021A1 — publié le 20020823

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. 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. 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. 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. 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. Aussi bien le refroidissement que le chauffage du 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Selon l'invention, il est particulièrement intéressant que, malgré l'utilisation de plusieurs 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. 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. 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. 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 : 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Il y a aussi là une paroi de terminaison 34 qui ferme l'anneau de cercle de l'échangeur de chaleur pour refroidissement 20 et qui empêche que de l'air vicié arrive au ventilateur 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. 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. 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. REVENDICATIONS 1. Elément de capot (10) pour un véhicule, notamment un véhicule de grand volume, avec un capot (12) qui couvre un ventilateur (14), une zone d'aspiration d'air s'étendant entre le capot (12) et le toit (16) du véhicule, caractérisé en ce qu'un échangeur de chaleur pour refroidissement (20) globalement annulaire, notamment un évaporateur, s'étend au voisinage de la zone d'aspiration d'air, en particulier entre le ventilateur (14) et la zone d'aspiration d'air conçue comme une fente d'aspiration (18). 2. Elément de capot (10) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20), notamment l'évaporateur, s'étend sur plus d'un demi-cercle, notamment sur plus de trois quarts d'un cercle et de préférence sur environ 3200 autour du ventilateur (14). 3. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le courant d'air frais passant à travers la fente d'aspiration d'air (18) passe complètement à travers l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20). 4. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20) s'étend sur un peu moins d'un cercle complet, en ce que la zone libre (32) comporte les raccordements de l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20) et en ce que la zone libre (32) est fermée avec une paroi de terminaison (34). 5. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20) s'étend globalement en forme d'anneau de cercle. 6. Elément de capot (10) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20) s'étend globalement debout sur le toit (16) du véhicule et en ce que le ventilateur (14) est un ventilateur radial. 7. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évaporateur est disposé debout sous le capot. 8. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la zone libre (32) entre les extrémités de l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20) presque en forme d'anneau est dirigée dans le sens de la marche du véhicule. 9. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'évaporateur se trouve dans une cuve à eau de condensation (28) globalement en forme d'anneau. 10. Elément de capot (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que la cuve à eau de condensation (28) est conçue comme un anneau complet et en ce qu'une évacuation d'eau de condensation est prévue dans la zone libre (32) entre les extrémités de l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20). 11. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une paroi brise-lames (26) s'étend depuis le toit (16) du véhicule vers le haut, notamment obliquement vers l'extérieur, entre la fente d'aspiration d'air (18) et l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20). 12. Elément de capot selon la revendication 11, caractérisé en ce que la paroi brise-lames (26) est en même temps une paroi latérale d'une cuve à eau de condensation (28). 13. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un liquéfacteur de l'installation de climatisation, à laquelle l'échangeur de chaleur (20) appartient, est placé sur le toit (16) du véhicule, notamment derrière l'élément de capot (10). 14. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la fente d'aspiration d'air (18) s'étend en forme d'anneau de cercle. 15. Elément de capot (10) selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la fente d'aspiration d'air (18) s'étend en forme d'anneau de cercle sur environ 3600 et en ce que le capot (12) est tiré vers le bas notamment dans le sens de la marche presque jusqu'au toit (16). 16. Elément de capot (10) selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'échangeur de chaleur pour refroidissement (20) est réalisé comme échangeur de chaleur à eau froide.