Brevet FR3057525A1 — publié le 20180420

Véhicule ferroviaire à tour de refroidissement La présente invention concerne un véhicule ferroviaire comprenant une caisse avec un toit et un plancher, une tour de refroidissement étant agencée dans ladite caisse, la tour de refroidissement comportant une entrée d'air située dans ledit toit et une sortie d'air située dans ledit plancher, l'entrée d'air et la sortie d'air étant reliées entre elles par une conduite d'air. Un tel véhicule ferroviaire est connu de la Fig. 1 du document US 2014/0211531 Al. Toutefois, dans cette solution connue, la performance de la tour de refroidissement n'est pas toujours satisfaisante. Le document US 2012/0199316 Al présente un véhicule automobile 100 avec des déflecteurs d'air 126, 132 disposés dans la partie inférieure du véhicule. Ces déflecteurs ne sont pas adaptés à une application dans le domaine ferroviaire. Le document US 2015/0158504 Al décrit des déflecteurs d'air 38 prévus sur le toit 16 d'un véhicule ferroviaire 10. Cependant, les déflecteurs 38 sont utilisés dans le contexte de refroidissement de résistances de freinage. Un but de la présente invention est d'augmenter la performance de la tour de refroidissement d'un véhicule ferroviaire tel que montré à la Fig. 1 du document US 2014/0211531 Al. Ce but est atteint avec un véhicule ferroviaire tel que défini ci-dessus, le véhicule étant caractérisé en ce que l'entrée d'air est munie d'au moins une prise d'air ayant une ouverture d'admission d'air, cette ouverture ayant une section sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit véhicule et étant adaptée à collecter et acheminer le vent de course vers ladite conduite d'air, et par au moins un déflecteur d'air agencé sous ledit plancher au voisinage de la sortie d'air afin de l'isoler du vent de course et de créer ainsi une zone de dépression au niveau de celle-ci lors de la marche du véhicule. En prévoyant ladite prise d'air et ledit déflecteur, on crée une surpression au niveau de l'entrée d'air et une dépression au niveau de la sortie d'air lors de la marche du véhicule. Ce gradient de pression augmente le flux d'air à travers ladite conduite et donc la puissance de refroidissement de la tour de refroidissement. L'invention tire profit du vent de course entourant le véhicule lors de sa marche afin d'augmenter la quantité d'air traversant la tour de refroidissement. Le vent de course est aspiré par la prise d'air grâce à son orientation et à la dépression régnant au niveau de la sortie d'air. On obtient de cette façon une augmentation du gradient de pression entre l'entrée d'air et la sortie d'air de plusieurs centaines de Pascals à une vitesse de marche moyenne du véhicule ferroviaire. 3057525 2 Selon des modes de réalisation préférés, le véhicule ferroviaire selon l'invention présente l'une, plusieurs ou toutes les caractéristiques suivantes, selon toutes les combinaisons techniques possibles : - deux déflecteurs agencés de part et d'autre de la sortie d'air ; 5 - deux prises d'air, chacune avec une ouverture à section sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal dudit véhicule ; - les ouvertures des deux prises d'air débouchent dans deux directions opposées ; - l'entrée d'air comporte en outre une surface d'admission d'air bordant la ou chaque prise d'air ; 10 - la ou chaque prise d'air est constituée d'une boîte, l'ouverture d'admission d'air formant l'une des faces de ladite boîte ; - la ou chaque prise d'air est apte à infléchir un flux d'air la traversant de sensiblement 90° ; - le ou chaque déflecteur a une section triangulaire et de préférence une section 15 ayant la forme d'un triangle équilatéral ou isocèle ; - le ou chaque déflecteur s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal dudit véhicule et/ou le ou chaque déflecteur se présente sous la forme d'un profilé creux ; - le véhicule est un véhicule de traction et notamment une locomotive. 20 On va maintenant décrire un mode de réalisation préféré de l'invention, en référence aux dessins annexés, parmi lesquels : La Figure 1 est une vue d'ensemble de côté d'un véhicule ferroviaire selon l'invention ; La Figure 2 est une vue en perspective des deux prises d'air du véhicule de la 25 Figure 1 ; et La Figure 3 est une vue de côté des deux déflecteurs d'air du véhicule de la Figure 1. En référence à la Figure 1, on distingue un véhicule ferroviaire de traction, à savoir une locomotive 100. Cette locomotive 100 définit un axe longitudinal X-X et comprend une 30 caisse 102 avec un toit 104 et un plancher 106. Une armoire électrique 108 est disposée au sein de la caisse 102. Cette armoire électrique 108 contient des composants électroniques de puissance tels que des IGBT (transistors bipolaires à grille isolée), des condensateurs, des interrupteurs, etc.... Ces composants produisent de la chaleur lors de leur fonctionnement. Il faut donc les refroidir afin d'éviter leur détérioration. A cet effet, une 35 tour de refroidissement 110 est prévue dans la caisse 102. La tour de refroidissement 110 dispose d'un échangeur de chaleur 112 permettant de dissiper la chaleur produite par les 3057525 3 composants de l'armoire électrique 108. De préférence, l'échangeur de chaleur 112 comprend un circuit à eau et glycol. Ce circuit liquide absorbe la chaleur produite par lesdits composants et le liquide chauffé est acheminé vers le sein de la tour de refroidissement 110. Un courant d'air froid F (cf. les flèches) traversant la tour de 5 refroidissement 110 refroidit le liquide qui retourne ensuite vers l'armoire électrique 108. Afin de créer un flux d'air F adapté, un ventilateur 114 est situé dans la tour de refroidissement 110. Plus précisément, le ventilateur 114 et l'échangeur de chaleur 112 sont disposés dans une conduite d'air 116 traversant la locomotive 100 verticalement du toit 104 10 jusqu'au plancher 106. Une entrée d'air 118 dans le toit 104 sert à aspirer l'air A autour de la locomotive 100 vers la conduite d'air 116. Une sortie d'air 120 dans le plancher 106 sert à évacuer l'air de la conduite d'air 116. L'entrée d'air 118 est montrée en détail à la Fig. 2. La flèche M indique le sens de la marche de la locomotive 100. 15 L'entrée d'air 118 est munie de deux prises d'air 122 ayant chacune une ouverture d'admission d'air 124, cette ouverture 124 ayant une section S sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal X-X de la locomotive 100 et étant adaptée à collecter et acheminer le vent de course V vers ladite conduite d'air 116. Les ouvertures 124 des deux prises d'air 122 débouchent dans deux directions 20 opposées. Ainsi, il y a toujours une des deux prises d'air 122 qui achemine le vent de course V vers la conduite d'air 116, indépendamment du sens de la marche M de la locomotive 100. L'entrée d'air 118 comporte en outre une surface d'admission d'air 126 bordant la ou chaque prise d'air 122. Ainsi, l'air entre dans la conduite d'air 116 non seulement par 25 une prise d'air 122 mais également par la surface d'admission d'air 126. Dans l'exemple de la Fig. 2, la surface d'admission d'air 126 est constituée de deux rectangles juxtaposés et décalés transversalement l'un par rapport à l'autre par rapport à l'axe longitudinal X-X. L'entrée d'air 118 définit un rectangle R. Chaque prise d'air se situe dans un coin diagonalement opposé du rectangle R et en occupe une surface rectangulaire. Le reste 30 de la surface du rectangle R est occupée par la surface d'admission d'air 126. De préférence, chaque prise d'air 122 est constituée d'une boîte, l'ouverture d'admission d'air 124 formant l'une des faces de ladite boîte. Chaque prise d'air 122 est apte à infléchir un flux d'air F la traversant de sensiblement 90° vers la conduite d'air 116. Ainsi, le flux d'air est réorienté de 35 l'horizontale vers la verticale. 3057525 4 La Fig. 3 montre en détail la sortie d'air 120. Les flèches Q représentent l'air quittant la conduite d'air 116 par la sortie d'air 120. La flèche M indique le sens de la marche de la locomotive. Le déplacement de la locomotive crée un vent de course V. On distingue la voie 127 située en dessous du plancher 106. 5 Le vent de course V est dévié vers le bas avant d'atteindre la sortie d'air 120 grâce à un déflecteur 128. Cette déviation crée une zone de dépression Z au niveau de la sortie d'air 120. En l'occurrence, le plancher 106 de la locomotive est muni de deux déflecteurs 128 de part et d'autre de la sortie d'air 120. Il y a un déflecteur 128 pour chaque sens de 10 la marche de la locomotive. Chaque centre C d'un déflecteur 128 est séparé d'une distance horizontale d d'un bord E de la sortie d'air 120. La distance d est à adapter selon la configuration sous caisse et la vitesse moyenne du train et comprise de préférence entre 20 et 150 cm. Chaque déflecteur 128 a une section triangulaire et de préférence une section 15 ayant la forme d'un triangle équilatéral ou isocèle. Chaque déflecteur 128 s'étend sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal X-X de la locomotive. Chaque déflecteur 128 se présente sous la forme d'un profilé creux. REVENDICATIONS1.- Véhicule ferroviaire (100) comprenant une caisse (102) avec un toit (104) et un plancher (106), une tour de refroidissement (110) étant agencée dans ladite caisse, la tour de refroidissement (110) comportant une entrée d'air (118) située dans ledit toit et une sortie d'air (120) située dans ledit plancher, l'entrée d'air et la sortie d'air étant reliées entre elles par une conduite d'air (116), le véhicule étant caractérisé: - en ce que l'entrée d'air (118) est munie d'au moins une prise d'air (122) ayant une ouverture d'admission d'air (124), cette ouverture ayant une section (S) sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (X-X) dudit véhicule et étant adaptée à collecter et acheminer le vent de course (V) vers ladite conduite d'air ; et - par au moins un déflecteur d'air (128) agencé sous ledit plancher (106) au voisinage de la sortie d'air (120) afin de l'isoler du vent de course et de créer ainsi une zone de dépression (Z) au niveau de celle-ci lors de la marche du véhicule. 2.- Véhicule (100) selon la revendication 1, comprenant deux déflecteurs (128) agencés de part et d'autre de la sortie d'air. 3.- Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant deux prises d'air (122), chacune avec une ouverture (124) à section sensiblement perpendiculaire à l'axe longitudinal (X-X) dudit véhicule. 4.- Véhicule (100) selon la revendication 3, dans lequel les ouvertures (124) des deux prises d'air débouchent dans deux directions opposées. 5.- Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'entrée d'air (118) comporte en outre une surface d'admission d'air (126) bordant la ou chaque prise d'air. 6.- Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la ou chaque prise d'air (122) est constituée d'une boîte, l'ouverture d'admission d'air (124) formant l'une des faces de ladite boîte. 7.- Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, la ou chaque prise d'air (122) étant apte à infléchir un flux d'air (F) la traversant de sensiblement 90°. 3057525 6 8.- Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou chaque déflecteur (128) a une section triangulaire et de préférence une section ayant la forme d'un triangle équilatéral ou isocèle. 9. Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le ou chaque déflecteur (128) s'étendant sensiblement perpendiculairement à l'axe longitudinal (X-X) dudit véhicule et/ou le ou chaque déflecteur se présentant sous la forme d'un profilé creux. 10.- Véhicule (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le véhicule étant un véhicule de traction et notamment une locomotive. 5 10