CA2183372C - Dispositif et procede de suppression des variations brutales de pression dans les vehicules - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un dispositif de suppression des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé, le véhicule comprenant: un orifice d'entrée (3) de l'air extérieur et un orifice de sortie (5) de l'air intérieur, l'orifice d'entrée é tant connecté à un conduit d'aspiration (2) dirigeant l'air aspiré vers le système de climatisation ou de ventilation, l'orifice de sortie étant c onnecté à un conduit (4) rejetant l'air intérieur vers l'extérieur; des moyens d'obturation (6, 7) des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4); un organe de contrôle (14) recevant les signaux du détecteur, et des moyens de détection (16, 17) de la pression externe Pe et interne Pi du v éhicule délivrant des signaux représentatifs de cette onde de pression.
Description
WO96/19371 ~1 ~i 3~7~ r-llr ~ c t Dl~,. Oa~ ET PkO~tuE DE SUI ~ Ol~ DES VARIATIONS BRUTALES
DE I~KtaSlON DANS LES VEI ~UI Fc L'invention ~nrPr~e un dispositif et un procédé de &uy~Les5ion des variations brutales de pression dans les v~h;cl~lPc, en particulier dans les véhicules t~:LL~iLLt:s.
Le dispositif et le procédé de ~,uy~L~ ion des 5 variations brutales de pression dans les véhicules selon 1 ' invention s ' Arrl i q~le notamment aux trains à grande vitesse .
Un véhicule en ~ L d2ns l'a~ ~``re est soumis à des forces de pression dont la répartition sur la paroi 10 externe dépend de la forme de celle-ci et de la vitesse d ' av~nr t . Lorsque ce véhicule passe à proximité d ' un obstacle (entrée d'un tunnel, pont, objets divers au voisinage de la voie de circulation, . . . ) ou lors du crs; c --t d'un autre véhicule, il se produit une 1~ déformation du champ des vitesses aérodynamiques que le véhicule entraS ne avec lui . Il en résulte alors des variations rapides de pression sur les parois externes du véhicule. Cet effet est d'autant plus prononcé que la vitesse du véhicule est plus élevee, les pressions étant 20 approximativement proportionnelles au carré de la vitesse.
Dans le cas d'un véhicule où le renouvellement de l'air interne est effectué par climatisation ou ventilation à partir de 1 ' air extérieur, la pression interne est voisine de la pression externe. Les variations de pression PYtPrnes 25 se l~p~L~ul.ent presque instantanément à l'interieur du vehicule en raison des rl;- -;nnc des sections des circuits de ventilation . La constante de temps des trAn- "~i cc; snc de v~riations de pression a 1 ' intérieur des vehicules climatisés ou ventilés est donc petite, en raison même des 30 caractéristiques des circuits de ventilation. Ce r~P- ~ E
rapide ne se produit pas lorsque 1 ' intéieur du véhicule est pressurisé (avions par exemple).
A titre d ' exemple, lors de 1 ' entree des trains a grande vitesse dans les tunnels ou les tranchées, des
DE I~KtaSlON DANS LES VEI ~UI Fc L'invention ~nrPr~e un dispositif et un procédé de &uy~Les5ion des variations brutales de pression dans les v~h;cl~lPc, en particulier dans les véhicules t~:LL~iLLt:s.
Le dispositif et le procédé de ~,uy~L~ ion des 5 variations brutales de pression dans les véhicules selon 1 ' invention s ' Arrl i q~le notamment aux trains à grande vitesse .
Un véhicule en ~ L d2ns l'a~ ~``re est soumis à des forces de pression dont la répartition sur la paroi 10 externe dépend de la forme de celle-ci et de la vitesse d ' av~nr t . Lorsque ce véhicule passe à proximité d ' un obstacle (entrée d'un tunnel, pont, objets divers au voisinage de la voie de circulation, . . . ) ou lors du crs; c --t d'un autre véhicule, il se produit une 1~ déformation du champ des vitesses aérodynamiques que le véhicule entraS ne avec lui . Il en résulte alors des variations rapides de pression sur les parois externes du véhicule. Cet effet est d'autant plus prononcé que la vitesse du véhicule est plus élevee, les pressions étant 20 approximativement proportionnelles au carré de la vitesse.
Dans le cas d'un véhicule où le renouvellement de l'air interne est effectué par climatisation ou ventilation à partir de 1 ' air extérieur, la pression interne est voisine de la pression externe. Les variations de pression PYtPrnes 25 se l~p~L~ul.ent presque instantanément à l'interieur du vehicule en raison des rl;- -;nnc des sections des circuits de ventilation . La constante de temps des trAn- "~i cc; snc de v~riations de pression a 1 ' intérieur des vehicules climatisés ou ventilés est donc petite, en raison même des 30 caractéristiques des circuits de ventilation. Ce r~P- ~ E
rapide ne se produit pas lorsque 1 ' intéieur du véhicule est pressurisé (avions par exemple).
A titre d ' exemple, lors de 1 ' entree des trains a grande vitesse dans les tunnels ou les tranchées, des
2 1 83372 Wo 96/19371 PCrlFR95101710 v~riations rapides de pression se produisent sur la paroi externe des voitures. Ces variations brutales se pL~4el,L
dans l ' espace conf iné constitué p~r le tunnel ou la tranchée, et sont connues sous la tPrm; nnlo~i e "d ' ondes de 5 pression". Par ailleurs ces ondes de pression, qui se propagent dans l ' espace confiné ~ riel~r, se rl5fl érh; c~Pnt à ses extrémi~és, cré~nt ~insi des ondes de pression de retour aussi importantes que les ondes directes. Lorsque les voitures ont un bon degré d ' étanchéité, ces variations se 10 L~ L- u-ent rArjrl L à l'intérieur de celles-ci par les circuits de veDtilation et de climatisation, cPus~nt une gène importante aux voyageurs. Il est ainsi courant de subir des variations de pression pouvant atteindre 2000 p~scals pendant moins d ' une seconde .
Certains trains à grande vitesse utilisent, pour remédier è ce problème d'ondes de pression, des ventilateurs dits à ~ronts v/~ide places dans le circuit de ventilation.
Ces ventilateurs font obstacle, dans une certaine mesure, auY ondes de pression mais ils ont l'inconvénient d'atre 20 co~teux et ~ruyants. Ils constituent un ajout de matériel dont le poids e~ n ' est pas négligeable alors même que des efforts importants sont faits pour alléger les voitures le plus possible. Ils sont gros ~_ ~ teurs d'énergie. Il faut en outre en placer deux par voiture .
Pour pallier ces inconvenients, on propose selon la présente invention d ' imposer à la pression interne d ' un véhicule climatisé ou ventilé une évolution temporelle fixée à priori lorsqu ' une variation brutale externe de pression survient. Pour cela, un dispositif approprié crée en temps 30 réel des ~i fications rapides des caracteristiques géométriques des circuits de ventilation ou de climatisation. Ces modi~ications sont telles que la variation du d~bit d ' ~ir entrant dans le véhicule r~ui en résulte, entraine une variation de la pression interne à
35 celui-ci suivant la loi temporelle ~ixée. Des ~lue 1 ' équilibre entre les pressions internes et .oYt~rnP~ est 2~8337 ~096/19371 ' 2 Pcr~FRs5lo~7lo réalisé, on remet en oeuvre le circuit de ventilation de façon a F ~ e de nouveau le renouvel 1 L normal en air frais. Un tel dispositif, placé sur les circuits de ventilation revient a trAnrf très rAri~l t un circuit S prévu pour assurer un renouvellement d ' air par ventilation ou climatisation, en un circuit assurant un contrôle de la pression interne du véhicule ( et vice-versa ), quelle que . soit la variation brutale de la pression extérieure (vitesse du train, nature de 1 ' obstacle, topologie du milieu 10 extérieur, . . . ) .
L ' invention a donc pour obj et un dispositif de ~u~lession des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé, le véhicule comprenant:
- un orifice d'entrée (3) de l'air oYt~rie~lr et un 15 orifice de sortie (5) de l'air intérieur, l'orifice d'entrée étant connecté a un conduit d ' aspiration ( 2 ) dirigeant 1 ' air aspiré vers le système de climatisation ou de ventilation, l'orifice de sortie étant connecté a un conduit (4) rejetant l'air intérieur vers l'extérieur;
- des moyens d'obturation (6, 7) des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4); et - un organe de contrôle (14) recevant les signaux du détecteur;
caractérisé par:
- des moyens de détection (16, 17) de la pression externe Pe et interne Pi du véhicule délivrant des signaux représentatif s de cette onde de pression;
- des moyens d ' évaluation du niveau de variation de pression externe ~Pe basé sur une premiere mesure 30 ~o, L~onrlAnt a la mesure de la variation temporelle de la pression externe dt et sur une seconde mesure c~ nn~iAnt a la mesure de la différence Pe-Pi entre la pression externe Pe et la pression interne Pi, lesdits moyens d ' évaluation indiquant ~ue la variation de pression externe ~Pe est
dans l ' espace conf iné constitué p~r le tunnel ou la tranchée, et sont connues sous la tPrm; nnlo~i e "d ' ondes de 5 pression". Par ailleurs ces ondes de pression, qui se propagent dans l ' espace confiné ~ riel~r, se rl5fl érh; c~Pnt à ses extrémi~és, cré~nt ~insi des ondes de pression de retour aussi importantes que les ondes directes. Lorsque les voitures ont un bon degré d ' étanchéité, ces variations se 10 L~ L- u-ent rArjrl L à l'intérieur de celles-ci par les circuits de veDtilation et de climatisation, cPus~nt une gène importante aux voyageurs. Il est ainsi courant de subir des variations de pression pouvant atteindre 2000 p~scals pendant moins d ' une seconde .
Certains trains à grande vitesse utilisent, pour remédier è ce problème d'ondes de pression, des ventilateurs dits à ~ronts v/~ide places dans le circuit de ventilation.
Ces ventilateurs font obstacle, dans une certaine mesure, auY ondes de pression mais ils ont l'inconvénient d'atre 20 co~teux et ~ruyants. Ils constituent un ajout de matériel dont le poids e~ n ' est pas négligeable alors même que des efforts importants sont faits pour alléger les voitures le plus possible. Ils sont gros ~_ ~ teurs d'énergie. Il faut en outre en placer deux par voiture .
Pour pallier ces inconvenients, on propose selon la présente invention d ' imposer à la pression interne d ' un véhicule climatisé ou ventilé une évolution temporelle fixée à priori lorsqu ' une variation brutale externe de pression survient. Pour cela, un dispositif approprié crée en temps 30 réel des ~i fications rapides des caracteristiques géométriques des circuits de ventilation ou de climatisation. Ces modi~ications sont telles que la variation du d~bit d ' ~ir entrant dans le véhicule r~ui en résulte, entraine une variation de la pression interne à
35 celui-ci suivant la loi temporelle ~ixée. Des ~lue 1 ' équilibre entre les pressions internes et .oYt~rnP~ est 2~8337 ~096/19371 ' 2 Pcr~FRs5lo~7lo réalisé, on remet en oeuvre le circuit de ventilation de façon a F ~ e de nouveau le renouvel 1 L normal en air frais. Un tel dispositif, placé sur les circuits de ventilation revient a trAnrf très rAri~l t un circuit S prévu pour assurer un renouvellement d ' air par ventilation ou climatisation, en un circuit assurant un contrôle de la pression interne du véhicule ( et vice-versa ), quelle que . soit la variation brutale de la pression extérieure (vitesse du train, nature de 1 ' obstacle, topologie du milieu 10 extérieur, . . . ) .
L ' invention a donc pour obj et un dispositif de ~u~lession des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé, le véhicule comprenant:
- un orifice d'entrée (3) de l'air oYt~rie~lr et un 15 orifice de sortie (5) de l'air intérieur, l'orifice d'entrée étant connecté a un conduit d ' aspiration ( 2 ) dirigeant 1 ' air aspiré vers le système de climatisation ou de ventilation, l'orifice de sortie étant connecté a un conduit (4) rejetant l'air intérieur vers l'extérieur;
- des moyens d'obturation (6, 7) des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4); et - un organe de contrôle (14) recevant les signaux du détecteur;
caractérisé par:
- des moyens de détection (16, 17) de la pression externe Pe et interne Pi du véhicule délivrant des signaux représentatif s de cette onde de pression;
- des moyens d ' évaluation du niveau de variation de pression externe ~Pe basé sur une premiere mesure 30 ~o, L~onrlAnt a la mesure de la variation temporelle de la pression externe dt et sur une seconde mesure c~ nn~iAnt a la mesure de la différence Pe-Pi entre la pression externe Pe et la pression interne Pi, lesdits moyens d ' évaluation indiquant ~ue la variation de pression externe ~Pe est
3, supérieure à un premier niveau prédéterminé ~peMr~ lorsque au Wo 96/19371 2 1 8 3 3 7 2 r~"r~s lllc moins une des deux mesures d l P~-Pi indique une valeur non comprise dans un intervalle de premières valeurs limites prédét~-rm;n~SP~, respectivement [ d M~-/ d Mm+]~ t(Pe-Pi)ui~~
(Pe - Pi) Ma~+ ] et que la variation de pression externe ~Pe 5 est inf érieure ~ un second niveau prédéterminé I~Peu,n lorsque les deux mesures d ~ Pe- Pi indiquent des valeurs comprises entre d'autres vzleurs limites prédéte~rm;n~
respectivement ~ d h~n~r d Min+] et [(Pe-Pi)un~, (Pe-Pi~h+].
Les moyens d~ dPtect; nn des variations de pression o sont constitués d'un premier et d'un second capteur de pression .
Les autres valeurs limite6 prédétPnmi né~ d ur~+, (pe-p~)Min+ et d Min-~ (Pe-Pi)~m~ sont égales auxdites premières valeurs limites pr~.StC~rmi n~eC: d u~+, (Pe- Pi)Mm+, 15 --Mo~--, ( Pe--Pi) M~
Les valeurs limites prédétPrm; nP~ d UOI-, f Um+ ~
(Pe--Pi)Mc~~, (Pe- Pi)M~+, d Mm~~ --Mul+~ (Pe--Pi)Mm~~ (Pe--Pi)ub7+
sont deux à deux egales en valeur absolue et de signes contraire, de sorte que le traitement des deux valeurs 0 mesurées -- et Pe- Pi soit fait sur les valeurs absolues de d~
ces valeurs: ¦ d I, I Pe- Pi ¦ .
Le dispositif est susceptible d'etre modifié pour controler le debit normal de climatisation par action partielle des moyens d'obturation des conduits d'aspiration 25 et de rej et .
L ' invention porte Pg;~ sur un procédé de suppression des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé; caractérisé par:
- la mesure de la p:ession interne dans la voiture;
21 8~7~
WO 96/19371 ~ r~ O
- la mesure de la pression externe à la voiture;
- une première mesure de la variation temporelle de la dPe presslon externe d;
- une seconde mesure de la différence Pe-Pi entre la 5 pression externe Pe et la pression interne Pi;
- une évaluation du niveau de variation de pressions externe pour laquelle la variation de pression externe ~Pe est supérieure à un premier niveau prédéterminé
~PeM~ lorsgue au moins une des deux mesures d ~ Pe- Pi 10 indique une valeur non comprise d~ns un intervalle de premières valeurs limites prédét~rm; n~ P~, respectivement [dPe Ma~-I dPe M~+], [(Pe-Pi)M,a-, (Pe-Pi)h~o~] et que la variation de pression externe ~Pe est inf érieure à un second niveau prédéterminé ~peMin lorsque les deux mesures d ' 15 Pe- Pi indiquent des valeurs comprises entre d ' autres valeurs limites prédét~rm;n~ , respectivement [ d Min~~ d Min+] et [ ( Pe--Pi) Min ~ ( Pe--Pi) Min+ ];
- la f~ LULtl des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4) lorsque ladite variation de pression externe ~Pe 20 est supérieure audit premier niveau prédéterminé ~PeMa.;
- 1 ' équilibrage entre pression intérieure et pression exterieure par circulation d ' un débit d ' air contrôlé entre l'exterieur et l'intérieur du véhicule, de maniere à
maintenir la variation temporelle de pression interne au 25 véhicule en-dessous d'une valeur imposée; et - llouveLLuLe des conduits d'aspiration (2) et de rej et ( 4 ) lorsque la variation de pression externe ~Pe est inférieure à un second niveau pr~ 5tprmini~ ~PeM~.
L ' invention sera mieux comprise et d ' autres détails et 3~ particularités apparaitront a la lecture de la description qui va suivre , donnée a titre non limitatif, 4 , _ q, e des dessins annexés parmi lesquels:
Wo 96/19371 ~ I / lo - la figure l représente, de manière schématique, un véhicule ferroviaire avec ses conduits d'entrée et de sortie d ' air pour la ventilation ou la climatisation du véhicule, - la figure 2 est une vue schématique expliquant le 5 fonc~iOnr L du dispositif selon l'invention, - les f igures 3 et 4 illustrent le systeme d ' obturation des conduits d ' entrée et de sortie d ' air pour le dispositif selon l'invention, - la figure 5 es~ une vue schématique d'une variante lO du dispositif selon l ' invention .
La f igure l ~ s~..te le schéma général d ' un circuit de ventilation d ' une voiture l de train à grande vitesse .
Cette voiture comprend un conduit d ' aspiration 2 de l'air extérieur disposé entre l'orifice d'entrée 3 et le 15 circuit interne de ventilation et un conduit de rejet 4 de l ' air intérie~r disposé entre le circuit interne de ventilation et l'orifice de sortie d'air 5. Les dif$érents éléments du circuit interne de ventilation ( recirculation partielle ~de l'air, dispositif de chauffage ou de 20 climatisation, ventilateurs, etc. ) n'ont pas d'influence particulière sur le fonctionnement du dispositif selon l ' invention .
Lors du passage de la voiture dans une zone de variation brutale de pression, un volume relativement 25 important d ' air (de l ' ordre de l à 2m3 ) entre ou sort brutalement de la voiture par les conduits 2 et 4. Cette variation rapide de la masse d ' air contenue dans la voiture est directement liée à la variation de pression qu ' on peut, selon l ' invention, controler en placant dans les conduits 2 30 et 4 des éléments obturateurs.
Le dispositif selon l'invention effectue les opérations suivantes. I~ne onde de pression qui survient est détectée grace à deux capteurs de pression ~ui, après traitement du signal, permette de déterminer si la variation 35 temporelle de pression extérieure ou si la difference entre WO96/19371 ~ ~ 83372 r_l1r~ /l pressions intérieures et extérieure l~pA~nt des valeurs limites prédét~rm; née~ .
Dès la détection de l ' onde de pression, les éléments obturateurs bouchent totalement ou presque, et de manière 5 immédiate, les conduits 2 et 4.
On force ainsi le débit d'air échangé entre l ' intérieur et l ' extérieur du véhicule à se faire sur une durée sllf~; ~i L longue pour que les variations de pression intérieure (i-,u-~lesi,ion ou dépression) ne soient l0 pas gênantes pour les passagers du véhicule.
Les éléments obturateurs sont réouverts lorsque la variation temporelle de pression extérieure et la différence entre pressions extérieure et intérieure sont comprises dans des limites prédét~rm; né~ . Le système de ventil'ation du 15 véhicule est remis en fonc~;nnr t normal pour l ' extraction de l ' air vicié et le renouvellement en air neuf .
La figure 2 illustre le fonc~;nnn ~ du dispositif dans un exemple de réalisation. Les éléments obturateurs 20 sont ici des volets: un volet 6 disposé dans le conduit d ' aspiration 2 et un volet 7 disposé dans le conduit de rejet 4.
Un premier 16 et un second 17 capteur de pression est disposé, respectivement à l ' intérieur et à l ' extérieur du 25 véhicule.
Les volets 6 et 7 sont de ~; -ionc adaptées aux conduits 2 et 4. Ils sont ~;~pnS~c au voisinage de l'entrée 3 et de la sortie 5. Ils sont mobiles en rotation autour d'axes l0 et ll solidaires de l'un de leurs cotés, grâce à
30 des systbmes à charnière 8 et 9 associés aux p~rois des conduits 2 et 4 (voir les figures 3 et 4). Les axes 10 et ll - sont nrl~5c en rotation respectivement par des actionneurs 12 et 13 fixés sur la i~Llu.:Lule résistante 15 du véhicule . Il peut s ' agir d ' actionneurs pneumatiques, 35 hydrauliques ou ele~:L~I n;ques.
WO 96/19371 82 1 8 ~ ~ 7 2 r~r~
Un système electronique 14 de traitement des signaux envoyés par les capteurs 16 et 17 éla~ore des signaux de n~lf3 des action~eurs 12 et 13. Ce systbme electronique 14 peut être du type décrit dans le ~_ 8 FR 2 613 089.
5 Il peut être int~gré au système de contrôle ( n~P général du train . Dès que le ou les détecteurs d ' ondes de pression ont décelé une onde de pression jugée trop importante, le système électronique 14 élabore instantanément des signaux n~Ant aux actionneurs la f~ LUL-3 des volets. Les 10 volets peuvent etre fermés très rA~ L~ en un dixième de seconde par exemple. Ils seront de préférence réalisés en une matière présentant une faible inertie comme l'aluminium ou un matériau composite.
Le systeme électronique 14 est susceptible de n~ également, en meme temps que la f, LUL~ des volets, 1 ' arret des dispositif s de climatisation ou de ventilation. Ceux-ci seront remis en fonctionn L, toujours par commande du systbme électronique, à la léUUV~::LLUL~ des volets.
Dès que les détecteurs d ' ondes de pression ne décelent plus de variations de pression ; nArlmi cc; hles pour les passagers, le système électronique 14 I n~ la I~UUV~::L LUL~: progressive des volets . Le temps de réuuv~l LUL~:
des volets est fonction du degré de confort desiré. Il peut 25 ètre détermine par 1 ' expérience . Il peut ~ussi étre déterminé par le système électronique en fonction de certains paramètres comme 1 ' amplitude des variations de pression externe, la duree de ces v~r;A~;Qncl etc. La L~:(JUV~L Lure des conduits est donc réalisée lors~ue la 30 variation de pression extérieure est descendue en-dessous d ' un niveau determiné par 1 ' expérience ou le calcul . Compte tenu de ce que le débit d ' air instantané résultant des variations brutales de pression extérieure est beaucoup plus grand que le débit usuel de ventilation, les volets peuvent 35 ne pas étre en fonction en dehors des zones de variations brutales de pression . Ils peuvent, en 1 ' absence d ' ondes de WO96/19371 r~l,rl~ 7i~
pression, etre completement effacés et donc ne pas p le fonc~ionr L normal du système de ventilation.
Le dispositif selon 1 ' invention ne contrôle pas directement le débit d ' air de ventilation ou de -5 climatisation . NéA i nc, il peut etre utilisé pour controler le débit normal de climatisation et disposer de plusieurs régimes de climatisation, par exemple lorsque la température extérieure est très élevée ou très basse.
Plusieurs types de modification sont possibles.
Le posit;~nn ~ normal des volets peut être une position d'ouverture int~ ;re afin de réduire le débit nominal de ventilation.
Le débit d ' air peut être contrôlé par une n~lP
continue de la position des volets, à condition que les 15 performances des actionneurs permettent un controle Pffi~`ACe de toutes les positions de ces volets. La position des volets est alors le résultat d'une régulation effectuée à
partir d ' une mesure du débit de ventilation, par exemple par un débitmètre.
L'équilibrage des pressions extérieure et intérieure peut encore être obtenu par le dispositif représenté à la figure 5. Selon cette variante, il est prévu une dérivation 18 connectée sur le conduit d'aspiration 2. r~rPn(lAnt/ cette dérivation peut être connectée en tout point du circuit de 25 ventilation compris entre les volets 6 et 7 . En 1 ' absence d ' ondes de pression, cette dérivation est normalement obturée .
Le dispositif de la figure 5 fonctionne de la manière suivante. Dès que les détecteurs 16 et 17 révelent 30 l'existence d'une onde de pression, les conduits 2 et 4 sont obturés et la dérivation 18 est ouverte. L'obturation d'un des circuits principaux de ventilation et 1 ' UUVt:L LUL~ de la dérivation peuvent être assurées par deux -^An; !
indépendants ou par un '^;ln; ! unique comme le montre la 35 figure 5 ou le volet 6 peut en même temps obturer un conduit et laisser l'autre ouvert. La dérivation 18 contrôle le Wo 96/19371 PCrlERs51ol7lo débit d'air dn à l'onde de pression, en plus des defauts d'étanchéité du véhicule. Les ~1; .;t~n~: de la dérivation 18 peuvent être rl~1:i ni e~ préalablement. Cette dérivation peut également posséder une singularité de ~ jrn~ ~ lAhleS
5 en fonction de la loi de variation temporelle de pression imposée .
Dès que 1 ' équilibrage des pressions est estimée réalisee, les conduits 2 et 4 sont ~ ~luve~ ~S et la dérivation 18 est obturée. On revient au foncti--nn~ L
10 normal du système de ventilation.
Le dispositi~ selon 1 ' invention possède également 1 ' avantage d ' etre très peu ron~ teur d ' énergie .
(Pe - Pi) Ma~+ ] et que la variation de pression externe ~Pe 5 est inf érieure ~ un second niveau prédéterminé I~Peu,n lorsque les deux mesures d ~ Pe- Pi indiquent des valeurs comprises entre d'autres vzleurs limites prédéte~rm;n~
respectivement ~ d h~n~r d Min+] et [(Pe-Pi)un~, (Pe-Pi~h+].
Les moyens d~ dPtect; nn des variations de pression o sont constitués d'un premier et d'un second capteur de pression .
Les autres valeurs limite6 prédétPnmi né~ d ur~+, (pe-p~)Min+ et d Min-~ (Pe-Pi)~m~ sont égales auxdites premières valeurs limites pr~.StC~rmi n~eC: d u~+, (Pe- Pi)Mm+, 15 --Mo~--, ( Pe--Pi) M~
Les valeurs limites prédétPrm; nP~ d UOI-, f Um+ ~
(Pe--Pi)Mc~~, (Pe- Pi)M~+, d Mm~~ --Mul+~ (Pe--Pi)Mm~~ (Pe--Pi)ub7+
sont deux à deux egales en valeur absolue et de signes contraire, de sorte que le traitement des deux valeurs 0 mesurées -- et Pe- Pi soit fait sur les valeurs absolues de d~
ces valeurs: ¦ d I, I Pe- Pi ¦ .
Le dispositif est susceptible d'etre modifié pour controler le debit normal de climatisation par action partielle des moyens d'obturation des conduits d'aspiration 25 et de rej et .
L ' invention porte Pg;~ sur un procédé de suppression des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé; caractérisé par:
- la mesure de la p:ession interne dans la voiture;
21 8~7~
WO 96/19371 ~ r~ O
- la mesure de la pression externe à la voiture;
- une première mesure de la variation temporelle de la dPe presslon externe d;
- une seconde mesure de la différence Pe-Pi entre la 5 pression externe Pe et la pression interne Pi;
- une évaluation du niveau de variation de pressions externe pour laquelle la variation de pression externe ~Pe est supérieure à un premier niveau prédéterminé
~PeM~ lorsgue au moins une des deux mesures d ~ Pe- Pi 10 indique une valeur non comprise d~ns un intervalle de premières valeurs limites prédét~rm; n~ P~, respectivement [dPe Ma~-I dPe M~+], [(Pe-Pi)M,a-, (Pe-Pi)h~o~] et que la variation de pression externe ~Pe est inf érieure à un second niveau prédéterminé ~peMin lorsque les deux mesures d ' 15 Pe- Pi indiquent des valeurs comprises entre d ' autres valeurs limites prédét~rm;n~ , respectivement [ d Min~~ d Min+] et [ ( Pe--Pi) Min ~ ( Pe--Pi) Min+ ];
- la f~ LULtl des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4) lorsque ladite variation de pression externe ~Pe 20 est supérieure audit premier niveau prédéterminé ~PeMa.;
- 1 ' équilibrage entre pression intérieure et pression exterieure par circulation d ' un débit d ' air contrôlé entre l'exterieur et l'intérieur du véhicule, de maniere à
maintenir la variation temporelle de pression interne au 25 véhicule en-dessous d'une valeur imposée; et - llouveLLuLe des conduits d'aspiration (2) et de rej et ( 4 ) lorsque la variation de pression externe ~Pe est inférieure à un second niveau pr~ 5tprmini~ ~PeM~.
L ' invention sera mieux comprise et d ' autres détails et 3~ particularités apparaitront a la lecture de la description qui va suivre , donnée a titre non limitatif, 4 , _ q, e des dessins annexés parmi lesquels:
Wo 96/19371 ~ I / lo - la figure l représente, de manière schématique, un véhicule ferroviaire avec ses conduits d'entrée et de sortie d ' air pour la ventilation ou la climatisation du véhicule, - la figure 2 est une vue schématique expliquant le 5 fonc~iOnr L du dispositif selon l'invention, - les f igures 3 et 4 illustrent le systeme d ' obturation des conduits d ' entrée et de sortie d ' air pour le dispositif selon l'invention, - la figure 5 es~ une vue schématique d'une variante lO du dispositif selon l ' invention .
La f igure l ~ s~..te le schéma général d ' un circuit de ventilation d ' une voiture l de train à grande vitesse .
Cette voiture comprend un conduit d ' aspiration 2 de l'air extérieur disposé entre l'orifice d'entrée 3 et le 15 circuit interne de ventilation et un conduit de rejet 4 de l ' air intérie~r disposé entre le circuit interne de ventilation et l'orifice de sortie d'air 5. Les dif$érents éléments du circuit interne de ventilation ( recirculation partielle ~de l'air, dispositif de chauffage ou de 20 climatisation, ventilateurs, etc. ) n'ont pas d'influence particulière sur le fonctionnement du dispositif selon l ' invention .
Lors du passage de la voiture dans une zone de variation brutale de pression, un volume relativement 25 important d ' air (de l ' ordre de l à 2m3 ) entre ou sort brutalement de la voiture par les conduits 2 et 4. Cette variation rapide de la masse d ' air contenue dans la voiture est directement liée à la variation de pression qu ' on peut, selon l ' invention, controler en placant dans les conduits 2 30 et 4 des éléments obturateurs.
Le dispositif selon l'invention effectue les opérations suivantes. I~ne onde de pression qui survient est détectée grace à deux capteurs de pression ~ui, après traitement du signal, permette de déterminer si la variation 35 temporelle de pression extérieure ou si la difference entre WO96/19371 ~ ~ 83372 r_l1r~ /l pressions intérieures et extérieure l~pA~nt des valeurs limites prédét~rm; née~ .
Dès la détection de l ' onde de pression, les éléments obturateurs bouchent totalement ou presque, et de manière 5 immédiate, les conduits 2 et 4.
On force ainsi le débit d'air échangé entre l ' intérieur et l ' extérieur du véhicule à se faire sur une durée sllf~; ~i L longue pour que les variations de pression intérieure (i-,u-~lesi,ion ou dépression) ne soient l0 pas gênantes pour les passagers du véhicule.
Les éléments obturateurs sont réouverts lorsque la variation temporelle de pression extérieure et la différence entre pressions extérieure et intérieure sont comprises dans des limites prédét~rm; né~ . Le système de ventil'ation du 15 véhicule est remis en fonc~;nnr t normal pour l ' extraction de l ' air vicié et le renouvellement en air neuf .
La figure 2 illustre le fonc~;nnn ~ du dispositif dans un exemple de réalisation. Les éléments obturateurs 20 sont ici des volets: un volet 6 disposé dans le conduit d ' aspiration 2 et un volet 7 disposé dans le conduit de rejet 4.
Un premier 16 et un second 17 capteur de pression est disposé, respectivement à l ' intérieur et à l ' extérieur du 25 véhicule.
Les volets 6 et 7 sont de ~; -ionc adaptées aux conduits 2 et 4. Ils sont ~;~pnS~c au voisinage de l'entrée 3 et de la sortie 5. Ils sont mobiles en rotation autour d'axes l0 et ll solidaires de l'un de leurs cotés, grâce à
30 des systbmes à charnière 8 et 9 associés aux p~rois des conduits 2 et 4 (voir les figures 3 et 4). Les axes 10 et ll - sont nrl~5c en rotation respectivement par des actionneurs 12 et 13 fixés sur la i~Llu.:Lule résistante 15 du véhicule . Il peut s ' agir d ' actionneurs pneumatiques, 35 hydrauliques ou ele~:L~I n;ques.
WO 96/19371 82 1 8 ~ ~ 7 2 r~r~
Un système electronique 14 de traitement des signaux envoyés par les capteurs 16 et 17 éla~ore des signaux de n~lf3 des action~eurs 12 et 13. Ce systbme electronique 14 peut être du type décrit dans le ~_ 8 FR 2 613 089.
5 Il peut être int~gré au système de contrôle ( n~P général du train . Dès que le ou les détecteurs d ' ondes de pression ont décelé une onde de pression jugée trop importante, le système électronique 14 élabore instantanément des signaux n~Ant aux actionneurs la f~ LUL-3 des volets. Les 10 volets peuvent etre fermés très rA~ L~ en un dixième de seconde par exemple. Ils seront de préférence réalisés en une matière présentant une faible inertie comme l'aluminium ou un matériau composite.
Le systeme électronique 14 est susceptible de n~ également, en meme temps que la f, LUL~ des volets, 1 ' arret des dispositif s de climatisation ou de ventilation. Ceux-ci seront remis en fonctionn L, toujours par commande du systbme électronique, à la léUUV~::LLUL~ des volets.
Dès que les détecteurs d ' ondes de pression ne décelent plus de variations de pression ; nArlmi cc; hles pour les passagers, le système électronique 14 I n~ la I~UUV~::L LUL~: progressive des volets . Le temps de réuuv~l LUL~:
des volets est fonction du degré de confort desiré. Il peut 25 ètre détermine par 1 ' expérience . Il peut ~ussi étre déterminé par le système électronique en fonction de certains paramètres comme 1 ' amplitude des variations de pression externe, la duree de ces v~r;A~;Qncl etc. La L~:(JUV~L Lure des conduits est donc réalisée lors~ue la 30 variation de pression extérieure est descendue en-dessous d ' un niveau determiné par 1 ' expérience ou le calcul . Compte tenu de ce que le débit d ' air instantané résultant des variations brutales de pression extérieure est beaucoup plus grand que le débit usuel de ventilation, les volets peuvent 35 ne pas étre en fonction en dehors des zones de variations brutales de pression . Ils peuvent, en 1 ' absence d ' ondes de WO96/19371 r~l,rl~ 7i~
pression, etre completement effacés et donc ne pas p le fonc~ionr L normal du système de ventilation.
Le dispositif selon 1 ' invention ne contrôle pas directement le débit d ' air de ventilation ou de -5 climatisation . NéA i nc, il peut etre utilisé pour controler le débit normal de climatisation et disposer de plusieurs régimes de climatisation, par exemple lorsque la température extérieure est très élevée ou très basse.
Plusieurs types de modification sont possibles.
Le posit;~nn ~ normal des volets peut être une position d'ouverture int~ ;re afin de réduire le débit nominal de ventilation.
Le débit d ' air peut être contrôlé par une n~lP
continue de la position des volets, à condition que les 15 performances des actionneurs permettent un controle Pffi~`ACe de toutes les positions de ces volets. La position des volets est alors le résultat d'une régulation effectuée à
partir d ' une mesure du débit de ventilation, par exemple par un débitmètre.
L'équilibrage des pressions extérieure et intérieure peut encore être obtenu par le dispositif représenté à la figure 5. Selon cette variante, il est prévu une dérivation 18 connectée sur le conduit d'aspiration 2. r~rPn(lAnt/ cette dérivation peut être connectée en tout point du circuit de 25 ventilation compris entre les volets 6 et 7 . En 1 ' absence d ' ondes de pression, cette dérivation est normalement obturée .
Le dispositif de la figure 5 fonctionne de la manière suivante. Dès que les détecteurs 16 et 17 révelent 30 l'existence d'une onde de pression, les conduits 2 et 4 sont obturés et la dérivation 18 est ouverte. L'obturation d'un des circuits principaux de ventilation et 1 ' UUVt:L LUL~ de la dérivation peuvent être assurées par deux -^An; !
indépendants ou par un '^;ln; ! unique comme le montre la 35 figure 5 ou le volet 6 peut en même temps obturer un conduit et laisser l'autre ouvert. La dérivation 18 contrôle le Wo 96/19371 PCrlERs51ol7lo débit d'air dn à l'onde de pression, en plus des defauts d'étanchéité du véhicule. Les ~1; .;t~n~: de la dérivation 18 peuvent être rl~1:i ni e~ préalablement. Cette dérivation peut également posséder une singularité de ~ jrn~ ~ lAhleS
5 en fonction de la loi de variation temporelle de pression imposée .
Dès que 1 ' équilibrage des pressions est estimée réalisee, les conduits 2 et 4 sont ~ ~luve~ ~S et la dérivation 18 est obturée. On revient au foncti--nn~ L
10 normal du système de ventilation.
Le dispositi~ selon 1 ' invention possède également 1 ' avantage d ' etre très peu ron~ teur d ' énergie .
Claims (6)
1. Dispositif de suppression des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé, le véhicule (1) comprenant:
- un orifice d'entrée (3) de l'air extérieur et un orifice de sortie (5) de l'air intérieur, l'orifice d'entrée étant connecté à un conduit d'aspiration (2) dirigeant l'air aspiré vers le système de climatisation ou de ventilation, l'orifice de sortie étant connecté à un conduit (4) rejetant l'air intérieur vers l'extérieur;
- des moyens d'obturation (6,7) des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4); et - un organe de contrôle (14) recevant les signaux du détecteur;
caractérisé par:
- des moyens de détection (16, 17) de la pression externe Pe et interne Pi du véhicule délivrant des signaux représentatifs de cette onde de pression;
- des moyens d'évaluation du niveau de variation de pression externe .DELTA.Pe basé sur une première mesure correspondant à la mesure de la variation temporelle de la pression externe dPe et sur une seconde mesure ---dt correspondant à la mesure de la différence Pe-Pi entre la pression externe Pe et la pression interne Pi, lesdits moyens d'évaluation indiquant que la variation de pression externe .DELTA.Pe est supérieure à un premier niveau prédéterminé .DELTA.PeMax lorsque au moins une des deux mesures dPe, Pe-Pi indique une valeur non ---dt comprise dans un intervalle de premières valeurs limites prédéterminées, respectivement dPe Max+], [(Pe-Pi) Max-, (Pe-Pi) Max+] et que la variation ---dt de pression externe .DELTA.Pe est inférieure à un second niveau prédéterminé .DELTA.Pe Min lorsque les deux mesures dPe, Pe-Pi indiquent des valeurs comprises entre ---dt d'autres valeurs limites prédéterminées, respectivement [ dPe Min-, dPe Min+ ] et [ (Pe - Pi)Min-, --- ---dt dt (Pe-Pi) Min+ ].
- un orifice d'entrée (3) de l'air extérieur et un orifice de sortie (5) de l'air intérieur, l'orifice d'entrée étant connecté à un conduit d'aspiration (2) dirigeant l'air aspiré vers le système de climatisation ou de ventilation, l'orifice de sortie étant connecté à un conduit (4) rejetant l'air intérieur vers l'extérieur;
- des moyens d'obturation (6,7) des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4); et - un organe de contrôle (14) recevant les signaux du détecteur;
caractérisé par:
- des moyens de détection (16, 17) de la pression externe Pe et interne Pi du véhicule délivrant des signaux représentatifs de cette onde de pression;
- des moyens d'évaluation du niveau de variation de pression externe .DELTA.Pe basé sur une première mesure correspondant à la mesure de la variation temporelle de la pression externe dPe et sur une seconde mesure ---dt correspondant à la mesure de la différence Pe-Pi entre la pression externe Pe et la pression interne Pi, lesdits moyens d'évaluation indiquant que la variation de pression externe .DELTA.Pe est supérieure à un premier niveau prédéterminé .DELTA.PeMax lorsque au moins une des deux mesures dPe, Pe-Pi indique une valeur non ---dt comprise dans un intervalle de premières valeurs limites prédéterminées, respectivement dPe Max+], [(Pe-Pi) Max-, (Pe-Pi) Max+] et que la variation ---dt de pression externe .DELTA.Pe est inférieure à un second niveau prédéterminé .DELTA.Pe Min lorsque les deux mesures dPe, Pe-Pi indiquent des valeurs comprises entre ---dt d'autres valeurs limites prédéterminées, respectivement [ dPe Min-, dPe Min+ ] et [ (Pe - Pi)Min-, --- ---dt dt (Pe-Pi) Min+ ].
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de détection des variations de pression (16, 17) sont constitués d'un premier et d'un second capteur de pression.
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel lesdites autres valeurs limites prédéterminées dPe Min+, (Pe-Pi)Min+ et dPe Min-, (Pe-Pi)Min- sont égales --- ---dt dt auxdites premières valeurs limites prédéterminées dPe Max+, (Pe-Pi) Max+, dPe Max-, (Pe-Pi) Max-.
--- ---dt dt
--- ---dt dt
4. Dispositif selon la revendication 3, dans lequel lesdites valeurs limites prédéterminées dPe Max-, dPe Max+, --- ---dt dt (Pe-Pi) Max-, (Pe-Pi)Max+, dPe Min-, dPe Min+, (Pe-Pi) Min-, --- ---dt dt (Pe-Pi) Min+ sont deux à deux égales en valeur absolue et de signes contraire, de sorte que le traitement des deux valeurs mesurées dPe et Pe-Pi soit fait sur les valeurs ---dt absolues de ces valeurs: ¦dPe¦, ¦Pe-Pi¦.
---dt
---dt
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, lequel est modifié pour contrôler le débit normal de climatisation par action partielle des moyens d'obturation des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4).
6. Procédé de suppression des variations brutales de pression dans un véhicule climatisé ou ventilé;
caractérisé par:
- la mesure de la pression interne dans la voiture;
- la mesure de la pression externe à la voiture;
- une première mesure de la variation temporelle de la pression externe dPe;
---dt - une seconde mesure de la différence Pe-Pi entre la pression externe Pe et la pression interne Pi;
- une évaluation du niveau de variation de pressions externe pour laquelle la variation de pression externe .DELTA.Pe est supérieure à un premier niveau prédéterminé
.DELTA.Pe Max lorsque au moins une des deux mesures dPe, ---dt Pe-Pi indique une valeur non comprise dans un intervalle de premières valeurs limites prédéterminées, respectivement , [(Pe-Pi)Max-, (Pe-Pi)Max+] et que la variation de pression externe .DELTA.Pe est inférieure à un second niveau prédéterminé .DELTA.Pe Min lorsque les deux mesures dPe, Pe-Pi ---dt indiquent des valeurs comprises entre d'autres valeurs limites prédéterminées, respectivement et [(Pe-Pi)Min-, (Pe-Pi)Min+]-;
- la fermeture des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4) lorsque ladite variation de pression externe .DELTA.Pe est supérieure audit premier niveau prédéterminé
.DELTA.Pe Max;
- l'équilibrage entre pression intérieure et pression extérieure par circulation d'un débit d'air contrôlé
entre l'extérieur et l'intérieur du véhicule, de manière à maintenir la variation temporelle de pression interne au véhicule en-dessous d'une valeur imposée; et - l'ouverture des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4) lorsque la variation de pression externe .DELTA.Pe est inférieure à un second niveau prédéterminé .DELTA.Pe Min.
caractérisé par:
- la mesure de la pression interne dans la voiture;
- la mesure de la pression externe à la voiture;
- une première mesure de la variation temporelle de la pression externe dPe;
---dt - une seconde mesure de la différence Pe-Pi entre la pression externe Pe et la pression interne Pi;
- une évaluation du niveau de variation de pressions externe pour laquelle la variation de pression externe .DELTA.Pe est supérieure à un premier niveau prédéterminé
.DELTA.Pe Max lorsque au moins une des deux mesures dPe, ---dt Pe-Pi indique une valeur non comprise dans un intervalle de premières valeurs limites prédéterminées, respectivement , [(Pe-Pi)Max-, (Pe-Pi)Max+] et que la variation de pression externe .DELTA.Pe est inférieure à un second niveau prédéterminé .DELTA.Pe Min lorsque les deux mesures dPe, Pe-Pi ---dt indiquent des valeurs comprises entre d'autres valeurs limites prédéterminées, respectivement et [(Pe-Pi)Min-, (Pe-Pi)Min+]-;
- la fermeture des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4) lorsque ladite variation de pression externe .DELTA.Pe est supérieure audit premier niveau prédéterminé
.DELTA.Pe Max;
- l'équilibrage entre pression intérieure et pression extérieure par circulation d'un débit d'air contrôlé
entre l'extérieur et l'intérieur du véhicule, de manière à maintenir la variation temporelle de pression interne au véhicule en-dessous d'une valeur imposée; et - l'ouverture des conduits d'aspiration (2) et de rejet (4) lorsque la variation de pression externe .DELTA.Pe est inférieure à un second niveau prédéterminé .DELTA.Pe Min.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| EEER | Examination request | ||
| MKEX | Expiry |
Effective date: 20151221 |