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Appareil de chauffage d'air, utilisable notamment pour chauffer l'atmosphère d'un véhicule de transport de voyageurs Cette invention concerne les appareils de chauffage du type Jans lequel l'aire destine a etre cnauiie est relouée ou aspire par l'action d'un ventilateur sur un faisceau de tubes cyhauffes par de Peau chaude. Le but de l'invention est de créer un appareil de chauffage perfectionne de ce genre spécialement étudié pour chauffer l'atmosphère intérieure des véhicules de transport de voyageurs.
L'invention est matérialisée dans un appareil de chauffage de l'air çomprenant un ventilateur et un moteur disposés à l'intérieur d'une enveloppe dans une extrémité de laquelle sont placés un certain nombre d'éléments de chauffage tubulaires formant un ensemble annulaire et pourvu d'un dispositif de déflexion à une
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extrémité, de telle aorte que l'action du ventilateur aspire l'air à l'intérieur de l'appareil entre l'enveloppe et le faisceau des tubes, oblige l'air à s'écouler à travers ce faisceau de tubes et le refoule autour du moteur jusqu'a l'intérieur du véhicule.
Suivant une réalisation possible de l'invention, cet appareil comprend une enveloppe, un groupe de tubes chauffés par de l'eau et formant un élément de chauffage à profil tronconique disposé dans une extrémité de l'enveloppe, et un groupe formé d'un ventilateur et d'un moteur disposé à l'autre extrémité de cette enveloppe pour provoquer réchauffement de l'air en l'aspirant à l'intérieur de l'enveloppe autour d'une chicane qui obture une extrémité du faisceau de tubes et l'oblige à s'écouler entre les tubes et autour des tubes pour gagner l'espace central a partir duquel cet air contourne le groupe formé du ventilateur et du moteur pour s'échapper par un ou plusieurs orifices de sortie.
Dans les dessins schématiques annexés qui montrent une réalisation possible de cet appareil de chauffage d'air conforme à l'invention:
La fig. 1 est une vue en élévation montrant en coupe l'enveloppe de l'appareil.
La fig.2 est une vue en plan correspondant a la fig. 1 montrant également l'enveloppe en coupe.
La fig.3 est une vue en élévation de l'extrémité d'admis- sion de l'appareil de chauffage.
La fig. 4 est une vue en coupe verticale par la ligne A-B de la fige 1.
La fig. 5 est une vue en élévation de l'extrémité de sortie de l'appareil de chauffage..
La fig. 6 est une vue en coupe de détail montrant le collecteur parcouru par l'eau et raccordé aux extrémités des tubes du faisceau.
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L'appareil de chauffage d'air qui est représenté dans les dessins comprend une enveloppe 1 de section droite rectangulaire mesurant une longueur notablement supérieure à son diamètre comme le mettent en évidence les figs. 1 et 2. Dans une des extrémités de cette enveloppe est disposé'un ensemble d'éléments'chauffants dont chacun est constitué par un tube parcouru par de l'eau et recourbé pour former une boucle allongée. Les extrémités ouvertes de chaque tube sont raccordées à un collecteur 3, tandis que son extrémité 4 en forme de boucle est supportée dans une plaque rectangulaire 5 montée transversalement à l'intérieur de l'enve- loppe 1 et formant une chicane dans celle-ci.
Les extrémités en forme de boucles des tubes occupent des positions-inclinées par rapport aux parois de l'enveloppe 1. (comme représenté dans les figs. 1 et 2) de sorte que les tubes 2, forment une série interne concentrique à une série externe. L'axe de chaque tube est légèrement incliné par rapport à l'axe de l'enveloppe 1 (com- me représenté dans les Figs. 1 et 2), et l'ensemble des tubes for- me un élément de chauffage double et de profil tronconique dont la base se trouve à l'intérieur de l'enveloppe dans le voisinage de la plaque 5: formant chicane.
Cette disposition permet aux tubes appartenant à la série externe d'occuper des emplacements intermédiaires aux tubes de la série interne. Les tubes peuvent être et sont pourvus effec- tivement, de préférence, d'ailettes externes constituées par des enroulements 6 de fil métallique de type connu qui sont. visibles dans la fig. 6 mais qui ne sont pas représentée.s dans les figs. 1 et 2 pour ne pas embrouiller le dessin.
Le collecteur comprend une chambre circulaire centrale 1 munie d'un canal axial 8 d'admission de l'eau et est entouré d'une chambre annulaire 9 pourvue d'un canal 10 de sortie de l'eau.
Le canal d'entrée et le canal de sortie 10 sont raccordes au sys- tème de refroidissement d'eau de circulation du moteur du véhicule
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à bord duquel l'appareil de chauffage d'air est installé. Les deux parties de chaque tube sont disposées de manière à faire respectivement office de canaux d'écoulement et de retour. La série interne des tubes est reliée à la chambre 7, et la série externe de tube à la chambre 9 et au canal de sortie 10. La disposition du collecteur 3 est étudiée pour lui permettre de jouer le .rôle dune chicane pour empêcher l'air de pénétrer directement à l'intérieur du faisceau des tubes.
Mais le collecteur mesure des dimensions telles que l'air peut pénétrer dans l'enveloppe 1 en passant pas les espaces 11 situés entre le pourtour du collecteur et les parois de l'enveloppe. Le collecteur 3 est maintenu dans cette position par une console de sup- port 12 (figs. 1 et 3) fixée à la base de l'enveloppe 1.
L'air est astreint à s'écouler à travers l'enveloppe 1 en provenance des espaces d'admission 11 par l'action d'un ventilateur 10 faisant partie du groupe moteur-ventilateur dont le moteur 14 est porté par un support 15 fixé à, la base de l'enveloppe 1 ae manière à supporter ce ventilateur et ce moteur axialement à l'enveloppe à l'extrémité la plus éloignée de l'embouchure d'admission 11. Cette extrémité de l'enveloppe est obturée par une plaque 16 munie d'un certain nombre d'orifices 17 à bavolets dirigés en sens opposés de part et d'autre de la ligne centrale de l'enveloppe afin de dévier l'air chaud dans toutes les parties du compartiment ou de l'espace occupé par les voyageurs dans le véhicule.
L'air chauffe par suite de son passage à travers le faisceau de tubes 2.. est guidé entre l'extrémité de l'ensemble du faisceau et le ventilateur par une hotte tronconique 18 fixée à la plaque porte-tubes 5 et aux parois de l'enveloppe. Cette plaque 12 est munie d'un orifice circulaire que traverse l'air écnauffe provenant du faisceau de tubes pour pénétrer dans la hotte 18.
Le fonctionnement, de cet appareil de chauffage de l'air tel qu'il 'est décrit ci-dessus est le suivant: - La rotation du
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ventilateur 13 aspire l'air à travers l'espace 11 et tout autour du collecteur pour l'obliger à pénétrer à l'intérieur de l'enveloppe où il circule (comme indiqué par les flèches dans la fig. Z) à travers les éléments constitutifs du faisceau de tubes et jusqu'à l'intérieur de celui-ci en traversant la hotte 18, et en contournant le groupe moteur-ventilateur avant de s'échapper par les orifices 17, Le raccordement de la hotte 18 avec les parois de l'enveloppe empêche l'air de passer directement à travers l'appareil en empruntant l'espace situé autour des tubes.
En obligeant l'air qui entre à traverser le faisceau de tubes, on l'amène tout d'abord en contact avec la série externe des tubes qui font office de canaux de retour et qui le chauffent préalablement. Comme le diamètre de l'entrée donnant accès à la hotte 18 est inférieur à celui de la série interne de tubes, l'air est contraint de passer autour de ces tubes avant de pouvoir s'échapper. Comme la série interne des tubes reçoit l'eau chaude qui entre, l'air réchauffé préalablement est échauffé davantage en s'écoulant autour des éléments de la série interne des tubes. De. cette manière, on réalise un échange thermique plus efficace que celui qu'on obtiendrait si 1''écoulement de l'eau à travers un ou plusieurs tubes de chauffage s'opérait dans un seul sens.
Au lieu de ou en plus des orifices 17 à bavolets, l'extrémitéde sortie de l'enveloppe 1 peut être reliée par un ou plusieurs conduits à un certain nombre de points séparés à partir desquels doit être distribué l'air chaud. C'est ainsi par exemple que l'enveloppe peut être reliée par un conduit à. un ou plusieurs orifices de sortie placés à côté d'un pare-brise afin d'empêcher la bués ou le givre de se former sur lui.
L'appareil sus-décrit peut d'ailleurs être utilisé en sens inverse en disposant le ventilateur 13 de façon à souffler
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l'air à, travers le faisceau de tubes au lieu de l'aspirer à travers lui dans la direction indiquée par les flèches dans les figs.1 et 2. Quand l'appareil est employé de cette manière, il convient d'inverser les raccordements 8 et 10 d'admission et d'écoulement de l'eau à travers le collecteur 3 .
REVENDICATIONS.
1. Appareil pour chauffer de l'air, en particulier l'atmos- phère d'un véhicule pour le transport des voyageurs et comprenant un groupe formé d'un ventilateur et d'un moteur logé à l'intérieur d'une enveloppe dans une extrémité de laquelle sont disposés un certain nombre d'éléments de chauffage tubulaires formant un en- semble annulaire avec un dispositif déflecteur à une extrémité, de telle sorte que l'action du ventilateur aspire l'air a l'inte- rieur dudit groupe entre l'enveloppe et le faisceau de tubes, oblige cet air à traverser les faisceaux de tubes et le refoule autour dudit moteur à l'intérieur du véhicule.
appareil pour chauffer l'air du type décrit comprenant une enveloppe, un ensemble de tubes chauffes par de l'eau formant un élément de chauffage à profil tronconique disposé dans une extrémite de l'enveloppe, et un groupe moteur-ventilateur disposé, dans son autre extrémité pour provoquer le chauffage de l'air en aspirant a l'intérieur de l'enveloppe toutautour d'une chicane qui obture une extrémité au faisceau de tube et oblige cet air à s'écouler entre et autour des tubes pour gagner l'espace central à partir duquel cet air passe autour du groupe moteur-ventileeur pour s'échapper a un ou plusieurs orifices d'ecoulement.
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Air heater, usable in particular for heating the atmosphere of a passenger transport vehicle This invention relates to Jans type heaters in which the area intended to be heated is re-leased or sucked in by the action of a fan on a bundle of tubes heated by hot water. The object of the invention is to create an improved heating apparatus of this type, specially designed to heat the interior atmosphere of passenger transport vehicles.
The invention is embodied in an air heating apparatus comprising a fan and a motor arranged inside a casing in one end of which are placed a number of tubular heating elements forming an annular assembly and provided with a deflection device at one
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end, in such a way that the action of the ventilator sucks the air inside the device between the casing and the bundle of tubes, forces the air to flow through this bundle of tubes and pushes it back around the engine to the interior of the vehicle.
According to a possible embodiment of the invention, this apparatus comprises a casing, a group of tubes heated by water and forming a heating element with a frustoconical profile disposed in one end of the casing, and a group formed of a fan and a motor arranged at the other end of this casing to cause the air to heat up by sucking it inside the casing around a baffle which closes one end of the bundle of tubes and the forces them to flow between the tubes and around the tubes to gain the central space from which this air bypasses the group formed by the fan and the motor to escape through one or more outlet orifices.
In the attached schematic drawings which show a possible embodiment of this air heater according to the invention:
Fig. 1 is an elevational view showing the enclosure of the apparatus in section.
FIG. 2 is a plan view corresponding to FIG. 1 also showing the envelope in section.
Fig. 3 is an elevational view of the inlet end of the heater.
Fig. 4 is a view in vertical section through line A-B of fig 1.
Fig. 5 is an elevational view of the outlet end of the heater.
Fig. 6 is a detailed sectional view showing the manifold through which the water flows and connected to the ends of the tubes of the bundle.
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The air heater which is shown in the drawings comprises a casing 1 of rectangular cross section measuring a length significantly greater than its diameter as shown in Figs. 1 and 2. In one of the ends of this envelope is arranged a set of heating elements each of which is constituted by a tube traversed by water and curved to form an elongated loop. The open ends of each tube are connected to a manifold 3, while its loop-shaped end 4 is supported in a rectangular plate 5 mounted transversely inside the casing 1 and forming a baffle therein. .
The loop-shaped ends of the tubes occupy inclined positions relative to the walls of the casing 1. (as shown in figs. 1 and 2) so that the tubes 2 form an internal series concentric with an external series. . The axis of each tube is slightly inclined with respect to the axis of the casing 1 (as shown in Figs. 1 and 2), and the set of tubes form a double heating element and frustoconical profile, the base of which is located inside the casing in the vicinity of the plate 5: forming a baffle.
This arrangement allows the tubes belonging to the external series to occupy positions intermediate to the tubes of the internal series. The tubes can be and are in fact preferably provided with external fins constituted by windings 6 of metal wire of known type which are. visible in fig. 6 but which are not shown in figs. 1 and 2 so as not to confuse the drawing.
The collector comprises a central circular chamber 1 provided with an axial channel 8 for water admission and is surrounded by an annular chamber 9 provided with a channel 10 for water outlet.
The inlet channel and the outlet channel 10 are connected to the circulating water cooling system of the vehicle engine.
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on which the air heater is installed. The two parts of each tube are arranged so as to act as flow and return channels, respectively. The internal series of tubes is connected to chamber 7, and the external series of tubes to chamber 9 and to the outlet channel 10. The arrangement of the collector 3 is designed to allow it to play the role of a baffle to prevent the air to enter directly inside the tube bundle.
But the collector measures dimensions such that the air can penetrate into the casing 1 by passing through the spaces 11 located between the periphery of the collector and the walls of the casing. The collector 3 is held in this position by a support bracket 12 (figs. 1 and 3) fixed to the base of the casing 1.
The air is forced to flow through the casing 1 from the intake spaces 11 by the action of a fan 10 forming part of the motor-fan unit, the motor 14 of which is carried by a fixed support 15. to, the base of the casing 1 ae so as to support this fan and this motor axially to the casing at the end furthest from the inlet mouth 11. This end of the casing is closed off by a plate 16 provided with a certain number of orifices 17 with flaps directed in opposite directions on either side of the central line of the casing in order to deflect the hot air in all parts of the compartment or of the occupied space by travelers in the vehicle.
The air heats up as a result of its passage through the tube bundle 2 .. is guided between the end of the assembly of the bundle and the fan by a frustoconical hood 18 fixed to the tube holder plate 5 and to the walls of the tube. the envelope. This plate 12 is provided with a circular orifice through which the snake air coming from the bundle of tubes passes to enter the hood 18.
The operation of this air heater as described above is as follows: - The rotation of the
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fan 13 sucks air through space 11 and all around the collector to force it to penetrate inside the casing where it circulates (as indicated by the arrows in fig. Z) through the elements components of the bundle of tubes and up to the inside thereof by passing through the hood 18, and bypassing the motor-fan unit before escaping through the orifices 17, The connection of the hood 18 with the walls of the casing prevents air from passing directly through the device by borrowing the space around the tubes.
By forcing the incoming air to pass through the bundle of tubes, it is first brought into contact with the external series of tubes which act as return channels and which preheat it. As the diameter of the inlet giving access to the hood 18 is smaller than that of the internal series of tubes, the air is forced to pass around these tubes before it can escape. As the internal series of tubes receive the incoming hot water, the preheated air is further heated by flowing around the elements of the internal series of tubes. In this way, a more efficient heat exchange is achieved than that which would be obtained if the flow of water through one or more heating tubes were in one direction.
Instead of or in addition to the flanged orifices 17, the outlet end of the casing 1 may be connected by one or more ducts to a number of separate points from which the hot air is to be distributed. Thus, for example, the envelope can be connected by a conduit to. one or more outlets placed next to a windshield to prevent fog or frost from forming on it.
The apparatus described above can also be used in the opposite direction by arranging the fan 13 so as to blow
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air through the tube bundle instead of sucking it through it in the direction indicated by the arrows in figs. 1 and 2. When the appliance is used in this way, the connections 8 and 10 for water intake and flow through the manifold 3.
CLAIMS.
1. Apparatus for heating air, in particular the atmosphere of a vehicle for the transport of passengers and comprising a unit formed of a fan and a motor housed inside a casing in one end of which are arranged a number of tubular heating elements forming an annular assembly with a deflector device at one end, such that the action of the fan draws air inside said group between the casing and the tube bundle, forces this air to pass through the tube bundles and push it back around said engine inside the vehicle.
apparatus for heating air of the type described comprising a casing, a set of tubes heated by water forming a heating element with a frustoconical profile disposed in one end of the casing, and a motor-fan unit disposed in its other end to cause the heating of the air by sucking inside the casing all around a baffle which closes one end of the tube bundle and forces this air to flow between and around the tubes to gain the air. central space from which this air passes around the motor-fan assembly to escape to one or more outlets.