Brevet FR2003904A1 — publié le 19691114

i 2003904 La présente invention concerne un dispositif d'amenée et d'évacuation de liquide de refroidissement d'un rotor de machine électrique, notamment de turbo-génératrice à enroulement de rotor refroidi par liquide, dans lequel des petits tubes d'amenée 5 et des petits tubes de départ placés dans des rainures longitudinales du bras d'arbre de chaque cas conduisent jusque tout près devant les renflements du rotor et se replient, en cet endroit, de 180° par rapport à la tête d'enroulement pour s'étendre d'abord en sens contraire entre la tête d'enroulement et 10 le bras d'arbre et pour conduire dans des chambres intermédiaires à bobine de la tête d'enroulement à chaque fois à un enroulement de bobine* Dans un dispositif de ce type, déjà proposé, un support radial des parties de petits tubes, s'étendant en sens contraire, s'effectue à la tête d'enroulement par 15 l'intermédiaire de pièces de remplissage qui sont disposées entre la tête d'enroulement et ces parties de petits tubes» Ceci présente des inconvénients pour plusieurs raisons î 1°) Il est très difficile, dans la pratique d'obtenir un appui déterminé parfait de cette nature, parce que les petits tubes 20 doivent être montés avant le montage des bobines et, qu'en conséquence, l'adaptation et la fixation de ces pièces de remplissage sont très difficiles* 2°) Il est très difficile d'obtenir un appui uniforme de ce genre pendant une longue durée de service, parce que les parties 25 de tête d'enroulement sont soumises à des variations thermiques de position* 3°) Ces parties de petits tubes sont simplement supportées mais non pas fixées, comme cela est désirable» Pour empêcher ces inconvénients, conformément à l'inven-30 tion, on prévoit entre la tête d1 enroulement et le bras d'arbre un cylindre d'appui qui entoure sans contact le bras d'arbre et qui n'est fixé que par son extrémité tournée vers le renflement de rotor au bras d'arbre, puis les petits tubes s'étendant en sens contraire le long de la périphérie exté-35 rieure de ce cylindre d'appui et ces petites parties de tubes sont fixés au cylindre d'appui. Par conséquent, l'appui radical de ces parties de petits tubes est parfait et déterminé puis également toujours constant. En outre, une fixation de ces parties de petits tubes existe maintenant. H n'y a éga- 69 07202 2 20Ô3904 lement pas avec cette construction, d'oscillation du bras d'arbre sur le cylindre d «appui qui serait, par conséquent, transmise a ces parties de petits tubes et aux raccords délicats de ceux—ci aux spires de la bobine et à ses conducteurs trans— 5 versaux» Un exemple de réalisation du dispositif conforme à l'invention est représenté au dessin annexé d-ont la fig» 1 est une coupe longitudinale d'un turbo-génératèur et la fig. 2 est une coupe suivant la ligne I-I de la fig. 1. 10 Un bras d'arbre du rotor du turbo-générateur présente des rainures longitudinales 11 réparties sur sa périphérie 12 désignant le fond de ees rainures et 13 leur extrémité proche du renflement du rotor. De petits tubes d'amenée, placés dans les rainures longitudinales 11 (parties de petits tubes 27) 15 conduisent jusque tout près devant le renflément de rotor 14 où ils sont coudés de 180° vers la tête d'enroulement, dont le ou les conducteurs transversaux sont indiqués par 15, pour s'étendre d'abord axialement en sens contraire sur la périphérie extérieure d'un cylindre d'appui 16, représenté en coupe Ion— 20 gitudinale, entre la tête d'enroulement 15 et le bras d'arbre (partie de petits tubes 28) et conduisent ensuite dans les chambres intermédiaires à bobine, non représentées, de la tête d'enroulement 15 à chaque fois à un conducteur transversal d'un enroulement de bobine. 25 Le cylindre d'appui 16 entoure une partie de bras d'arbre 10 sans contact et est fixé seulement par son extrémité tournée vers le renflement de rotor 14 à une partie de bras d^arbi® 19 se trouvant entre le cylindre d'appui 16 et le renflement de rotor H» Cette extrémité de cylindre d'appui présente 30 une partie annulaire 23 faisant radialement saillie vers l'intérieur, qui présente, de son côte une clavette annulaire d'extrémité 17. La partie de bras d'arbre 19, dont le diamètre extérieur est égal au diamètre extérieur du cylindre d'appui 16, présente une rainure annulaire 20 dans laquelle se place 35 la clavette annulaire 17. La surface périphérique extérieure de la clavette annulaire 17 et la surface périphérique intérieure de la rainure annulaire 20 forment un siège d'adaptation 21, tandis que les autres surfaces de la clavette annulaire 17 et de la rainure annulaire 20 ne se touchent pas» SAD ORIGINAL 69 07202 3 2003904 Le cylindre d'appui 16 est serré axialement contre la partie 19 du bras d'arbre par des clavettes 22 placées dans les rainures longitudinales 11, du fait que ces clavettes 22 sont poussées axialement l'une contre l'autre et la clavette 22b 5 voisine de l'extrémité citée du cylindre d'appui et de la pièce annulaire 23 est poussée contre une tranche 18 de ce cylindre d'appui ou de la pièce annulaire 23, puis cette extrémité du cylindre d'appui est poussée contre la surface d'extrémité 35 de la partie de bras d'arbre 19* Par cette fixation au 10 moyen du siège 21 et ce serrage axial on assure, qu'en cas d'une action de déséquilibre ou balourd sur le cylindre d'appui 16, celui-ci reste toujours fixé coaxialement à la partie de bras d'arbre 10. Pour produire cette pression, des clavettes sont placées dans la région de cette extrémité du cylindre d'ap-15 pui 16 dans les rainures longitudinales 11 comme clavettes de serrage 24 qui sont fixement reliées à la partie 10 de bras d'arbre à chaque fois au moyen de deux tiges filetées radiales 25, dont chacune est placée, en partie dans la clavette de serrage 24 et en partie dans le bras d'arbre 10, et 20 une vis de serrage axiale 26 traverse à chaque fois dans la direction de la partie de fixation du cylindre d'appui, cette vis de serrage exerçant une pression contre la clavette 22a voisine dans cette direction* On utilise, en conséquence, les clavettes nécessaires à la fixation des petits tubes pour fixer 25 et serrer axialement le cylindre d'appui 16. En outre, on trouve, pour ce serrage axial, des parties qui sont accessibles* Ces parties sont toutes placées sensiblement dans la région de l'extrémité libre du cylindre d'appui. La partie de fixation même du cylindre d'appui n'est pas accessible. Au reste, la 30 pose par contraction plus simple en soi du cylindre d'appui n'est pas possihle en cet endroit de fixation sur la partie 10 du bras d'arbre, car pour cela il faudrait chauffer le cylindre d'appui à environ 350°C et cette chaleur détruirait les isolements électriques des parties de petits tubes 28 lors 35 de l'engagement axial du cylindre d'appui 16 car les petits tubes sont tout d'abord introduits puis on emmanche le cylindre d'appui et enfin on introduit les clavettes 22 et les «lavettes de serrage 24. Comme on le voit à la fig. 2, des pièces d'écartement 29 69 07202 4 2003904 sont disposées entre les parties de petits tubes 28. Ces pièces d'écartement 29 et les parties de petits tubes 28 sont pressées radialement contre le cylindre d'appui 16 au moyen de bandage 34 qui entourent les pièces d'écartement 29 et 5 ces parties de petits tubes 28. les bandages 34 sont sous tension initiale de traction afin que les parties de petits tubes 28 ne se soulèvent pas du cylindre d'appui en présence du nombre de tours de fonctionnement ôu d'un nombre de tours supérieur. En particulier, un bandage 34 est constitué par 10 un ruban de fibres de verre qui sont noyées dans de la résine. Pour fabriquer le bandage 34, le ruban est enroulé en spirales en va-et-vient axialement avec une tension initiale de traction, ce qui forme plusieurs couches» Ensuite, le bandage est, par exemple, chauffé, de sorte que la résine coule entre les couches 15 mais que les fibres de verre conservent leur tension initiale de traction. Après le refroidissement, cette tension initiale continue à être maintenue. On peut aussi utiliser une résine durcissante à froid, les parties 28 de petits tubes et les pièces d'écartement 29 ont des épaisseurs radiales telles 20 que les bandages 34 pressent les pièces d'écartement 29 fortement et les parties de petits tubes 28 faiblement dans le sens radial.contre le cylindre d'appui 16. le cylindre d'appui est constitué, en particulier, en acier mais il peut aussi être en matière synthétique» Chaque petit 25 tube est muni extérieurement dans la région du point de fixation du cylindre d'appui et de la déviation de 180° et dans la région de la périphérie extérieure du cylindre d'appui 16, extérieurement sur tout le diamètre du petit tube, d'un isolement électrique qui n'est pas représenté spécialement au dessin. En 30 outre, des pièces d'isolement électrique 30 à 33 sont prévues dans chaque rainure longitudinale 11» Une clavette annulaire et une rainure annulaire, déjà citées, peuvent aussi s'engager l'une dans l'autre à la manière d'un joint à baronnette. la clavette annulaire peut aussi être vissée dans la rainure . 35 annulaire. BAD ORIGINAL 69 072Û2 5 2003904 BBVTBSDICATIOHS 1 - Dispositif d'amenée et d'évacuation de liquide de refroidissement d'un rotor de machine électrique, notamment de turbo—génératrice, à enroulement de rotor refroidi par li— 5 quide, dans lequel des petits tubes d'amenée et des petits tubes de départplacés dans des rainures longitudinales du bras d'arbre de chaque cas conduisent jusque tout près devant les renflements dù. rotor et se replient, en cet endroit, de 180° par rapport à la tête d'enroulement pour s'étendre d'abord 10 en sens contraire entre la tête d'enroulement et le bras d'arbre et pour conduire dans des chambres intermédiaires, à bobine de la tête d'enroulement à chaque fois à un enroulement de bobine, caractérisé en ce qu'on prévoit entre la tête d'enroulement 15 et le bras d'arbre (partie 10) un cylindre d'appui 16 qui 15 entoure sans contact le bras d'arbre et qui n'est fixé que par son extrémité tournée vers le renflement de rotor 14- au bras d'arbre (la partie 19) puis les petits tubes s'étendant en sens contraire le long de la périphérie extérieure de ce cylindre d'appui 1.6 et ces petites parties de tubes 28 sont fixés au 20 cylindre d'appui» 2 - Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prévu entre ces parties de petits tubes 28 des pièces d'écartement 29, puis en ce que ces parties de petits tubes et ces pièces d'écartement sont serrées radialement 25 contre le cylindre d'appui par des bandages 34 qui les entourent • 3 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cylindre d'appui 16 est fixé sur la partie de bras d'arbre 19, do même diamètre extérieur que le 30 cylindre d'appui 16, se trouvant entre ce cylindre d'appui 16 et le renflement de rotor 14, du fait qu'une clavette annulaire d'extrémité 17 du cylindre 16 est placée dans une rainure annulaire d'extrémité 20 de la partie 19 du bras d'arbre• 35 4 _ Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le cylindre d'appui 16 est serre axialement contre cette partie 19 de bras d'arbre. 5 - Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le cylindre d'appui 16 est serré axialement contre 69 07202 e 2003904 cette partie 19 de bras d'arbre par des clavettes annulaires 22 qui se placent dans les rainures annulaires 11 du fait que ces clavettes 22 sont pressées axialement les unes contre les autres et que la clavette 22b voisine de ladite extrémité du 5 cylindre d'appui est poussée contre une surface 18 de cette extrémité et que cette dernière est poussée contre une surface d'extrémité 35 de ladite partie 19 de bras d'arbre» 6 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que des clavettes de serrage 24 sont placées 10 dans la région de l'autre extrémité du cylindre d'appui 36 dans les rainures longitudinales 11 et sont reliées fixement au bras d'arbre (partie 10) ou en ce qu'une vis de serrage axiale 26 est vissée à chaque fois à travers l'endroit de fixation du cylindre d'appui, cette vis poussant la clavette 22a voi-15 sine dans cette direction» 7 - Dispositif suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la clavette 17 est vissée dans la rainure annulaire 20. 8 - Dispositif, suivant l'une des revendications 1 à 7, 20 caractérisé en ce que les bandages 34 sont sous tension initiale de traction» 9 - Dispositif, suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé, en ce que la surface périphérique extérieure âe la clavette annulaire 17 et la surface périphérique intérieure 25 de la rainure 20 forment un siège d'adaptation 21, les autres surfaces de la clavette annulaire 17 et de la rainure annulaire 20 ne se touchant pas. 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