Brevet FR2008202A1 — publié le 19700116

La présente invention se rapporte à une machine dynamo-électrique dans laquelle sont incorporés des moyens de refroidissement par liquide. Des machines dynamo-électriques refroidies par liquide qui 5 utilisent un liquide circulant dans des canaux ménagés autour de la carcasse et dans le rotor sont déjà connues. Cependant, la difficulté rencontrée avec de telles machines réside dans le refroidissement des têtes de bobines des enroulements. Par conséquent, un objet de la présente invention consiste à 10 réaliser une machine dynamo-électrique refroidie par liquide dans laquelle des moyens sont prévus pour refroidir les têtes de bobines des enroulements. La machine dynamo-électrique réalisée selon la présente invention utilise de l'huile qui circule dans des canaux ménagés autour 15 de la carcasse et dans le rotor ainsi que de l'huile qui est pulvérisée depuis le rotor sur les têtes de bobines des enroulements afin de les refroidir, cette pulvérisation produisant un effet de refroidissement très efficace. Cet objet et ces caractéristiques et d'autres encore de la 20 présente invention apparaîtront plus clairement de la description détaillée qui suit ainsi que des dessins y annexés, étant bien entendu que ceux-ci ne sont donnés qu'à titre d'exemple nullement limitatif . Sur les dessins : 25 La Fig. 1 est une vue en coupe d'une machine dynamo-électrique équipée selon l'invention ; La Fig. 2 est une vue en coupe prise le long de la ligne 2-2 de la Fig. 1 ; La Fig. 3 est une vue d'extrémité d'une partie des enroule-30 ments ; et La 3?ig. 4 est une vue développée des rainures ménagées dans la carcasse de la machine selon la Fig. 1. En se reportant maintenant aux dessins, on y voit une machine dynamo-électrique indiquée dans son ensemble par le numéro de réfé-35 rence 1 qui, à titre d'exemple, est une génératrice du type sans balais. La génératrice 1 possède une carcasse 2 et un rotor indiqué dans son ensemble par le numéro de référence 3 et comprend une génératrice principale 4, "une excitatrice 5 et une génératrice auxiliaire à aimant permanent 6. La génératrice principale 4 possède un 40 enroulement statorique 7 monté dans la carcasse 2 d'une manière con 69 14395 2 2008202 venable et tui enroulement rotorique coopérant 8 monté sur le rotor 3. De même, l'excitatrice 5 possède un enroulement statorique 9 monté dans la carcasse 2 et un enroulement rotorique coopérant 10 monté sur le rotor 3. La génératrice à aimant permanent 6 possède 5 un enroulement 11 monté dans la carcasse 2 et un rotor à aimant permanent 12 monté sur le rotor 3• La carcasse comprend une bride de montage 13 destinée à fixer la génératrice 1 sur un moyen d'entraînement (non représenté!, tel qu'une machine hydraulique d'entraînement à vitesse constante. La 10 bride 13 est pourvue d'un canal 14 (Fig. 2) dont une extrémité est destinée à être reliée à une source d'alimentation en huile, laquelle est formée dans le cas présent par la machine hydraulique d'entraînement à vitesse constante. L'autre extrémité du canal 14 est reliée à des rainures parallèles 15 ménagées à la périphérie d'une 15 partie 16 de la carcasse 2. Un organe cylindrique 17 entoure la partie 16 et coopère avec les rainures 15 pour former des canaux étanches. Les autres extrémités des rainures 15 sont reliées à un canal 18 ménagé dans une partie 19 de la carcasse 2. L'autre extrémité du 20 canal 18 est reliée à un canal 20 ménagé dans un palier du type à manchon 21. Le canal 20 est relié à une chambre 22 prévue dans un arbre 23 du rotor 3. L'arbre 23 comprend un arbre externe 24 sur lequel sont montés les enroulements rotoriques 8 et 10 et le rotor à aimant permanent 12. L'arbre 24 est monté dans la carcasse 2 au 25 moyen d'un palier du type à roulement 25, en vue de sa rotation. Un arbre interne 26 est ajusté à l'intérieur de l'arbre externe 24 et comprend à sa périphérie une rainure hélicoïdale 27. Une extrémité de la rainure hélicoïdale 27 est reliée à la chambre 22 tandis que l'autre extrémité de cette rainure est reliée à une chambre 28 pré-30 vue dans l'autre extrémité de.l'arbre 23. Ce dernier se termine par une partie cannelée 29 destinée à venir èn engagement avec un organe coopérant de la machine d'entraînement. La partie 29 possède un canal 30 en communication avec la chambre 28 et destiné à être relié à un canal coopérant de la machine d'entraînement. 35 Outre la rainure hélicoïdale 27, l'arbre interne 26 possède une rainure circulaire périphérique 31. Une pluralité de petits orifices 33» d'un diamètre par exemple de 5 mm, sont pratiqués dans l'arbre externe 24 et également espacés les uns des autres autour de celui-ci, ces orifices étant en alignement avec la rainure 31. 40 Des orifices similaires 33 sont prévus dans l'arbre 24 en communi 69 14395 3 2008202 cation avec la chambre 28. En alignement avec les séries d'orifices 33 se trouvent des déflecteurs 36 fixés à l'arbre 24» les déflecteurs 36 présentent une pluralité de perforations 37 disposées en cercle qui permettent le passage de l'huile, comme cela apparaîtra 5 par la suite. Un séparateur 38 en matière isolante est disposé contre le déflecteur 36 qui est en relation avec la chambre 28 afin de retenir l'huile au voisinage des têtes de bobines de l'enroulement 8. le séparateur 38 est semi-flexible et permet à l'huile de passer à force entre lui et les têtes de bobines de l'enroulement 8. l'ar-10 bre interne 26 possède également une autre rainure circulaire périphérique 39 disposée en alignement avec un orifice 40 ménagé dans l'arbre externe 24. l'orifice 40 est en alignement avec une rainure périphérique 41 d'un organe à croisillons 42. l'organe 42 est pourvu d'une pluralité de canaux 43 disposés entre la rainure 41 et une 15 pluralité de gicleurs 44 fixés dans l'organe 42. l'organe 42 est monté sur l'arbre 24 et se trouve en contact avec un puits de chaleur 45 sur lequel sont montés des redresseurs 46 et qui constitue également le support de l'enroulement rotorique 10 de l'excitatrice 5. les gicleurs 44 sont placés en alignement avec des entretoises 20 47 agencées entre les enroulements polaires formant l'enroulement 8 de la génératrice principale 4 (ïig» 3) • le palier 21 comprend une partie flexible 48 et une partie formant palier 49 et est fixé à la carcasse 2 au moyen d'une bague de retenue 50. la partie 49 vient s'ajuster lâchement dans un or-25 gane tournant 51 qui est fixé à l'arbre 23. Un léger jeu 52 est ainsi ménagé entre la partie 49 et l'organe tournant 51 afin de permettre à l'huile de passer dans une chambre 53 et ensuite à travers le palier 25 d'où elle s'écoule par gravité dans une cuvette 54. la cuvette 54 est reliée à un canal 55 qui est destiné à être connecté 30 à la machine d'entraînement. En fonctionnement, l'huile sous pression provenant de la machine d'entraînement pénètre par le canal 14 dans les canaux 15 ménagés à la périphérie de la carcasse 2 d'où elle va au canal 18. Du canal 18, l'huile pénètre à l'intérieur de l'arbre 23 par le canal 35 20 et arrive à la chambre 22. De la chambre 22, une petite fraction de l'huile est renvoyée à travers le jeu 52 pour lubrifier le palier 25. la majeure partie de l'huile pénètre dans la rainure hélicoïdale 27. Une fraction de l'huile qui s'écoule dans la rainure hélicoïdale 27 s'échappe par 40 l'orifice 40, la rainure 41 et les canaux 43 et atteint les gicleurs 69 14395 4 2008202 44 d'où elle est pulvérisée sur et à travers les entretoises 47 agencées entre les enroulements polaires formant l'enroulement 8 afin d'en extraire la chaleur. Les entretoises 47 sont en aluminium ou en toute autre matière bonne conductrice à la chaleur. Une autre 5 partie de l'huile qui s'écoule dans la rainure hélicoïdale 27 s'échappe par les orifices 33 ménagés dans l'arbre 24 et est dirigée sur le déflecteur 36 qui pulvérise l'huile sur les têtes de bobines de l'enroulement 8. L'huile restante qui s'écoule dans la rainure hélicoïdale 27 pénètre dans la chambre 28 d'où une partie 10 s'échappe par les orifices 33 et est dirigée sur l'autre déflecteur 36 qui agit de la même manière que mentionné ci-dessus. Le séparateur 38 en matière souple maintient l'huile en contact avec les têtes de bobines de l'enroulement 8 faisant face à la machine d'entraînement. Le reste de l'huile traverse le canal 30 et retourne à 15 la machine d'entraînement. La partie de l'huile en excès provenant du palier et celle projetée à l'intérieur de la carcasse s'écoulent par gravité dans la cuvette 54 d'où l'huile récupérée retourne à la machine d'entraînement. Non seulement l'agencement selon la présente invention 20 procure un excellent refroidissement de la génératrice mais encore il procure la lubrification du palier sans l'inconvénient d'avoir recours à des joints d'étanchéité. En se reportant maintenant à la Fig. 4, on y voit un tracé développé des rainures 15 de la ïig. 1. En raison de l'utilisation 25 du canal 55 il était nécessaire de terminer les rainures 15 de part et d'autre des parois du canal 55. Les flèches indiquent le chemin suivi par l'huile dans les rainures 15• Bien que dans tin but d'explication de l'invention une réalisation particulière de celle-ci ait été représaatée et décrite, il doit 30 être entendu que divers changements ou modifications évidents à tout homme de l'art peuvent y être apportés sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention ni sortir de son domaine. 69 14395 5 2008202 ÎŒVEïTOICAIIONS 1. Machine dynamo-électrique refroidie par liquide comprenant une carcasse, un. rotor monté dans la carcasse avec un enroulement rotorique monté sur le rotor et un enroulement statorique monté liaria la carcasse, une paire de canaux ménagés à la périphérie de la car- 5 casse, un canal hélicoïdal ménagé dans le rotor et un moyen connectant cette paire de canaux au canal hélicoïdal a-Pin de réaliser un circuit ininterrompu dans lequel circule le liquide de refroidissement, caractérisée en ce qu'il est prévu des moyens en communication avec le canal hélicoïdal et destinés à pulvériser du liquide de re- 10 froidissement sur les têtes de bobines des enroulements et des moyens destinés à évacuer le liquide de refroidissement s'écoulant à l'intérieur de la carcasse. 2. Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens destinés à pulvériser du liquide de re- 15 froidissement sur les têtes de bobines des enroulements comprennent une pluralité de gicleurs montés sur le rotor et pourvus de conduits en communication avec le canal hélicoïdal. 3. Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens destinés à pulvériser du liquide de 20 refroidissement sur les têtes de bobines des enroulements comprennent une pluralité d'orifices en communication avec le canal hélicoïdal et situés aù voisinage des dites têtes de bobines. 4. Machine dynamo-électrique selon la revendication 3, caractérisée en ce que les moyens destinés à pulvériser du liquide de 25 refroidissement sur les têtes de bobines des enroulements comprennent des déflecteurs montés stir le rotor en alignement avec les orifices et pourvus d'une pluralité de perforations destinées à livrer passage au liquide de refroidissement. 5. Machine dynamo-électrique selon la revendication 4, carac- 30 térisée en ce qu'un séparateur en matière souple est prévu pour maintenir le liquide de refroidissement en contact avec les têtes de bobines des enroulements. 6. Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un canal d'entrée relié à la paire de 35 canaux ménagés à la périphérie de la carcasse et un canal de sortie relié au canal hélicoïdal ménagé dans le rotor. 7. Machine dynamo-électrique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est prévu un palier destiné à monter le rotor 14395 6 2008202 dans la carcasse et un moyen destiné à dériver une partie du liquide de refroidissement et à le diriger sur ce palier.