Brevet FR2137885A1 — publié le 19721229

La présente invention est relative au refroidissement des machines dynamo-électriques 'et concerne plus particulièrement un rotor refroidi par liquide de machines de grandes dimensions, telles que les turbogénératrices. Les turbogénératrices importantes sont habituellement de construction à re-5 froidissement intérieur ou direct, dans laquelle un fluide de refroidissement circule à travers des conduits disposés dans les encoches du stator et du rotor, en contact thermique direct avec les conducteurs porteurs de courant se trouvant à l'intérieur de l'isolation par rapport à la masse. Ce type de construction fournit un système de refroidissement très efficace et permet d'augmen-10 ter fortement les puissances nominales maxima disponibles dans les génératrices de grandes dimensions sans dépasser l'encombrement maximum permis. Le fluide de refroidissement utilisé dans ces machines est habituellement de l'hydrogène qui remplit l'enveloppe êtanche et qui, par un ventilateur fixé sur l'arbre rotori-que, est mis en circulation à travers les conduits prévus dans les enroulements 15 statoriques et rotoriques et à travers des canaux radiaux ou axiaux pratiqués dans le paquet de tôles statorlque. Les puissances nominales maxima demandées aux génératrices de grandes dimensions ont continué d'augmenter, ce qui implique une amélioration supplémentaire du refroidissement de ces machines. Une amélioration sensible du refroi-20 dissement peut être obtenue par l'utilisation de fluides de refroidissement plus efficaces, par exemple des liquides. On a obtenu cette amélioration dans des stators en faisant circuler un réfrigérant liquide, tel que de l'eau, à travers les conduits de l'enroulement statorique. Une autre amélioration sensible peut être obtenue en appliquant la méthode de refroidissement par liquide 25 au rotor en faisant circuler un liquide adéquat, par exemple de l'eau, à travers des conduits prévus dans les enroulements rotoriques. Toutefois, de nombreux problèmes se posent pour faire circuler un réfrigérant liquide à travers le rotor d'une grosse génératrice. Un des problèmes les plus difficiles et les plus importants à résoudre est d'introduire le réfrigé-30 rant liquide dans un rotor de grand diamètre tournant â vitesse élevée, habituellement 3 000 tours par minute, et d'assurer son évacuation. Comme la pression du liquide réfrigérant varie comme le carré du rayon, il se développe des pressions très élevées dans les conduits de réfrigérant liquide proches de la périphérie du rotor et il est très difficile de prévoir des joints adéquats pour les 35 éléments d'entrée et d'évacuation situés à la périphérie, à cause de la vitesse périphérique élevée. C'est pourquoi il n'est pas pratique d'introduire le liquide à ou près de la surface du rotor et il est préférable de l'introduire en un endroit situé le plus près possible de l'axe du rotor, c'est-à-dire où le rayon est minimum. Une des extrémités de l'arbre du rotor est habituellement couplée 40 à un arbre de turbine pour assurer l'entraînement de celle-ci et n'est donc pas 72 17238 2 2137885 accessible pour permettre l'introduction du liquide dans l'axe de l'arbre. A 1* autre bout de la machine, l'arbre du rotor est normalement coupil à une des extrémités de l'arbre de l'excitatrice, l'autre extrémité de l'arbre de l'excitatrice étant normalement accessible pour permettre l'introduction du liquide. 5 Dans la pratique courante, les arbres de l'excitatrice et du rotor sont pourvus d'alésages s'étendant axialement sur toute leur longueur et ces alésages constituent des endroits convenant à l'introduction du liquide. Le liquide peut donc facilement être introduit à l'extrémité libre de l'arbre de l'excitatrice mais, dans la plupart des cas, l'alésage de l'arbre du ro-10 tor est en grande partie occupé par les conducteurs de raccordement de l'inducteur, qui sont de section relativement grande dans les machines de l'importance de celles concernées principalement par l'invention. On doit donc prévoir un passage pour le réfrigérant liquide à travers l'alésage de l'arbre rotorique en dépit de la présence des conducteurs dans celui-ci et, si possible, de manière à 15 refroidir ces derniers. Un revêtement résistant à la corrosion doit être appliqué à tous les conduits et à toutes les autres surfaces exposées au liquide et doit être prévu pour réduire au minimum ou supprimer les sollicitations indésirables dues à la dilatation thermique différente du matériau du revêtement. Le liquide réfrigérant doit également être dirigé à partir de l'alésage de l'arbre 20 vers la surface périphérique du rotor et dans les conduits dë l'enroulement rotorique et être ensuite évacué du rotor après avoir traversé les enroulements. Tous ces problèmesi ainsi que d'autres encore, se posent dans la conception d'un rotor refroidi à l'eau de façon satisfaisante et pratique. Diverses solutions ont été proposées pour la construction de tels rotors cfcmme, par exemple, celles 25 décrites dans les brevets US. 3 131 321, 3 457 440 et 3 497 736, mais aucune solution vraiment satisfaisante n'a pu être apportée aux problèmes exposés ci-dessus . Le wit de la présente invention est dé fournir un rotor refroidi par liquide pour machines dynamoélectriques, qui évite les problèmes discutés ci-avant et 30 qui peut être réalisé d'une manière rationnelle donnant toute satisfaction. L'invention consiste en un rotor de machine dynamoélectrique ayant des portions d'arbre et une partie centrale portant les enroulements, les dits enroulements étant munis de canaux de circulation du réfrigérant liquide, au moins les dites portions d'arbre étant munies d'un alésage central qui les traverse axia-35 lement, des conducteurs électriques pour les enroulements disposés dans l'alésage de la portion d'arbre située à l'une des extrémités du rotor, les dits conducteurs s'étendant axialement dans l'alésage, un moyen pour établir des connexions électriques entre les conducteurs axiaux et les conducteurs de l'excitatrice et entre les conducteurs axiaux et les enroulements, un conduit annulaire dispo-40 sé dans le dit alésage entourant les dits conducteurs sur toute leur longueur, 72 17238 3 2137885 un moyen pour introduire le réfrigérant liquide dans le dit alésage d'arbre au-delà de l'extrémité des conducteurs, un moyen pour diriger le réfrigérant se trouvant dans l'alésage pour qu'il circule dans le dit conduit annulaire, un moyen pour diriger le réfrigérant du dit conduit annulaire vers les canaux pré-5 vus dans les enroulements et un moyen pour diriger le réfrigérant des canaux des enroulements vers un alésage de l'arbre pour son évacuation. Suivant la présente invention, le réfrigérant liquide, qui est de préférence de l'eau, est introduit par l'alésage central de l'arbre de l'excitatrice et se déplace axialement à travers un tube en matériau résistant à la corrosion, de préférence, de 10 l'acier inoxydable, disposé dans l'axe de l'arbre de l'excitatrice. Comme expliqué précédesnent, l'alésage de l'arbre du rotor est occupé en grande partie par les conducteurs d'alimentation de l'inducteur qui sont relativement gros et qui sont disposés aussi près que possible de l'axe du rotor pour réduire le flux magnétique dans l'arbre de celui-ci, et le réfrigérant liquide est envoyé à tra-15 vers la partie d'arbre du rotor par un conduit annulaire formé par deux tubes en matériau résistant à la corrosion qui entourent les conducteurs disposés dans 1' alésage de l'arbre. L'utilisation de ce conduit annulaire permet de maintenir 1' écoulement nécessaire du réfrigérant à travers l'arbre et aussi d'assurer un refroidissement efficace des conducteurs eux-mêmes pour les maintenir à une tempé-20 rature acceptable. Le tube qui se trouve dans l'arbre de l'excitatrice et dans lequel circule le réfrigérant est raccordé au conduit annulaire situé dans l'arbre du çotor par un élément de couplage qui est conçu de telle manière que le liquide passe du tube dans le conduit annulaire avec un minimum de perte. Au point de rencontre de la partie d'arbre et de la partie centrale du ro-25 tor, le liquide passe par des tubes radiaux du conduit annulaire vers la surface du rotor et dans une chambre annulaire de distribution d'où il est dirigé à travers des conduits adéquats vers l'enroulement rotorique. Le liquide est également utilisé pour refroidir les conducteurs radiaux qui connectent les conducteurs axiaux se trouvant dans l'alésage de l'arbre â l'enroulement rotorique, 30 car ces conducteurs supportent des courants importants et se trouvent dans un endroit oû il est difficile de les refroidir autrement. Le liquide circule à travers les enroulements rotoriques et est ensuite recueilli à l'autre bout de la machine dans une chambre annulaire semblable à l'autre et, de là, est dirigé à travers des conduits radiaux vers l'alésage de l'arbre pratiqué à l'extrémité 35 opposée du rotor d'où il est évacué de toute manière adéquate. On obtient ainsi une construction qui atteint le but recherché/ qui réside dans une circulation très efficace de réfrigérant liquide à travers un rotor de très grandes dimensions tournant à vitesse élevée et qui ne pose plus les problèmes évoqués ci-dessus . 40 L'invention sera mieux comprise en se référant à la description qui va 72 17238 4 2137885 suivre et aux dessins annexés. Sur ces dessins: - La figure 1 est une vue en élévation partiellement en coupe d'un turbogéné-rateur muni d'un rotor refroidi par liquide, réalisé suivant l'invention. - La figure 2 est une coupe longitudinale à grande échelle d'une extrémité 5 du rotor représenté à la figure 1 et, en particulier, de la partie constituant l'arbre du rotor. - La figure 3 est une coupe longitudinale d'un assemblage d'accouplement entre l'arbre de l'excitatrice et l'arbre du rotor, pratiquée suivant la ligne III-III de la figure 4. 10 - La figure 4 est une coupe pratiquée suivant la ligne ÏV-ÏV de la figure 3. - La figure 5 est une coupe pratiquée suivant la ligne V-V de la figure 2, montrant une partie du conduit annulaire de circulation du réfrigérant. - La figure 6 est une vue en plan, fragmentaire, d'une partie de la surface de l'arbre de rotor montrant le sommet d'un conducteur radial et 15 - La figure 7 est une coupe fragmentaire pratiquée suivant la ligne VII-VII de la figure 2. Comme indiqué à la figure 1, l'invention s'applique ici à un turbogénéra-teur de grandes dimensions, de construction classique, mais il est bien entendu que le rotor réalisé suivant la présente invention peut être utilisé dans tout 20 type de machine dynamoélectrique. Comme illustré, le générateur possède une partie magnétique statorique 10 supportée par des bagues d'armature 12 disposées dans une enveloppe extérieure 14 étanche. La partie magnétique 1Q est constituée d'un empilage de tôles classique traversé de part en part d'un alésage cylindrique et les tôles sont fi-25 xées de la manière habituelle entre des plateaux d'extrémité 15. La partie magnétique statorique 10 est pourvue d'encoches longitudinales découpées à sa périphérie intérieure pour le logement d'un enroulement statorique 16 qui peut être de tout type adéquat mais qui, dans le cas présent, est représenté sous forme d'un enroulement refroidi par liquide. À cet effet, des chambres collec-30 trices circulaires d'entrée et de sortie 17 sont prévues aux extrémités opposées de la machine et sont raccordées par des moyens adéquats 18 pour faire circuler un réfrigérant liquide, tel que de l'eau, à travers les bobines de 1' enroulement 16. Les chambres collectrices 17 peuvent être raccordées en 19 à un système de recyclage de tout type adéquat. La construction d'un stator refroidi 35 par un liquide permettant d'appliquer les principes de la présente invention est décrite dans la demande US. 31 296 du 23 avril 1970, étant bien entendu que d' autres constructions adéquates peuvent être utilisées. L'enveloppe 14 est remplie d'un gaz de refroidissement, de préférence de l'hydrogène, qui circule à l'intérieur de la dite enveloppe pour refroidir le paquet de tôles statorique en 40 s'écoulant à travers les conduites radiales de refroidissement, et un déflecteur 72 17238 5 2137885 de tout type adéquat peut être disposé à l'intérieur de l'enveloppe pour diriger l'écoulement de gaz dans celle-ci. La machine possède un rotor 20 qui est logé dans l'alésage du stator 10 et repose dans des paliers 21 situés aux extrémités de l'enveloppe. Les paliers 5 comprennent, de préférence, des garnitures de joint pour empêcher un écoulement de gaz le long de l'arbre du rotor. Les paliers et les garnitures de joint peuvent être de construction classique adéquate et ne sont pas décrits en détail par le fait qu'ils ne font pas partie de l'invention. L'excitation de l'inducteur de la génératrice est fournie par une excitatrice 22 disposée à une des ex-10 trémités de la machine. L'excitatrice 22 peut, par exemple, être une excitatrice sans balais ou de tout autre type désiré qui soit capable de fournir l'excitation de l'inducteur en courant continu nécessaire à la génératrice. L'excitatrice 22 est logée dans une enveloppe et comprend un arbre 23 supporté par des paliers disposés dans l'enveloppe de l'excitatrice. 15 Coamë indiqué aux figures 1 et 2, le rotor 20 comprend une partie centrale 25 qui est munie d'encoches périphériques classiques pour le logement d'un enroulement rotorique 26. L'enroulement rotorique 26, qui constitue l'enroulement inducteur de la génératrice, peut être disposé de toute manière convenable dans les encoches du rotor pour réaliser le nombre voulu de pôles magnétiques qui est 20 habituellement de 2 ou de 4 pour les machines de ce type. L'enroulement est constitué de conducteurs 27 en cuivre qui s'étendent longitudinalement â travers les encoches de la partie centrale 25 et qui forment des boucles dans les parties d'extrémité 28 des spires au-delà des extrémités de la partie centrale 25 du rotor, ces boucles étant protégées contre les forces centrifuges par des ba-25 gues de retenue massives 29 de la manière habituelle. Comme on peut le remarquer dans les parties d'extrémité 28 des spires, qui sont visibles à la figure 2, les conducteurs qui constituent l'enroulement sont creux et peuvent être parcourus d'un bout à l'autre par un liquide réfrigérant. On peut employer des systèmes de circulation du réfrigérant de tout type de même qu'on peut utiliser un circuit 30 électrique de tout type souhaité. La partie centrale 25 du rotor 20 possède de part et d'autre des portions d'arbre 30. La portion d'arbre 30 se trouvant du côté gauche du rotor, tel que montré aux dessins, se prolonge par un tourillon 31 logé dans un palier 21 et se terminant par une bride d'accouplement 32. La portion d'arbre 30 est percée d' 35 un alésage central 33 qui, suivant la pratique habituelle, peut s'étendre d'un bout à l'autre du rotor. L'autre portion d'arbre 30, située à l'autre extrémité du rotor, peut être réalisée de la même façon et n'est donc pas montrée en détail. L'arbre 23 de l'excitatrice est également percé d'un alésage central 34 qui aboutit à une bride d'accouplement 35 comme montré aux figures 1, 2 et 3. Le 40 fluide réfrigérant qui, de préférence, est de l'eau, est introduit dans le rotor 72 17238 6 2137885 à travers l'alésage 34 de l'arbre 23 de l'excitatrice car dé cette façon, il entre en un endroit ou le rayon est minimum, ce qui ne nécessite qu'une pression d'entrée minimum et simplifie les problèmes d'étanchéité. Afin de protéger contre la corrosion l'arbre 23 en acier de l'excitatrice, un tube 36 en matéri-5 au résistant à la corrosion est disposé coaxialement dans l'alésage 34. Le tube 36 est, de préférence, en acier inoxydable et est fixé dans l'alésage 34 avec un léger jeu, en étant de préférence monté par l'intermédiaire d'intercalaires ou éléments de support 37 en un matériau tel que le polytétrafluoroéthylène qui permet de faire glisser facilement le tube par rapport à l'arbre. L'eau est ame-10 née dans le tube 36 à l'extrémité extérieure de l'arbre 23, où des dispositifs d'étanchéité 38 sont prévus. Comme mentionné ci-avant, le rotor est percé de part en part d'un alésage central 33. Comme représenté aux figures 2 et 3, des conducteurs axiaux 40 et 41 disposés dans l'alésage 33 dans la partie gauche de l'arbre du rotor s'éten-15 dent sur toute la longueur du dit alésage. Comme ces conducteurs sont parcourus par le courant d'excitation de la génératrice qui est important, ils sont nécessairement de section relativement grande et, dans l'alésage, ils sont placés aussi près que possible de l'axe de l'arbre de même qu'aussi près que possible les uns des autres, pour réduire le flux magnétique engendré par les courants 20 élevés. Comme montré à la figure 4, les conducteurs 40 et 41 sont de section sensiblement semi-circulaire et sont isolés entre eux et par rapport à l'arbre par un matériau isolant 43. Un conducteur radial 44 traverse l'arbre du rotor à hauteur de la bride d'accouplement 32 ou à proximité de celle-ci et est vissé dans le conducteur 40. Le conducteur 44 peut être connecté de toute manière con-25 venable au conducteur 45 venant de l'excitatrice 22. Le conducteur radial 44 peut être constitué d'une broche massive en cuivre recouverte d'une feuille isolante 46 et vissée dans le conducteur 40. Un conducteur radial semblable 47 est prévu à l'autre extrémité du conducteur 40, au voisinage de la partie centrale du rotor et est connecté à l'enroulement rotorique de la manière décrite en dé-30 tail ci-après. 11 est bien entendu que des conducteurs radiaux similaires sont prévus pour être raccordés à l'autre conducteur axial 41 mais ne sont pas représentés afin de ne pas charger le dessin. Le réfrigérant liquide qui est introduit dans le rotor par l'alésage 34 de l'arbre de l'excitatrice doit s'écouler à travers l'alésage 33 de la portion d' 35 arbre 30 du rotor pour atteindre l'enroulement rotorique. Les conducteurs 40 et 41 occupent la majeure partie de la section intérieure de l'alésage pratiqué dans la portion de l'arbre du rotor, mais il reste assez de place sans devoir pratiquer un alésage excessif pour assurer l'écoulement de réfrigérant nécessaire à l'obtention du refroidissement souhaité et ce réfrigérant peut également 40 être utilisé pour refroidir les conducteurs eux-mêmes, ceux-ci dégageant une 72 17238 7 2137885 quantité appréciable de chaleur à cause des courants élevés qui les parcourent. Le refroidissement des conducteurs axiaux doit, cependant, s'effectuer de manière à maintenir des températures pratiquement uniformes dans le but d'éviter des contraintes dues à des dilatations thermiques inégales et, pour cette rai-5 son, on a prévu pour la circulation du réfrigérant un conduit annulaire entourant complètement les conducteurs axiaux. Ce conduit est constitué de deux tubes 48 et 49 disposés concentriquement autour des conducteurs, à l'intérieur de l'alésage de l'arbre et séparés l'un de l'autre d'une distance suffisante pour former un conduit annulaire ayant une section compatible avec l'écoulement de iO réfrigérant. Cooae ce conduit entoure complètement les conducteurs 40 et 41 et qu'il est complètement rempli d'eau de refroidissement, on obtient un refroidissement et une température uniformes des conducteurs. Les tubes 48 et 49 sont fabriqués en acier inoxydable ou en tout autre matière résistant à la corrosion. Le tube intérieur 48 entoure exactement les conducteurs 40 et 41 et les supporte 15 en étant séparés d'eux par un revêtement isolant tandis que le tube 49 forme la paroi extérieure du conduit annulaire et empêche l'arbre de rotor en acier d'être attaqué par l'eau. Les tubes 48 et 49 peuvent être maintenus en place de toute manière adéquate comme, par exemple, à l'aide d'intercalaires 50 placés entre les tubes et le tube extérieur 49 peut être fixé dans l'alésage avec des 20 supports 51 en "Teflon" pour permettre au tube de glisser axialement. Le conducteur radial 44 pénètre dans le conduit annulaire à travers un collier métallique 52 qui est soudé, ou fixé de toute autre façon à l'intérieur du conduit, de manière à sceller l'ouverture autour du conducteur et empêcher l'eau de fuir. Tout dispositif d'étanchéité différent ou supplémentaire peut être utilisé si 25 on le désire. L'autre extrémité du conduit annulaire est obturée par une bague 53 scellée sur les extrémités des tubes 48 et 49. Les brides d'accouplement 32 et 35 sont reliées ensemble par des boulons (non représentés) ou par tout autre moyen susceptible de raccorder rigidement ensemble les arbres 30 et 23 de manière qu'ils forment un assemblage monobloc. 30 L'eau qui pénètre dans l'arbre 25 de l'excitatrice passe par le tube 36 dans 1' axe de l'arbre et doit être dirigée de là vers le conduit annulaire formé par les tubes 48 et 49 se trouvant dans l'alésage de l'arbre. Ce peut évidemment se faire par un écoulenent de fluide à angle droit à travers les conduits radiaux mais un tel agencement, où les conduits d'écoulement sont de section relative-35 ment faible, entraîne nécessairement des pertes élevées. C'est pourquoi le montage représenté en détail aux figures 3 et 4 est conçu pour éviter de telles pertes. Ce montage comprend une pièce d'accouplement 55 en acier inoxydable ou en tout autre matière résistant à la corrosion et, de préférence, la même que celle des tubes 36, 48 et 49. La pièce d'accouplement 55 possède une ouverture 40 centrale 56 avec laquelle le tube 36, qui est soudé à la dite pièce 55, est en 72 17238 8 2137865 communication. Une séx:j.e ^ conduits 57, inclinés par rapport à l'axe, partent du conduit central 56, comme indiqué â la figure 3, pour amener le liquide qui circule dans le tube 36 à un endroit où le rayon est plus grand et qui correspond à la position du conduit annulaire formé par les tubes 48 et 49. On peut 5 prévoir tout nombre convenable de conduits 57, en l'occurrence, quatre sur les dessins, et ceux-ci sont inclinés, comme montré à la figure 3, de manière qu'ils s'étendent à la fois axialement et radialement pour réduire les pertes dues au changement de direction de l'écoulement du fluide. Une bague 58, également en acier inoxydable, est solidarisée avec la pièce 10 d'accouplement 55 au moyen de boulons 59 passant par des trous pratiqués dans celle-ci. On doit prévoir un nombre suffisant de boulons 59 pour réaliser une liaison rigide et pour appliquer la bague 58 de façon étanche sur la pièce d' accouplement 55. Des canaux 61 sont pratiqués dans la bague 58 de manière à correspondre avec les conduits 57 et des joints, comme par exemple des joints 15 en anneau de section circulaire 62, sont prévus pour rendre la jonction entre les conduits 57 et les canaux 61 tout-à-fait étanche, la pression nécessaire étant fournie par les boulons 59. Les canaux 61 communiquent avec une chambre annulaire 63 pratiquée dans la bague 58 et la dite chambre 63 communique directement avec le conduit annulaire formé par les tubes 48 et 49 qui sont soudés ou 20 fixés d'une autre manière sur la bague 58. Le réfrigérant liquide circulant dans le tube 36 est dirigé à travers les conduits 57 et les canaux 61 vers le conduit annulaire logé dans l'alésage de l'arbre du rotor, avec un minimum de pertes, et s'écoule à travers le dit conduit annulaire dans la direction de la partie centrale du rotor tout en refroidissant les conducteurs axiaux 40 et 41. 25 À l'autre extrémité de la partie 30, à proximité de la partie centrale 25 du rotor, le liquide réfrigérant quitte le conduit annulaire formé par les tubes 48 et 49 par deux canaux radiaux 65, diamétralement opposés, pratiqués dans le rotor et qui s'étendent jusqu'à la surface de celui-ci. Les canaux 65 sont gainés de tubes 66 en acier inoxydable qui sont soudés ou fixés d'une autre façon 30 sur le tube extérieur 49 et les dits canaux 65 communiquent avec une chambre annulaire de distribution d'eau 67 qui fait le tour du rotor. La chambre 67 peut être une pièce séparée soudée ou fixée autrement sur la surface du rotor et est de préférence également fabriquée en acier inoxydable. Des ailettes de ventilateur 68 peuvent être fixées à la périphérie extérieure de la chambre 67 et coo-35 pèrent avec des ailettes fixes 69 situées dans le stator pour former un ventilateur à écoulement axial destiné à faire circuler le gaz dans l'enveloppe 14. L'eau circulant dans le passage annulaire formé par les tubes 48 et 49 s' écoule donc par les canaux radiaux 65 vers la chambre de distribution d'eau 67. Cette eau est toutefois utilisée avant qu'elle ne pénètre dans les canaux 65 40 pour refroidir le conducteur radial 47 situé à proximité de la partie centrale 72 17238 9 2137885 du rotor. Il est bien entendu que le conducteur radial 44 situé à l'extrémité extérieure de l'arbre du rotor ne nécessite pas de moyens de refroidissement spéciaux puisque son extrémité intérieure est refroidie par le liquide circulant dans le conduit annulaire et que son extrémité extérieure est accessible 5 au système de refroidissement de l'excitatrice. Le conducteur radial 47 est cependant logé à l'intérieur de la génératrice en un endroit où il n'est pas accessible et peut être plus long, ce qui fait qu'un refroidissement supplémentaire peut être nécessaire pour ce conducteur. Afin d'obliger l'eau circulant dans le conduit annulaire à s'écouler autour du conducteur 47 avant qu'elle ne pénè-10 . tre dans les canaux 65, on a disposé des déflecteurs 70 dans le conduit annulaire au voisinage de l'orifice d'entrée des canaux 65, de la manière représentée à la figure 5. Ces déflecteurs font dévier l'eau circulant dans le conduit annulaire et l'oblige à s'écouler autour de l'extrémité inférieure du conducteur 47 puis de rejoindre les canaux 65 comme montré par les flèches de la figure 5. 15 ZI est bien entendu que, comme mentionné précédemment, des conducteurs radiaux sont prévus pour venir rejoindre le conducteur axial 41, mais qu'ils n'ont pas été représentés pour la clarté du dessin. Le plan de coupe de la partie inférieure des figures 1 et 2 doit donc, pour cette raison, être considéré comme étant légèrement décalé -angulairement du plan de coupe de la partie supérieure de ces 20 figures et aussi pour montrer plus clairement les boucles d'extrémité 28 des enroulements et les connecteurs 73. L'eau circulant dans la chambre de distribution 67 est dirigée vers les conducteurs 27 de l'enroulement rotorique de manière à assurer son refroidissement. A cet effet, un certain nombre de conduits 71 s'éloignent axialement de la 25 chambre de distribution 67 et sont raccordés par des tuyaux flexibles isolants 72 aux connecteurs 73 qui s'enfoncent individuellement dans chacun des conducteurs 27. Les tuyaux flexibles isolants 72 peuvent être attachés à la surface du rotor de toute manière convenable pour les préserver des forces centrifuges auxquelles elles sont soumises. Comme illustré aux dessins, ils peuvent être noyés 30 dans un bloc 74 en matériau moulé adéquat qui est fixé par la suite par des bagues de retenue 75 emmanchées â chaud ou fixées autrement sur l'ensemble pour maintenir le tout en place. Les connecteurs 73 s'enfoncent axialement dans des encoches 75 pratiquées dans la surface du rotor et sont maintenus à l'intérieur de celles-ci par des cales 77. Les connecteurs 73 peuvent être de tout type ap-35 proprié et fixés de toute manière convenable. L'eau venant de la chambre 67 est également utilisée pour refroidir l'extrémité extérieure du conducteur radial 47 ainsi que les conducteurs d'enroulement. Dans ce but, le tube 78 est, comne indiqué aux figures 2 et 6, en communication avec la chambre 67 et est raccordé à un tube 79 par un raccordement iso-40 lant semblable aux connecteurs 72 déjà décrits. Le tube 79 est raccordé à un 72 17238 2137885 connecteur 80 en forme de bague 4m! entoure l'extrémité du conducteur radial 47. Le conducteur radial 47 comprend une broche massive 40 en cuivre entourée d* un manchon isolant 81 qui s'enfonce à travers une ouverture radiale pratiquée dans la partie d'arbre 30 et est vissée dans le conducteur axial 40, La partie. 5 supérieure du conducteur 47 est munie d'une rainure pratiquée à sa périphérie, dans laquelle vient se placer le connecteur annulaire 80, celui-ci possédant un canal annulaire 82 pour l'eau venant du tube 79. Un conducteur 83 est brasé sur le connecteur annulaire 80 et s'enfonce axialement dans une encoche 84 pratiquée dans la surface rotorique. Comme indiqué à la figure 7, le conducteur 83 est iso-10 lé de l'encoche par un manchon isolant 85 et est maintenu en place dans la dite encoche 84 par une cale 86. Le conducteur 83 possède un canal central 87 qui communique avec le canal annulaire 82 du connecteur 80.. L'eau venant de la chambre de distribution 67 s'écoule donc à travers les tubes 78 et 79 vers le canal annulaire 82 où elle circule autour de la tête du conducteur radial 47 pour le 15 refroidir et s'engage ensuite dans le canal central 87 du conducteur 83. Le conducteur 83 amène le courant d'excitation à l'enroulement rotorique 27 et est refroidi par le liquide qui circule dans le canal central 87 et, par la suite, s' écoule dans l'enroulement rotorique de la même manière que le liquide transporté par les connecteurs 73. 20 Lorsque l'eau circule à travers le conduit annulaire prévu dans l'arbre du rotor et qu'elle absorbe la chaleur dégagée par les conducteurs axiaux, sa température augmente au cours du fonctionnement de la machine et l'augmentation de température des tubes 48 et 49 peut être plus élevée que celle de la partie 30 de l'arbre. Comme ces tubes sont, de préférence, fabriqués en acier inoxydable 25 dont la dilatation thermique est plus forte que celle des aciers en alliage spécial que l'on utilise pour fabriquer le rotor lui-même, il faut tenir compte des différences de dilatation pour éviter des contraintes excessives et des déformations éventuelles qui se manifesteraient si les tubes étaient fixés de façon rigide. Un manchon 89 est prévu dans chacun des canaux radiaux 65 extérieurement 30 aux conduits 66 et ces manchons 89 sont rendus solidaires du tube extérieur 49, immobilisant celui-ci en position axiale à cet endroit. Un collier entoure le conducteur 47 et est fixé aux tubes 48 et 49 pour rendre le conduit annulaire étanche de la même façon que le collier 52 décrit précédemment. Le collier procure un jeu suffisant autour du conducteur 47 pour permettre un certain dépla-35 cernent axial des tubes 48 et 49. Ceux-ci sont libres de se mouvoir longitudinale-ment dans l'alésage 33, sauf en ce qui concerne le point d'immobilisation du tube 49, et sont maintenus en place par les supports 51, comme décrit précédemment. Les tubes 48 et 49, le système d'accouplement 55 et le tube 36 sont donc libres de se déplacer longitudinalement dans les alésages d'arbre pour s'adapter 40 à la différence de dilatation, le collier 52 entourant le conducteur radial 44 72 17238 " 2137885 avec un jeu suffisant pour lui permettre un tel déplacement. Le problème posé par les différences de dilatation est ainsi résolu d'une manière simple et efficace en fixant tout l'ensemble des t-mbes par une extrémité seulement et en permettant à cet ensemble de se déplacer autant que nécessaire dans des alésa-5 ges d'arbre. L'eau ou autre réfrigérant liquide, introduite dans les enroulements rotoriques par les connecteurs 73 s'écoule à travers les canaux, prévus dans les conducteurs 27 vers l'autre extrémité du rotor et est évacuée par les connecteurs 91 (figure 1) de la même façon qu'aux connecteurs 73. Les connecteurs 91 sont 10 disposés et fixés en place de la même manière que les connecteurs 73 et ils s'étendent dans l'axe de l'arbre du rotor vers une chambre annulaire 92 fixée à la surface du rotor. L'eau qui pénètre dans la chambre 92 s'écoule par des canaux radiaux et pénètre dans l'alésage 33 de l'arbre du rotor par cette extrémité de ce dernier d'où elle peut être évacuée de la manière désirée. Dans la réalisati-15 on montrée aux figures, l'alésage 33 est obturé à proximité des canaux 93 par une cloison 94, ce qui fait que l'eau circulant radialement vers l'intérieur à travers les canaux 93 s'écoule par l'alésage 33 vers d'autres canaux radiaux 95 d'où elle se déverse dans une chambre collectrice fixe 96 qui entoure le rotor et qui peut être rendue étanche de toute manière convenable. L'eau venant de la 20 chasfcre 96 est évacuée en 97 pour être refroidie et recyclée ou pour subir un autre traitement adéquat. Les canaux radiaux 93 et 95 ainsi que l'alésage de 1' arbre situé entre ceux-ci sont, de préférence, pourvus de gaines en acier inoxydable pour protéger le rotor de la corrosion, les dispositions nécessaires étant prises pour tenir courte des différences de dilatation qui pourraient intervenir. 25 On voit qu'on a réalisé un rotor refroidi à l'eau dans lequel les problèmes discutés précédemment ont été résolus. L'eau est introduite dans l'axe de l'arbre où la pression est le plus faible, ce qui diminue les difficultés rencontrées pour assurer l'étanchéité et l'introduction de l'eau. On a prévu des moyens pour faciliter le passage de l'eau de l'alésage central où elle circule initialement 30 vers un canal annulaire de plus grand rayon pour lui permettre de s'écouler autour des conducteurs axiaux et de les refroidir ceux-ci étant placés dans leur position habituelle dans l'alésage du rotor. De cette façon, on obtient un sys-tèire très efficace pour introduire le réfrigérant liquide dans un rotor refroidi à l'eau avec des pertes minima et avec un minimum de difficultés pour assurer 1* 35 étanchéité. Le problème des différences de dilatation engendré par la nécessité d'utiliser un revêtement résistant à la corrosion pour les canaux conduisant 1' eau est également résolu d'une manière simple en permettant un libre déplacement axial des tubes et des moyens d'accouplement qui transportent le réfrigérant. On a réalisé également un refroidissement efficace de toutes les parties du rotor 40 qui sont parcourues par le courant. 72 17238 12 2137885 Il est évident qu'on a réalisé un système de construction très efficace pour les rotors refroidis à l'eau destinés à des grosses machines dynamoélectriques telles que les turbogénératrices. Une réalisation particulière a été représentée et décrite dans le but d'illustrer l'invention, mais il est bien entendu que diverses modifications peuvent être envisagées et que d'autres réalisations sont possibles. 72 17238 13 2137885 REVENDICATIONS. 1. Rotor de machine dynamoélectrique, caractérisé en ce qu'il possède des portions d'arbre et une partie centrale portant les enroulements, les dits enroulements étant munis de canaux de circulation du réfrigérant liquide, au moins les 5 dites portions d'arbre étant munies d'un alésage central qui les traverse axialement, des conducteurs électriques pour les enroulements, disposés dans l'alésage de la portion d'arbre situé à l'une des extrémités du rotor, les dits conducteurs s'étendant axialement dans l'alésage, un moyen pour établir des connexions électriques entre les conducteurs axiaux et les conducteurs de l'excitatri- 10 ce et entre les conducteurs axiaux et les enroulements, un conduit annulaire disposé dans le dit alésage entourant les dits conducteurs sur toute leur longueur, un moyen pour introduire le réfrigérant liquide dans le dit alésage d'arbre au-delà de l'extrémité des conducteurs, un moyen pour diriger le réfrigérant se trouvant dans l'alésage pour qu'il circule dans le dit conduit annulaire, un 15 moyen pour diriger le réfrigérant du dit conduit annulaire vers les canaux prévus dans les enroulements et un moyen pour diriger le réfrigérant des canaux des enroulements vers un alésage du bout d'arbre pour son évacuation. 2. Rotor suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen prévu pour diriger le réfrigérant circulant dans l'alésage de l'arbre vers le conduit annu- 20 laire comprend un élément d'accouplement ayant un canal central en communication avec l'alésage et des conduits inclinés vers l'axe de l'arbre et s'étendant à la fois radialement et axialement â partir du canal central, les dits conduits inclinés communiquant avec le conduit annulaire. 3. Rotor suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le 25 moyen prévu pour l'introduction du réfrigérant liquide dans le dit alésage d'arbre au-delà de l'extrémité des conducteurs comprend une portion d'arbre faisant partie intégrante de la partie centrale du rotor et une partie d'arbre distincte disposée suivant un m&ne axe, les dits conducteurs axiaux et le dit conduit annulaire s'étendant sensiblement vers l'extrémité de la portion d'arbre intégrée 30 à la partie centrale du rotor, un moyen pour coupler rigidement ensemble les dites portions; et un moyen pour introduire le réfrigérant liquide dans l'alésage de la portion d'arbre séparée. 4. Rotor suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'alésage de la portion d'arbre séparée contient un tube raccordé au dit moyen de couplage et en ce 35 que le dit conduit annulaire est constitué par deux tubes concentriques raccordés au moyen de couplage, les dits tubes et le dit moyen de couplage étant libres de se déplacer ensemble dans l'axe des alésages d'arbre. 5. Rotor suivant l'une des revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que les moyens permettant de réaliser des connexions électriques des conducteurs 40 axiaux aux conducteurs de l'excitatrice et des enroulements comprennent des 72 17238 2137885 conducteurs axiaux au voisinage de chacune des extrémités des dits.conducteurs axiaux, chacun des dits conducteurs axiaux s'étendant de la surface extérieure de la portion d'arbre jusque dans un conducteur axial pour réaliser leur raccordement électrique, les conducteurs axiaux se trouvant à proximité de la partie 5 centrale du rotor s'étendant â l'intérieur du dit conduit annulaire, et des déflecteurs disposés dans le dit conduit annulaire pour forcer le réfrigérant à circuler autour des conducteurs radiaux. 6. Rotor suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen prévu pour diriger le réfrigérant venant du conduit annulaire comprend 10 des tubes s'étendant radialement du conduit annulaire jusqu'à la surface du rotor, une chambre circulaire disposée autour du rotor communiquant avec les dits tubes radiaux et des moyens pour raccorder la chambre circulaire aux conduits des enroulements. 7. Rotor suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les tubes disposés 15 concentriquement qui constituent le conduit annulaire, les tubes radiaux et le moyen d'accouplement sont fabriqués en matériau résistant à la corrosion. 8. Rotor suivant la revendication 7, caractérisé en ce que le dit matériau résistant à la corrosion est de l'acier inoxydable.