Brevet FR2294577A1 — publié le 19760709

L'invention concerne un rotor de tachine électrique refroidi par circulation de gaz dans les encoches rotoriques, et plus particuliêreient un rotor de turbo- alternateur. On connaît un premier système de ventilation dans lequel du gaz de refroidir sement est prélevé dans l'entrefer par des orifices d'admission situés dans la cale d'encoche, passe radialement dans le sens centripète entre un bord d'encoche et l'enroulement, puis transversalement à travers les conducteurs de l'enroulement et enfin radialement dans le sens centrifuge entre l'atre.bord d'encoche et l'enroulement, pour ressortir dans l'entrefer par des orifices de sortie situés dans la cale d'encoche. Mais, du fait du pas tres court qui existe axialement entre les orifices d'admission et de sortie des cales d'encoche, il se produit un recyclage partiel du gaz dans l'entrefer, ce qui nécessite une valeur élevée du rapport entre Le débit total des ventilateurs de la machine électrique et le débit de gaz entrant dans les encoches rotoriques. On connaît aussi un deuxième système de ventilation dans lequel du gaz de refroidissesent arrive axialement dans pee sous-encoche disposée sous l'encoche qui reçoit l'enroulement, puis passe radialement dans des passages aménagés dans les conducteurs de l'enroulement et sort dans l'entrefer. Ce système est très efficace, mais il exige une sous-encoche assez importam dans les gros turbo-alternateurs. On a trouvé, suivant la présente invention, qu'il était avantageux de combiner le premier système de ventilation A prélèvement de gaz dans l'entrefer et circulation transversale dans l'enronlement avec le deuxième zystème de ventilatioa a arLvee axiale et circulation radiale dans l'enroulement, en limitant le premier système an baut de l'encoche et le deuxième système au bas de l'encoche. L'invention prévoit, ainsi, un rotor de tachine électrique refroidi par circulation de gaz, comprenant des encoches qui contiennent des conducteurs d'enroulement avec des passages pour le gaz ménagés entre les conducteurs, des sous-encoches d'aliweatatiou en gaz en communication chacune avec une encoche, et des cales de fermeture des encoches, caractérisé en ce que les conducteurz d'enroulement d'une encoche sont de deux types :: ceux du haut de l'encoche formant entre eux des passages transversaux et constituant un empilement qui laisse, d'une part un passage d'entrée de gaz entre un bord de l'encoche et cet empilement, passage communiquant avec un orffice d'admission de gaz ménagé dans la cale de fermeture de l'encoche, et, d'autre part, un passage de sortie de gai plus large entre l'autre bord de l'encoche et cet empilement, passage communiquant avec un orifice ou plusieurs orifices de sortie, de section totale plus grande que celle de l'orifice d'admission, ménagé dans la cale de fermeture de l'encocha, et ceux du bas de l'encoche formant, entre eux, au poins un passage radial en communication à une extrémité avec la sous-encoche et à l'autre extrémité avec ledit passage de sortie de gaz. Ainsi, la sous-encoche ne devant alimenter en gaz de refroidissement que les conducteurs du bas de encoche, est de dimensions réduites, les conducteurs du bas de l'encoche bénéficient d'un mode de refroidissement très efficace, et le courant de gaz venant de la sous-encoche et parcourant ledit passage de sortie de gaz produit un effet Venturi de succion qui accrort le débit de gaz dans le système de refroidissement du haut de l'encoche. Cocue on peut conserver le même rapport que dans la technique antérieure entre le débit général de gaz de refroidissement et le débit de gaz capté par le rotor dans ltentrefer, on réduit très sensiblement le débit général de gaz dans la machine. En se référant à la figure schématique ci-jointe, on va décrire un exemple de mise en oeuvre de l'invention, donné à titre non limitatif. Sur cette figure on a représenté une seule encoche I d'un rotor 2 de machine électrique tournant dans le sens de la flèche 3. Cette encoche est ferlée par une cale 4 dans laquelle sont aménagés un orifice 5 d'admission de gaz prélevé dans l'entrefer de la machine suivant le procédé dit 'tpick-up", et au moins un orifice 6 de sortie, plus large que l'orifice 5, permettant au gaz réchauffé dans l'encoche 1 d'être évacué dans l'entrefer. Les conducteurs du haut de l'encoche 1 sont des conducteurs munis de canaux transversaux formant un empilement 7 laissant sur un bord de encoche un passage 8 d'entrée de gaz et sur l'autre bord de l'encoche un passage 9 de sortie de gaz, plus large que le passage 8. Le passage 8 est en communication avec l'orifice 5 et permet l'entrée du gaz de refroidissement sur un c8té de ltempilement 7. Les conducteurs de l'empilement 7 comportent des passages transversaux figurés par des flèches 10, qui permettent au gaz de refroidissement arrivé en 8 de traverser l'empilement 7 et d'aboutir dans le passage 9. Ce passage 9 est en communication avec l'orifice 6 et permet l'évacuation du gaz de refroidissement dans l'entrefer. L'aménagement de la partie haute de l'encocha 1 peut, par exemple, être effectué selon la disposition décrite dans le brevet français demandé sous le n0 7 101 066 le 13 janvier 1971 et publié sous le n 2 121 981. Les conducteurs 11 du bas de l'encoche 1 comportent des passages radiaux 12 qui, à une extrémité 13, communiquent avec une sous-encoche 14 et, à l'autre extrémité 15, communiquent par des canaux 16 ménagés dans les conducteurs supérieurs, avec le passage 9. Le gaz de refroidissement qui arrive axialement dans la sous-encoche 14 passe radialement dans les passages 12 et se mèle dans le passage 9 au gaz de refroidissement qui a traversé l'empilement de conducteurs 7. Les conducteurs 11 peuvent être installés d'une manière similaire à celle décrite dans le brevet français n0 1 449 036, une communication étant, en outre, prévue dans les conducteurs 11 supérieurs pour relier les passages radiaux ménagés entre ceus-ci au passage 9. REVENDICATION Rotor de tachine électrique refroidi par circulation de gaz, comprenant des encoches qui contiennent des conducteurs d'enroulement avec des passages pour le gaz ménages entre les conducteurs, des sous-encoches d'alimentation en gaz en communication chacune avec une encoche et des cales de fermeture des encoches, caractérisé en ce que les conducteurs d'enroulement d'une encoche sont de deux types : ceux du haut de l'encoche forment entre eux des passages transversaux (10) et constituant un empilement (7 > qui laisse, d'une part un passage d'entrée de gaz (8) entre un bord de l'encoche et cet ewpile ent, passage communiquant avec un orifice d'admission de gaz (5) ménagé dans la cale de fermeture d'encoche (4) et, d'autre part, un passage de sortie de gaz (9), plus large entre l'autre bord de l'encoche et cet t empilement, passage communiquant avec un orifice ou des orifices de sortie (6), de plus grande section que celle de l'orifice d'admission (5), ménagé dans la cale de fermeture d'encoche (4), et ceux (11) du bas de l'encoche forment entre eut, au oins un passage radial (12) en communication à une extreoite (13) avec la sous-encoche (x4) et a l'autre extrémité (15) avec ledit passage de sortie de gaz (9).