Brevet FR2465096A1 — publié le 19810320

La présente invention concerne les alternateurs hydrauliques notamment intégrés dans les groupes-bulbes et, plus précisemment, la carcasse d'un tel alternateur. On sait qu'en fonctionnement, le circuit magnétique statorique d'un alternateur intégré dans un groupe-bulbe se dilate beaucoup plus en chauffant que la carcasse qui l'entoure puisque la surface extérieure de cette dernière reste en contact avec une eau froide circulante. I1 s'ensuit que la carcasse fait office de frette pour le circuit magnétique statorique en engendrant des forces tendant à comprimer ce dernier dès que l'alternateur est en fonctionnement. Pour résoudre ce problème, certains alternateurs ont été construits de telle manière qu'il n"y ait contact entre la carcasse et le circuit magnétique statorique qu'en fin de dilatation thermique. Toutefois, une telle disposition flottante a des conséquences néfastes sur les conditions de transmission du couple et de tenue aux attractions magnétiques déséquilibrées pendant tout le temps nécessaire à ltéchauffement requis pour assurer le contact entre la carcasse et le circuit magnétique statorique alors même que ces conditions sont extrêmement contraignantes à ce moment-là, en particulier pendant le démarrage asynchrone de l'alternatueur La présente invention a pour but d'obvier à cet in convénient. A cette fin, selon l'invention, la carcasse comprend, concentriquement, une partie cylindrique ex térieure et une partie cylindrique intérieure, toutes deux constituées par une structure chaudronnée pourvue d'une pluralité de raidisseurs radiaux en alternance avec des traverses longitudinales auxquelles sont fixées respectivement les extrémités de lames formant ressort de manière à assurer une liaison mécanique élastique entre les deux parties. Grâce à cette disposition, la partie cylindrique extérieure, refroidie par l'eau circulant à l'extérieur de l'alternateur, ne peut pas faire office de frette à la partie cylindrique intérieure bien que cette dernière se dilate autant que le circuit magnétique statorique auquel elle est solidaire et les lames formant ressort transmettent directement à la partie cylindrique extérieure de la carcasse les forces engendrées par le couple et les attractions magnétiques déséquilibrées dès le démarrage du groupe. Dans le domaine des turbo-alternateurs de grande puissance à axe vertical il est connu de mettre en oeuvre des structures élastiques entre les fondations en béton et le stator, afin d'atténuer le niveau des vibrations transmises aux fondations, comme décrit dans les brevets américains 3 523 203 et 3 742 271. Toutefois, les problèmes posés par les dilatations thermiques dans les alternateurs intégrés aux groupes-bulbes sont d'un ordre tout à fait différent. Selon la présente invention, en d'autres mots, la carcasse de l'alternateur est constituée de deux parties concentriques, lesquelles sont réunies mécaniquement 1' une à l'autre au moyen d'une structure élastique autorisant leurs déformations relatives. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement å la lecture de la description qui suit à laquelle un dessin est annexé, La figure unique représente partiellement en coupe radiale une carcasse d'alternateur conforme à la présente invention0 En référence maintenant à la figure, la carcasse de l'alternateur est située entre le circuit magnétique statorique l et liteau circulant à l'extérieur 2. Cette carcasse est constituée de deux parties cylindriques concentriques 3 et 4 entre lesquelles un espace 5 est ménagé. Les deux parties cylindriques sont toutes deux constituées par une structure chaudronnée pourvue d'une pluralité de raidisseurs 6.La partie extérieure 4 est en contact direct avec l'eau 2 et constitue en fait l'enceinte extérieure du groupe bulbe. Lorsqu'elle joue le rôle d'échangeur thermique, des caissons échangeurs 7 sont prévus à la périphérie. La partie intérieure 3 de la carcasse est rigidement solidaire du circuit magnétique statorique 1. A cet effet, des broches d'empilage et de serrage 8 sont soudées à la partie intérieure 3 de manière à faire partiellement saillie dans les tôles du circuit magnétique statorique 1. Pour assurer la liaison élastique entre la partie extérieure 4 et la partie intérieure 3 de la carcasse1 des traverses longitudinales 9 et 10 sont alternativement disposées dans chaque partie. De préférence, ces traverses 9 et 10 qui ont une section rectangulaire ont leurs côtés parallèles. Une lame Il formant ressort est fixée par ses extrémités respectivement à chaque jeu de traverses 9 et 10. Les prolongements de toutes ces lames il sont ainsi tangents à un cylindre imaginaire concentrique à la carcasse, mais de rayon légèrement plus petit que le rayon interne de la carcasse, de telle manière que la dilatation thermique de la partie intérieure 3 de la carcasse et du circuit magnétique statorique l ne soit pas contrariée,et que les efforts de couple soient intégralement transmis à la partie extérieure 4 de la carcasse. Des amortisseurs 12 peuvent être également prévus pour relier élastiquement les deux parties concentriques 3 et 4 de la carcasse. Ils sont alors constitués par des boites étanches à parois ondulées remplies d'élastomère prenant respectivement appui sur des raidisseurs radiaux 6 des deux parties de la carcasse. De préférence, les prolongements de tous ces raidisseurs 12 sont également tangents au même cylindre imaginaire que les prolongements des lames Il formant ressort.Ces raidisseurs ont pour rôle d'absorber les vibrations que les phénomènes électromagnétiques pourraient engendrer dans ltensemble constitué par la partie intérieure 3 de la carcasse et le circuit magnétique statorique lo Bien que seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit, il est bien évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans l'esprit de l'invention ne sortirait pas du cadre de la présente invention o En particulier, des cales 13 peuvent être prévues entre chaque traverse longitudinale 9 de la partie extérieure 4 de la carcasse de manière à engendrr préalablement des forces d'extension appliquées à la pr- tie intérieure 3 de la carcasse en vue de soulager les lames Il lorsque l'alternateur est en fonctionnement. En outre, n'importe quel système de refroidissement peut être adapté. Des joints radiaux en élastomère peuvent être prévus entre les deux parties concentriques de la carcasse pour guider le fluide de refroidissemente REVENDICATIONS 1. Carcasse pour alternateur hydraulique notamment pré vu pour être intégré dans un groupe-bulbe, caracté riséeen ce qu'elle comprend, concentriquement, une partie cylindrique extérieure (4) et une partie cy lindrique intérieure (3) entre lesquelles un espace libre (5) est ménagé, les deux parties (3 & 4) étant toutes deux constituées par une structure chaudronnée pourvue d'une pluralité de raidisseurs radiaux (6) en alternanee aoec des- traverses lon gitudinales (9 & 10) auxquelles sont fixées respec tivement les extrémités de lames (11) formant res sort de manière à assurer une liaison mécanique élastique entre les dites deux parties (3 & 4). 2. Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la dite partie cylindrique intérieure (3) est solidaire du circuit magnétique statorique (1) du dit alternateur. 3. Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce que la dite partie cylindrique extérieure (4) consti tue l'enceinte extérieure du dit groupe-bulbe. 4. Carcasse selon la revendication 3, caractérisée ence que des caissons échangeurs thermiques (7) sont dis posés à la périphérie de la dite partie cylindrique extérieure (4). 5. Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce que les dites lames (11) sont disposées de telle ma nière que leurs prolongements soient tangents à un cylindre imaginaire9 concentrique à la dite carcas se, mais de rayon légèrement plus petit que le rayon interne de ladite carcasse. 6. Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce que les dites traverses longitudinales (9 & lo) ont une section rectangulaire et que leurs cotés sont parallèles. 7. Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce que des cales (13) sont disposées entre chaque traver se longitudinale (9) de la dite partie cylindrique extérieure (4). 8. Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'elle comprend en outre, des amortisseurs (12) pre nant appui respectivement sur des raidisseurs radiaux (6) de chaque partie (3 & 4) de la dite carcasse. 9. Carcasse selon la revendication 8 caractérisée en ce que les dits amortisseurs (12) sont constitués par des boites étanches à parois ondulées remplies d'é élastomère, 10. Carcasse selon la revendication 8 caractérisée en ce que les dits amortisseurs (12) sont disposés de tel le manière que leurs prolongements soient tangents à un cylindre imaginaire concentrique à la dite carcas se mais de rayon légèrement plus petit que le rayon interne de ladite carcasse. 11. Carcasse selon la revendication 5 et 10 caractérisée en ce que les prolongements des dits amortisseurs (12) et des dites lames (11) sont tangents au même cylindre imaginaire0 12.Carcasse selon la revendication 1 caractérisée en ce que des joints radiaux sont disposés entre la dite partie cylindrique intérieure (3) et la dite partie cylindrique extérieure (4) de manière à guider le fluide de refroidissement dans l'espace libre (5)