Brevet FR2465351A3 — publié le 19810320

FR 2465351 A3 19810320 FR 7922440 A 19790907 La présente invention concerne un groupe moteur électrique submersible ou immergeable ventilé, prévu pour être accouplé coaxialement à une pompe, cette pompe étant destinée à être immergée dans un liquide à pomper. L'ensemble du groupe est également prévu pour être disposé dans un local susceptible d'être provisoirement immergé. En fonctionnement, la ligne d'arbre est verticale. Les moteurs connus de ce genre comprennent un carter étanche, de sorte que le moteur peut être immergé aussi bien que la pompe si le niveau de liquide est suffisant. Le moteur est alors convenablement refroidi par la convection externe du carter. I1 est connu de favoriser la convection interne par un brassage d'air à l'intérieur du carter au moyen d'un ventilateur calé sur l'arbre. Ce brassage est souvent limité au chignon inférieur du stator qui se trouve alors convenablement refroidi, car l'air brassé est au voisinage des masses froides de la pompe. I1 a été également envisagé d'installer une telle ventilation au niveau du chignon supérieur, mais, si le moteur émerge du liquide, ou s'il est utilisé en fosse sèche, ce brassage est sans effet pratique en raison de la très faible convection naturelle du carter dans l'air ambiant. Cet inconvénient est d'une grande importance et conduit souvent, par crainte d'échauffement, à n'utiliser ce type de moteur, lorsqu'il y a possibilité de fonctionnement émergé, qu'à une puissance moitié de la puissance nominale, et à prévoir des masses surabondantes de métal pour aider à la dissipation de la chaleur. La présente invention vise à réaliser un moteur dans lequel l'agitation de l'air intérieur, par les moyens de ventilation, s'accompagne d'une évacuation suffisante de la chaleur même si le moteur émerge du liquide à pomper. Suivant l'invention, le moteur électrique immergeable ventilé est prévu pour être accouplé à une pompe destinée à être immergée dans un liquide à pomper. I1 comprend un stator et un rotor sous carter étanche et des moyens de ventilation calés sur l'arbre du rotor. La ligne d'arbre est verticale en fonctionnement et le moteur est situé au-dessus de la pompe. Ce moteur est caractérisé en ce qu'il comprend des voies pour permettre la circulation d'un flux d'air d'une extrémité à l'autre du moteur. Le même flux d'air de ventilation, après avoir balayé le chignon supérieur comme le chignon inférieur, est amené au contact des parties froides du moteur contiguës au corps de pompe immergé, où il peut se refroidir efficacement. On obtient donc un refroidissement satisfaisant des deux chignons. Suivant une réalisation préférée de l'invention, les voies de circulation d'air comprennent un espace annulaire situé entre le stator et le carter, pour un parcours longitudinal dans un sens, et des canaux longitudinaux pratiqués dans le rotor, pour un parcours de retour. Suivant une réalisation avantageuse de l'invention, il est prévu des déflecteurs fixes pour guider le flux d'air et notamment le faire passer par les points les plus chauds. Suivant une réalisation perfectionnée de l'invention, le carter est fermé à son extrémité inférieure par un radiateur muni d'ailettes, enserré entre le carter et un flasque formant une partie du corps de pompe, et ces ailettes sont disposées sur les deux faces du radiateur, en regard du moteur et en regard de la pompe. La présence d'ailettes augmente la surface d'échange et améliore ore sensiblement l'échange thermique entre l'air de ventilation et le corps de pompe, notannnt par l'intermédiaire d'un liquide caloporteur. D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront encore de la description détaillée qui va suivre. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif - la Figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un groupe moto-pompe conforme à l'invention, la pompe elle-mêe n'étant pas représentée, - la Figure 2 est une demi-vue transversale du radiateur scul, suivant II-II de la Figure 1, - la Figure 3 est une demi-vue transversale du radiateur seul, suivant III-III de la Figure 1, - La Figure 4 est une vue en coupe partielle suivant IV-lV des Figures 2 et 3. En réiérence à ces Figures, le groupe motopompe conforme à l'invention comprend un moteur électrique essentiellement composé d'un stator 1 et d'un rotor 2 calé sur un arbre 3. L'ensemble est contenu dans un carter étanche i constitué notamment d'une virole 5 et d'un couvercle 6 fermant l'extrémité supérieure de la virole 4. L'extrémité inférieure de la virole 4 est fermée par un flasque 7 faisant partie d'un corps de pompe non représenté. Un radiateur 8 est enserré de façon étanche entre la virole 4 et le flasque 7. L'arbre 3 est porté par un roulement 9 fixé dans le couvercle 6 et par un roulement 11 fixé dans le radiateur 8. Il traverse un espace 13 ménagé entre le flasque 7 et le radiateur 8. L'espace 13 est isolé respectivement du compartiment moteur et du compartiment pompe par deux garnitures mécaniques tournantes 12a et 12b. L'extrémité inferieure de l'arbre 3 porte un rotor de pompe non représenté. Un ventilateur 14 est calé sur l'arbre 3 au voisinage de son extrémité supérieure de manière à provoquer un flux d'air axial dans le carter 4. La virole 4 porte des nervures longitudinales 15 qui coopèrent avec le stator 1 pour ménager des voies longitudinales de circulation d'air. De même, le rotor 2 présente des canaux longitudinaux 16 formant également des voies de circulation. Des déflecteurs cylindriques 17,18, fixés en bout du stator 1 permettent de compléter ces voies de circulation pour constituer un circuit fermé matérialisé par des flèches sur la moitié gauche de la Figure 1. De préférence, le ventilateur 14 est agencé pour que la circulation se produise dans le sens indiqué par ces flèches. Le radiateur 8 présente, sur sa face supérieure, un certain nombre d'ailettes radiales 19 sur lesquelles vient reposer le déflecteur 18. Sur sa face inférieure, il présente une double série d'ailettes radiales 21a, 21b, consolidées par une nervure circulaire 22. Le flasque 7 comporte lui aussi, sur sa face tournée vers le radiateur 8, une série d'ailettes radiales 23. Il comporte en outre, sur sa paroi latérale, un bouchon amovible 24 permettant d'emplir l'espace 13 d'un liquide caloporteur. Ce liquide, qui vient au contact des garnitures 12a, 12b est, de préférence, une huile minérale pour contribuer à la lubrification et à l'étanchéité de ladite garniture. Etant donné la présence d'un liquide sur la face inférieure du radiateur 8, la convection sur cette face est améliorée, de sorte que la répartition des ailettes 21a, 21b sur cette face est moins dense que celle des ailettes 19 qui sont dans l'air. En fonctionnement, le ventilateur 14 assure un flux d'air dans le sens des flèches qui, grâce notamment aux déflecteurs 17,18, balaye et refroidit efficacement l'ensemble des chignons du stator, supérieur et inférieur. L'air échauffé vient lécher les ailettes 19 du radiateur 8 et la chaleur passe facilement à travers le métal et les ailettes 21a, 21b au liquide emplissant l'espace 13. De là, par les ailettes 23, la chaleur passe dans le flasque 7 constamment refroidi par le liquide pompé. L'air remontant est donc convenablement refroidi et peut à nouveau exercer efficacement sa fonction de refroidissement du stator, et aussi du rotor. Bien entendu, l'invention ne se limite pas à l'exemple décrit, mais couvre toutes variantes obtenues notamment par une autre disposition des organes d'évacuation de la chaleur qui pourraient, par exemple, être simplifiés. REVENDICATIONS 1. Moteur électrique immergeable ventilé, prévu pour être accouplé à une pompe destinée à être immergée dans un liquide à pomper, comprenant un stator et un rotor sous carter étanche et des moyens de ventilation calés sur l'arbre du rotor, la ligne d'arbre étant verticale en fonctionnement et le moteur étant situé au-dessus de la pompe, caractérisé en ce qu'il comprend des voies pour permettre la circulation d'un flux d'air d'une extrémité à l'autre du moteur. 2. Moteur conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les voies de circulation d'air comprennent un espace annulaire situé entre le stator et le carter. 3. Moteur conforme à l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les voies de circulation d'air comprennent des canaux longitudinaux pratiqués dans le rotor. 4. Moteur conforme à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des déflecteurs fixes pour guider le flux d'air. 5. Moteur conforme à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le carter est fermé à son extrémité inférieure par un radiateur muni d'ailettes enserré entre le carter et un flasque formant une partie du corps de pompe. 6. Moteur conforme à la revendication 5, caractérisé en ce que le radiateur est muni d'ailettes sur ses deux faces, en regard du moteur et en regard de la pompe.