Brevet FR2890253A1 — publié le 20070302

Domaine de l'invention La présente invention concerne une machine comportant un rotor logé dans un carter, le rotor se trouvant au moins en partie dans du liquide notamment un liquide de refroidissement. Etat de la technique Dans le cas d'une machine du type défini ci-dessus, le carter est mis à une pression d'au moins 1,5 bar par l'intermédiaire de pertes de charge appropriées dans une conduite de refoulement reliant le carter à un réservoir. Dans de telles machines dont le carter est rem- pli partiellement ou complètement avec du liquide par exemple du liquide de refroidissement, le rotor tournant partiellement ou totalement dans le liquide, on peut avoir une forte évacuation de chaleur et ainsi une puissance de refroidissement élevée permettant de faire fonctionner la machine à forte puissance. Toutefois, aux vitesses de rotation éle- vées, du fait du frottement visqueux du liquide, on rencontre des pertes importantes en particulier des pertes par l'agitation du liquide et ainsi un mauvais rendement pour la machine. But de l'invention La présente invention a pour but de développer une machine du type défini ci-dessus présentant des pertes plus faibles pour un rendement de refroidissement plus élevé. Exposé et avantages de l'invention A cet effet l'invention concerne une machine du type défi-ni ci-dessus, caractérisée en ce qu'on peut abaisser la pression du car- ter pour que le liquide passe dans un domaine à deux phases. Selon l'invention, on abaisse la pression interne du carter par exemple à une valeur inférieure à environ 0,8 bar pour que le fluide saturé à une température ambiante passe à l'état de saturation et dé-gage un gaz. Ce liquide à deux phases ainsi résultant c'est-à-dire avec une phase liquide et une phase gazeuse dont la séparation entre les phases se trouve au niveau du rotor, présente un frottement visqueux considérablement plus faible si bien qu'il y a moins de perte et en particulier moins de perte par l'agitation du liquide au niveau du rotor si bien que la machine offre un rendement plus élevé. Du fait de la quan-tité de liquide pratiquement constante, le rendement frigorifique reste pratiquement inchangé. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la pression du carter est abaissée par une installation d'aspiration. L'installation d'aspiration permet simplement de créer une dépression pour abaisser la pression interne au carter. De manière préférentielle, une conduite de sortie reliée au carter, communique avec le côté aspiration de l'installation d'aspiration. Le côté refoulement de l'installation d'aspiration peut être relié à un réservoir selon un mode de réalisation de l'invention. L'installation d'aspiration peut être installée de manière simple dans une conduite de sortie existant déjà, reliant le carter au réservoir. Selon un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, le côté refoulement de l'installation d'aspiration est une conduite de refoulement. Cette installation d'aspiration permet d'alimenter en liquide un autre utilisateur. Dans la mesure où on utilise comme liquide un liquide hydraulique, l'installation d'aspiration peut alimenter un autre utilisateur avec du liquide hydraulique par exemple un circuit d'alimentation ou une installation de direction. Selon un développement de l'invention, la conduite de sortie comporte une vanne d'arrêt en aval de l'installation d'aspiration notamment un clapet antiretour s'ouvrant dans le sens du refoulement. Cela permet de générer de manière simple une dépression par l'installation d'aspiration pour abaisser la pression du carter. De façon avantageuse, il est prévu une conduite de contournement reliée à la conduite de sortie ou de refoulement et qui con-tourne l'installation d'aspiration pour équilibrer la pression au cas où l'installation d'aspiration vide le carter. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'installation d'aspiration comporte une pompe. La pompe permet d'obtenir de manière simple et avec des moyens réduits, une dépression pour abaisser la pression dans le carter. Selon un développement de l'invention, l'installation d'aspiration comporte une installation de limitation de dépression. Cette installation de limitation de dépression permet d'éviter de manière sim- ple une dépression excessive qui pourrait faire mousser le liquide. On garantit ainsi une lubrification suffisante et certaine des paliers à roulement du rotor avec le fluide. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'installation de limitation de dépression est constituée par un organe d'étranglement d'aspiration associé à la pompe. L'organe d'étranglement est avantageusement réalisé comme vanne de commande associée au côté aspiration de la pompe et sollicitée par un ressort dans le sens du blocage et à la pression du carter dans le sens du passage. Cet organe d'étranglement d'aspiration permet par le réglage du ressort de limiter la dépression générée par la pompe dans le carter, de manière simple et certaine. Selon un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention, l'installation de limitation de dépression est constituée par une balance de pression associée à la pompe. La balance de pression est réalisée de préférence sous la forme d'une vanne de commande associée à une conduite de contournement de la pompe et sollicitée par un ressort dans le sens passant et par la pression du carter dans le sens du blocage. Le réglage du ressort permet dans le cas d'une telle balance de pression, de limiter et de garantir de manière simple la dépression générée dans le carter par la pompe. L'installation d'aspiration peut coopérer avec la machine sans nécessiter d'installation d'entraînement distincte pour entraîner l'installation d'aspiration. Il est en outre possible d'utiliser un moteur d'entraînement distinct pour entraîner l'installation d'aspiration en particulier un moteur hydraulique ou un moteur électrique ou encore un moteur à combustion ce qui permet d'entraîner simplement l'installation d'aspiration. La pompe de l'installation d'aspiration peut être une pompe distincte servant uniquement à créer une dépression dans le carter. Il est particulièrement avantageux si la machine selon l'invention est appliquée à un système d'entraînement comportant une pompe complémentaire, cette pompe étant réalisée comme pompe de l'installation d'aspiration. Cela permet d'utiliser la pompe complémentaire existante dans le système d'entraînement par exemple une pompe d'alimentation pour alimenter un circuit d'alimentation ou une pompe de direction pour alimenter une installation de direction, pour générer la dépression dans le carter et cela se traduit par une réduction de l'encombrement pour la machine selon l'invention. De façon avantageuse, la pompe est reliée à un réservoir par une conduite d'aspiration ce qui permet d'obtenir de manière simple un branchement supplémentaire côté aspiration de la pompe complémentaire existante sur le réservoir pour alimenter en agent sous pression le consommateur alimenté par la pompe. Selon un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la machine est une machine électrique par exemple une machine syn- chrone ou asynchrone. La réduction selon l'invention des pertes par l'agitation du liquide du rotor d'une machine électrique selon l'invention permet d'obtenir une puissance élevée avec de faibles pertes et ainsi un rendement élevé. Selon un autre mode de réalisation préférentiel, la ma- chine peut être une machine hydraulique par exemple une machine à pistons axiaux à disque incliné, comportant un tambour à cylindres formant le rotor. La réduction des pertes par l'agitation du liquide selon l'invention pour le tambour à cylindre, rotatif s'obtient lorsque la ma-chine à pistons axiaux tourne à vitesse élevée à faibles pertes et ainsi à rendement élevé. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique d'une machine selon l'invention, - la figure 2a montre un premier mode de réalisation d'une installation d'aspiration, - la figure 2b montre un second mode de réalisation d'une installation d'aspiration, - la figure 2c montre un autre mode de réalisation d'une installation d'aspiration. Description de modes de réalisation de l'invention La figure 1 montre une machine 1 selon l'invention réali- sée par exemple sous la forme d'une machine électrique ou hydraulique; la machine 1 comporte un carter 2 logeant un rotor 3 installé à rotation. Le volume intérieur du carter est au moins partiellement et de préférence complètement rempli de fluide par exemple de liquide de refroidissement constitué par du liquide hydraulique. Le volume intérieur du carter est relié à une conduite de sortie ou de refoulement 5 reliée à un réservoir 6. Le segment de la conduite de refoulement 5 communiquant avec le volume intérieur du carter est raccordé au côté aspiration d'une installation d'aspiration 7; le segment de la conduite de refoule- ment 5 relié au côté refoulement de l'installation d'aspiration 7 rejoint le réservoir 6. La conduite de sortie 5 comporte une vanne d'arrêt 8 en forme de clapet antiretour prévu en aval de l'installation d'aspiration 7 et s'ouvrant en direction du réservoir 6. En aval de la vanne d'arrêt 8, la conduite de refoulement 5 comporte une installation de refroidissement 9 et une installation de filtre 10. Pour contourner l'installation d'aspiration 7, une con-duite de contournement 5a est reliée à la conduite de refoulement ou de sortie 5. La figure 2a montre un premier mode de réalisation d'une installation d'aspiration 7. L'installation d'aspiration 7 comporte une pompe 11 dont le côté aspiration est relié au segment de la conduite de refoulement 5 relié au carter et dont le côté refoulement débite dans le segment de la conduite de refoulement 5 allant vers le réservoir. L'installation d'aspiration 7 comporte une installation de limitation de dépression 12. Cette installation est formée par un organe d'étranglement d'aspiration 13 associé à la pompe 11. L'organe d'étranglement d'aspiration 13 est formé par une vanne de commande à effet d'étranglement en position intermédiaire associée au côté aspiration de la pompe et sollicitée par un ressort 14 dans le sens de la posi- tion de blocage 13a et par la pression du carter régnant dans la conduite de refoulement 5 en direction d'une position passante 13b. Une conduite de pression de commande 14 relie le segment de la con-duite de refoulement 5 communiquant avec le carter à une surface de commande de l'organe d'étranglement d'aspiration 13 fonctionnant dans le sens de la position passante 13b. Selon la figure 2b, l'installation de limitation de dépression 12 est formée par une balance de pression 16 associée à la pompe 11. La balance de pression 16 constitue une vanne de commande à étranglement dans les positions intermédiaires en étant installée dans la conduite de contournement de pompe 17 reliée à la conduite de refoulement 5. La balance de pression 16 formée comme vanne de commande est sollicitée par un ressort 19 dans le sens de la position passante 16a; la pression du carter sollicite la vanne dans le sens de la position de blocage 16b. Une surface de commande de la balance de pression 16 agissant en direction de la position de blocage 16b est reliée à la conduite de pression de commande 18 elle-même reliée au segment de la conduite de contournement de pompe 17; cette conduite est reliée au segment de la conduite de sortie 5 communiquant avec le carter. La pompe 11 selon les figures 2a, 2b est une pompe dis- tincte servant exclusivement à créer une dépression dans le volume intérieur du carter de la machine 1. Selon la figure 2c, la pompe 11 est formée par une pompe complémentaire existante par exemple une pompe d'alimentation pour alimenter un circuit d'alimentation ou une pompe de direction alimen- tant une installation de direction ou encore une pompe hydraulique alimentant d'autres utilisateurs par exemple un circuit hydraulique d'une machine de travail mobile. Le segment de la conduite de refoule-ment 5 raccordé au côté refoulement de l'installation d'aspiration 7 est réalisé comme conduite de refoulement de la pompe 11. Pour relier la pompe 11 au réservoir 6, le côté aspiration de la pompe 11 est raccordé à une conduite d'aspiration 20 communiquant avec le réservoir 6; la conduite d'aspiration 20 est reliée au segment de la conduite de refoulement 5 conduisant au côté aspiration de la pompe 11, en aval de l'installation de limitation de dépression 12. La pompe 11 comporte une installation de limitation de dépression selon la figure 2a. Il est toutefois également possible de pré-voir une installation de limitation de dépression 12 selon la figure 2b. La pompe 11 de l'installation d'aspiration 7 peut coopérer avec la machine 1 pour assurer son entraînement. De plus, il est possible de prévoir un moteur séparé par exemple un moteur hydraulique, un moteur électrique ou un moteur à combustion. La machine peut être une machine électrique notamment une machine synchrone ou asynchrone ou encore une machine hydraulique par exemple une machine à pistons axiaux à disque en biais, le rotor étant constitué par le tambour à cylindres. REVENDICATIONS 11 Machine comportant un rotor logé dans un carter, le rotor se trouvant au moins en partie dans du liquide notamment un liquide de refroidissement, caractérisée en ce qu' on peut abaisser la pression du carter pour que le liquide passe dans un domaine à deux phases. 2 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pression du carter peut être abaissée par une installation d'aspiration (7). 3 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' une installation d'aspiration (7) est reliée au côté aspiration d'une conduite d'évacuation (5) communiquant avec le carter (2). 4 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' un côté de refoulement de l'installation d'aspiration (7) est relié à un réservoir (6). 5 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que le côté refoulement de l'installation d'aspiration (7) est réalisé sous la forme d'une conduite de refoulement. 6 ) Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce qu' en aval de l'installation d'aspiration (7), la conduite de refoulement (5) comporte une vanne d'arrêt (8) notamment un clapet antiretour s'ouvrant dans le sens du refoulement. 7 ) Machine selon la revendication 3, caractérisée par une conduite de contournement (5a) communiquant avec la conduite de refoulement (5) et contournant l'installation d'aspiration (7). 8 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'installation d'aspiration (7) comporte une pompe (11). 9 ) Machine selon la revendication 2, io caractérisée en ce que la conduite d'aspiration (7) comporte une installation de limitation de dépression (12). 10 ) Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'installation de limitation de dépression (12) est constituée par un organe d'étranglement (13) associé à la pompe (11). 11 ) Machine selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'organe d'étranglement d'aspiration (13) est en forme de vanne de commande associée au côté aspiration de la pompe (11) et sollicitée par un ressort (14) dans le sens de la position de fermeture (13a) et appliquant la pression du carter dans le sens d'une position de passage (13b). 12 ) Machine selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'installation de limitation de dépression (12) est constituée par une balance de pression (16) associée à la pompe. 13 ) Machine selon la revendication 12, caractérisée en ce que la balance de pression (16) est réalisée sous forme de vanne de corn- mande dans une conduite (17) de contournement de la pompe et solli- citée par un ressort (19) en direction de la position de passage (16a) et par la pression du carter en direction de la position d'arrêt (16b). 14 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que la conduite d'aspiration (7) coopère avec la machine (1). 15 ) Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu' un moteur entraîne l'installation d'aspiration (7) notamment un moteur électrique, un moteur hydraulique ou un moteur à combustion. 16 ) Machine selon la revendication 1, appliquée à un système d'entraînement équipé d'une pompe complémentaire, caractérisée en ce que la pompe complémentaire est la pompe (11) de l'installation d'aspiration (7). 17 ) Machine selon la revendication 16, caractérisée en ce que la pompe (11) communique avec un réservoir (6) par l'intermédiaire d'une conduite d'aspiration (20). 18 ) Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la machine (1) est une machine électrique ou hydraulique.