Brevet FR3009770A1 — publié le 20150220

GÉNÉRATEURS AVEC UN REFROIDISSEMENT ACTIF EN BOUCLE OUVERTE CONTEXTE DE L'INVENTION 1. Champ d'application de l'invention La présente description se rapporte à des systèmes permettant de produire de l'énergie électrique, et plus particulièrement à des générateurs à haute vitesse ayant des rotors refroidis activement en boucle ouverte. 2. Description de la technique apparentée Des véhicules spatiaux classiques utilisent des générateurs embarqués pour fournir de l'énergie pour plusieurs dispositifs embarqués. Les évolutions vers le véhicule spatial « plus électrique » ont conduit à une augmentation de la demande en électricité pour prendre en charge les équipements électriques embarqués utilisés dans les architectures de tels véhicules spatiaux. Des générateurs à haute vitesse, par exemple, des générateurs ayant des composants de rotation avec des vitesses approchant ou dépassant 250 000 tours par minute, permettent de répondre à ces besoins en raison de leur compacité, de leur efficacité et de leur densité à haute énergie relatives. Une difficulté à surmonter avec les générateurs à haute vitesse est le fait que les effets de dérive dans l'écart entre le rotor et le stator rendent difficile la suppression de la chaleur produite à partir des pertes magnétiques par courant de Foucault et du chauffage résistif. Ce phénomène est dû au fait que la traînée visqueuse de frottement du fluide contre la surface du rotor, à des vitesses de rotation élevées, chauffe le liquide suffisamment pour rendre le transfert de chaleur moins disponible à travers l'écart existant entre le rotor et le stator. Cela peut également rendre difficile le maintien de l'espace. Les générateurs terrestres classiques, tels que les générateurs des 1 services publics, font appel à un rotor en boucle fermée et à des systèmes de refroidissement de stator pour supprimer la chaleur, en utilisant souvent des systèmes cryogéniques relativement massifs et complexes. Les systèmes et les procédés classiques pour la production de courant de véhicules spatiaux ont généralement été considérés satisfaisants pour les fins pour lesquelles ils ont été prévus. Toutefois, il est nécessaire de disposer de générateurs améliorés qui sont efficaces et ont une densité de puissance élevée. Il existe également un besoin persistant de disposer de générateurs qui soient faciles à fabriquer et à utiliser. La présente invention fournit des solutions pour ces besoins. RÉSUMÉ DE L'INVENTION Un rotor pour un générateur à haute vitesse comporte un corps de rotor avec une surface intérieure et une surface extérieure opposée, une entrée et une sortie de liquide de refroidissement et un passage de refroidissement du rotor. Un segment intérieur de passage de liquide de refroidissement du passage de refroidissement couple fluidiquement l'entrée du liquide de refroidissement avec la sortie et est relié par la surface intérieure du corps du rotor. Un segment extérieur de passage de liquide de refroidissement du passage de refroidissement est relié par la surface extérieure du corps du rotor. Le segment extérieur de passage de refroidissement couple fluidiquement la sortie du liquide de refroidissement à l'environnement externe au rotor pour refroidir activement le corps du rotor. Dans certains modes de réalisation, le corps du rotor définit des sorties de liquide de refroidissement disposées le long d'une longueur axiale du corps du rotor. La sortie peut être reliée par une paroi latérale s'étendant entre les surfaces intérieure et extérieure du corps du rotor à travers une épaisseur du corps du rotor. La paroi extérieure peut couper obliquement un axe longitudinal du corps du rotor de sorte que la sortie du liquide de refroidissement soit orientée 2 vers une première partie d'extrémité du corps du rotor. La sortie du liquide de refroidissement peut être orientée vers une deuxième partie d'extrémité du corps du rotor. La paroi latérale peut définir un axe d'une sortie d'un liquide de refroidissement orientée radialement vers l'extérieur et vers un sens de rotation du corps de rotor. L'axe de la sortie du liquide de refroidissement peut être orienté radialement vers l'extérieur et dans un sens à l'opposé de la rotation du corps du rotor. Conformément à certains modes de réalisation, le corps de rotor a une chicane couplée à la surface interne du corps du rotor qui divise une cavité intérieure en une pluralité de canaux de liquide de refroidissement s'étendant entre l'entrée du liquide de refroidissement et la sortie du liquide de refroidissement. L'entrée du liquide de refroidissement peut être conçue pour refroidir des paliers supportant le corps du rotor en utilisant le liquide de refroidissement traversant l'entrée du liquide de refroidissement. Le corps de rotor peut inclure une première et une deuxième entrées de liquide de refroidissement agencées sur des extrémités opposées du corps de rotor. On tient compte du fait que l'entrée du liquide de refroidissement est conçue pour coupler fluidiquement le corps du rotor à une alimentation en carburant cryogénique. L'entrée du liquide de refroidissement peut être conçue pour coupler fluidiquement le corps du rotor à une alimentation en hydrogène, oxygène, xénon ou hélium. La sortie du liquide de refroidissement peut être couplée fluidiquement à un environnement externe pour le refroidissement en boucle ouverte du corps de rotor. Un turbo-alternateur comprend un rotor tel que décrit ci-dessus, un stator et un passage de refroidissement. Le stator a une surface interne à l'opposé de la surface extérieure du corps de rotor et reliant le segment extérieur du passage de refroidissement du passage de refroidissement du rotor. Le passage de refroidissement est couplé fluidiquement au passage de refroidissement du rotor et comprend un orifice d'alimentation et un orifice d'échappement. L'orifice 3 d'alimentation est conçu pour être couplé fluidiquement à une source de liquide de refroidissement sous pression pour refroidir activement le corps de rotor. Dans certains modes de réalisation, le passage de refroidissement comprend une vanne de régulation de vitesse couplée fluidiquement entre un orifice d'alimentation et l'entrée du liquide de refroidissement du corps de rotor. La vanne de régulation de vitesse peut être couplée fluidiquement au corps de rotor à travers une première entrée de liquide de refroidissement et une deuxième entrée de liquide de refroidissement. Les première et deuxième entrées de liquide de refroidissement sont agencées à des extrémités opposées du corps de rotor. Un générateur comprend un corps interne et un corps externe. Le corps interne définit un axe longitudinal, une surface intérieure et une surface extérieure opposée, et une entrée et une sortie de liquide de refroidissement s'étendant entre les surfaces intérieure et extérieure du corps interne. Le corps extérieur est agencé à l'extérieur du corps interne. Un passage de refroidissement défini par les corps interne et externe comprend un passage de refroidissement intérieur relié par la surface intérieure du corps interne et couplant fluidiquement l'entrée du liquide de refroidissement à la sortie du liquide de refroidissement et un passage d'échappement extérieur relié par la surface extérieure du corps interne et par la surface intérieure du corps externe pour coupler fluidiquement la sortie du liquide de refroidissement à l'environnement externe du générateur. Le corps externe est conçu pour effectuer une rotation autour de l'axe longitudinal du corps interne. Ces caractéristiques et d'autres caractéristiques des systèmes et des procédés faisant l'objet de la présente invention deviendront plus facilement apparents à l'homme de métier à partir de la description détaillée suivante des modes de réalisation lorsqu'ils seront lus en liaison avec les dessins. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 4 Afin que l'homme de métier concerné par l'objet de la présente invention comprenne facilement comment fabriquer et utiliser les dispositifs et les procédés faisant l'objet de l'invention sans expérimentation excessive, des modes de réalisation préférés de celle-ci vont maintenant être décrits ici en détail en faisant référence à certaines figures, dans lesquels : la figure 1 est une vue transversale en perspective d'un générateur turbo-alternateur ; la figure 2 est une vue schématique du turbo-alternateur de la figure 1, représentant le passage d'écoulement du liquide de refroidissement du générateur turbo-alternateur de la figure 1; la figure 3 est une vue transversale schématique d'un générateur du turbo-alternateur de la figure 1, représentant le corps de rotor ; la figure 4A est une vue transversale schématique d'un mode de réalisation d'un corps de rotor, représentant une chicane de corps de rotor à l'intérieur du corps de rotor ; la figure 4B est une vue transversale schématique d'un autre mode de réalisation d'un corps de rotor, représentant des sorties de liquide de refroidissement inclinées axialement orientées vers une première partie d'extrémité du corps de rotor ; la figure 4C est une vue transversale schématique d'un autre mode de réalisation supplémentaire d'un corps de rotor, représentant des sorties du liquide de refroidissement inclinées axialement orientées vers une deuxième partie d'extrémité du corps de rotor ; la figure 5A est une vue axiale transversale schématique du corps de rotor de la figure 3, représentant une pluralité de sorties de liquide de refroidissement agencées de manière circonférentielle autour du pourtour du corps de rotor ; la figure 5B est une vue axiale transversale schématique d'un corps de rotor, représentant une sortie de liquide de refroidissement orientée tangentiellement faisant face à un sens de rotation du corps de rotor ; et 5 la figure 5C est une vue axiale transversale schématique d'un mode de réalisation d'un corps de rotor, représentant une sortie d'un liquide de refroidissement orientée tangentiellement faisant face à un sens de rotation opposée du corps de rotor. DESCRIPTION DÉTAILLÉE DES MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS On fera référence maintenant aux dessins dans lesquels des références numériques identiques identifient des caractéristiques ou des aspects structurels similaires de l'objet de l'invention. À des fins d'éclaircissement et d'illustration, et sans prétendre à l'exhaustivité, une vue d'un mode de réalisation à titre d'exemple d'un rotor selon l'invention est représenté à la figure 3 et désigné généralement par référence par le caractère 100. D'autres modes de réalisation du rotor selon l'invention, ou des aspects de ceux-ci vont maintenant être décrits. Les systèmes et le procédé décrits ici peuvent être utilisés dans des générateurs à haute vitesse pour des vaisseaux spatiaux. Concernant la figure 1, elle représente un turbo-alternateur 10. Le turbo-alternateur 10 comprend un générateur 12, une turbine 14 et un conduit 16 de liquide de refroidissement. La turbine 14 est mécaniquement couplée au générateur 12 via un arbre de sortie. L'arbre de sortie couple mécaniquement la turbine 14 à travers un pignon intermédiaire et un pignon de sortie, le pignon de sortie faisant tourner, à son tour, un arbre de générateur 12 pour produire du courant électrique. Comme le constatera l'homme de métier, il est possible d'inclure d'autres agencements de couplage dans le champ d'application de la présente invention. Le conduit 16 du liquide de refroidissement s'étend entre un orifice 18 d'alimentation et un orifice 20 d'échappement. Le conduit 16 du liquide de refroidissement couple fluidiquement une turbine 14 et un générateur 12 entre un orifice 18 d'alimentation et un orifice 20 d'échappement, plaçant ainsi chacun d'eux en communication fluidique les uns avec les autres. Comme on le constatera, le conduit 16 du liquide de refroidissement comprend également des 6 segments de conduit de refroidissement agencés et dimensionnés de manière adaptée pour relier entre eux des éléments de turbo-alternateur entre l'orifice 18 d'alimentation et l'orifice 20 d'échappement. L'orifice 18 d'alimentation couple fluidiquement le turbo-alternateur 10 à une alimentation 24 de liquide de refroidissement et est conçu et adapté pour recevoir un fluide cryogénique. Le liquide de refroidissement comprend un cryogène tel que l'hydrogène, et plus particulièrement un carburant d'hydrogène liquide provenant, par exemple, d'un véhicule spatial. Le liquide de refroidissement peut inclure une phase gazeuse, une phase liquide ou un mélange de phases. Le refroidissement actif du générateur s'accomplit en forçant le liquide de refroidissement à entrer dans le générateur 12 à l'aide d'une pompe 22 couplée fluidiquement entre l'alimentation 24 du liquide de refroidissement et l'orifice 18 d'alimentation. Le refroidissement actif du générateur 12 peut également s'accomplir par pression fluidique au sein de l'alimentation 24 du liquide de refroidissement dans un système de type « purge » dans lequel la tête d'hydrogène dans le réservoir d'alimentation accélère le liquide de refroidissement pour exercer une pression au niveau de l'orifice 18 d'alimentation. Des lanceurs spatiaux classiques sont propulsés par la combinaison de l'hydrogène avec un oxydant dans une réaction chimique exothermique pour créer un gaz propulseur d'échappement à haute température et à haute pression. L'hydrogène peut également servir de liquide de refroidissement pour des générateurs à haute vitesse en raison de sa faible densité, de sa faible viscosité et de sa haute chaleur spécifique ainsi que de sa conductivité thermique élevée. L'hydrogène n'est généralement pas utilisé dans des véhicules spatiaux comme liquide de refroidissement de générateur parce que a) sa valeur en tant que carburant le rend trop important à utiliser pour un refroidissement de générateur en boucle ouverte et b) le sous-système cryogénique nécessaire pour récupérer et renvoyer le liquide de refroidissement d'hydrogène dans 7 le système du liquide de refroidissement est excessivement onéreux pour des lanceurs spatiaux classiques. Toutefois, des modes de réalisation du corps de rotor décrits ci-dessous permettent la construction de générateurs à haute vitesse qui nécessitent des quantités extrêmement limitées de liquide de refroidissement, permettant ainsi aux avantages d'un refroidissement d'un générateur en boucle ouverte (par exemple, un système où le liquide de refroidissement est relâché dans l'environnement 26 externe au véhicule sans retour dans le système de carburant du véhicule ou sans réutilisation) par du carburant d'hydrogène de surpasser les inconvénients de la consommation de carburant pour le refroidissement du générateur. Dans des modes de réalisation, l'hydrogène consommé pour le refroidissement d'un générateur en boucle ouverte pendant la durée de vie du véhicule est suffisamment faible pour garantir son intégration à bord d'un véhicule spatial et peut être de l'ordre d'environ 0,05 % et 0,1 % de l'alimentation en carburant du véhicule. En ce qui concerne maintenant la figure 2, elle se rapporte à un turbo-alternateur 10 représenté de façon schématique. Le turbo-alternateur 10 comprend un ensemble de pignons 28 qui couple mécaniquement la turbine 14 au générateur 12. Le couplage peut se faire sous forme d'un arbre conçu pour entraîner en rotation un rotor de générateur 12 en utilisant la quantité de travail extraite du liquide de refroidissement. Une vanne 30 de régulation de vitesse est en communication fluidique avec l'orifice 18 d'alimentation et le générateur 12 à travers le conduit 16 de liquide de refroidissement et est également opérationnelle pour réguler la vitesse de la turbine 14 et/ou du générateur 12, en réduisant, par exemple, le débit du liquide de refroidissement fourni au turbo-alternateur 10. Comme le constatera l'homme de métier, le corps pouvant être mis en rotation peut être un corps interne agencé dans un corps extérieur fixe. En variante, le corps pouvant être mis en rotation peut être un corps extérieur pouvant être mis en rotation agencé autour d'un corps interne fixe, par exemple un générateur à l'envers. 8 Le turbo-alternateur 10 comprend également un circuit d'huile de graissage avec une pompe 34 d'huile de graissage, un clapet de dérivation 36 d'huile de graissage et un filtre 38 d'huile de graissage reliés par les conduits 32 et 40 d'huile de graissage. Les conduits 32 et 40 d'huile de graissage sont agencés au sein du logement du turbo-alternateur 10, et relient la pompe à huile 34, la vanne 30 de régulation de vitesse et l'ensemble de pignons 28 à la turbine 14 et au générateur 12. Le filtre 38 d'huile de graissage est agencé en série entre la pompe 34 d'huile de graissage et la turbine 14, et peut fonctionner pour filtrer l'huile de graissage s'écoulant entre les conduits 32 et 40 d'huile de graissage. Le clapet de dérivation 36 de l'huile de graissage est couplé en parallèle avec le filtre 38 d'huile de graissage entre la pompe à huile 34 et la turbine 14, et peut fonctionner pour assurer la dérivation du filtre 38 d'huile de graissage en cas de blocage ou de mauvais fonctionnement. Dans des modes de réalisation, la turbine 14 peut être commandée pour fonctionner comme refroidisseur d'huile en transférant thermiquement la chaleur de l'huile de graissage circulant à travers la turbine 14 dans le liquide de refroidissement passant à travers la turbine 14, étendant ainsi la durée de vie de l'huile de graissage circulant dans le système. Comme on le constatera, des éléments respectifs du système d'huile de graissage sont reliés entre eux par des segments du conduit du circuit de l'huile de graissage dimensionnés et agencés de manière adaptée pour acheminer l'huile comme il convient pour l'application. En ce qui concerne maintenant la figure 3, elle représente un rotor 100 pour le générateur 12. Le rotor 100 comprend un stator 50 entourant de manière périphérique un corps 110 de rotor. Le stator 50 comprend une surface intérieure 56 en face du corps 110 du rotor. Le corps 110 de rotor comprend une surface extérieure 112 avec des enroulements rotoriques 60, une première entrée 114 de liquide de refroidissement et une sortie 116 de liquide de refroidissement. Un segment intérieur de passage de refroidissement de rotor, indiqué par les flèches 118 est défini par une surface intérieure 120, prolonge une entrée 114 de liquide de refroidissement avec une 9 sortie 116 de liquide de refroidissement, et couple fluidiquement l'entrée 114 de liquide de refroidissement avec la sortie 116 de liquide de refroidissement. La surface extérieure 112 du corps de rotor 110 et la surface intérieure du stator 50 définissent de manière coopérative un espace circonférentiel 54 s'étendant axialement. L'espace 54 forme un segment extérieur de passage de refroidissement, indiqué par les flèches 122, couplant fluidiquement la sortie 116 de liquide de refroidissement avec l'environnement externe. L'entrée 114 de liquide de refroidissement peut être une première entrée 114 de liquide de refroidissement placée sur une première partie 124 d'extrémité de corps 110 de rotor, par exemple, le côté gauche du corps 110 de rotor tel qu'orienté à la figure 3. Le corps 110 de rotor peut inclure en option une deuxième entrée 115 de liquide de refroidissement placée sur une deuxième partie d'extrémité opposée 128 de corps 110 de rotor, par exemple, le côté droit du corps 110 de rotor tel qu'orienté à la figure 3. L'apport de liquide de refroidissement à travers des entrées de liquide de refroidissement situées à des extrémités opposées du corps de rotor autorise un écoulement uniforme du liquide de refroidissement 110 et permet l'équilibrage de l'écoulement de liquide de refroidissement. Le corps 110 de rotor est conçu pour tourner autour de son axe longitudinal par des première et deuxième extrémités 132 et 133 d'arbre. La première extrémité 132 d'arbre supporte une première partie 124 d'extrémité du corps 110 de rotor et est supportée par le premier palier 130. La deuxième extrémité 133 d'arbre supporte une deuxième partie 128 d'extrémité du corps 110 de rotor et est supportée par le deuxième palier 131. Les extrémités 132 et 133 d'arbre définissent respectivement des entrées de liquide de refroidissement de canaux s'étendant axialement couplant fluidiquement l'intérieur du corps 110 de rotor (du générateur 12) à l'alimentation 24 du liquide de refroidissement (représenté sur la figure 1). Les première et deuxième entrées 114 et 118 de liquide de refroidissement traversent également respectivement 10 les premier et deuxième paliers 130 et 131 et sont conçues pour fournir un refroidissement aux paliers. Cela permet de supprimer par convection la chaleur produite par le frottement du palier en utilisant un liquide de refroidissement fourni au corps 110 de rotor. Le liquide de refroidissement pénétrant dans le corps 110 de rotor à travers l'entrée 114 du liquide de refroidissement traverse le segment intérieur de refroidissement du passage de refroidissement du rotor et supprime par convection la chaleur du corps 110 de rotor. La chaleur peut provenir du chauffage résistif des enroulements 60 (pertes de cuivre) ou des pertes par courant de Foucault (pertes de fer) provenant de la modification du flux magnétique à l'intérieur du corps 110 de rotor. Les première et deuxième entrées 114 et 118 de liquide de refroidissement peuvent également comprendre une buse conçue pour pulvériser du liquide de refroidissement sur des surfaces intérieures du corps 110 de rotor. Cela réduit le volume de liquide de refroidissement nécessaire pour le corps 110 de rotor. Le liquide de refroidissement sortant du corps 110 de rotor à travers la sortie 116 de liquide de refroidissement traverse le segment extérieur du passage de liquide de refroidissement, par exemple, l'espace 54, du passage de refroidissement du rotor et supprime la chaleur par advection. Cette chaleur peut provenir par dérivation, par exemple, être issue de la traînée par frottement de liquide visqueux en contact avec des surfaces extérieures mobiles 112 ou avec le corps 110 de rotor. Le liquide de refroidissement sortant du corps 110 de rotor peut également éloigner la chaleur par convection de la surface extérieure 112 et de la surface intérieure 56 du stator 50. Comme le constatera l'homme de métier, le refroidissement de manière active du corps 110 de rotor permet d'augmenter et/ou de diminuer le taux d'écoulement du liquide de refroidissement en coopération avec le fonctionnement du générateur pour réguler la température dans l'espace 54, régulant ainsi la dimension de l'espace en gérant la dilatation et la contraction du composant dues au chauffage. Comme on le constatera, l'utilisation d'un liquide de 11 refroidissement comme l'hydrogène réduit les pertes par dérivation en raison d'une plus faible viscosité du liquide. Elle réduit également la probabilité d'un endommagement des enroulements 60 du corps de rotor des décharges corona. En ce qui concerne maintenant la figure 4A, elle représente un rotor 200 comprenant un corps 210 de rotor. Le corps 210 de rotor définit une cavité intérieure 206 de corps de rotor et comprend une chicane 202. Une chicane 202 est couplée à une surface intérieure 204 de corps de rotor et divise la cavité 206 de corps de rotor en un premier canal 208 de liquide de refroidissement et en un deuxième canal 218 de liquide de refroidissement. Les premier et deuxième canaux 208 et 218 de liquide de refroidissement couplent fluidiquement une entrée 214 de liquide de refroidissement avec une sortie 216 de liquide de refroidissement. La chicane 202 améliore le refroidissement en a) augmentant la zone de surface de refroidissement, b) augmentant le temps de séjour du liquide de refroidissement à l'intérieur du corps 210 de rotor, et c) augmentant le mélange du liquide de refroidissement à l'intérieur du corps 210 de rotor. Elle fournit également le refroidissement du corps 210 de rotor avec une seule entrée de liquide de refroidissement positionnée sur une extrémité du corps 210 de rotor. Cela simplifie la construction du corps 210 de rotor. Dans le mode de réalisation illustré, le liquide de refroidissement pénètre dans le corps 210 du rotor par l'entrée 214 du liquide de refroidissement, traverse longitudinalement le corps 210 de rotor à partir de la première partie 224 d'extrémité jusqu'à la deuxième partie 228 d'extrémité, et traverse une deuxième fois une partie du corps 210 de rotor, et sort ensuite du corps 210 de rotor par la sortie 216 du liquide de refroidissement. Comme le constatera l'homme de métier, la chicane 202 peut s'étendre axialement à travers l'intérieur du corps de rotor. En variante, la chicane 202 peut s'étendre sur la périphérie, entrer en contact avec la surface intérieure 204 du corps de rotor et s'étendre radialement vers l'intérieur. La chicane 202 peut aussi 12 se présenter sous forme d'une hélice à spirale qui peut être adaptée pour les besoins de suppression de chaleur d'un générateur particulier. D'autres motifs de chicanes peuvent être utilisés pour augmenter la zone de surface de refroidissement et augmenter le temps de séjour du liquide de refroidissement avec le corps 210 de rotor. En ce qui concerne maintenant la figure 4B, elle représente un rotor 300. Le rotor 300 comprend un corps 310 de rotor. Le corps 310 de rotor ressemble à un corps 110 de rotor et comprend en outre une première sortie 302 de liquide de refroidissement, une deuxième sortie 304 de liquide de refroidissement et une troisième sortie 306 de liquide de refroidissement. Les sorties 302, 304 et 306 de liquide de refroidissement sont agencées axialement à des distances longitudinales différentes à partir de parties 324 et 328 d'extrémité respectives du corps 310 de rotor. La première sortie 302 de liquide de refroidissement est axialement plus près de la première portion 324 d'extrémité, la troisième sortie 306 de liquide de refroidissement est axialement plus près de la deuxième partie 328 d'extrémité. Cela permet une distribution du liquide de refroidissement relativement uniforme sur une surface extérieure 312 du corps de rotor pour fournir un écoulement supplémentaire de liquide de refroidissement vers des points chauds qui peuvent exister sur la surface du corps de rotor en raison d'anomalies dans la construction du rotor ou pendant les transitoires thermiques de fonctionnement. Comme on le constatera, différents nombres et pas de sorties de liquide de refroidissement peuvent être sélectionnés selon ce qui convient à une application donnée. Les sorties 302, 304 et 306 de liquide de refroidissement peuvent être définies par une superposition de fentes radiales dans des tôles magnétiques de rotor adjacentes. Comme le constatera l'homme de métier, la largeur des fentes radiales, la largeur radiale et la longueur peuvent être agencées pour définir des sorties de liquide de refroidissement orientés radialement, tangentiellement ou circonférentiellement. Les sorties 302, 304 et 306 de liquide de 13 refroidissement peuvent également être formées ou optimisées par exemple, pour fournir une résistance d'écoulement appropriée au liquide de refroidissement s'écoulant à travers la sortie du liquide de refroidissement. Cette construction réduit au minimum la contrainte électromagnétique associée à des discontinuités dans le corps du rotor car les lignes de flux magnétiques ne sont interrompues que par intermittence. En ce qui concerne maintenant la figure 4C, elle représente un rotor 400. Le rotor 400 comprend un corps 410 de rotor. Le corps 410 de rotor ressemble au corps 110 de rotor et comprend en outre une sortie 402 de liquide de refroidissement définie par des parois latérales 404 et 406. Les parois latérales 404 et 406 s'étendent à travers une épaisseur d'un corps 410 de rotor entre des surfaces intérieure et extérieure 420 et 412. Les parois latérales 404 et 406 définissent un axe de sortie de liquide de refroidissement qui est oblique par rapport à un axe longitudinal de corps 410 de rotor et orientée vers une deuxième extrémité 428 ou un corps 410 de rotor. Comme le constatera l'homme de métier, la sortie 402 du liquide de refroidissement peut être axialement inclinée vers la première partie 424 d'extrémité du corps de rotor. Des combinaisons hybrides sont également possibles. Ces orientations des sorties de liquide de refroidissement permettent d'équilibrer l'écoulement du liquide de refroidissement à l'intérieur de la cavité du rotor. En ce qui concerne maintenant la figure 5A, elle représente un corps 510 de rotor. Le corps 510 de rotor ressemble au corps 110 de rotor, et comprend en outre une sortie 502 de liquide de refroidissement définie par une paroi latérale 504 s'étendant à travers le corps 510 de rotor. Le corps 510 de rotor peut inclure une ou plusieurs sorties 502 de liquide de refroidissement placées en périphérie autour d'un corps 510 de rotor. La répartition des sorties du liquide de refroidissement au pourtour du corps de rotor permet un refroidissement uniforme de toute la surface interne radiale. Elle empêche également le développement de points chauds 14 radiaux en répartissant uniformément le liquide de refroidissement à travers l'intérieur du corps de rotor. En ce qui concerne maintenant la figure 5B, elle représente une partie d'un corps 610 de rotor. Le corps 610 de rotor ressemble au corps 110 de rotor et comprend en outre une sortie 602 de liquide de refroidissement définie par une paroi latérale 604. La paroi latérale 604 définit un passage E d'écoulement de liquide de refroidissement. Le passage E d'écoulement de liquide de refroidissement coupe une ligne T tangentielle au corps 610 de rotor pour former un angle aigu 606. L'angle 606 est opposé à un sens de rotation du corps 610 de rotor. Le fait d'orienter une sortie 602 de liquide de refroidissement dans une direction opposée au sens de rotation (R) diminue le taux d'écoulement du liquide de refroidissement à travers la sortie du liquide de refroidissement. Cela permet de réduire le refroidissement du corps de rotor à proximité de la sortie. En ce qui concerne maintenant la figure 5C, elle représente une partie d'un corps 710 de rotor. Le corps 710 de rotor ressemble au corps 110 de rotor et comprend en outre une sortie 702 de liquide de refroidissement définie par une paroi latérale 704. La paroi latérale 704 définit un passage F d'écoulement de liquide de refroidissement. Le passage F d'écoulement du liquide de refroidissement coupe une ligne T tangentielle au corps 710 de rotor pour former un angle aigu 706. L'angle 706 est dans le sens de rotation (R) du corps 610 de rotor. Le fait d'orienter la sortie 602 du liquide de refroidissement dans le sens de rotation augmente le taux d'écoulement du liquide de refroidissement à travers la sortie du liquide de refroidissement. Cela permet d'augmenter le refroidissement du corps de rotor à proximité de la sortie. Des générateurs classiques font l'objet d'un échauffement provenant du frottement du palier, de pertes par courant de Foucault dues à une modification du champ magnétique et d'un échauffement résistif provenant de l'écoulement du courant à l'intérieur des enroulements du 15 conducteur. Les générateurs à haute vitesse sont soumis à un échauffement de fluide par frottement à l'intérieur de l'espace entre le rotor et le stator, par exemple, des pertes de dérivation. Des modes de réalisation du rotor décrits ici établissent une convection de chaleur produite par des pertes par courant de Foucault et par un échauffement résistif en refroidissant activement le corps de rotor en forçant le liquide de refroidissement à passer à travers le corps de rotor. Des modes de réalisation du rotor décrits ici établissent également une advection de la chaleur produite par la dérivation en forçant le liquide de refroidissement à passer à travers l'espace entre le rotor et le stator. Des modes de réalisation du rotor décrits ici réduisent en outre la quantité de chaleur produite par la dérivation en purgeant l'espace entre le rotor et le stator de l'air et en le remplaçant par de l'hydrogène. L'hydrogène conduisant la chaleur plus efficacement que l'air, la chaleur est plus efficacement conduite à partir à la fois du rotor et du stator et dans l'hydrogène. De plus, les pertes de dérivation étant proportionnelles à la densité du milieu occupant l'espace d'air élevée à la puissance 2,5 et à environ la racine carrée de la viscosité du milieu, la quantité de chaleur produite par dérivation est réduite. Cela permet à des quantités relativement faibles d'hydrogène de refroidir le générateur mieux que si l'on utilise de l'air, de l'oxygène ou de l'azote pour un refroidissement actif. Comme le constatera l'homme de métier, le refroidissement actif du rotor par un liquide de refroidissement comme l'hydrogène fournit au générateur une vitesse de rotor plus élevée et/ou une densité de puissance plus élevée qu'un générateur classique de taille, de géométrie et de poids similaires. Comme on le constatera également, d'autres fluides de refroidissement sous forme de gaz facilement disponibles peuvent être le xénon, disponible dans certains types de turbo-générateurs nucléaires, ou l'hélium, disponible dans certains types de centrales auxiliaires fonctionnant à l'hélium et peuvent être employés avec des effets similaires. Les procédés et les systèmes de la présente invention, tels que décrits ci-dessus et représentés sur les dessins, fournissent des procédés et des systèmes pour produire une énergie 16 électrique. Des modes de réalisation des procédés et des systèmes décrits ici peuvent fournir de l'énergie en utilisant des générateurs compacts à haute vitesse avec des systèmes de refroidissement actifs en boucle ouverte. Alors que l'appareil et les procédés faisant l'objet de l'invention ont été présentés et décrits en référence aux modes de réalisation préférés, l'homme de métier aura vite compris qu'il est possible d'y apporter des changements et/ou des modifications sans sortir de l'esprit et du champ d'application de cette invention. 17 REVENDICATIONS1. Rotor (100, 200, 300, 400) pour un générateur à haute vitesse, comprenant : un corps de rotor (110, 210, 310, 410, 510, 610, 710) définissant : une surface intérieure (120, 204, 420) et une surface extérieure opposée (112, 412); et une entrée (114, 115) et une sortie (116, 216, 302, 304, 306, 402) de liquide de refroidissement s'étendant entre les surfaces intérieure et extérieure ; et un passage de refroidissement de rotor comprenant i) un segment intérieur de passage de refroidissement relié par la surface intérieure du corps de rotor et couplant fluidiquement l'entrée du liquide de refroidissement vers la sortie du liquide de refroidissement et ii) un segment extérieur de refroidissement extérieur relié par la surface extérieure du corps de rotor et couplant fluidiquement la sortie du liquide de refroidissement vers un environnement externe pour le refroidissement en boucle ouverte du corps de rotor. 2. Rotor selon la revendication 1, dans lequel l'entrée du liquide de refroidissement est conçue pour coupler fluidiquement le corps de rotor à une alimentation en carburant cryogénique. 3. Rotor selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'entrée du liquide de refroidissement est conçue pour coupler fluidiquement le corps de rotor à une alimentation en hydrogène, en oxygène, en xénon ou en hélium. 4. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre une chicane (202) couplée à la surface interne du corps de rotor et divisant une cavité intérieure du corps de rotor en une pluralité de canaux de liquide de refroidissement s'étendant entre l'entrée du liquide de refroidissement et la sortie du liquide de refroidissement. 18. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le corps de rotor définit une pluralité de sorties de liquide de refroidissement placées sur une longueur axiale du corps de rotor. 6. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le corps de rotor définit une pluralité de sorties de liquide de refroidissement placés sur le pourtour du corps de rotor. 7. Rotor selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel la sortie de liquide de refroidissement est reliée par une paroi latérale s'étendant entre les surfaces intérieure et extérieure du corps de rotor à travers une épaisseur du corps de rotor. 8. Rotor (400) selon la revendication 7, dans lequel la paroi latérale (404, 406) coupe obliquement un axe longitudinal du corps de rotor (410) de sorte que la sortie de liquide (404, 406) de refroidissement soit orientée vers une première partie d'extrémité (428) du corps de rotor. 9. Rotor (400) selon la revendication 7 ou 8, dans lequel la paroi latérale (404, 406) coupe obliquement un axe longitudinal du corps de rotor (410) de sorte que la sortie de liquide de refroidissement (402) soit orientée vers une deuxième partie d'extrémité du corps (424) de rotor. 10. Rotor selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la paroi latérale (704) définit un axe de sortie (702) orienté radialement vers l'extérieur et vers un sens de rotation du corps de rotor (710). 19. Rotor selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, dans lequel la paroi latérale (604) définit un axe de sortie (602) de liquide de refroidissement orienté vers l'extérieur et à l'opposé d'un sens de rotation du corps de rotor (610). 12. Turbo-alternateur (10) comprenant : un rotor selon l'une quelconques des revendications précédentes; un stator (50) avec une surface interne (56) à l'opposé de la surface extérieure du corps de rotor et reliant le segment extérieur du passage de refroidissement du passage de refroidissement du rotor ; et un passage de refroidissement couplé (16) fluidiquement au passage de refroidissement du rotor comprenant un orifice d'alimentation (18) et un orifice d'échappement (20), dans lequel l'orifice d'alimentation est conçu pour coupler fluidiquement une source de liquide de refroidissement (24) sous pression pour refroidir activement le corps de rotor, dans lequel l'orifice d'échappement est couplé fluidiquement à un environnement externe pour le refroidissement en boucle ouverte. 13. Turbo-alternateur selon la revendication 12, dans lequel l'entrée de liquide de refroidissement est conçue pour refroidir des paliers supportant le corps de rotor en utilisant un écoulement de liquide de refroidissement traversant l'entrée du liquide de refroidissement. 14. Turbo-alternateur selon la revendication 13, dans lequel le passage de refroidissement comprend une vanne de régulation (30) de vitesse couplée fluidiquement entre l'orifice d'alimentation et l'entrée de liquide de refroidissement du corps de rotor. 20. Turbo-alternateur selon la revendication 14, dans lequel la vanne de régulation de vitesse est couplée fluidiquement au corps de rotor à travers une première entrée de liquide de refroidissement et une deuxième entrée de liquide de refroidissement. 16. Turbo-alternateur selon la revendication 15, dans lequel les première et deuxième entrées de liquide de refroidissement sont agencées à des extrémités opposées du corps de rotor. 17. Générateur, comprenant : a) un corps interne définissant : 1) un axe longitudinal ; 2) une surface intérieure et une surface extérieure opposée ; et 3) une entrée d'un liquide de refroidissement et une sortie d'un liquide de refroidissement s'étendant entre les surfaces intérieure et extérieure du corps interne ; et b) un corps externe agencé à l'extérieur du corps interne, dans lequel les corps interne et externe définissent un passage de refroidissement ayant i) un passage de refroidissement intérieur relié par la surface intérieure du corps interne et couplant fluidiquement l'entrée de liquide de refroidissement à la sortie de liquide de refroidissement, et ii) un passage d'échappement extérieur relié par la surface extérieure du corps interne et par la surface intérieure du corps externe pour coupler fluidiquement la sortie de liquide de refroidissement à l'environnement externe du générateur, dans lequel le corps externe est conçu pour effectuer une rotation autour de l'axe longitudinal du corps interne. 21 18. Générateur selon la revendication 17, dans lequel le générateur est conçu pour un refroidissement actif en recevant un écoulement de liquide de refroidissement sous pression provenant d'un système de carburant d'un véhicule spatial. 19. Générateur selon la revendication 18, dans lequel le carburant est de l'hydrogène liquide. 20. Générateur selon la revendication 18 ou 19, dans lequel la sortie du liquide de refroidissement est couplée fluidiquement à un environnement externe pour un refroidissement en boucle ouverte du générateur. 22