BE395898A - - Google Patents

Description

  Procédés de refroidissement des machines 

  
électriques et machines pour la mise en oeuvre de ces

  
procédés.

  
La présente invention concerne d'abord un procédé

  
de refroidissement de machines électriques caractérisé

  
par ce que le circuit fermé d'air de refroidissement

  
traverse axialement et de part en part la mawse feuilletée en s'échauffant, se refroidit, par exemple par

  
échange de chaleur avec un courant d'air extérieur, traverse à nouveau axialement et de part en part la maqse

  
feuilletée en sens inverse du mouvement précédent et se

  
refroidit à nouveau avant de recommencer le même circuit"

  
cette circulation permettant d'obtenir à l'aide d'un

  
débit d'air minimum un refroidissement égal de la masse

  
feuilletée et des deux extrémités de la machine électrique.

  
L'invention s'étend à ce procédé de refroidissement d'une machine électrique quels que soient les

  
. 

  
moyens employés pour la mise en oeuvre du procédé et quel que soit le mode particulier de construction de cette machine. Toutefois, une machine permettant une mise

  
en oeuvre particulièrement commode et sûre de ce procédé eat caractérisée conformément à l'invention par ce que

  
la masse feuilletée présente des canaux axiaux qui la traversent de part en part et sont parcourus en sens

  
inverse par le même courant d'air de refroidissement,

  
des moyens de refroidissement de ce courant d'air, tels qu'ailettes étant ménagés sur le parcours dudit courant d'air, de manière à le débarrasser des calories qu'il a prélevées dans la masse feuilletée.

  
Suivant une variante du procédé de refroidissement ci-dessus défini, le circuit fermé d'air de refroidissement traversant la masse feuilletée est combiné à des circuits fermés sur eux-mêmes et venant en contact d'une part avec les têtes de bobines dont ils assurent

  
le refroidissement et d'autre part avec les moyens de refroidissement tels qu'ailettes qui assurent déjà le refroidissement du circuit de la masse feuilletée.

  
Une machine pour la mise en oeuvre de cette variante est caractérisée par un ventilateur dont les aubes périphériques sont réparties en deux zones l'une aspirant l'air à travers le rotor de bout en bout, tandis que l'autre zone contribue à mettre en mouvement le circuit fermé des têtes de bobines.

  
L'invention s'étend encore à d'autres caractéristiques ci-après décrites et à leurs diverses combinaisons.

  
Des machines électriques conformes à l'invention sont représentées à titre d'exemple sur les dessins

  
 <EMI ID=1.1> 

  
machine électrique dont le refroidissement du rotor est assuré suivit le procédé conforme à l'invention,

  
 <EMI ID=2.1> 

  
La fig. 2 est' une coupe partielle suivant la

  
 <EMI ID=3.1>  

  
 <EMI ID=4.1> 

  
que conforme à l'invention.

  
La fig. 4 est une coupe partielle de cette ma-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
La fige 5 est une coupe partielle cylindrique développée suivant la ligne 5-5 de la fig. 3.

  
La fige 6 est une coupe longitudinale d'un autre mode de réalisation d'une machine électrique conforme à l'invention, cette coupe étant constituée par deux demi-coupes axiales dans deux plans perpendiculaires l'un à l'autre.

  
Les f igs. de 7 à 9 sont trois coupes partielles transversales de cette machine respectivement suivant

  
 <EMI ID=6.1> 

  
La fig. 10 est une coupe transversale d'un rotor suivant une autre forme de réalisation de l'invention.

  
La fig. 11 est une coupe développée de ce

  
rotor suivant la ligne 11-11 de la fig. 10.

  
La fig. 12 est une coupe longitudinale partielle

  
 <EMI ID=7.1> 

  
La fig. 13 est une coupe longitudinale d'une autre machine conforme à l'invention.

  
La fig. 14 est une coupe transversale du rotor de cette machine.

  
Les figs. 15 et 16 sont deux vues en plan de deux tôles de ce rotor.

  
La fige 17 est une coupe développée de ce rotor.

  
La fig. 18 est une coupe longitudinale d'une autre machine conforme à l'invention.

  
Les figs. 19 et 20 sont deux coupes transversales de cette machine respectivement suivant les lignes
19-19 et 20-20 de la fige 18.

  
La machine électrique représentée sur les figs. 

  
1 et 2 comporte essentiellement une carcasse ou carter 1 servant de support aux tôles du stator 2 de la machine. Le rotor 3 porté par un axe 4 tourne dans le stator 2.

  
Conformément à l'invention, le rotor 3 est parcouru dans les deux sens par un courant d'air qui assure le refroidissement efficace de ce rotor; dans ce but, le rotor est percé axialement de bout en bout par des canaux axiaux 51, 5<2>, chaque canal axial 5<1> 5<2> débou-

  
 <EMI ID=8.1> 

  
feuilleté et à leur autre extrémité dans des ventilateurs

  
 <EMI ID=9.1> 

  
opposées du noyau feuilleté; de môme les ventilateurs
61 62 sont placés aux extrémités opposées de ce noyau feuilleté. Ainsi le courant d'air aspiré par le ventilateur 61 dans les canaux 51 5<3> traverse le rotor 3 sui-

  
 <EMI ID=10.1> 

  
le rotor et s'y être échauffé se trouve refroidi par échange thermique en léchant par exemple des ailettes

  
 <EMI ID=11.1> 

  
 <EMI ID=12.1> 

  
alors aspiré suivant f<3>et traverse une seconde fois la

  
2 masse du rotor 3 par les canaux axiaux tels que 5 . le ventilateur 6<2> qui aspire ce courant d'air f<3> le refoule

  
 <EMI ID=13.1> 

  
disse une seconde fois pat échange thermique en léchant

  
 <EMI ID=14.1> 

  
du carter 1 du stator.

  
Les moyens de refroidissement du courant d'air,

  
 <EMI ID=15.1> 

  
 <EMI ID=16.1> 

  
 <EMI ID=17.1> 

  
 <EMI ID=18.1> 

  
 <EMI ID=19.1>  

  
par un ventilateur extérieur 6<3> calé lui aussi sur l'axe

  
 <EMI ID=20.1> 

  
cette enveloppe extérieure est librement ouverte pour permettre l'aspiration,

  
On obtient ainsi à l'intérieur du rotor une circulation d'air de refroidissement qui permet avec un débit minimum d'assurer un refroidissement d'une intensité sensiblement égale dans toute la longueur de la machine.

  
 <EMI ID=21.1> 

  
Dans une variante de ce procédé pour le refroidissement d'une machine électrique, on établit des circuits fermés sur eux-mêmes et dérivés du circuit principal ci-dessus défini, ces circuits fermés élémentaires étant destinés à refroidir des têtes de bobiner.

  
Les fige* de 3 à 5 représentent une machine électrique refroidie suivant ce deuxième procédé.

  
 <EMI ID=22.1> 

  
constitue le rotor 3, ces flasques 15<1> 15<2> présentant d'une part sur leur face d'appui des nervures 16 (fig. 5) qui forment des canaux radiaux dans lesquels débouchent

  
 <EMI ID=23.1>   <EMI ID=24.1> 

  
le flasque 151 par les orifices 17.

  
Il se forme ainsi dans la machine d'une part un circuit principal de refroidissement d'air f -f"-f -f

  
 <EMI ID=25.1> 

  
Un autre mode de réalisation d'une machine électrique refroidie suivant les procédés conformes à l'invention est représenté sur les figs. de 6 à 9; dans cette machine, les ventilateurs 61 62 disposés à chaque extrémité du rotor comportent d'une part des buses 12<1>

  
 <EMI ID=26.1> 

  
entre les buses 12 <1> 12 <2> dans lesquelles passent les circuits fermés d'air de refroidissement qui viennent lécher

  
 <EMI ID=27.1> 

  
 <EMI ID=28.1> 

  
disposé.. en face des zones libres 13<3> 13<2> déterminent la

  
 <EMI ID=29.1> 

  
une cloison 15 fixée sur le carter 1 du stator.

  
Le* différents circuits d'air de refroidissement s'établissent de la façon indiquée déjà à l'aide des figs. de 1 à 3. De toute façon, l'air mis en mouvement, après s'être réchauffé au contact de la masse f euilletée de

  
la machine ou au contact des têtes de bobines, vient et refroidir par échange thermique avec les ailettes internes

  
 <EMI ID=30.1> 

  
étant combinées à des ailettes externes 7 refroidies

  
 <EMI ID=31.1> 

  
On peut réaliser de multiples manières l'éta-

  
 <EMI ID=32.1>   <EMI ID=33.1> 

  
exemple suivant une variante de l'invention, les venti-

  
 <EMI ID=34.1> 

  
rent seulement la formation'du circuit de refroidissement principal circulant dans les deux sens à travers les

  
 <EMI ID=35.1> 

  
 <EMI ID=36.1> 

  
les têtes de bobines 91 92 du rotor qui constituent un véritable ventilateur.

  
 <EMI ID=37.1> 

  
rotor des figs. de 10 à 12 est constitué par une masse feuilletée dont les tôles sont enfilées et fixées sur un

  
 <EMI ID=38.1> 

  
la tranche interne des anneaux de tôle des canaux axiaux

  
 <EMI ID=39.1> 

  
disposées des cloisons inclinées 22 qui font varier la

  
 <EMI ID=40.1> 

  
le courant d'air traversant ces canaux axiaux.

  
 <EMI ID=41.1> 

  
 <EMI ID=42.1> 

  
 <EMI ID=43.1> 

  
fl.

  
 <EMI ID=44.1> 

  
deux compartiments par

  
les cloisons inclinées 82 et ces compartiments communiquent entre eux par des canaux lamellaires 25 parallèles au plan des tôles et constitués par exemple par une découpure 26 ménagée dans une tale sur deux; de cette façon le courant d'air circulant dans

  
 <EMI ID=45.1> 

  
en léchant les canaux lamellaires 25 pour assurer le refroidissement du rotor.

  
Dans une autre forme de réalisation représentée

  
 <EMI ID=46.1> 

  
constitué par des tôles directement fixées sur l'axe plein du rotor; ces tôles (figs. 15 et 16) présentent des orifices décalés angulairement qui, lorsque les tôles sont superposées, forment d'une part des canaux axiaux

  
 <EMI ID=47.1> 

  
dispose des cloisons obliques 22 partageant ces canaux en deux compartiments (fig. 17), ces compartiments étant fermés à l'une de leur extrémité; de cette façon, chaque

  
 <EMI ID=48.1> 

  
gés en sens inverse l'un de l'autre. La cloison inclinée
22 assure d'ailleurs une variation de section dans la longueur des canaux axiaux suivant le débit du courant d'air principal qui alimente les courants d'air traversant les canaux lamellaires 30.

  
 <EMI ID=49.1> 

  
re par suite le refroidissement du rotor d'une façon particulièrement active pour un débit d'air déterminé.

  
Enfin, un autre mode de réalisation du procédé de refroidissement conforme à l'invention est représenté sur les fige* de 18 à 20.

  
Dans cette machine le stator 2 est constitué

  
 <EMI ID=50.1> 

  
de déchets de poinçonnage, dans lesquelles on ménage des orifices, comme il est bien visible sur la fig. 19. Lorsque les tôles sont superposées, ces orifices forment des canaux axiaux périphériques 40 dans la masse du stator.

  
D'autre part, le rotor est lui-même constitué par une masse feuilletée à canaux axiaux avec ou sans cloisons obliques et canaux lamellaires.

  
Un seul ventilateur 6 calé sur l'une des faces du rotor aspire l'air qui traverse les canaux axiaux 5 du rotor et refoule-cet air dans les canaux périphériques
40 du stator', le circuit fermé ainsi établi se refroidit avant son entrée dans les canaux 40 du stator en léchant

  
 <EMI ID=51.1>   <EMI ID=52.1> 

  
stator.

  
Comme dans les exemples précédents, le carter

  
 <EMI ID=53.1> 

  
 <EMI ID=54.1> 

  
Dans ce mode de réalisation, le courant d'air

  
 <EMI ID=55.1> 

  
50 découpées dans les tôles du stator et qui se trouvent

  
disposées dans ces canaux axiaux*

Claims (1)

1. En résumé, on réalise conformément à l'invention

   des machines électriques dans lesquelles la massé d'air

   mise en mouvement présente un faible volume et assure

   efficacement le refroidissement des organes de la machine tout en étant refroidie elle-même par échange thermique pendant son trajet en circuit fermé à travers

   les éléments de cette machine.

   REVENDICATIONS

   1 - Procédé de refroidissement de machinés

   électriques, caractérisé par ce que le circuit fermé d'air <EMI ID=56.1>

   dit, par exemple par échange de chaleur avec un courant d'air

   extérieur, traverse à nouveau axialement et de part en part

   la masse feuilletée en sens inverse du mouvement précé-

   <EMI ID=57.1>

   même circuit, cette circulation permettant d'obtenir

   <EMI ID=58.1>

   de la masse feuilletée et dès deux extrémités de la

   machine électrique,

   2 - Machine électrique pour la Mise en oeuvre

   <EMI ID=59.1>

   <EMI ID=60.1> sent de part en part et sont parcourus en sens Inverse par le même courant d'air de refroidissement, des moyens de

   <EMI ID=61.1>

   (7) étant ménagea sur le parcours dudit courant d'air

   <EMI ID=62.1>

   vées dans la masse feuilletée.

   3 - Machine conforme à la revendication 2 et caractérisée par ce que les moyens de refroidissement

   <EMI ID=63.1>

   <EMI ID=64.1>

   rieur de la paroi du carter, les ailettes extérieures

   <EMI ID=65.1>

   et venant en contact d'une part avec les têtes de

   <EMI ID=66.1>

   dfautre part avec les moyens de refroidissement tels

   <EMI ID=67.1>

   du circuit de la masse feuilletée.

   <EMI ID=68.1>

   cédé suivant 4[deg.], caractérisée par un ventilateur (14)

   <EMI ID=69.1> <EMI ID=70.1>

   8 - Machine conforme aux revendications.de 6 à

   <EMI ID=71.1>

   canaux axiaux du circuit de la masse feuilletée, canaux parcourus en sens Inverse par le courant d'air, chaque;

   <EMI ID=72.1>

   le même sens que le débit de l'air qui traverse ledit

   <EMI ID=73.1>

   de cloisons obliques (22). assurant une variation de section suivant le débit du courant d'air principal .qui

   <EMI ID=74.1>

   assurant encore le refroidissement d'air le plus 'actif pour un débit d'air déterminé.

   <EMI ID=75.1>