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MEMOIRE DESCRIPTIF déposé à l'appui d'une demande de
B R E V E T D'I N V E N T I O N "NOUVEAU SYSTEME DE REFROIDISSENT DES MACHINES DYNAMOS-ELECTRIQUES"
La présente invention est relative à des perfectionnements dans le refroidissement des machines dynamos-électriques et plus particulièrement dans le refroidissement de machines fonctionnant dans des atmosphères poussiéreuses, explosives ou en général nuisibles ou destructives pour une raison quelconque.
L'expression machine dynamo électrique doit s'entendre dans le sens général et peut comprendre des générateurs, moteurs, transformateurs rotatifs, etc...
Pour rendre les machines électriques aptes à fonctionner dans les conditions d'ambiance définies ci-dessus, on connaît le système de refroidissement dans lequel les parties actives de la machine sont refroidies par de l'air qui circule dans un circuit fermé traversant successivement le stator et le rotor. Cet air, échauffé par les pertes du stator et du rotor, estrefroidi par de l'air frais circulant au contact des parois extérieures du circuit fermé,ci-dessus visé . Dans un tel système,' les parois extérieures de la machine doiventdonc évacuer toutes les pertes du stator etdu
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1-J<er, <';1;; lui :"i." I,G la puissance de la UlaiÙÍll<:: :... la capacité ...Ûi.......¯ .ion (le chaleur ..'-' v\,;J parois.
La or..vznLc; :"¯:1'-'- V1¯1 , vv.J: objet d'augmenter l'efficai .. y..¯.,i,ï4.-:,,ent des machines, ce qui permet n'accroître la puissance que peuvent fournir QQS machines, ou encore, pour une puissance (J.ter'm.J.H'0, 'un réduire, autant que possible, les di- ü;.\.,...ù 18J.l.:; . uivant l'invention : les bobinages, éventuellement le col-Lecteur, sont isolés ae l'air extérieur au moyen d'écrans ju- ,-Llcleu:"'l)lJ.ent disposés nés conduits axiaux ménagés dans le rotor, entre le bobinage du rotor et l'arbre, traversent la machine de jôit en part et communiquent avec l'air extérieur. Un ventilateur solidaire au rotor, mais situé en dehors du compartiment des bobinages, assure une circulation énergique d'air au travers des conduits au rotor.
Un second ventilateur, également solidaire du ro-
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tor, refroidit énergiqueitient les parois extérieures de la machine, ou, dans certains cas, directeùlent la masse magnétique des tôles ou encore assure une circulation d'air au travers de ces tôles.
On comprendra mieux les caractéristiques de la présente invention en se Déportant aux fig. 1 et2 des dessins schématiques ci-annexés, décrits ci-après et qui montrent à titre d'exemple une application de cette invention à une machine à courant continu
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comportant un induit ue petit uiamètre, cas dans lequel le nouveau 7,ys't;',ue offre ies avantages particuliers, étant donné la difficul- té de refroidissement de telles machines. Toutefois l'invention n'est nullement limitée à ce type de machines et elle peut trouver tout aussi bien son application dans la construction de machi-
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nes électriques de t3ocs quelconques. La fig. i représente une 1/2 coupe longitudinale de la
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L.::c.lizze établie conformément le l'invention.
La fig. 2 représente à U,-UU-L.0 une 1/2 coupe transversale par l'induit et à droite une 1/2 coupe transversale par le collecteur. Sur les fig. 1 et 2,1 dési- @he l'enveloppe de la machine pourvue d'ailettes de refroidissement 2. Dans cette enveloppe estmonté un système inducteur fixe 3 muni d'enroulements agencés de façon à présenter un contact aussi intime que possible avec 'l'enveloppe 1 et les pièces polaires solidaires
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de ladite enveloppe. L'arbre 4 sur lequel sont fixés l'induit 5 et le collecteur 6, tourneentre des paliers supportés par les plateaux- paliers 7 et 8.
Les enroulements de l'inducteur 3 et de l'indue
5 ainsi que le collecteur 6, sont isolés de l'air extérieur au moyen d'écrans fixes 9 et 10 portés par l'enveloppe 1 et for- ,, mant avec celle-ci une sorte de carter étanche. L'écran 9 reçoit ' les tiges porte-balais usuelles. L'induit 5 et le support 6' du collecteur 6 sont respectivement pourvus de conduits longitudinaux
11 et 11' communiquant entre eux par tout moyen rpproprié et dont @ . la forme et la disposition sont déterminées de façon à offrir la plus grande surface de refroidissementpossible.
La ventilation est obtenue au moyen de deux ventilateurs
12 et 13 solidaires de la partie tournante de la machine et montés . l'un entre le plateau 8 et l'écran 9 et l'autre entre le plateau 7 et l'écran 10. Le ventilateur 12 centrifuge, aspire l'air au tra- .vers de l'induit 5, suivant les flèches f, l'air passant d'abord par des ouvertures prévues dans le plateau-palier 7 et dans le voile du ventilateur 13, ensuite dans les condlits 11 et 11' pour être finalement rejeté à l'extérieur . Le ventilateur 13, d'un type ap- proprié, souffle de l'air dans les ailettes 2 de l'enverol@ sui- vant les flèches f' et ,assure le refroidissement des parois exté- rieures de la machine.
La résistance du circuit de ventilation de l'induit 5 étant grande,, le ventilateur 12 est prévu en conséquence.
En vue d'augmanter l'écoulement de la chaleur des têtes de bobines 14 de l'induit 5 aux conduits de ventilation 11, ces têtes de bobines sont appliquées, avec le minimum de matière iso- lante interposée, sur des plateaux de serrage 15 présentant une masse relativement grande, at uravers de laquelle sont percés des trous correspondant aux conduits il de la masse de tôles de l'in- duit 5.
D'après ce qui précède on conçoit que l'invention présen- te les avantages suivants : 1) L'air de refroidissement ne se trouve pas en contact avec les bobinages, on peut donc envisager l'application du nouveau système
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. ¯c.c:¯izzes aevaiit fonctionner ué-ns une atmosphère chargée l.i t 1 L. ) tl.i U v i.î ,i j Le -¯eïri.iùse.eü de la machine est particulièrement efficace, en effet :
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a ) on réalise simultanément Leu2i circuits d'air distincts pour 1'riuir les parties suscbptibles de s'échauffer le plus, aucune j. - ô:e Arinciyale ue;
la v::acü<ine n'est refroidie par un volume d'air .,-j,i p-ns au ..oins écnauffé c,ns la machine elle-même. b) .a .j-eur-évacuée par 1'eii/cloppe est limitée approximativ...mït 1 chaleur engendrée dans l'inducteur, d'ou la possibilité ¯'vacuer, par une méne surface d'enveloppe, les pertes cclori- fiques d'une machine de puissance sensiblement plus élevée que celle d'une autre machine dont toutes les pertes seraient évacuées par l'enveloppe. c) un des organes susceptibles de s'échauffer le plus: l'induit,
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est refroidi é1=erjiueaent dans sa masse même par de l'air frais.
L -Lion des conditions .e refroidissement permet pour une même puissance, de réduire les dimensions de la machine, ou, pour les mêmes dimensions, d'accroître la puissance.
Dans l'exemple de réalisation représenté fig. 1 et 2, la mechine ne peutêtre considérée comme hermétique à la pression
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u'eau, notamment en ce qui concerne l'épreuve dtétalichélté à la lance n'arrosage, exigée dans certains cas, Il e r 'c = -/ ¯> -/ n dan possible avec un minimum de iio d ii 1 c ali.<,,- ,.. ¯ nsformer cette uo/j.-inc ,,. ',-,,-on à la rendre a:J.te 1, ' - u- -Li= cette épreuve, La i\'. u -tc= -entre un exemple de réalisation de jette variante; sur cette figure les mêmes chiffres de référence i,;xioient les 'mêmes éléments que ceux visés précédemment en regard ues fig. eut
Les seules modifications à apporter sont les suivantes ; 1 ) le plateau-palier 8' ne comporte plus d'ouvertures.
2 ) l'écran 9' est pourvu d'orifices 16.
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80) ltécran i0' comporte sur llarbre ¯ 4 joint ¯étanohe à l'eau.
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4 ) Le palier du plateau 7 est pourvu de joints étanches qui ne laissent pas pénétrer l'eau â l'intérieur de cepalier.
Comme on le conçoit, l'ensemble ainsi modifié réalise un système étanche à l'eau. L'air aspiré par le ventilateur 12' au travers de l'induit 5 est ensuite soufflé par les orifices 16 sur l'inducteur 3, suivant les flèches f".
Le refroidissement des parties internes de la machine est donc réalisé,-suivant le système connu, par la combinaison d'une circulation d'air à l'intérieur de la machine assurée par le ventilateur 12' et d'une circulation d'air sur les surfaces exter- nes de l'enveloppe 1 au moyen du ventilateur 13. L'efficacité du refroidissement peut être améliorée en supprimant la joue du venti- lateur 12' voisine du plateau-palier 8' et en munissant de larges ailettes de refroidissement la paroi interne de-l'écran 10'.
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