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La présente invention concerne des perfectionnements aux turbo-générateurs à refroidissement interne du type général décrit dans les brevets anglais n s 722.151, 722. 152 et 753.114.
L'invention consiste essentiellement en ce que les canalisations de refroidissement interne de l'enroulement de stator, prévues dans la masse de l'isolement de terre de forte épaisseur entourant les côtés de bobine de l'enroulement de stator, se présentent sous la forme de canalisations ouvertes creusées dans l'isolant, le côté ouvert des canalisations étant tourné vers les empilages compacts de barres 'de conducteurs, ce qui augmente la tension nominale maximum possible de 24 à 69 kilovolts.
L'invention peut aussi comprendre un séparateur ou déflec-
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teur isolant de type nouveau, constituant le premier moyen réellement pratique permettant d'appliquer le principe du double écoulement axial, ou le principe de l'écoulement multiple en géné- ral,aux enroulements de stator à refroidissement interne des turbo- générateurs, ce qui rend possible en pratique de couper le noyau de stator en deux, trois, ou quatre parties ou analogues dans le sens de la longueur, en ce qui concerne le refroidissement effectif du stator, obtenant ainsi une augmentation très importante du débit comparativement aux résultats obtenus avec le système à écoulement simple.
L'invention ressortira clairement de la description détaillée, donnée ci-après, d'une forme d'exécution représentée, à titre d'exemple, aux dessins annexés, dans lesquels :
La figure 1 est une coupe longitudinale simplifiée et un peu schématique de la moitié supérieure d'un turbo-générateur, le plan de coupe étant indiqué par la ligne I-I de la figure 7.
La figure 2 est une vue intérieure développée d'une partie des têtes de bobines du stator,vues du cylindre indiqué par la ligne II-II de la figure 1;
La figure 3 donne un détail du cerclage des têtes de bobines, vu du plan III-III de la figure 2.
La figure 4 est une coupe transversale du côté d'une bobi ne de stator à une seule spire, convenant pour une tension nominale comprise entre 13.800 et 24. 000 volts, le plan de coupe étant indiqué en IV-IV de la figure 9.
La figure 5 est une vue semblable à la figure 4, mon- trant le côté d'une bobine à deux spires, convenant pour une ten- sion nominale comprise entre 24 et 44 kilovolts.
La figure 6 est une autre vue semblable à la figure 4, montrant la façon de construire le côté d'une bobine ayant de 3 à 5 spires, convenant pour une tension nominale comprise entre 33 et 69 kilovolts.
La figure 7 est une coupe longitudinale d'une des dents
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isolantes ou entre-dent du séparateur, le plan de coupe étant un plan axial, radial indiqué par la ligne VIII-VIII de la figure 7, et
La figure 9 est une coupe longitudinale fragmentaire d'une partie du noyau du stator, vue dans le sens d'un côté de bobine logé dans une des encoches de noyau de stator servant à recevoir les bobinages, cette vue étant prise du bord d'une des dents du déflecteur, comme indiqué par le plan IX-IX de la figure 7.
Quoique l'invention soit applicable aux machines dynamo- électriques en général, elle s'applique spécialement aux turbo- générateurs à haute tension et grande puissance, habituelle- ment du type bi-polaire à 60 périodes, comme représenté à la figure 1. Une machine de ce genre comprend un stator 1 et un rotor 2, tous deux à refroidissement interne ou à enroulements dont les conducteurs sont directement refroidis par un fluide convenable. Dans l'exemple représenté à la figure 1, le stator 1 est séparé du rotor 2 par une cloison ou tube isolant cylindrique rigide 3 appliqué contre la paroi cylindrique intérieure 4 du noyau de stator 5 et comprenant des prolongements d'extrémité for- mant une communication étanche au fluide avec l'enveloppe 6 du stator 1.
La cloison cylindrique 3 est représentée avec, près de chaque extrémité, une membrane flexible 7.
Le rôle de la cloison cylindrique 3, comme il est connu, est de permettre l'utilisation de fluides isolants différents pour le refroidissement interne du stator et du rotor et, plus spécifiquement, pour permettre le refroidissement du rotor à l'aide d'un gaz plus léger que l'air, de préférence de l'hydro- gène sous une pression de, par exemple, 3,5 à 12 kilos par cm2, tandis que le stator est refroidi à l'huile ou à l'aide d'un gaz séparé du gaz de refroidissement du rotor. Suivant les aspects plus larges de l'invention cependant, la cloison cylindrique 3 n'est pas nécessaire et le fluide de refroidissement du stator doit
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être, dans ce cas, le même gaz plus léger que l'air utilisé pour le refroidissement du rotor.
Dans la machine représentée, à titre d'exemple, à la fi- gure 1, la chambre du stator délimitée par l'enveloppe de fermeture 6 et la cloison cylindrique 3 est remplie d'une huile isolante maintenue en circulation fermée par une tuyauterie extérieure, à l'aide d'une pompe P. L'huile peut circuler dans l'un ou l'autre sens et, en circulant, l'huile passe dans un échangeur de chaleur 10 qui la refroidit.
Comme la figure 1 le montre, le noyau du stator 5 est représenté comme se composant de deux groupes 5' et 5" de tôles aimantables empilées, séparés par un espace de ventilation radial 11. Cette forme d'exécution est destinée à représenter le principe d'un noyau de stator divisé en un nombre quelconque de groupes de tôles avec un espace radial 11 séparant chaque paire de groupes successifs. Les tôles empilées 12 du noyau de stator avoisinant immédiatement l'espace radial 11 de part et d'autre de celui-ci, sont pourvues d'une grande ouverture 13 destinée à recevoir un déflecteur isolant 14 décrit ci-après.;Les autres tôles 15 du noyau de stator sont pourvues d'une ouverture cylindrique consti- tuant l'alésage cylindrique 4 du noyau de stator 5.
Sur cette face intérieure 4, le noyau de stator 5 est pourvu de plusieurs encoches 16 espacées circonférentiellement, dirigées axialement et creusées dans le sens radial à l'effet de recevoir les conducteurs de l'enroulement de stator, ces encoches étant disposées entre les dents 17 du noyau de stator.
Le stator 1 est pourvu d'un enroulement de stator 18 à haute tension alternative, composé de plusieurs bobines 19, chaque bobine se composant de deux côtés de bobines rectilignes 20 logés dans une paire d'encoches de noyau espacées 16 et de parties de tête de bobine circonférentielles 21 à chaque extrémité des côtés de bobine,c'est-à-dire à chaque extrémité du noyau de stator 5.
L'enroulement de stator 18 est représenté sous la forme usuelle
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d'un enroulement à deux couches, c'est-à-dire un enroulement ayant deux côtés de bobine 20 de deux bobines de stator différentes empilées dans chaque encoche de noyau de stator 16.
De préférence, les bobines de stator 19 sont des bobines pré-fabriquées., habituellement sous la forme de demi-bobines re- pliées ou conformées à l'avance, se composant chacune d'un groupe compact de barres conductrices empilées 22, qui sont enchevêtrées et légèrement isolées et entre lesquelles le courant se divise.
L'enchevêtrement des conducteurs peut être interne, c'est-à-dire à l'intérieur des côtés de bobine rectiligne 20 logés dans les encoches 16 ; bien il peut être externe, c'est-à-dire dans les têtes de bobine 21,ou bien l'enchevêtrement peut se faire aux deux endroits.
Comme la figure 4 le montre, chaque côté de bobine 20 peut consister, de préférence, en deux empilages radiaux de barres conductrices légèrement isolées 22, disposés très près l'un de l'autre côte à côte, sans aucun vide entre les deux empilages, quoique l'invention ne soit pas limitée à cette forme d'exécution déterminée pourvu que les barres empilées de chaque côté de bobine soient toutes groupées de façon compacte, de manière qu'au moins un bord de chaque barre soit situé le long d'un côté du groupe compact de barres, de manière que ce groupe puisse être refroidi directement par un moyen extérieur à ce groupe compact, comme décrit ci-après.
Il est nécessaire de prévoir un isolement de terre 23 qui recouvre le côté de bobine rectiligne 20 de chaque groupe de barres conductrices légèrement isolées 22 empilées. Les isole- ments de terre 23 de tous les côtés de bobine 20 de l'enroulement de stator ont d'ordinaire tous la même rigidité diélectrique et la même épaisseur, mais il est possible, si cette complication supplémentaire est justifiée, d'utiliser des isolements étagés en fonction de la position de chaque bobine et, dans ce cas, au moins certains des isolements de terre 23 doivent avoir une rigi-
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dite diélectrique et une épaisseur permettant de résister au moins à une différence de potentiel de 10. 000 volts entre les barres conductrices 22 et la terre, c'est-à-dire entre ces barres conduc- triaes et les tôles 15 du noyau de stator.
En fait, la tension nominale normale du plus petit turbo-générateur auquel la présente invention s'applique en principe, est de 13800 volts, et l'isole- ment de terre doit avoir une rigidité diélectrique suffisamment supérieure à cette tension nominale pour résister aux essais de surtension imposés lors de la réception.
Dans la forme d'exécution préférée de l'invention repré- sentée à la figure 1, ces isolements de terre 23 s'arrêtent un rien au-delà des extrémités des encoches du noyau de stator, c'est-à-dire un rien au-delà des extrémités respectives du noyau de stator 5, de manière à laisser des distances de contournement convenables entre les têtes de bobine nues et les extrémités res- pectives du noyau de stator 5. En effet, les têtes de bobine 21 des groupes de conducteurs légèrement isolés 22 empilés sont, en principe, nues, les conducteurs étant nus, sauf l'isolant lé- ger recouvrant individuellement chaque barre conductrice, afin qu'aucune barrière thermique importante ne sépare ces têtes de bobine du réfrigérant.
Il est évidemment indispensable d'utiliser des distanceurs et dispositifs de fixation convenables pour main- tenir les têtes de bobine nues 21 en place, comme représenté aux figures 2, 3, des blocs isolants d'espacement convenables 24, 25 et 26 étant immobilisés à l'aide d'attaches isolantes convena- bles 24', 25' et 26' .
Une particularité importante de l'invention réside en un moyen très perfectionné permettant d'établir des passages, pour un fluide de refroidissement, le long de, et en excellent con- tact thermique avec les côtés de bobine rectilignes 20 constitués par les barres conductrices légèrement isolées 22. Suivant cette particularité de l'invention, comme la figure 4 le montre, la majeure partie de l'épaisseur des isolements de terre à haute tension 23 recouvrant au moins les deux côtés de bobine se com-
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pose d'intercalaires isolants rigides 27 pourvus de rainures ou canalisations longitudinales ouvertes 28 dont l'ouverture donne sur les côtés des groupes correspondants de barres conductrices légèrement isolées 22.
Des intercalaires isolants rainurés sembla- bles pourraient être aussi utilisés à la partie supérieure et à la partie inférieure des groupes de barres conductrices correspondantes, mais la demanderesse préfère utiliser, à ces endroits, des inter- calaires isolants pleins 29, cornrne la figure 4 le montre, afin de mieux résister aux forces radiales extrêmement élevées im- posées aux barres conductrices dans le cas d'un court-circuit important..
Le restant de chaque isolement de terre 23 est constitué par une gaine isolante extérieure 30 formant la ou les couches extérieures de retenue de chaque isolement de terre 23 et réu- nissant le tout en une masse isolante compacte, à l'exception des canalisations 28 dont le côté ouvert est tourné directement versles barres conductrices 22 en substance nues,ces barres étant en substance nues dans ce sens que l'isolement léger individuel de barre ne présente pas de barrière thermique notable à la chaleur échangée entre les barres conductrices et le fluide iso- lant circulant dans les canalisations 28. Ces dernières sont ouvertes à leurs extrémités, de façon que le fluide de refroidisse- ment du stator puisse pénétrer dans ces canalisations et les quitte! à leurs extrémités, comme indiqué par les flèches 31 de la figure 1.
Il est à noter que, par la disposition et la construction de ces intercalaires isolants rainurés 27-constituant une partie importante de l'isolement de terre 23 entourant chaque côté de bobine 20, le fluide de refroidissement qui remplit les canalisa- tions 28 constitue une partie majeure ou importante de l'isolement de terre, ceci constituant une réelle originalité dans l'histoire des turbo-générateurs à refroidissement interne. C'est la premeière fois qu'il est inutile de prévoir de l'espace pour les canalisations
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en plus de l'espace prévu pour le cuivre, intérieurement à la gaine d'isolement de terre entourant les côtés de bobine logés dans une encoche. Cette fois,l'espace occupé par la canalisation fait partie de l'isolement de terre.
Plus la tension nominale est élevée, plus l'isolement de terre est épais et plus l'espace disponible pour la canalisation de refroidissement interne est grand.
Il est souhaitable, mais non indispensable, que le fluide de refroidissement occupant l'espace pour les canalisations ou les rainures 28 ait approximativement la même capacité inductive spécifique ou constante diélectrique que les intercalaires isolants rainurés 27, de façon qu'il n'y ait pas de répartition irrégulière de la tension sur les côtés des gaines isolantes 32 longeant les côtés des canalisations 28. Quand on utilise, comme fluide isolant,une huile isolante, il est aisé de trouver une matière isolante solide, ayant en substance la même constante diélec- trique que l'huile, pour les intercalaires isolants rainurés 27, ou bien on peut choisir une huile ayant en substance la même cons- tante diélectrique que la matière dont sont constitués les inter- calaires rainurés 27.
Ces intercalaires peuvent être poreux ou non poreux et, s'ils sont poreux, ces intercalaires peuvent être imprégnés de la même huile que celle utilisée comme fluide de refroidissement, de façon que tous les pores de la matière isolante et toutes les fissures entre les surfaces de contact des différentes pièces isolantes 27, 29 et 30 soient remplis d'huile, l'isolement de terre 23 entier se comportant alors comme un diélectrique homo- gène. De cette manière, il n'y a pas de point faible, ni des points particulièrement exposés, ni des lignes à gradient de potentiel excessif où un début de percement pourrait se produire.
Si le fluide de refroidissement est gazeux, il n'est généralement pas possible, en pratique, d'adapter la constante diélectrique du gaz, qui est approximativement voisine de l'unité, à la constante diélectrique de la matière isolante solide, quelle qu'elle soit, dont sont faits les intercalaires rainurés 27, du
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fait qu'aucune matière isolante solide actuellement disponible ne présente une constante diélectrique très inférieure à deux. Le mieux à faire, dans des cas de ce genre, est de rendre ces deux constantes diélectriques aussi égales que possible, dans des limites raisonnables, en considérant que ceci est une approximation suffisamment satisfaisante par rapport à l'égalité. Les contraintes électrostatiques qui en découlent ne seront pas exagérées.
Il va de soi que la rigidité diélectrique du fluide iso- lant et des intercalaires isolants rainurés 27 doit être suffisan- te pour résister au gradient de potentiel imposé, sans qu'aucune percement ne se produise.
Une caractéristique importante de l'utilisation des inter- calaires isolants rainurés 27 réside donc en ce que le fluide de refroidissement se trouve en série avec la gaine isolante extérieure 30 de l'isolement de terre 23, constituant en fait une majeure partie de cet isolement de terre 23, le fluide de refroidissement augmentant, par conséquent, lui-même notablement la rigidité diélec- trique totale entre cuivre et terre.
Quoique les intercalaires isolants rainurés 27 de l'inven- tion aient été décrits comme comportant plusieurs canalisations longitudinales ouvertes 28 dont l'ouverture donne sur l'empilage des barres de cuivre 22, et quoique les côtés de ces canalisations 28 aient été décrits comme constitués par des gaines isolantes 32 faisant partie intégrante de l'intercalaire rainuré 27, il est à noter que les canalisations longitudinales 28 ne doivent pas néces- sairement être séparées et distinctes les unes des autres sur tou- te la longueur des intercalaires rainurés 27, mais que les parties de gaine 32 de ces intercalaires peuvent consister n'importe quelle sorte de dispositif d'écartement séparant la paroi arrière 33 de chaque intercalaire 27 du côté contigu de l'empilage de barres con- ductrices 22,
de manière à obtenir le vide voulu par lequel le fluide isolant peut s'écouler en léchant les empilages de barres Conductrices.
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En pratique, du fait que les barrettes en cuivre 22 doi- vent être très minces dans le sens radial afin de réduire l'é- chauffement par courants de Foucault, il est très intéressant de donner, aux canalisations longitudinales 28,une hauteur ou épaisseur radiale plus grande que la hauteur ou épaisseur radia- le d'une seule barre 22 et, de préférence, une épaisseur de l'or- dre de 3 à 10 barres empilées, de manière à réduire la pression, extrêmement considérable, nécessaire pour faire circuler un fluide dans une canalisation dont les parois sont très rapprochées.
Il es généralement utile que le ou les empilages élancés de barres conductrices constituant un seul côté de bobine logé dans une encoche de stator 16 soient soutenus latéralement par les gaines isolantes 32, ou leur équivalent, en plus de deux points intermédiaires sur la hauteur radiale de l'empilage; c'est pour- quoi la hauteur ou dimension radiale de chaque canalisation 28 ne dépasse normalement pas la hauteur d'un enpilage de 10 barres conductrices.
Le refroidissement interne des enroulements de stator construits suivant l'ancienne technique n'a pas seulement été handicapé par la nécessité de trouver de l'espace pour les canali- sations, en plus de l'espace pour le cuivre et pour l'isole- ment de terre dans chaque encoche de stator, et par.les diverses difficultés rencontrées en pratique pour l'aménagement de ces canalisations,mais aussi par une autre difficulté importante pour laquelle aucun remède satisfaisant n'a été trouvé jusqu'ici, notamment la difficulté, en refroidissement interne des enroulements de stator des turbo-générateurs, d'introduire ou d'enlever le fluide de refroidissement des canalisations de refroidissement interne en un point intermédiaire le long de l'axe du noyau de stator.
Quelle que soit la nature des canalisations longitudinales- utilisées jusqu'ici pour le refroidissement direct des barres en cuivre, il a été nécessaire de faire courir ces canalisations sur toute la longueur axiale du noyau de stator.Comme le fluide de re-
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froidissement s'échauffe de plus en plus en parcourant ce% danalisa- tions longitudinales et, comme le régime de la machine est déter- miné par la température du point le plus chaud de l'isolement de terre ou des barres en cuivre, les régimes de ces machines connues ont été sévèrement limités à cause de la longueur exagérée des canalisations de refroidissement interne des enroulements de stator.
Une autre caractéristique importante de la présente in- vention est relative à un moyen pratique, qui a été découvert et mis'au point, pour entailler, sans danger, l'isolement de terre en un ou plusieurs points intermédiaires à l'intérieur du noyau de stator 5, de façon que la longueur à parcourir par le fluide de refroidissement dans chaque canalisation longitudinale 28 ne soit plus limitée à cause de la longueur axiale du noyau.
Il ressort clairement que, si cette caractéristique de l'inven- tion s'adapte plus spécialement au nouveau système d'isolement de terre à intercalaires rainurés dans lesquels les canalisa- tions de refroidissement 28 font réellement partie de l'isolement de terre, elle n'est cependant pas limitée à ce cas précis, mais peut s'appliquer à tout type de canalisation de refroidissement interne de stator; tout au contraire, les canalisations 28 de refroidissement interne de stator perfectionnées de l'invention peuvent être utilisées avantageusement, quelle que soit la lon- gueur effective des différentes canalisations longitudinales.
Jusqu'ici, la difficulté rencontrée en voulant pratiquer des ouvertures intermédiaires dans les canalisations des enrou- lements de stator à haute tension et à refroidissement interne, a consisté dans l'obtention d'une distance de contournement et d'une rigidité diélectrique adéquates entre les conducteurs extérieurs des bobines de stator et les côtés des encoches du noyau de stator, sans fatalement créer des points faibles dans l'isolement de terre séparant le cuivre des conducteurs de fer des tôles du noyau de stator.
D'autre part, dans le cas des en- roulements à refroidissement interne des rotors des turbo-généra- teurs, où les tensions sont comparativement peu élevées, ces
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mêmes difficultés ne se présentent pas, de sorte que les enrou- lements de rotor à refroidissement interne ont généralement comport des ouvertures de décharge radiale pratiquées dans ou sur le pourtour du noyau de rotor, le long de son axe longitudinal.
Dans le cas des enroulements de stator à refroidissement interne, les deux solutions possibles semblent avoir été soit d'écarter fortement les deux moitiés du noyau de stator de manière à obtenir, en fait, deux noyaux axialement espacés l'un de l'autre, soit de travailler avec des gaines longitudinales et des intercalaires de façonna établir, pour le fluide, un chemin de pénétration oa d'échappement compliqué, à l'intérieur de chacune des encoches de no,@@u de stator dans lesquelles les bobines sont logées.
Ces deux solutions se sont avérées tellement difficiles à appliquer que, jusqu'ici, aucun enroulement de stator moderne à haute tension et à refroidissement interne n'a été pourvu de points intermédiaires d'entrée ou de sortie du fluide de refroidissement.
Comme les figures 1 et 9 le montrent, la présente inven- tion procure un moyen extrêmement simple et entièrement efficace pour l'établissement d'un point d'entrée ou de sortie du fluide de refroidissement, d'un enroulement de stator à haute tension et à refroidissement interne, ce moyen simple consistant à prévoir un empilage bas, dans le sens radial, de tôles centrales de noyau de stator 12 à grande ouverture de part et d'autre d'un espace de ventilation radiale 11 relativement étroit, situé entre les deux moitiés ou groupes de tôles du noyau de stator. Un déflec- teur ou bloc isolant 14 d'une forte épaisseur axiale est fixé, par assemblage en queue d'aronde, dans la grande ouverture 13 des tôles centrales 12, comme représenté aux figures 7 et 9, à cheval sur l'espace de ventilation radiale 11.
Ce bloc déflecteur 14 comporte plusieurs dents ou entre-dents isolantes 24 d'une forte épaisseur axiale, s'étendant chacune, vers l'arrière et dans le sens radial, plus loin que les dents 17 du noyau de stator. En @utres mots, la grande ouverture 13 pratiquée dans les tôles
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centrales 12 a un plus grand diamètre que celui du fond des encoches 16 du noyau de stator. Le déflecteur 14, comme les figures 7 et 9 le montrent, comprend aussi des bouchons d'encoche isolants ou couches 35 de fermeture des encoches, disposés dans le voisinage de la grande ouverture centrale 13, entre les dents ou entre-dents isolantes 34, de manière à ne pas interrompre la continuité de l'isolement des encoches de noyau 16 dans lesquelles sont logés les conducteurs.
Ce déflecteur isolant 14 est pourvu de passages faisant communiquer les côtés de bobine 20 isolés de la terre avec l'espa- ce de ventilation radial 11. A cet effet, en un point nettement'à l'intérieur du volume ou de la longueur axiale ou de la largeur du déflecteur 14, la gaine isolante extérieure 30 de l'isolement de terre 23 des côtés de bobine (voir figure 9) est percée d'une ou plusieurs ouvertures 36, comme les figures 7 et 9 le montrent, et les parois arrière 33 des intercalaires isolants rainures. 27 sont aussi percés de plusieurs ouvertures 37, entre les cloisons iso- lantes 32 séparant les canalisations 28.
Comme la figure 7 le montre, ces ouvertures 37 et 36, percées dans l'isolement de terre, communiquent avec des conduites transversales 38 passant en tra- vers ou dans le sens tangentiel dans chaque dent isolante 34 du déflecteur, tandis que,ces conduites transversales 38 communiquent avec une canalisation radiale 39 disposée au centre de chaque dent isolante 34, en vue de communiquer avec l'espace de ventilation radiale 11 (figure 9) séparant les deux groupes 5' et 5" de tôles de noyau de stator.
Les dents ou entre-dents isolantes 34 du déflecteur 14 sont représentées comme pourvues, en outre, de canalisations la- térales axiales 40 (figure 7) afin d'établir une large communica- tion entre les ouvertures 36, 37 de l'isolement de terre et les conduites transversales 38.
Comme la figure 8 le montre, chaque doigt ou dent isolant 34 est aussi pourvu de canalisations latérales radiales 41 communi-
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quant avec une canalisation arrière 42 passant, dans le sens axial ' l'arriére de chaque doigt isolant 34, de manière à établir une communication entre certaines canalisations axiales du noyau de stator (non représenté) prévues dans les dents 17 du noyau de stator et l'espace de ventilation radiale 11; ces canalisations de ventilation du noyau de stator n'ont aucun rap- port avec la présente invention qui concerne uniquement les dis- positions des canalisations de refroidissement interne.
Comme la figure 7 le montre,, il va de soi que chacune des encoches de noyau de stator 16 recevant les bobinas est fermée par une cale 43 qui peut, ou non., être en un.e matière isolante. Ces cales 43 couvrent aussi les encoches correspondant aux dents isolantes 34 du déflecteur 14, comme la figure 7 le montre.
Quoique le bloc déflecteur 14 de la présente invention ait été représenté et décrit comme se composant de plusieurs piè- ces isolantes 34 et 35 assemblées, en vue d'une fabrication aisée de ce bloc, il va de soi que ces pièces peuvent être soudées les unes aux autres ou être coulées sous la forme d'un bloc isolant unique, ou sous une autre forme permettant d'obtenir une seule pièce isolante solide faisant le tour de l'espace intérieur au noyau de stator 5 et emplissant le vide laissé par la plus grande ouverture 13 des tôles centrales 12.
Il est à remarquer que ce bloc déflecteur 14 constitue, en fait, une pièce isolante annulaire non feuilletée, à l'opposé du noyau de stator, et non conductrice comme le noyau de stator.
Cette pièce isolante annulaire ou déflecteur 14 est pourvue de dents isolantes 34 et de bouchons d'encoche isolants 35 qui déter- minent des encoches, à parois isolantes, qui reçoivent et maintien- nent fermement les côtés de bobine, isolés de la terre 20 de l'en- roulement de stator. Il est à remarquer que les ouvertures 36 et 37, pratiquées dans l'isolement de terre, se trouvènt bien à l'intérieur de ces encoches à parois isolantes du bloc déflecteur 14, et aucune difficulté ne se présente donc du fait de distances de
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contournement trop faibles entre les bords extérieurs des barres conductrices 22 et la tôle métallique la plus proche du noyau de stator 5.
Le déflecteur 14 de l'invention contribue donc à la per- fection, des points de vue mécanique et diélectrique, de la cons- truction de l'enroulement de stator.
Quoique le noyau de stator 5 décrit soit divisé en deux groupes de tôles 5' et 5" séparés par un espace;radial 11 relative- ment étroit, il est possible d'aménager autant d'espaces de ventila, tion radiaux qu'on le veut en des points intermédiaires de l'axe longitudinal du noyau de stator 5, et, dans ce cas., un bloc déflecteur isolant 14 doit être associé à chaque espace de ventilation radiale 11, de la manière représentée et décrite.
Comme précité, le fluide de refroidissement peut circuler., dans les deux sens, dans les canalisations longitudinales de-re- froidissement interne 28 de l'enroulement de stator . A titre d'exemple d'une construction déterminée, la figure 1 porte des flèches montrant que l'espace de ventilation radiale 11 est un espace de décharge pour le fluide,, de sorte que le fluide de ventilation s'échappe dans l'espace 44 compris entre le pourtour extérieur du noyau de stator 5 et le pourtour extérieur de l'en- veloppe de fermeture 6. De cet espace, le fluide gagne une tuyauterie extérieure 45 aboutissant à un échangeur de chaleur 10, d'où le fluide est renvoyée par la pompe P, dans chacun des espaces d'extrémité 46 et 47 àux deux bouts du noyau de stator 4, à l'intérieur de l'enveloppe de stator 6.
Ce fluide remplit entié- rement ces espaces d'extrémité et bagne les têtes de bobine 21 qui sont nues en principe et, après refroidissement de celles-ci, le fluide pénètre dans les ouvertures d'extrémité des canalisa- tions longitudinales 28 de l'isolement de terre, comme indiqué par les flèches 31 de la figure 1.
Si le fluide de refroidissement est un liquide ou une huile isolante, il se peut qu'en général un dispositif de cloisonnage ou d'agitation soit inutile pour diriger le fluide sur les faces extérieures des têtes de bobine
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nues 21, ou pour augmenter le débit du fluide le long de ces faces; mais, si le fluide de refroidissement est un gaz, il est généralement nécessaire d'aménager un dispositif de cloisonnage ou d'agitation de ce genre (non représenté), les détails de ces aménagements ne faisant pas partie de la présente invention.
La figure 5 représente une forme d'exécution semblable à celle de la figure 4, sauf que chaque bobine est à deux spires, tandis que la figure 6 représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution avec des bobines à trois spires. Ces formes d'exécu- tion à bobines à spires multiples diffèrent de la forme d'exécu- tion à bobine à spire unique de la figure 4, en ce que chaque spire d'un côté de bobine 20 est recouverte d'un léger envelop- pement isolant 48, servant à réunir les barres conductrices 22 et les intercalaires isolants rainurés 27 du côté des bobines correspondant à la spire considérée, ceci pour la facilité de la manipulation.
Les intercalaires pleins 29 de l'isolement de ter- re prévus à la partie supérieure et à la partie inférieure du côté de bobine à spires multiples, peuvent être placés avant l'application de la gaine extérieure isolante 30 de chaque côté de bobine à spires multiples, comme les figures 5 et 6 le montrent.
D'une façon générale, tout turbo-générateur à stator à refroidissement interne comporte aussi un rotor 2 à refroidissement interne.
Dans la machine représentée, à titre d'exemple,à la fi- gure 1, le rotor 2 comprend un noyau de rotor 50 plein ou non feuilleté à pourtour extérieur cylindrique pourvu d'encoches 51 dans lesquels se logent les enroulements d'excitation 52 à courant continu et à faible tension du rotor. Suivant la règle pratiquement universelle actuellement en ventilation de rotor, la partie centrale du noyau de rotor 50 est pourvue de trous . radiaux de ventilation 53 par où le fluide de ventilation, habituelle- ment de l'hydrogène, s'échappe dans l'entrefer 54, intérieurement à la cloison cylindrique 3, dans le cas de la machine déterminée
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représentée à la figure 1.
L'hydrogène est aspiré, à chaque extrémité de l'entrefer 54, à l'aide d'un ventilateur convenable respectif 55, 56 à étages multiples et à écoulement axial, et passe ensuite au travers d'un refroidissemr ou échangeur' thermique 57, 58 de tout type ou agencement convenable, d'où l'hydrogène refroidi est renvoyé aux extrémités correspondantes de l'enroulement de¯rotor comme indiqué par les flèches 59.
Le rotor 2 est monté à l'intérieur de son enveloppe propre'60, représentée sous la forme de deux flasques d'extrémité 61, 62 fixés aux pièces d'extrémité respectives de l'enveloppe de stator 6 et contenant les refroidisseurs 57 et 58. Ces flas- ques d'extrémité 61 et 62 sont pourvus de paliers 63 portant l'arbre de rotor 64 et de boîtes à bourrage convenables 65 ren- dant l'enveloppe de rotor en substance hermétique aux gaz, de manière classique-
Il va de soi que, si la machine représentée comporte la cloison cylindrique d'entrefer 3 divisant le stator et le rotor et constituant deux expaces fermées séparés pouvant contenir deux fluides de refroidissement différents,soit de compositions diffé- rentes, soit sous des pressions de fluide différentes,
et si l'invention procure un dispositif de refroidissement interne par- ticulièrement avantageux pour le refroidissement interne de l'en- roulement de stator 18 à l'huile ou un autre liquide isolant, l'invention n'est aucunement limitée à cette forme d'exécution précise. Il est donc à noter que, dans son aspect le plus large, l'invention permet l'omission de la cloison cylindrique 3 et de l'un ou l'autre des deux dispositifs de circulation de fluide et de refroidissement représentés, en utilisant un seul fluide de re- froidissement pour la ventilation, à la fois du stator et du rotor.
Ce fluide unique sera habituellement de l'hydrogène sous une pres- sion convenable quelconque, par exemple une pression de 3,5 kg/cm2 au-dessus de la pression atmosphérique, ou plus.