CH365439A - Installation de refroidissement d'un rotor de machine électrique - Google Patents

Description

      Installation    de     refroidissement    d'un rotor de machine électrique    La puissance maximum que peut fournir actuel  lement un alternateur n'est pas limitée par le sta  tor, qui, refroidi à l'eau, permettrait d'atteindre des  puissances beaucoup plus élevées, mais par le rotor  qui est ventilé à l'hydrogène. Pour augmenter la  puissance des alternateurs, il devient donc néces  saire d'améliorer le refroidissement du rotor.  



  La présente invention a pour objet une installa  tion de refroidissement d'un rotor de     machine    élec  trique, par circulation d'un liquide dans des canaux  de refroidissement ménagés dans la     masse    du corps  du rotor ou dans les enroulements de ce dernier,  comprenant une pompe centrifuge de sortie agencée  de manière à retirer le liquide du rotor, cette pompe  comprenant une partie mobile dans laquelle débou  chent des prolongements d'une première extrémité  des canaux de refroidissement et qui tournent à l'in  térieur d'une bâche fixe qui recueille le liquide.

   Cette  installation est caractérisée en ce qu'elle comprend  une pompe centrifuge d'entrée destinée à     introduire     le liquide dans le rotor et comprenant une cuvette  solidaire en rotation du rotor et reliée à la seconde  extrémité des canaux de refroidissement, des con  duits fixes d'amenée du liquide dans cette pompe  d'entrée débouchant à l'intérieur de ladite cuvette  et étant disposés à l'extérieur de l'arbre du rotor,  lesdits prolongements de la première extrémité des  canaux de refroidissement étant également     disposés     à l'extérieur de l'arbre du rotor.  



  Le dessin annexé représente, à titre d'exemple,  deux formes d'exécution de l'installation objet de  l'invention et des variantes.  



  Les     fig.    1 et 2 sont deux variantes de spires d'un  rotor d'alternateur.  



  La     fig.    3 est une coupe schématique de la     pre-          mière    forme d'exécution.    La     fig.    -4 est une coupe, à plus grande échelle,  d'un     détail    représenté à la     fig.    3.  



  La     fig.    5 est une coupe d'une variante du détail  représenté à la     fig.    4.  



  La     fig.    6 est une coupe schématique de la se  conde forme d'exécution.  



  La     fig.    7 est une coupe, à plus grande échelle,  selon     B-B    de la     fig.    6.  



  Les     fig.    1 et 2 montrent deux exemples de spire  ou d'ensemble de spires 1 d'un rotor d'alternateur.  La spire ou l'ensemble de spires 1 comporte deux  conduits 2 et 3 qui servent respectivement à l'entrée  et à la sortie d'un liquide de refroidissement, les con  ducteurs étant eux-mêmes creux et leur intérieur for  mant, ainsi, un ou plusieurs canaux de refroidisse  ment, suivant des dispositions connues. Les entrées  et les sorties du liquide de refroidissement peuvent  être disposées du même côté de la spire ou de cha  que côté de celle-ci,     comme,    par exemple, le repré  sentent respectivement les     fig.    1 et 2.  



  L'installation représentée schématiquement à la       fig.    3 est destinée au refroidissement d'un rotor 4  d'alternateur, sur lequel sont montées des spires  telles que la spire 1 de l'exemple de la     fig.    2.  



       Chaque    spire 1 est parcourue par le     liquide    de  refroidissement envoyé dans le conduit 2 par une  pompe centrifuge d'entrée 5 et retiré du conduit 3  par une pompe centrifuge de sortie 6.  



  La pompe 5 comprend une cuvette 7, fixée sur  l'arbre 8 ou taillée dans sa masse et     entraînée    en  rotation par celui-ci. Cette cuvette peut éventuelle  ment porter des ailettes. Le liquide de refroidisse  ment arrive par des tuyaux 9 aboutissant dans un  distributeur 10     fixe,    éventuellement muni d'ailettes  coopérant avec celles de la cuvette.

   Le distributeur  10 est constitué par un tube en forme de tore pré-      sentant au moins deux buses de sortie du     liquide          réparties    uniformément sur sa périphérie, ces buses  étant orientées de façon que les jets     liquides        sortent     tangentiellement au mouvement de rotation de la cu  vette 7, c'est-à-dire perpendiculairement à des plans  passant par l'axe de rotation, dans le même sens et  avec une vitesse tangentielle sensiblement égale à la  vitesse tangentielle de la périphérie interne du li  quide dans cette cuvette. Le liquide étant entraîné  par la force centrifuge, il n'est pas     nécessaire    de pré  voir un moyen d'étanchéité entre le distributeur 10  et la cuvette 7.  



  La pompe 6 comprend un disque 11, dont la  section a la forme d'un T pour augmenter la rigidité  de l'ensemble formé par ce disque et les conduits 3,  calé sur l'arbre 8 ou taillé dans la masse et     pourvu     d'orifices 12 en     liaison    avec les conduits 3, et une  bâche 13 fixe, en forme de spirale par exemple, re  liée par un tube 14 à un réservoir de     liquide    15. La  pompe 6 fonctionne sous     l'action    de la force centri  fuge s'exerçant sur le liquide qui     sort    des     orifices    12.  



  Une motopompe électrique 16 refoule le     liquide     du réservoir 15, à travers un réfrigérateur 17, dans  les tuyaux 9. Cette pompe 16 est nécessaire pour  l'amorçage et elle permet ensuite, notamment, de ré  gler le débit de     liquide.    La pression fournie par  cette pompe est telle que la vitesse de sortie du jet  liquide du distributeur 10 soit sensiblement égale à  la vitesse périphérique de l'eau en rotation dans la  cuvette 7.  



  Le liquide entraîné par la pompe 5 est comprimé  sous l'action de sa propre force centrifuge et refoulé,  à travers le conduit 2, la spire 1 et le conduit 3, vers  la pompe 6, pour aboutir à la bâche 13 ; il s'écoule  ensuite dans le réservoir 15, d'où il est refoulé par  la pompe 16 vers la pompe 5 et recommence le cir  cuit. Il est évident que le mouvement du liquide  entre les pompes 5 et 6 n'est possible que si le pro  duit     mdRw2    est supérieur aux     pertes    de charge de ce  circuit, d étant la différence entre le rayon extérieur  du disque 11 et le rayon intérieur de l'anneau li  quide dans la cuvette 7, R la demi-somme de ces  deux rayons, m la masse spécifique du liquide, et w  sa vitesse angulaire.  



  Pour éviter une mise à la masse des bobines du  rotor, les conduits 2 et 3 peuvent être     constitués     chacun de deux tubes métalliques reliés entre eux  par un élément isolant 18, qui peut être un tronçon  de tube s'emmanchant extérieurement sur les deux  tubes métalliques comme le représente la     fig.    4, ou  s'emmanchant extérieurement sur l'un d'eux et s'en  gageant à l'intérieur de l'autre, comme le représente  la     fig.    5.  



  Les conduits 2 et 3 pourraient être noyés dans  une masse isolante coulée entre les parties     frontales     des bobines. Ces conduits pourraient alors éventuel  lement être des tubes isolants.  



  Au lieu de disposer un conduit 2 et un conduit 3  par spire, il est avantageux de réduire le nombre de  conduits. La forme d'exécution de la     fig.    6, qui    comprend des conduits de     liaison    entre les têtes de  bobines du rotor et la cuvette 7 de la pompe centri  fuge 5, présentent cet avantage.  



  Sur la cuvette 7 sont fixés des conduits longitu  dinaux 19 en nombre égal ou proportionnel à celui       des    bobines. Ces conduits 19 sont en métal ou en  matière isolante ; ils peuvent être constitués par des  trous ménagés dans le corps du rotor ou être dispo  sés à l'extérieur de ce corps. Les conduits 19 sont  prolongés par des conduits isolants 20 radiaux ou  sensiblement radiaux, de section carrée     (fig.    7), rec  tangulaire, circulaire ou de tout autre profil, fermés  à leur extrémité, et reliés par des raccords métalli  ques 21 aux spires 22, ces raccords étant     disposés     alternativement d'un côté et de l'autre côté du con  duit 20.

      Dans les formes d'exécution décrites ci-dessus,  l'installation était destinée à refroidir les enroule  ments du rotor, mais une telle installation pourrait  être utilisée pour le refroidissement du corps du  rotor, qui comporterait alors des canaux pour la cir  culation du liquide de refroidissement.

Claims (1)

1. REVENDICATION Installation de refroidissement d'un rotor de ma chine électrique, par circulation d'un liquide dans des canaux de refroidissement ménagés dans la masse du corps du rotor ou dans les enroulements de ce dernier, comprenant une pompe centrifuge de sortie agencée de manière à retirer le liquide du ro tor, cette pompe comprenant une partie mobile dans laquelle débouchent des prolongements d'une pre mière extrémité des canaux de refroidissement et qui tourne à l'intérieur d'une bâche fixe qui recueille le liquide, caractérisée en ce qu'elle comprend une pompe centrifuge d'entrée destinée à introduire le liquide dans le rotor et comprenant une cuvette soli daire en rotation du rotor et reliée à la seconde ex trémité des canaux de refroidissement,

   des conduits fixes d'amenée du liquide dans cette pompe d'entrée débouchant à l'intérieur de ladite cuvette et étant disposés à l'extérieur de l'arbre du rotor, lesdits pro longements de la première extrémité des canaux de refroidissement étant également disposés à l'extérieur de l'arbre du rotor. SOUS-REVENDICATIONS 1. Installation selon la revendication, caractérisée en ce que la pompe centrifuge d'entrée est agencée de manière que le liquide arrive dans cette pompe suivant une direction tangentielle au mouvement de rotation de la cuvette et dans le même sens, avec une vitesse tangentielle égale à la vitesse tangentielle de la périphérie interne du liquide dans cette cuvette. 2.

   Installation selon la revendication, caractérisée en ce que lesdits prolongements de la première ex trémité des canaux de refroidissement aboutissent dans un disque porté par l'arbre du rotor à l'inté rieur de la bâche collectrice, ce disque étant agencé de manière à accroître la rigidité de l'ensemble formé par ce disque et lesdits prolongements. 3. Installation selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un élément isolant dans chaque liaison reliant la cuvette de la pompe d'entrée avec lesdits prolongements des canaux de refroidissement. 4.

   Installation selon la revendication, caractérisée en ce qu'elle comprend des conduits, en nombre égal ou proportionnel à celui des bobines de l'enrou- lement du rotor, dans lesquels aboutissent des rac cords les reliant à chaque spire ou à des ensem bles de spires constituant cet enroulement, lesdits conduits étant agencés de manière à introduire le liquide dans les conducteurs du rotor et à l'en reti rer.