Machine dynamo-éleetrique cuirassée. L'objet de la présente invention est une machine dynamoélectrique, par exemple un moteur, du type cuirassé ou entièrement en fermé et permettant Lin refroidissement efficace.
Il a été déjà proposé (brevet suisse N" 77597) de faire circuler l'air interne chaud de la machine à travers des canaux situés, au-delà de la périphérie du champ, en contact avec les parois métalliques d'antres canaux à tra vers lesquels un fluide froid, de l'air par exemple, est envoyé en vue d'obtenir une surface de refroidissement. augmentée, sans augmenter de façon indûe les dimensions de la machine, de telle façon que le rendement soit augmenté par unité de surface et qu'une économie soit réalisée dans la matière et le travail nécessaires à la fabrication de la ma chine. Dans un exemple particulier les canaux pour l'air chaud sont décrits comme étant formés par des tubes .en feuille métallique.
Dans certains cas (brevet suisse N 80599); les canaux destinés à la circulation de l'air froid et de l'air chaud sont formés directe ment dans la culasse de la machine. Dans les applicatious antérieures auxquelles il vient d'être référé, il existe des couvercles ayant des tuyaux ou ouvertures destinés à guider alternativement l'air chaud et l'air froid dans les canaux respectifs. Toutefois le modèle de culasse, dans plusieurs cas, est complexe.
Le but de la présente invention est d'écarter les difficultés ci-dessus mentionnées et d'ob tenir un haut pouvoir de refroidissement. La culasse possède des canaux longitudinaux cir- conférentiels terminés par des parois latérales perforées supportant les extrémités de nom breux tubes traversant lesdits canaux. De plus la machine possède des moyens pour introduire à force de l'air chaud interne dans lesdits tubes et de l'air froid extérieur dans les canaux en contact desdits tubes ou vice versa, la culasse étant. fermée à ses extrémités par des couvercles non perforés.
Le dessin ci-joint, donné à titre d'exemple, représente plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Fig. 1 est une vue en élévation latérale, partiellement en coupe, d'une forme de moteur à courant continu établi d'après la présente invention; La fig. 2 est. une coupe transversale faite suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 montrant une partie de la culasse; Les fig. 3 et 4 sont des vues en coupe longitudinale et transversale d'une partie d'un moteur à courant alternatif conforme à la présente invention; La fig. â est une coupe longitudinale d'une partie d'un moteur à courant alternatif repré sentant une variante du dispositif de fixation de tubes;
La fig. 6 est une coupe longitudinale d'une partie d'un moteur représentant encore une variante de l'invention.
Dans le moteur électrique à courant con tinu, montré sur les fig. 1 et 2, la culasse 1 est constituée en forme cylindrique comme un anneau creux possédant deux parois con centriques 2, 3 reliées par des parois de sépa ration radiales -1 qui sont formées avec les pièces polaires .5 ou les supportent, l'anneau est ainsi divisé en autant de canaux 6 qu'il existe de pièces poleires.
La culasse 1 est munie à chaque extré mité d'un rebord 7 qui, sauf en ce qui con cerne les ouvertures 8 adjacentes à la périphérie, ferme les canaux 6.
Chaque rebord 7 est percé d'un certain nombre de trous en regard de chaque large canal 6 et des tubes métalliques minces 9 sont enfilés à travers les deux rebords extrêmes 7, qui agissent pour cela comme plaques tubu laires. Les tubs 9 peuvent être fixés de toute façon convenable en position, d'une façon étanche à l'air. Les tubes 9 peuvent être solidaires avec la culasse lors du moulage de celle-ci ou ils peuvent être insérés dans de larges trous pratiqués dans les rebords et du métal peut être enfilé ou fondu autour de leurs extrémités.
L- n couvercle 10, uni, non perforé, est con formé sur sa périphérie pour s'ajuster sur chaque rebord extrême 7 sur une bande cir- conférentielle étroite de ce dernier. L'air chaud interne de la machine, déplacé par un venti lateur 18 ou par l'induit de la machine est amené par le couvercle 10 sur le côté droit (fig. 1) dans les tubes 9, comme il est indiqué par les flèches en traits pleins, et des exti é- mités opposées des tubes, cet air est ramené en arrière, par le couvercle<B>10</B> opposé, dans l'intérieur de la machine.
Extérieurement, des couvercles métalliques minces 11 sont assemblés sur les extrt'mïtés de la culasse de façon à constituer avec les couvercles 10 des conduits 20 et 21 commu niquant avec les ouvertures 8 des rebords 7. Le fluide refroidisseur, par exemple de l'air froid, est envoyé à l'aide d'un ventilateur 19, à travers le conduit ?0 et de là, dans les canaux 6 d'où cet air par le conduit 21 arrive à l'autre extrémité.
Les ouvertures S dans les extrémités de la culasse aboutissant aux con duits 6 sont conformées de façon convenable pour forcer l'air froid à suivre un chemin plus ou moins sinueux à travers et le long des tubes 9, comme l'indiquent les flèches pointillées sur la fig. 1.
Dans une disposition comme celle ci-dessus décrite, on obtient non seulement une très grande surface de refroidissement par la con centration d'un très grand nombre de tubes sur un espace restreint, mais la surface interne de la culasse est rendue apte à des buts de refroidissement. Sauf pour l'ouverture centrale de l'arbre, les couvercles ont seulement besoin d'être constitués par des parties fondues, con caves, unies, non perforées.
Les ventilateurs pour l'air froid et l'air chaud peuvent être disposés du même côté ou sur les cités op posés de l'arbre de l'induit et ils peuvent être disposés pour déplacer l'air dans la même direction ou dans des directions oppos,-jes.
Dans les fig. 3 et 4, la culasse 1 est en tourée d'une ouverture 17 faite à l'aide d'un métal en feuille, cette ouverture étant faite avec une épaisseur suffisante pour constituer la surface nécessaire pour le flux magnétique dans le cas d'un moteur à courant continu; dans l'application à -une machine à courant alternatif, comme il est indiqué sur les fig. 3 et 4, la culasse 1 comprend deux rebords extrêmes 7 reliés par plusieurs paires longi tudinales de barres ou nervures écartées 13.
Les flasques intérieurs 14 des barres 13 portent les lamelles d'aimentation 15, tandis que les flasques extérieurs 16 des barres ou nervures, supportent la couverture 17 légère en feuille métallique. De nombreux tubes métalliques minces 9 sont supportés dans l'espace annulaire entre les lamelles 15 et la couverture en feuille métallique mince 17. Ces tubes 9 sont supportés par les rebords extrêmes 7 soit directement, soit par les pla ques tubulaires métalliques minces 18' fig. 5. Les tubes peuvent être fixés de toute manière convenable.
Des ouvertures 8, pratiquées à la péri phérie de chaque extrémité de la culasse, sont prévues pour le fluide refroidisseur, par exemple de l'air froid, les couvercles 10 et 11 étant ajustés comme décrit ci-dessus. Les couvercles 10 comportent des ailettes radiales 12 aug mentant la surface de contact.
La culasse qui vient d'être décrite peut constituer une enveloppe type unique (standard) qui convient non seulement pour une machine cuirassée, mais pour une machine du type ouvert.
Les tubes 9 peuvent avoir une section transversale circulaire comme dans le côté gauche de la fig. 4, ou une section transver sale angulaire comme dans le côté droite de la même fig. 4. Ces tubes peuvent être unis, ondulés, cannelés ou sinueux.
Des chicanes peuvent être ajustées en toutes positions convenables pour forcer le fluide froid à suivre un chemin sinueux ou hélicoïdal, si on le désire.
La fig. 6 représente une disposition opposée à celle montrée sur la fig. 1, l'air froid pas sant à travers les tubes 9 et l'air chaud in terne passant à travers les ouvertures 22 dans les canaux 6.
Armored dynamo-electric machine. The object of the present invention is a dynamoelectric machine, for example a motor, of the battleship type or entirely closed and allowing efficient cooling.
It has already been proposed (Swiss patent N "77597) to circulate the hot internal air of the machine through channels located, beyond the periphery of the field, in contact with the metal walls of other channels through to which a cold fluid, for example air, is sent in order to obtain an increased cooling surface, without unduly increasing the dimensions of the machine, so that the efficiency is increased per unit area and that a saving be made in the material and labor necessary for the manufacture of the machine In a particular example the hot air channels are described as being formed by tubes of metal foil.
In some cases (Swiss patent N 80599); the channels for the circulation of cold air and hot air are formed directly in the cylinder head of the machine. In the prior applications to which it has just been referred, there are covers having pipes or openings intended to guide the hot air and the cold air alternately in the respective channels. However, the cylinder head model, in several cases, is complex.
The aim of the present invention is to eliminate the above-mentioned difficulties and to obtain a high cooling power. The cylinder head has circumferential longitudinal channels terminated by perforated side walls supporting the ends of numerous tubes passing through said channels. In addition, the machine has means for forcing internal hot air into said tubes and cold outside air into the channels in contact with said tubes or vice versa, the cylinder head being. closed at its ends by non-perforated lids.
The accompanying drawing, given by way of example, represents several embodiments of the object of the invention.
Fig. 1 is a side elevational view, partially in section, of one form of direct current motor established in accordance with the present invention; Fig. 2 is. a cross section taken along line 2-2 of fig. 1 showing part of the cylinder head; Figs. 3 and 4 are longitudinal and cross sectional views of part of an AC motor according to the present invention; Fig. â is a longitudinal section of part of an AC motor showing a variant of the tube clamping device;
Fig. 6 is a longitudinal section of part of an engine showing yet another variant of the invention.
In the DC electric motor, shown in fig. 1 and 2, the cylinder head 1 is formed in a cylindrical shape like a hollow ring having two con centric walls 2, 3 connected by radial separating walls -1 which are formed with the pole pieces .5 or support them, the ring is thus divided into as many channels 6 as there are poleires parts.
The cylinder head 1 is provided at each end with a flange 7 which, except as regards the openings 8 adjacent to the periphery, closes the channels 6.
Each rim 7 is pierced with a number of holes facing each wide channel 6 and thin metal tubes 9 are threaded through the two end rims 7, which therefore act as tube sheets. The tubes 9 can be fixed in any suitable position in an airtight manner. The tubes 9 can be integral with the cylinder head during the molding thereof or they can be inserted into large holes made in the rims and metal can be threaded or melted around their ends.
The cover 10, plain, unperforated, is formed on its periphery to fit over each end rim 7 on a narrow circumferential band thereof. The internal hot air of the machine, moved by a fan 18 or by the armature of the machine is brought by the cover 10 on the right side (fig. 1) into the tubes 9, as indicated by the arrows. in solid lines, and from the opposite ends of the tubes, this air is drawn back, by the opposite cover, into the interior of the machine.
Externally, thin metal covers 11 are assembled on the ends of the cylinder head so as to constitute with the covers 10 of the conduits 20 and 21 communicating with the openings 8 of the flanges 7. The cooling fluid, for example air cold, is sent by means of a fan 19, through the duct 0 and from there into the channels 6 from where this air through the duct 21 arrives at the other end.
The openings S in the ends of the cylinder head leading to the ducts 6 are suitably shaped to force the cold air to follow a more or less sinuous path through and along the tubes 9, as indicated by the dotted arrows on fig. 1.
In an arrangement such as that described above, not only is a very large cooling surface obtained by the concentration of a very large number of tubes in a small space, but the internal surface of the cylinder head is made suitable for purposes. cooling. Except for the central opening of the shaft, the lids only need to be formed by melted, concave, plain, non-perforated parts.
The fans for cold air and hot air can be arranged on the same side or on the opposite sides of the armature shaft and they can be arranged to move the air in the same direction or in different directions. oppos, -jes.
In fig. 3 and 4, the yoke 1 is surrounded by an opening 17 made using a sheet metal, this opening being made with sufficient thickness to constitute the surface necessary for the magnetic flux in the case of a DC motor; in the application to an alternating current machine, as shown in fig. 3 and 4, the yoke 1 comprises two end flanges 7 connected by several longitudinal pairs of spaced bars or ribs 13.
The inner flanges 14 of the bars 13 carry the feed slats 15, while the outer flanges 16 of the bars or ribs support the light metal foil cover 17. Many thin metal tubes 9 are supported in the annular space between the lamellae 15 and the thin metal sheet cover 17. These tubes 9 are supported by the end edges 7 either directly or by the thin metal tubular plates 18 'fig. . 5. The tubes can be fixed in any convenient way.
Openings 8, made at the periphery of each end of the cylinder head, are provided for the cooling fluid, for example cold air, the covers 10 and 11 being adjusted as described above. The covers 10 have radial fins 12 increasing the contact surface.
The breech which has just been described can constitute a single type casing (standard) which is suitable not only for an armored machine, but for a machine of the open type.
The tubes 9 may have a circular cross section as in the left side of FIG. 4, or an angular cross section as in the right side of the same fig. 4. These tubes can be plain, corrugated, corrugated or sinuous.
Baffles can be adjusted to any suitable position to force the cold fluid to follow a meandering or helical path, if desired.
Fig. 6 shows an arrangement opposite to that shown in FIG. 1, the cold air not passing through the tubes 9 and the internal hot air passing through the openings 22 in the channels 6.