FR3061373A1 - COOLED ELECTRICAL MACHINE WITH STABLE HEAT PUMP. - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une machine électrique (10) comprenant : un stator (12) et un rotor (14) présentant deux extrémités opposées (36, 38) ; un carter (16) présentant une paroi de fond (48), ledit stator (12) et ledit rotor (14) étant montés à l'intérieur dudit carter (16) ; une pluralité d'injecteurs (61, 63) situés à l'intérieur dudit carter (16) pour pouvoir projeter un fluide caloporteur sur lesdites deux extrémités opposées (36, 38) dudit rotor (14), tandis que ledit carter (16) présente en outre des orifices d'écoulement (54, 56) pratiqués dans ladite paroi de fond (48) pour pouvoir recueillir le fluide caloporteur projeté s'écoulant à l'intérieur dudit carter (16). La machine électrique comprend en outre des éléments de mousse solide (43, 45) installés à l'intérieur dudit carter (16) pour pouvoir dissiper les bulles de gaz dispersées dans le fluide caloporteur par le mouvement de rotation dudit rotor (14).An electric machine (10) comprises: a stator (12) and a rotor (14) having two opposite ends (36, 38); a housing (16) having a bottom wall (48), said stator (12) and said rotor (14) being mounted within said housing (16); a plurality of injectors (61, 63) located inside said housing (16) to be able to project a coolant on said two opposite ends (36, 38) of said rotor (14), while said housing (16) presents in addition flow holes (54, 56) in said bottom wall (48) for collecting the projected heat transfer fluid flowing inside said housing (16). The electric machine further comprises solid foam elements (43, 45) installed inside said housing (16) to be able to dissipate the gas bubbles dispersed in the coolant by the rotational movement of said rotor (14).
Description
Titulaire(s) : RENAULT S.A.S Société par actions plifiée, NISSAN MOTOR CO. LIMITED.Holder (s): RENAULT S.A.S Joint stock company, NISSAN MOTOR CO. LIMITED.
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© Mandataire(s) : RENAULT SAS.© Agent (s): RENAULT SAS.
© MACHINE ELECTRIQUE REFROIDIE A FLUIDE CALOPORTEUR STABLE.© ELECTRICAL MACHINE COOLED WITH STABLE HEAT FLUID.
FR 3 061 373 - A1 (57) L'invention concerne une machine électrique (10) comprenant: un stator (12) et un rotor (14) présentant deux extrémités opposées (36, 38) ; un carter (16) présentant une paroi de fond (48), ledit stator (12) et ledit rotor (14) étant montés à l'intérieur dudit carter (16); une pluralité d'injecteurs (61, 63) situés à l'intérieur dudit carter (16) pour pouvoir projeter un fluide caloporteur sur lesdites deux extrémités opposées (36, 38) dudit rotor (14), tandis que ledit carter (16) présente en outre des orifices d'écoulement (54, 56) pratiqués dans ladite paroi de fond (48) pour pouvoir recueillir le fluide caloporteur projeté s'écoulant à l'intérieur dudit carter (16). La machine électrique comprend en outre des éléments de mousse solide (43, 45) installés à l'intérieur dudit carter (16) pour pouvoir dissiper les bulles de gaz dispersées dans le fluide caloporteur par le mouvement de rotation dudit rotor (14).FR 3,061,373 - A1 (57) The invention relates to an electric machine (10) comprising: a stator (12) and a rotor (14) having two opposite ends (36, 38); a housing (16) having a bottom wall (48), said stator (12) and said rotor (14) being mounted inside said housing (16); a plurality of injectors (61, 63) located inside said casing (16) in order to be able to project a heat transfer fluid onto said two opposite ends (36, 38) of said rotor (14), while said casing (16) has in addition, flow orifices (54, 56) formed in said bottom wall (48) in order to be able to collect the projected heat transfer fluid flowing inside said casing (16). The electric machine further comprises solid foam elements (43, 45) installed inside said casing (16) in order to be able to dissipate the bubbles of gas dispersed in the heat transfer fluid by the rotational movement of said rotor (14).
Machine électrique refroidie à fluide caloporteur stableElectric machine cooled with stable heat transfer fluid
La présente invention se rapporte à une machine électrique refroidie comprenant un stator et un rotor monté à l'intérieur du stator.The present invention relates to a cooled electric machine comprising a stator and a rotor mounted inside the stator.
Un domaine d'application envisagé est notamment, mais non exclusivement, celui des véhicules automobiles.A field of application envisaged is notably, but not exclusively, that of motor vehicles.
Des machines électriques bien connues comportent un stator et un rotor monté à rotation dans le stator, les deux étant installés dans un carter fermé pour pouvoir être aspergés d'un fluide caloporteur. Le carter présente une paroi de fond sur laquelle vient s'écouler le fluide caloporteur. Ce dernier permet ainsi d'évacuer l'énergie thermique produite notamment par le rotor.Well-known electrical machines include a stator and a rotor mounted for rotation in the stator, both being installed in a closed casing so that they can be sprayed with a heat transfer fluid. The casing has a bottom wall on which the heat transfer fluid flows. The latter thus makes it possible to evacuate the thermal energy produced in particular by the rotor.
Aussi, le stator et le rotor sont montés horizontalement à l’intérieur du carter en définissant deux zones libres opposées respectivement situées en regard des extrémités du rotor. La machine électrique comprend également au moins deux injecteurs situés respectivement dans les zones libres pour pouvoir injecter le fluide caloporteur sur les deux extrémités opposées du rotor,Also, the stator and the rotor are mounted horizontally inside the housing by defining two opposite free zones respectively located opposite the ends of the rotor. The electric machine also comprises at least two injectors situated respectively in the free zones in order to be able to inject the heat-transfer fluid on the two opposite ends of the rotor,
En outre, le carter présente deux orifices d’écoulement pratiqués dans la paroi de fond, au niveau du point le plus bas, respectivement à l’aplomb des zones libres pour pouvoir recueillir par gravité le fluide caloporteur injecté, en dessous du carter, dans un réservoir.In addition, the casing has two flow orifices made in the bottom wall, at the lowest point, respectively plumb with the free zones so as to be able to collect by gravity the heat transfer fluid injected, below the casing, in a reservoir.
Ainsi, les deux orifices d'écoulement sont situés à distance l'un de l'autre, et le réservoir de fluide caloporteur s'étend ainsi, selon une composante horizontale, sous le carter, d'un orifice à l'autre. Une pompe est mise en œuvre entre un piquage situé dans le point bas du réservoir et les injecteurs, de manière à pouvoir réinjecter l'huile sur le rotor après qu'elle a été récupérée dans le réservoir.Thus, the two flow orifices are located at a distance from each other, and the heat transfer fluid reservoir thus extends, according to a horizontal component, under the casing, from one orifice to the other. A pump is implemented between a nozzle located in the bottom point of the tank and the injectors, so that the oil can be reinjected onto the rotor after it has been collected in the tank.
Les extrémités opposées du rotor comportent des boucles de fil conducteur superposées, et qui tendent à générer des bulles d’air dans le fluide caloporteur lorsque le rotor est entraîné en rotation et que les injecteurs aspergent précisément les extrémités du rotor.The opposite ends of the rotor have superimposed loops of conductive wire, which tend to generate air bubbles in the heat transfer fluid when the rotor is rotated and the injectors precisely spray the ends of the rotor.
Or, l’accumulation d’air dans le fluide caloporteur lui font perdre ses propriétés conductrices et par conséquent ses capacités de refroidissement.However, the accumulation of air in the heat transfer fluid makes it lose its conductive properties and consequently its cooling capacities.
Aussi, la masse volumique du fluide caloporteur diminue et il devient alors plus volatile ce qui, d’une part favorise sa pénétration dans l’entrefer du rotor et du stator et d’autre part augmente son temps de séjour dans le carter. De surcroît, cela dégrade la qualité de son pompage et les risques de désamorçage de la pompe.Also, the density of the heat transfer fluid decreases and it then becomes more volatile which, on the one hand promotes its penetration in the air gap of the rotor and the stator and on the other hand increases its residence time in the casing. In addition, this degrades the quality of its pumping and the risks of defusing the pump.
Aussi, un problème qui se pose et que vise à résoudre la présente invention est de fournir une machine électrique permettant au fluide caloporteur de conserver ses propriétés.Also, a problem which arises and which the present invention aims to solve is to provide an electric machine allowing the heat transfer fluid to retain its properties.
Dans ce but, il est proposé une machine électrique destinée à être installée dans un véhicule automobile, ladite machine électrique comprenant : un stator et un rotor présentant deux extrémités opposées, ledit rotor étant monté à rotation à l’intérieur dudit stator ; un carter présentant une paroi de fond, ledit stator et ledit rotor étant montés à l’intérieur dudit carter ; et, une pluralité d’injecteurs situés à l’intérieur dudit carter pour pouvoir projeter un fluide caloporteur sur lesdites deux extrémités opposées dudit rotor, tandis que ledit carter présente en outre des orifices d’écoulement pratiqués dans ladite paroi de fond pour pouvoir recueillir le fluide caloporteur projeté s’écoulant à l’intérieur dudit carter. La machine électrique comprend en outre des éléments de mousse solide installés à l’intérieur dudit carter pour pouvoir dissiper les bulles de gaz dispersées dans le fluide caloporteur par le mouvement de rotation dudit rotor.For this purpose, an electric machine intended to be installed in a motor vehicle is proposed, said electric machine comprising: a stator and a rotor having two opposite ends, said rotor being mounted for rotation inside said stator; a housing having a bottom wall, said stator and said rotor being mounted inside said housing; and, a plurality of injectors located inside said casing so as to be able to project a heat transfer fluid onto said two opposite ends of said rotor, while said casing also has flow orifices made in said bottom wall so as to be able to collect the projected heat transfer fluid flowing inside said casing. The electric machine further comprises solid foam elements installed inside said casing so as to be able to dissipate the gas bubbles dispersed in the heat transfer fluid by the rotational movement of said rotor.
Ainsi, une caractéristique de l'invention réside dans la mise en œuvre d'éléments en mousse solide à l'intérieur du carter dans les zones libres entre l'ensemble du stator et du rotor et le carter. Les éléments en mousse solide constituent des dissipateurs mécaniques au contact desquels les bulles de gaz et en l'espèce d'air, dispersées dans le fluide caloporteur, voient leur pression devenir supérieure à leur résistance. De la sorte, le fluide caloporteur projeté sur les extrémités du rotor en mouvement de rotation où il se forme à la manière d'un batteur des bulles d'air à l'intérieur du liquide, rebondit vers les éléments en mousse qui vienne désagréger les bulles d'air.Thus, a characteristic of the invention lies in the implementation of solid foam elements inside the housing in the free areas between the assembly of the stator and the rotor and the housing. The solid foam elements constitute mechanical dissipators in contact with which the gas bubbles and in this case air, dispersed in the heat transfer fluid, see their pressure become greater than their resistance. In this way, the heat transfer fluid projected on the ends of the rotor in rotational movement where it is formed in the manner of a beater of air bubbles inside the liquid, rebounds towards the foam elements which comes to disintegrate the air bubbles.
De la sorte, le fluide caloporteur conserve ses propriétés conductrices et volumiques.In this way, the heat transfer fluid retains its conductive and volume properties.
En outre, et selon une caractéristique de l'invention particulièrement avantageuse, lesdits éléments de mousse solide sont installés en regard desdites deux extrémités opposées. De la sorte, le fluide caloporteur projeté sur les extrémités du rotor rebondit instantanément sur les éléments de mousse solide.In addition, and according to a particularly advantageous characteristic of the invention, said solid foam elements are installed opposite said two opposite ends. In this way, the heat transfer fluid sprayed onto the ends of the rotor instantly bounces off the solid foam elements.
Avantageusement, ledit stator présente deux extrémités annulaires opposées, et lesdits éléments de mousse solide s’étendent radialement en regard desdites deux extrémités annulaires opposées. Partant, les éléments de mousse solide offrent une surface plus étendue pour recevoir les projections de fluide caloporteur provenant du rotor.Advantageously, said stator has two opposite annular ends, and said solid foam elements extend radially opposite said two opposite annular ends. As a result, the solid foam elements provide a larger surface for receiving the projections of heat transfer fluid from the rotor.
Aussi, selon un mode de réalisation de l'invention particulièrement avantageux, ledit carter présente deux parois opposées sensiblement parallèles entre elles, tandis que lesdites deux extrémités opposées dudit rotor s’étendent respectivement en regard desdites parois opposées, et lesdits éléments de mousse solide s’étendent respectivement, desdites extrémités dudit rotor auxdites parois opposées. Ainsi, le volume libre entre, respectivement, les parois opposées et les extrémités du rotor est entièrement garni de mousse solide.Also, according to a particularly advantageous embodiment of the invention, said casing has two opposite walls which are substantially parallel to one another, while said two opposite ends of said rotor extend respectively opposite said opposite walls, and said solid foam elements are extend respectively from said ends of said rotor to said opposite walls. Thus, the free space between, respectively, the opposite walls and the ends of the rotor is entirely lined with solid foam.
Selon un autre mode de réalisation préféré, ledit carter présente une paroi sensiblement cylindrique s’étendant d’une paroi opposée à l’autre paroi opposée, ledit stator venant en appui contre ladite paroi sensiblement cylindrique. Ainsi, le stator est enchâssé dans la paroi cylindrique du carter, de telle sorte que ce dernier est dénué d'espace libre.According to another preferred embodiment, said casing has a substantially cylindrical wall extending from a wall opposite to the other opposite wall, said stator bearing against said substantially cylindrical wall. Thus, the stator is embedded in the cylindrical wall of the casing, so that the latter is devoid of free space.
Selon un mode de réalisation de l'invention préféré, lesdits éléments de mousse solide sont réalisés dans un matériau en mousse organique. Ainsi, les éléments de mousse solide présentent les propriétés d'un isolant électrique, et de surcroît, anti électricité statique.According to an embodiment of the preferred invention, said solid foam elements are made of an organic foam material. Thus, the solid foam elements have the properties of an electrical insulator, and moreover, anti static electricity.
Aussi, lesdits éléments de mousse solide sont préférentiellement réalisés dans un matériau en mousse à cellules ouvertes. De la sorte, le fluide caloporteur désaéré s'écoule à travers les éléments de mousse solide et rejoint par gravité la paroi de fond du carter. Par exemple, lesdits éléments de mousse solide sont réalisés dans un matériau polyuréthanne.Also, said solid foam elements are preferably made of an open cell foam material. In this way, the deaerated heat transfer fluid flows through the solid foam elements and joins by gravity the bottom wall of the casing. For example, said solid foam elements are made of a polyurethane material.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention préféré, ledit carter présente deux orifices d’écoulement pratiqués respectivement à l’aplomb desdits éléments de mousse solide pour pouvoir recueillir le fluide caloporteur projeté s’écoulant à l’intérieur dudit carter dans deux réservoirs plats indépendants l’un de l’autre. La mise en œuvre de deux réservoirs plats permet, d'une part de réduire la hauteur de l'ensemble, carter/réservoir, et de surcroît, de réduire les remontées de fluide caloporteur depuis les réservoirs vers le carter. Selon encore un autre mode de réalisation de l’invention, les deux orifices d’écoulement débouchent dans un seul réservoir plat.According to another preferred embodiment of the invention, said casing has two flow orifices made respectively at the base of said solid foam elements in order to be able to collect the projected heat transfer fluid flowing inside said casing in two tanks dishes independent of each other. The implementation of two flat tanks makes it possible, on the one hand to reduce the height of the assembly, casing / tank, and in addition, to reduce the ascent of heat transfer fluid from the tanks to the casing. According to yet another embodiment of the invention, the two flow orifices open into a single flat tank.
Aussi, avantageusement, la machine électrique selon l'invention comprend une pompe reliée auxdits deux réservoirs plats et auxdits injecteurs. Selon ledit encore autre mode de réalisation de l’invention, la machine électrique comprend seule pompe reliant ledit seul réservoir plein aux injecteurs.Also, advantageously, the electric machine according to the invention comprises a pump connected to said two flat tanks and to said injectors. According to said yet another embodiment of the invention, the electric machine comprises a single pump connecting said single full tank to the injectors.
D’autres particularités et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite ci-après d’un mode de réalisation particulier de l’invention, donné à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels :Other particularities and advantages of the invention will emerge on reading the description given below of a particular embodiment of the invention, given by way of indication but not limitation, with reference to the appended drawings in which:
- la Figure unique est une vue schématique d’une machine électrique conforme à l’invention.- The single figure is a schematic view of an electric machine according to the invention.
La Figure unique illustre une machine électrique 10 comprenant un stator 12 de symétrie générale cylindrique de révolution, à l'intérieur duquel est monté à rotation un rotor 14 en définissant un entrefer 15. Le stator 12 et le rotor 14 sont installés à l'intérieur d'un carter fermé 16 sensiblement cylindrique également. Le stator 12 définit en outre, deux extrémités annulaires opposées 17, 19.The single FIGURE illustrates an electric machine 10 comprising a stator 12 of general cylindrical symmetry of revolution, inside which is rotatably mounted a rotor 14 by defining an air gap 15. The stator 12 and the rotor 14 are installed inside a closed casing 16 also substantially cylindrical. The stator 12 further defines two opposite annular ends 17, 19.
On observera que le carter 16 est adapté à être installé dans un véhicule automobile non représenté, de manière à ce que le stator 12 et le rotor 14 soient orientés transversalement selon l'axe Y du véhicule automobile et par conséquent, perpendiculairement à l'axe d'avancement X du véhicule. À l'équilibre sur un plan horizontal, les axes X et Y du véhicule sont horizontaux, tandis que l'axe Z est vertical.It will be observed that the casing 16 is adapted to be installed in a motor vehicle not shown, so that the stator 12 and the rotor 14 are oriented transversely along the axis Y of the motor vehicle and therefore, perpendicular to the axis advancement X of the vehicle. At equilibrium on a horizontal plane, the X and Y axes of the vehicle are horizontal, while the Z axis is vertical.
Le carter 16 présente deux parois opposées 18, 20 et une paroi cylindrique 22. La paroi cylindrique 22 présente une surface interne cylindrique 24, tandis que les parois 18, 20 présentent respectivement une surface interne 26, 28 sensiblement circulaire et plane. Le stator 12 est enchâssé à l'intérieur du carter 12 et prend appui contre la surface interne cylindrique 24. II s'étend alors depuis la surface interne cylindrique 24 radialement vers le centre sur une épaisseur E. II s’étend axialement sur une longueur sensiblement égale à celle du rotor 14.The casing 16 has two opposite walls 18, 20 and a cylindrical wall 22. The cylindrical wall 22 has a cylindrical internal surface 24, while the walls 18, 20 respectively have an internal surface 26, 28 substantially circular and planar. The stator 12 is embedded inside the casing 12 and bears against the cylindrical internal surface 24. It then extends from the cylindrical internal surface 24 radially towards the center over a thickness E. II extends axially over a length substantially equal to that of rotor 14.
Quant au rotor 14, il présente un arbre 30 présentant deux extrémités d'arbre 32, 34 respectivement montées dans des paliers non représentés. En outre, le rotor 14 présente deux extrémités libres opposées 36, 38 venant respectivement s'étendre en regard des surfaces internes 26, 28 des parois 18, 20. Ainsi, le rotor 14 et le carter 16 définissent deux zones opposées 40, 42 qui s'étendent respectivement entre les extrémités libres opposées 36, 38 du rotor 14 et des surfaces internes 26, 28 des parois opposées 18, 20.As for the rotor 14, it has a shaft 30 having two shaft ends 32, 34 respectively mounted in bearings not shown. In addition, the rotor 14 has two opposite free ends 36, 38 which respectively extend opposite the internal surfaces 26, 28 of the walls 18, 20. Thus, the rotor 14 and the casing 16 define two opposite zones 40, 42 which extend respectively between the opposite free ends 36, 38 of the rotor 14 and the internal surfaces 26, 28 of the opposite walls 18, 20.
Une caractéristique de l’invention réside dans la mise en œuvre d’éléments de mousse solide 43, 45 respectivement dans les deux zones opposées 40, 42. On décrira plus en détail dans la suite de la description la géométrie et la nature de ces éléments de mousse solide 43, 45, ainsi que leurs fonctions.A characteristic of the invention resides in the implementation of solid foam elements 43, 45 respectively in the two opposite zones 40, 42. The geometry and the nature of these elements will be described in more detail in the following description. solid foam 43, 45, as well as their functions.
Le carter 16 présente une partie basse 44 diamétralement opposée à une partie haute 46. Aussi, la surface interne cylindrique 24 de la paroi cylindrique 22 définit, dans la partie basse 44 du carter 16, une paroi de fond 48. De la sorte, les deux zones opposées 40, 42 présentent respectivement dans la partie basse 44 du carter 16, deux portions 50, 52 formant segment cylindrique, délimitées de chaque côté par les surfaces internes 26, 28 des parois 18, 20 et le stator 12, et aussi par la paroi de fond 48.The casing 16 has a lower part 44 diametrically opposite to an upper part 46. Also, the cylindrical internal surface 24 of the cylindrical wall 22 defines, in the lower part 44 of the casing 16, a bottom wall 48. In this way, the two opposite zones 40, 42 have respectively in the lower part 44 of the casing 16, two portions 50, 52 forming a cylindrical segment, delimited on each side by the internal surfaces 26, 28 of the walls 18, 20 and the stator 12, and also by the bottom wall 48.
La paroi de fond 48 présente alors deux orifices d'écoulement 54, 56 pratiqués respectivement au droit des zones opposées 40, 42 dans la partie la plus basse de la paroi de fond 48. Ces deux orifices d'écoulement 54, 56 sont également pratiqués sensiblement à équidistance des surfaces internes 26, 28 et des extrémités opposées du rotor 12.The bottom wall 48 then has two flow holes 54, 56 made respectively in line with the opposite zones 40, 42 in the lowest part of the bottom wall 48. These two flow holes 54, 56 are also made substantially equidistant from the internal surfaces 26, 28 and the opposite ends of the rotor 12.
En outre, la machine électrique 10 comprend un réservoir plat 60 qui s’étend sous le carter 16 de manière à ce que, les deux orifices d'écoulement 54, 56 débouchent respectivement dans le réservoir 60.In addition, the electric machine 10 comprises a flat reservoir 60 which extends under the casing 16 so that the two flow orifices 54, 56 open respectively into the reservoir 60.
La mise en œuvre d’un réservoir plat 60 permet de diminuer la garde au sol d’un véhicule automobile dans lequel la machine électrique est installée. Aussi, afin de réduire plus encore la hauteur du réservoir plat 60, en conservant un même volume total de fluide caloporteur, on autorise le fluide caloporteur à remonter dans le carter 16, jusqu’à un niveau situé en dessous de l’entrefer 15 dans sa partie la plus basse. Autrement dit, le fluide caloporteur remonte dans le carter 16 d’une hauteur inférieur à l’épaisseur E.The implementation of a flat tank 60 makes it possible to reduce the ground clearance of a motor vehicle in which the electric machine is installed. Also, in order to further reduce the height of the flat tank 60, while retaining the same total volume of heat transfer fluid, the heat transfer fluid is allowed to rise in the casing 16, to a level located below the air gap 15 in its lowest part. In other words, the heat transfer fluid rises in the casing 16 from a height less than the thickness E.
Selon un autre mode de mise en œuvre de l’invention non représenté, la machine électrique comprend deux réservoirs plats longitudinaux sensiblement image l'un de l'autre par rapport au plan X, Z et respectivement agencés à l'aplomb des deux zones libres opposées de manière à ce que, les deux orifices d'écoulement débouchent respectivement dans les deux réservoirs. Un tel agencement permet de diminuer les risques de remontée du fluide caloporteur des réservoirs vers les zones libres et l'entrefer de la machine électrique. Conséquemment, le rendement de la machine électrique n'est pas obéré.According to another embodiment of the invention not shown, the electric machine comprises two longitudinal flat tanks substantially image of each other with respect to the plane X, Z and respectively arranged directly above the two free zones opposite so that the two flow orifices open respectively into the two reservoirs. Such an arrangement makes it possible to reduce the risks of the coolant rising from the tanks to the free zones and the air gap of the electric machine. Consequently, the efficiency of the electric machine is not affected.
Aussi, la machine électrique 10 comporte, d'un côté un premier injecteur 61 monté à travers la paroi 18 et traversant l’un des éléments en mousse solide 43 pour déboucher en regard de l'extrémité libre 36 du rotor 14. Et de l'autre côté, la machine électrique 10 comporte un second injecteur 63 monté à travers l'autre paroi 20 et traversant l’autre élément en mousse solide pour déboucher en regard de l'autre extrémité libre 38 du rotor 14. Les injecteurs 61, 63 débouchent en regard des extrémités libres 36, 38 du rotor 14 sans être entravés par la mousse solide. Autrement dit, la mousse solide présente une lumière sensiblement conique dans le prolongement des injecteurs 61, 63.Also, the electric machine 10 comprises, on one side a first injector 61 mounted through the wall 18 and passing through one of the solid foam elements 43 to open facing the free end 36 of the rotor 14. And of the on the other hand, the electric machine 10 includes a second injector 63 mounted through the other wall 20 and passing through the other solid foam element to open opposite the other free end 38 of the rotor 14. The injectors 61, 63 open opposite the free ends 36, 38 of the rotor 14 without being hindered by the solid foam. In other words, the solid foam has a substantially conical lumen in the extension of the injectors 61, 63.
Les deux injecteurs 61, 63 sont respectivement reliés au réservoir de fluide caloporteur 60 par l’intermédiaire d’une pompe 65 et en amont de deux conduits d’aspiration 67, 69 et en aval de la pompe 65, de deux conduits de projection 71, 73.The two injectors 61, 63 are respectively connected to the coolant reservoir 60 by means of a pump 65 and upstream of two suction conduits 67, 69 and downstream of the pump 65, of two projection conduits 71 , 73.
De la sorte, le liquide de refroidissement, ou fluide caloporteur, est aspiré par la pompe 65 à travers les deux conduits d’aspiration 67, 69 du réservoir plat 60 et est refoulé dans les deux conduits de projections 71, 73 afin de pouvoir être projeté par les injecteurs 61, 63 sur les extrémités libres 36, 38 du rotor 14 lorsqu’elles s’échauffent au cours de la rotation du rotor 14.In this way, the coolant, or heat transfer fluid, is sucked by the pump 65 through the two suction pipes 67, 69 of the flat tank 60 and is discharged into the two spray pipes 71, 73 so that it can be projected by the injectors 61, 63 onto the free ends 36, 38 of the rotor 14 when they heat up during the rotation of the rotor 14.
On reviendra à présent sur la géométrie et la nature de ces éléments de mousse solide 43, 45.We will now return to the geometry and the nature of these solid foam elements 43, 45.
Ils présentent la forme générale d’un disque de diamètre correspondant sensiblement à celui de la paroi cylindrique 22 du carter 16, et amputé d’un segment circulaire dans la partie inférieur, faisant apparaître un méplat 75. De plus leur épaisseur est sensiblement égale à la distance qui s’étend entre les extrémités libres opposées 36, 38 et les surfaces internes 26, 28 respectivement en regard.They have the general shape of a disc of diameter corresponding substantially to that of the cylindrical wall 22 of the casing 16, and amputated by a circular segment in the lower part, revealing a flat 75. In addition their thickness is substantially equal to the distance which extends between the opposite free ends 36, 38 and the internal surfaces 26, 28 respectively opposite.
Aussi, les éléments de mousse solide 43, 45 présentent en leur centre, un orifice de passage de l’arbre 30, et à l’opposé de leur amputation, un orifice de passage des injecteurs 61,63.Also, the solid foam elements 43, 45 have in their center an orifice for the passage of the shaft 30, and, opposite their amputation, an orifice for the passage of the injectors 61, 63.
Ainsi, comme illustré sur la Figure unique, les éléments de mousse solide 43, 45, sont respectivement installés dans les zones opposées 40, 42 du carter 16, de façon que les deux extrémités d'arbre 32, 34 traversent respectivement les orifices de passage d’arbre 30, tandis que les méplats 75 sont ajustés en regard de la paroi de fond 48, d’une part, et que les injecteurs 61,63 traversent les orifices de passage des injecteurs. Aussi, les éléments de mousse solide 43, 45 sont conformés pour pouvoir s’adapter au carter 16 et y être encastrés.Thus, as illustrated in the single FIGURE, the solid foam elements 43, 45 are respectively installed in the opposite zones 40, 42 of the casing 16, so that the two shaft ends 32, 34 respectively pass through the orifices of passage shaft 30, while the flats 75 are adjusted opposite the bottom wall 48, on the one hand, and the injectors 61, 63 pass through the orifices for passage of the injectors. Also, the solid foam elements 43, 45 are shaped to be able to adapt to the casing 16 and be embedded therein.
Grâce aux méplats 75, les éléments de mousse solide 43, 45 ne baignent pas dans le fluide caloporteur du fond du carter 16. Excepté cette dernière zone, les éléments de mousse solide 43, 45 s’étendent de préférence, dans tout l’espace complémentaire entre les parois 22, 18, 20 du carter 16 et le stator 12 associé au rotor.Thanks to the flats 75, the solid foam elements 43, 45 do not bathe in the heat transfer fluid from the bottom of the casing 16. With the exception of this latter zone, the solid foam elements 43, 45 preferably extend throughout the space. complementary between the walls 22, 18, 20 of the casing 16 and the stator 12 associated with the rotor.
Ainsi, les éléments de ce solide 43, 45 viennent s’étendre en regard des deux extrémités annulaires opposées 17, 19.Thus, the elements of this solid 43, 45 come to extend opposite the two opposite annular ends 17, 19.
Au niveau des extrémités 36, 38 du rotor 14, c’est-à-dire les parties mobiles, les éléments de mousse solide 43, 45 s’en étendent à une distance voisine de 5 mm.At the ends 36, 38 of the rotor 14, that is to say the moving parts, the solid foam elements 43, 45 extend therefrom a distance close to 5 mm.
S’agissant de leur nature, les éléments de mousse solide 43, 45 sont réalisés dans un matériau polyuréthanne à cellules ouvertes. D’autres matériaux sont bien évidemment envisageables. Toutefois, il est recherché des mousses solides présentant des propriétés d’isolant électrique, et aussi anti électricité statique.As regards their nature, the solid foam elements 43, 45 are made of an open-cell polyurethane material. Other materials are obviously possible. However, there is a demand for solid foams with electrical insulating properties, and also anti static electricity.
Ainsi, le fluide caloporteur aspiré par la pompe 65 dans le réservoir plat 60 est projeté grâce aux injecteurs 61, 63 contre les extrémités libres 36, 38 du rotor 14 dans le but de les refroidir lorsqu’elles sont en mouvement.Thus, the heat transfer fluid sucked by the pump 65 in the flat tank 60 is projected by the injectors 61, 63 against the free ends 36, 38 of the rotor 14 in order to cool them when they are in motion.
Les bulles de gaz, ou mousses, générées dans le fluide caloporteur au contact des extrémités libres 36, 38 sont ensuite projetés contre les éléments de mousse solide 43, 45 au contact desquels elles éclatent car soumises à une pression dépassant leur résistance.The gas bubbles, or foams, generated in the heat transfer fluid in contact with the free ends 36, 38 are then projected against the solid foam elements 43, 45 in contact with which they burst because subjected to a pressure exceeding their resistance.
Le fluide caloporteur s’écoule ensuite par gravité dans les zones libres 40, 42, à travers ou autour des éléments de mousse solide 43, 45 puis dans le réservoir plat 60, à travers les orifices d’écoulement 54, 56.The heat transfer fluid then flows by gravity into the free zones 40, 42, through or around the solid foam elements 43, 45 and then into the flat tank 60, through the flow orifices 54, 56.
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| CN111478491A (en) * | 2020-05-18 | 2020-07-31 | 中车永济电机有限公司 | Water wave-proof open-type self-ventilation main generator with internal combustion motor car mounted under vehicle |
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- 2016-12-22 FR FR1663167A patent/FR3061373B1/en active Active
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