FR3083032A1 - Boitier de machine electrique tournante - Google Patents
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Abstract
Boîtier d'une machine électrique tournante comprenant : -un palier (2) de révolution autour d'un axe (X) destiné à supporter un arbre d'entraînement, - une paroi périphérique (3) externe qui s'étend autour d'un axe longitudinal et qui comprend au moins une ouverture latérale (31), - et un flanc (4) qui s'étend perpendiculairement à l'axe de rotation pour relier la paroi périphérique au palier, le flanc comportant au moins une ouverture transversale (41) définie dans l'épaisseur du flanc, caractérisé en que le flanc comporte une nervure (7) s'étendant en saillie de la face interne (44) du flanc vers l'intérieur du boîtier, et en ce que la nervure présente une face intérieure (71) tournée vers le centre du palier et qui s'étend suivant une première direction inclinée par rapport à l'axe et une face extérieure (72) tournée vers la paroi périphérique et qui s'étend suivant une deuxième direction inclinée par rapport audit axe.
Description
BOITIER DE MACHINE ELECTRIQUE TOURNANTE.
L’invention porte sur un boîtier d’une machine électrique tournante comportant des éléments de limitation d’un rebouclage de flux d’air. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse, mais non exclusive, avec les machines électriques tournantes fonctionnant au moins en mode alternateur.
De façon connue en soi, les machines électriques tournantes comportent un stator et un rotor solidaire d'un arbre. Le stator et le rotor sont montés dans un carter configuré pour porter à rotation l'arbre sur des paliers par l'intermédiaire de roulements. Le rotor peut être un rotor à griffe comportant deux roues polaires et un noyau autour duquel est enroulée une bobine d’excitation. Dans un autre exemple, le rotor comporte un corps formé par un empilage de feuilles de tôles maintenues sous forme de paquet au moyen d'un système de fixation adapté. Le rotor comporte des pôles formés par exemple par des aimants permanents logés dans des cavités ménagées dans la masse magnétique du rotor. Alternativement, dans une architecture dite à pôles saillants, les pôles sont formés par des bobines enroulées autour de bras du rotor.
Par ailleurs, le stator comporte un corps constitué par un empilage de tôles minces formant une couronne, dont la face intérieure est pourvue d'encoches ouvertes vers l'intérieur pour recevoir des enroulements de phase. Ces enroulements traversent les encoches du corps du stator et forment des chignons faisant saillie de part et d'autre du corps du stator. Les enroulements de phase sont obtenus par exemple à partir d'un fil continu recouvert d'émail ou à partir d'éléments conducteurs en forme d'épingles reliées entre elles par soudage. Ces enroulements sont des enroulements polyphasés connectés en étoile ou en triangle dont les sorties sont reliées à un module électronique de puissance comportant notamment un pont redresseur et, le cas échéant onduleur, dans le cas d'un alterno-démarreur.
A l’intérieur de la machine électrique tournante, la création d’un courant induit par le couple rotor/stator, nécessaire à la mise en rotation du rotor et de l’arbre d’entraînement qu’il participe à faire tourner, implique réchauffement des matériaux compris au sein du boîtier et notamment du rotor et des bobines.
Ainsi, afin de contrebalancer l’augmentation de la température suite à réchauffement des matériaux, un circuit de refroidissement est créé. Ce dernier, qui se traduit par la création d’un circuit de flux d’air frais passant au centre de la machine électrique tournante, est aspiré par un ventilateur à pales rotatives placé entre le boîtier et le rotor et centré autour de l’arbre de rotation. Ainsi, le flux d’air de refroidissement traverse le boîtier en son centre, c’est-à-dire au niveau de l’axe de rotation, puis ce flux d’air de refroidissement échange thermiquement avec les matériaux compris au sein du stator tels que les bobines et le rotor avant d’être expulsé latéralement vis-à-vis de l’arbre de rotation par l’action de la force centrifuge exercé par la rotation des pales du ventilateur.
Cependant, après l’évacuation latérale du flux d’air destiné au refroidissement des composants internes de la machine électrique tournante, un phénomène de rebouclage de flux s’effectue. Une partie du flux d’air expulsé vers l’extérieur du boîtier de façon latérale tend à revenir sur lui-même dans l’espace délimitant les ouvertures de la paroi périphérique en formant une boucle. Cette boucle créé un nouveau flux d’air, par aspiration du ventilateur, qui est redirigé vers l’arbre de rotation et donc vers les composants à refroidir. On comprend que la présence de cette quantité d’air préalablement réchauffé lors d’un premier passage au contact des composants de la machine électrique tournante induit une température moyenne du flux d’air passant par la suite au contact de ces composants de la machine électrique tournante qui est plus haute que celle de l’air frais aspiré à l’origine dans la machine électrique tournante, ce qui diminue les performances de refroidissement de la machine électrique tournante.
L’invention vise donc à remédier efficacement à cet inconvénient en proposant un boîtier d’une machine électrique tournante comprenant :
- un palier s’étendant autour d’un axe de rotation destiné à supporter un arbre d’entraînement de la machine électrique tournante,
- une paroi périphérique externe qui s’étend autour d’un axe longitudinal, parallèle à l’axe de rotation et qui comprend au moins une ouverture latérale,
- et un flanc qui s’étend perpendiculairement à l’axe de rotation pour relier la paroi périphérique au palier et qui comporte une face externe tournée vers l’extérieur du boîtier, une face interne tournée dans la direction opposée, le flanc comportant au moins une ouverture transversale définie dans l’épaisseur du flanc.
Selon l’invention, le flanc comporte une nervure s’étendant en saillie de la face interne du flanc vers l’intérieur du boîtier et la nervure présente une face intérieure tournée vers le centre du palier et qui s’étend suivant une première direction inclinée par rapport à l’axe de rotation et une face extérieure tournée vers la paroi périphérique et qui s’étend suivant une deuxième direction inclinée par rapport à l’axe de rotation.
La forme de la nervure permet notamment de guider le flux d’air entrant au niveau de la face intérieure sans générer de turbulences du flux d’air, en obstruant la réintroduction du flux d’air sorti par les ouvertures latérales.
Selon une caractéristique de l’invention, on pourra prévoir que la face extérieure de la nervure présente une forme concave. Par concave, on entend une face de la nervure qui comporte une partie creusée dans l’épaisseur de la nervure. Cela accentue le guidage du flux d’air sortant sans générer de turbulences.
Selon une caractéristique de l’invention, on pourra prévoir que la face intérieure de la nervure présente une forme convexe. Par convexe, on entend une face de la nervure qui comporte une partie bombée. Cela accentue également le guidage du flux d’air entrant sans générer de turbulences.
Selon différentes caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- la nervure s’étend dans le prolongement d’une bordure d’extrémité radiale distale de l’ouverture transversale ;
- la face intérieure et la face extérieure de la nervure se rejoignent en formant une arête ;
- la nervure est telle que sa hauteur, mesurée axialement, c’est-à-dire mesurée le long d’un axe parallèle à l’axe de rotation , présente une valeur au moins égale à 50% de la valeur de sa longueur, mesurée radialement, c’est-à-dire perpendiculairement à l’axe de rotation ;
- l’ouverture transversale est définie axialement par une surface d’entrée agencée sensiblement dans le plan de la face externe du flanc et par une surface de sortie agencée sensiblement dans le plan de la face interne du flanc, la face intérieure de la nervure étant agencée au niveau de la surface de sortie.
La surface de sortie peut présenter une étendue inférieure à celle de la surface d’entrée, la bordure d’extrémité radiale distale formant un plan incliné par rapport à l’axe de rotation. De cette manière, on créé, comme au niveau de l’ouverture latérale, un effet « tuyère » qui accélère le flux d’air entrant au sein du boîtier ce qui augmente le débit d’air entrant dans la machine électrique tournante et donc améliore les capacités de refroidissement de la machine électrique tournante.
Selon différentes caractéristiques de l’invention, prises seules ou en combinaison, on pourra prévoir que :
- le flanc présente une pluralité d’ouvertures transversales formées autour de l’axe de rotation, la nervure s’étendant annulairement autour de l’axe de rotation au niveau d’au moins deux ouvertures transversales ;
- la nervure prend la forme au moins partielle d’un anneau centré sur l’axe de rotation ; par exemple, la nervure prend une forme annulaire ;
- le flanc comprend au moins deux ouvertures transversales et un bras qui sépare une ouverture transversale d’une autre ouverture transversale et qui relie le palier à la paroi périphérique externe, la nervure s’étendant de façon continue au moins sur une portion annulaire comprenant aussi bien une ouverture transversale que le bras ;
- la hauteur de la nervure, mesurée axialement, est fonction d’une hauteur d’au moins une ouverture latérale, mesurée axialement, la valeur de la hauteur de la nervure étant inférieure ou égale à 18% de la valeur de hauteur de l’ouverture latérale.
- la hauteur de la nervure, mesurée axialement, est fonction d’une hauteur d’au moins une ouverture latérale, mesurée axialement, la valeur de la hauteur de la nervure étant inférieure ou égale à 22% de la différence entre la valeur de la hauteur d’une ouverture latérale et la valeur de la hauteur de la nervure.
Ces différents ratios permettent d’optimiser la sortie du flux d’air sortant de la machine électrique tournante tout en ne négligeant pas les capacités d’obturation de la nervure.
L’invention concerne également une machine électrique tournante comprenant un boîtier tel que précédemment décrit et comprenant en outre un moteur formé d’un ensemble stator/rotor, le rotor étant solidaire d’un arbre d’entraînement de la machine électrique tournante, et comprenant un ventilateur susceptible d’être entraîné en rotation par l’arbre d’entrainement, le ventilateur étant disposé entre le palier et le flanc du boîtier d’une part et l’ensemble stator/rotor d’autre part.
Le ventilateur et les pales que ce ventilateur comporte peuvent être positionnés entre le flanc du boîtier et l’ensemble stator/rotor, l’arête de la nervure étant axialement, c’est-à-dire selon l’axe de rotation, en regard des pales du ventilateur.
Selon une caractéristique de l’invention, la distance minimale entre les pales du ventilateur et le boîtier est la distance reliant l’arête de la nervure aux pales du ventilateur. Cette disposition de la nervure vis-à-vis des pales du ventilateur minimise l’espace de passage du flux d’air qui est dirigé vers les ouvertures latérales de la machine électrique tournante. La surface de sortie, caractérisée par la surface de passage du flux dans les ouvertures latérales étant nettement supérieure à l’espace compris entre la nervure et les pales du ventilateur, un effet « tuyère » se forme ce qui améliore les capacités de refroidissement de la machine électrique tournante.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels :
la figure 1 est une vue en perspective partielle d’un boîtier de machine électrique tournante, à l’intérieur duquel sont logés un ventilateur, un stator et un rotor solidaire en rotation d’un arbre d’entraînement, la figure 2 est une vue en perspective depuis l’intérieur du boîtier de la figure 1, dans laquelle le ventilateur, le stator, le rotor et l’arbre d’entraînement ont été retirés pour rendre visible la face interne d’une paroi transversale du boîtier, la figure 3 est une vue en perspective depuis l’intérieur du boîtier, selon une orientation similaire à celle de la figure 2 et dans laquelle le ventilateur a été représenté pour rendre notamment visible l’agencement des pales du ventilateur par rapport à un élément de limitation de rebouclage d’un flux d’air formé en saillie de la face interne de la paroi transversale du boîtier, la figure 4 est une vue en coupe des éléments de la figure 3, à savoir un boîtier et la nervure que ce boîtier porte pour limiter le rebouclage de flux, et un ventilateur, la figure 5 est une vue de détail de la figure 4, rendant notamment visible l’agencement de la nervure par rapport à une pale du ventilateur et une ouverture latérale ménagée dans une paroi périphérique du boîtier, la figure 6 est une vue de détail de la face interne de la paroi transversale du boîtier et de la nervure qu’elle porte, sans le ventilateur, pour rendre notamment visible la continuité de la nervure par rapport aux ouvertures transversales formées dans la paroi transversale, la figure 7 est une vue schématique d’une coupe transversale du boîtier, illustrant de manière similaire à la figure 5 l’agencement de la nervure par rapport à une pale du ventilateur et une ouverture latérale ménagée dans une paroi périphérique du boîtier, et sur laquelle a été représenté schématiquement le trajet de l’air de refroidissement.
faut tout d’abord noter que les figures exposent l’invention de manière détaillée pour mettre en œuvre l’invention, lesdites figures pouvant bien entendu servir à mieux définir l’invention le cas échéant. Sur les différentes figures, les éléments identiques portent les mêmes numéros de référence.
La figure 1 illustre une machine électrique tournante selon un aspect de l’invention, à savoir une machine comportant un boîtier 1 à l’intérieur duquel sont logés un ensemble rotor/stator et dans lequel sont ménagés des moyens de circulation d’un fluide de refroidissement et des éléments, ici non visibles, de limitation d’un rebouclage de flux d’air.
On comprend que sur la figure 1 seule une moitié de boîtier est représentée et qu’une portion de boîtier complémentaire pourrait être prévue pour fermer le logement du rotor et du stator.
Un ensemble rotor/stator 100 est logé dans le boîtier 1 et un arbre d’entraînement 102 de la machine électrique tournante est rendu solidaire en rotation du rotor. Par ailleurs, un ventilateur 104 est disposé dans le boîtier, et sa disposition particulière sera décrite ci-après.
Le boîtier comporte un palier 2 qui s’étend autour d’un axe de rotation X pour guider la rotation de l’arbre d’entraînement 102 de la machine électrique tournante, l’axe de rotation X étant sensiblement confondu avec l’axe d’allongement de l’arbre d’entrainement 102.
Le boîtier 1 comporte par ailleurs une paroi périphérique 3 qui prend la forme d’un cylindre centré sur l’axe de rotation X, ainsi qu’un flanc 4 qui relie transversalement, c’est-à-dire perpendiculairement à l’axe de rotation X, le palier 2 à la paroi périphérique 3 du boîtier. La paroi périphérique 3 comprend des ouvertures latérales 31 qui permettent l’évacuation d’un flux d’air 6 sortant de la machine électrique tournante selon une direction d’évacuation radiale par rapport à l’axe de rotation X. Dans l’exemple illustré, les ouvertures latérales 31 s’étendent sur sensiblement toute la hauteur de la portion de boîtier représentée, la hauteur correspondant ici à la direction selon l’axe de rotation X.
Le flanc 4 s’étend entre le palier et une extrémité axiale de la paroi périphérique, et il est formé de bras s’étendant à intervalles réguliers de manière à présenter une forme ajourée. En d’autres termes, le flanc 4 comporte des ouvertures transversales 4L creusées dans l’épaisseur du flanc 4, qui permettent l’entrée d’un flux d’air 5 au sein de la machine électrique tournante, chaque ouverture transversale 41 étant séparée d’une ouverture transversale voisine par un bras 42 tel précédemment évoqué, chaque bras reliant le palier 2 à la paroi périphérique 3· Tel qu’illustré sur la figure 1, les bras 42 peuvent présenter des orifices 420, traversant ou non la matière du flanc.
La figure 1 rend visible une face externe 43 du flanc 4, à savoir une face tournée vers l’extérieur du boîtier 1, étant entendu qu’une face interne 44 (visible sur la figure 2 par exemple) du flanc 4 est tournée dans la direction opposée.
Les ouvertures transversales 41 sont délimitées radialement par une bordure d’extrémité radiale distale 411 et par une bordure d’extrémité radiale proximale 412 opposée à la bordure d’extrémité radiale distale, de telle sorte que la bordure d’extrémité radiale distale 411 est formée à une plus grande distance du centre du palier 2 du boîtier que ne l’est la bordure d’extrémité radiale proximale 412. Par ailleurs, comme décrit précédemment, les ouvertures transversales sont délimitées latéralement par la présence d’un bras 42.
est notable sur les figures que la bordure d’extrémité radiale distale 411 forme un plan incliné par rapport à l’axe de rotation X, avec une inclinaison telle que la bordure d’extrémité radiale distale 411 tend à se rapprocher de l’axe de rotation X au fur et à mesure qu’elle se rapproche de la face interne 44 du flanc 4. De façon distincte, et sans que cela soit pour autant limitatif dans la machine électrique tournante selon l’invention, la bordure d’extrémité radiale proximale 412 peut être droite, c’est-à-dire formée selon une génératrice parallèle à l’axe de rotation X.
La présence du plan incliné formé par la bordure d’extrémité radiale distale 411, combiné le cas échéant à la bordure opposée droite 412, génère un guidage du flux d’air entrant à l’intérieur du boîtier orienté vers le centre du boîtier et plus particulièrement vers l’axe de rotation X. 11 convient de noter que la présence de ce plan incliné génère une configuration dans laquelle une surface d’entrée 51 du flux d’air 5 entrant dans l’ouverture transversale 41 présente une étendue plus importante qu’une surface de sortie 52 de ce flux d’air 5 sortant de l’ouverture transversale 41. On augmente ainsi la quantité d’air susceptible d’entrer dans le boîtier. Par ailleurs, dans le cas de l’utilisation d’une poulie à grand diamètre, typiquement lorsque le diamètre de la poulie est supérieur à un diamètre de la bordure 412, la surface d’entrée 51 du flux d’air 5 est sensiblement identique à la surface de sortie 52 du flux d’air 5 grâce à la présence du plan incliné, de sorte que la quantité d’air entrant dans la machine n’est pas pénalisée par les dimensions de la poulie.
Tel que cela a été décrit précédemment, le boîtier 1 loge, outre l’ensemble rotor/stator 100, un ventilateur 104 muni de pâles 106 radiales, dont quelques-unes sont visibles sur la figure 1 à travers une ouverture transversale. Le ventilateur est disposé axialement entre l’ensemble rotor/stator 100 et le flanc 4 du boîtier.
Les figures 2 et 3 illustrent la portion de boîtier décrite en référence à la figure 1, vue depuis l’intérieur du boîtier de manière à rendre visible la face interne 44 du flanc 4 du boîtier 1 disposée entre le palier 2 et la paroi périphérique 3. Tel que cela a été précédemment décrit, le flanc comporte, dans une disposition annulaire autour de l’axe X, une alternance de bras 42 et d’ouvertures transversales 41 agencées respectivement entre deux bras successifs.
Les figures 2 et 3 rendent visible la nervure 7 en saillie de la face interne 44 au voisinage de la bordure d’extrémité radiale distale 411. Cette nervure 7 s’étend de façon annulaire autour de l’axe X, en étant interrompue en deux zones diamétralement opposées par des trous de passage 441 utilisés pour l’indexage lors du procédé d’assemblage de la machine. 11 convient notamment de noter que la nervure s’étend de façon continue sur au moins une portion annulaire couvrant un bras et une ouverture latérale voisine. Alternativement, le boîtier 1 peut ne pas comprendre de trou de passage 441 et la nervure 7 peut alors s’étendre de façon annulaire sur une circonférence complète de la face interne 44.
La nervure 7 est venue de matière avec le flanc 4 et elle s’étend, depuis la face interne 44 de ce flanc 4, dans le volume intérieur du boîtier 1 en rapprochement de l’ensemble rotor/stator et du ventilateur 104On va maintenant décrire plus en détails la forme de la nervure 7, en se référant notamment aux figures 4 et 5. 11 convient de noter au préalable que sur la figure 4, la structure d’un ventilateur 104 agencé en regard du flanc 4 du boîtier et des nervures 7 associées est plus précisément représenté. Un tel ventilateur 104 comporte une platine 105 en périphérie de laquelle sont agencées des pâles 106, formées sensiblement perpendiculairement au bord périphérique de la platine 105. Ces pâles 106 sont ici orientées en direction du flanc 4 du boîtier, à l’opposé de l’ensemble rotor/stator.
La nervure 7 comporte deux faces opposées radialement l’une par rapport à l’autre, à savoir une face intérieure 71 tournée vers le centre du palier 2 et une face extérieure 72 tournée vers la paroi périphérique 3, la face intérieure 71 et la face extérieure 72 se rejoignant en une arête 73 à l’extrémité axiale libre de la nervure 7, c’est-à-dire à l’opposé du flanc 4. Alternativement, la face intérieure 71 et la face extérieure 72 peuvent se rejoindre par une portion de liaison de forme plane ou courbée.
ίο
La face intérieure 71 s’étend suivant une première direction et la face extérieure 72 s’étend suivant une deuxième direction, les directions étant inclinées par rapport à l’axe de rotation X et peuvent être différentes ou identiques.
Selon une caractéristique de l’invention la nervure présente une section radiale de forme courbée visible sur les figures 4 à 6, avec une face convexe et une face concave et il est notable selon l’invention que la face intérieure 71 tournée vers le centre du palier est convexe tandis que la face extérieure 72 tournée vers la paroi périphérique 3 est concave. Tel que cela est visible sur les figures 1 à 7, la concavité de la face extérieure 72 s’entend par la formation d’une partie creusée dans l’épaisseur de la nervure, notamment pour réduire la masse de la nervure, tandis que la convexité de la face intérieure 71 s’entend par la formation d’une partie bombée de la nervure, notamment pour générer une continuité dans l’écoulement d’air s’étendant à travers l’ouverture transversale 41 correspondante. On évite de la sorte les turbulences en sortie du passage d’air à travers la paroi transversale formée par le flanc 4.
La nervure 7 est agencée en regard des pâles 106 du ventilateur 104- En d’autres termes, la nervure 7 s’étend annulairement autour de l’axe de rotation X à une distance radiale donnée qui est sensiblement égale à la distance radiale équivalente, c’est à dire par rapport à ce même axe de rotation X, à laquelle s’étend chacune des pâles 106.
Plus particulièrement, l’arête 73 correspond à la partie du boîtier la plus proche des pâles du ventilateur et participe ainsi à former une section de passage réduite pour le flux d’air circulant radialement. On comprend que de la sorte, la possibilité de rebouclage radial du flux d’air chaud vers l’intérieur du boîtier est réduite. La distance D1 entre l’arête 73 et une pâle 106 du ventilateur 104 est la plus petite distance entre le boîtier 1 et les pâles du ventilateur placé à l’intérieur du boîtier 1.
D’un point de vue dynamique, le flux d’air 5 rentrant par les ouvertures transversales 41 du flanc 4 est aspiré par l’effet rotationnel des pales du ventilateur, centré autour de l’axe X et placé dans le boîtier en regard du flanc, et il est expulsé par le biais des ouvertures latérales 31 de la paroi périphérique 3 grâce à l’effet induit par la rotation des pales.
est notable que selon l’invention, la nervure 7 présente une face intérieure 71 disposée directement dans le prolongement du plan incliné formé par la bordure d’extrémité radiale distale 411 de l’ouverture transversale de sorte que le flux d’air tend à lécher cette face intérieure 71 dans la continuité de son passage à travers l’ouverture transversale 41. Par ailleurs, la forme convexe de cette face intérieure 71 de la nervure est telle que l’arête 73 est disposé radialement vers l’extérieur du boîtier par rapport à l’arête de jonction de la bordure d’extrémité radiale distale 411 et de la face intérieure 71. Le flux d’air tendant à lécher la face intérieure 71 est ainsi guidé dans sa déviation vers la périphérie du boîtier.
L’arête 73 commune aux faces intérieure 71 et extérieure 72 de la nervure forme une cassure dans le guidage du flux d’air le long de la nervure. La face extérieure 72 a ainsi peu d’impact sur le guidage du flux d’air. Tel que cela sera décrit plus en détails ci-après, notamment en se référant à des dimensionnements spécifiques du boîtier, la face extérieure 72 concave permet principalement de former un dégagement dans la chambre ménagée entre la nervure et les pales d’une part et la paroi périphérique d’autre part, afin d’agrandir la dimension de cette chambre et la possibilité d’évacuation latérale d’air réchauffé. La face interne 44 du flanc 4, dans sa zone périphérique 40 directement au contact de la paroi périphérique 3 du boîtier, est ainsi disposée dans le même plan que la surface de sortie 52 du flux d’air 5 sortant de l’ouverture transversale 41.
Sur la figure 6, on a rendu plus particulièrement visible le fait que la nervure 7 s’étend de façon continue sur une portion annulaire comprenant aussi bien une ouverture transversale 41 qu’un bras 42 délimitant cette ouverture transversale. Plus particulièrement, l’arête 73 et la face extérieure 72 présente un profil annulaire continu, sans distinction le long de cette portion annulaire. La face intérieure 7L qui s’étend dans le prolongement de la bordure d’extrémité radiale distale 411 au niveau de l’ouverture transversale 4L est interrompue au passage de chaque bras 42, étant noté que de fait, les bras 42 présentent une dimension axiale, ou hauteur, supérieure à la dimension axiale mesurée entre la surface d’entrée 51 et la surface de sortie 52 définies pour une ouverture transversale. Ainsi, l’extrémité distale des bras 42 s’étend à distance de la face interne 44 du flanc 4 pour former l’arête 73.
La figure 7 illustre les composantes du flux d’air amené à pénétrer dans le boîtier au niveau d’une ouverture transversale 41 et à sortir via une ouverture latérale 3L en rencontrant sur son passage la nervure 7 selon un aspect de l’invention. Cette figure 7 permet en outre de rendre plus visible des caractéristiques de dimensionnement particulières de l’invention.
La nervure 7 est aussi caractérisée par deux dimensions parmi lesquelles une longueur L1 qui est la plus grande dimension de la nervure, dans un plan perpendiculaire à l’axe de rotation X, c’est-à-dire ici la dimension de développement de la nervure 7 sur la face interne 44 du flanc 4, ainsi qu’une hauteur Hl, qui est la dimension parallèlement à l’axe de rotation X entre l’arête 73 et la face interne 44 du flanc 4, origine du développement de la nervure 7.
La nervure 7 est avantageusement telle que sa hauteur Hl présente une valeur au moins égale à 50% de la valeur de sa longueur Ll. Plus particulièrement, il est avantageux que la valeur de la hauteur Hl soit supérieure à la valeur de la longueur Ll.
Tel que décrit précédemment, la paroi périphérique 3 comprend au moins une ouverture latérale 31 qui permet l’évacuation d’un flux d’air 6 sortant de la machine électrique tournante radialement par rapport à l’axe de rotation X. Cette ouverture latérale 31 est caractérisée par une hauteur H2 qui correspond à la dimension maximale de l’ouverture latérale 3L parallèlement à l’axe de rotation X. Un dimensionnement spécifique de la nervure 7 est fonction de la hauteur H2 de l’ouverture latérale 31 en regard duquel elle est agencée, et on peut prévoir plus particulièrement selon l’invention que la hauteur Hl de la nervure 7 présente une valeur inférieure à 18% de la valeur de la hauteur H2 de l’ouverture latérale 31·
On peut également prévoir une relation entre le dimensionnement de ces deux hauteurs telle que la hauteur Hl de la nervure présente une valeur inférieure à 22% de la valeur définie par la différence entre la hauteur H2 des ouvertures latérales et la hauteur Hl de la nervure.
L'invention ne saurait toutefois se limiter aux moyens et configurations décrits et illustrés, et elle s'applique également à tous moyens ou configurations équivalents et à toute combinaison de tels moyens. Par exemple la nervure peut être disposée sur le palier avant ou le palier arrière ou les deux paliers de la machine électrique.
Claims (10)
- REVENDICATIONS1. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante comprenant :- un palier (2) s’étendant autour d’un axe de rotation (X) destiné à supporter un arbre d’entraînement de la machine électrique tournante,- une paroi périphérique (3) externe qui s’étend autour d’un axe longitudinal, parallèle à l’axe de rotation (X) et qui comprend au moins une ouverture latérale (31),- et un flanc (4) qui s’étend perpendiculairement à l’axe de rotation (X) pour relier la paroi périphérique (3) au palier (2) et qui comporte une face externe (43) tournée vers l’extérieur du boîtier (1), une face interne (44) tournée dans la direction opposée, le flanc (4) comportant au moins une ouverture transversale (41) définie dans l’épaisseur du flanc (4), caractérisé en que le flanc (4) comporte une nervure (7) s’étendant en saillie de la face interne (44) du flanc (4) vers l’intérieur du boîtier (1), et en ce que la nervure (7) présente une face intérieure (71) tournée vers le centre du palier (2) et qui s’étend suivant une première direction inclinée par rapport à l’axe de rotation (X) et une face extérieure (72) tournée vers la paroi périphérique (3) et qui s’étend suivant une deuxième direction inclinée par rapport à l’axe de rotation (X).
- 2. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face extérieure (72) de la nervure (7) présente une forme concave.
- 3. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face intérieure (71) de la nervure (7) présente une forme convexe.
- 4. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la face intérieure (71) et la face extérieure (72) de la nervure (7) se rejoignent en formant une arête (73).
- 5. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nervure (7) est telle que sa hauteur (Hl), mesurée axialement, présente une valeur au moins égale à 50% de la valeur de sa longueur (Ll), mesurée radialement.
- 6. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’ouverture transversale (41) est définie axialement par une surface d’entrée (51) agencée sensiblement dans le plan de la face externe (43) du flanc (4) et par une surface de sortie (52) agencée sensiblement dans le plan de la face interne (44) du flanc, la face intérieure (71) de la nervure (7) étant agencée au niveau de la surface de sortie.
- 7. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le flanc (4) comprend au moins deux ouvertures transversales (41) et un bras (42) qui sépare une ouverture transversale (41) d’une autre ouverture transversale (41) et qui relie le palier (2) à la paroi périphérique (3) externe, caractérisé en ce que la nervure (7) s’étend de façon continue au moins sur une portion annulaire comprenant aussi bien une ouverture transversale (41) que le bras (42).
- 8. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la hauteur (Hl) de la nervure, mesurée axialement, est fonction d’une hauteur (H2) d’au moins une ouverture latérale (31), mesurée axialement, la valeur de la hauteur (Hl) de la nervure (7) étant inférieure ou égale à 18% de la valeur de hauteur (H2) de l’ouverture latérale.
- 9. Boîtier (1) d’une machine électrique tournante selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la hauteur (Hl) de la nervure, mesurée axialement, est fonction d’une hauteur (H2) d’au moins une ouverture latérale (31), mesurée axialement, la valeur de la hauteur (Hl) de la nervure (7) étant inférieure ou égale à 22% de la différence entre la valeur de la hauteur (H2) d’une ouverture latérale et la valeur de la hauteur (Hl) de la nervure (7).
- 10. Machine électrique tournante comprenant un boîtier (1) selon l’une des revendications précédentes et comprenant en outre un moteur formé d’un ensemble stator/rotor (lOO), le rotor étant solidaire d’un arbre d’entraînement (102) de la machine électrique tournante, et comprenant un ventilateur (104) susceptible d’être entraîné en rotation par l’arbre d’entrainement, le ventilateur étant disposé entre le palier (2) et le flanc (4) du boîtier d’une part et l’ensemble stator/rotor d’autre part.
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2018
- 2018-06-26 FR FR1855715A patent/FR3083032B1/fr active Active
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