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" Turbine à action à vapeur ou à gaz à plusieurs étages de pression" @ En poursuivant l'étude de l'invention relative atix turbines à vapeur ou à gaz qui fait l'objet du Brevet N 547.723 en date du 22 février 1922, on a été conduit, dans l'application de ladite invention aux turbines à ac- tion à roues, à une solution qui constitue l'objet de la présente invention, et qui supprime les cloisons intermé- diaires entre les différents étages de pression, ou tout au moins en diminue le nombre.
Ces cloisons, dont il est nécessaire d'assurer l'étanchéité du cote de l'arbre, re- présentent non seulement une dépense considérable de ma- tière et, par suite, une augmentation du poids et du prix
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de revient, mais elles déterminent d'autre part une aggra- vation des pertes par ventilation puisqu'elles augmentent la surface de frottement. ces cloisons intermédiaires s'opposent en outre à une construction avantageuse des roues en forme de disques d'égale résistance, La suppres- sion de ces cloisons intermédiaires constitue par consé- quent un perfectionnement à bien des points de vue.
Le principe de l'invention consiste, dans des turbines à vapeur ou à gaz comportant plusieurs étages de pression et munies de roues en forme de disques à jantes non jointives, à donner aux 'arêtes limitant les faces in- ternes (c'est-à-dire situées du côté de l'arbre) d'entrée et de sortie des aubages directeurs, une forme telle que le flux de l'agent moteur y produise à son passage un ef- fet d'aspiration et de compression bien connu en lui-même, et qu'ainsi la pression dans l'espace libre entre deux roues consécutives soit maintenue à peu près à une valeur intermédiaire entre les pressions d'entrée et de sortie de l'appareil directeur considéré , de telle sorte qu'au passage de l'aube réceptrice au dispositif directeur sui- vant la surpression dans l'espace entre les roues soit détruite par l'effet d'aspiration,
tandis qu'au passage du dispositif directeur à l'aube réceptrice suivante, la dépression sera neutralisée par 1.'effet de.compression, de telle sorte que cette différence de pression puisse sub- sister sans qu'il en résulte un courant de fluide suisible en dehors du dispositif directeur.
A la fig. 1 du dessin annexé est représentée une coupe d'une turbine à action à plusieurs étages de pression, ayant des roues non jointives,
La fig, 2 montre la variation de la pression, d'une part dans le parcours du flux de l'agent moteur à travers les aubes directrices et les aubes réceptrices, et
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d'autre part, dans les intervalles entre les disques des roues réceptrices.
a sont des roues réceptrices, b les aubes ré- ceptrices de ces roues et c des organes directeurs d'une turiben à action dans laquelle la pression se détend de la valeur p1 à la valeur ± 2 dans la première couronne di- rectrice et conserve approximativement cette dernière va- leur à l'amont et à l'aval de la première roue réceptri- ce, pour tomber ensuite à la valeur p3 dans la traversée du dispositif directeur suivant et ainsi de suite, sui- vant la caractéristique connue de la turbine à action.
Les organes directeurs e sont limités par des bandes de recou- vrement d. et s'avancent vers le centre suffisamment loin dans l'intervalle e des deux roues voisines a pour que l'agent moteur exerce à l'entrée dans l'appareil direc- teur un effet d'aspiration, et, à sa sortie de l'appareil directeur, un effet de compression sur le contenu dudit intervalle e,
A la fig . 1 la bande se trouve radialement à une distance relativement grande f de l'arête intérieu- re de sortie de l'aubage de la roue réceptrice précédente, de telle sorte que la veine fluide de vapeur ou de gaz franchit sans obstacle le joint g entre les aubes récep- trices b et les organes directeurs c, et parvient sans perte ou à peu près sans perte auxdits organes direc- teurs.
par un effet d'éjection il détermine une aspira- tion hors de l'espace e et, par suite, une dépression.
Du cote de la sortie des aubages directeurs il se produit l'effet inverse. Ici l'arme de la face intérieure de la veine fluide, que limite la bande 1 est légèrement en re- trait vers le centre par rapport à l'arête intérieure d'en- trée de l'aubage de la roue réceptrice suivante, de telle sorte qu'une certaine couche de la veine ne peut entrer @
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dans l'aubage de la roue réceptrioe, mais est déviée vers l'espace e. et transforme son énergie cinétique en pression.
Les effets d'aspiration et de compression combinés main- tiennent dans les intervalles a les pression pI,pII, pIII, etc.... et cela sans que en dehors de l'appareil di- recteur aucune partie de l'agent moteur ne circule ni dans le sens du flux principal ni en séné contraire, cela tout au moins dans les limites du possible.
Par suite de la suppression des cloisons in- termédiaires fixes, ce sont les disques des roues ré- ceptrices qui supportent les différences de pression ré sultant de la dégradation progressive de la pression.
Les roues réceptrices étant des disques d'une seule pièce peuvent supporter cette différence de pres- sion mieux que les cloisons ou diaphragmes intermédiai- res qui se font toujours en deux pièces, et cela d'au- tant mieux que l'étude de la forme à leur donner n'est plus gênée par la présence des cloisons intermédiaires, etquten outre la force centrifuge tend à combattre les effets de la flexion..
On peut aussi du reste appliquer avantageuse- ment ici, c'est-à-dire dans les turbines à aotion sans cloisons intermédiaires, la caractéristique du Brevet précité ? 547.723 suivant laquelle les disques de dia- mètres décroissants qui suivent le premier et qui sont sollicitée à un degré moindre par des différences de pression graduellement décroissantes, sont utilisés pour réduire l'effort,fléchissant que subit le disque de tête.
La poussée axiale dont la valeur se trouve aug- mentée par rapport aux dispositifs usités antérieurement, s'absorbe au moyen de paliers cannelés de dimensions renforcées en conséquence, ou par un piston com-pensa- teur ou en disposant la turbine à double entrée. Les couronnes des roues peuvent être pourvues de saillies h et i dirigées vers les dispositifs directeurs et agie-
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sant comme déflecteurs.
On peut aussi réaliser dans un même cylindre de turbine des combinaisons dans lesquelles la turbine est composée en partie d'étages de pression avec cloisons intermédiaires et en partie d'étages dépourvue de cloi- sons suivant l'invention, c'est-à-dire avec disques.
Une turbine à action suivant la présente inven- tion peut finalement aussi se combiner avec une turbine à réaction construite en conformité du Brevet 547.723, ou bien cette partie de turbine à réaction peut simple- ment constituer le troisième élément de la combinaison visée ci-dessus.
Etant donné qu'il est dès lors possible d'éta- blir des turbines à action à disques sans cloisons in- termédiaires, on peut aussi combiner avantageusement avec la nouvelle turbine la caractéristique du Brevet 497.491 en date du 24 mars 1919 qui jusqu'ici notait applicable qu'aux turbines à réaction à disques, et suivant laquelle on donne aux aubes directrices dans le sens de l'axe de. la turbine et par rapport aux aubes réceptrices suivantes un excédent de largeur suffisant pour gagner l'espace indispensable pour loger le moyeu rendu nécessaire par l'augmentation du diamètre des roues et de la longueur des aubes, sans qu'il en résulte un jeu axial inadmissible entre les aubes réceptrices et les aubes directrices.
Dans les turbines à action munies de fonds ou cloisons intermédiaires, cette caractéristique prend bien naissan- ce automatiquement du fait de la présence de ces cloisons et elle est en effet connue pour ces turbines; mais dès que ces cloisons sont supprimées, cet élargissement est déterminé uniquement par les dimensions nécessaires au moyau. Toutefois puisque les roues peuvent recevoir une forme constructive plus avantageuse à contraiate égale du métal utilisé la longueur dans le sens de l'axe pourra être réduite.
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La turbine à action à disques non jointifs cons- truite conformément à l'invention présente donc en résumé, les avantages essentiels suivants:
1 - Les fonds ou cloisons intermédiaires sont sup- primés, d'où une simplification considérable de la turbi- ne, une économie de poids et de dépense d'usinage, et, par conséquent, une réduction du prix de revient de la turbine.
Une diminution très notable des pertes par frottements internes, c'est-à-dire une augmentation du rendement de la turbine.
3 - La possibilité d'un usinage beaucoup plus pré- cis des organes directeurs, ce qui contribue également à l'amélioration du rendement de la turbine*
4 - La possibilité de donner aux disques des roues réceptrices une forme se rapportant davantage de celle de disques d'égale résistance, surtout dans la partie centrale, puisqu'il n'y a plus à s'occuper de l'étanchéi- té à réaliser aux cloisons intermédiaires.
5 .- L'absence de joints étanches sur l'arbre rend la turbine moins sensible aux vibrations.