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PERFECTIONNEMENTS APPORTES AUX TURBINES RADIALES.
Cette invention se rapporte aux turbines radiales et plus spécialement à celles du type à deux roues mobiles tournant en sens contraire et a pour but d'en faciliter la construction,d'en réduire le prix de revient et d'obtenir en même temps un rendement élevé même pour de faibles puis- sances.
Suivant cette invention, les aubes des deux roues mobiles sont découpées directement dans des anneaux qui sont ensuite forcés ou montés de toute autre manière sur le corps de la roue mobile.Les deux disques de la roue mobile exté- rieure sont reliés ensemble à leur périphérie par un anneau résistant,dans lequel sont pratiquées des fentes convenable- ment inclinées pour la décharge du fluide.On obtient ainsi une roue mobile extérieure de grande résistance supportée à ses deux extrémités,à l'intérieur de laquelle se déplace la roue mobile intérieure,dont l'arbre est disposé concentri- quement à l'intérieur de l'arbre creux de la roue mobile exté- rieure.
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Le fluide moteur est amené aux roues mobiles à tra- vers un passage axial de l'arbre de la roue mobile intérieure et,en vue d'empêcher des dispersions de la chaleur à travers cet arbre et son support,une garniture tubulaire en amiante ou autre matière convenable est appliquée sur l'arbre de la roue mobile intérieure.
Si la turbine est de faible puissance, la construc- tion peut être ultérieurement simplifiée en découpant les aubes directement dans des saillies annulaires concentriques du disque constituant le corps de la roue mobile.
Les dessins annexés montrent, à titre d'exemple, un mode de réalisation de cette invention.
Les figures Ia et Ib sont une coupe axiale de la turbine.
La figure 2 en est une coupe transversale.
La figure 3 en montre un détail.
La figure 4 représente, à échelle agrandie,une gar- niture à labyrinthe.
La figure 5 est une coupe axiale d'une turbine de faible puissance.
En se référant aux figures 1 à 3, 1 est l'arbre de la roue mobile intérieure se terminant à une de ses extrémi- tés par une expansion tubulaire 2, sur laquelle est introduite, par forcement, la roue mobile intérieure 3.Le moyeu 4 de cette roue mobile et l'expansion tubulaire 2 sont munis de deux séries circulaires de conduits de distribution 5,5',destinés à amener le fluide moteur aux deux sections respectivement 6 et 6' de la turbine fonctionnant en parallèle.
L'extrémité libre de l'expansion tubulaire 2 est munie d'une bride filetée 6, dans laquelle est vissé et bloqué un corps tubulaire 8,qui complète l'arbre de la roue mobile intérieure et fonctionne en même temps comme conduit d'alimen- tation de fluide moteur.
Le fluide moteur arrive à l'arbre tubulaire 8,à
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travers des ouvertures radiales 9 d'un conduit 10 inséré dans un palier 11 supporté par un chevalet 12 et dans le- quel l'arbre 8 peut librement tourner.L'étanchéité est as- surée par des labyrinthes 13 de forme spéciale que l'on décrira dans la suite. Un robinet de vidange 15 est prévu à la partie inférieure de la chambre 14 du palier II et sert à décharger de temps en temps l'eau de condensation.
Le corps tubulaire 8 est entouré d'un revêtement 16 en matière isolante, par exemple en amiante,renfermé,à l'aide d'un couvercle annulaire 17,dans un manchon 18 fixé à une bride 7.
Le manchon 18,la couche isolante 16 et le corps tubulaire 8 constituent une moitié de l'arbre de la roue mobile intérieure,supportée par la douille 19 montée sur le chevalet 12.L'autre partie 1 de l'arbre de la roue mo- bile intérieure est supportée par une douille 20 montée sur le chevalet 21 et porte une roue dentée conique 22 en- grenant avec un pignon conique 23, tournant dans un palier 24 vissé sur le chevalet 2I,de façon à permettre le démon- tage en un seul bloc.
Le pignon 23 engrène en outre avec une roue co- nique 25 calée sur la partie tubulaire 26 de l'arbre de la roue mobile extérieure et supportée par une douille 27 également montée sur le chevalet 21.Une garniture 28 maintenue en place par un manchon 29 également muni de presse-étoupe 30 est interposée entre l'arbre 1 et le demi- arbre tubulaire concentrique 26.
La roue mobile extérieure est constituée par deux disques 31,31' disposés symétriquement par rapport à l'axe central de la turbine.Le disque 31 est solidaire de la partie 32 de l'arbre supporté par la douille 33 concen- triquement au manchon 18.Entre ce manchon et le demi-arbre 32 est prévu un labyrinthe 34 qui sépare la chambre 35 à haute pression de l'extérieur.
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Les deux roues mobiles sont renfermées dans une boite 36 munie d'une ouverture de décharge 37 et fixée sur une plaque de base 38,sur laquelle sont aussi fixés les deux chevalets 12 et 2I.L'étanchéité de la chambre à basse pression 39 est assurée par des presse-étoupes ordinaires 40
Le fluide moteur amené par les conduits de distri- bution 5 et 5' passe par les ajutages 41 et 41' respecti- vement fixés au moyeu 4 de la roue mobile intérieure 3 dans les conduits d'expansion de la turbine,où il agit sur les aubes 42 des deux roues mobiles à la manière connue.Les ajutages 41 et 41' peuvent avoir une section transversale trapézoïdale telle que représentée à la figure 3 et une sec- tion axiale de largeur constante, telle que représentée à la figure 2,
ou bien ils peuvent être évasés vers l'extérieur.
Les séries circulaires d'aubes 42 forment une seule pièce avec les anneaux de base 43,encastrés et bloqués dans des rainures circulaires prévues sur les deux faces de la roue mobile intérieure et sur les faces internes des disques de la roue mobile extérieure.Les aubes sont obte- nues d'une manière très simple et rapide en effectuant,à 1' aide d'une machine spéciale,desentailles de la forme vou- lue dans une saillie annulaire périphérique des anneaux de base.
Les garnitures à labyrinthes (figure 4) sont es- sentiellement constituées par des séries de minces ailettes annulaires parallèles 44 inclinées par rapport à l'axe et prévues sur l'élément 45 de la garniture et par une seconde série d'ailettes 46 identiques aux premières mais inclinées dans une direction opposée,prévues sur l'autre élément 47 de la garniture et entrelacées avec la première série d' ailettes,de façon à former un parcours en chicane présen- tant de nombreuses poches,dans lesquelles le fluide est soumis à des mouvements tourbillonnants qui annulent sa force vive.
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Une caractéristique de ces garnitures consiste en ce que chaque ailette annulaire 44 ou 45 est repliée et amin- cie à son bord libre formant ainsi des bouches élastiques 48 et 49.Ces boucles permettent d'obtenir un réglage très exact de la garniture et réduisant les frottements au minimum.
Si la turbine est de puissance très faible,on peut réduire le nombre des ailettes à une seule série ou à un pe- tit nombre de séries annulaires et on peut les obtenir direc- tement du corps de la roue libre. Un exemple de ces tu rbines est représenté à la figure 5,où 50 indique l'enveloppe de la turbine formant une seule pièce avec la base 51,qui porte les supports 52 pour l'arbre moteur 53, ser lequel est calée la roue mobile 54 ayant une série annulaire d'aubes 55 décou- pées dans une saillie périphérique du corps de la roue mobile.
Le fluide moteur est amené à la roue mobile par un distributeur 56 fixé sur l'extrémité intérieure du moyeu 57 du couvercle 58 qui ferme hermétiquement l'enveloppe 50.
Ce moyeu présente une expansion tubulaire intérieure 59 formant une chambre annulaire 60, dans laquelle arrive le fluide moteur par le conduit 61.
En vue d'empècher des fuites du fluide moteur dans l'enveloppe 50 et dans le moyeu 57 du couvercle 68 on a prévu autour de l'arbre 53 des garnitures 62, qui,dans l'exem- ple représenté,sont constituées par des presse-étoupes ordi- naires,mais qui pourront, le cas échéant,être également cons- tituées par des labyrinthes de préférence du type ci-dessus décrit.
Le fluide moteur,après avoir agi sur les aubes 55 se décharge par un conduit 63 sous la plaque de base 51.
Cette petite turbine,ainsi qu'il résulte du dessin et de la description qui précède,est extrêmement simple, de construction facile et par conséquent de faible prix de revient et donne un bon rendement.
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Il va sans dire que la forme et les détails de construction pourront varier suivant les exigences de l' application pratique,sans sortir du cadre de la présente invention.