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,rp0:,'-'.' l;r;'JC'l'IUcu1] ôu31.iinfsIùr1" .
La présente invention est relative à une pompe électrique submersible dans laquelle la pression axiale est supportée par l'intermédiaire de parties de galet à surface cylindrique pré- sentant une face plane en contact avec un plateau,
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Dans' les POilll.i8S de ce genre connues, les parties de galet susdites reposent sur des billes qui leur permettent de s'incli- ner légèrement lors de la rotation du plateau qui repose sur leur surface plane.
Sous l'effet de la forte poussée axiale de haut en bas' due ces galets subissent, ceux-ci se déforment relativement vite au contact des billes qui les supportent et permettent un affais- sement de l'ensemble de la partie mobile de la pompe, par con- séquent, la turbine se dérègle et même se détériore après un certain temps de fonctionnement.
La pompe suivant l'invention remédie à cet inconvénient et évite un ajustage difficile lors du montage.
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Pans cette les dibes parties (le j#1<:t sont mn con- Lact car leur surface cylindrique avec la paroi cylindrique cor- r:# .s =. c, r t:¯ z; >te d'alvéoles dans lesquels elles sont logées. e préférence, les parties de 1 susdites sont logées ,¯., :-. : , . , - . , l, 0 : c tournant avec le rotor de la pompe et appuient ¯ .-:#. "'e-i.r face. plane sur un pla'ùcau frxe.
¯;,=.<=,y; ir but de réduire la résistance uu frottement 8n[:8).1.- Prée par la robation de l'arbre de la partie mobile de 11 pompe. at de -.iiint,*#iµ,t un bon guidage de cet arbre .,iS.ime xi une cer- taine usure des coussinets s'est produite, on prévoit (le r;\éna- -r dans l'arbre des canaux débouchant, d'une part, dans un es,ace .pue l'eau du puits peut atteindre facilenent et, d'autre rb ci. T8())'l'cl 0e la surface intérieure des coussinets prévus = o.ir' juider l'arbre susdit.
La prés-nte invention est .aleuient relative une ponpe . µ j¯ z <z t: r " gj<¯#¯r: o rr s 1 b dont les tôles angulaires du stator d'un -cteur a e i; ; g d'écureuil :J':;S:'lt,Dl' des 5 .fl - r À t i= F. pour i* l fl 1 c ie - ¯..;..¯¯t .de conduc.curs isolés au caoutchouc et baignant dans l'eau.
On. sait que pour faciliter le déT'"?TtàgjE d'un ""iotoat iC ce <>i= , e , on intérêt t à au r,i¯<: n t r le r: ;# o: .i b r te fenêtres dans les- .....lies passent les conducteurs. i . i= 1 s 1 a nécessité d'isoler ogo=;<-ei au :,10yI'-11.' d.s caoutchouc dans le cas où les conducteurs sont itérées dans l'eau oblige d'augmenter la surface des fe- utres et, par conséquent, de réduire le nonbre de celles-ci. el que soit le nombre e d 1(-;L\0tre8 adopté, ces fenêtres .-nt naintenuos ouvertes v-rs l'intérieur des tôles a..nu- ,=;¯y.s parce qu'on craignait un échauffcnent exagéré du stator nar 1. fer'ieture e > O i i g 1 Îz f des s= f ù ï1É 1 ± e E , ) 1 ,¯;t r part, les s ç, ;¯,s s yi,e qu'on lll lïLjJ6:
ù it a J.liÉ entre les -.enetres eb l'intérieur des 0 u.11lll.Üs.i1'8S provoquaient des -",US l'eau entraînée entre le rotor et le stator, ce qui aue:,,T,1811tait sensiblement la cu o nS oJ1xyi3 .1 1 on de courant électrique.
Dans la PO-r,'Pe électrique submersible suivant l'invention,
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les dites fenêtres sont des fenêtres complètement fernées réa- lisées par découpage direct des tôles du stator.
De préférence, les tôles annulaires susdites sont décou- pées de façon à laisser subsister au minimum environ un inilli- mètre de métal entre les fenêtres et le bord intérieur des tôles.
Ce moteur est d'une construction beaucoup plus simple que celle des moteurs analogues à conducteurs isolés au coton, mais maintenus à l'abri de l'eau dans un stator rendu étanche. Il peut aussi démarrer plus facilement que les moteurs à fenêtres ouvertes vers l'intérieur du stator. En outre, le fait que les conducteurs isolés au caoutchouc baignent dans de l'eau qui peut se renouveler empêche toute élévation excessive de tempé- rature,
Dans le but d'augmenter le rendement de la turbine d'une pompe électrique submersible, on prévoit également,suivant l'in- vention, de rendre convexes les deux faces de chaque ailette de la turbine.
Dans le but de réduire considérablement la hauteur d'une turbine à plusieurs étages communiquant deux à deux par un dif- fuseur et de réaliser, toutefois, un rendement avantageux par l'emploi de diffuseurs relativement longs, on prévoit, suivant l'invention, de réaliser les canaux de chaque diffuseur de façon qu'ils s'étendent partiellement dans la paroi cylindrique fixe autour d'une roue à ailettes et partiellement dans l'épaisseur de la paroi plane qui sépare cette roue de la roue suivante en se dirigeant de la périphérie vers l'ouie de la roue suivante, cette dernière partie des canaux du diffuseur étant fermée par un couvercle fixé à la paroi de séparation des deux étages con- sidérés, après achèvement des canaux du diffuseur.
par "achèvement des canaux du diffuseur", il faut compren- dre, dans la présent mémoire, l'obtention de surfaces lisses par l'action d'outils.
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";'autres particularités et détails de l'invention appa- ?: é 1 .1: ir o ::<t nu cours de la description, des dessins annexés au pré- sent .-mémoire, ui représentent schématiquement, et à titre d'exem :;;le seulement, deux formes de réalisation de la pompe électrique submersible suivant 1 r invention.
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La figure 1 est, dans un''-', moitié, une vue en élévation o.l , da..s l'autre moitié, une coupe radiale dans une forme ae réalisa- tion de la pompe électrique submersible e S .a î, r >1 : l'invention.
Là 2 2 est une vue de bas en haut d'une piëoe de la penpe .suivant la figure 1.
La figura 3 est une vue en plan d'une tôle du stator du moteur de la pompe suivant la figure
La figure 4, est uns vue en plan n'une roue à ailettes de la poupe suivant l'invention.
la figure 5 est une vue de bas en haut, après coupe suivant
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a "i"ure es h une coupe suivant la lîgii8 'Z-","1 de la fi- La figure est une vue de bas en haut d'une variante ± 1' ± - présentée à la figure 22 !JcJ..llS 888 différentes figures, les mêmes notations de réfé- Fence désignent des éléments identiques.
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-a no'-ne électrique submersible représentée a la figure 1 ')0 u-rie d,aEDss(- la(,iiif,,Ile est fixée 18. purtle comprend une plaque d'assise laquelle est fixée partie ;m .; =,- 1 # de la pompe. cette plaque d'assise porte un anneau 1 dont la position en hauteur peut tre réglée r2'cc uit filet 5.
...;c.; 0.i;r'-:l SU])1oJ.'tc un plateau fixe par l'intermédiaire d'une , ¯.¯x. ¯i = n sphérique 7. Dos parties de Galet P. logées dans une pièec tournai avec l'arbre le de la partie mobile de la pompe
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opulent par leurs faces inférieures planes sur le ç i = t e - 1a fixe 6. pes gulets sont en contact par leur surface cylindrique ll avec la paroi cylindrique correspondante d'alvéoles ménagés dans la pièce 9.
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Le plateau fixe 6 présente une ouverture centrale 12 per- mettant à l'eau qui se trouve à sa base d'atteindre sa face su- périeure. sous l'action de la force centrifuge due à la rota- tion de la pièce 9, cette eau est entraînée vers la périphérie de cette pièce et tend, par conséquent, à s'infiltrer entre celle-ci et le plateau fixe 6. De ce fait, elle réduit la résis tance au frottement opposée au déplacement des galets 8 tour- nant avec le rotor. Des trous 13 (figures 1 et 2) sont ménagés entre le fond des alvéoles susdits et l'extérieur de la pièce 9 dans laquelle ceux-ci sont ménagés , par conséquent, l'eau peut ainsi atteindre facilement la surface cylindrique des parties de galet 8.
L'eau qui a passé entre le plateau fixe 6 et la pièce tour- nante 3 peut retourner à l'entrée inférieure de l'ouverture centrale 12 en passant à travers des passages 39. Ceux-ci sont ménagés dans l'anneau 4, mais pourraient l'être dans la partie dans laquelle le filet 5 est ménagé.
Dans la partie inférieure de l'arbre du rotor est ménagé un canal 14 qui débouche, d'une part, à l'extrémité inférieure de cet arbre et, d'autre part, dans le coussinet inférieur 15.
Ce canal 14 présente, à cet effet, une partie coudée 16 qui traverse un manchon anti-friction 17 calé sur l'arbre 10. Le canal 14 et son coude 16 jouent, au cours de la rotation de l'arbre 10, le rôle d'une pompe centrifuge qui refoule de l'eau sous pression entre le coussinet 15 et le manchon anti-friction 17. Cette eau réduit la résistance au frottement et sert, en outre, à guider l'arbre, même lorsqu'un certain jeu existe entre le manchon 17 et le coussinet 15. L'eau qui s'échappe à la partie inférieure du coussinet 15 contribue, en outre, à ali- menter les trous 13.
L'arbre 10 du rotor présente également un canal 18 à hauteur du coussinet supérieur 19. Ce canal est ménagé, dans ce cas, entre l'arbre proprement dit et un manchon anti-fric-
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tion 20 par creusement d'une rainure 1?. l'intérieur de ce man- chon. ce canal le débouche 23 la partie supérieure' àv¯ ;ou:;si- net supérieur le près d'une paroi î , r 1 x ;
31. 1P cette façon, vt?.Jc3J.0:'3 C:', l'eau dans le canal l8 esb facilitée puisque cette eau n'est en contactavec une partietournante que sur l'épaisseur du manchon anti-friction 20.
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entre les coussinets 15 et le. est logé le moteur électri- que àe la pompe suivant l'invention, ±C Moteur est un 'moteur a cuijm d'écureuil dont le stator comprend un eTnpil.age (1A b6les annulaires présentant des fenêtres pour 18 ]-0 '?1E',î'lt de conduc- tours isolés au caoutchouc et baignant dans l'eau. Une de ces tôles est représentée à la figure .3 où elle est désignée par
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';;2.
L0;3 fenêtres 3.3 1>:.±;>.aeô,es dans cette tôle sont completenent ¯rG,l."'ij,6>s ''.'.Iles sont réalisées par découpage direct de la tôle de .L8.'O"l à laisser subsister environ un nillinètre de "létal entre-ellos et le bord intérieur 34 de la tôle . La circulation de l'eau entre les conducteurs isolés au caoutchouc {lui sont 7 n:'ês dans les fenêtres 23 lorsque lE stator est '11onté es!, per- mise t:a<^.tCE' 8 des lumières 25 (-"j¯ .,iàj,? 1) ménagées dans des pièces serTr:l', a serrer les tôles les unes contre les autres.
La turbine de la porpe suivant l'invention comprend des ailettes 27 (figure 4) dont les deux faces opposées 28 sont
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5'::; 11"\7"6 Z:8 S . "jette double, convexité a comme effet de réduire la ,¯ ,. -;-t,sr;e au déplacement de l'eau. Il en résulte .Lui Gain ¯Le dans. la consommation du moteur.
En turbine représentée à la figure 1 comprend plusieurs
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éta-'es de. roues à .,.'¯ .=' 1i t C, communiquant deux fa deux par un diffuseur à canaux multiples fermés. Les canaux du diffuseur utilisé dans cette pompe s'étendent partiellement dans la pa-
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roi cylindrique #ixe ig (figures 1 et j) (.ni entoure la roue à ":1C tf-.5 ;.e l'état inférieur parmi (lG="tlX ét8.rs quelconques oOl.l.siL:
2.'0Gd cette partie des canaux du diffuseur est désirnée -car 30 . son entrée, elle s'étend à la hauteur de la roue à
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ailettes qui y rcfoulc l'eau, Elle s'élève légèrement vers l'étage suivant au fur et à mesure qu'elle s'approche d'une ouverture 31 (figures 1 et 6) par laquelle elle passe de l'au- tre côté d'une paroi 32 qui surmonte la roue à ailettes consi- dérée.
Les canaux du diffuseur s'étendent, en outre, partiel- lement, dans l'épaisseur de cette dernière paroi en se diri- geant de la périphérie vers l'ouïe de la roue à ailettes sui- vante, Cette dernière partie des canaux du diffuseur est dési- gnée par 33, Les parties 33 des canaux sont fermées par un couvercle 34 qui est fixé à la paroi 32, par exemple, par des vis. Avant la fermeture des parties 33 des canaux du diffuseur, cesparties sont achevées par moulage de façon que leur paroi soit bien lisse et ne présente pas de grande résistance au dé- placement de l'eau.
Comme on peut le constater, chaque roue à ailettes de la turbine et le diffuseur dans lequel elle envoie l'eau qu'elle refoule sont montés dans un anneau cylindrique constitué par la paroi 29. --IL la périphérie de cet anneau sont ménagées des encoches 35 parallèles à l'axe de celui-ci, Ces encoches sont do dimensions suffisantes pour permettre le logement (le tirants 36 servant à l'assemblage des différents aixileaux 29 constituant la turbine et des conducteurs d'amenée de courant au moteur.
Ces encoches facilitent, en outre, la fixation de ces anneaux sur les machines-outils pendant leur usinage, cet usinage consiste non seulement à meuler les parties 30 et 33 du diffu- seur, mais également à régler l'épaisseur des parois 32 à par- tri de la face de ces parois contre laquelle les couvercles 34 doivent être apposés, par ce réglage, on peut déterminer facilement la hauteur des parties 33 des canaux du diffuseur et, par conséquent, adapter ces parties de canaux au débit d'eau à refouler, A la figure 7, on a représenté une variante de la pièce dans laquelle sont ménagés les alvéoles pour le tournent des
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Il est .;j < 1 ';,r µ¯ à ± : ,¯ '1; :'pÀ ? 1 t .L?.=v,¯.1.,-- . C , 'l-L ?'?:0t t:'-.:s e7(JJ.'.1:=-\.TP":"Í(llti ':'2-.'0".-:. , ,, '- = fnr]:!f;;::; c1f l' ialis 8. tior:. =¯lr::; :::-J: (;.s t:; ll'G 10e: r: (J.: lE') ::' le l1 C).0.
-0¯0':"'.":.Ol.t:::; y.-;7.'vEïl <J 'i 1 Cw;::i)OL';,..¯,z (.LCU15 la f o .Lfl .. ;" , 1J. dispo- '. u ... ¯ . il ,:..t, l'j ,JJ¯ ' m- , ¯ (: i¯.. ,:.1,1 . C,1:: " r ,:.i.t. <. e .:.. <..l .= :i ;: d8S ,.ß ;'1F'llt5 intervenant ,;'.J':; #: à; J."J..3t.j.O:::1, b. :1 o i; ;11 "- 1, 1 o i; ../' U;)::: --IC'(:; i..fla2.tior,s '(Je :)c.j.C:,l';J i"-': '--:,,\, contradiction ,--:;'::,c 7 t,., . de , ;ii, (FS reveu- 8tioLS é E ..; i- 71 ,. ii l; ;=: 1> 1. i'o:rl::; '31:ctrjilue sij'.r-:lc';-,:: )1f., .).:' i 1,-: r}iJ.c:'.llc. la pression 1. est, supportée par q ¯ 1' i'F=D :1!e,(.¯I.-.7¯TP 6.a 1:' ;:;:'S j,e. S C,-S 8.1C- .p.1¯i.'¯,.¯ cylindrique h.l3St,.1'i; <., .u. n i:¯1Cf' llCi.'0, 9.
F... contact avoo -.L - ltP'c..'...l, :l et,.; :1.' i "":( ," (";11 {:;C: 1-l1J.e: 1± (..J,s -::'- ti.. .-,.'-. 'alc't sont .j; .jj j j conbaot p-n" 1 î .±: L0,1? surraoe cylindrique 8.7--:' 1 ,. ; ¯;..... ;; i .> ;;.. s< 1. -. i.>.. j . 410.,=.. i o .r i.' c. s 1 ; :. : i.. : . - .l> . . < ' <. l "" :' E i b' dans lesquels =-1.:' ,::.; ;:; Ly;-J l c--:. '1 ±. :.J t....... y - 'r ï: .C. a-çrC'.,,r.l.î "Ji:l O1 c a 1. :.1 ù a .l r- . :,: ± ,:',J.I. rj . ': , , . ; .. : 1,8 s ; ; g .¯, .. -; -j; - 1 ...- . z da pal'"t ;iJ.2.CJ.-Lt:'.s sont loyaes 6<..'1.n3 =¯5.::GC 1. ,p ;: ;? i, , j= 8.17F:'C ln j"'c','Lo (l 1.. .. i O i " 1"" et; ::iI"J..(;j'Jt rJ:L j¯ -j - 1 ¯, .=., iµ plane sur LÜ, 1:,13. -)0:¯, r.'I¯=::I =-"C':l<, ;.l-'..l'..:¯-i't, '\ l'f:;ï!:,:1 ', ' . ' 1 1.
OE =; 1, 1 , <J ,1; 2, C (-.. 2 ' n. c" aua le y j C, ;'t',j. f'.¯..¯;--" aasdit !:1' ,f.l'lt;E; una ouverture . ¯ ::.¯.¯. ':" :1." j:C t t ." 1 ;J l v t:: l..'Ll qui 5- s ; trouve ci. sa base f?, ("J. T t, te i 15. ¯-'e :< c.:;:;(:- ;U'p:::L'.I-:;UI'e (:-'', ('11 :)1:- :liJ.: lir.',s )',S3:.':JS ;'::)OLt ;I.!' (,,:,':s ')",:I.:' 1- ratcur .rF;1': la Ob30 de la . ¯.1. ii' ." o i.w O ï t i .i i' É 2 ' .' < 1 . lt lt l e , de l'eau ;=.7 i 'L0':,j"c.,,tr(j le plateau ['1/", et '1::, j ?;')r; t c;.;J:' 11 ',nt.e .
4,. pompe suivant la revendication 3 C à ï' u Û/ t a i- sée en ce que des rainures. rad.iales sont ménagées dans la
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face inférieure de la pièce dans laquelle les parties de galet sont logées et cela entre les alvéoles, à partir de l'ouverture ménagée dans le plateau fixe.
5. pompe suivant l'une ou l'autre des revendications pré- cédentes, caractérisée e en ce que des trous sont ménagés entre le fond des alvéoles et l'extérieur de la pièce dans laquelle ceux-ci sont ménagés de façon à permettre à l'eau d'atteindre facilement la surface cylindrique des parties de galet.
6. pompe suivant l'une ou'l'autre des revendications 2 et
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;3, c a :c e. c t 's z i s é e en ce que le plateau fixe susdit repose sur un anneau par l'intermédiaire d'une surface sphéri- que.
7. pompe suivant la revendication 6, c a r a c t é r i- s é e en ce que l'anneau susdit est de hauteur réglable par rapport à une plaque d'assise.
8. pompe électrique submersible et en particulier pompe suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, c #- r a c t é r i sée e en ce que dans l'arbre du rotor du moteur sont ménagés des canaux débouchant, d'une part, dans un espace que l'eau du puits peut atteindre facilement et, d'autre part, en regard de la surface intérieure des coussinets prévus pour guider l'arbre susdit.
9. pompe électrique suivant la revendication 8, c a r a c - t é r i s é e e en ce que le canal qui débouche , d'une part, dans le coussinet inférieur débouche, d'autre part, à l'extrémité inférieure de l'arbre.
10. Pompe électrique suivant la revendication 8, c a r a c - té r i s é e en ce que le canal qui débouche, d'une par t., dans le coussinet supérieur débouche, d'autre part, à l'exté- rieur de l'arbre au-dessus de ce coussinet supérieur.
11. pompe électrique submersible et en particulier pompe suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, dont
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rihi¯i 1, r 6.Lr ..L...., t. .1-'" s:e Gi t <5 <; ur <> ;=j les tol s '- ,-ql ¯.J..dl v0 au stator d'un noteur ODt;8 d'écureuil 'présentent des fenêtres pour le 10LG118nt de n > c , j i ia c .t, e ui isolés au caoutchouc et baignant dans l'eau, c a r a o> 1 r i 1 é on 8, (.LqJ¯c; les dites fenêtres sont des fenêtres 0,('1"",',')1 Ç..l"ll,C':'.r'C'\'ît fermées réalisées par découpage direct des tôles (lu stator.
1:;!. poulpe électrique. suivant la revendication 11, c a r a c- ¯ . r i, s 3 e G ,ii ce que les tôle. s i:;.i im 1 é:i 1, i' e susdites sont '-l;'JCLll,Ó0S ('¯A m f a ç o I t1 laisser subsister au rÜni"Ul'1 environ un ':'¯1111¯';"-uJ.'E? de 1;1!:C entra les F'1v iï'B,:W''t4. le hors intérieur des
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tôles
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1.3. ;. o , : p électrique submersible et en particulier p o 17p é ]..ù a t i: L g.Lic suivant l'une ou l'autre des revendications IJr<0c8- dentes, car n ± t é t 1. FE 8 G'?1 .2? que les deux faces oppo- sées de cnaque ailette e à la turbine sont convexes.
1.L Tartre électrique e s 1J,1; y ; e r s i 'o l et en particulier pompe suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, compre- nant nlusieurs étapes de rouGS ailettes cO';'lf1.u,'li:.l)811t deux a deax -;!.i un diffuseur à canaux ;lt11-\J.lli18s fer-nés, o a r a c Li é- i' i E3 !3 P en ce que les canaux du diffuseur s'étendent partiel- 1\; :::.nt .i ce, ; ; , le paroi cylindrique fixe autour d'une roue à ailet- tes (,1, r;7Z'i;l.E%llE'r,iE=llt dans l'épaisseur de. r. i paroi plane qui .3;.lèll>G cette roue de. la roue suivante, en se. dirigeant t .5 la 1)<!:;- ri-uhérie vers l'ouïe de 18 roue suivante, cette dernière partie
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des canaux du diffuseur étant fermée par un couvercle fixé à
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le paroi de séparation des deux étapes considérés, après aoheve- " i n ii des canaux du diffuseur.
15. T'm:1ft; suivant la revencioabion 14, c '1 r a o b r i- s en c que les canaux < 1 .v. diffuseur sont achevés par l'18U- 1... .
16. 1"0:'111": suivait l'une ou l'autre des revendications 14 . ,, 1. 0 ,/ "-'- . , c tu a 1 s S " en ce que chaque roue a ailettes . la turbine et le diffuseur dans lequel elle envoie, l'eau
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sont montés dans un anneau cylindrique dans l'épaisseur duquel
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sont ménagées des encoches parallèles à son axe, de dimensions suffisantes pour permettr,e le logement de tirants servant à l'assemblage des différents anneaux constituant la turbine et des conducteurs d'amenée du courant au moteur.
17. pompe électrique submersible telle que décrite ci-des- sus et représentée aux dessins ci-annexés.