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PERFECTIONNEMENTS A DES TRANSFORMATEURS HYDRAULIQUES DE COUPLE.
La présente invention est relative à un transformateur hydrau- lique de couple pourvu d'une enveloppe entourant une roue de pompe, une ou plusieurs couronnes d'aube de turbine et une ou plusieurs couronnes d'aubes de guidage ou éléments de réaction situés entre lesdites couronnes de turbine.
Dans des transformateurs hydrauliques de couple de ce type, on a trouvé que pendant les conditions de fonctionnement, la direction du courant liquide dévie de la valeur moyenne dans une plus grande mesure en face d'une couronne d'aubes de guidage qu'en face d'une couronne d'aubes de turbine, provoquant des pertes considérables de part et d'au- tre de la valeur de rendement maximum, plus rapidement à la couronne d'au- bes de guidage qu'à la couronne d'aubes de turbine, en admettant que le transformateur hydraulique de couple est équipé, comme d'habitude jusqu'ici, d'aubes de profils sensiblement semblables pour toutes les couronnes.
Les circonstances ci-dessus influencent la multiplication de couple d'une ma- nière fâcheuse et influencent également le point de passage du transforma- teur, c'est-à-dire c'est-à-dire le point où les couples primaire et secon- daire sont égauxe
Le premier objet de la présente intention est d'éliminer autant que possible l'influence desdites grandes déviations du courant liquide à l'entrée de la couronne d'aubes de guidage comparativement aux directions correspondantes du courant liquide arrivant aux aubages de la couronne de turbine,
et d'arriver à la courbe de rendement la plus haute et la plus plate possible.-
Le transformateur hydraulique de couple suivant l'invention est caractérisé en ce que les aubes de la pièce de guidage ou de réaction sont prévues avec un rayon de bord d'entrée plus grand en ce qui concerne les dimensions de profil, qu'aux aubes des couronnes de turbine, et/ou en ce que lesdites aubes de la pièce de guidage ou de réaction sont plus cour- tes du côté de l'entrée que du côté de la sortie.
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Le rayon plus grand du bord d'entrée amène une résistance ré- duite et par conséquent un plus grand courant aux angles extrêmes d'entrée, augmentent de cette manière le rendement pour les rapports de vitesses grands et petits.
Le raccourcissement du bord d'entrée fait à son tour que la vitesse radiale devient plus grande à l'entrée de la couronne d'aubes de guidage, comparativement à ce qu'elle serait devenue avec une surface plus grande à l'entrée qu'à la sortie. Comme la vitesse périphérique du liquide à l'entrée de la couronne d'aubes de guidage est indépendante de la vites- se radiale, il en résultera une diminution de l'angle entre la direction du liquide à l'entrée au démarrage et au point de passage prémentionné res- pectivement.
Dans des dispositifs ayant l'une des ou les deux caractéristi- ques prémentionnées suivant l'invention, cependant, le rendement maximum du transformateur de couple sera légèrement diminué, tandis que le rendement pour des rapports de vitesse élevés aussi bien que bas entre la turbine et la pompe (n2/n1) sera considérablement augmenté.
Cette augmentation considérable du rendement obtenue suivant l'invention à ces rapports de vitesse est d'importance particulièrement grande et compense de nombreuses fois la légère réduction de rendement se produisant au point de rendement maximum d'un transformateur hydraulique de couple prévu suivant l'inventiono
L'a raison du gain en rendement prémentionné est évidente, non seulement parce que les pertes augmentées à l'entrée à la couronne d'aubes de turbine, au point de rendement maximum, n'influenceront pas le reste des couronnes d'aubages, mais par dessus tout, du fait que des pertes cor- respondantes pour des rapports de vitesses élevées et bas décroissent très rapidement, ce qui a pour résultat une augmentation de la quantité de flui- de en circulation, et ceci à son tout influence rapidement,
de manière à les faires décroître, les pertes à l'entrée des couronnes d'aubes de tur- bine. En d'autres termes la diminution des pertes suivant l'invention pro- duit une,augmentation du rendement aux rapports de vitesses grands et pe- tits, améliorant ainsi les propriétés d'accélération.
L'invention sera décrite plus complètement ci-après en se ré- férant aux dessins ci-annexés, dans lesquels : - la figure 1 montre une coupe transversale dans un système d'aubes d'un transformateur hydraulique de couple dù type à deux étages construit suivant l'invention et illustre par des lignes pointillées le contour du circuit d'un transformateur construit suivant les lignes an- ciennes; - la figure 2 est une coupe dans deux aubages de pompe du trans- formateur hydraulique de couple montrant le canal intermédiaire; - la figure 3 est une coupe dans deux aubages de la première couronne de turbine, pris ensemble avec le canal intermédiaire; - la figure 4 est une coupe dans deux aubages de la couronne d'aubes de guidage pris ensemble avec le canal intermédiaire ;
- la figure 5 est une coupe dans deux aubages de la seconde couronne d'aubes de turbine pris ensemble avec le canal intermédiaire; - la figure 6 est le diagramme des vitesses du liquide au bord d'entrée des aubes de guidage, montrant les conditions pour les rapports de vitesse grands et petits ; - la figure 7 montre schématiquement les pertes pour des aubes ayant respectivement de grands et de petits rayons de bord d'entrée.
En se reportant à la figure 1, le transformateur de couple comprend une pompe 1, une première couronne d'aubes de turbine 2, une cou- ronne d'aubes de guidage 3, et une seconde couronne d'aubes de turbine 4.
Une enveloppe de pomoe rotative est-montrée en 5, tandis qu'un anneau. for- mant noyau 6, porté .par les=.aubes de la couronne d'aubes de turbine'4 porte à son tour les aubes de la couronne d'aubes
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de turbine 2. Le moyeu de la roue de turbine est désigné par 7 et un pla- teau 8 porté par la couronne d'aubes de turbine 2 forme les limites exté- rieures du circuit hydraulique. Le disque d'aubes de guidage est montée en 9 et la couronne d'aubes de guidage est reliée à son côté éloigné du disque 9 à un anneau 10.
Aux figures 2, 3, 4 et 5, 0(indique l'angle de sortie des au- bes de la pompe, de la turbine et des aubes de guidage respectivement. b indique la plus petite section de canal entre deux aubes voisines, et [gamma] l'angle entre la direction d'entrée du courant liquide au point de dé- marrage et au point de passage respectivement.
En vue de réduire les pertes de direction dans le conduit de liaison entre la dernière couronne d'aubes de turbine et la roue, ledit conduit, suivant l'invention, est formé de telle manière que'l'aire de coupe transversale de l'entrée du canal dans la direction de l'écoulement augmente d'abord et diminue ensuite comme montré à la figure 1, dans laquelle on a montré aussi la forme dudit conduit dans les constructions antérieures, en lignes pointillées. Le conduit a de préférence son aire transversale maxima à peu près à mi-chemin entre la sortie de la couronne d'aubes de turbine et l'entrée de la pompe.
Pour la même raison, le conduit reliant la sortie de la première couronne d'aubes de turbine à l'entrée de la couronne d'aubes de guidage également à une aire transversale qui d'abord augmente et ensuite diminue de son entrée à sa sortie, et dans ce cas également le conduit de liaison a de préférence son aire transversale maxima approximativement à midistan- ce entre la sortie de la couronne d'aubes de turbine et l'entrée de la cou- ronne d'aubes de guidage.
La figure 6 illustre comment le raccourcissement du bord d'entrée des aubes de guidage par rapport-à leur bord de sortie a' pour conséquence une diminu- tion de l'angle entre les directions d'entrée du courant liquide au départ et au point de passage respectivement. Dans cette figure, Ca indique les vitesses radiales et Ou les vitesses périphériques du liquide, l'indice 1 dénotant les vitesses radiales à l'aire d'entrée plus petite. La partie gauche du diagramme représente les trian- gles des vitesses au point de passage, tandis que la partie droite du dia- gramme représente les triangles des vitesses au'- départ.
Les angles [gamma]1 et y 2 représentent la dispersion des directions du courant liquide 1 à l'entrée dans la couronne d'aubes de guidage. Gomme on le voit d'après cette figure, l'angle )( 2 qui représente la dispersion avec l'aire d'entrée plus petite est moindre que [gamma] 1 qui se rapporte à l'aire d'entrée plus grande.
La figure 7 illustre le gain en,,rendement obtenu par l'usage d'aubes ayant un grand !rayon de bord d'entrée aux rapports de vitesses grands et petits.
A la figure 7, ss indique l'angle entre une ligne tangente aux bords d'entrée de deux aubes voisines et la direction du courant liquide.
Dans ce diagramme, les ordonnées représentent le pourcentage de pertes pour tout le domaine de vitesse, c'est-à-dire les pertes statiques plus les pertes dynamiques pour différents angles d'entrée de liquide par rapport au bord d'entrée des aubes. La courbe a représente les pertes pour un profil d'au- be qui a jusqu'à présent été employé, dans des transformateurs hydrauliques de couple,tandis que la courbe b montre les pertes pour un profil d'aubes ayant un bord d'entrée extrêmement arrondi employé, suivant l'invention, comme aubes des couronnes d'aubes de guidage. L'effet d'une diminution de l'angle de dispersion est également montré à la fi e 7, l'angle de dispersion [gamma]étant égal à la différence entre l'angle d'entrée le au point de passage et au départ.
L'invention n'est manifestement pas limitée à la forme de réa- lisation montrée et décrite mais peut être modifiée à divers points de vue.
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Ainsi, par exemple, le profil d'aube de guidage extrêmement rond proposé suivant l'invention et"la relation entre les aires d'entrée et de sortie de la couronne d'aubes de guidage, et en outre l'aire transversale va- riable des conduits de liaison entre la dernière couronne d'aubes de tur- bine et l'entrée du guidahe introducteur et entre la sortie de la première turbine et l'entrée des couronnes d'aubes de guidage respectivement, peu- vent avantageusement être employé aussi dans des transformateurs hydrauli- ques de couple à un seul étage ou à trois étages.
REVENDICATIONS.
1. Transformateur hydraulique de couple comprenant au moins une .couronne d'aubes de pompe, au moins une couronne d'aubes de turbine, au moins une couronne d'aubes de réaction,dans. lequel les aubes d'au moins la première couronne de la pièce de réaction ont un rayon de bord d'entrée plus grand, relativement à la dimension de profil, que le rayon de bord d'entrée des aubes des couronnes d'aubes de turbine et/ou dans le- quel la longueur des aubes d'au moins la première couronne d'aubes de la pièce de réaction est plus grande au bord de sortie qu'au bord d'entrée.
2. Tranformateur hydraulique de couple suivant la revendica- tion 1, dans lequel le conduit de liaison entre la sortie de la dernière couronne d'aubes de turbine dans la direction du courant et l'entrée de la pompe a une aire transversale qui d'abord augmente et ensuite diminue de l'entrée à la sortie dudit conduit.
3. Transformateur hydraulique de couple suivant la revendica- tion 2, dans lequel le conduit de liaison entre la sortie de la dernière couronne d'aubes de turbine et l'entrée de la pompe à son aire transversa- le maxima approximativement à mi-distance entre l'entrée et la sortie dudit conduit.
4. Transformateur hydraulique de couple suivant les revendica- tions 1 ou 3, dans lequel le conduit de liaison entre la sortie d'une cou- ronne d'aubes de turbine précédente et l'entrée vers une couronne d'au- bes de guidage y faisant suite a une aire transversale qui d'abord augmen- te et puis diminue.
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