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La présente invention système AndréSQUARCIONI et Martial MUGER est relative à des moyens en vue de l'amélioration de la précision des me- sures,de la sensibilité et de la diminution des efforts sur les pivotages dans les compteurs à turbine en général et en particulier de ceux compor- tant deux hélices concentriques et coaxiales.
La figure 1 représente un compteur d'eau à deux hélices con- centriques et coaxiales. L'eau entré par la tubulure 1 et est dirigée par le convergent 2 sur les pales de l'hélice intérieure 3. Le courant d'eau est divisé par les aubes fixes 4 en filets parallèles à l'axe de ro- tation de l'hélioeo A la sortie de l'hélice intérieure un déflecteur 5 muni ou non d'aubes fixes 6 inverse le courant d'eau et le dirige en fi- lets parallèles sur les pales de l'hélice extérieure 7. Les pales 7 et les pales 3 sont l'une au pas à droite et l'autre au pas à gauche.
A la sortie de l'hélice extérieure le courant d'eau est divisé en filets parallèles à l'axe de rotation par les aubes fixes 8 pour être ensuite évacué par la tubulure de sortie 10.
Les aubes fixes 4 solidaires du convergent 2 supportent une pièce centrale 11 dans laquelle se fixe le pivot inférieur de la turbine.
Les aubes fixes 8 solidaires du convergent 2 supportant le tu- be fixe 9 dont le rôle est de définir une section de passage sur l'hélice extérieure égale à la section de passage sur l'hélice intérieure.
La perte de charge créée par les obstacles constitués par la section droite des pales d'hélice 3 et 7 et des aubes fixes 6, ainsi que les frottements sur les surfaces fixés ou mobiles 3 , 5 , 7, 12 , 13, 14, 15 font qu'il existe une différence de pression de chaque côté de l'espace annulaire 16 situé entre l'entrée de l'hélice intérieure et la sortie de l'hélice extérieure.
Cette différence de pression produit a) une fuite importante fonction de la hauteur de l'espace 16 d'où des erreurs de comptages inadmissibles et une perte de sensibilité du compteur. b) une poussée axiale sur la turbine provoquant une usure très rapide des pivotages d'où un manque de fidélité du compteur au fur et à me- sure de l'usure des pivotages par suite de la variation de hauteur de l'es- pace 16.
La présente invention concerne différentes solutions pour ob- vier à ces inconvénients. Les moyens employés consistent en la combinai- son de la chambre de sortie de la 2 ème hélice avec un système divergent des- tiné à faire la récupération de pression en vue de l'annulation ou de la diminution très importante de la différence de pression de chaque côté de l'espace mettant en communication la!section d'entrée et la section de sortie de la turbine.
Les figures 2 à 11 représentent à titre d'exemples non limita- tifs de l'invention diverses variantes de l'utilisation du moyen de l'in- vention.
Sur la fig. 2 on a représenté une turbine comportant une héli- ce intérieure 3 ayant un nombre "n" de pales au pas "P" et une hauteur "H" et une hélice extérieure 7' ayant un:nombre "n" de pales au pas "p" et une hauteur "h" de telle manière que les'surfaces exposées au frottement de l'eau ainsi que celles constituant un obstacle au passage de l'eau soient égales tant pour celles relatives à l'hélice intérieure que pour celles con- qernant l'hélice extérieure.
Il résulte de cette conception que la vitesse de l'eau dans la section "s" de l'hélice intérieure est différente de celle dans la section "S" de l'hélice extérieure.
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Si l'on choisit convenablement la valeur de n, n' , P, p, H, h, s, S , on peut obtenir une différence de vitesse de chaque cote de l'espace 16 qui, si elle est dans. le sens convenable compense la presque totalité de la perte de charge due aux obstacles et aux frottements que 1' eau. rencontre pendant son parcours à travers la turbine( théorème de Bernouilli , cône divergent récupérateur d'énergie des Venturi)
On voit due si la section "S" est plus grande que la section "s" il y a évidemment diminution de vitesse côté sortie, donc effet Bernouilli, le divergent dans ce cas étant réalisé par un profil convenable du réflecteur 5'.
La figure 3 est une variante pouvant se combiner ou non avec celle décrite ci-dessus dans laquelle .sa. crée la perte de vitesse de l' eau à la hauteur de l'espace 16 cote sortie de l' hélice extérieure à 1' aide d'une partie conique divergente 18 sur le tube 17 séparant les deux hélices de la turbine
La figure 4. est une autre variante pouvent entrer en comoinai- son avec celle représentée sur les figs. 2 et 3.
La partie conique divergen- te 20 étant réalisée sur la face intérieure du tube 9. Dans cette variante, pour faciliter la réalisation des pièces qui doivent offrir à l' eau en mouvement des surfaces polies de diminuer les frottements, on ne rend pas solidaires l'un del'autre les aubesfixes 8' et le tube 9' ce qui permet l'usinage du cône 20.
La figure 5 représenté une autre fagon d' agir sur la différence de section de passage à l'entrée de l' hélice intérieure et à la sortie de l' hélice extérieures on choisit le diamètre d' plus petit que le diamètre D et le diamètre dl plus grand que le diamètre Dl ceci indépendamment. ou simultanément.
La figure 6 est une coupe xv figure 2) du corps de la boite de mesure du compteur. Cette figure 6 montra une réalisation dans laquelle est créée une différence de vitesse entre1' entrée et la sortie de la turbine à l'aide des aubes fixes4' et 8 ' lesquellesont une section droi- te plus grande pour le s aubes fixes 4' que celle des aube fixes s 8' , du fait que leur nombre est plus grand et leur épaisseur plus forte. Cette disposition réalise bien la différence de section de Bernouilli dans le sens convenable, c' est-à-dire section à la sortie plus grande qu'à 1' entrée.
La figure 7 montre également la coupe xy ( figo2 ) du corps de la boite de mesure du compteur ( vue par-dessus) mais elle montre une disposition particulière des aubes fixes, qui a pour but d'éliminer les vibrations( source d' usure des-pivotages) qu'elles pourraient causer si leur nombre est égal à celui des pales de l' hélice correspondante.
La figure 8 est la coupe xy de la fig. 2 vue par-dessous et montre une disposition particulière des aubes fixes 6' du réflecteur 5' ayant également pour but d'éliminer les vibrations qu'elles peuvent causer si ellessont en nombre égal au nombre des palesde l' hélice intérieure ou de l' hélice extérieure ou des deux hélices.
La figure 9 représente une disposition particulière de l' espace annulaire 16 dans laquelle l'usure du pivot n' a que peu de influence sur la variation de la fuiteo En effet, dans cette solution le convergent 2' recouvre sans frottement la base du tube 17' avec un jeu faible mais toutefois suffisant pour avoir un bon fonctionnement du compteur( 0,5mm environ), La perte de charge créée par cette chicane reste sensiblement constante pour de faibles variations de hauteur de l'espace 16. Cette action de la chicane peut être complétée en disposant la base du. tube 9" au-dessus du plan contenant 1' espace 16 ceci dans le but de réaliser une augmentation de section à la sortie d' après le principe de 1' invention.
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La figure 10 qui se combine au choix avec une ou plusieurs des solutions précédentes, est une disposition particulière permettant le cas échéant de rendre égale la surface de frottement de l'eau côté héli- ce extérieure à la surface de frottement côté intérieure dans le cas où les proportions des dimensions du compteur ne permettraient pas d' obtenir cette égalité avec la disposition de la fig. 2. Pour cela on ajoute à la turbine le tube 21 autour de l' hélice extérieure, ce tube pouvant avoir ou non la même hauteur que les pales de l' hélice qu'il recouvre et on échancre le tube 9''' pour y laisser tourner librement ce tube 21.
La fig. il est une variante de construction semblable à celle de la fig. 10, et que l'on peut utiliser dans le cas où les dimensions du compteur nécessiteraient une réduction des surfaces frottantes de l' hélios intérieure par rapport aux surfaces frottantes de l' hélice extérieure.
Dans cette construction la hauteur du tube 17 est intermédiaire entre la hauteur de l' hélice intérieure et la hauteur de l' hélice extérieure. Dans ce cas l'espace annulaire 16 se trouve au-dessus de la section de entrée 22 de la turbine intérieure. Cette figure montre d'une façon claire la combinaison avec la variante des figures 2 et 3 et sur -laquelle on voit très nettement les cônes divergents 19' et'20' réalisant l'effet Bernouilli.
On ne sort pas du domaine de l'invention si on associe 2 ou plusieurs sortions décrites ci-dessus et si l'on emploie des moyens équivalents pour obtenir le même effet Bernouilli par la combinaison de la chambre de sortie de l' hélice extérieure avec un système divergent destiné à faire la récupération de pression en vue de l'annulation ou de la diminution très importante de la différence de pression de chaque côté de l' espac mettant en communication la section d' entrée et la section de sortie de la turbine. En particulier l'invention s'applique de la même manière si l' entrée de l'eau se fait par l' hélice extérieure.
Dans ce cas tous les dispositifs divergents doivent être appliqués à l' hélice intérieure qui se trouve côté sortie. Egalement la combinaison des divergents avec l' hélice de sortie peut être appliquée à un compteur qui aurait ses deux hélices coaxiales mais dans le prolongement l'une de l'autre au lieur d'être concentriques. L' invention-peut être également appliquée à une turbine n'ayant qu'une seule hélice en combinant la sortie avec un système divergent toujours dans le but d' obtenir le même effet.
REVENDICATIONS.
I . - Compteur de liquide à turbine à deux hélicesconcentriques et coaxiales, ayant un plan de communication entre le flux de sortie dans l' une des hélices de la turbine et le flux d' entrée dans l'autre hélice, créant ainsi une fuite, caractérisé en ce qu'il comporte en amont du plan de fuite, côté sortie du flux de la turbine, une section plus grande que la section en amont du plan de fuite côté entrée du flux dans la turbine ou une section allant en s'élargissant.