Turbine hydraulique. La présente invention concerne les tur bines hydrauliques chi type ayant un rotor qui décharge clans une direction substantielle -nient parallèle à l'axe,du rotor et comportant un conduit -de décharge faisant ,dévier le cou rant, de façon à changer la décharge axiale en un to.urant ayant une :direction s'éloignant de l'axe .de la turbine.
La turbine suivant l'invention comporte une série d'aubes @direttriees réglables pla cées clans la partie faisant dévier le courant du conduit de décharge.
Grâce à cette disposition il est possible de changerd'une façon. graduelle la direction de l'écoulement -de l'eau déchargée d'une roue mobile de turbine et en amortir graduellement la vitesse, augmentant -ainsi au inaximi.-tm le rendement de la, turbine.
Sur le dessin ci-joint, qui représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution -de. l'invention: Fig. 1 est une coupe verticale, schéma tique, par l'axe, d'une turbine hydraulique à a<B>,</B> bre vertical et<B>à</B> tanal ouvert, représentant r un dispositif d'aspiration à aubes :directrices ajustables;
Fig. 2 est une vue similaire à fii. <B>1,</B> d'une autre turbine représentant un dispositif d'as piration avec aubes directrices ajustables.
La turbine hydraulique représentée dans la fi:g. 1 comprend un rotor, ou roue mobile, à grande vitesse 1 consistant en une série ,d'aubes .assujetties à l'arbre vertical principal 2 et s'étendant vers l'intérieur j.usqu'aussi près que possible :de luxe :de -cet arbre.
Les aubes de turbine s'étendent vers l'extérieur dans une direction générale radiale et sont pourvues d'une couronne assujettie à leurs ex trémités externes. La turbine hydraulique ic- présentée à la fig. 2 est ,également du type à grande vitesse mais diffère de celle repré sentée à la fig. 1 en ce que le rotor 18 est du type à écoulement purement axial, -dans lequel l'écoulement du liquide en des endroits directement adjacents tant aux arêtes avant, ou d'entrée,
qu'aux arêtes arrière, ou -de sor tie, -des .aubes ,du rotor est axial.
L'eau arrive à la turbine par un bief ou canal d'amont ouvert, 4, à travers un distri- buteur, constitué par suie :série d'aubes direc trices .a:justables, 3, de la @disposition usuelle. Ces aubes directrices sont disposées avec leurs axes d'oscillation s'étendant parallèle ment à l'arbre 2 et elles sont montées dans le corps fixe de la turbine. La partie interne, 14, de la paroi supérieure de la. bâche d'eau présente une forme convergente de haut en bas, ou sensiblement tronconique, comme cela est représenté au dessin.
La paroi :convergente 14 sert @de moyen pour diriger les courants tourbillonnants, avançant. vers l'intérieur, sortant des aubes .directrices 3 :dans l'espace de transition situé en avant :de la roue mobile et change la direction daïvancement -de la, masse :d'eau tourbillonnante, passant à tra vers l'espace -de transition, d'une direction perpendiculaire à l'axe .de la turbine à. une direction parallèle à cet .axe.
Le :degré de changement de :direction de l'écoulement clu courant tourbillonnant dépend :de la courbure et de la longueur de la surface :directrice (le la partie supérieure 14 de la paroi, mesurée dans des plans radiaux. Dans tous les cas, l'entrée dans la chambre ,de la roue mobile se fait de dehors en dedans au :delà :des aubes directrices 3, avec un tourbillonnement, et peut avoir lieu en un endroit directement adjacent aux arêtes d'entrée des aubes de cette roue, selon la forme de ces aubes.
La décharge .de la roue mobile, 1, de la turbine est de préférence ,dirigée de haut en bas, sensiblement :suivant l'axe, en un en droit directement adjacent .aux arêtes de sor tie des aubes de la, roue, et peut se faire soit dans le sens de rotation de la. roue, soit en sens inverse, soit dans des plans radiaux pas sa-nt par l'axe @de la turbine. Bien due cette dernière -condition d'écoulement soit celle que l'on recherche habituellement, il est rarement possible de l'obtenir .dans des installations industrielles.
L'écoulement .de l'eau à la sor tie passe de la direction axiale, en un endroit directement adjacent à la roue mobile 1, à une :direction allant en s'éloignant ,île l'axe et dans un plan sensiblement perpendiculaire à l'axe de la turbine, immédiatement après qu'elle a quitté les arêtes arrière, ou de sor- tie, des aubes, au moyen .d'un conduit annu laire 6, ,dirigé de dedans en dehors, entourant le noyau conoïdal 5.
Comme cela est repré senté, l'axe du conduit annulaire 6 coïncide avec l'axe de la turbine et, par suite, ce con duit est symétrique par rapport à :ce dernier axe. La partie supérieure :du noyau conoïd.al symétrique 5, qui est entouré par le conduit annulaire 6, offre une portée pour la partie inférieure :de l'arbre 2.
Le conduit 6 est cons truit @de telle sorte que, outre qu'il dirige de dedans en dehors l'écoulement à la sortie, il commence à amortir la vitesse de cet écoule ment, mais ne l'amortit pas complètement. Toutefois, cette formation .du :conduit 6 n'est pas essentielle et les co:ndi.tions peuvent être telles qu'un amortissement de la vitesse d'é coulement dans le .conduit 6 n'est pas -dési rable.
L'extrémité de sortie du conduit diffu seur annulaire 6 communique directement avec l'entrée annulaire :de la chambre spir.a- loï:de 7. L'extrémité de sortie, tangentielle ment disposée, du conduit ou chambre spira- loïde 7 communique avec un conduit ;Féva- cuation 8, aboutissant au canal de fuite non représenté. Les conduits successifs 6, 7 et 8 sont en libre communication et forment un passage continu pour emmener l'eau @de la: turbine.
La :chambre spiraloïde 7 présente une section croissante en avançant autour de la spirale :et elle est proportionnée de telle sorte qu'elle continue à amortir gTaduelle- ment, c'est-à-dire sans ,changement brusque, la vitesse d'écoulement de l'eau qui lui est livrée par le. conduit 6.
L'amortissement de la vitesse d'écoulement- dans la chambre 7 est de préférence poussé à un point tel que l'eau livrée au conduit 8 ne :conserve qu'une vi tesse juste suffisante pour produire un écoule ment @d:ans le :canal de fuite. Dans la @dis- position représentée, l'amortissement final de la vitesse d'écoulement s'accomplit dans le conduit 8, mais :cet amortissement final peut aussi, :dans certains cas, s'accomplir dans la. ,chambre sp.iraloide 7.
Dans la construction représentée aux fig. 1, 2, des aubes :directrices ajustables 9, sont prévues dans le conduit 6, dans le but soit de changer la direction *,de la sortie de l'avant à l'arrière par rapport au sens de ro tation !de la roue mobile 1, soit simpl#nent, de faire varier légèrement cette direction de sortie.
Ces aubes directrices 9 sont rendues ajustables en prévoyant des pivots à leurs extrémités opposées et en raccourcissant -ces aubes suffisamment pour assurer le jeu néces saire, en des endroits adjacents aux pivots, entre les extrémités -des aubes 9 et les sur- faices en forme de tore du ,conduit 6, afin d e permettre le réglage voulu.
On notera que, en,disposant le tube d'as piration sous la forme d'une spirale entou rant l'axe de la turbine, un amortissement efficace -de la vitesse d'écoulement peut être produit et la hauteur totale -du tube d'aspi- ration peut être réduite au minimum, @ce qui supprime la nécessité de, prévoir une infra- structure de fondation ncoûteuse,comme Belle qui était nécessaire dans -des installations an térieures idu même genre.
En outre, la for mation spiralode -du tube d'aspiration permet un amortissement graduel ide la vitesse d'é coulement dans un conduit relativement long, 7, l'étendue latérale du conduit collecteur 7 étant réduite au minimum en enroulant la chambre d'amortissement autour -de l'axe de la turbine, aussi près de la roue mobile 1 que possible.
Cette construction supprime l'in convénient que - présentait l'étalement de la construction antérieure dont il a été question .ci-dessus puisque, :dans .cette construction, une largeur considérable était nécessaire afin -d'a mortir complètement la vitesse d'écoulement dans la courte ,distance verticale qui est @d.ési- r.able. Les turbines avec tubes d'aspiration spiraloïdes peuvent, par conséquent, être pla cées plus près les unes des .autres,
ce qui ré- duit au minimum la surface de plancher nécessaire.
La -chambre spiraloïde 7, 12, sera., dans chaque cas, formée -dans le sens voulu pour correspondre au sens !de rotation @de la roue mobile et à la idirection de l'écoulement à la sortie.
Les aubes -directrices 9 peuvent être utilisées pour changer la direction :de l'écoule ment à la sortie afin,de se conformer au sens d'enroulement fie-la spirale employée et on peut également les utiliser pour mieux diri ger l'écoulement dans la chambre collectrice.