Turbine hydraulique du type à action à libre jet. La présente invention est relative aux turbines hydrauliques du type à action à libre jet et concerne particulièrement les roues ou couronnes mobiles de ces turbines, et elle a pour objet de réaliser une turbine de vitesse spécifique relativement- élevée et de dimensions relativement petites pour un rendement donné.
En poursuivant ce but, on a réalisé, sui vant la présente invention, une forme de roue mobile de turbine, susceptible @de travailler efficacement, avec un rapport, entre le dia mètre principal de la. roue mobile et celui de l'injection ou jet, plus petit que d'habitude. Par exemple, ce rapport peut être de six.
LTne roue d'une turbine construite suivant la présente invention, s'écarte de ce qui est maintenant admis dans la pratique courante; à la fois en ce qui concerne la forme des aubes et celle du corps de la roue et en ce qui concerne la disposition relative de ces parties. Le corps de la roue est constitué de façon à présenter en coupe radiale un bord central aigu, à partir duquel les côtés s'in- curvent symétriquement, radialement vers l'intérieur et axi.alement vers l'extérieur, jus qu'à ce qu'ils deviennent approximativement parallèles à l'axe de l'arbre.
La courbure peut dans quelques -cas se continuer, dans le même sens, au delà de ces points. Ces côtés incurvés constituent des surfaces concaves contre lesquelles s'ajustent les parties internes des aubes disposées radialement.
Les aubes, dans la partie centrale, ne se projettent pas radza.lement, vers l'extérieur, au delà du bard du corps de la roue. En consé quence, elles ne présentent pas à l'injection un band central de division ou "fendeur". La place de ce fendeur est prise par le bord de la roue qui divise le jet et -dévie latérale ment .les deux parties du jet vers les aubes.
De préférence, les aubes ne commencent à s'étendre radialement, vers l'extérieur, au delà de ce bord central que lor: @qu.e des points écartés latéralement de ce bord d'une distance égale au rayon de l'injection, ont été dépas sés.
Au delà de ces points, des saillies vers l'extérieur sont formées et elles out des di- niensions et forme suffisantes pour produire au degré .désiré, la. réalisation du transport à la roue de l'énergie provenant des parties du jet moteur qui pénètrent les dernières dans les aubes.
Les parties latérales des aubes pos sèdent la forme générale du bol ovale habi tuel, .avec les bords dirigés de façon à. distri- buer le jet dans des directions qui, par rap port â, l'aubage mobile, sont ,approximative ment opposées à la direction du mouvement de l'aube. Les parties centrales des aubes sont formées par des surfaces inclinées s'éten dant du fond des bols jrisqu'ariy, parties adja centes du corps de la roue, de Maçon à rece voir l'eau de -ce corps et à @conti.nuer sa. dé viation latérale.
Les aubes sont disposées les unes à côté des autres circonférentiellement de telle sorte que, par exemple, le fond d'une aube se trouve sur ou en dedans (lu -plan du bord ex térieur de l'aube suivante. Le pas des aubes ne doit pas être plus grand: que le phis grand diamètre du jet moteur d'eau.
Dans la description précédente, on a sup posé que l'.auba,ge mobile était symétrique autour d'un plan central. Il y a lieu toute- fois de comprendre que l'invention est égale ment applicable au cas où la roue mobile se trouve d'un seul .côté de ce plan, c'est-à.-dire lorsque la construction d e la roue mobile correspond à.
la, partie située sur un côté du plan central d'une roue symétrique. Dans un cas de ce genre, les caractéristiques générales cb. la construction seront les mêmes que dans <B>If-</B> cas symétrique, les proportions relatives étant modifiées, lorsque ecla. est nécessaire, pour correspondre aux conditions modifies, principalement en ce que la totalité du jet iûoteur est dirigée de façon à heurter la. roue mobile sur un côté du plan du bord.
au lieu d'être divisé par ce bord.
On décrira maintenant, à titre d'exemple, en se référant aulx dessins annexés, des formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Sur ces dessins: La fi-. 1 montre une vue en bout, et trois qubes seulement, d'une roue mobile de tur- b-ne, la vue étant regardée vers les côtés des aubes, certaines lignes interrompues étant dessinées pour indiquer la forme des aubes; les aubes sont réparties, comme il est repré senté, de façon continue autour de la roue.
La fil. 2 montre une coupe radiale faite à travers la partie du corps de la. roue, sui vant la. ligne x-x de la fi-. 1, et montre la paire d'aubes la plus élevée de la fig. 1 (une ,tube étant placée de chaque côte du bord central de partage du cors), la. paire d'zub:-s étant vue dans la direction de la. flèche et en supposant que toutes les aubes cachant cette vue ont été enlevées;
La fig. 3 est une vue en perspective de la même roue mobile symétrique; La. fig. 1 est une coupe radiale semblablf, à. la, fig. 2 d'une variante de const.r uetion. En se référant aux fig. 1, 2 et 3, dans lesquelles lés mêmes parties sont indiquées par les mêmes nombres;
le corps 1 de la. roue mobile est monté sur l'arbre \? et ce corps possède un bord aigu central 3, duquel les côtés s'incurvent symétriquement, radialement vers l'intérieur et axiolement vers l'extérieur, en formant ainsi des surfaces concaves jus- qu'à ce que, aux bords .l, elles aient passé quelque peu .au delà dit parallélisme av@-c l'axe de l'arbre. Les aubes 5,
qui tout d'a- hord sont formées indépendamment l'une de l'autre ou de préférence en même matière, telle que du bronze, que le corps 1, sont fon dues dans ces surfaces concaves du corps 1, clf> telle man Mère que leurs surfaces interri s se marient avec lesdites surfaces concaves du corps, en formant ainsi des surfaces continues lisses pour recevoir l'action de l'eau.
Les bords antérieurs des .aubes sont dé signés par 10 et leur dos par 6 et l: s lignes intérieures co.rresponclaiites par les lignes in terrompues 7. Les lignes 8 représentent les lignes de contour extérieur en sens radial des aubes qui se réunissent arl bord 3 du corps. Des surfaces de jonction entre la. matière.
du corps et les aubes sont représentées en 9 et le jet d'eau venant heurter la roue mobile est indi qué cri 11. L'eau s'écoule en dehors des aubes, aux bords 10, entre les lignes de limitation telles que celles représentées cri 12, et une idé @ de l'espace utilisable pour l'écoulement de l'eau peut être obtenue, en considérant les l'ig. ? et 3.
Des anneaux supports 13, desti nés à renforcer les aubes sont fondus au+our clos périphéries extérieures de ces derniers et sont reliés avec elles comme il est représenté. Ces anneaux peuvent être fondus, lorsque le corps et les aubes ont été fondus ensemble, en conduisant le métal fondu à travers des conduits convenables, pratiqués dans des moules forés avec du sable, dans les posi tions requises.
Les modifications dans la forme de cons truction représentées sur la fig. 4 ont été faites particulièrement pour permettre aux aubes d'être conformées, de façon que l'eau en s'écoulant puisse les quitter, sans inter ruption, clans une direction qui, par rapport à. la roue mobile est plus radiale que clans la construction représentée sur la fig. 1.
Des parties semblables aux fig. 1 et 4 sont indi quées par les mêmes nombres et dans la fig. 4, on observera que les anneaux 13 de renforcement sont placés plus près de la ligne centrale du corps et que la. forme de leurs bords, adjacents aux aubes, se conforme à la ligne de contour des bords des aubes, et, dans ces conditions, l'écoulement de l'eau bien qu'il puisse se produire en partie au voisi nage de ces anneaux, ne sera. pas .gêné par eux.
De l'examen (les dessins auxquels on s'est référé dans la description précédmto. on re- cennaîlra. que certains rapports de dimensions, euxquels on s'est référé précédemment, sont obtenus. Les bords extérieurs radiaux 8 des aubes ne s'étendent radialement,-vers l'in'érieur, au delà du bord 3 du corps que lorsqu'ils se sont étendus latéralement à partir de ce bord, sur une distance égale -au rayon de la totalité du jet moteur.
Le pas des aubes -qui, comme d'habitude, est mesuré suivant le cercle 14, auquel est tangente la, ligne centrale du jet moteur, n'est pas plus grand que le diamètre du jet total.
Le fond du creux d'une aube quelconque est montré comme se trouvant à l'intérieur par rapport au plan du bord extérieur 10 de l'aube suivante.
La déviation des courants suivant les quels le jet est rompu est effectuée en premier lieu, par le côté du corps voisin du tranchant 3, duquel les courants passent sur les parties des aubes qui peuvent être regardées comme nervures faisant saillie du corps et qui amènent l'eau dans les creux des .aubes, dans lesquels la partie principale de la Gomposan'Le tangentielle du mouvement de l'eau par rap port à la roue mobile est renversée.
De la description qui précède, il y a lieu de noter comme une caractéristique de la pré sente invention que<B>la</B> structure de la roue mobile peut être considérée comme étant di visée parties plans parallèles au plan,du tran- chant 3 en parties, une intérieure et deux ex térieures, la partie intérieure ayant une lar geur .égale à la largeur totale du jet d'eau.
Cette partie intérieure constitue la rég_on, dans laquelle l'eau du jet moteur pénètre dans la roue mobile et peut être :appelée la zone d'entrée et elle comprend le tranchant 3 du corps et les nervures se projetant -de ce corps.
Les parties extérieures, les ré gions situées de chaque côté de la zone d'en trée, comprennent les creux qui correspondent approximativement aux :creux d'une roue mo bile ordinaire. La roue mobile peut, en con séquence être considérée :comme une roue dans laquelle les deux moitiés clos aubes ordinaires seraient -séparées et écartées l'une clé l'autre par là zone d'entrée.