Dispositif de régulation de turbine. Le brevet principal concerne un dispositif de régulation de turbine, caractérisé par ce fait qu'un régulateur à force centrifuge agit directement sur le rotor de .la turbine et sur un organe d'obturation solidaire de ce rotor et leur imprime un déplacement longitudinal, parallèle à l'axe du rotor, sitôt que la vi tesse de la turbine varie par suite de varia tion du travail moteur ou du travail résis tant. Le rotor et l'obturateur prennent ainsi un mouvement louvoyant, c'est-à-dire la com binaison d'une rotation et d'une translation, mouvement qui nécessite une force très faible et peut, par suite, être obtenu par accouple ment direct d'un régulateur à force centrifuge de dimensions restreintes.
L'organe d'obturation en forme de tiroir cylindrique par exemple, et solidaire du rotor vient masquer ou dégager plus ou moins la section de passage du fluide moteur; de telle sorte que la turbine conserve une vitesse sen siblement constante, quelles que soient les variations du travail moteur et du travail résistant. Ainsi dans la turbine du brevet principal, le rotor participe tout entier au mouvement louvoyant et se déplace avec l'obtûrateur parallèlement à l'axe longitudinal de la tur bine.
Cette disposition peut, dans certains cas, entraîner quelques difficultés pour l'accouple ment direct de l'arbre de la turbine sur une génératrice électrique par exemple ; elle oblige aussi le régulateur à force centrifuge à dé placer longitudinalement une masse impor tante constituée par le rotor, l'obturateur et le volant.
Suivant la présente invention l'organe d'ob turation est mobile par rapport au rotor de la turbine, parallèlement à son axe, mais entraîné dans les mouvements de rotation de ce rotor de telle sorte que cet organe d'obturation prend un mouvement louvoyant et règle automati quement la vitesse de la turbine, dont le rotor n'est animé que de rotations autour de son axe, sans translations parallèles à cet axe.
La figure unique du dessin ci-annexé, donnée à titre d'exemple, est une coupe lon- gitudinale d'une forme d'exécution de cette invention appliquée à une turbine hydrauli que centripète à axe horizontal. Dans l'exemple représenté, le rotor à aubes 1 est claveté et fixé sur un arbre horizontal 2. L'obturateur est formé par un organe en forme de tiroir cylindrique 3 qui est relié rigidement au faux- arbre x-ypar une pièce 20. Celle-ci est percée d'une série de fentes en forme appropriée qui laissent passer les aubages du rotor 1. L'eau arrive par le distributeur fixe 4 disposé à l'intérieur du canal en spirale 5 de la façon usuelle.
Le faux-arbre x-y porte une chape 6, sur laquelle viennent agir les brimballes d'équerre 7 et 711, dont les deuxièmes bras d'équerre portent les masses 13 du régulateur à force centrifuge. Les axes de rotation des br im- balles 7, 7a sont portés par une pièce eircu- laire 9 qui peut tourner sur le palier fixe 10, sans pouvoir se déplacer longitudinalement. Un ressort de compression 12 est interposé entre la chape 6 et le palier fixe 11.
L'arbre x-y peut se déplacer longitudi nalement dans le palier presse-étoupe 10 et le palier 11.
L'arbre du rotor 2 au contraire ne peut que tourner dans le palier presse-étoupe 15 et le palier 14. Il porte un manchon d'ac couplement 16 pour la commande de la ma chine à entraîner.
Le fonctionnement de ce dispositif se conçoit aisément. Si la vitesse de la rotation de la turbine augmente par suite d'une di minution du couple résistant, les masses 13 s'écartent de l'axe et déplacent par l'intermé diaire des brimballes d'équerre 7, 7n et de la chape 6, l'arbre x-y dans le sens de x vers y, et par conséquent, déplacent dans le même sens la pièce 20 et le tiroir cylindrique 3, qui vient masquer plus ou moins le passage du fluide moteur, ce qui a pour effet de di- rninuer la vitesse de la turbine.
Si, au contraire, la, vitesse de la turbine diminue par suite d'une augmentation du couple résistant, le ressort 12 devient pré pondérant sur la composante horizontale de la force centrifuge des masses 13, et pousse l'arbre x-y en sens inverse. Le passage du fluide moteur augmente donc, ce qui a pour effet d'augmenter la vitesse de la turbine.
Orr obtient ainsi une régulation automa tique de la vitesse de la turbine.
Turbine regulation device. The main patent relates to a device for regulating a turbine, characterized in that a centrifugal force regulator acts directly on the rotor of the turbine and on a shutter member integral with this rotor and gives them a longitudinal, parallel displacement. to the axis of the rotor, as soon as the speed of the turbine varies as a result of variation in the engine work or in the resistance work. The rotor and the shutter thus take on a wobbly movement, that is to say the combination of a rotation and a translation, a movement which requires a very low force and can, therefore, be obtained by coupling. direct from a centrifugal force regulator of restricted dimensions.
The shutter member in the form of a cylindrical slide for example, and integral with the rotor, masks or more or less clear the passage section of the working fluid; so that the turbine maintains a substantially constant speed, whatever the variations in engine work and resistance work. Thus in the turbine of the main patent, the rotor participates entirely in the darting movement and moves with the shutter parallel to the longitudinal axis of the turbine.
This arrangement may, in certain cases, cause some difficulties for the direct coupling of the shaft of the turbine to an electric generator for example; it also obliges the centrifugal force regulator to move longitudinally a large mass consisting of the rotor, the shutter and the flywheel.
According to the present invention, the shutter member is movable relative to the rotor of the turbine, parallel to its axis, but driven in the rotational movements of this rotor so that this shutter member takes on a wobbly movement and automatically adjusts the speed of the turbine, the rotor of which is only rotated around its axis, without translations parallel to this axis.
The single figure of the accompanying drawing, given by way of example, is a longitudinal section of an embodiment of this invention applied to a centripetal hydraulic turbine with horizontal axis. In the example shown, the bladed rotor 1 is keyed and fixed to a horizontal shaft 2. The shutter is formed by a member in the form of a cylindrical spool 3 which is rigidly connected to the sub-shaft x-y by a part 20. This is pierced with a series of appropriately shaped slots which allow the blades of the rotor 1 to pass through. The water arrives through the fixed distributor 4 arranged inside the spiral channel 5 in the usual way.
The false-shaft x-y carries a yoke 6, on which the square brimballes 7 and 711 act, the second square arms of which carry the masses 13 of the centrifugal force regulator. The axes of rotation of the bullet holes 7, 7a are carried by a circular part 9 which can rotate on the fixed bearing 10 without being able to move longitudinally. A compression spring 12 is interposed between the yoke 6 and the fixed bearing 11.
The x-y shaft can move longitudi nally in the stuffing box bearing 10 and the bearing 11.
The rotor shaft 2, on the other hand, can only rotate in the stuffing-box bearing 15 and the bearing 14. It carries a coupling sleeve 16 for controlling the machine to be driven.
The operation of this device is easily understood. If the speed of rotation of the turbine increases as a result of a decrease in the resistive torque, the masses 13 move away from the axis and move through the intermediary of the square brackets 7, 7n and the yoke 6, the xy shaft in the direction from x to y, and consequently, move the part 20 and the cylindrical slide 3 in the same direction, which more or less masks the passage of the motor fluid, which has the effect of decrease the speed of the turbine.
If, on the contrary, the speed of the turbine decreases as a result of an increase in the resistive torque, the spring 12 becomes preponderant over the horizontal component of the centrifugal force of the masses 13, and pushes the x-y shaft in the opposite direction. The passage of the driving fluid therefore increases, which has the effect of increasing the speed of the turbine.
Orr thus obtains automatic regulation of the speed of the turbine.