Turbine à fluide élastique. La présente invention concerne les tur bines à fluide élastique et en particulier les moyens pour supporter l'enveloppe de la tur bine.
Un moyen ordinaire de supporter l'enve. loppe d'une turbine est de prévoir deux con- @oles de support séparées pour porter les pa liers de l'arbre .de la. turbine et,de faire repo ser l'enveloppe de celle-ci sur lesdites con- soles par l'intermédiaire -d'oreilles, de bras en .#i.llie ou d'éléments analogues agencés pour venir s'appuyer sur des surfaces d'assise for m6e.s sur les consoles sur des côtés opposés de l'axe de la turbine.
En vue de permettre la dilatation libre de l'enveloppe de turbine dans une direction radiale en dépendance des changements de température, tout en main tenant l'axe central longitudinal de l'enve- l oppe en alignement exact avec l'axe des pa liers de l'arbre de la turbine, malgré les dif férences de dilatation dues aux différences de température de l'enveloppe et des consoles,
il a été d'usage de disposer les surfaces d'ap pui dans des plans horizontaux aussi près que possible du plan axial horizontal de l'en veloppe ou alors d'arranger les surfaces d'ap pui dans des plans radiaux contenant l'axe longitudinal de l'arbre de la turbine et incli nés de manière égale sur les côtés opposés de celui-ci, auquel cas il importe peu que les surfaces d'appui soient situées relativement près dudit plan axial ou placées à une cer taine distance de celui-ci.
La présente invention .a également pour but de maintenir un alignement exact entre les paliers .de l'arbre -de .l'enveloppe de la. tur bine. malgré les différents effets de dilata tion, mais de façon plus précise que par les dispositions, antérieures, et suivant l'inven tion, les surfaces d'appui de l'enveloppe ne sont disposées ni horizontalement, ni radia- lement par rapport à l'axe .de la turbine,
mais elles sont établies suivant des plans in clinés qui s'entrecoupent suivant une ligne parallèle à l'axe de la turbine et située légèrement au-dessous de celui-ci, dans le même plan vertical, en vue de maintenir l'axe de l'enveloppe de la turbine en coïncidence avec l'axe de rotation de la turbine, quelle que puisse être la différence de tempéra ture entre le corps de l'enveloppe et les par- tics d'appui de celle-ci.
A titre d'explication, il est à mentionner qu'on a tenu compte, lors de l'étude de cette disposition, du fait qu'une chute de tempé rature- existe entre le corps et les parties d'a.ppui de l'enveloppe, et si les surfaces d'ap pui de ces parties sont véritablement radia les, la dilatation du corps de l'enveloppe et le mouvement en résultant ne seront pas les mêmes que la dilatation des parties des pattes voisines des surfaces d'appui et le mouvement en résultant. Grâce à la, présente disposition, les surfaces d'appui sont disposées de façon.
à compenser plus exactement cette différence de dilatation et à maintenir en tout temps l'axe de l'enveloppe de la turbine plus exac tement en alignement avec l'axe de l'arbre de la turbine.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, d'ans lequel: La fi-. 1 est une élévation latérale mou trant plus ou moins schématiquement une portion extrême d'une enveloppe de turbine à vapeur et une console de support qui la supporte; La fig. 2 est une coupe transversale sui vant la. ligne II-II -de la fig. 2;
La fig. 3 est un diagramme d'explication, et Les fig. 4, 5 et 6 donnent respectivement une vue en bout, partie en coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 5, une élévation la térale et un plan partiel avec la, moitié su périeure de l'enveloppe enlevée, d'une par tie d'une autre forme de l'enveloppe de tur bine à. vapeur.
Aux fsg. 1 et 2, on a. représenté une en veloppe 1, dont la moitié inférieure a des bras ou pattes 2 formant saillie et par les- quelles elle est supportée. :sur une console de support 3.
Si, lorsque la turbine est en mar che, les pattes 2 et l'enveloppe 1 sont main tenues partout à<B>la.</B> même température et si ces deux parties se dilatent de façon égale radialement vers l'extérieur à. partir de l'axe 0 de l'enveloppe, alors que la température de la console 3 est partout la même, il est évident qu'en disposant les surfaces d'appui en contact 4 -des pattes de support 2 de l'en veloppe 1 et,de la.
console 3 suivant des plans également inclinés qui passent par l'axe 0, toute dilatation ou contraction de l'enve loppe peut librement se produire sans aucun déplacement dudit axe par rapport à la con sole.
En pratique, toutefois, ces conditions ne sauraient être @réalisées. Avec une construc tion comme celle représientée, il y aura une chute de température sensible le long des pattes de support 2 lorsque la, turbine est chauffée, et par conséquent la. .dilatation due 'a l'échauffement ne sera, pas la même à l'ex trémité libre de la patte 2 qu'elle l'est à. l'en droit où la patte émerge du corps de l'enve loppe.
Il en résulte que si les surfaces d'ap pui 4 sont disposés de façon à coïncider avec des plans radiaux, la dilatation en di rection verticale des parties des pattes au- dessus des surfaces d'appui ne sera pas suf fisante pour compenser le mouvement vers l'extérieur des pattes, par suite de la. dila tation de l'enveloppe, et, par conséquent, l'axe de l'enveloppe chauffée sera abaissé par rapport à sa position originale et ne coïn- cid!era plus avec, l'axe des paliers de l'arbre également montés sur la console 3.
D'autre part, dans les cas ou les surfaces d'appui des pattes sont horizontales (ou les deux dans un plan parallèle @à. un plan hori. zontal contenant l'axe de la turbine) quand bien même lesdites u.urfaces sont disposées aussi près que possible du joint horizontal des moitiés de l'enveloppe, la. dilatation des pattes lors de l'échauffement aura pour effet de faire monter l'enveloppe et de placer ainsi son axe au-dessus de celui des paliers de l'arbre de la. turbine.
Tandis que cette déviation de l'axe de l'en veloppe peut ne pas être très considérable dans des cas où la: turbine travaille .avec un fluide moteur d'une température relative ment basse, et où les différences de tempé rature sont donc relativement petites, elle peut entrainer à de graves conséquences' dans des turbines travaillant à des, tempé ratures élevées.
Grâce à la présente disposi- tion, .on peut compenser, au moins en partie, la tendance susmentionnée à amener l'axe de l'enveloppe hors de coïncidence avec l'axe de l'arbre du rotor, qui se, produirait si l'on employait des surfaces d'appui horizontales ou radiales, la prés ente dispositon ayant les surfaces, d'appui disposées suivant des plans inclinés indiqués par les lignes -4 en fig. '-),
qui n'entrecoupent en 0' suivant une ligne pa rallèle à l'axe 0 de la, turbine et située légère ment au-dessous de celui-ci dans le même plan vertical.
La considération suivante à l'aide de la fi-. 3 servira, à indiquer la manière dont on peut trouver une valeur appropriée pour l'in clinaison des .surfaces d'appui. On connaîtra approximativement la forme et la disposition désirées des pattes sur la moitié inférieure :de l'enveloppe, et les températures approxima tives @du corps de l'enveloppe et des par ties d'appui des pattes :de support dans les conditions de marche peuvent être jugées en se basant sur des expériences antérieures, ou être déterminées expérimentalement;
suppo sons que ces températures soient respective ment T, et TZ.
Lai fig. 3 représente un plan vertical pas sant par les surfaces d'appui, OX est la trace du plan horizontal et OY celle du plan ver tical passant par l'axe de la turbine. La patte de support 2 a le centre de son aire situé à une distanee <I>x</I> de O'Y et à une distance 9 de OX,
tandis que la distance verticale dudit centre d'aire depuis la surface d'appui 4 est rn. Alors l'angle e nécessaire entre la surface d'appui et le plan horizontal OX sera. donné de très près par la formule:
EMI0003.0046
Les plans des deux surfaces d'appui s'en trecoupent ainsi en 0' légèrement au-dessous de l'axe 0 de l'enveloppe et à. l'endroit d'in tersection ils formeront chacun un angle de 90'--- & ' avec le plan vertical OY.
En pratique, il peut être désirable de faire l'angle e légèrement plus grand que celui donné par la formule susénoncée, afin :de te nir compte @de la faible :différence de tempé rature entre la partie 5 de la console 3 (fig. 1) immédiatement au-dessous -de la :surface,d'ap- pui 4 et le corps principal de la console situé au-dessous dù palier de l'arbre du rotor.
Une forme d'exécution pratique de l'ob jet de l'invention est reprsentée aux fig. 4, 5 et 6; la distance entre l'axe central @de l'en veloppe et la ligne horizontale centrale des pattes est 53 cm, la température normale du fluide moteur entrant :dans l'enveloppe est de 420' C environ, l'inclinaison des surfaces d'appui 4 sur l'horizontale est e 7 i/@ et les plans des surfaces s'entrecoupent à une dis tance de 17 man: au-dessous de l'axe :de la turbine.
Dans ce cas, l'augmentation :de la température -du corps @de l'enveloppe au-dessus de la température ambiante à l'extrémité où il rejoint la patte de support est presque le :double de l'accroissement<B>de</B> température qui se produit aux .surfaces d'appui 4.
Il va,de soi ,que l'invention n'est pas limi tée à l'application @à une forme quelconque des surfaces d'appui, .mais elle peut parfaite ment bien être utilisée :que l'on emploie des surfaces pleines ou,des surfaces avec des cla vettes fixes ou coulissantes ou des moyens analogues, tels :qu'ils sont connus dans la construction :des turbines.
Bien qu'il soit en général .préférable de -disposer les surfaces d'appui des pattes de support relativement près du plan axial horizontal -de l'enveloppe, l'invention permet .aussi de disposer les sup ports ou paliers dans d'autres positions dé sirées, sans donner lieu à des difficultés de désalignement.