CH282184A - Turbine hydraulique à vitesse spécifique élevée. - Google Patents

Description

  Turbine hydraulique à vitesse spécifique élevée.    On sait que le couple d'une turbine hy  draulique d'une puissance déterminée diminue  lorsque le nombre de tours de sa roue aug  mente. De même, la     déviation    de l'eau dans  la roue diminue également en fonction du  nombre de tours croissant de celle-ci.  



  Il résulte de ce fait que le profil des pales  des roues de turbines axiales à grande vitesse  connues, telles que les turbines à hélice ou les  turbines Kaplan, a une faible courbure. Aussi  ces roues sont-elles sensibles aux faibles écarts  de la direction d'écoulement de liquide se  produisant dans le voisinage des arêtes d'en  trée de la roue. Il s'ensuit donc une caracté  ristique de turbine instable. De plus, dans  de telles turbines, le fonctionnement est dé  favorablement influencé par les petites impré  cisions, pratiquement inévitables, du profil  des pales.  



  La présente invention     vise    à remédier     aux     inconvénients précités.  



  Elle a pour objet une turbine hydraulique  à vitesse spécifique élevée, caractérisée par le  fait. que les surfaces de révolution du man  teau et du moyeu de sa roue sont toutes deux  divergentes dans le     sens    d'écoulement, par  rapport à l'axe de rotation de la roue.  



  La forme divergente du canal d'écoule  ment formé par lesdites surfaces permet l'em  ploi de pales dont les profils hydrauliques  sont plus courbés que ceux des turbines  actuelles de même nombre de tours spécifique.  Il en résulte donc un comportement plus sta  ble de la turbine.    Le dessin annexé représente, schématique  ment et à titre d'exemple, plusieurs formes  d'exécution de la turbine hydraulique à vi  tesse spécifique élevée objet. de l'invention.  



  La     fig.    1 est une coupe axiale d'une tur  bine de construction connue.  



  La     fig.    2 montre une coupe axiale d'une  première forme d'exécution de la turbine  objet de l'invention.  



  La     fig.    3 montre une coupe axiale d'une  seconde forme d'exécution de la. turbine objet  de l'invention.  



  Dans la turbine de construction connue  représentée en     fig.    1, le canal d'écoulement  est limité par le manteau 2 et le moyeu 3 de  la roue de turbine 1. Comme on le voit sur  cette figure, le manteau 2 et le moyeu 3 ont  une forme sensiblement cylindrique circulaire  et le canal ne présente de ce fait ni diver  gence, ni convergence entre le plan d'entrée  dans la roue et le plan de sortie de celle-ci.  



  Au contraire, dans les formes d'exécution  représentées aux fi-. 2 et 3, le manteau 2 et  le moyeu 3 présentent des surfaces de contact  avec l'eau formées par des surfaces de révo  lution dont. les diamètres respectifs Dl, dl  dans le plan d'entrée dans la roue 1 sont plus  petits que les diamètres D2,<I>d2</I> mesurés dans  le plan de sortie de celle-ci.  



  A la     fig.    2, les     surfaces    de révolution du  manteau 2 et du moyeu 3 délimitant le canal  d'écoulement de l'eau dans la roue 1 com  prennent deux surfaces coaxiales de forme  générale tronconique, la petite base des troncs      de cône étant située sensiblement dans le plan  d'entrée de l'eau dans la roue et la grande  base dans le plan de sortie.  



  De préférence, dans la forme d'exécution  représentée en     fig.    2, on utilisera une roue à  pales fixes sur le moyeu. On pourrait aussi  prévoir une roue à pales pivotantes réglables.  Cependant, un jeu important devrait être  prévu dans ce dernier cas entre les extrémités  des pales de la roue 1 et le manteau 2 et res  pectivement le moyeu 3.  



  La forme d'exécution représentée en     fig.    3  permet l'utilisation soit d'une roue à pales  fixes, soit d'une roue à. pales pivotantes.  



  En effet, dans cette turbine, les surfaces  de révolution du manteau 2 et du moyeu 3  délimitant le canal d'écoulement de l'eau à  travers la roue 1 comprennent deux surfaces  sphériques S, s de même centre c. La roue 1  est munie de pales pivotantes dont les axes -1  clé pivotement passent par le centre c des sur  faces sphériques S, s. Ainsi, le jeu entre le  manteau 2 et l'extrémité externe des pales de  la roue 1 peut être limité au strict minimum  nécessaire, de même que le jeu entre l'extré  mité interne des pales et le moyeu 3. De cette  manière, les pertes sont minimes et le réglage  de la turbine se fait aisément.  



  La fin du canal d'amenée de l'eau à la  roue de la turbine, comprenant l'enveloppe 7  de l'arbre de turbine et la bâche 5, ainsi que  le début du canal d'aspiration 6 ont été  esquissés sur les     fig.    2 et 3 et ne sont donnés  qu'à titre d'exemple.  



  Il est entendu que la forme des surfaces de  révolution du manteau 2 et du moyeu 3 pour  rait être autre que celles représentées. Cepen  dant, une forme courbe quelconque, favorable  au bon écoulement de l'eau, peut être utilisée  à la condition toutefois que le canal d'écoule  ment entre le manteau 2 et le moyeu 3 soit.  divergent.  



  Dans les deux formes d'exécution repré  sentées, des aubes directrices fixes peuvent  être disposées soit à l'amont, soit à l'aval,  soit encore à l'amont et à l'aval de la roue 1.  Ces aubes directrices fixes pourraient aussi  être remplacées par des aubes directrices pi-    votantes, de façon à permettre un réglage de  l'écoulement, de l'eau à travers la roue de tur  bine. Dans certains cas, on pourrait même  avoir     avantage    à. disposer, à l'amont de la.  roue 1, des aubes directrices mobiles et à  l'aval de la roue 1 des aubes directrices fixes.  On pourrait évidemment aussi faire l'inverse,  c'est-à-dire disposer les aubes directrices fixes  à l'amont et les aubes directrices mobiles à  l'aval de la roue 1.  



  Dans la description qui précède, il a. tou  jours été question de turbines hydrauliques à.  grande vitesse. Cependant, il est bien entendu  que l'expression  turbines     hydrauliques     doit  être prise dans un sens large, c'est-à-dire que  l'on entend par  turbines hydrauliques  aussi  bien les turbines entraînées par un courant.  d'eau que celles entraînées par un courant de  liquide quelconque, étant. donné que les  mêmes règles et formules sont employées pour  le calcul de toutes ces différentes turbines.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Turbine hydraulique à vitesse spécifique élevée, caractérisée en ce que les surfaces de révolution du manteau et du moyeu de sa roue sont toutes deux divergentes dans le sens d'écoulement, par rapport à l'axe clé rotation de la roue. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1. Turbine selon la revendication, earae- térisée en ce que les pales de la. roue sont montées pivotantes sur le moyeu. 2. Turbine selon la. revendication, carac térisée en ce que lesdites surfaces du man teau et du moyeu sont formées au moins en partie de deux surfaces sphériques de même centre. 3.

   Turbine selon la revendication et les sous-revendications 1 et. 2, caractérisée en ce que les axes de pivotement des pales passent par le centre des surfaces sphériques. 4. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce que lesdites surfaces du manteau et du moyeu sont formées au moins en partie de deux surfaces coaxiales de forme générale tronconique. 5. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices fixes placées à l'amont de la roue. 6. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices fixes placées à l'aval de la roue. 7. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices réglables placées à l'amont de la roue. 8.

   Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices réglables placées à l'aval de la roue. 9. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di- rectrices fixes placées à l'amont et à l'aval de la roue. 10. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices réglables placées à l'amont et à l'aval de la roue. 11. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices réglables à l'amont de la roue et des aubes directrices fixes à l'aval de la roue. 12. Turbine selon la revendication, carac térisée en ce qu'elle comprend des aubes di rectrices fixes à l'amont de la roue et des aubes directrices réglables à l'aval de la roue.