Groupe turbine-pompe centrifuge Dans un groupe turbine -pompe centrifuge, il est souvent avantageux d'utiliser une grande vitesse rotationnelle de la turbine afin d'obtenir de cette der nière un fort rendement. Quand les colonnes à pom per sont élevées, il est en outre fréquemment utile de faire tourner la pompe également à haute vitesse afin de réduire le nombre nécessaire d'étages de pom page.
Un des facteurs importants limitant la vitesse d'une pompe réside dans la difficulté d'obtenir un joint de pompe qui fonctionne de manière sûre avec un arbre de pompe tournant à grande vitesse.
Le but principal de l'invention est de fournir un groupe pour le pompage de l'eau d'alimentation d'une chaudière permettant d'éviter la nécessité de joints de pompe ou de turbine, afin de permettre à la pompe et à la turbine de tourner à haute vitesse sur un arbre commun, les paliers étant lubrifiés avec ladite eau d'alimentation et cette eau ne pouvant s'échapper dans l'atmosphère.
Le groupe turbine - pompe centrifuge faisant l'ob jet de l'invention, comprenant une roue de turbine susceptible d'être actionnée par de la vapeur, un rotor de pompe destiné à pomper l'eau d'alimentation d'une chaudière, un arbre d'entraînement commun à la roue de turbine et au rotor de pompe, et un manchon entourant ledit arbre et commun à la tur bine et à la pompe, est caractérisé en ce qu'il com prend des,
paliers pour ledit arbre disposés entre le rotor de pompe et la roue de turbine et des moyens pour lubrifier ces paliers avec ladite eau d'alimenta tion.
On peut introduire l'eau d'alimentation destinée à la lubrification entre le rotor de la pompe et son palier à une pression telle que l'eau s'écoule axiale- ment à travers les paliers, dans la turbine et lubrifie ces paliers avant d'être mélangée à la vapeur action nant la turbine.
Il peut arriver cependant que l'eau d'alimenta tion à pomper ne convienne pas pour une lubrifica tion satisfaisante des paliers, comme c'est le cas à des températures trop élevées où elle présente une viscosité insuffisante.
Dans un tel cas, le groupe peut comprendre deux paliers espacés sur l'arbre commun, disposés entre la roue de turbine et le rotor de pompe.
De l'eau d'alimentation froide portée à une pression supérieure à la pression de la vapeur actionnant la turbine au niveau du palier adjacent à la roue de turbine et à la pression de l'eau d'alimentation à pomper au niveau du palier adjacent au rotor de pompe, est introduite entre les deux paliers de ma nière à se diviser, une partie s'écoulant à travers le palier adjacent à la roue de turbine et lubrifiant ce palier,
avant d'être mélangée à la vapeur actionnant la turbine:, et le reste s'écoulant à travers le palier adjacent au rotor de pompe et lubrifiant ce palier, avant d'être mélangé à l'eau à pomper.
On peut ainsi supprimer les joints de pompe ou de turbine, et le rotor de pompe et la roue de tur bine peuvent être montés sur un arbre commun, tournant à de grandes vitesses.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du groupe selon l'invention. Les fig. 1A et 1B en constituent ensemble une coupe axiale.
Une roue de turbine 1 est entraînée par de la vapeur. Un rotor de pompe 2 est monté, comme la roue de turbine 1, sur un arbre d'entraînement com mun 3 monté pour tourner dans des paliers 4, 5 espacés l'un de l'autre dans un manchon 6 commun , à la turbine et à la pompe. Les paliers 4, 5 sont disposés entre le rotor 2 et la r. ue i et peuvent être par exemple en matière plastique, en carbone ou en toute autre matière susceptible d'être lubrifiée avec de l'eau.
Le rotor 2 est du type blindé et comprend des anneaux de poussée 7 et 8 d'une pièce avec lui et susceptibles de tourner, respectivement, dans une bague d'usure 9 et dans une bague de fond 10. Un espace 11 entre la surface intérieure de la bague 9 et le dos du rotor 2 communique avec l'aspiration de la pompe ou avec une cuve de laquelle le rotor 2 pompe de l'eau d'alimentation au moyen d'une con nexion 12 dans le manchon 6. Ainsi, l'espace 11 est approximativement à la pression d'aspiration de la pompe.
La turbine est du type à action, de sorte que la pression de la vapeur dans la bâche 13 de la turbine est en réalité la pression d'échappement de la tur bine.
La poussée axiale de la turbine vers la pompe est supportée par un anneau de poussée 14 lubrifié par eau, butant contre un collier 15 sur la roue de tur bine 1 et disposé entre cette roue 1 et le palier cor respondant 4. Si, dans certaines conditions de fonc tionnement, le sens de la poussée axiale est inversé, la poussée résultante vers la turbine est supportée par un anneau de poussée 16, butant contre un col lier 17 sur l'arbre 3 et disposé entre le rotor de pompe 2 et le palier associé 5.
Une bâche 18 pour la pompe, un support de paliers 19 pour la turbine et la pompe et la bâche 13 de la turbine sont réunis pour former une enve loppe étanche aux fuites pour l'ensemble du groupe.
Comme la température de l'eau d'alimentation à pomper est ordinairement trop élevée pour permettre la lubrification des paliers 4 et 5, par suite de la fai ble viscosité de l'eau à haute température, on injecte de l'eau d'alimentation froide à travers une conne xion 20 dans un espace 21 entre les deux paliers 4, 5.
Cette alimentation d'eau (dite ci-après eau de lubrification) se fait à une pression supérieure à la fois à la pression d'échappement de la turbine et à la pression d'aspiration de la pompe, quelle que soit celle de ces deux pressions qui est la plus élevée.
L'eau de lubrification se divise. Une partie s'écoule à travers le palier 4 et entre l'anneau 14 et le collier 15 et se mélange avec la vapeur s'échap pant de la turbine dans une chambre 22 et un trou 23. L'eau est empêchée de heurter la roue 1 de la turbine par un écran 24 et un labyrinthe 25. Une connexion 26 d'échappement de turbine est placée au fond de la bâche de turbine 13 pour assurer un échappement rapide des gouttelettes d'eau de la bâche 13 dans la conduite d'échappement.
Il est évi dent que si la vapeur s'échappant de la turbine est surchauffée, une partie ou la totalité de l'eau de lubrification s'évapore immédiatement quand elle entre dans la bâche 13 de la turbine.
Le reste de l'eau de lubrification s'écoule à tra vers le palier 5, entre l'anneau 16 et le collier 17, et dans l'espace 11 au dos du rotor 2 où elle rejoint l'eau fuyant du côté décharge de la pompe à travers l'anneau 7 et la bague associée 9 et vers l'aspiration de la pompe, au moyen de la connexion 12.
Si l'eau à pomper est à une température appro priée à la lubrification des paliers 4 et 5, les conne xions pour l'eau de lubrification peuvent être suppri mées. Comme dans les pompes, d'alimentation à tur bine la pression de décharge de la pompe d'alimen tation est invariablement supérieure à la pression d'échappement de la turbine, la pression dans l'es pace 11 entre le dos du rotor 2 et l'anneau de pous sée 7 et la bague d'usure 9 associée s'élève jusqu'à ce que la même quantité d'eau de fuite s'écoule, d'une part, depuis cet espace, par les paliers 4, 5 et vers la bâche 13 de la turbine et, d'autre part,
entre l'anneau 7 du rotor et la bague d'usure 9 associée. Ainsi, on peut lubrifier les paliers 4 et 5 " sans intro duire une eau de lubrification séparée et, en outre, la perte interne dans la bâche 18 de la pompe est réduite.
Il est bien entendu que la quantité d'eau d'alimen tation pompée doit couvrir non seulement la décharge principale d'eau à partir de la pompe, mais aussi l'eau qui peut fuir à partir de la pompe.