Installation <B>de machines hydrauliques</B> La présente invention a pour objet une installation de machines hydrauliques, comprenant une turbine et une pompe, caractérisée en ce qu'elle comprend une enveloppe enfermant la turbine, la pompe, au moins une bâche d'alimentation en eau de la turbine et de refou lement de la pompe respectivement, ainsi que les canaux d'aspiration de ces deux machines,
cette enveloppe étant en communication avec le bassin aval et se trouvant rem plie d'eau pendant le fonctionnement de l'installation.
L'installation définie ci-dessus permet de réduire notablement l'encombrement occupé par deux machines combinées telles qu'une turbine et une pompe, et ainsi de réduire :les frais de génie civil.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'installa- tion objet de l'invention.
La fig. 1 est une vue d'une moitié de cette installa tion, en coupe axiale, alors que l'autre moitié est une vue en élévation.
La fi-. 2 montre une vue en plan de cette première forme d'exécution d'installation, à échelle réduite.
La fig. 3 est une vue semblable à la fig. 1 montrant une seconde forme d'exécution, dont la fi-' 4 est une vue en plan correspondante.
En référence aux fig. 1 et 2, cette installation hydrau lique comprend une turbine 1 et une pompe 2 ; les roues de turbine 1 et de pompe 2 sont jointives. Une bâche commune 3 alimente la turbine 1 en eau en provenance d'une conduite 4 en communication avec un bassin amont. Cette même bâche 3 sert de bâche de réception de l'eau sortant du diffuseur 5 de la pompe 2 lorsque celle-ci est en fonction et pompe l'eau d'un bassin aval par l'intermédiaire d'une conduite de communication 6.
Une telle installation est en général appelée turbine- pompe . Des moyens sont prévus qui permettent d'iso ler l'espace dans lequel tourne la pompe lorsque la tur- bine est en fonction, respectivement qui permettent d'iso ler l'espace dans lequel tourne la turbine lorsque la pompe est en fonction. Ces moyens comprennent une vanne-fourreau 7, dessinée en position fermée à la fig. 1, cette vanne-fourreau 7 étant disposée entre la roue 1 et le distributeur 8 de la turbine.
Une vanne-fourreau 9 permet d'isoler la roue de pompe 2 du diffuseur 5, alors qu'une troisième vanne-fourreau 10 est destinée à fermer le passage entre la tubulure d'aspiration 11 de la pompe 2 et cette dernière. Les roues de turbine 1 et de pompe 2 sont fixées à un arbre vertical 12 sensé entraîner une génératrice de courant électrique.
Comme le montre le dessin, cette installation com prend une enveloppe 13 enfermant la turbine 1, la pompe 2, la bâche 3, ainsi que les canaux d'aspiration de ces deux machines, c'est-à-dire le canal d'aspiration 11 de la pompe 2, ainsi que le canal d'aspiration 14 de la tur bine 1. Cette enveloppe 13 est de forme générale tori- que, son plan médian général étant parallèle au plan médian général de la bâche 3.
La conduite d'amenée 4 de l'eau du bassin amont à la bâche 3 traverse la paroi de cette enveloppe 13 en 15 (voir fig. 2). Les canaux d'aspiration 11, 14, des deux machines sont de forme épanouie et disposés tangentiellement à l'enveloppe 13, en positions opposées. Cette enveloppe 13 forme elle- même une partie des parois des canaux d'aspiration 11, 14, et constitue également une partie du canal d'évacua tion 6 de l'eau de la turbine vers le bassin aval.
Ce canal 6 constitue réciproquement le canal d'alimentation en eau de la pompe 2 à partir de ce bassin aval. Les paliers de guidage 16 et de support axial de l'arbre 12 portant les roues 1 et 2 sont, en principe, disposés en dehors de l'enveloppe 13 qui, lors du fonctionnement de l'ins tallation, se trouve remplie d'eau.
Le fonctionnement d'une telle installation hydrau lique se fait de la manière suivante Lorsque l'installation doit fournir de l'énergie, la turbine 1 étant en marche, la vanne-fourreau 7 est en position ouverte, alors que les vannes-fourreaux 9 et 10 sont en position fermée pour isoler l'espace 17 dans lequel tourne la roue de pompe 2. Cet espace 17 peut être dénoyé pour éviter les pertes par frottement de la roue de pompe 2. L'eau amenée par la conduite 4 selon la flèche 18 alimente la bâche 3 et pénètre entre les entretoises avant-directrices 19, passe par le distri buteur 8 et atteint la roue de turbine 1 qu'elle entraîne.
A la sortie de la roue 1, cette eau s'engage dans les canaux d'aspiration 14 de forme épanouie et aboutit dans l'enveloppe 13 qu'elle remplit avant de s'échapper vers le bassin aval par la conduite 6 selon la flèche 20.
Lorsque l'installation travaille en pompe , la van ne-fourreau 7 est amenée en position de fermeture, comme représenté à la fig. 1, alors que les vannes-four- réaux 9 et 10 sont en position ouverte. L'espace 21 dans lequel tourne la roue de turbine 1 est dénoyé par injection d'air comprimé. L'arbre 12 est alors entraîné en rotation par la génératrice fonctionnant alors comme moteur et absorbera du courant électrique.
L'eau en provenance du bassin aval par l'intermédiaire du canal 6 entre dans l'enveloppe 13, ensuite dans le canal d'aspi ration 11 de la pompe 2 d'où celle-ci la refoule par le diffuseur 5 dans la bâche 3 et ainsi par la conduite 4 dans le bassin amont, ceci selon les flèches 22, 23. 24 et 25.
La seconde forme d'exécution d'installation hydrau lique représentée aux fig. 3 et 4, comprend les mêmes éléments essentiels que celle représentée aux fig. 1 et 2. Ces éléments ont été indiqués par les mêmes signes de référence. c'est-à-dire une roue de turbine 1, une pompe 2, une bâche 3, une conduite d'amenée 4, un diffuseur 5 pour la pompe, une conduite de communication 6 avec le bassin aval, des vannes-fourreaux 7, 9 et 10, des canaux d'aspiration 11 pour la pompe et 14 pour la turbine, une enveloppe 13, les roues de pompe 1 et 2 étant portées par un arbre vertical 12.
Dans cette forme d'exécution, la bâche 3 est déca lée par rapport au diffuseur 5 de la pompe, respective ment par rapport aux canaux situés entre les entretoi ses avant-directrices 19 de la turbine. De ce fait, une partie des canaux d'aspiration, dans le cas particulier des canaux d'aspiration 11 de la pompe 2, s'étend radia- lement autour de la bâche 3 en enveloppant celle-ci au moins partiellement. La partie 26 de la paroi externe de la bâche 3 constitue simultanément une partie de la paroi interne de guidage du canal d'aspiration 11.
Cette disposition permet de donner une forme hydrodynami que particulièrement favorable au canal d'aspiration 11 de la pompe 2. tout en permettant également de réduire le diamètre d'encombrement de la bâche 3. De ce fait, l'enveloppe 13 peut également être réduite en diamètre dans une certaine mesure, cette réduction devant tou tefois tenir compte de la forme épanouie des canaux d'aspiration 14 de la turbine.
Le fonctionnement de l'installation selon la seconde forme d'exécution est en tous points identique à celui indiqué pour la première forme d'exécution, c'est-à-dire qu'en position de fonctionnement de la turbine, la vanne- fourreau 7 est ouverte alors que les vannes-fourreaux 9 et 10 sont fermées pour isoler la roue de pompe 2, l'eau en provenance du bassin amont alimentant la bâche 3 et s'introduisant entre les entretoises avant-directrices 19 et le distributeur 8 pour agir sur la roue 1 et s'échap- per par les canaux d'aspiration 14 vers le canal d'évacua tion 6 en direction du bassin aval, selon les flèches 18, 18a, 18b et 20.
Pendant le fonctionnement en pompe et ainsi que représenté au dessin, la vanne-fourreau 7 est fermée alors que les vannes-fourreaux 9 et 10 sont ouvertes, l'écoulement de l'eau à travers l'installation se faisant selon les flèches 22 à 25. la roue de pompe 2 étant isolée et dénoyée.
La disposition particulière de l'installation décrite, comprenant une enveloppe torique 13 enfermant toute la partie essentielle de l'installation hydraulique, permet de réduire dans une grande mesure l'encombrement d'une telle installation, tout en simplifiant la construc tion de la maçonnerie. c'est-à-dire en réduisant les frais de génie civil. En effet. cette enveloppe 13 peut être construite en tôle relativement mince dans la partie des tinée à être prise dans le béton. Cette enveloppe 13 doit simplement avoir une résistance suffisante pour servir de coffrage lors de la coulée du béton frais.
Par contre, toutes les autres parties de la machine sont construites de la façon habituelle, le puits central 27 étant de dimen sions suffisantes pour permettre le démontage des dif férentes parties, sensibles à l'usure, de l'installation.
Dans la description qui précède, l'installation hydrau lique comprenait, dans les deux formes d'exécution représentées, une turbine et une pompe montées join tives, cette disposition étant communément appelée turbine-pompe . Toutefois, la disposition décrite est également applicable à une installation comprenant une turbine et une pompe distinctes, ou même éventuelle ment à une installation comprenant un étage de turbines et plusieurs étages de pompes, et réciproquement, ou encore plusieurs étages de turbines et plusieurs étages de pompes.
La disposition décrite ci-dessus est également appli cable aux installations hydrauliques à axe horizontal.