Appareil directeur pour turbines hydraulique.
EMI0001.0001
La <SEP> présente <SEP> invention <SEP> a <SEP> pour <SEP> objet <SEP> un
<tb> appareil <SEP> directeur <SEP> pour <SEP> turbines <SEP> liyclrauli ques, <SEP> comportant <SEP> une <SEP> série <SEP> d'aubes <SEP> direc trices <SEP> disposées <SEP> entre <SEP> deux <SEP> joues <SEP> d'u@re <SEP> cou ronne <SEP> directrice, <SEP> chacune <SEP> des <SEP> aubes <SEP> ayant <SEP> un
<tb> arbre <SEP> au <SEP> moyen <SEP> duquel <SEP> l'aube <SEP> peut <SEP> être <SEP> ré glée. <SEP> ceï <SEP> arbre <SEP> étant <SEP> pourvu <SEP> aux <SEP> endroits <SEP> où
<tb> il <SEP> se <SEP> relie <SEP> à <SEP> son <SEP> aube. <SEP> clé <SEP> colliers <SEP> logés <SEP> clans
<tb> des <SEP> évidements <SEP> (les <SEP> joues <SEP> clé <SEP> la. <SEP> couronne
<tb> directrice..
<tb>
Le <SEP> dessin <SEP> annexé <SEP> représente, <SEP> schéinati quenieii\ <SEP> et <SEP> à <SEP> titre <SEP> d'exemples. <SEP> plusieurs <SEP> for nies <SEP> d'exécution <SEP> clé <SEP> hobjet <SEP> de <SEP> l'invention.
<tb>
Fil-. <SEP> 1 <SEP> montre <SEP> en <SEP> plan, <SEP> une <SEP> forure <SEP> il'exé cutiori <SEP> clé <SEP> l'appareil <SEP> directeur <SEP> appliqué <SEP> à <SEP> une
<tb> turbine <SEP> hydraulique <SEP> à <SEP> arbre <SEP> vertical:
<tb> Fig. <SEP> 2 <SEP> est <SEP> une <SEP> coupe <SEP> verticale. <SEP> à <SEP> plus
<tb> grande <SEP> échelle, <SEP> suivant <SEP> 2-2. <SEP> fig. <SEP> 1:
<tb> Fin-. <SEP> 3 <SEP> est <SEP> ripe <SEP> vue <SEP> en <SEP> perspective <SEP> d'une
<tb> aube <SEP> et <SEP> de <SEP> son <SEP> arbre <SEP> et <SEP> (l'un <SEP> fragn.ent <SEP> clé
<tb> l'unc <SEP> (les <SEP> joues <SEP> clé <SEP> la <SEP> couronne <SEP> directrice:
<tb> Il <SEP> ig. <SEP> i <SEP> est <SEP> un <SEP> plan <SEP> d'une <SEP> autre <SEP> forure
<tb> d'exécution <SEP> (l'une <SEP> aube:
<tb> Fig. <SEP> :
) <SEP> est <SEP> une <SEP> élévation, <SEP> et
EMI0001.0002
Fig. <SEP> (> <SEP> et <SEP> 7 <SEP> sont <SEP> clés <SEP> coupes <SEP> suivant <SEP> G-6
<tb> et <SEP> <B>7</B> <SEP> --@, <SEP> fi--. <SEP> . En <SEP> ce <SEP> qui <SEP> concerne <SEP> la <SEP> dispositionreprésen tée <SEP> aus <SEP> fig. <SEP> 1 <SEP> à <SEP> :;
, <SEP> l'arbre <SEP> vertical <SEP> il <SEP> de <SEP> la
<tb> hci bin-e <SEP> porte <SEP> <B>la</B> <SEP> roue <SEP> mobile <SEP> avec <SEP> (les <SEP> aubes
<tb> 12 <SEP> disposées <SEP> pour <SEP> être <SEP> actionnées <SEP> par <SEP> écoule ruent <SEP> radial <SEP> de <SEP> l'eau <SEP> à <SEP> partir <SEP> de <SEP> l'enveloppe
<tb> l <SEP> i <SEP> qui <SEP> peut <SEP> être <SEP> reliée, <SEP> par <SEP> la <SEP> colerette <SEP> 13, <SEP> à
<tb> une <SEP> source <SEP> d'alimentation <SEP> d'eau <SEP> sous <SEP> une
<tb> pression <SEP> appropriée. <SEP> L'eau <SEP> venant <SEP> de <SEP> l'en veloppt <SEP> en <SEP> spirale <SEP> M <SEP> arrive <SEP> entre <SEP> les <SEP> aubes
<tb> fixes <SEP> t:;
<SEP> et <SEP> passt# <SEP> ensuite <SEP> entre, <SEP> les <SEP> aubes <SEP> ré glables <SEP> 76 <SEP> de <SEP> l'appareil <SEP> directeur. <SEP> Chaque
<tb> aube <SEP> Ici <SEP> fait <SEP> i,orpavec <SEP> un <SEP> arbre <SEP> 1.9 <SEP> monté
<tb> clé <SEP> fac,o@i <SEP> à <SEP> pouvoir <SEP> tourner <SEP> dans <SEP> les <SEP> portées
<tb> 20. <SEP> Les <SEP> aubes <SEP> 1(i <SEP> sont <SEP> dispo#@_ea <SEP> en <SEP> une <SEP> série
<tb> cïrcrilairo <SEP> entre <SEP> la <SEP> joue <SEP> inférieure <SEP> 1ï <SEP> et <SEP> la
<tb> ,joue <SEP> supérieure <SEP> 'w1 <SEP> de <SEP> l, <SEP> couronne <SEP> directrice.
<tb> La <SEP> ,joue <SEP> 17 <SEP> est, <SEP> pourvue <SEP> clé <SEP> trous <SEP> convenables
<tb> pour <SEP> recevoir <SEP> les <SEP> tourillons <SEP> <B>18</B> <SEP> des <SEP> arbres <SEP> des
<tb> aub(#, <SEP> et <SEP> elle <SEP> est.
<SEP> f-1@ <SEP> alerncnt <SEP> fraisée <SEP> pour <SEP> for mer <SEP> desévidements <SEP> cylindriques <SEP> peu <SEP> profonds
<tb> '\. <SEP> pouf <SEP> recevoir <SEP> les <SEP> colliers <SEP> correspondants,
<tb> 26. <SEP> formés <SEP> d'une <SEP> seule <SEP> pi;@ce <SEP> avec <SEP> les <SEP> aubes
<tb> 16. <SEP> à <SEP> l'eii(li-uit <SEP> où <SEP> les <SEP> louriIlons <SEP> <B>18</B> <SEP> se <SEP> relient à ces aubes. < \ir-(lessiis des aubes 16, la joue 21 est fraisée dune façon similaire pour for mer :
des éviclement,s cylindriques peu pro fonds,<B>2</B>9, poui- recevoir les colliers ?i. Les évidements prévu. clan.
les ,joues 21 et 1T. par exemple lus évidements ?S formés clans la ,joue<B>17,</B> sont- formés aussi près les uns des autres que cela peut se faire, toué en laissant cependant assez de métal entre eux pour em- pêcher toute riipLure de la cloison qui les sé pare. Les faces des colliers 26 et. 277 qui sont voisines de l'aube affleurent les surfaces des joues de, la couronne directrice.
En se re- poi tant à la. 3, on verra que l'arbre 19. les colliers 2'J et 2.6, l'aube<B>16</B> et le tourillon <B>18</B> sont toue fait cl'urie seule pièce.
Lorsque la. turbine fonctionne à charge noru zale, ou presque normale, les aubes occu pent à peu près la position représentée à la fis. 1. et, l'eau lasse librement entre elles en agiRSant sur les aubes mobiles 12 et en obli geant l'arbre 1 t à tourner.
Pour arrêter la turbine, on fait. tourner la couronne \?:2 en sens inverse dii mouvement des aiguilles d'une montre. ce qui, par l'intermédiaire des bielles 24 et<B><I>dû < </I></B> manivelles 26 fait. tourner dans le même sens les arbres<B>19</B> en amenant ainsi les pointes des aubes 1.6 contre les faces arrières (les aubes suivantes et en fermant le vanna-1-e, c'est-à-dire les espaces compris entre les aube:; (6.
Lorsque les aubes 16 sont fermées ou pi-e-quo fermerez, la différence de pression sur les côtés opposés sera sensiblement égale à toute la hauteur de chute exerçant soir action sur la turbine. Dans les construc tions usuelles d'aubes sans les colliers logés dans des évidements, il est nécessaire de prévoir un certain jeu entre les extrémités supérieures et inférieures clés aubes et les joues de la couronne directrice pour permet tre le mouvement des aubes.
Ces étroits es paces nuisibles permettaient. à de minces fi lets d'eau de fuir erdre les aubes et les joues. Nora seulement, il en résultait. un gaspillage d'eau, ruais en outre, ces courants d'eau fuyants usai(@irf les aubes mobiles et, dans les turbines à foi-1.e charge- d'eau, il n'esir, pas rare de trouver les bord externes des aubes nio- bites profondément entamés en face<B>de,
</B> iuiies de la couronne directrice. Cette é rosiori feird à donner naissance à une corrosion ai;ive durant le fonctionnement normal. hes larges colliers 2U, 27 solidaires des aubes suppri- ment presque coniplètenient les fuites sri question.
Un autre avaritaig-e de ces colliers ?6 et. 2-# est réalisé lorsque comme c'est Habituellement le cas, l'épaisseur (les aubes 16 est inférieure au diamètre -de l'arbre l9. Dans un cas de ce genre, en l'absence des colliers 26 et 27, il a été nécessaire, en particulier au point où le collier 27 existe maintenant, soit de passer brusquement de la forme circulaire de la sec tion de l'arbre à la forme oblongue de la section de l'aube, soit de prolonger l'ar bre en descendant sur la face.
de l'aube sous la forme d'un renflement local, afin d'augnien ter la section du métal en ce point et rl'aurïrenter sa :'orce de rési#tance. Si l'arbre n'est 1;a#m. hrolonp', (le cette manii=, e. 1o point de transition entre la section circu laire de l'arbre et la partie en forme oblon gue de. l'aube présente une section ayant une force de-résistance grandement réduite; riais.
d'un autre côté, si on prolonge la section cir culaire, le. renflement ainsi formé sur la surface de l'aube gêne le. bon écoulement de l'eau le long de l'aube et, même dans 1e# meilleures conditions, cette disposition d'aube ne possède pas toute la force de ré sistance qui est. désirable au pont de jonction entre l'arbre et l'aube. On voit que, clans la disposition qui est représentée, à titre d'exemple, à la fig. 3, il n'y a pas de ré duction de la force de résistance à la torsion pour des sections transversales situées à.
une hauteur quelconque. 1 l'endroit oii l'arbre 19 sue relie au collier 2'ï il y a la même sec tion qu'en tout autre point. le long de l'arbre et, à .l'endroit où ce collier 2'l se. relie à. l'aube 16, la section transversale est suffisante pour donner la même force de résistance à la Tor sion, ou une force de résistance plus grande. qu'en travers de l'arbre 1.9.
Plus bas er:(-ore. la section. transversale et. la. force de résis- tance de l'aube à la torsion seront ordinaire- illeilt, plus -.1andes que celles de l'arbre 19.
La nécessité d'avoir une force (le résis tance à la torsion suffisante ati point ou l'ar bre et l'aube sont assemblés devient alapa.- rente si l'on considère que, parfois, des pier res ou autres objets durs peuvent pénétrer dans l'eau fournie à la turbine et. se loger entre cieux aubes directrices conséetitives. durant.
le mouveaiient (le fermeture des aubes, ce qui fait que, pratiquement tout l'effort, du régulateur communiqué par l'in- fernlédiaire de la couronne \'2 se fera sentir sur un ou deux arbres 19 et qu'il est impor tant que la liaison de l'arbre 19 avec son aube 16 soit assez forte pour supporter le couple résultant.
Pour équilibrer la poussée hydraulique teintant à forcer les aubes clans une direc- lion axiale contre la joue supérieure, on a prévu, clans le bâti de la turbine, (les canaux 30 rcliarit l'espace situé au-dessous du touril lon i iiférieur avec le tube d'aspiration et per- mettant à l'eau y pénétrant. de s'écouler.
1.a disposition des aubes entre deux col liers '_'6 et. 27 donne une grande liberté pour l'emplacement (le l'aube par rapport à l'axe de son arbre, l'aube pouvant être même à côté de cet axe comme le montre la fig. i.
Uii petit ainsi, par rapport aux constructions existantes, rapprocher davantage les aubes de la roue mobile (le la turbine el. réduire la largeur de l'espace libre existant entre les aubes directrices et la roue mobile.
Dans la forme d'exécution représentée aux fig. 4 à.7, qui ne montrent que la liaison entre l'aube et l'arbre, l'enveloppe et les ,joues de la couronne directrice, ainsi que les autres parties sont les mêmes que dans les fig. 1 à 3. Dans cette forme d'exécution.
l'aube est établie de manière à pouvoir être détachée de son arbre et la disposition est telle que l'aube peut. être enlevée sans en lever l'arbre situé au-dessus, ni le tourillon situé au-dessous. L'arbre 19 porte le collier \'7 et une languette transversale 32. s'éten- dant en travers de la face (le ce collier.
haullo 16 présente une rainure correspon- darule 3l, remplie parla languette 32. Une -oupille 33, passant. à .travers l'aube 10 et la lan@,1uette '.-,'?. niainiient les parties ensemble.
Le jouit entre l'aube et. le tourillon situé sur le- (le@suus de celle-ci est exactement du même goitre. Dans les constructions usuelles il fallait lorsqu'on désirait enlever une seule aube, enlever le couvercle de la turbine, parce que L'enlèvement de l'aube exigeait l'enlèvement. de l'arbre sur lequel elle était montée. Gr lice à la disposition décrite.
si l'on veut enlever une aube particulière, on retire la goupille 33 et on petit alors enlever l'aube horizontalement clans la. direction de la rai nure 31 et de la languette 32; cette aube. ou une aube destinée à la remplacer, peut être facilement remise en place d'une manière analogue.