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Patent Searching and Data


Title:
CENTRIFUGAL ACTION TURBINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1988/006239
Kind Code:
A1
Abstract:
Centrifugal action turbine (1), comprising an axial fluid supply pipe (2) and an annular bucket rotor (20) disposed concentrically to said pipe, in which centrifugal streams of fluid are formed and deviated with respect to the radial direction, so producing jets of fluid spaced in the peripheral direction which cross the rotor to act on the buckets, causing said rotor to turn. Said turbine is provided at the end of said fluid supply pipe (2) with a distributor (7) disposed concentrically to said rotor (20), in which is arranged a great number of convergent channels (8), each with an inlet (10a) oriented towards the fluid supply pipe and an outlet (10) disposed at the edge of the distributor (7), in which channels said streams of fluid are formed, said bucket rotor (20) extending to the edge of the distributor, at a distance from its peripheral surface (5) in such a way that the spaced jets formed fill said rotor (20) axially and the space between the distributor (7) and the rotor (20) is open axially, in order that the jets may be aerated.

Inventors:
BOUSSUGES PIERRE (FR)
Application Number:
PCT/FR1988/000081
Publication Date:
August 25, 1988
Filing Date:
February 16, 1988
Export Citation:
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Assignee:
BOUSSUGES PIERRE (FR)
International Classes:
F03B1/00; F03B3/12; F03B3/16; F03B15/00; (IPC1-7): F03B1/00; F03B3/12; F03B3/16; F03B15/00
Foreign References:
CH300139A1954-07-15
CH451851A1968-05-15
Other References:
See also references of EP 0303655A1
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Claims:
REVENDICATIONS
1. Turbine centrifuge à action (1; 45) comprenan un conduit axial (2) d'amenée de fluide et un rotor annulaire (20 à augets concentrique à ce conduit, dans laquelle sont formée 5 des veines de fluide centrifuges déviées par rapport à la directio radiale de manière à produire des jets de fluide qui sont espacés dans le sens périphérique et qui traversent le rotor et agissent sur ses augets de manière à provoquer sa rotation, caractérisée par le fait qu' à l'extrémité dudit conduit (2) d'amenée de fluide 10 est prévu un distributeur (7) concentrique audit rotor (20) et dans lequel est ménagée une multiplicité de canaux convergents (8) présentant chacun une ouverture d'entrée (10a) orientée vers le conduit d'amenée de fluide et une ouverture de sortie (10) prévue à la périphérie du distributeur (7) et dans lesquels se forment 15 lesdites veines de fluide, ledit rotor (20) à augets s 'étendant à la périphérie du distributeur et à distance de sa surface périphérique (5) de telle sorte que les jets espacés formés remplissent dans le sens axial ledit rotor (20) et que l'espace séparant le distributeur (7) et le rotor (20) est ouvert dans le 20 sens axial en vue de l'aération des jets.
2. Turbine centrifuge selon la revendication 1, carac¬ térisée par le fait que le rapport entre la distance circonféren tielle séparant deux ouvertures périphériques de sortie adjacentes du distributeur multipliée par le nombre d'ouvertures de sortie 25 du distributeur et le périmètre de ce dernier est au moins égale à 0,3.
3. Turbine centrifuge selon l'une des revendications précédentes, caractérisée "par le fait que les ouvertures périphé¬ riques de sortie du distributeur sont de section rectangulaire, 30 le rapport entre la dimension de ces ouvertures dans le sens de l'axe du distributeur et leur dimension dans le sens périphérique étant au moins égale à 3.
4. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des reven¬ dications précédentes, caractérisée par le fait que la section J.
5. de chacun desdits canaux du distributeur est telle que l'écoulement du fluide est convergent depuis le conduit axial d'amenée de fluide jusqu'à leur ouverture périphérique de sortie, le rapport entre la section de sortie desdits canaux et la section d'entrée du conduit d'amenée étant inférieur à 0,6.
6. 5 Turbine centrifuge selon, l'une quelconque des reven dications précédentes, caractérisée par le fait que la partie d'extrémité avale (9) desdits canaux (8) du distributeur (7) est de section rectangulaire.
7. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des reven¬ dications précédentes, caractérisée par le fait que les parois opposées (12, 13) de la partie d'extrémité avale des canaux du distributeur, s 'étendant selon l'axe de ce dernier, sont parallèles.
8. Turbine centrifuge selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisée par le fait que les deux parois opposées (14,15) de la partie d'extrémité avale des canaux du distributeur, décalées dans le sens de l'axe du distributeur, sont convergentes en direction de leur ouverture de sortie.
9. Turbine centrifuge selon la revendication 7, carac¬ térisée par le fait que la partie périphérique des canaux du distri¬ buteur, à leur entrée et dans la zone (11) de formation et de déviation des veines de fluide dans ces canaux, est réalisée par un boudin torique annulaire (16).
10. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des reven¬ dications précédentes, caractérisée par le fait que le rotor (20) comprend deux couronnes (25,26) entre lesquelles sont disposées ses augets (27).
11. Turbine centrifuge selon la revendication 9, carac¬ térisée par le fait que lesdites couronnes (25,26) sont disposées de telle sorte que leurs surfaces en visàvis se rapprochent de l'intérieur vers l'extérieur.
12. Turbine centrifuge selon l'une des revendications 9 et 10, caractérisée par le fait que les bords . intérieurs desdites couronnes (25,26) sont décalés par rapport aux bords opposés des ouvertures périphériques de sortie (10) du distributeur (7), dans le sens de l'axe de ce dernier, de manière à présenter une dimension axiale supérieure à la dimension axiale des ouvertures de sortie (10) du distributeur (7).
13. Turbine centrifuge selon l'une "quelconque de revendications précédentes, caractérisée par le fait que les face en visàvis desdites couronnes (25,26) du rotor sont sensiblemen parallèles aux deux parois de la partie d'extrémité avale des canau du distributeur décalées dans le sens de l'axe de ce dernier.
14. Turbine centrifuge selon l'une quelconque de revendications précédentes, caractérisée par le fait que la paro (14) de la partie d'extrémité avale (9) des canaux du distributeur opposée à la conduite d'amenée de fluide, fait un angle compri entre 90 et 105° par rapport à l'axe du distributeur.
15. Turbine centrifuge selon l'une quelconque de revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle compren un obturateur (35; 51) disposé autour du distributeur (7; 47) e à distance du rotor (20, 49) et adapté pour s'étendre entre ce derniers, cet obturateur étant deplaçable de manière à régler l dimension des ouvertures de sortie (10; 53) des canaux du distri¬ buteur.
16. Turbine centrifuge selon la revendication 14, caractérisée par le fait que ledit obturateur (51) est deplaçable dans le sens de l'axe du distributeur (47).
17. Turbine centrifuge selon la revendication 14, caractérisée par le fait que ledit obturateur (35) est deplaçable par rotation, cet obturateur présentant des fenêtres (40) au travers desquelles se forment les jets de fluide à la sortie (10) desdits canaux (8) du distributeur.
18. Turbine centrifuge selon la revendication 16 , caractérisé par le fait que le sens de rotation dudit obturateur (35), pour réduire la section des ouvertures de sortie (10) du distributeur (7), est dans le sens de la rotation du rotor (20).
19. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisée par le fait que des joints (41) sont interposés entre l'obturateur et la surface périphérique du distributeur.
20. •.
21. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit rotor (20) comprend un plateau (21) monté sur un axe, ce plateau étant à distance de la paroi du distributeur opposée à ladite 5 conduite d'amenée de fluide, l'espace les séparant étant aère ou ouvert.
22. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisée par le fait qu'elle est disposée dans une enceinte (54) présentant au moins une ouverture inférieure 0 d'évacuation de fluide et adaptée de manière que le rotor (49) ne soit pas noyé, cette enceinte étant munie d'une vanne (65) permet¬ tant de régler la pression de l'air à l'intérieur de cette enceinte.
23. Turbine centrifuge selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend ^ un obturateur cylindrique rotatif (69) à paroi épaisse disposé autour du distributeur (67) et à distance dudit rotor, cet obturateur comprenant des passages traversants (70) dont les ouvertures d'entrée correspondent aux ouvertures de sortie des canaux (68) du distri¬ buteur et qui prolongent ces derniers, les parois des passages 0 de l'obturateur et des canaux du distributeur étant telles que, dans la première partie du mouvement de rotation de l'obturateur dans le sens qui réduit l'épaisseur périphérique de la veine de fluide, en particulier dans le premier tiers, l'écoulement des veines de fluide est convergent.
24. Turbine centrifuge selon la revendication 21, caractérisée par le fait que les passages traversants (70) dudit obturateur comprennent chacun une ouverture d'entrée (74) et une ouverture de sortie "(71") dont la première est décalée vers l'arrière par rapport à la deuxième, chacun desdits passages présentant, en face de l'ouverture de sortie correspondante des canaux (68) du distributeur, une partie (77) en creux par rapport à la surface intérieure cylindrique de l'obturateur qui, en section radiale, est arquée et une paroi opposée plane (78), cette paroi opposée et la paroi de ladite partie en creux prolongeant les parois correspon dantes (79, 81) du canal du ' distributeur lorsque l'obturateur est en position d'ouverture.
25. Turbine centrifuge selon la revendication 22, caractérisée par le fait qu'en section radiale, ladite partie en creux (77) est en forme d'arc de cercle, le cercle portant cet arc de cercle passant par le bord intérieur (76) de ladite paroi plane (78) et cette paroi plane étant parallèle à la tangente d'extrémité de la paroi de ladite partie creuse (77).
Description:
TURBINE CENTRIFUGE A ACTION. La présente invention se rapporte à une turbine centri¬ fuge à action dans laquelle un écoulement centrifuge de fluide agit sur un rotor de manière à provoquer la rotation de ce dernier. Une turbine de ce type est décrite dans le brevet

CH-A-300139. Cette turbine Comprend un conduit tubulaire cylin¬ drique qui est fermé par une paroi radiale d'extrémité, des passages de sortie étant prévus dans la paroi périphérique de ce conduit. Ce dernier est entouré par un obturateur qui est lui-même entouré par un rotor dont les augets présentent une dimension axiale largement supérieure à celle desdits passages. Cette turbine connue présente des inconvénients. En particulier, la structure de la partie d'extrémité du conduit engendre de très grandes pertes de charge et les jets formés ne s.ont pas guidés sur leurs côtés espacés axialement et ne peuvent être aérés qu'au travers du rotor à partir de la périphérie de ce dernier.

La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients et propose une turbine centrifuge à action dont la structure lui permet d'atteindre des rendements élevés. La turbine centrifuge à action faisant l'objet de la présente invention comprend un conduit axial d'amenée de fluide et un rotor annulaire à augets concentrique à ce conduit, dans laquelle sont formées des veines de fluide centrifuges déviées par rapport à la direction radiale de manière à produire des jets de fluide qui sont espacés dans le sens périphérique et qui traversent le rotor et agissent sur ses augets de manière à provoquer sa rotation.

Conformément ' à la présente invention, à l'extrémité dudit conduit d'amenée de fluide, est prévu un distributeur concentrique audit rotor et dans lequel est ménagée une multiplicité de canaux convergents présentant chacun une ouverture d'entrée orientée vers le conduit d'amenée de fluide et une ouverture de sortie ... prévue à la périphérie du distributeur et dans lesquels se forment lesdites veines de fluide, ledit rotor à augets s 'étendant à la périphérie du distributeur et, à distance de sa surface

périphérique de telle sorte que les jets espacés formés remplissent dans le sens axial ledit rotor et que l'espace séparant le distributeur et le rotor est - ouvert dans le sens axial en vue de l'aération des jets. Selon un autre objet de la présente invention, le rapport entre la distance circonférentielle séparant deux ouvertures périphériques de sortie adjacentes du distributeur multipliée par le nombre d'ouverture de sortie de ce distributeur et le périmètre de ce dernier est au moins égale à 0,3. Selon un. autre objet de la présente invention, les ouvertures périphériques de sortie du distributeur sont de section rectangulaire, le rapport entre la dimension de ces ouvertures dans le sens de l'axe du distributeur et leur dimension dans le sens périphérique étant au moins égale à 3. Selon un autre • objet de la présente invention, la section de chacun des canaux du distributeur est telle que l'écou¬ lement du fluide est convergent depuis le conduit axial d'amenée de fluide jusqu'à leur ouverture périphérique de sortie. De préfé¬ rence, le rapport entre leur section de sortie et la section du canal d'amenée est inférieur à 0,6.

Selon la présente invention, la partie d r extrémité avale desdits canaux d'écoulement du distributeur est de préférence de section rectangulaire.

Selon la présente invention, les parois opposées de la partie d'extrémité avale des canaux d'écoulement du distributeur, s"étendant selon l'axe de ce dernier, sont de préférence parallèles.

Selon la présente invention, les deux parois opposées de la partie d'extrémité- vale des canaux d'écoulement du distri¬ buteur, décalées dans le sens de l'axe du distributeur sont conver- gentes en direction leur ouverture de sortie.

Selon un autre objet de la présente invention, la partie périphérique des canaux d'écoulement du distributeur, à leur entrée et dans la zone de formation et de déviation des veines de fluide dans ces canaux, est réalisée par un boudin torique. Dans une variante de réalisation selon la présente invention, ledit rotor comprend deux couronnes entre lesquelles sont disposées ses augets.

Selon la présente invention, lesdites couronnes sont de préférence disposées de telle sorte que leurs surfaces en vis- à-vis se rapprochent de l'intérieur vers l'extérieur.

Selon la présente invention, les bords intérieurs desdites couronnes sont de préférence décalés par rapport aux bords opposés des ouvertures périphériques de sortie du distributeur, dans le sens de l'axe de ce dernier, de manière à présenter une dimension axiale supérieure à la dimension axiale des ouvertures de sortie du distributeur. Selon la présente invention, les faces en vis-à-vis desdites couronnes du rotor sont de préférence sensiblement paral¬ lèles aux deux parois de la partie d'extrémité avale des canaux du distributeur, décalées dans le sens de l'axe de ce dernier.

Selon la présenté invention, la paroi de la partie d'extrémité avale des canaux ' du distributeur, opposée à la conduite d'amenée de fluide, fait de préférence un angle compris entre 90 et 105° par rapport à l'axe du distributeur.

Selon un autre objet de la présente invention, la turbine comprend un obturateur disposé autour du distributeur et à distance du rotor et adapté pour s'étendre entre ces derniers, cet obturateur étant deplaçable de manière à régler la dimension des ouvertures de sortie des canaux d'écoulement du distributeur.

Dans une première variante de réalisation, l'obturateur peut être prévu deplaçable dans le sens de l'axe du distributeur. Dans une autre variante de réalisation, ledit obturateur peut être prévu deplaçable par rotation, cet obturateur présentant des fenêtres au travers desquelles se forment les jets de fluide à la sortie desdits canaux du distributeur. De préférence, le sens de rotation de cet obturateur pour réduire la section des ouvertures de sortie est dans le sens de la rotation du rotor. Il peut par ailleurs être avantageux de prévoir des joints interposés entre l'obturateur et la surface périphérique du distributeur.

Selon un autre objet de la présente invention, ledit rotor comprend un plateau monté sur un axe, ce plateau étant à distance de la paroi du distributeur opposée à ladite conduite d'amenée de fluide, l'espace les séparant étant aéré ou ouvert.

Selon un autre objet de la présente invention, ladit turbine est disposée dans une enceinte présentant au moins un ouverture inférieure d'évacuation de fluide et adaptée de manièr que le rotor ne soit pas noyé, cette " enceinte étant munie d'un vanne permettant de régler la pression de l'air à l'intérieur d cette enceinte.

Selon une autre variante de réalisation, la turbine selon la présente invention comprend un obturateur cylindrique rotatif à paroi épaisse disposé autour du distributeur et à distance dudit rotor, cet obturateur comprenant des passages traversants dont les ouvertures d'entrée correspondent aux ouvertures de sortie des canaux du distributeur et qui prolongent ces derniers, les parois des passages de l'obturateur et des canaux du distributeur étant telles que, dans la première partie du mouvement de rotation de l r obturateur dans le sens qui réduit l r épaisseur périphérique de la veine de fluide, en particulier dans le premier tiers, l'écou¬ lement des veines de fluide est convergent.

Notamment dans cette variante, les passages traversants dudit obturateur peuvent avantageusement comprendre chacun une ouverture d'entrée et une ouverture de sortie dont la première est décalée vers l'arrière par rapport à la deuxième, chacun desdits passages présentant, en face de l'ouverture de sortie correspondante des canaux du distributeur, une partie en creux par rapport à la surface intérieure cylindrique de l r obturateur qui en section radiale est arquée et une paroi opposée plane, cette paroi opposée et la paroi de ladite partie en creux prolongeant les parois correspon¬ dantes du canal du distributeur lorsque l'obturateur est en position d'ouverture. "

De préférence, ladite partie en creux est en forme d'arc de cercle, le cercle portant cet arc de cercle passant par le bord intérieur de ladite paroi plane et cette paroi plane étant parallèle à la tangente d'extrémité de la paroi de ladite partie creuse.

La présente invention sera mieux comprise à l'étude de turbines centrifuges à action décrites à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par le dessin sur lequel :

- la figure 1 représente une vue en élévation, partiellement e coupe, d'une turbine centrifuge à action selon la présente invention, à axe vertical, installée sur un site;

- la figure 2 représente une coupe méridienne verticale de la parti 5 inférieure de la turbine représentée sur la figure 1, les canau du distributeur étant en vue rabattue sur le plan méridien; la figure 3 représente, en coupe radiale selon III-III de la figure 2, la turbine de la figure 1;

- la figure 4 représente, en coupe méridienne radiale selon IV-IV ]_Q de la figure 2, la turbine de la figure 1;

- la figure 5 représente une vue extérieure, partiellement en coupe, de la turbine de la figure 1, son rotor étant enlevé;

- la figure 6 représente une vue extérieure partiellement en coupe d'une seconde turbine centrifuge à action selon la présente inven- 5 tion, à axe horizontal;

- et la figure 7 représente une coupe méridienne d'une variante de réalisation d'un distributeur et d'un obturateur susceptible d'équiper l'une des turbines précitées, dans une position de pleine ouverture. 0 En se reportant aux figures 1 à 5, on voit que la turbine centrifuge à action représentée sur ces figures est repérée d'une manière générale par la référence 1 est à axe la_ vertical et comprend un conduit cylindrique axial d'amenée d'un fluide tel que l'eau, "repéré d'une manière générale par la référence 2, qui 5 présente, dans le sens de l'écoulement de l'eau, une partie horizon¬ tale 3, un coude 4 et " une partie verticale 5, ainsi qu'un cylindre intérieur coaxial et vertical 6 qui rejoint la surface extérieure — du coude 4, l'eau s 'écoulant verticalement de haut en bas, dans l'espace annulaire séparant la partie cylindrique verticale 5 du 0 conduit 2 et le cylindre intérieur 6.

Les parties inférieures du conduit 2 et du cylindre intérieur 6 se terminent de manière à constituer un distributeur repéré du manière générale par la référence 7, dans lequel sont ménagés, dans l'exemple, sept canaux 8 en vue de la formation et 5 de l'écoulement de sept veines de fluide, ces canaux 8 étant 'adaptés

pour produire, entre leur ouverture d'entrée 10a tournée vers l conduit 2 et leur ouverture de sortie 10, une déviation centrifug

• des veines de fluide formées, ces canaux étant réalisés de la manièr suivante. Comme on le voit bien sur les figures 2 et 4, le canaux 8 présentent, de l'aval vers l'amont, une partie d'extrémit avale 9 débouchant à la périphérie cylindrique de la partie vertical

5 du conduit 2, cette partie 9 étant fortement inclinée par rappor au plan radial passant par cette ouverture, ainsi qu'une parti 11 coudée vers le haut de manière à rejoindre l'espace intérieu séparant la conduite 2 du cylindre 6, ces parties successives 1 et 9 étant, dans le sens de l'écoulement, convergentes.

La partie d'extrémité avale 9 des canaux 8 est d section rectangulaire et présente deux parois verticales parallèles 12 et 13, une paroi inférieure 14 inclinée vers " l'extérieure e vers le bas et faisant un angle compris entre 90° et 105° par rapport à l'axe la_ de la turbine et une paroi supérieure 15 plus fortement inclinée vers l r extérieur que la paroi inférieure 14 de telle sorte que cette partie d'extrémité avale 9 est convergente vers l r exté- rieur, son ouverture périphérique 10 étant rectangulaire et le rapport entre sa hauteur et sa largeur étant au moins égale à 3. A leur entrée 10a, la partie périphérique de la partie amont 11 des canaux 8, qui rejoint la paroi 15 de la partie d'extrémité avale 9, est formée par un boudin torique annulaire 16 qui s'étend dans l'espace séparant la partie cylindrique verticale 5 du conduit extérieur 2 et le cylindre intérieur 6 en un endroit permettant de respecter les lois de convergence de l'écoulement.

On voit, notamment sur la figure 4, que les canaux 11 sont successivement séparés par des cloisons 17 qui forment, sur la périphérie de la partie cylindrique verticale 5 de la conduite 2, et donc à la périphérie du distributeur 7, des surfaces périphé¬ riques cylindriques 18 séparant successivement les ouvertures de sortie 10 des canaux d'écoulement 8. Le rapport entre la distance circonférentielle e séparant deux ouvertures périphériques de sortie 10 adjacentes du distributeur 7 multipliée par le nombre n d'ouver¬ tures de sortie 10 du distributeur 7 et le périmètre p de ce distri¬ buteur 7 est au moins égale à 0,.3, soit : e fois n / p > 0,3.

Compte tenu de la structure ci-dessus décrite, les veines d'eau qui se forment à l'entrée du distributeur 7 à partir du fluide arrivant par le conduit 2 et qui s'écoulent dans les canaux 8, sortent de manière centrifuge du distributeur 7 en formant des jets d'eau espacés dans le sens périphérique du distributeur 7, ces jets étant de section rectangulaire et beaucoup plus haut que large.

On voit en outre sur les figures 2 et 3 qu'au-dessus du boudin torique 16, dans l'exemple, quatre plaques verticales et radiales 19 joignent la partie cylindrique verticale 5 du conduit

2 et le cylindre intérieur 6, de manière à renforcer l'ensemble et conduire axialement l'eau.

La turbine 1 représentée sur les figures 1 à 5 comprend également un rotor repéré d'une manière générale par la référence 20. Ce rotor 20 comprend un plateau radial 21 qui s'étend à distance de la face radiale d'extrémité inférieure 22 du distri¬ buteur 7 et qui est fixé sur l'extrémité d'un arbre de sortie 23 qui s'étend au travers du cylindre intérieur 6 et dont l'extrémité supérieure 24, qui s'étend à l'extérieur du conduit 2, peut être reliée à toute machine à entraîner.

Le rotor 20 comprend également, portés par la périphérie du plateau radial 21, une couronne inférieure 25 et une couronne supérieure 26 qui sont reliées par une multiplicité d'augets verti¬ caux 27, dans l'exemple 12, disposés de manière à se trouver en face et à distance des ouvertures de sortie 10 des canaux 8 du distributeur 7. Les bords intérieurs des couronnes 25 et 26 sont à distance de la paroi périphérique du distributeur 7 et sont décalés le premier vers le bas " et le second vers le haut par rapport aux bords inférieur et supérieur des ouvertures de sortie 10 des canaux 8. En outre, les faces en vis-à-vis des couronnes 25 et 26 sont inclinées sensiblement parallèlement aux parois inférieure et supérieure 14 et 15 de la partie d'extrémité avale 9 des canaux 8 et sont convergents de l'intérieur vers l'extérieur, les augets étant, dans l'exemple, à faces cylindriques de l'intérieur vers l'extérieur.

En se reportant aux figures 2 et 3, on voit que l'arbr 23 porte une bague 28 reliée à sa surface extérieure par des rayon 29, un roulement 30 étant disposés autour de cette bague 28 e à l'intérieur d'un évidement 31 ménagé\ dans la paroi d'extrémit 22 du distributeur 7. En se reportant à la figure 1, on voit e outre que l'extrémité supérieure 24 de l'arbre 23 est portée pa un roulement 32 qui est monté dans une partie en saillie 33 d coude 4 du conduit 2, cette partie en saillie 33 présentant un ouverture de communication avec l'extérieur 34.

Il résulte de la description qui précède que les jet d'eau qui sortent du distributeur 7 par les ouvertures 10 des canau 8, sensiblement horizontalement et inclinés par rapport à la surfac périphérique du distributeur 7 attaquent les augets 27 du rotor 2 et provoquent la rotation de ce dernier, l'eau traversant l'espac déterminé par les couronnes 25 et 26, les jets d'eau étant séparés et atteignant le rotor 20 de manière indépendante et ces jets d'eau étant aérés d'une part dans le sens périphérique et d'autre part grâce à l'intervalle annulaire séparant le bord intérieur de la couronne supérieure 26 et la surface périphérique du distributeur 7 e grâce à l'espace séparant le bord intérieur de la couronne inférieure 25 et la surface périphérique du distributeur 7 qui est relié à l'air libre au travers de l'espace séparant le plateau 21 de la face inférieure 22 du distributeur 7, de l'espace séparant l'arbre 23 de la bague 28, de l'espace séparant l'arbre 23 de la face intérieure du cylindre intérieur 6 et par le passage 34 de la partie en saillie 33. De plus, afin d'améliorer cette aération des jets, le plateau 21 présente des orifices traversants 21a répartis sur sa surface.

La turbine 1 est en outre munie d'un obturateur 35 qui est constitué par un cylindre qui entoure la partie inférieure de la partie cylindrique verticale 5 du conduit 2 et qui s'étend entre le distributeur 7 et le rotor 20, les bords intérieurs des couronnes 25 et 26, étant à distance de la surface extérieure de l'obturateur 35 en vue de l'aération précitée. La partie supérieure

de l'obturateur 35 est munie d'une couronne dentée 36 avec laquelle est en prise un pignon 37 qui est monté sur l'extrémité de l'arbre 38 d'un moteur d'entraînement 39. Comme on le voit bien sur la figure 5, l'obturateur 35 présente sept fenêtres 40 formées en correspondance aux ouvertures de sortie 10 des canaux 8 du distri¬ buteur 7 et de dimensions légèrement plus grandes, des joints d'étanchéité 41 étant interposés, autour des ouvertures de sortie 10, entre la paroi périphérique du distributeur 7 et la paroi intérieure de l'obturateur 35. Ainsi, grâce au moteur 38, on peut faire tourner autour de la partie cylindrique verticale 5 du conduit 2, et en conséquence autour du distributeur 7, l'obturateur 35 de manière à obturer plus ou moins,par recouvrement, les ouvertures de sortie 10 des canaux 8 du distributeur 7, en modifiant la largeur du passage dans lequel les jets d'eau vus précédemment se forment. De préférence, l'obturateur 35 vient recouvrir pour réduire le débit les ouvertures de sortie 10 en tournant dans le même sens que le rotor 20, c'est-à-dire dans le même sens que l'écoulement des jets.

Comme on le voit sur la figure 1, la turbine 1 est portée par une couronne support 42 qui est fixée sur la partie supérieure de la partie cylindrique verticale 5 de la conduite

2. Le bord périphérique de cette couronne 42 est en appui sur un socle 43 dans lequel est ménagé une colonne verticale creuse 44 et un canal d'écoulement horizontal 45 pour l'eau. L'espace intérieur de la colonne 44 et du canal 45 est largement supérieur à la dimension de la partie inférieure de la turbine 1 de manière à ne pas gêner l 'évacuation . des jets d'eau à la périphérie du rotor

20 et à leur " aération. En outre, le canal horizontal d'écoulement

45 est conçu de telle sorte que le niveau d'eau à évacuer n'atteigne p as ι a partie inférieure du rotor 20, en particulier son plateau 21.

En se reportant maintenant à la figure 6, on va décrire une seconde turbine centrifuge à action repérée d'une manière générale par la référence 46 qui ne se différencie de la turbine décrite en référence aux figures 1 à 5 que par les particularités suivantes.

La turbine 46 est à axe 46a horizontal et ne présent plus de cylindre intérieur, la partie centrale de son distributeu 47 étant pleine. L'arbre de sortie 48 portant son rotor 9 s'éten à l'opposé de son conduit d'amenée d'eau 50. Son obturateur 5 est formé par un cylindre qui ne présente aucune fenêtre et qu est deplaçable axialement le long du conduit 50 et entre la paro périphérique de son distributeur 47 et son rotor 49 grâce à u vérin 52. Le déplacement axial de cet obturateur 51 permet de régle la dimension dans le sens axial des ouvertures de sortie 53 de canaux d'écoulement de son distributeur 47 par recouvrement partie de ces ouvertures.

De plus, la turbine 46 est disposée dans une enceint fermée 54 qui présente une paroi 55 située au voisinage du coud du conduit d'amenée 50, une- paroi opposée 56 qui est traversé par l'arbre 48 dans laquelle ce dernier est monté tournant grâc à un roulement 57, cette paroi 56 portant une paroi tronconiqu 58 s'étendant en direction de son rotor 49 dont la partie d'extrémit radiale 59 est également traversée par l'arbre 48 dans laquell ce dernier est monté tournant par l'intermédiaire d'un roulement 60. E vue de l'aération des jets d'eau sortant du distri¬ buteur 47 et allant vers le rotor 49, comme précédemment, l'arbre 48 présente cette fois un passage longitudinal central 61 relié à l'air libre.

En outre, l'enceinte 54 présente une enveloppe périphé- rique 62 située largement à distance de la turbine 46, cette enveloppe 62 présentant à sa partie inférieure des ouvertures d'évacuation de fluide 63 et 64 dont la dimension est telle que l r eau non encore évacué n'atteigne le bord périphérique inférieur du rotor 49. Dans l'enceinte 54, est en outre prévue une cloison annulaire 66 située du côté du conduit d'amenée 50, en face de la paroi tronconique 58, cette cloison étant en forme de déflecteur de manière à éviter tout renvoi d'eau sur le rotor 49.

De plus, sur l'enceinte 54 est branché un conduit muni d r une vanne 65 qui permet de régler la pression à l'intérieur de l'enceinte 54 et qui permet en particulier de créer une dépression favorisant l'écoulement de l'eau dans la turbine 46.

Bien entendu, la disposition de la turbine 46 de la figure 6 pourrait également être appliquée à la turbine 1 des figures 1 à 5 de manière à provoquer une dépression dans la colonne creuse verticale 44 qui entoure son rotor 20\ Dans ce cas, on pourrait prévoir une cloison d'obturation partielle du canal de sortie 45 et une vanne placée sur un conduit traversant la .couronne support 42. En se reportant à la figure 7, on voit qu'on a repré¬ senté un distributeur à surface extérieure cylindrique,repéré d'une manière générale par la référence 67, qui se différencie des distri- buteurs des exemples précédents par le fait qu'il comprend, dans l'exemple, quatre canaux 68 et qu'autour de ce distributeur 67, est prévu un obturateur cylindrique 69 à paroi épaisse dans lequel sont ménagés quatre passages traversants 70 correspondant aux quatre canaux 68 du distributeur 67. Cet obturateur cylindrique 69 est monté pivotant par exemple grâce aux mêmes moyens que l'obturateur 35 de l'exemple représenté sur la figure 1, un rotor à augets non représenté étant disposé autour et à distance de l'obturateur 69 comme dans les exemples précédents.

Chaque passage 70 comprend une ouverture de sortie 71 présentant deux bords verticaux 72 et 73 et une ouverture d'entrée 74 qui, en considérant le sens de fermeture de l'obturateur 69, est, décalée vers l'arrière par rapport à l'ouverture de sortie 71 et qui présente deux bords verticaux 75 et 76.

Entre les bords arrière correspondant 72 et 75, chaque passage 70 comprend une partie creuse 77 en retrait par rapport à la surface intérieure cylindrique de l'obturateur 79, cette partie creuse 77 étant de section en forme d'arc de cercle dont le cercle portant cet arc passe par le bord vertical opposé 76 de l'ouverture d'entrée 71 du passage 70. Entre ses bords avant correspondants 73 et 76, chaque passage 70 comprend une paroi plane 78 opposée à sa partie creuse 77.

Sur la figure 7 dans laquelle l'obturateur 69 es en position de pleine ouverture, on voit que les bords verticau 75 et 76 de l'ouverture d'entrée de chaque passage 70 de l'obturateu 69 correspondent aux bords verticaux de l r ouverture de sortie d chaque canal 68 du distributeur 67. On voit également que la paro en arc de cercle de chaque partie creuse 77 de chaque passage 7 prolonge la paroi concave 79 de chaque canal 68 du distributeur 6 et que la paroi plane 78 de chaque passage 70 prolonge une parti d'extrémité plane 80 de la paroi convexe 81 de chaque canal du distributeur 67, l'espace séparant ces parois 79 et 81 du distri¬ buteur 67 étant convergent.

De plus, dans l'exemple, les parois planes 78 et 80 sont parallèles à la tangente à la partie creuse 77, en son point d'extrémité, et le bord 72 est situé en face du milieu de l'ouverture d r entrée 74 du passage 70 et en face de la partie antérieure de la partie plane 80.

Il s'ensuit que le canal d'écoulement s 'étendant entre d'une part la paroi 79 de chaque canal 68 du distributeur 67 et la paroi de la partie creuse 77 de chaque passage 70 de l'obturateur 69 et d'autre part la paroi 81 de chaque canal 68 du distributeur 67, dans sa partie située en amont de sa partie plane terminale 80 est convergent.

En outre, la forme de la partie terminale plane 80 de la paroi convexe 81 de chaque canal 68 du distributeur 67 et la forme de la paroi de la partie creuse 77 de chaque passage 70 de l'obturateur 69 sont telles que, lors de la première partie du mouvement de fermeture de l'obturateur 69, de préférence jusqu'au tiers de ce mouvement de fermeture, le canal qu'elles déterminent reste convergent afin d'éviter tout décollement du fluide s 'écoulant et toute déstructuration du jet qui se forme en sortie et de manière à pouvoir obtenir au moins dans cette première partie du mouvement de fermeture un réglage efficace du jet. Sur la figure 7, l'obtu¬ rateur 69 est partiellement représenté, en pointillés, dans cette position. Le distributeur tel qu'il vient d'être décrit en réfé¬ rence à la figure 7 est particulièrement bien adapté lorsque la turbine munie d'un tel distributeur fonctionne sous de hautes chutes.

La présente invention ne se limite pas aux exemple ci-dessus décrits. Bien d'autres variantes de réalisation son possibles sans sortir du cadre défini par les revendications annexées. '




 
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