CA1154351A - Organe de distribution pour machine hydroelectrique de haute chute - Google Patents
Organe de distribution pour machine hydroelectrique de haute chuteInfo
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- CA1154351A CA1154351A CA000378606A CA378606A CA1154351A CA 1154351 A CA1154351 A CA 1154351A CA 000378606 A CA000378606 A CA 000378606A CA 378606 A CA378606 A CA 378606A CA 1154351 A CA1154351 A CA 1154351A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract
VE LA DILVUGATION , Organe réglable de distribution de fluide pour machine hydroélectrique telle que pompe, turbine ou turbine-pompe, de haute chute. Les directrices mobiles sont chacune constituées par deux profils minces substantielle ment parallèles et dont le contour extérieur est approximativement inscrit dans celui du profil plein qui correspondrait à un profil de directrice mobile de même rôle.
Description
3~
La presente in~ention se ra~orte ~ un organe xégla-ble de distribution de fluide pour machine h~droelec-trique telle que pompe, turbine ou turbine-pompe, de haut~ chute.
Dans les pompes, turbines, ou turbines~pompes, le réglage du débi-t d'eal~ se fait généralemen-t au moyen d'un orga-ne distribution de fluide, appele " distributeur" lorsque la ma~
chine fonctionne en turbine, et " diffuseur" lors~ue ~a machine fonctionne en pompe Dans le cas du fonctionnement en turbine par exemple~ on rencontre successivement de l'amont vers l'aval:
- la volute d'alimentation en eau, ou " bache" , un premier organe de distribution, appelé " avant-distribu-teurl', constitue d'aubes directrices fixes en position, - un distributeur mobile orme de profils orientales montes sur tourillons et situes tous, par rapport à l'axe de la machine, sur un diametre déterminé dit " diametre de perçage". Ces proils sont souvent appeles " directrices mobiles".
- la roue a aubes formant le coeur de la turbine.
Dans le cas d'une machine fonctionnant en pompe, on retrouve tous ces elements, le sens de circulation de lleau etant evidemment inverse. Un dispositif de ce type est par exemple schernatise dans le brevet français publie sous le~numero 2.093.
363.
Les profils orientables constitutifs du distributeur et/ou diffuseur definissent, suivant leur orientation, une sec-tion de passage plus ou moins grande qui limite le debit d'eau - dans les mêmes proportions. Ils peuvent fermer completement le passage du fluide de facon etanche, a l'arret dans le cas gené-ral et en particulier au démarrage dans le cas du fonctionnement en pompe. Ils doivent alors resister a la pression correspondant à la pression correspondant a la chute, ce qui conduit, pour les hautes chutes, a determiner des profils tres epais conditionnes par les calculs de resistance des materiaux.
.. , ~.
1 ~5~3~L
L'epaisseur necessitee e~ consequence pour ces pro-fils est toutefois tr~s prejudiciable, D'une part en effet, leurs extremites relativement epaisses donnent naissance ~
des sillages qui engendrent des pertes et ~ des tourbillons de Karman qui creent des instabilités dans l~écoulement, d~autre part en augmentant pour une machine donnée l'épaisseur de ces profils on limite trop le clébit possible, de sorte que l~on est alors conduit, pour le débit souhaitable, a augmenter les di~en-sions de la machine.
Le distributeur/diffuseur de 17invention ne présente pas ces incon~énients. I1 est caractérise en ce qu~il comporte des directrices mobiles constituees chacune par deux proEils minces substantiellement parall81es et dont le contour extérieur est approximativemen-t inscrit dans celui du profil plein qui correspondrait à un proEil de directrice mobile d'une seule pi8ce de même role.
L'invention sera mieux comprise ~ l~aide de la des-cription suivante d'un exemple de réalisation, en réérence aux dessins annexes dans lequels:
- la figure 1 est une vue schématique par le dessus d'un distri-buteur-diffuseur de turbine-pompe conforme a l'~invention;
- la figure 2 est une coupe schématique, selon la direction AB
de la figure l, d'une directrice mobile selon l'invention.
Sur la figure 1, on a désigné par la réference 1 la volute d'alimentation en eau~ ou " bâch~" de la turbine-pompe et par la référence 2 sa roue, dont on a trace le proil 3 d'une de ses aubes constitutives. Entre la bache 1 et la roue 2 est situé
l'organe de distribution de fluide 4, appele distributeur dans le cas du fonctionnement en turbine et diffuseur dans le cas du fonc~
tionnement en pompe. Cet organe de distribution est constitue d'une part d'aubes fixes 5 constituant les a~ant-directrices, et, conformement a l'invention, de couples d'aubes (6, 7) parall~es et orientables par xotation autour d'un axe commun 8~ Chaque cou-ple (6, 71 constitue une des directrices mobiles de l'art ante-rieur et est tel que son contour exterieur vienne approximatiYe-ment s'inscrire dans le contour g, represen-te en pointilles sur le dessin, de la direc-trice pleine de l~art anterieur exerçant la même fonction hyclrauliquc, en particulier les angles d~entrée et de sortie des profils (6 - 7 et 9) e-tant conservés. En rea-lite, le contour extexieur de chaque couple (6, 7) est avantageu-sement un peu plus large que celui du profil plein correspondant, l'epaisseur des profils (6, 7) etant calculee, compte tenu de leurs autres dimensions, de maniere a ce que leur inertie ~eome-trique par rapport ~ la fibre moyenne soit la meme qu~avec le pro-fil unique 9 de l'art anterieur. On pourra ainsi utiliser des organes d'ouverture et de fermeture non surdimensionnes par rap-port ~ ceux qulauraient nécessite les profils antérieurs 9.
Sur la figure 2, qui est une vue en coupe d~un des couples (6, 7) constituant une des directrices mobiles de llin-vention, on voit que les profils (6, 7) sont reunis par deux pla-teaux dlextremite (12, 14) ainsl qu'avantageu.sement par au moins une entreprise 13. L~ensemhle es-t rendu mobile de maniere clas-sique par l'intermediaire de deux tourillons (10, 11) situes se-lon l'axe 8.
Comme on le voit sur la partie inferieure droite de la figure 1, qui represente deux couples (6', 7' et 6l', 77') de directrices mobiles orientees en position de fermeture, la ferme-ture s'effectue sur les profils ~6', 6") situes le plus pres de la roue 2. On obtient ainsi une surface de fermeture pratique-ment lisse et situee très pres de la roue, ce qui permet de li-miter au maximum la puissance de barbotage au d.emarra~e en ~ompa, On voit qu~avec les directrices (6, 7) dë l~invention, la section de passage de l~eau est notablement plu5 grande qula-vec un profil plein (9) de l~art anterieur, ce qui permet, a di-` ~5~35 ~
mensions de ~achln~ égales~ de passer un d~bit plus ~randt donc de fournir une pulssance supérieure lors~ue les machines fonc-tionnent en turbine. Par ailleurs, les extremites sont tras minces, ce qui evite, aussi bien dans le scns turbine que dans le sens pompe, la creation de sillaqes et de tourbillons.
La presente in~ention se ra~orte ~ un organe xégla-ble de distribution de fluide pour machine h~droelec-trique telle que pompe, turbine ou turbine-pompe, de haut~ chute.
Dans les pompes, turbines, ou turbines~pompes, le réglage du débi-t d'eal~ se fait généralemen-t au moyen d'un orga-ne distribution de fluide, appele " distributeur" lorsque la ma~
chine fonctionne en turbine, et " diffuseur" lors~ue ~a machine fonctionne en pompe Dans le cas du fonctionnement en turbine par exemple~ on rencontre successivement de l'amont vers l'aval:
- la volute d'alimentation en eau, ou " bache" , un premier organe de distribution, appelé " avant-distribu-teurl', constitue d'aubes directrices fixes en position, - un distributeur mobile orme de profils orientales montes sur tourillons et situes tous, par rapport à l'axe de la machine, sur un diametre déterminé dit " diametre de perçage". Ces proils sont souvent appeles " directrices mobiles".
- la roue a aubes formant le coeur de la turbine.
Dans le cas d'une machine fonctionnant en pompe, on retrouve tous ces elements, le sens de circulation de lleau etant evidemment inverse. Un dispositif de ce type est par exemple schernatise dans le brevet français publie sous le~numero 2.093.
363.
Les profils orientables constitutifs du distributeur et/ou diffuseur definissent, suivant leur orientation, une sec-tion de passage plus ou moins grande qui limite le debit d'eau - dans les mêmes proportions. Ils peuvent fermer completement le passage du fluide de facon etanche, a l'arret dans le cas gené-ral et en particulier au démarrage dans le cas du fonctionnement en pompe. Ils doivent alors resister a la pression correspondant à la pression correspondant a la chute, ce qui conduit, pour les hautes chutes, a determiner des profils tres epais conditionnes par les calculs de resistance des materiaux.
.. , ~.
1 ~5~3~L
L'epaisseur necessitee e~ consequence pour ces pro-fils est toutefois tr~s prejudiciable, D'une part en effet, leurs extremites relativement epaisses donnent naissance ~
des sillages qui engendrent des pertes et ~ des tourbillons de Karman qui creent des instabilités dans l~écoulement, d~autre part en augmentant pour une machine donnée l'épaisseur de ces profils on limite trop le clébit possible, de sorte que l~on est alors conduit, pour le débit souhaitable, a augmenter les di~en-sions de la machine.
Le distributeur/diffuseur de 17invention ne présente pas ces incon~énients. I1 est caractérise en ce qu~il comporte des directrices mobiles constituees chacune par deux proEils minces substantiellement parall81es et dont le contour extérieur est approximativemen-t inscrit dans celui du profil plein qui correspondrait à un proEil de directrice mobile d'une seule pi8ce de même role.
L'invention sera mieux comprise ~ l~aide de la des-cription suivante d'un exemple de réalisation, en réérence aux dessins annexes dans lequels:
- la figure 1 est une vue schématique par le dessus d'un distri-buteur-diffuseur de turbine-pompe conforme a l'~invention;
- la figure 2 est une coupe schématique, selon la direction AB
de la figure l, d'une directrice mobile selon l'invention.
Sur la figure 1, on a désigné par la réference 1 la volute d'alimentation en eau~ ou " bâch~" de la turbine-pompe et par la référence 2 sa roue, dont on a trace le proil 3 d'une de ses aubes constitutives. Entre la bache 1 et la roue 2 est situé
l'organe de distribution de fluide 4, appele distributeur dans le cas du fonctionnement en turbine et diffuseur dans le cas du fonc~
tionnement en pompe. Cet organe de distribution est constitue d'une part d'aubes fixes 5 constituant les a~ant-directrices, et, conformement a l'invention, de couples d'aubes (6, 7) parall~es et orientables par xotation autour d'un axe commun 8~ Chaque cou-ple (6, 71 constitue une des directrices mobiles de l'art ante-rieur et est tel que son contour exterieur vienne approximatiYe-ment s'inscrire dans le contour g, represen-te en pointilles sur le dessin, de la direc-trice pleine de l~art anterieur exerçant la même fonction hyclrauliquc, en particulier les angles d~entrée et de sortie des profils (6 - 7 et 9) e-tant conservés. En rea-lite, le contour extexieur de chaque couple (6, 7) est avantageu-sement un peu plus large que celui du profil plein correspondant, l'epaisseur des profils (6, 7) etant calculee, compte tenu de leurs autres dimensions, de maniere a ce que leur inertie ~eome-trique par rapport ~ la fibre moyenne soit la meme qu~avec le pro-fil unique 9 de l'art anterieur. On pourra ainsi utiliser des organes d'ouverture et de fermeture non surdimensionnes par rap-port ~ ceux qulauraient nécessite les profils antérieurs 9.
Sur la figure 2, qui est une vue en coupe d~un des couples (6, 7) constituant une des directrices mobiles de llin-vention, on voit que les profils (6, 7) sont reunis par deux pla-teaux dlextremite (12, 14) ainsl qu'avantageu.sement par au moins une entreprise 13. L~ensemhle es-t rendu mobile de maniere clas-sique par l'intermediaire de deux tourillons (10, 11) situes se-lon l'axe 8.
Comme on le voit sur la partie inferieure droite de la figure 1, qui represente deux couples (6', 7' et 6l', 77') de directrices mobiles orientees en position de fermeture, la ferme-ture s'effectue sur les profils ~6', 6") situes le plus pres de la roue 2. On obtient ainsi une surface de fermeture pratique-ment lisse et situee très pres de la roue, ce qui permet de li-miter au maximum la puissance de barbotage au d.emarra~e en ~ompa, On voit qu~avec les directrices (6, 7) dë l~invention, la section de passage de l~eau est notablement plu5 grande qula-vec un profil plein (9) de l~art anterieur, ce qui permet, a di-` ~5~35 ~
mensions de ~achln~ égales~ de passer un d~bit plus ~randt donc de fournir une pulssance supérieure lors~ue les machines fonc-tionnent en turbine. Par ailleurs, les extremites sont tras minces, ce qui evite, aussi bien dans le scns turbine que dans le sens pompe, la creation de sillaqes et de tourbillons.
Claims (4)
1.- Organe de distribution de fluide pour machine hydroélectrique, ledit organe étant du type comportant une partie mobile orientable constituée de directrices mobiles, caractérisé en ce que chaque directrice mobile est constituée par deux profils minces substantiellement parallèles et dont le contour extérieur est approximativement inscrit dans celui du profil plein qui correspondrait à un profil de directrice mobile d'une seule pièce de même rôle.
2.- Organe de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit contour extérieur des deux profils minces est légèrement plus large que celui dudit profil plein, et en ce que les dimensions desdits profils minces sont telles que leur inertie géométrique par rapport à la fibre moyenne ait la même valeur que celle qu'elle aurait avec ledit profil plein.
3.- Organe de distribution selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits profils minces sont reliés par deux plateaux et une ou plusieurs entretoises.
4. Organe de distribution selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que lesdites directrices mobiles sont positionnées de manière à se fermer sur les profils situés le plus près de la roue de la machine.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8012032A FR2485102A1 (fr) | 1980-05-30 | 1980-05-30 | Organe de distribution pour machine hydroelectrique de haute chute |
| FR80-12032 | 1980-05-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1154351A true CA1154351A (fr) | 1983-09-27 |
Family
ID=9242518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA000378606A Expired CA1154351A (fr) | 1980-05-30 | 1981-05-29 | Organe de distribution pour machine hydroelectrique de haute chute |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AR (1) | AR225963A1 (fr) |
| BR (1) | BR8103232A (fr) |
| CA (1) | CA1154351A (fr) |
| FR (1) | FR2485102A1 (fr) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5207559A (en) * | 1991-07-25 | 1993-05-04 | Allied-Signal Inc. | Variable geometry diffuser assembly |
| DE59205387D1 (de) * | 1991-09-19 | 1996-03-28 | Asea Brown Boveri | Axialdurchströmte Turbine |
| FR2958967B1 (fr) * | 2010-04-14 | 2013-03-15 | Turbomeca | Procede d'adaptation de debit d'air de turbomachine a compresseur centrifuge et diffuseur de mise en oeuvre |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR501182A (fr) * | 1914-02-02 | 1920-04-06 | Escher Wyss & Cie Const Mec | Appareil directeur pour turbines hydrauliques "francis" |
| GB1116727A (en) * | 1965-01-25 | 1968-06-12 | Hitachi Ltd | A pump or a reversible pump-turbine of the francis type |
| FR1542344A (fr) * | 1967-11-07 | 1968-10-11 | Voest Ag | Roue fixe pour turbines de pompage |
-
1980
- 1980-05-30 FR FR8012032A patent/FR2485102A1/fr active Granted
-
1981
- 1981-05-25 BR BR8103232A patent/BR8103232A/pt unknown
- 1981-05-26 AR AR285454A patent/AR225963A1/es active
- 1981-05-29 CA CA000378606A patent/CA1154351A/fr not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2485102A1 (fr) | 1981-12-24 |
| AR225963A1 (es) | 1982-05-14 |
| BR8103232A (pt) | 1982-02-16 |
| FR2485102B1 (fr) | 1982-07-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MKEX | Expiry |