CH103505A - Hydraulic turbine. - Google Patents

Hydraulic turbine.

Info

Publication number
CH103505A
CH103505A CH103505DA CH103505A CH 103505 A CH103505 A CH 103505A CH 103505D A CH103505D A CH 103505DA CH 103505 A CH103505 A CH 103505A
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
turbine
axis
flow
duct
vanes
Prior art date
Application number
Other languages
French (fr)
Inventor
Company Allis-Ch Manufacturing
Original Assignee
Allis Chalmers Mfg Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allis Chalmers Mfg Co filed Critical Allis Chalmers Mfg Co
Publication of CH103505A publication Critical patent/CH103505A/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03BMACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/08Machine or engine aggregates in dams or the like; Conduits therefor, e.g. diffusors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Description

  

  Turbine hydraulique.    La présente invention concerne les tur  bines     hydrauliques        chi    type ayant un rotor  qui décharge clans une direction substantielle  -nient parallèle à     l'axe,du    rotor et comportant  un conduit     -de    décharge faisant ,dévier le cou  rant, de façon à     changer    la     décharge    axiale  en un     to.urant    ayant une :direction s'éloignant  de l'axe .de la turbine.  



  La turbine suivant l'invention comporte  une série d'aubes     @direttriees    réglables pla  cées     clans    la partie faisant dévier le courant  du conduit de décharge.  



  Grâce à cette disposition il est possible de       changerd'une        façon.        graduelle    la direction de  l'écoulement -de l'eau déchargée d'une roue       mobile    de turbine et en amortir     graduellement     la     vitesse,    augmentant -ainsi au     inaximi.-tm    le  rendement de     la,    turbine.  



  Sur le dessin     ci-joint,    qui représente, à  titre d'exemple, plusieurs formes     d'exécution          -de.    l'invention:       Fig.    1 est une coupe verticale, schéma  tique, par l'axe, d'une turbine hydraulique à  a<B>,</B>     bre    vertical et<B>à</B>     tanal    ouvert, représentant  r    un     dispositif    d'aspiration à aubes :directrices       ajustables;

            Fig.    2 est une vue     similaire    à     fii.   <B>1,</B> d'une  autre turbine représentant un     dispositif    d'as  piration avec     aubes    directrices     ajustables.     



  La turbine     hydraulique    représentée dans  la     fi:g.    1     comprend    un rotor, ou roue mobile,  à grande vitesse 1     consistant    en une série       ,d'aubes    .assujetties à l'arbre vertical     principal     2 et s'étendant vers l'intérieur     j.usqu'aussi     près que possible :de luxe :de -cet arbre.

   Les  aubes de turbine s'étendent vers l'extérieur  dans une direction     générale    radiale et sont  pourvues d'une couronne     assujettie    à leurs ex  trémités     externes.    La turbine hydraulique     ic-          présentée    à la     fig.    2 est ,également du type  à     grande        vitesse    mais diffère de celle repré  sentée à la     fig.    1 en ce que le rotor 18 est  du type à écoulement purement axial, -dans  lequel l'écoulement du     liquide    en     des    endroits  directement adjacents tant aux arêtes avant,  ou d'entrée,

   qu'aux     arêtes    arrière, ou -de sor  tie,     -des    .aubes ,du rotor est axial.  



  L'eau arrive à la     turbine    par un bief ou  canal d'amont ouvert, 4, à travers un distri-           buteur,    constitué par     suie    :série d'aubes direc  trices     .a:justables,    3, de la     @disposition    usuelle.  Ces aubes directrices sont disposées avec  leurs axes     d'oscillation        s'étendant    parallèle  ment à l'arbre 2 et elles sont montées dans le  corps fixe de la turbine. La partie interne,  14, de la paroi supérieure de     la.    bâche d'eau  présente une forme convergente de haut en  bas, ou sensiblement tronconique, comme cela  est représenté au dessin.

   La paroi :convergente  14 sert     @de    moyen pour diriger les courants  tourbillonnants, avançant. vers l'intérieur,  sortant des aubes .directrices 3 :dans l'espace  de transition situé en avant :de la roue mobile  et     change    la direction     daïvancement    -de la,       masse    :d'eau tourbillonnante, passant à tra  vers l'espace -de transition, d'une direction  perpendiculaire à l'axe .de la turbine à. une  direction parallèle à cet .axe.

   Le :degré de  changement de :direction de l'écoulement     clu     courant tourbillonnant     dépend    :de la courbure  et de la longueur de la     surface    :directrice (le  la partie     supérieure    14 de la paroi, mesurée  dans     des    plans radiaux. Dans tous les cas,  l'entrée dans la chambre ,de la roue mobile se  fait     de    dehors en dedans au :delà     :des    aubes  directrices 3, avec un tourbillonnement, et  peut avoir lieu en un endroit directement  adjacent aux arêtes d'entrée des aubes de  cette roue, selon la forme de ces aubes.  



  La décharge     .de    la roue mobile, 1,     de        la          turbine    est de préférence ,dirigée de haut en  bas, sensiblement :suivant l'axe, en un en  droit directement     adjacent    .aux arêtes de sor  tie des aubes de la, roue, et peut se faire soit  dans le sens de rotation de la. roue, soit en       sens    inverse, soit dans des plans radiaux pas  sa-nt par l'axe     @de    la turbine. Bien due cette  dernière -condition d'écoulement soit celle que  l'on recherche habituellement, il est rarement  possible de l'obtenir .dans des     installations     industrielles.

   L'écoulement .de l'eau à la sor  tie passe de la direction axiale, en un endroit  directement     adjacent    à la roue mobile 1, à  une     :direction    allant en     s'éloignant    ,île l'axe et  dans un plan     sensiblement        perpendiculaire    à  l'axe de la turbine, immédiatement après       qu'elle    a quitté les arêtes arrière, ou de sor-         tie,    des aubes, au moyen .d'un     conduit    annu  laire 6, ,dirigé de     dedans    en dehors, entourant  le noyau     conoïdal    5.

   Comme cela est repré  senté, l'axe du conduit annulaire 6 coïncide  avec l'axe de la turbine et, par suite, ce con  duit est symétrique par rapport à :ce dernier  axe. La partie supérieure :du noyau     conoïd.al     symétrique 5, qui est entouré par     le        conduit     annulaire 6, offre une portée pour la partie       inférieure    :de l'arbre 2.

   Le conduit 6 est cons  truit     @de    telle sorte que, outre qu'il dirige de  dedans en dehors l'écoulement à la     sortie,    il  commence à amortir la vitesse de cet écoule  ment, mais ne l'amortit pas     complètement.     Toutefois, cette formation .du :conduit 6     n'est     pas     essentielle    et les     co:ndi.tions    peuvent être  telles qu'un amortissement de la     vitesse    d'é  coulement dans le     .conduit    6 n'est pas -dési  rable.  



  L'extrémité de sortie du conduit diffu  seur annulaire 6 communique directement  avec     l'entrée    annulaire :de la chambre     spir.a-          loï:de    7. L'extrémité de sortie, tangentielle  ment disposée, du conduit ou chambre     spira-          loïde    7 communique avec un conduit     ;Féva-          cuation    8,     aboutissant    au canal de fuite non  représenté. Les conduits     successifs    6, 7 et 8  sont en libre     communication    et forment un  passage continu pour emmener l'eau     @de    la:  turbine.

   La :chambre     spiraloïde    7 présente  une section     croissante    en avançant autour de  la spirale :et elle est proportionnée de telle  sorte qu'elle continue à amortir     gTaduelle-          ment,    c'est-à-dire sans ,changement     brusque,     la vitesse     d'écoulement    de l'eau qui lui est  livrée par le.     conduit    6.

   L'amortissement de  la vitesse d'écoulement- dans la chambre 7 est  de     préférence    poussé à un point tel que l'eau  livrée au     conduit    8 ne :conserve qu'une vi  tesse juste suffisante pour produire un écoule  ment     @d:ans    le :canal de fuite. Dans la     @dis-          position    représentée,     l'amortissement    final de  la vitesse d'écoulement     s'accomplit    dans le  conduit 8, mais :cet amortissement     final        peut     aussi, :dans certains cas, s'accomplir dans la.       ,chambre        sp.iraloide    7.  



  Dans la     construction    représentée aux       fig.    1, 2,     des    aubes     :directrices        ajustables    9,      sont prévues dans le conduit 6,     dans    le but  soit de     changer    la     direction        *,de    la     sortie    de  l'avant à l'arrière par rapport au sens de ro  tation !de la roue     mobile    1, soit     simpl#nent,     de faire varier légèrement cette direction de  sortie.

   Ces     aubes        directrices    9 sont     rendues          ajustables    en prévoyant des pivots à leurs       extrémités    opposées et en raccourcissant     -ces     aubes     suffisamment    pour assurer le jeu néces  saire, en des endroits adjacents aux pivots,  entre les     extrémités    -des     aubes    9 et les     sur-          faices    en forme de tore du ,conduit 6, afin d e       permettre    le réglage voulu.  



  On notera que,     en,disposant    le tube d'as  piration sous la forme d'une spirale entou  rant l'axe de la turbine, un amortissement  efficace -de la vitesse d'écoulement peut être  produit et la hauteur totale -du tube     d'aspi-          ration    peut être réduite au minimum,     @ce    qui  supprime la nécessité de, prévoir une     infra-          structure    de fondation     ncoûteuse,comme    Belle  qui était     nécessaire    dans -des     installations    an  térieures     idu    même genre.

   En outre, la for  mation     spiralode    -du tube d'aspiration permet  un     amortissement    graduel ide la vitesse d'é  coulement dans un conduit relativement long,  7, l'étendue     latérale    du conduit collecteur 7  étant réduite au     minimum    en enroulant la  chambre d'amortissement autour -de l'axe de  la turbine,     aussi    près de la roue mobile 1     que     possible.

   Cette construction     supprime    l'in  convénient que - présentait l'étalement de la       construction    antérieure dont il a été question  .ci-dessus puisque, :dans .cette     construction,    une  largeur     considérable        était    nécessaire afin -d'a  mortir complètement la vitesse d'écoulement  dans la     courte        ,distance        verticale    qui est     @d.ési-          r.able.    Les turbines avec tubes d'aspiration       spiraloïdes    peuvent, par conséquent, être pla  cées plus près les unes des .autres,

   ce qui ré-    duit au minimum la surface de plancher  nécessaire.  



  La     -chambre        spiraloïde    7, 12,     sera.,        dans     chaque cas, formée -dans le sens     voulu    pour       correspondre    au sens !de     rotation        @de    la roue  mobile et à la     idirection    de l'écoulement à la  sortie.

   Les aubes     -directrices    9 peuvent être       utilisées    pour changer la direction :de l'écoule  ment à la sortie     afin,de    se     conformer    au sens  d'enroulement     fie-la    spirale employée et on  peut également     les        utiliser    pour mieux diri  ger l'écoulement dans la chambre collectrice.



  Hydraulic turbine. The present invention relates to chi type hydraulic turbines having a rotor which discharges in a direction substantially parallel to the axis of the rotor and comprising a discharge duct which deflects the current so as to change the axial discharge. in a to.urant having a direction away from the axis .de the turbine.



  The turbine according to the invention comprises a series of adjustable @direttriees vanes placed in the part which deflects the current of the discharge duct.



  Thanks to this arrangement it is possible to change in any way. the direction of the flow of the water discharged from a moving turbine wheel and gradually dampen its speed, thus increasing to the maximum the efficiency of the turbine.



  In the accompanying drawing, which shows, by way of example, several embodiments of. the invention: Fig. 1 is a vertical section, schematic, by the axis, of a hydraulic turbine with a <B>, </B> bre vertical and <B> with </B> tanal open, representing a suction device vane: adjustable guide lines;

            Fig. 2 is a view similar to fii. <B> 1, </B> of another turbine representing a suction device with adjustable guide vanes.



  The hydraulic turbine shown in fi: g. 1 comprises a high speed rotor, or impeller, 1 consisting of a series of vanes attached to the main vertical shaft 2 and extending inward as closely as possible: of this tree.

   The turbine blades extend outwardly in a general radial direction and are provided with a crown secured to their outer ends. The hydraulic turbine shown in fig. 2 is also of the high speed type but differs from that shown in FIG. 1 in that the rotor 18 is of the purely axial flow type, in which the liquid flows at places directly adjacent both to the front or inlet edges,

   that at the rear edges, or -de output, -of the blades, of the rotor is axial.



  The water arrives at the turbine via an open reach or upstream channel, 4, through a distributor, made up of soot: series of directional vanes .a: adjustable, 3, of the usual arrangement. These guide vanes are arranged with their axes of oscillation extending parallel to the shaft 2 and they are mounted in the fixed body of the turbine. The internal part, 14, of the upper wall of the. water tank has a convergent shape from top to bottom, or substantially frustoconical, as shown in the drawing.

   The converging wall 14 serves as a means to direct the advancing swirling currents. inwards, coming out of the direction vanes 3: in the transition space located in front: of the moving wheel and changes the direction of advance - of the, mass: of swirling water, passing through to space - transition, from a direction perpendicular to the axis .de the turbine to. a direction parallel to this .axis.

   The: degree of change in: direction of flow of the swirling current depends on: the curvature and length of the surface: directrix (the upper part 14 of the wall, measured in radial planes. In all cases, entry into the chamber of the moving wheel is made from outside to inside beyond: the guide vanes 3, with swirling, and can take place in a place directly adjacent to the entry edges of the vanes of this wheel, depending on the shape of these blades.



  The discharge .de the movable wheel, 1, of the turbine is preferably directed from top to bottom, substantially: along the axis, in a straight line directly adjacent. To the exit edges of the blades of the, wheel, and can be done either in the direction of rotation of the. wheel, either in the opposite direction or in radial planes not sa-nt by the axis @de the turbine. Of course this last -condition of flow is that which one usually seeks, it is seldom possible to obtain it. In industrial installations.

   The flow of water at the outlet passes from the axial direction, at a location directly adjacent to the movable wheel 1, to a direction going away, the axis and in a plane substantially perpendicular to the axis of the turbine, immediately after it has left the rear or exit edges of the vanes, by means of an annular duct 6,, directed from in to out, surrounding the conoidal core 5 .

   As shown, the axis of the annular duct 6 coincides with the axis of the turbine and, consequently, this duct is symmetrical with respect to: the latter axis. The upper part: of the symmetrical conoidal core 5, which is surrounded by the annular duct 6, offers a bearing for the lower part: of the shaft 2.

   The duct 6 is constructed in such a way that, apart from directing the flow from inside to outside at the outlet, it begins to dampen the speed of this flow, but does not dampen it completely. However, this formation .du: conduit 6 is not essential and the co: ndi.tions may be such that a damping of the flow rate in the .conduit 6 is not -desi rable.



  The outlet end of the annular diffuser duct 6 communicates directly with the annular inlet: of the spiral chamber: of 7. The outlet end, tangentially arranged, of the duct or spiral chamber 7 communicates with a duct; Vent 8, leading to the leakage channel, not shown. The successive conduits 6, 7 and 8 are in free communication and form a continuous passage for taking water from the: turbine.

   The: spiraloid chamber 7 has an increasing section as it advances around the spiral: and it is proportioned so that it continues to damp gTadually, that is to say without, abrupt change, the flow velocity of water delivered to it by the. led 6.

   The damping of the flow velocity in chamber 7 is preferably pushed to such a point that the water delivered to duct 8 only retains a speed just sufficient to produce a flow @d: years : leakage channel. In the arrangement shown, the final damping of the flow velocity takes place in the conduit 8, but: this final damping can also,: in certain cases, be achieved in the. , iraloide chamber 7.



  In the construction shown in Figs. 1, 2, vanes: adjustable guides 9, are provided in the duct 6, with the aim of either changing the direction *, from the outlet from the front to the rear in relation to the direction of rotation! Of the wheel mobile 1, or simply, to slightly vary this output direction.

   These guide vanes 9 are made adjustable by providing pivots at their opposite ends and by shortening -these vanes sufficiently to ensure the necessary clearance, in places adjacent to the pivots, between the ends of the vanes 9 and the shaped surfaces. toroid, conduit 6, to allow the desired adjustment.



  It will be noted that, by arranging the suction tube in the form of a spiral surrounding the axis of the turbine, effective damping of the flow velocity can be produced and the total height of the tube d. The suction can be reduced to a minimum, which eliminates the need for inexpensive foundation infrastructure, such as Belle which was required in earlier installations of the same kind.

   In addition, the spiral-shaped formation of the suction tube allows a gradual damping of the flow rate in a relatively long duct, 7, the lateral extent of the collecting duct 7 being reduced to a minimum by winding the flow chamber. damping around the axis of the turbine, as close to the movable wheel 1 as possible.

   This construction removes the inconvenience that - exhibited the spread of the earlier construction discussed above since,: in. This construction a considerable width was necessary in order to completely reduce the speed of flow in the short, vertical distance which is @ d.esi- sible. Turbines with spiral suction tubes can therefore be placed closer to each other,

   which minimizes the floor area required.



  The spiraloid chamber 7, 12 will, in each case, be formed in the desired direction to correspond to the direction! Of rotation @de the movable wheel and to the direction of the flow at the outlet.

   The guide vanes 9 can be used to change the direction: from the flow to the outlet in order to conform to the direction of winding to the spiral used and they can also be used to better direct the flow in the collecting chamber.

 

Claims (1)

REVENDICATION Turbine hydraulique du type ayant un rotor qui décharge dans une direction subs tantiellement parallèle à l'axe du rotor et comportant un conduit -de décharge faisant dévier le courant, de façon à changer la dé charge axiale en un courant ayant une direc tion s'éloignant @de l'axe de la turbine, cara.e- térisée en ce qu'une' série d'aubes directrices réglables est placée dans la partie faisant dé vier le courant du conduit :de décharge. CLAIM Hydraulic turbine of the type having a rotor which discharges in a direction substantially parallel to the axis of the rotor and having a discharge duct which deflects the current, so as to change the axial discharge into a current having a direction s 'away from the axis of the turbine, characterized in that a series of adjustable guide vanes is placed in the flow-deflecting portion of the discharge conduit. <B>SOUS-REVENDICATIONS:</B> 1 Turbine suivant la revendication, carac térisée en ce que les aubes :directrices :sont .disposées en une série .annulaire autour :de l'axe de la turbine et sont agencées de fa çon dc pouvoir être réglées simultanément. 2 Turbine suivant la revendication et la sous- revendication 1, caractérisée en ce qu'une chambre collectrice en spirale est prévue qui reçoit l'eau quittant la région .des aubes -directrices réglables. <B> SUB-CLAIMS: </B> 1 Turbine according to claim, charac terized in that the blades: guide: are. Arranged in an .annular series around: the axis of the turbine and are arranged in a manner dc can be adjusted simultaneously. 2. Turbine according to claim and sub-claim 1, characterized in that a spiral collecting chamber is provided which receives the water leaving the region of the adjustable guide vanes.
CH103505D 1922-03-01 1922-03-01 Hydraulic turbine. CH103505A (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH103505T 1922-03-01

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH103505A true CH103505A (en) 1924-03-01

Family

ID=4362258

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH103505D CH103505A (en) 1922-03-01 1922-03-01 Hydraulic turbine.

Country Status (1)

Country Link
CH (1) CH103505A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1628116B1 (en) * 1966-12-15 1970-11-26 Voest Ag Impeller for a pump turbine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1628116B1 (en) * 1966-12-15 1970-11-26 Voest Ag Impeller for a pump turbine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2798680C (en) Vortex generators for generating vortices upstream of a cascade of compressor blades
EP3377732B1 (en) Front part of a turbomachine
CA2694073C (en) Hydraulic machine including means for injecting a flow drawn from a main flow
EP2179163B1 (en) Chevron for a nozzle, corresponding nozzle and turboreactor
EP1482160A1 (en) Noise reducing nozzle for a jet engine
FR2491149A1 (en) LOBE MIXER FOR GAS TURBINE
FR2726324A1 (en) HELICOID FAN FOR THE RADIATOR OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
FR2969692A1 (en) TURBINE HAVING EXHAUST PANEL
FR3036139A1 (en) TURBOMACHINE COMPRISING A LOBE MIXER WITH ECOPES.
FR2536460A1 (en) IMPROVED COMPACT DIFFUSER, PARTICULARLY SUITABLE FOR HIGH-GAS GAS TURBINES
CH103505A (en) Hydraulic turbine.
WO2009138597A1 (en) Dual-flow turbine engine for aircraft with low noise emission
FR2669687A1 (en) Axial-flow compressor
FR2473624A1 (en) TURBINE EXHAUST TUBE
FR2978201A1 (en) TURBINE EXHAUST DEVICE
FR2978200A1 (en) LOW PRESSURE TURBINE EXHAUST DIFFUSER WITH TURBULATORS
EP3977013A1 (en) Pre-vaporizing pipe, combustion assembly provided therewith and turbomachine provided therewith
EP3367840B1 (en) Hairdryer with improved acoustic performance
FR3001501A1 (en) Double adjustment turbine e.g. Kaplan turbine, for use in installation of hydraulic transformation of mechanical energy or electrical energy, has blades, where one blade includes lip that extends along section on side from back of plate
EP2166285B1 (en) Mischer für Kessel
CH493735A (en) Steam turbine stage supplied with wet steam
EP3344879B1 (en) Design of the trailing edge skeleton angle of struts crossing the secondary flow of a turbomachine with bypass flow
BE658264A (en)
FR2461837A1 (en) BLOWER HOUSING WITH TRANSVERSAL CURRENT, ESPECIALLY FOR USE AS A ROOF FAN
CH85118A (en) Suction device for hydraulic turbines and others.