Turbine Pelton La présente invention a pour objet une turbine Pelton à axe vertical, comprenant un dispositif de renvoi de l'eau de sortie sous la roue.
Comme on le sait, une certaine hauteur doit être laissée entre la roue et le niveau aval de l'eau sous une turbine Pelton à axe vertical, ceci pour éviter des chutes de rendement dues au rejaillissement de l'eau de sortie de la roue venant frapper le niveau du plan d'eau aval et rebondissant contre la roue.
On aurait avantage à diminuer le plus possible cette différence de niveau entre la roue et le plan d'eau aval, étant donné que toute diminution de cette hauteur constitue un gain sur la chute d'eau dispo nible. A part ce gain sur la chute d'eau disponible, une diminution de cette hauteur entre le plan d'eau aval et la roue de turbine permettrait de réduire les frais de construction et notamment les frais de génie civil.
La turbine Pelton selon l'invention tend à rendre possibles les avantages énumérés ci-dessus. Elle est caractérisée par le fait que le dispositif de renvoi de l'eau de sortie sous la roue présente un profil dont la partie périphérique au moins est sensiblement dans un plan parallèle au plan médian de la roue.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de turbine Pelton à axe vertical selon l'invention.
En référence au dessin, cette turbine Pelton com prend une roue 1 présentant les aubes classiques 2 en forme de poches. Cette roue 1 est fixée à l'extré mité inférieure d'un arbre vertical 3 guidé dans un palier 4. Ce palier 4 est porté par un fond supérieur 5 reposant lui-même sur l'extrémité supérieure de colonnes 6. Ces colonnes 6 prennent appui, par leur extrémité inférieure, sur la face supérieure, sensible ment horizontale d'un massif de béton 7 faisant partie de l'aeuvre de génie civil de l'usine hydro-électrique, dans laquelle est montée la turbine Pelton.
L'arrivée de la conduite forcée alimentant cette turbine est représentée en 8. Cette conduite forcée 8 alimente un ou plusieurs injecteurs 9 dont le jet est destiné à atteindre tangentiellement la roue 1. Dans la disposition représentée au dessin, le canal de sortie de l'eau est représenté par un bassin 10 s'étendant sous la conduite forcée 8. Un canal cir culaire 11 est ménagé autour du massif de béton 7 situé sous la périphérie de la roue 1. Ce canal cir culaire 11 débouche latéralement dans le bassin 10. Le niveau du plan d'eau aval 12 est fixé au-dessous du niveau du massif de béton 7 sous la périphérie de la turbine. Pour éviter le rejaillissement de l'eau de sortie, cette turbine comprend un dispositif de renvoi radial de l'eau de sortie.
Ce dispositif com prend un déflecteur ou guide-eau 13 en forme de corps de révolution, dont la partie supérieure 14 est disposée à proximité immédiate de la roue 1. Le diamètre de cette partie supérieure 14 correspond sensiblement au diamètre de la jante de la roue 1 aux pieds des aubes 2. Le bord inférieur 15 de ce déflecteur 13, qui est d'un diamètre au moins égal au diamètre externe des aubes 2 de la roue, vient prendre appui sur le massif de béton 7 qui prolonge son profil périphérique sensiblement dans un plan parallèle au plan médian de la roue.
Ce déflecteur ou guide-eau 13, en coopération avec le plan supérieur du massif de béton 7, a pour but de renvoyer radialement vers le canal circu laire 11 et le bassin 10 l'eau sortant des aubes 2 de la roue 1. Ce déflecteur ou guide-eau 13 a une forme approchant sensiblement celle du guide-eau 16 disposé entre la roue de turbine 1 et le fond supé rieur 5.
La présence de ce déflecteur ou guide-eau 13, dont le profil est prolongé périphériquement par un plan sensiblement horizontal, permet de réduire nota blement la hauteur entre le plan d'eau aval 12 et la roue de turbine 1, étant donné qu'il évite toute pos sibilité de rejaillissures de l'eau pouvant rebondir contre la roue 1 et réduire le rendement de celle-ci.
Comme le montre le dessin et pour faciliter le démontage de la roue 1 en cas de révision de celle-ci, le massif de béton 7 est de forme annulaire, son vide central constituant un puits 17 sous le déflec teur 13. Ce puits 17 communique avec un tunnel 18 débouchant dans un puits extérieur 19 permettant la sortie de la roue 1 pour sa révision.
Pour la visite de la roue 1, une porte 20 est pré vue dans le massif de béton 21 entourant la chambre de turbine. Une passerelle 22 permet le passage, de cette porte 20 au-dessus du canal 11, pour atteindre le plan supérieur du massif de béton 7. Une telle dis position, qui supprime tout puits aval de réception de l'eau de sortie, de profondeur importante, disposé directement sous la turbine 1, permet de réduire les risques d'accidents ou de chutes dans ce bassin aval, étant donné que le personnel visitant la turbine peut effectuer son travail en se déplaçant directement sur le massif de béton 7.
Bien entendu, préliminairement au démontage de la roue 1, le déflecteur 13 doit être démonté. Ce déflecteur 13 peut être démonté soit en une pièce pour être escamoté dans le puits 17, le tunnel 18 et le puits de sortie 19, soit en plusieurs seg ments. Dans ce dernier cas, ces segments pourraient être réunis entre eux par des brides disposées à l'in térieur du corps de révolution que forme le déflec teur 13, brides maintenues ensemble par des boulons que l'on pourrait atteindre à partir du puits 17. Le démontage de la roue 1 et du déflecteur<B>1.3</B> peut se faire sans qu'il soit nécessaire d'obturer par batar- deaux le canal d'évacuation.
Pelton Turbine The present invention relates to a Pelton turbine with vertical axis, comprising a device for returning the outlet water under the wheel.
As we know, a certain height must be left between the impeller and the downstream level of the water under a Pelton turbine with vertical axis, this to avoid drops in efficiency due to the splashing of the water leaving the impeller coming from hitting the level of the downstream body of water and bouncing against the wheel.
It would be advantageous to reduce as much as possible this difference in level between the wheel and the downstream water body, given that any reduction in this height constitutes a gain in the available waterfall. Apart from this gain in the available waterfall, a reduction in this height between the downstream body of water and the turbine wheel would make it possible to reduce construction costs and in particular civil engineering costs.
The Pelton turbine according to the invention tends to make possible the advantages listed above. It is characterized by the fact that the device for returning the outlet water under the wheel has a profile, the peripheral part of which at least is substantially in a plane parallel to the median plane of the wheel.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of a Pelton turbine with a vertical axis according to the invention.
With reference to the drawing, this Pelton com turbine takes a wheel 1 having the conventional blades 2 in the form of pockets. This wheel 1 is fixed to the lower end of a vertical shaft 3 guided in a bearing 4. This bearing 4 is carried by an upper base 5 itself resting on the upper end of columns 6. These columns 6 take support, by their lower end, on the upper face, substantially horizontal ment of a concrete block 7 forming part of the civil engineering work of the hydroelectric plant, in which the Pelton turbine is mounted.
The arrival of the penstock supplying this turbine is shown at 8. This penstock 8 supplies one or more injectors 9, the jet of which is intended to tangentially reach the wheel 1. In the arrangement shown in the drawing, the outlet channel of the The water is represented by a basin 10 extending under the penstock 8. A circular channel 11 is formed around the concrete block 7 located under the periphery of the wheel 1. This circular channel 11 opens laterally into the basin 10 The level of the downstream body of water 12 is fixed below the level of the concrete block 7 under the periphery of the turbine. To prevent the outlet water from spilling out, this turbine comprises a device for radial return of the outlet water.
This device comprises a deflector or water guide 13 in the form of a body of revolution, the upper part 14 of which is placed in the immediate vicinity of the wheel 1. The diameter of this upper part 14 corresponds substantially to the diameter of the rim of the wheel. 1 at the roots of the blades 2. The lower edge 15 of this deflector 13, which has a diameter at least equal to the external diameter of the blades 2 of the wheel, comes to rest on the concrete block 7 which extends its peripheral profile substantially in a plane parallel to the median plane of the wheel.
The purpose of this deflector or water guide 13, in cooperation with the upper plane of the concrete block 7, is to return radially towards the circular channel 11 and the basin 10 the water leaving the blades 2 of the impeller 1. This deflector or water guide 13 has a shape substantially similar to that of the water guide 16 arranged between the turbine wheel 1 and the upper base 5.
The presence of this deflector or water guide 13, the profile of which is extended peripherally by a substantially horizontal plane, makes it possible to significantly reduce the height between the downstream water plane 12 and the turbine wheel 1, given that it avoids any possibility of water splashing back onto the wheel 1 and reducing the efficiency of the latter.
As shown in the drawing and to facilitate the disassembly of the wheel 1 in the event of an overhaul of the latter, the concrete block 7 is annular in shape, its central void constituting a well 17 under the deflector 13. This well 17 communicates with a tunnel 18 opening into an outer well 19 allowing the exit of the wheel 1 for its revision.
For the visit of the wheel 1, a door 20 is provided in the concrete block 21 surrounding the turbine chamber. A footbridge 22 allows the passage of this door 20 above the channel 11, to reach the upper plane of the concrete block 7. Such a position, which eliminates any downstream well for receiving the outlet water, deep important, placed directly under the turbine 1, reduces the risk of accidents or falls in this downstream basin, given that the personnel visiting the turbine can perform their work by moving directly on the concrete block 7.
Of course, prior to dismantling the wheel 1, the deflector 13 must be removed. This deflector 13 can be dismantled either in one piece to be retracted into the shaft 17, the tunnel 18 and the outlet shaft 19, or in several segments. In the latter case, these segments could be joined together by flanges arranged inside the body of revolution formed by the deflector 13, flanges held together by bolts which could be reached from the well 17. The wheel 1 and the deflector <B> 1.3 </B> can be dismantled without having to block the discharge channel with boats.