Machine hydraulique La présente invention a pour objet urge machine hydraulique comprenant une roue de turbine, de pom- pe ou de turbine-pompe respectivement, munie de joints soumis à une circulation d'eau d'arrosage ou de fuite,
une vanne-fourreau étant disposée pour séparer l'espace dans lequel tourne la roue de la bâche d'alimentation respectivement de réception de ;l'eau afin de permettre d'entraîner la roue en régime dénoyé .
Cette machine hydraulique est caractérisée par le fait qu'un passage est aménagé dans le fourreau pour permettre l'évacuation de l'eau d'arrosage ou de fuite.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution de la machine hydraulique selon l'invention.
La Fig. 1 est une vue en coupe axiale de la moitié gauche d'une turbine-pompe dans sa position de fonc tionnement en pompe, alors que la fig. 2 est une vue en coupe axiale de la moitié droite de cette même machine dans sa position de fonc- rionrrement en turbine.
En réfërence au dessin, la machine hydraulique re présentée est une turbine-pompe, c'est-à-dire une machi ne hydraulique comprenant une roue de turbine 1 accouplée à une roue de pompe 2, les deux roues 1 et 2 étant fixées à la bride d'extrémité 3 d'un arbre 4. Une même bâche 5 sert, d'une part, à l'alimentation en eau de la turbine 1 et, d'autre part, à la réception de l'eau refoulée par la pompe 2. Bien entendu, des moyens sont prévus pour isoler l'espace dans lequel tourne respec tivement chaque roue 1 et 2 de la bâche 5, selon que c'est l'une ou l'autre des roues qui est en fonction.
Ces moyens comprennent en l'occurence deux vannes-four- reaux 6, respectivement 7. La vanne-fourreau 6 est dis posée en aval d'un distributeur 8 à aubes orientables dont est munie la turbine. Cette vanne-fourreau 6 n'est donc pas utilisée pour le réglage de la marche de la tur bine, réglage effectué par le distributeur 8, mais bien uniquement pour obturer l'amenée d'eau â la roue 1 de façon étanche lorsqu'elle est amenée dans la position représentée à la fig. 1.
On voit que dans cette position, l'extrémité 9 du fourreau vient prendre appui contre une garniture d'étanchéité 10 disposée dans le fond su périeur 11 de la turbine. Dans la position représentée à la fig. 1, la roue 1 se trouve dans un espace vide d'eau ou dénoyé , alors que la roue de pompe 2, elle, se trouve en position de fonctionnement.
La vanne-four- reau 7 permet donc également d'isoler l'espace dans lequel tourne la roue de pompe 2 de la bâche 5, lorsque cette vanne-fourreau 7 est amenée, par ses servo- moteurs de commande, dans la position représentée à la fig. 2.
Dans cette position, l'extrémité 12 du fourreau 7 vient prendre appui contre une garniture d'étanchéité 13 disposée dans le fond inférieur 14 de la pompe.
Lorsque soit l'une, soit l'autre des roues de turbine 1, respectivement de pompe 2. est entraînée en rotation en régime dénoyé , il est nécessaire de soumettre les joints de ces roues à un arrosage d'eau de refroidisse- ment. Pour éviter une perte de rendement de la machine due à une accumulation de cette eau de refroidissement, il est nécessaire de prévoir des moyens d'évacuation rapide de cette eau, en évitant le plus possible son ruis sellement sur des parties tournantes.
C'est précisément dans ce but que les vannes-fourreaux 6, respectivement 7 de la machine hydraulique décrite présentent un pas sage 15, respectivement 16 pour permettre l'évacuation de l'eau d'arrosage et de refroidissement des joints. Ces passages 15, respectivement 16 sont en fait créés entre le corps cylindrique du fourreau 6, respectivement 7 et un cylindre 17, respectivement 18 doublant le corps des fourreaux 6, respectivement 7 sur la face de ceux-ci opposée à celle supportant la haute pression.
Les dimen sions du cylindre 17 sont choisies de sorte qu'un espace annulaire constituant le passage 15 subsiste entre le corps du fourreau 6 et le cylindre 17. Des entretoises 19 rénissent le cylindre 17 au corps du fourreau 6. Il en est de même pour la vanne-fourreau 7 dont le corps est réuni par des entretoises 20 au cylindre 18 de manière à laisser un espace annulaire entre les pièces 7 et 18, espa ce constituant le passage 16.
Des chambres 21 sont aménagées entre les fonds 11 et 14 de la machine hydraulique. Des canaux 22 font communiquer ces chambres 21 avec la zone dans laquelle se déplace la vanne-fourreau 7. Une- conduite 23 met les chambres 21 en communication avec l'exté rieur. Une vanne 24 permet la fermeture de cette con duite 23 lorsque la pompe 2 est en fonctionnement.
Des canaux 25 mettent en communication ces cham bres 21 avec la zone dans laquelle se déplace la vanne fourreau 6 de la turbine. Une conduite 26 commandée., par une vanne 27.permet l'évacuation .à l'extérieur de l'eau récoltée dans le carter 37 de la vânne fourreau 6: En principe, une arrivée d'eau d'arrosage 28 est pré vue dans la zone du joint 29 de la pompe 2 et une autre arrivée d'eau d'arrosage est prévue en 30 dans la zone du joint 31 de la turbine 1.
Le fonctionnement de la machine hydraulique décri te ci-dessus en regard du dessin annexé se fait de la ma nière suivante Lorsque la machine fonctionne en pompe, comme représenté à la fin. 1, la vanne-fourreau 7 :de la pompe se trouve en position ouverte alors que la vanne-four- reau 6 de la turbine est fermée.' La vanne 24 de la con duite d'évacuation 23 est également fermée alors que la vanne 27 commandant la conduite 26 est ouverte.
Lorsque la machine est en fonctionnement comme indiqué ci-dessus, de l'eau s'écoule par les canaux 22 en direction des chambres 21. Cette eau s'infiltre notam ment dans les labyrinthes 32 disposés entre les fonds 11 et 14 de la machine et la partie centrale de la roue de pompe 2. Cette eau ne pouvant s'échapper par la con duite 23; s'écoule d'abord au travers du joint 36, puis par les canaux 25 et le passage annulaire 15 de la van ne-fourreau 6 dans le carter 37 d'où cette eau est éva cuée parla- conduite 26. L'eau d'arrosage amenée en 30 vient refroidir le joint 31 de la turbine 1. Une partie de cette eau d'arrosage s'écoule en direction du canal d'as piration 33 de la turbine alors qu'une autre partie de cette eau d'arrosage est récoltée dans le carter 37.
L'écoulement d'eau éventuel qui. pourrait se produire au joint 34 entre la roue de turbine 1 et le fond supé rieur 11 de celle-ci serait- plaqué par la force centrifuge contre la paroi interne du cylindre 17 et s'écoulerait le long de cette paroi en direction du carter 37. Pendant le fonctionnement en pompe. aucune arrivée d'eau d'ar rosage ne se fait au point 28. On voit par ce qui précè de que du fait de la disposition particulière du passage 15 dans la vanne-fourreau 6, la plus grande partie dé l'écoulement d'eau parasite se fait à travers ce passage 15,- ce qui évite tout -ruissellement défavorable- sur la. roue de turbine 1 en position dénoyée.
Lorsque la machine hydraulique fonctionne en tur bine, comme représenté à la fig. 2, la vanne-fourreau 6 est en position ouverte, alors que la vanne-fourreau 7 est fermée. Dans ce cas, aucune arrivée d'eau d'arrosa ge ne se fait au point 30, mais par contre, de l'eau -d'ar rosage est amenée au point 28 pour refroidir le joint ;29, la roue de pompe 2 étant dénoyée.
La vanne 27 est-fer- mée, alors que la vanne 24 est ouverte et permet l'éva cuation à l'extérieur de -l'eau d'arrosage s'écoulant dù joint 29 et par des canaux 35 dans le passage 16, les canaux-22, es chambres-21 et la conduite..23.
De nombreuses variantes d'exécution de cette machi ne hydraulique et, notamment du passage aménagé dans chaque fourreau 6, respectivement 7, pourraient être imaginées. Ainsi, au lieu de doubler le corps de chaque fourreau par un cylindre supplémentaire, il serait égale ment possible de percer des canaux axiaux dans l'épais-. seur du corps des vannes-fourreaux. Dans la description qui précède, il était plus particu lièrement question d'une machine hydraulique appelée turbine-pompe, car c'est dans le cas d'une telle machine que la disposition particulière décrite semble la plus favorable.
Toutefois, il est clair que cette disposition particulière peut également être appliquée à une turbine ou à une pompe indépendante munie d'une vanne-four- reau. .
Un autre avantage de la disposition décrite ci-dessus est que, en cas de fuite des joints 10, respectiveïriënt' 12 des vannes-fourreaux 6, respectivement 7, les cylindres 17, respectivement 18 forment écrans aux fuites sous pression et empêchent celles=ci d'atteindre -la\roue f,'res- pectiveinent 2.