CH629874A5 - Hydraulic machine - Google Patents

Description

  
 

**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.

 



  REVENDICATIONS
 1. Machine hydro-électrique à axe vertical fonctionnant en turbine, pompe, ou pompe-turbine, pour l'aménagement de basse chute de rivière, dont la chambre d'eau amont est ouverte, caractérisée en ce qu'elle est surmontée d'un manteau allongé entourant son axe de rotation, prenant appui à sa base contre un anneau solidaire de son enveloppe extérieure et s'étendant à son sommet jusqu'en une zone située au-dessus du niveau d'eau maximal de la chambre, le manteau isolant dans cette position la roue motrice de l'eau de la chambre et pouvant être déplacé vers le haut, sa base s'éloignant de sa surface d'appui et laissant passer sous lui l'eau lors du fonctionnement de la machine.



   2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la forme générale du manteau est cylindrique ou conique.



   3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manteau est, lors de déplacements, maintenu parallèle à lui-même par l'effet de deux mécanismes comprenant chacun deux leviers de même longueur articulés chacun, d'une part, au manteau et, d'autre part, à un point fixe, les quatre points d'articulation de chaque mécanisme étant, dans une vue en élévation, disposés selon un parallélogramme.



   4. Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le plus petit diamètre intérieur du manteau est supérieur au plus grand diamètre extérieur de la machine hydraulique, celle-ci pouvant ainsi etre montée et démontée en passant ses pièces verticalement à travers le manteau qui, reposant sur l'anneau d'appui solidaire de l'enveloppe extérieure de la machine hydraulique, isole son volume intérieur de l'eau de la chambre.



   5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les déplacements verticaux du manteau sont réglés en fonction de la puissance à produire lors du fonctionnement de la machine en turbine.



   6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un distributeur réglable comprenant des aubes directrices assurant le réglage de la machine hydraulique lors du fonctionnement en turbine, le manteau étant levé et placé dans une position suffisamment dégagée pour ne pas influencer le réglage.



   L'invention a pour objet une machine hydro-électrique à axe vertical fonctionnant en turbine, pompe ou pompe-turbine pour l'aménagement de basse chute de rivière, dont la chambre d'eau amont est ouverte.



   Les machines connues de ce genre comprennent, en plus d'une grille amont pour retenir les corps solides entraînés par l'eau, des bâtardeaux ou une vanne plane permettant de fermer le canal amont de la machine. Ces installations destinées à permettre d'arrêter la machine, de la vider et d'accéder aux organes mécaniques de la machine pour effectuer des travaux d'entretien sont de grande dimension, nécessitent des organes de manoeuvre et des ouvrages de génie civil importants et onéreux.



   Afin de remédier à ces inconvénients, la machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est surmontée d'un manteau allongé entourant son axe de rotation, prenant appui à sa base contre un anneau solidaire de son enveloppe extérieure et s'étendant à son sommet jusqu'en une zone située au-dessus du niveau d'eau maximal de la chambre, le manteau isolant dans cette position la roue motrice de l'eau de la chambre et pouvant être déplacé vers le haut, sa base s'éloignant de sa surface d'appui et laissant passer sous lui l'eau lors du fonctionnement de la machine.



   Il est ainsi possible d'équiper économiquement des basses chutes en rivières avec des machines hydrauliques qui, tout en étant extrêmement simples, bénéficient cependant des facilités nécessaires à leur exploitation rationnelle et à leur entretien.



   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exem
 ple, une forme d'exécution de l'invention et des variantes.



   La fig. 1 en est une vue en coupe longitudinale représentant une
 installation de basse chute où la turbine est une machine à roue
Kaplan, son manteau d'isolement étant cylindrique.



   La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale de la première variante dans laquelle le manteau est tronconique.



   La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de la seconde variante représentant une machine hydraulique du type Francis avec distributeur de réglage, le manteau étant cylindrique.



   D'une façon générale, I'installation hydraulique comprend un plan d'eau amont 1, un plan d'eau aval 2 et une grille 3 placée à l'amont évitant l'entrée de corps étrangers de trop grandes dimensions. L'eau de la machine hydraulique passe entre des entretoises fixes 4.



   Dans la variante de la fig. 3, ces entretoises 4 sont verticales, portées par le fond inférieur de la turbine. Le fond supérieur 27 de celle-ci porté par ces entretoises constitue le fond d'un distributeur réglable 26, commandé par des servomoteurs non représentés et porte le palier de guidage 28 de la machine. L'enveloppe extérieure de la machine hydraulique représentée par l'anneau extérieur 23 est scellée dans la maçonnerie de la construction. Cet anneau comprend un anneau d'appui 14, dont la face supérieure est horizontale, face sur laquelle le manteau s'appuie lorsque la machine est fermée.



   Dans les trois constructions représentées au dessin, la construction selon les fig. 1 et 2 est plus simple. La machine ne comprend pas de distributeur réglable. Un manteau d'étanchéité 5 de forme cylindrique 6, ou conique 7 s'étend depuis sa base 13 qui, lorsque la machine est arrêtée, appuie contre l'anneau 14jusque vers le sommet 8 qui se trouve au-dessus du niveau amont 1 de l'eau qui remplit la chambre 9. La roue motrice 10 est, dans le cas des fig. 1 et 2, une roue
Kaplan; elle peut être encore une roue Francis, comme représenté dans la fig. 3. Cette roue tourne autour d'un axe de rotation vertical 11. Le couple est transmis à la machine électrique 29 par l'intermédiaire d'un arbre 12.

  Comme dans le cas de la fig. 1, I'accouplement supérieur peut comprendre un multiplicateur de vitesse 30 permettant d'augmenter la vitesse de rotation de la machine électrique, qui est un générateur, lors du fonctionnement en turbine ou un moteur lors du fonctionnement en pompe. Ce multiplicateur de vitesse 30 permet de réduire les dimensions et le prix de la machine électrique.



   Le manteau appuyant par l'intermédiaire de sa base 13 sur l'anneau d'appui 14 est maintenu en place par deux jeux de deux bielles 15 et 16, placés   l'un    devant l'autre. Seules deux bielles sont visibles au dessin, les deux autres étant derrière. Chacune des bielles 15 et 16 possède à gauche une articulation 17, 18, la liant au manteau, et à droite une articulation porteuse 19, 20 fixe par rapport à la maçonnerie de la chambre 9. L'ensemble des deux jeux de quatre articulations 17, 18, 19, 20 constitue deux parallélogrammes maintenant le manteau parallèle à lui-même.

  Un servomoteur 25, visible à la fig. 2, commandé par un dispositif non représenté au dessin, agit sur   l'un    ou l'autre de ces organes par l'intermédiaire d'une bielle 24, pour le déplacer vers le haut et dégager la base 13 du manteau de l'anneau d'appui 14, afin de laisser passer   l'eau    à travers la machine hydraulique, que celle-ci fonctionne en turbine ou en pompe. L'eau, entrant dans la machine en 21 lors du fonctionnement en turbine, la traverse et, passant par le tuyau d'aspiration 22, sort vers l'aval, et inversement lors du fonctionnement en pompe.

 

   Le fonctionnement de l'installation est le suivant: lorsque la machine est arrêtée, le manteau 5, 6 ou 7 est abaissé et repose par sa base 13 sur l'appui 14 solidaire de l'anneau extérieur 23 de la machine hydraulique. Il isole celle-ci de l'eau amont. L'intérieur de la machine est vide, le niveau d'eau intérieur correspond au niveau aval. Dans cette position, il est possible, après enlèvement des éléments supérieurs de la machine (machine électrique et arbre) de sortir complètement la machine hydraulique en passant toutes ses pièces par le manteau et inversement pour remonter la machine. Lors du fonctionnement, dans les constructions des fig. 1 et 2, où la machine ne comporte pas de distributeur de réglage, le manteau est levé soit  



  partiellement, soit complètement. Dans ce cas, la machine électrique peut être asynchrone, constituée par un alternateur ou un moteur,
I'énergie électrique allant au ou provenant du réseau. C'est la forme de réglage la plus simple, le manteau fonctionnant par tout ou rien, étant soit fermé, soit complétement dégagé.

 

   Dans les constructions des fig. 1 et 2, d'autres fonctionnements sont possibles, en n'ouvrant par exemple le manteau que partiellement. La machine peut alors être synchrone et sa vitesse réglée pour 'la synchronisation sur le réseau triphasé. De même, en cas d'insuffisance de débit de la rivière, le manteau pourrait être levé partiellement pour adapter le débit de la machine à celui de la rivière.



   La construction de la machine selon la fig. 3 correspond à une
 installation où la machine comprend un distributeur réglable bien
 connu qui se trouve complètement placé à l'intérieur du manteau
 lorsque celui-ci est abaissé. 

Claims (6)

1. REVENDICATIONS 1. Machine hydro-électrique à axe vertical fonctionnant en turbine, pompe, ou pompe-turbine, pour l'aménagement de basse chute de rivière, dont la chambre d'eau amont est ouverte, caractérisée en ce qu'elle est surmontée d'un manteau allongé entourant son axe de rotation, prenant appui à sa base contre un anneau solidaire de son enveloppe extérieure et s'étendant à son sommet jusqu'en une zone située au-dessus du niveau d'eau maximal de la chambre, le manteau isolant dans cette position la roue motrice de l'eau de la chambre et pouvant être déplacé vers le haut, sa base s'éloignant de sa surface d'appui et laissant passer sous lui l'eau lors du fonctionnement de la machine.
2. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que la forme générale du manteau est cylindrique ou conique.
3. 3. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manteau est, lors de déplacements, maintenu parallèle à lui-même par l'effet de deux mécanismes comprenant chacun deux leviers de même longueur articulés chacun, d'une part, au manteau et, d'autre part, à un point fixe, les quatre points d'articulation de chaque mécanisme étant, dans une vue en élévation, disposés selon un parallélogramme.
4. 4. Machine selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le plus petit diamètre intérieur du manteau est supérieur au plus grand diamètre extérieur de la machine hydraulique, celle-ci pouvant ainsi etre montée et démontée en passant ses pièces verticalement à travers le manteau qui, reposant sur l'anneau d'appui solidaire de l'enveloppe extérieure de la machine hydraulique, isole son volume intérieur de l'eau de la chambre.
5. 5. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les déplacements verticaux du manteau sont réglés en fonction de la puissance à produire lors du fonctionnement de la machine en turbine.
6. 6. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un distributeur réglable comprenant des aubes directrices assurant le réglage de la machine hydraulique lors du fonctionnement en turbine, le manteau étant levé et placé dans une position suffisamment dégagée pour ne pas influencer le réglage.

   L'invention a pour objet une machine hydro-électrique à axe vertical fonctionnant en turbine, pompe ou pompe-turbine pour l'aménagement de basse chute de rivière, dont la chambre d'eau amont est ouverte.

   Les machines connues de ce genre comprennent, en plus d'une grille amont pour retenir les corps solides entraînés par l'eau, des bâtardeaux ou une vanne plane permettant de fermer le canal amont de la machine. Ces installations destinées à permettre d'arrêter la machine, de la vider et d'accéder aux organes mécaniques de la machine pour effectuer des travaux d'entretien sont de grande dimension, nécessitent des organes de manoeuvre et des ouvrages de génie civil importants et onéreux.

   Afin de remédier à ces inconvénients, la machine selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle est surmontée d'un manteau allongé entourant son axe de rotation, prenant appui à sa base contre un anneau solidaire de son enveloppe extérieure et s'étendant à son sommet jusqu'en une zone située au-dessus du niveau d'eau maximal de la chambre, le manteau isolant dans cette position la roue motrice de l'eau de la chambre et pouvant être déplacé vers le haut, sa base s'éloignant de sa surface d'appui et laissant passer sous lui l'eau lors du fonctionnement de la machine.

   Il est ainsi possible d'équiper économiquement des basses chutes en rivières avec des machines hydrauliques qui, tout en étant extrêmement simples, bénéficient cependant des facilités nécessaires à leur exploitation rationnelle et à leur entretien.

   Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'invention et des variantes.

   La fig. 1 en est une vue en coupe longitudinale représentant une installation de basse chute où la turbine est une machine à roue Kaplan, son manteau d'isolement étant cylindrique.

   La fig. 2 est une vue en coupe longitudinale de la première variante dans laquelle le manteau est tronconique.

   La fig. 3 est une vue en coupe longitudinale de la seconde variante représentant une machine hydraulique du type Francis avec distributeur de réglage, le manteau étant cylindrique.

   D'une façon générale, I'installation hydraulique comprend un plan d'eau amont 1, un plan d'eau aval 2 et une grille 3 placée à l'amont évitant l'entrée de corps étrangers de trop grandes dimensions. L'eau de la machine hydraulique passe entre des entretoises fixes 4.

   Dans la variante de la fig. 3, ces entretoises 4 sont verticales, portées par le fond inférieur de la turbine. Le fond supérieur 27 de celle-ci porté par ces entretoises constitue le fond d'un distributeur réglable 26, commandé par des servomoteurs non représentés et porte le palier de guidage 28 de la machine. L'enveloppe extérieure de la machine hydraulique représentée par l'anneau extérieur 23 est scellée dans la maçonnerie de la construction. Cet anneau comprend un anneau d'appui 14, dont la face supérieure est horizontale, face sur laquelle le manteau s'appuie lorsque la machine est fermée.

   Dans les trois constructions représentées au dessin, la construction selon les fig. 1 et 2 est plus simple. La machine ne comprend pas de distributeur réglable. Un manteau d'étanchéité 5 de forme cylindrique 6, ou conique 7 s'étend depuis sa base 13 qui, lorsque la machine est arrêtée, appuie contre l'anneau 14jusque vers le sommet 8 qui se trouve au-dessus du niveau amont 1 de l'eau qui remplit la chambre 9. La roue motrice 10 est, dans le cas des fig. 1 et 2, une roue Kaplan; elle peut être encore une roue Francis, comme représenté dans la fig. 3. Cette roue tourne autour d'un axe de rotation vertical 11. Le couple est transmis à la machine électrique 29 par l'intermédiaire d'un arbre 12.

   Comme dans le cas de la fig. 1, I'accouplement supérieur peut comprendre un multiplicateur de vitesse 30 permettant d'augmenter la vitesse de rotation de la machine électrique, qui est un générateur, lors du fonctionnement en turbine ou un moteur lors du fonctionnement en pompe. Ce multiplicateur de vitesse 30 permet de réduire les dimensions et le prix de la machine électrique.

   Le manteau appuyant par l'intermédiaire de sa base 13 sur l'anneau d'appui 14 est maintenu en place par deux jeux de deux bielles 15 et 16, placés l'un devant l'autre. Seules deux bielles sont visibles au dessin, les deux autres étant derrière. Chacune des bielles 15 et 16 possède à gauche une articulation 17, 18, la liant au manteau, et à droite une articulation porteuse 19, 20 fixe par rapport à la maçonnerie de la chambre 9. L'ensemble des deux jeux de quatre articulations 17, 18, 19, 20 constitue deux parallélogrammes maintenant le manteau parallèle à lui-même.

   Un servomoteur 25, visible à la fig. 2, commandé par un dispositif non représenté au dessin, agit sur l'un ou l'autre de ces organes par l'intermédiaire d'une bielle 24, pour le déplacer vers le haut et dégager la base 13 du manteau de l'anneau d'appui 14, afin de laisser passer l'eau à travers la machine hydraulique, que celle-ci fonctionne en turbine ou en pompe. L'eau, entrant dans la machine en 21 lors du fonctionnement en turbine, la traverse et, passant par le tuyau d'aspiration 22, sort vers l'aval, et inversement lors du fonctionnement en pompe.

   Le fonctionnement de l'installation est le suivant: lorsque la machine est arrêtée, le manteau 5, 6 ou 7 est abaissé et repose par sa base 13 sur l'appui 14 solidaire de l'anneau extérieur 23 de la machine hydraulique. Il isole celle-ci de l'eau amont. L'intérieur de la machine est vide, le niveau d'eau intérieur correspond au niveau aval. Dans cette position, il est possible, après enlèvement des éléments supérieurs de la machine (machine électrique et arbre) de sortir complètement la machine hydraulique en passant toutes ses pièces par le manteau et inversement pour remonter la machine. Lors du fonctionnement, dans les constructions des fig. 1 et 2, où la machine ne comporte pas de distributeur de réglage, le manteau est levé soit **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.