Brevet FR2002372A1 — publié le 19691017

i 2002372 La présente invention a pour objet une machine hydraulique, notamment turbine, pompe ou turbine-pompe, comprenant une bâche spirale, une roue, un distributeur, respectivement un diffuseur, situé entre deux fonds, et un canal d'aspiration, le fond situé à l'opposé du 5 canal d'aspiration comportant au moins un anneau extérieur, à travers lequel sont engagés les tourillons des aubes du distributeur, et un couvercle central s*étendant de l'anneau au voisinage de l'arbre portant la roue. Dans les machines hydrauliques du type indiqué ci-dessus, il est 10 nécessaire, lorsqu'il s'agit de machines de grande puissance, de prévoir un renforcement particulièrement efficace du fond situé à l'opposé du canal d'aspiration, étant donné la charge importante que celui-ci doit supporter. En général, ce renforcement se fait en établissant ce fond à l'aide de plusieurs plaques superposées reliées 15 par des entretoises. Cette construction présente toutefois l'inconvénient d'être lourde et onéreuse et de rendre compliqué l'accès aux tourillons de commande des aubes du distributeur. La machine hydraulique selon l'invention vise à remédier aux inconvénients précités. Elle est caractérisée par le fait que des moyens sont prévus pour 20 transmettre au massif de maçonnerie entourant la machine une partie de la charge à laquelle est soumis ledit anneau extérieur et la totalité de celle sollicitant le couvercle central, indépendamment de la partie de la charge de l'anneau transmise à la bâche. Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, 25 deux formes d'exécution de la machine hydraulique selon l'invention. La fig. 1 représente, en coupe axiale partielle, une turbine du type Francis. La fig. 2 représente également, en coupe axiale partielle, une turbine du type Kaplan. 30 En référence à la fig. 1, la turbine hydraulique représentée comprend un arbre 1 portant une roue Francis 2. Cette roue 2 est alimentée en eau à partir d'une bâche spirale 3. L'eau sortant de cette bâche spirale 3 s'engage dans la roue 2 en passant au travers d'un distributeur 4 formé de plusieurs aubes.5» Les tourillons 6, respective-35 ment 7, de ces aubes 5 sont montés pivotants dans des paliers 8, respectivement 9, d'un fond inférieur 10, respectivement d'un fond supérieur 11. Ce fond supérieur 11 qui est précisément le fond opposé au canal d'aspiration 12 de la machine, comprend un anneau extérieur 13 69 02500 2 2002372 dans lequel sont aménagés les paliers 9 pour le passage des tourillons 7. Ce fond 11 comprend en outre un couvercle central 14 s'étendant de 1*anneau 13 au voisinage de l'arbre 1 portant la roue 2. Une pièce de liaison 15 pouvant également être constituée par un 5 anneau, est disposée sur le joint formé entre cet anneau 13 et le couvercle 14. Une série de colonnes 16 disposées parallèlement à l'arbre 1 est répartie le long de l'anneau 13, respectivement le long de la pièce de liaison 15 pour transmettre une partie de la charge dudit anneau 10 extérieur 13 et la totalité de celle sollicitant le couvercle central 14 au massif de maçonnerie 17 entourant la machine hydraulique. L'une des extrémités 18 des colonnes 16 prend appui contre l'anneau 13 par l'intermédiaire de la pièce de liaison 15, alors que l'autre extrémité 19 de chaque colonne 16 s'appuie contre un support 20 en-15 castré dans le massif de maçonnerie 17. Une telle construction permet d'alléger de façon notable le fond supérieur de la machine hydraulique tout en libérant l'espace situé au-dessus de celui-ci et destiné à recevoir les leviers 21 de commande des aubes directrices 5 par l'intermédiaire du dispositif con-20 ventionnel à servo-moteurs multiples 22 à action directe sur les leviers 21 ou à cercle de vannage entraîné par un ou plusieurs servomoteurs. Un autre avantage de cette construction réside dans le fait qu'il est possible de procéder au démontage de la roue 2 d'une telle machine hydraulique sans démonter le distributeur 4 ou réciproque-25 ment de démonter ce distributeur 4 sans toucher à la roue 2. La seconde forme d'exécution de la machine hydraulique représentée à la fig. 2 comprend également un arbre 1 portant une roue Ka-plan 2 alimentée en eau à partir d'une bâche 3 et par l'intermédiaire d'un distributeur 4 à aubes orientables 5. Les tourillons 6 et 7 30 de ces aubes 5 pivotent dans des paliers 8, respectivement 9, aménagés dans ion fond inférieur 10, respectivement dans un fond supérieur 11 de la machine hydraulique. 0e fond supérieur 11 opposé au canal d'aspiration 12 de la machine comprend également un anneau extérieur 13 et un couvercle central 14. Une pièce de liaison 15 est située sur 35 le joint reliant ces deux pièces 13 et 14. Ce couvercle central 14 comprend deux plaques principales parallèles, soit la plaque 23 située sensiblement dans le même plan que celui de l'anneau extérieur 13 et la plaque 24 située à distance au-dessus de la plaque 23. Ces deux 69 02500 3 2002372 plaques 23 et 24 sont réunies par des entretoises 25 disposées de préférence radialement par rapport à l'arbre 1. La périphérie de la plaque 24 prend appui contre le massif de maçonnerie 17 entourant la machine hydraulique par l'intermédiaire dTun support 20 ancré dans 5 ladite maçonnerie. Ainsi et comme dans la première forme d'exécution, la majeure partie de la charge que supporte 1*anneau extérieur 13 est transmise au massif de maçonnerie 17 par l'intermédiaire' de moyens constitués dans le cas particulier par le couvercle central 14 et ses plaques 23, 24 et les entretoises 25. Cette construction 10 permet également de dégager l'espace nécessaire aux servo-moteurs multiples 22 de commande des aubes 5 par l'intermédiaire des leviers 21. L'espace dégagé est même suffisant pour qu'un accès au dispositif de commande du distributeur soit possible en cet endroit. Dans l'une et l'autre des deux formes d'exécution décrites ci-15 dessus, l'anneau extérieur 13 peut bien entendu être fixé en 26 à l'aide de vis et d'écrous contre la bâche 3. Il est clair qu'une partie de la charge à laquelle est soumis l'anneau extérieur 13 se transmet ainsi à la bâche 3. Toutefois, la majeure partie de cette charge se transmet au massif de maçonnerie 17 par les moyens intermédiaires 20 que constituent, dans la première forme d'exécution, les colonnes 16, et dans la seconde forme d'exécution, le couvercle central 14 et en particulier ses entretoises 25» Il est à noter que dans la seconde forme d'exécution, représentée à la fig. 2, le couvercle central 14 peut être utilisé pour supporter 25 le palier de la machine hydraulique. Les deux formes d'exécution décrites ci-dessus en regard du dessin sont des turbines. Bien entendu, la même construction pourrait également être appliquée à des pompes ou encore à des turbines-pompes. Dans le cas où la machine hydraulique serait une pompe, le distribu-30 teur 4 serait remplacé par le diffuseur de la pompe. Un des avantages de la construction décrite ci-dessus est qu'elle permet, après démontage de l'anneau 13 et élévation en 13a, un déplacement vers le haut des aubes directrices 5 pour permettre leur inclinaison (voir 5a en fig. 1) et leur déplacement entre deux aubes 35 avant-directrices 27 vers l'intérieur de la bâche 3, ceci sans toucher à la position du couvercle central 14. 69 02500 4 2002372 REVENDICATIONS 1. Machine hydraulique, notamment turbine, pompe ou turbine-pompe, comprenant une bâche spirale, une roue, un distributeur, respectivement un diffuseur, situé entre deux fonds, et un canal d'aspiration, le fond situé à l'opposé du canal d'aspiration comportant au moins 5 un anneau extérieur, à travers lequel sont engagés les tourillons des aubes du distributeur, et un couvercle central s'étendant de 1*anneau au voisinage de l'arbre portant la roue, caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour transmettre au massif de maçonnerie entourant la machine une partie de la charge à laquelle est sou-10 mis cet anneau et la totalité de celle sollicitant le couvercle central, indépendamment de la partie de la charge de l'anneau transmise à la bâche. 2. Machine hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens comprennent des colonnes portant contre l'anneau 15 extérieur par une extrémité et dont l'autre extrémité s'appuie contre un support encastré dans le massif de maçonnerie. 3. Machine hydraulique selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les colonnes portent contre l'anneau extérieur par l'intermédiaire d'une pièce de liaison entre ledit anneau et le couvercle 20 central. 4. Machine hydraulique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le couvercle central comprend deux plaques principales parallèles, l'une située sensiblement dans le même plan que celui de l'anneau extérieur et l'autre à distance, dont la périphérie prend appui contre 25 le massif de maçonnerie, des entretoises étant disposées entre ces deux plaques pour -transmettre à la maçonnerie la majeure partie de la charge supportée par ledit anneau, charge qui est transmise audit couvercle central. 5. Machine hydraulique selon les revendications 1 et 4, caractérisée 30 en ce qu'une pièce de liaison est prévue entre ledit anneau et le couvercle central.