Brevet FR2321607A1 — publié le 19770318

La présence invention a pour objet l'application d'une micro-turbine, fonctionnant en turbine inversée, à l'accélération du débit de l'eau dans une conduite. Il est connu d'utiliser dans les aménagements hydroélectriques, une turbine pour pomper de l'eau dans un bassin placé aussi haut que possible, eau qui sera turbinee au moment des pointes de consommation. L'alternateur couplé à la turbine fonctionne alors en moteur synchrone. I1 s'agit évidemment d'installations de grande puissance, où la turbine est montée fixe et fonctionne normalement en organe d'entrainement de l'alternateur. L'invention propose une application nouvelle de cette technique à une échelle très reduite et uniquement dans le sens du pompage. Suivant l'invention, une ou plusieurs turbines de faible puissance (inférieure à 4 KVA par exemple) sont raccordées chacune à deux portions de conduite qu'elles relient entre elles, à chaque turbine étant incorporé un moteur électrique entièrement logé dans le noyau du distributeur à aubes fixes que comporte la turbine, l'intervalle annulaire de circulation de l'eau défini entre le corps de la turbine d'une part et ledit noyau et le noyau de la roue de la turbine, d'autre part, ayant une section transversale sensiblement constante, de préférence égale à la section de la conduite. Il resulte de cette structure particulière et de cette disposition de la turbine que celle-ci travaille au fil de lteau, sans perturber l'écoulement de l'eau qu'elle accélère. Elle se raccorde facilement en un point quelconque d'une canalisation et, avec la batterie d'alimentation du moteur elle constitue un accé lérateur autonome, amovible et portable. L'invention pourra trouver de nombreuses applications dans la lutte contre l'incendie et chaque fois qu'un pompage est nécessaire, par exemple, sur les conduites à longue distance à forte perte de charge. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la descrip tion ci-après. Au dessin annexé La figure 1 est une vue, principalement en coupe longitudinale, d'une micro-turbine conforte à un exemple d'exécution de l'invention et La figure 2 illustre la coopération entre une aube du distributeur et une pale de l'hélice que comporte cette microtur- bine. A la figure 1, on a representé un corps convergent-divergent réalisé en trois pièces principales 1-2-3 assemblées entre elles au moyen d'écrous tels que 4 et 5, des joints annulaires 69 assurant l'étanchéité. Les pieces 1 et 2 sont respectivement munies de raccords 10 et 11. Ces raccords, de type quelconque et interchangeables, permettent le branchement de la turbine dans une conduite, en vue de l'accélération de l'eau qui y circule. La turbine comporte un distributeur composé de cinq aubes directrices (ce nombre n'est pas limitatif) telles que 12 et 13, fixées à la pièce 2 et solidaire d-'un noyau axial qu'elles supportent. Ce noyau comporte une partie cylindrique creuse 14a et une partie conique 14b. La partie 14a loge un moteur électrique, dont seul l'arbre 15, supporté par un palier 16, est visible dans la partie éclatée de la figure 1. L'arbre 15 du moteur est claveté à l'extrémité creuse d'un arbre 1 , supporté par un palier 18 logé dans un epaulement que comporte l'extrémité du noyau 14. L'arbre 17 est solidaire de la partie cylindrique 21a d'un noyau, sur laquelle sont montées des pales telles que 19-20 (en nombre égal à celui des aubes du distributeur)formant une hélice. Ce second noyau, egalement axial, comporte une partie conique 21b. Suivant une particularité de l'invention, les noyaux 14a - 14b - et 21a, 21b, disposés suivant l'axe du corps 1-2-3, ont une forme telle que la section droite de l'espace annulaire de circulation de l'eau qu'ils délimitent à l'intérieur dudit corps soit sensiblement constante et égale à la section droite de la canalisation à laquelle la turbine se raccorde. La turbine travaille ainsi au fil de l'eau, sans perturber l'écoulement de celle-ci. Ce resultat ne peut évidemment être obtenu -que parce que le moteur qui permet son fonctionnement en accélération est entièrement loge à l'intérieur du noyau fixe. Il se pose alors un problème d'étanchéité, résolu au moyen de presse-étoupe , tels que 22, et d'alimentation électrique du moteur : on voit que les fils d'alimentation, tels que 23, traversent la piece 2 et le noyau 14a, pour aboutir au moteur. Les aubes du distributeur ont une forme d'auget et les pales de l'hélice sont conformées et disposes de manière.telle que chaque pale puisse, au cours de sa rotation, venir se placer en face d'une aube fixe (figure 2) de façon à former avec elle une surface concave pratiquement continue, ceci, afin d'éviter la cavitation. Dans les applications envisagées, la puissance de la turbine pourra aller par exemple jusqu'à 4 KVA, compte tenu des possibilités de portage de la -batterie d'alimentation nécessaire lorsque le réseau n'est pas disponible. Une ou plusieurs turbines seront généralement disposées dans des parties verticales ou horizontales de la canalisation. REVENDICATIONS 1- Turbine de faible puissance, comportant un corps convergent-divergent, un distributeur à aubes fixes et une roue, montés dans ledit corps, caractériseeen ce que le distributeur comporte un noyau ayant une partie cylindrique creuse solidaire des aubes et prolongée par une partie conique, unimoteur électrique étant entièrement logé dans ladite partie cylindrique, en ce que la roue com-porte un noyau ayant lui-même une partie cylindrique solidaire de pales et prolongée par une partie conique, un arbre, solidaire de la partie cylindrique du noyau de la roue, étant entrainé par le moteur, la forme de ces deux noyaux, disposés axialement, tant telle que l'intervalle annulaire de corculation d'eau ménagé entre eux et ledit corps ait une section sensiblement constante. 2- Turbine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les aubes du distributeur et les pales de la roue sont conformées et disposées pour que chaque pale puisse,.au cours de sa rotation, venir se placer en face d'une aube de façon à former avec elle une surface concave pratiquement continue. 3- Application d'une turbine conforme aux revendications 1 ou 2 à Iiaccélérationde l'eau dans une conduite, la turbine étant raccordée à deux portions de la conduite ayant sensiblement la même section que ledit intervalle annulaire.