Brevet FR2403464A1 — publié le 19790413

La présente invention concerne une turbine hydraulique comportant une roue mobile rotative et un canal de conduite de liteau disposé directement en face de ladite roue, la roue mobile étant pourvue d'organes d'entraînement au moyen desquels elle est action e née par 11 eau amenée sur elle à travers le canal, et elle est mise en rotation, de sorte que de lténergie est disponible sur ltaxe de la roue mobile, le canal de conduite de liteau et le canal de la roue mobile présentant ensemble une section transversale en forme de cercle ou d'ellipse Dans le DEC 653.514 est décrite une turbine, dans laquelle la roue fixe et la roue mobile forment ensemble un espace creux tournant à section circulaire, les aubes de la roue mobile étant cependant recourbées vers l'avant dans le sens de rotation de cette dernière, de manière à obtenir un changement continuel de la direc -tion d'écoulement de liteau de la roue mobile vers la roue fixe et inversement. Toutefois, dans ce cas, du fait du changement répété de la direction d'écoulement de lteau, une partie de lténergie est perdue aux endroits drinversion. Même dans les appareils d'arrosage en pluie, des turbines hydrauliques sont de plus en plus employées comme machines dèn- traînement, car les moteurs hydrauliques à pistons, généralement utilisés, ntassurent pas toujours un fonctionnement sans incident dans le cas d'une eau fortement polluée. les turbines hydrauliques pour appareils d'arrosage en pluie ne doivent cependant pas seulement être d'un fonctionnement sans incident et sans perte d'énergie notable, mais encore doivent être de fabrication simple et de réparation rapide. En outre, de telles turbines doivent entre, si possible, insensibles au sable et à d'autres matières en suspension. En vue de l'obtention dlun bon rendement, la fente entre la roue mobile et le carter doit en fait entre aussi petite que possible Ceci a cependant pour conséquence que du sable pénétrant dans cette fente conduit dans certaines conditions à un blocage de la roue mobile. La présente invention remplit les premières conditions requises dans une turbine hydraulique du genre mentionné, par le fait que la roue mobile est pourvue de nervures slétendant radialement. On obtient ainsi, non seulement une construction particulière ment simple, mais on réalise également une machine dtentrainement sûre pour des appareils d'arrosage en pluie, du fait que 11 eau en écoulement entrain la roue mobile, en raison des nervures radiales qui y sont fixées, par échange dtimpulsion, en correspondance avec sa vitesse d'écoulement, ctest-à-dire à peu près proportionnellement au volume dteau. Il se forme alors un glissement tributaire de la charge, qui a pour effet de faire chuter la vitesse de rotation de la roue mobile. Un avantage essentiel de la turbine conforme à ltinvention, en plus de son insensibilité à la crasse, réside dans le fait quelle ne s'emballe pas à vide. La turbine hydraulique conforme à ltinvention présente, en outre, une courbe caractéristique raide, et peut être utilisée pour un grand domaine de volumes d'eau avec une perte de pression relativement faible. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, le carter de la turbine présente du côté de la roue mobile un appendice cylindrique, sur la paroi intérieure, cylindrique ou conique, duquel est maintenu un couvercle au moyen dtun anneau de retenue, ltétan- chéité étant réalisée au moyen d'un joint torique. Grace à cette constitution, la construction ou une réparation de la turbine hydraulique conforme à l'invention sont considérablement facilitées Belon une autre caractéristique de l'invention, le canal de conduite de lteau est pourvu dtun tuyau d t entrée et d'un tuyau de sortie, qui forment, ensemble avec le canal, un corps en forme d'omega, s'étendant dans un plan. Un avantage de cette constitution en omega réside dans le fait que par la disposition symétrique des tuyaux d'entrée et de sortie, et grace aux nervures radialss, la turbine est apte à fonc tionner dans les deux sens d'écoulement de lteau, ctest-à-dire également pour les deux sens de rotation de l'axe de la turbine. Ainsi, des moyens supplémentaires dtinversion du sens de rotation ne sont pas nécessaires. Enfin, conformément à une autre caractéristique de l'inven- tion, dans le carter est prévu un évidement, par exemple, une gorge entourant la roue mobile, et cet évidement dépasse la fente entre la roue mobile et le carter, et s'détend de préference du tuyau d'entrée jusqutau tuyau de sortie Grâce à cette gorge, le danger de blocage décrit plus haut peut être évité, du fait qutelle collecte le sable éventuellement présent et 11 évacue ainsi hors du domaine dangereux, Un autre avantage de 1 invention réside dans le fait que même le dépôt de matières en suspension steffectue, dans une certaine mesure, dans lrévidement mentionné lors de la coupure du courant d'eau, de sorte que le redémarrage de la turbine hydraulique peut être effectué sans problème. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à deux modes de réalisation préférées, donnés à titre dtexemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels la figure 1 est une vue en élévation latérale et en coupe de la turbine hydraulique conforme à l'invention la figure 2 est une vue en élévation frontale et coupe partielle d'un détail de la turbine de la figure 1 la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 1 dtune variante de réalisation de l'invention, et la figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 2 de la turbine de la figure 3. Comme le montrent les figures 1 et 2 des dessins annexés, la turbine hydraulique conforme à l'invention est constituée par un carter 1 pourvu d'un canal d'écoulement 2 pour liteau d'alimentation amenée à travers un tuyau 3 ou 4. A ce canal 2, qui présente une section transversale en demi-cercle ou en ellipse, et qui présente, ensemble avec les tuyaux 3 et 4, sensiblement la forme d'un omega 5, est affectée directement une roue mobile 6 munie drus canal 7 ouvert d'un côté et stétendant sur tout son pourtour, ce canal 7 présentant également une section transversale en demi-cercle, et étant pourvu de plusieurs nervures minces 8, par exemple 24, disposées radialement (figure 2). Les canaux 2 et 7 se faisant face constituent ensemble un espace creux annulaire de section transversale en forme de cercle ou en forme ellipse, le canal 2 n'étant pas circulaire, mais se raccordant, comme le montre la figure 2, avec les tuyaux 3 et 4, et étant ainsi constitué symétriquement. Dans le carter 1 est, en outre, monté, au moyen de deux roulements à billes 10, 11, un axe 9 pour la roue mobile 6, une clavette 12 assurant une liaison rigide entre la roue 6 et Itaxe 9. te carter 1 présente un appendice cylindrique 13 dépassant la roue mobile 6. Cet appendice présente une paroi intérieure coniaue 14, dans laquelle est maintenu un couvercle 15 au moyen d'un anneau de retenue 16, ltétanchéité dudit couvercle étant assurée au moyen dtun joint torique 17. Si de Ileau d'alimentation entre dans le carter 1 par ie tuyau 3, le canal 2 assure à lteau un libre passage, lteau entrant toutefois aussi dans les espaces entre les nervures 8 de la roue mobile 6 et entraînant cette dernière dans le sens de ltécoulement. Suivant que I'axe 9 est plus ou moins chargé, il se forme a' la roue 6 un glissement plus ou moins grand et une vitesse de rotation cor respondante. Si I'axe ntest absolument pas chargé, le glissement mentionné sera réduit au minimum. La chute de pression dans la turbine est seulement déterminée par la charge. Les fentes existantes entre le carter 1 et la roue mobile 6 nty ont aucune influence, Une perte de pression totale faible peut être atteinte par une conception opportune de la turbine. te mode de réalisation amélioré de l'invention, représenté aux figures 3 et 4, concerne une turbine hydraulique, qui, comme celle des-figures 1 et 2, est constituée par un carter 1 pourvu d'un canal d'écoulement 2 pour lteau d'alimentation amenée à travers un tuyau 3 ou 4. A ce canal qui peut présenter une section transversale en demi-cercle ou en ellipse, et qui présente, ensemble avec les tuyaux 3 et 4, sensiblement la forme d'un omega 5, est affectée directement une roue mobile 6 munie dtun canal 7 ouvert d'un côté et stétendant sur tout son pourtour, ce canal 7 présentant également une section transversale en demi-cercle, et étant pourvu de plusieurs nervures minces 8, par exemple 24, disposées radialement (figure 4)0 tes canaux 2 et 7 se faisant face constituent ensemble un espace creux annulaire de section transversale en forme de cercle ou en forme d'ellipse, le canal 2 ntétant pas circulaire, mais se raccordant, comme le montre la figure 4, avec les tuyaux 3 et 4, et étant ainsi constitué symétriquement. Afin d'éviter que pendant le fonctionnement, du sable, ou de la crasse analogue, puisse entrer dans la fente 9 entre le carter 1 et la roue mobile 6, il est prévu dans le carter I un évidement 10, entourant la roue mobile 6, et qui, comme le montre la figure 3, est constitué sous forme d'une rainure ou d'une gorge et dépasse radialement la fente 9. Cet évidement ou gorge 10 ne s' étend pas au-delà des tuyaux d'entrée et de sortie 3 et 4, mais starrête, par contre, au tuyau 3 à un endroit 11 à distance dudit tuyau 3, de même qutil starrête également à distance du tuyau de sortie 4 à un endroit 12. Lorsque la turbine hydraulique conforme à l'invention est en fonctionnement, et que le courant d'eau arrive par le tuyau 3, la roue mobile 6 est entraînée au moyen des nervures radiales 8, et le sable ou d'autres matières en suspension se trouvant dans le courant d'eau sont amenés dans l'évidement 10, où ils se déposent, et ne peuvent pas pénétrer dans la fente 9 que l'évidement 10 dépasse radialement0 Si le courant d'eau est coupé, les matières en suspension dans l'eau, qui sont éventuellement présentes se déposent également dans la gorge 10, de sorte que le redémarrage de la turbine hydraulique est assuré, parce qu'aucune matière en suspension ne se dépose dans la fente 9 -REVENDICkTIONS- 1. Turbine hydraulique comportant une roue mobile rotative et un canal de conduite de l'eau disposé directement en face de ladite roue, la roue mobile étant pourvue d'organes d'entratnement, au moyen desquels elle est actionnée par l'eau amenée sur elle à travers le canal, et elle est mise en rotation, de sorte que de l'énergie est disponible sur l'axe de la roue mobile, le canal de conduite de l'eau et le canal de la roue mobile présentant ensemble une section transversale en forme de cercle ou d'ellipse, turbine caractérisée en ce que la roue mobile est pourvue de nervures s t étendant radialement0 2 Turbine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le carter de turbine présente2 du côté de la roue mobile, un appendice cylindrique, à la paroi intérieure cylindrique ou conique duquel est maintenu un couvercle au moyen d'un anneau de retenue, l'étanchéité étant réalisée grâce à un joint torique. 3. Turbine suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le canal de conduite de l'eau est pourvu d'un tuyau d'entrée et d'un tuyau de sortie, et constitue, ensemble avec ces deux tuyaux, un corps en forme d'oméga s'étendant dans un plan. 4. Turbine suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que dans le carter est prévu an-évidement tel qu'une gorge entourant la roue mobile. 5. Turbine suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'évidement dépasse la fente entre la roue mobile et le carter, et s'détend de préférence du tuyau d'entrée au tuyau de sortie, ctest-à-dire qutil s'arrente avant ceux-ci.