Brevet FR2448644A1 — publié le 19800905

La présente invention a pour objet une turbine hydraulique pouvant utiliser des fluides éntre 2 à 15 bars de pression. Dans L'état actuel de la technique les moteurs hydrauliques sont actionnés par des circuits- de fluide haute pression variant entre 200 à 600 bars. A ces pressions on utilise des moteurs- et pompes à engrenages, à pistons etc.., utilisant des fluides en circuit fermé (huile); ces systèmes nécessitent un entretien fréquent,- et exigent des-éléments de liaison de haute résistance délicats à monter.Les températures provoquées par la perte d'énergie sont telles qu'ilest nécessaire si l'on désire fonctionner un certain temps (supérieur à 5mn) et malgré un volume d'huile, très important afin que son renouvellement soit lent, de disposer sur le circuit d'un échangeur de température (huile/èau) bien qu'apparemment inutile dans ce système I'eau devient indispensable pour le refroidissement de l'huile transmetteur d'é anergie', d'ou perte de toute-autonomie. De plus ces dispositifs impliquent un entrainement par moteurs électriques ou thermiques, des pompes assurant la pression de fluides en circuit fermé ce qui produit des ensembles très lourds qui ne peuvent être utilisés sur un chantier par exemple où tout déplacement par l'homme est rendu impossible > . Par ailleurs dans certaines utilisations, notamment en milieu déflagrant ces dispositifs ne peuvent être employés Il a paru intéressant, pour remédier à ces inconvénients, d'utiliser des fluides à des pressions courantes c'et à dire entre 2 et I5 bars. La présente invention a pour objet une turbine basse pression répondant à cette exigence et capable en outre d'entrainer un dispositif mécanique qui peut être accouplé.La turbine selon la présente invention est du type à admission périphérique. avec transit centripète du fluide au travers de la couronne formée par des aubes et elle est caractérisée par sa configuration interne constitué par un noyau ou collecteur interne assurant l'écoulement du fluide sans turbulance des aubes situées à la périphérie du rotor vers l'orifice de sortie situé perpendiculairement sur une face de la turbine. Après différents essais- Ia Demanderesse à constaté que pour avoir un rendement optimun, les aubes de-la turbine devaient avoir une hauteur à peu prés égale au demi rayon de la roue et que l'action de fluide ne devait entre utilisé que sur le tiers de la périphérie de ladite roue, après quoi le fluide doit entre évacué. La Demanderesse a également constaté qu'â cette pression la roue dans son carter doit recevoir l'énergie du fluide en partie basse de façon qu'après évacuation du liquide la partie supérieure de la roue tourne' dans un volume d'air ce qui permet une augmentation considérable du rendement de la turbine. La turbine selon la présente invention comporte un corps fermé par un flasque, à l'intérieur duquel est disposé une roue portant des aubes à sa périphérie. Ces aubes ont une hauteur égale au demi rayon de la$ roue environ. Le fluide basse pression débouche par un orifice situé à la périphérie- et en bas du corps de la turbina et sort axialement par un second orifice situé sur le flasque à mi hateur après avoir travaillé sur un tiers de la périphérie de la turbine. Le fluide sortant perpendieulairement à l'orifice d'entrée, le flasque porte sur sa face interne un noyau ou collecteur formant une volute destinée à guider et à faciliter la sortie du fluide-sans tourbilIon. L'invention sera mieux comprise à la lecture de- la description d'une de ses réalisations préférées et à l'examen des dessins annexe sur lesquels : - la figure 1 est une vue de face de la turbine selon l'invention. - Ia figure 2 est une coupe selon la ligne II-II de la ligne 1. - la figure 3 est une vue' en coupe explosee du corps de turbine avec son flasque. - la figure 4 est une- vue de la face interne. du flasque. - la figure 5 est une vue de face de la rouc à ailette. - la figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la figure 4. En se reportant aux figures 1 et 2 on voit que la turbine basse pression selon l'invention est constituée d'un corps 1 fermé par un flasque 2, à l'intérieur duquel est disposée une roue 3 munie d'aubes 4. la roue 3 portant les aubes 4 comporte un axe de sortie 5 destine à entrainer un dispositif quelconque' qui débouche axialement au fond du corps t. Le corps 1 comporte à sa base un orifice d'arrivée 6 de fluide débouchant tangentiellement à sa cavité intérieure 7. Cette cavité 7 destinée à recevoir la roue à aubes 3 est cylindrique et est fermé par le flasque 2 munie d'un orifice de sortie 8 du fluide disposé perpendiculairement à l'orifice d'entrée 6. Le flasque 2 comporte un noyau central 9 ou collecteur de forme wpiraIoSde destiné à guider le fluide vers l'orifice de sortie 8 sans provoquer de tourbillons bien qu'il soit situé perpendicu- lairement à l'orifice d'entrée 6; ce noyau ou collecteur 9 épouse en outre la forme de la partie centrale de la roue à ailettes. Le collecteur 9 a une forme semi cylindrique' et est creusé pour aboutir à 11 orifice de sortie 8 incliné et situe sur le c8té du flasque sur son axe horizontal, à 110. environ de l'orifice 6.Sur ce flasque est prévu un passage annulaire 10 dans IequeI se- déplaceront les aubes 4 de la roue 3* La roue 3 (figures 5 et 6) comporte à sa périphérie seize aubes 4 rectangulairer. Une face de la roue 3 est évidée progressivement de l'axe de ladite roue vers le pied des aubes, afin d'épouser perfaitement le contour et la face du collecteur 9 du flasque 2. Ces aubes 4 sont incurvées légérement et une petite cavité est creusée au pied de chacune' d'elles afin que le jet de fluide' venant les frapper ait un rendement maximun. Lorsque la turbine est montée, (fig.2) le corps de la' turbine' 1 dans lequel est disposée la roue à aubes 3, est fermé par le flasque 2 maintenu par des vis 10 avec interposition d'un joint 11, le collecteur 9 venant s'insérer contre la roue 3. Le fonctionnement de la turbine selon l'invention est le suivant le fluide basse pression arrive par le conduit 6 à la partie basse de la turbine et agit sur les aubes 4 de la roue 3 sur le tiers environ de sa pérophérie provoquant son entraînement. Le fluide est alors dirigé par le collecteur spiraloide 9 vers l'orifice de sortie 8. Il faut noter que les aubes 4 tournent sur la moitié de leur périple dans de l'air puisque le fluide' sous pression ne peut effectuer une rotation compléte ce qui évite les frottements du fluide sur les parois de la turbine. La Demanderesse a constaté après assais que la turbine décrite ci-dessus fournissait un couple élevé sur l'arbre de sortie 5 de la roue 3, en utilisant comme fluide de l'eau de ville à sept bars de pression. La turbine selon l'invention peut être utilisée dans de nombreux domaines ou l'on dispose d'une source d'eau sous pression de Z à I5 bars, pour le fonctionnement d'appareils divers notamment d'appareils travaillant en atmosphère déflagrante, par exemple des ventilateurs utilisés dans les mines, ou pour entrainer des appareils éna- gers. - REVENDICATIONS - 10) Turbine hydraulique basse pression du type à admission périphérique avec transit centripete du fluide caractérisée en ce qu'elle est constituée par un corps comportant, à sa périphérie, un orifice d'injection de fluide, par un rotor portant des aubes, disposé à l'intérieur dudit corps est un arbre moteur, l'ensemble étant fermé par un flasque portant d'une part un noyau formant collecteur de fluide ve nant s'insérer à l'intérieur dela couronne formée par les aubes du ro- tor, et d'autre part, un orifice de sortie du fluide disposé perpendiculairement à l'axe d'injection. Z) Turbine hydraulique basse pression du type à admission périphérique- selon 1, caractériségen ce que l'orifice d'injection de fluide se trouve à la base-- du corps de la turbine. 3 ) Turbine hydraulique basse pression du type à admission périphérique selon 1 caractérisée en ce que 1'orifice de sortie perpendiculaire à l'axe de l'orifice d'injection est disposé de manière teille que le fluide' ne travaille que sur It3 environ de la périphérie du rotor. 40) Turbine' hydraulique' basse pression selon 1 ca ractérisée en cep que le noyau formant collecteur de fluide destiné à assurer l'écoulement sans tourbilIon du fluide vers la sortie est de forme spiraloïde et est creuse pour aboutir à l'orifice de sortie. 5 ) Turbine hydraulique basse pression selon 1 ca- ractérisée en ce que les aubes du rotor ont une hauteur environ égale à un demi rayon dudit rotor.