Brevet FR2484549A1 — publié le 19811218

La présente invention concerne une roue pour turbine à libre jet ou turbine de Pelton. La forme de construction connue la plus simple des turbines à forte hauteur de chute et courant d'eau relativement faible est la turbine à libre jet ou turbine de Pelton. Pour cette turbine, on a mis au point des formes qui ont fait leurs preuves, dans lesquelles la géométrie essentielle de la roue est, dans une large mesure, le résultat de modifications successives, c'e9t-à-dire d'une évolution empirique. Ce type de turbine peut être à jet simple ou a plusieurs jets. Dans les cas toutefois où, dans ces turbines de Pelton connues, le débit d'eau est inférieur au débit ordinaire, il est tres difficile de réaliser des turbines correspondantes avec un bon rendement et à un coat acceptable, ear les augets de type connu sont très coûteux en ce qui concerne le formage, le coulage sans noyau et l'usinage ultérieur. L'invention a donc pour objet d'éliminer ces inconvénients. A cet effet, dans la roue selon l'invention, la for- me du disque à l'endroit où le coupent les aubes résulte d'un profil constitué d'un ou de deux congés et d'une arê- te formée par ce ou ces congés et les faces des aubes qui reçoivent l'impact du ou des jets sont réalisées avec une courbure cylindrique obtenue avec une génératrice parallèle le à l'axe du disque ou, par rapport à la ligne de symétrie, avec une ou deux génératrices non parallèles à l'axe, voire avec une génératrice courbe. Les figures 1 à 5 illustrent l'invention, les figu res 1 et 2 représentant une forme connue de turbine, avec la tuyère 1, le jet d'eau 2, la roue à aubes 2 et les aubes ou augets Pelton 4, a turbine pouvant être à jet simple ou à plusieurs jets. Les figures 3a et 3b montrent,au contraire,la turbine selon l'invention, avec la roue 5, son moyeu 6, son disque 7, 1' arête 8 et les deux congés 9, ainsi que les aubes 10, qui permettent une aussi bonne transformation de la force vi ve du courant de fluide en énergie mécanique que celle obtenue jusqu'ici, mais peuvent en outre être fabriquées de façon plus économique, en ce qui concerne leur moulage. Les aubes 10 peuvent avoir un profil en arc de cercle, par exemple, ou tout autre profil favorisant l'écoulement, pour VU que leur démoulage se fasse principalement dans le sens axial. Les aubes 10 ont de préférence une largeur axiale égale ou supérieure à celle du disque 7. L'angle d'entrée li et l'angle de sortie 12 des aubes 10 sont, comme d'habitude, choisis suivant les critères les plus favorables du point de vue de la dynamique des fluides et ils sont généralement inférieurs à 45 . La forme des congés 9 et aussi celle de l'arête 8 sont choisies en fonction des conditions optimales pour la circulation des fluides.Le bord extérieur 13 des aubes 10 a aussi la meilleure forme possible du point de vue de l'écoulement, comme dans la forme d'exécution représentée, où il est formé par une arête peu coûteuse, car elle peut être réalisée mécaniquement. Cette arête peut être rectiligne et parallèle à l'axe de la roue; elle peut aussi être curviligne et également réalisable à la machine. Dans une autre forme d'exécution, les côtés des pales peuvent être convergents, pour éviter les pertes d'énergie dans la roue en réduisant les masses en mouvement. L'arête 8 peut s'étendre au-delà du bord 13, sur un plus grand diamètre, avec la possibilité de l'aiguiser à la machine, ou rester en retrait, presque jusqu'au bord intérieur 14 des aubes. De même, les faces des aubes 10 sur lesquelles frappent le ou les jets, de part et d'autre de la ligne de symétrie, peuvent ne présenter de courbure que dans un seul plan, ctest-à-dire avoir pour génératrice une ligne droite parallèle à l'axe de la roue. Elles peuvent aussi, comme illustré sur la figure 4, avoir pour génératrice une ligne brisée formant un angle très ouvert, dont le sommet 16 se trouve sur l'axe de symétrie 15. Cette forme d'exécution peut aussi être moulée à peu de frais, le bord extérieur en forme de flèche 13 pouvant être réalisé au tour au cours d'une opération ultérieure. Le coût d'une roue selon l'invention est estimé à moins de 50 h de celui d'une roue connue du même type. Dans une autre forme d'exécution de la roue illustrée sur la figure 5, le ou chaque congé 9 peut se prolonger par une arête de sortie 17, ce qui diminue les pertes à lten- droit où l'eau sort de la turbine. Dans ces turbines, lorsque le courant d'eau qui fait tourner la roue est très faible, on peut, contrairement aux turbines de Pelton à double flux et à celles représentées aux figures i à 4, n'utiliser qu'une moitié de roue comme roue à un seul flux, l'arête 8 étant prolongée par exemple jusqu'au bord 13 ou dépassant même celui-ci, - REVENDICATIONS 1.- Roue pour turbine à libre jet ou turbine de Pelton, caractérisée en ce que la forme du disque de roue (7) à l'endroit où le coupent les aubes (10) résulte d'un profil constitué par deux congés (9) et une arête (8) formée par ce ou ces congés, et en ce que les faces des aubes (10) qui reçoivent l'impact du ou des jets ont une courbure cylindrique obtenue avec une génératrice parallèle à l'axe de la roue ou, par rapport à la ligne de symétrie, avec une ou deux genératrices non parallèles à l'axe, voire avec une génératrice courbe. 2.- Roue selon la revendication 1, caractérisée en ce que les congés (9) dépassent les flancs du disque (7) e, formant des arêtes de sortie du courant (17).