Brevet FR2518179A1 — publié le 19830617

La présente invention concerne une machine hydroelectrique axiale ou diagonale pouvant fonctionner indifféremment soit en turbine; soit en pompe, avec deux sens a'écoulement et de rotation inverses. Dans une turbine-pompe hydroélectrique classique, telle que la turbine-pompe axiale représentée schématiquement sur-la figure 1 an nexée, on rencontre, dans le sens de l'écoulement lorsqu'on fonctionne en pompe - la roue i généralement a pales orientables, - le distributeur 2 aubes généralement orientables dont le rôle est, lorsqu'on fonctionne en turbine, d'orienter correctement 18coulement en direction de la roue, - un élément 3 de support mécanique du corps 7 de la machine, composé de quelques ailettes plates et axiales, en général en nombre de quatre ou six, et généralement appele"avant-distributeur". Pour ces machines classiques, le pas de la double grille de profils constituée par le distributeur 2 et l'avant-distributeur 3 a une valeur moyenne très importante, largement supérieur à l'unite(rap- pelons que le pas d'une grille de profils parallèles et identiques est égal au rapport de la distance séparant deux profils consécutifs, sur la longueur moyenne d'un des profils). Ce pas très large ne permet pas, dans le cas du fonctionne ment en pompe, de transformer avec un bon rendement l'écoulement tournant issu de la roue en écoulement axial å la sortie de la machine. Ceci est du au fait que pour transformer, sans pertes de charge excessives, un écoulement tournant en écoulement axial, il est necessaire d'avoir un guidage très serré, ce qui nécessite pour la grille d'aubes utilisée, non seulement des angles bien adaptés, mais encore un pas moyen très petit. La turbine-pompe de l'invention permet le fonctionnement en pompe avec un rendement bien meilleur que dans le cas des machines actuellement connues. Elle est caractérisée en ce qu'elle est équipée d'un avant-distributeur constitué par un redresseur composé d'ail lettes a profil gauche et vrille de façon à diriger axialement l'é- coulement lors du fonctionnement en pompe, lesdites ailettes formant une grille de profils dont le pas est de l'ordre de l'unité. L'invention sera décrite plus en détails a l'aide de la description suivante de deux exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue latérale et schématique d'une turbine-pompe axiale de l'art antérieur, - la figure 2 est une vue latérale et schématique d'une turbine-pompe axiale conforme a l'invention, - la figure 3 est une coupe schématique selon la longueur moyenne aa' d'une des ailettes du redresseur équipant la turbine-pompe de la figure'2 ou de la figure 4, - la figure 4 est une vue latérale partielle et schématique d'une turbine-pompe diagonale conforme à l'invention En se reportant tout d'abord aux figures 2 et 3, la turbinepompe de l'invention se différencie de celle de la figure 1 précédem- ment decrite en ce que 1 'avant-distributeur a profils plans y est remplacé par un redresseur 6 constitué d'ailettes formant une grille de profils au pas suffisamment serré, de l'ordre de l'unité, pour permettre, lors du fonctionnement en pompe, une transformation a rendement optimal de 1' écoulement tournant issu de la roue 1 en écoulement axial a la sortie de la machine.Ces ailettesprofilées ont par ailleurs, comme le montre la figure 3, une forme gauche et vrillée, obtenue de manière classique par le calcul et l'expérimentation comme cela se fait couramment pour les machines fonctionnant uniquement en pompe, de manière à obtenir le meilleur écoulement possible en fonction du point de fonctionnement" de la machine, dépendant en particulier du débit d'eau et de la hauteur de refoulement. Le pas du redresseur 6 est préferentiellement egal ou légèrement inferieur à un.A titre indicatif et nullement limitatif, on choisira, selon le cas, un pas pouvant varier par exemple entre 0,8 et 1,6, mais en général compris plutôt entre 0,9 et 1,2,ces valeurs n 'étant bien entendu pas strictement impératives pour la réalisation de l'invention. L'invention s'applique egalement aux turbines-pompes de type diagonal, le caractère" diagonal" de telles machines étant, comme il est bien connu de l'homme de l'art, uniquement relatif aux posi tions diagonales de la roue 1 et du distributeur 2, et en consequence de l'écoulement. La figure 4 représente schématiquement une telle machine équipée, corne c'est le cas pour la machine axiale de la figure 2, d'un redresseur 6 constitué par une grille d'ailettes à forme vrillée tel que schématisé sur la figure 3, et dont le pas est également de l'ordre de l'unite. L'invention s'applique particulièrement aux turbines-pompes de type axial ou diagonal équipant les usines marémotrices ou de pompage- turbinage sous basses chutes. REVENDICATIONS 1. Turbine-pompe hydroélectrique de type axial ou diagonal, du type comportant successivement, dans le sens de l'écoulement en pompe, une roue (t) i un distributeur(2), et un avant-distributeur (3) , caracterisée en ce qu'elle est équipée d'un avant-distributeur 2. Turbine-pompe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le pas de ladite grille de profils (6) est compris entre 0,8 et 1,6. 3. Turbine-pompe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le pas de ladite grille de profils est compris entre 0,9 et 1,2.