HYDRAULIC TURBINE WITH AERATION BY INTERMEDIATE BELT

TURBINE HYDRAULIQUE AVEC AERATION PAR CEINTURE INTERMEDIAIRE

Description

CA 02389763 2002-06-12
TURBINE HYDRAULIQUE AVEC AÉRATION PAR CEINTURE INTERMEDIAIRE
DOMAINE D'APPLICATION
La présente invention concerne un dispositif d'aération pour
une turbine hydraulique, permettant d'augmenter la teneur en
oxygène dissous de l'eau qui traverse la turbine dans un but
écologique. Les turbines à aubes fixes comme les turbines
Francis et hélices sont visées par le dispositif selon la
présente invention.
AVANTAGE DE CE DISPOSITIF D'AÉRATION
Le dispositif d'aération selon la prësente invention permet
d'introduire de l'air atmosphérique dans l'e<~u sur toutes les
plages de fonctionnement de la turbine. Intrinsèquement, sans
air injecté, son impact sur les performances est très peu
important . Lors de l' admission de l' a:ir, le:~ performances de
la turbine sont légèrement modifiées en proportion de l'air
admis. De plus, par sa structure mécanique, le dispositif
selon la prësente invenr.ion diminue les concentrations de
contrainte dans la roue, augmente les fréquences naturelles
par augmentation de la rigidité et, en modifiant les
écoulements, diminue les charges dynamiques permettant ainsi
d'augmenter d'une façon significative la vie en fatigue de la
roue.
PARTICULARITÉ DU DISPOSITIF D'AÉRATION SELON LA PRÉSENTE
INVENTION
Le dispositif est constitué d'entretoises disposées entre les
aubes et qui forment ur:e ceinture intermédiaire localisée
entre le plafond et la ceint=ure de la roue. Cette ceinture
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intermédiaire est évidée. Ä son bord de fuite, à cause de
l'écoulement de l'eau, il se crée une déprE=_ssion qui permet
d'aspirer de l'air. Le creux de la ceinture intermédiaire
communique avec des canaux internes aux aubes qui débouchent
à l'atmosphère et qui alimentent en air le système.
Le système se distingue des autres syatèmes d'aération par la
ceinture intermédiaire qui divise l'écoulement principal de
l'eau en une zone supérweure et en une zone inférieure. De
plus, l'air est aspiré par la dépression qui se crée au bord
de fuite de cette ceinture interrnédiaire. Les aubes ne
nécessitent pas d'ëpaississement â leur bord de fuite et ont
donc des bords de fuite tout à fait habituels.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Sur la figure 1, la direction principale de l'écoulement de
l'eau dans la roue est montrée par des flèches. On y voit
aussi comment l'air est amené par des canau:~ situés dans les
aubes jusque dans la ceinture intermédiaire et finalement au
bord de fuite de la ceinture où l'ai.r se mélange â l'eau.
LE PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
Le dispositif selon l'invention fonctionne de façon autonome
et continue . Un robinet su r l' admis:~:ior~ d' air à l' extérieur
de la roue permet de doser le mélange air-eau selon les
besoins.
VARIANTES
Il peut y avoir plus d'une ceinture intermédiaire et leur
position et leur longueur peuvent varier. Aussi, il peut
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s'agir d'entretoises périodiques au lieu de la forme
axisymétrique montrée. Cette invention s'applique aussi aux
turbines hélices, diagonales, "mixed flow" et toutes les
turbines à aubes fixes.
IMPLANTATION DE CE DTSPOSITLF
En pratique, le dispositif selon l'invention s'installe plus
facilement sur une roue durant sa fabrication. I1 faut que la
ceinture, le plafond et les aubes soient munis des canaux
pour acheminer l'air jusqu'à l'espace évidée des entretoises.
Le système extérieur à la roue qui achemine l'air est assez
courant dans les installations hydrauliques.
Bien que des réalisations de l'invention aient été illustrées
dans les dessins ci-joints et dëcrites ci-dessus, il
apparaîtra évident pour les personnes versées dans l'art que
des changements et des modifications peuvent être apportés à
ces réalisations sans s'écarter de l'essence de l'invention.
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Dessin représentatif