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REVENDICATIONS
1. Installation de génération d'électricité constituée de groupes hydro-électriques à écoulement axial ed d'un barrage support, pour des très basses chutes d'eau, caractérisée en ce que chaque groupe hydro-électrique contient une roue de turbine (1,2) formée de pales fixes (1) reliées entre elles sur l'axe de l'ensemble et d'une ceinture tubulaire (2), sur laquelle se trouvent fixées les extrémités périphériques des pales, un rotor (5) de l'alternateur porté sur la face extérieure de la ceinture de la roue, un stator (7) de l'alternateur entourant le rotor et dont les flasques (8) portent la roue, et des paliers (12) et des butées à gaz pressurisé (14) situés sur les faces intérieures des flasques (8).
2. Installation de génération d'électricité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le groupe hydro-électrique comprend une carcasse (10) du stator, qui protège le générateur et qui contient le gaz pressurisé inerte, à faible viscosité, qui empêche l'eau d'entrer et assure le refroidissement, des anneaux (3) faisant partie de la roue, situés à ses extrémités, qui forment la partie mobile des paliers et des butées et qui sont liés par des tirants (4) serrant les tôles du noyau du rotor, des tirants (9) reliant les deux flasques du stator et serrant les tôles formant le noyau du stator, des joints à labyrinthe (16) se trouvant entre les anneaux (3) du stator et les flasques (8) du stator et qui assurent l'étanchéité, des paliers (13) et des butées (15) à rouleaux ou à huile, situés dans l'espace étanche à l'eau et assurant la position de la roue,
en cas de panne de gaz pressurisé, et un espace cloisonné (6) entre les flasques du stator et celles de la roue, nécessaire pour l'équilibrage statique de la roue obtenu par des pressions différentielles du gaz pressurisé.
3. Installation de génération d'électricité selon la revendication 1, caractérisée en ce que le barrage support a une structure réticulée formée de montants rigides verticaux destinés à être implantés dans la terre, de poutres et des câbles horizontaux tendus destinés à être ancrés dans les rives, et comprend un revêtement de plaques rigides contenant des ouvertures pour le passage de l'eau aux endroits des turbines.
La présente invention a pour object une installation de génération d'électricité constituée de groupes hydro-électriques à écoulement axial pour des courants ou des très basses chutes d'eau et d'un barrage-support, par exemple, à structure réticulée avec la fonction de forcer l'eau à passer à travers ces groupes.
Dans la catégorie des groupes hydro-éléctriques à écoulement axial, horizontal, on connaît les groupes bulbes , avec l'alternateur situé à l'intérieur du noyau de l'agrégat, et les groupes tubes , avec l'alternateur à l'extérieur de la roue. Les pales des deux classes sont soit à pas constant, soit à pas variable. Dans ce dernier cas. leur orientation dépend de l'orientation des pales des distributeurs et des aspirateurs.
Le bulbe et le moyeu de la roue du groupe tube occupent una fraction importante de la section de la veine d'eau.
D'autre part, les filets d'eau - à l'entrée - sont déviés. En plus, la couche limite, qui entoure le moyeu consomme une énergie en rapport avec la surface mouillé du moyeu.
A la sortie, le sillage - derrière le moyeu - est une nouvelle cause de perte d'énergie.
Pour une même surface d'entrée du collecteur, la turbine qui a le moyeu le plus réduit, produit une énergie plus grande, donc elle possède un meilleur rendement et une meilleure puissance.
L'utilisation d'un distributeur provoque également une perte de charge. Cela, par la différence de vitesse entre les filets d'eau, qui se trouvent dans le sillage des pales et ceux qui se trouvent hors des sillages.
L'invention a pour but d'utiliser l'énergie cinétique et potentielle des très basses chutes d'eau, ou des courants d'eau, en augmentant la puissance et le rendement des turbines.
L'installation génératrice d'électricité selon l'invention est définie par la revendication 1.
Le corps formé par les raccordements entre les faces des pales, à l'endroit où les pales se rencontrent sur l'axe de la roue, peut être d'un diamètre très réduit. De plus, il évite les turbulences dans les dièdres.
Lorsque les courants sont constants, les distributeurs et les aspirateurs peuvent être supprimés. Lorsque les chutes sont va riables, ce sont les distributeurs et les aspirateurs à pales orientables qui sont utiles.
Le gaz sous pression, qui assure l'étanchéité et le refroidissement du groupe, peut être fourni par une source extérieure. Un collecteur précède, un diffuseur suit la roue, cela afin d'améliorer l'écoulement de l'eau à l'intérieur de l'installation.
Suivant la revendication 3, compte tenu de l'allègement du groupe et de la suppression de l'eau accumulée et à grande différence de niveau, le barrage - porteur du groupe - est simplifié.
Sa structure peut être réduite à un réseau formé de câbles horizontaux, tendus entre des montants rigides ancrés au sol et de poutres de liaison. Si possible ces câbles sont reliés aux nves.
Cette ossature est couverte de plaques rigides, qui ne laissent passer l'eau qu'à travers les turbines.
Les éléments métalliques peuvent être traités ou protégés contre la corrosion par l'eau.
Le poste de transformation peut se trouver sur la rive.
Les dessins annexés ci-après représentent, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation, object de l'invention.
La figure 1 représente une coupe longitudinale partielle du groupe hydro-électrique de l'installation.
La figure 2 représente deux demi-coupes transversales selon les lignes A et B de la figure 1.
La figure 3 est une vue en élévation du barrage-support.
La figure 4 est une vue en élévation latérale du barrage.
Le groupe hydro-électrique représenté comprend une roue qui est dépourvue de moyen porteur, qui tourne sous l'action de l'eau et qui est constituée de pales (1) reliées entre elles sur l'axe de l'ensemble, d'une ceinture tubulaire (2) sur laquelle se trouvent fixés les extrémités périphériques des alpes, de deux anneaux (3) portées par la même ceinture (2) à ses extrémités et qui forment la partie mobile des paliers (12 et 13) et des butées (14 et 15), de tirants (4) qui lient ces anneaux (3) et qui serrent les tôles du noyau du rotor (5) de l'alternateur et d'un stator (7) de l'alternateur porté sur la face extérieure de la ceinture (2).
Le stator du groupe est composé du stator (7) de l'alterna- teur entourant le rotor (5), de flasques (8), des paliers (12) et des butées (14) à gaz pressurisé situés sur les faces intérieures des flasques (8), des tirants (9) qui lient les flasques te serrent les tôles formant lue noyau du stator de l'alternateur et d'une carcasse (10) qui ensemble avec les flasques protège le générateur et qui contient le gaz pressurisé inerte, à faible viscosité, dans l'espace (11) situé entre le stator et le rotor, qui empêche l'eau d'entrer et qui assure le refroidissement.
Certains (13-15) des paliers et butées ne fonctionnent pas au gaz sous pression, mais sont des paliers (13) et des butées (15) à rouleaux ou à huile, qui sont situés dans les boîtes, dans la même ambiance étanche à l'eau et qui assurent la position de la roue au repos ou en cas de panne de gaz pressurisé. Des cloisons (6) situées radialement entre les flasques du stator et celles de la roue, contribuent à assurer l'équilibre statique de la roue grâce à des pressions différentielles du gaz pressurisé. Des joints à labyrinthe (16) avant et arrière situés entre les anneaux du rotor (3)
et les flasques (8) du stator, assurent l'étanchéité; un collecteur (17) précède l'agrégat et un diffuseur (18) le suit.
Les figures 3 et 4 représentent un barragé réticulé avec les montants verticaux (19), les poutres (20), les câbles horizontaux (21), les ancrages sur les rives (22), les plaques de couverture (23), les entrées des turbines (24) et les fondations (25).
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CLAIMS
1. Installation for generating electricity consisting of hydro-electric groups with axial flow ed of a support dam, for very low water falls, characterized in that each hydro-electric group contains a turbine wheel (1, 2) formed of fixed blades (1) connected together on the axis of the assembly and of a tubular belt (2), on which are fixed the peripheral ends of the blades, a rotor (5) of the alternator carried on the outer face of the belt of the wheel, a stator (7) of the alternator surrounding the rotor and the flanges (8) of which carry the wheel, and bearings (12) and pressurized gas stops (14) located on the inner faces of the flanges (8).
2. Installation of electricity generation according to claim 1, characterized in that the hydroelectric group comprises a carcass (10) of the stator, which protects the generator and which contains the inert pressurized gas, low viscosity, which prevents l water to enter and provides cooling, the rings (3) forming part of the wheel, situated at its ends, which form the movable part of the bearings and stops and which are linked by tie rods (4) tightening the sheets of the rotor core, tie rods (9) connecting the two stator flanges and tightening the sheets forming the stator core, labyrinth seals (16) located between the stator rings (3) and the stator flanges (8) and which provide sealing, bearings (13) and stops (15) with rollers or oil, located in the watertight space and ensuring the position of the wheel,
in the event of a pressurized gas failure, and a partitioned space (6) between the flanges of the stator and those of the wheel, necessary for the static balancing of the wheel obtained by differential pressures of the pressurized gas.
3. Installation for generating electricity according to claim 1, characterized in that the support dam has a reticulated structure formed of vertical rigid uprights intended to be implanted in the ground, of beams and horizontal stretched cables intended to be anchored in the banks, and includes a coating of rigid plates containing openings for the passage of water at the places of the turbines.
The object of the present invention is an electricity generation installation consisting of hydro-electric groups with axial flow for currents or very low waterfalls and of a support dam, for example, with a cross-linked structure with the function to force the water to pass through these groups.
In the category of hydroelectric groups with axial flow, horizontal, we know the bulb groups, with the alternator located inside the core of the aggregate, and the tube groups, with the alternator outside wheel. The blades of the two classes are either constant pitch or variable pitch. In this last case. their orientation depends on the orientation of the blades of the distributors and vacuum cleaners.
The bulb and the hub of the tube group wheel occupy a large fraction of the cross-section of the water stream.
On the other hand, the water streams - at the entrance - are deflected. In addition, the boundary layer, which surrounds the hub consumes energy in relation to the wet surface of the hub.
At the exit, the wake - behind the hub - is a new cause of energy loss.
For the same inlet surface of the collector, the turbine which has the smallest hub, produces greater energy, therefore it has better efficiency and better power.
The use of a distributor also causes a pressure drop. This is due to the difference in speed between the water nets, which are in the wake of the blades and those which are outside the wakes.
The invention aims to use the kinetic and potential energy of very low waterfalls, or water currents, by increasing the power and efficiency of the turbines.
The electricity generating installation according to the invention is defined by claim 1.
The body formed by the connections between the faces of the blades, at the place where the blades meet on the axis of the wheel, can be of a very reduced diameter. In addition, it avoids turbulence in the dihedrons.
When the currents are constant, the distributors and the vacuum cleaners can be eliminated. When the falls are variable, it is the distributors and the vacuum cleaners with adjustable blades which are useful.
The pressurized gas, which seals and cools the unit, can be supplied by an external source. A collector precedes, a diffuser follows the wheel, this in order to improve the flow of water inside the installation.
According to claim 3, taking into account the lightening of the group and the elimination of accumulated water and with a large difference in level, the dam - carrier of the group - is simplified.
Its structure can be reduced to a network formed by horizontal cables, stretched between rigid uprights anchored to the ground and connecting beams. If possible these cables are connected to the nves.
This frame is covered with rigid plates, which allow water to pass only through the turbines.
The metallic elements can be treated or protected against corrosion by water.
The transformer station can be located on the shore.
The appended drawings below represent, by way of example, an embodiment of the installation, object of the invention.
FIG. 1 represents a partial longitudinal section of the hydro-electric group of the installation.
FIG. 2 represents two transverse half-sections along lines A and B of FIG. 1.
Figure 3 is an elevational view of the support dam.
Figure 4 is a side elevational view of the dam.
The hydroelectric group shown comprises a wheel which is devoid of carrying means, which rotates under the action of water and which consists of blades (1) connected together on the axis of the assembly, of a tubular belt (2) on which are fixed the peripheral ends of the Alps, of two rings (3) carried by the same belt (2) at its ends and which form the movable part of the bearings (12 and 13) and the stops ( 14 and 15), tie rods (4) which link these rings (3) and which tighten the sheets of the rotor core (5) of the alternator and of a stator (7) of the alternator carried on the external face of the belt (2).
The stator of the group is composed of the stator (7) of the alternator surrounding the rotor (5), flanges (8), bearings (12) and stops (14) with pressurized gas located on the inner faces of the flanges (8), tie rods (9) which link the flanges tighten the sheets forming the core of the alternator stator and a carcass (10) which together with the flanges protects the generator and which contains the inert pressurized gas , at low viscosity, in the space (11) located between the stator and the rotor, which prevents water from entering and which ensures cooling.
Some (13-15) of the bearings and stops do not run on pressurized gas, but are bearings (13) and stops (15) with rollers or oil, which are located in the boxes, in the same airtight environment. water and which ensure the position of the wheel at rest or in the event of a pressurized gas failure. Partitions (6) located radially between the flanges of the stator and those of the wheel, contribute to ensuring the static equilibrium of the wheel thanks to differential pressures of the pressurized gas. Labyrinth seals (16) front and rear located between the rotor rings (3)
and the flanges (8) of the stator, provide sealing; a collector (17) precedes the aggregate and a diffuser (18) follows it.
Figures 3 and 4 show a crosslinked barrage with the vertical uprights (19), the beams (20), the horizontal cables (21), the anchors on the banks (22), the cover plates (23), the entrances of the turbines (24) and foundations (25).