Bonjour,
le mécanisme de vannage des turbines lentes axiales (souvent Fontaine
) est leur point faible.
Je connais plusieurs mécanismes différents :
- deux cônes opposés avec un ruban de cuir enroulé/déroulé
- une multitude de volets trapézoïdaux pivotants autour d'axes radiaux, avec une commande par un anneau denté et pignon
- une multitude de trappes basculantes manœuvrées par des leviers
- un diaphragme composé de deux demi lunes pivotantes, avec commande par anneau denté et pignon
J'en oublie sûrement ...
Ici ce sont des trappes, et l'automatisation n'est pas simple :
- les trappes sont soit fermées, reposant à plat et bouchant le distributeur
- soit ouvertes et reposant à plat à l'extérieur, sur le radier de la chambre d'eau
- la manœuvre est assez physique (surtout l'ouverture)
- le mouvement est complexe, lever tout en se déplaçant et rebaisser
- il faut gérer les trappes symétriquement par rapport à l'axe de la roue pour ne pas charger trop le boitard immergé
- quand les trappes sont ouvertes ou fermées elles perturbent peu le fonctionnement de la turbine
Personnellement, et vu qu'il s'agit d'une belle installation, j'automatiserais chaque trappe par deux vérins pneumatiques cachés sous le plancher (soit apparemment ici 40 vérins pneumatiques double effet !) : ces vérins ne sont pas très coûteux, les électrovannes non plus, la manœuvre peut être freinée pour être peu dangereuse, et le fonctionnement serait assez bluffant lors des visites !
Automatisation vannage Fontaine.png
Les volets étant commandés deux par deux (en opposition), il faut un petit API avec au moins 20 sorties, de sorte à commander séparément chacun des deux vérins (pour assurer le pivotement au point mort haut), ce n'est pas un problème.
La solution de les ouvrir avec un seul vérin à un peu moins de 90° est plus simple, mais l'écoulement de l'eau sera un peu perturbé (quelle diminution de puissance, difficile à dire)
La solution de regrouper les trappes symétriquement pour diminuer le nombre de vérin est à mon avis mécaniquement compliquée.
Une autre solution, radicalement plus simple, et que j'ai utilisée sur une très ancienne turbine avec toute la commande de distributeur détruite, est de laisser en permanence la turbine complètement ouverte, et de gérer le débit par la vanne ouvrière :
- quand il y a beaucoup d'eau, on ouvre la vanne à fond, la turbine tourne dans ses conditions nominales, et le niveau d'eau dans la chambre est quasiment le même que le niveau avant la vanne, le rendement est bon.
- au fur et à mesure que l'eau vient à manquer, on referme la vanne ouvrière : cela crée une perte de charge, le niveau de la chambre d'eau diminue, la vitesse d'eau aussi et donc bien que la turbine soit ouverte à fond (surface de passage inchangée), le débit absorbé diminue, ainsi que la puissance à l'arbre : bon, je sais que le rendement chute aussi, on ne peut pas tout avoir, la simplicité + le rendement ! (il faudra que je fasse le calcul ou les mesures un de ces jours, car j'ai une installation qui tourne comme ça)
dB-)
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).
