Kuinka Pelton Wheel mahdollisti vesivoiman tuotannon

The best protection against click fraud.

Lester Pelton keksi vapaasuihkuisen vesiturbiinin, jota kutsutaan Pelton Wheeliksi tai Peltonin turbiiniksi. Tätä turbiinia käytetään vesivoiman tuotanto. Se on yksi alkuperäisistä vihreistä teknologioista, joka korvaa hiilen tai puun putoavan veden voimalla.

Lester Pelton ja Peltonin vesipyöräturbiini

Lester Pelton syntyi vuonna 1829 Vermillionissa, Ohiossa. Vuonna 1850 hän muutti Kaliforniaan vuoden aikana Kultaryntäys. Pelton ansaitsi elantonsa puuseppänä ja myllysepänä.

Tuolloin oli suuri kysyntä uusille voimanlähteille laajenevien kultakaivosten tarvittavien koneiden ja tehtaiden pyörittämiseen. Monet kaivokset olivat riippuvaisia ​​höyrykoneista, mutta ne vaativat ehtyviä puu- tai kivivarastoja. Se, mitä oli runsaasti, oli vesivoimaa nopeasti virtaavista vuoristopuroista ja vesiputouksista.

Vesipyörät se, jota oli käytetty jauhomyllyjen tehostamiseen, toimi parhaiten suuremmilla joilla eikä toiminut hyvin nopeammin liikkuvissa ja vähemmän tilavissa vuoristopuroissa ja vesiputouksissa. Se, mikä toimi, olivat uudemmat vesiturbiinit, joissa käytettiin kupeilla varustettuja pyöriä litteiden paneelien sijaan. Vesiturbiinien maamerkkisuunnittelu oli erittäin tehokas Pelton Wheel.

instagram viewer

W. F. Durand Stanfordin yliopistosta kirjoitti vuonna 1939, että Pelton teki löytönsä, kun hän havaitsi a väärin kohdistettu vesiturbiini, jossa vesisuihku osui kuppeihin lähelle reunaa eikä keskelle kuppi. Turbiini liikkui nopeammin. Pelton sisällytti tämän suunnitteluunsa kiilanmuotoisella jakajalla kaksinkertaisen kupin keskellä jakaen suihkun. Nyt halkaistujen kuppien molemmista puoliskoista poistuva vesi ajaa pyörää nopeammin. Hän testasi suunnitelmiaan vuosina 1877 ja 1878, saada patentti vuonna 1880.

Vuonna 1883 Peltonin turbiini voitti kilpailun tehokkaimmasta vesipyöräturbiinista, jonka piti Idaho Mining Company of Grass Valley, Kalifornia. Peltonin turbiini osoittautui 90,2 % tehokkaaksi ja hänen lähimmän kilpailijansa turbiinin teho oli vain 76,5 %. Vuonna 1888 Lester Pelton perusti Pelton Water Wheel Companyn San Franciscoon ja aloitti uuden vesiturbiininsa massavalmistuksen.

Peltonin vesipyöräturbiini asetti standardin, kunnes Eric Crewdson keksi Turgo-impulssipyörän vuonna 1920. Turgo-impulssipyörä oli kuitenkin paranneltu malli, joka perustui Peltonin turbiiniin. Turgo oli pienempi kuin Pelton ja halvempi valmistaa. Kaksi muuta tärkeää vesivoimajärjestelmää ovat Tyson-turbiini ja Banki-turbiini (kutsutaan myös Michell-turbiiniksi).

Peltonin pyöriä käytettiin sähkövoiman tuottamiseen vesivoimalaitoksissa ympäri maailmaa. Yksi Nevada Cityssä tuotti 18 000 hevosvoimaa sähköä 60 vuoden ajan. Suurimmat yksiköt voivat tuottaa yli 400 megawattia.

Vesivoima

Vesivoima muuttaa virtaavan veden energian sähköksi tai vesivoimaksi. Tuotetun sähkön määrä määräytyy veden tilavuuden ja padon tuottaman "pään" (korkeus voimalaitoksen turbiineista veden pintaan) määrällä. Mitä suurempi virtaus ja nousu, sitä enemmän sähköä tuotetaan.

Putoavan veden mekaaninen voima on ikivanha työkalu. Kaikista uusiutuvat energianlähteet jotka tuottavat sähköä, vesivoimaa käytetään eniten. Se on yksi vanhimmista energianlähteistä ja sitä käytettiin tuhansia vuosia sitten siipipyörän kääntämiseen esimerkiksi viljan jauhamiseen. 1700-luvulla mekaanista vesivoimaa käytettiin laajasti jyrsimiseen ja pumppaukseen.

Ensimmäinen teollinen vesivoiman käyttö sähkön tuottamiseen tapahtui vuonna 1880, jolloin 16 harjakaarilamppua käytettiin vesiturbiinilla Wolverine Chair Factoryssa Grand Rapidsissa, Michiganissa. Ensimmäinen Yhdysvaltain vesivoimala avattiin Fox-joella lähellä Appletonia Wisconsinissa 30. syyskuuta 1882. Siihen asti kivihiili oli ainoa polttoaine, jota käytettiin sähkön tuottamiseen. Varhaiset vesivoimalat olivat tasavirtaasemia, jotka rakennettiin valokaari- ja hehkulamppuvalaistukseen noin vuosina 1880-1895.

Koska vesivoiman lähde on vesi, vesivoimalaitokset on sijoitettava vesilähteen päälle. Siksi se ei ollut ennen sähkönsiirtotekniikkaa pitkiä matkoja kehitettiin, että vesivoimaa käytettiin laajalti. 1900-luvun alkuun mennessä vesivoiman osuus Yhdysvaltojen sähköntuotannosta oli yli 40 prosenttia.

Vuosina 1895-1915 tapahtui nopeita muutoksia vesivoimasuunnittelussa ja monenlaisissa laitostyyleissä. Vesivoimalaitosten suunnittelu standardoitui melko hyvin sen jälkeen ensimmäinen maailmansota Suurin osa kehityksestä 1920- ja 1930-luvuilla liittyi lämpölaitoksiin sekä siirtoon ja jakeluun.

instagram story viewer