펠톤 터빈 또한 접선 유압 휠 또는 펠톤 수차로 알려진이, 1870 년대에 미국의 레스터 알렌 펠톤에 의해 발명되었다. 터빈의 여러 종류가 펠톤 형 이전에 생성되었지만, 이것은 여전히 가장 널리 사용되는 현재 그 효과를 위해.
심플하고 콤팩트 한 디자인의 임펄스 터빈 또는 수력 터빈으로 바퀴 모양으로 주로 버킷, 디플렉터 또는 분할 이동 블레이드로 구성되며 주변에 위치합니다.
블레이드는 개별적으로 배치하거나 중앙 허브에 부착하거나 전체 휠을 하나의 완전한 부품에 장착 할 수 있습니다. 작동하기 위해 유체의 에너지를 운동으로 변환하는데, 이는 고속의 물 분사가 움직이는 블레이드에 부딪 힐 때 생성되어 회전하고 작동을 시작합니다.
일반적으로 사용 가능한 저수지가 터빈 위의 특정 높이에있는 수력 발전소에서 전기를 생산하는 데 사용됩니다.
역사
유압식 바퀴는 강에서 물을 끌어 오는 데 사용 된 최초의 바퀴에서 태어 났으며 사람이나 동물의 노력으로 움직였습니다.
이 바퀴는 바퀴 둘레에 패들이 추가 된 기원전 2 세기로 거슬러 올라갑니다. 유압 휠은 현재 터보 기계 또는 유압 기계로 알려진 다른 기계를 작동하기 위해 전류 에너지를 활용할 가능성이 발견되었을 때 사용되기 시작했습니다.
Pelton 유형의 임펄스 터빈은 1870 년에 미국 출신의 광부 인 Lester Allen Pelton이 물을 끌어 올리는 바퀴가있는 첫 번째 메커니즘을 구현 한 후 증기 엔진을 구현할 때까지 나타나지 않았습니다.
이러한 메커니즘은 작동에 실패하기 시작했습니다. 거기에서 Pelton은 고속으로 물의 충격을받는 블레이드 또는 블레이드가있는 유압 휠을 설계하는 아이디어를 내놓았습니다.
그는 제트가 블레이드의 중심이 아닌 가장자리에 부딪 혔고 그 결과 물의 흐름이 역방향으로 빠져 나가고 터빈 속도가 빨라져보다 효율적인 방법이되는 것을 관찰했습니다. 이 사실은 제트에 의해 생성 된 운동 에너지를 보존하고 전기 에너지를 생성하는 데 사용할 수있는 원리에 기반합니다.
Pelton은 전 세계 수력 발전에 크게 기여한 수력 발전의 아버지로 간주됩니다. 1870 년대 후반에 Pelton Runner라고 불리는 그의 발명은 가장 효율적인 임펄스 터빈 설계로 인정 받았습니다.
나중에 Lester Pelton은 그의 바퀴에 대한 특허를 받았고 1888 년에 샌프란시스코에 Pelton Water Wheel Company를 설립했습니다. "Pelton"은 해당 회사 제품의 상표이지만이 용어는 유사한 임펄스 터빈을 식별하는 데 사용됩니다.
나중에 1919 년에 특허를받은 Turgo 터빈과 Pelton 휠 모델에서 영감을 얻은 Banki 터빈과 같은 새로운 디자인이 등장했습니다.
Pelton 터빈의 작동
터빈에는 반응 터빈과 임펄스 터빈의 두 가지 유형이 있습니다. 반응 터빈에서 배수는 닫힌 챔버의 압력 하에서 발생합니다. 예를 들어, 간단한 정원 스프링클러.
펠톤 형 임펄스 터빈에서는 바퀴 주변에있는 버킷이 직접 물을 고속으로 받으면 터빈의 회전 운동을 구동하여 운동 에너지를 동적 에너지로 변환합니다.
반응 터빈에는 운동 에너지와 압력 에너지가 모두 사용되며 임펄스 터빈에서 전달되는 모든 에너지는 운동 적이지만 두 터빈의 작동은 물의 속도 변화에 따라 달라집니다. 회전하는 요소에 동적 힘을가하도록합니다.
신청
시중에는 크기가 다른 매우 다양한 터빈이 있지만 300m에서 약 700m 이상의 높이에서 Pelton 유형 터빈을 사용하는 것이 좋습니다.
소형 터빈은 가정용으로 사용됩니다. 물의 속도에 의해 생성되는 동적 에너지 덕분에 이러한 터빈이 수력 발전소 운영에 주로 사용되는 방식으로 쉽게 전기 에너지를 생산할 수 있습니다.
예를 들어, 스위스 발레 주에있는 스위스 알프스에 위치한 Grande Dixence 댐 단지에있는 Bieudron 수력 발전소가 있습니다.
이 공장은 1998 년에 생산을 시작하여 두 가지 세계 기록을 세웠습니다. 세계에서 가장 강력한 Pelton 터빈과 수력 에너지를 생산하는 데 사용되는 가장 높은 헤드를 보유하고 있습니다.
이 시설에는 각각 약 1,869m의 높이와 초당 25m3의 유속에서 작동하는 3 개의 Pelton 터빈이 있으며 효율은 92 % 이상입니다.
2000 년 12 월, Bieudron의 Pelton 터빈에 전력을 공급하는 Cleuson-Dixence 댐의 문이 약 1,234 미터에서 파열되어 발전소가 중단되었습니다.
파열은 길이 9 미터, 폭 60 센티미터로 파열을 통과하는 흐름이 초당 150 입방 미터를 초과했습니다. 즉, 고압에서 다량의 물이 빠르게 방출되어 약 100 헥타르의 목초지, 과수원, 숲,이 지역 주변에 위치한 다양한 샬레 및 헛간 세척.
그들은 사고에 대한 대규모 조사를 수행 한 결과 거의 완전히 펜 스톡을 재 설계했습니다. 파열의 근본 원인은 아직 밝혀지지 않았습니다.
재 설계에서는 파이프와 암석 사이의 물 흐름을 줄이기 위해 파이프 라이닝을 개선하고 펜 스톡 주변의 토양을 개선해야했습니다.
펜 스톡의 손상된 부분은 더 안정적인 새 암석을 찾기 위해 이전 위치에서 리디렉션되었습니다. 재 설계된 게이트의 건설은 2009 년에 완료되었습니다.
Bieudron 시설은 2010 년 1 월에 완전히 가동 될 때까지이 사고 이후 가동되지 않았습니다.
참고 문헌
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