Lester Allan Pelton - Far til vannkraft

Hydraulic Turbines: Pelton Turbine (Juni 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Lester A. Pelton (1829-1908) - Oppfinner hvis oppfinnelse banet vei for billig vannkraft.

Pelton ble født i Vermilion, Ohio, i 1829. Ved 20 år satte han seg til fots for å krysse slettene og slå den rik. De første fjorten årene brukte han gruvedrift og var ikke særlig vellykket. Han flyttet til Camptonville og vendte seg til snekring, bygget boliger, et skolehus, miner strukturer og vann hjul, til slutt bli en millwright.

Hans interesse var i vannhjulet og fra tidlig 1878 til 1880 testet han 40 typer hjul med forskjellige bøtter som førte til oppdagelsen av "splitter" -type bøtte. En konkurranse ble holdt med fire andre produsenter av vannhjul. Hjulet overgikk det nest beste med 19 prosent. Arbeidet med dette krysset landet og rekkefølgen for hjulet kom fra overalt. Allen Foundry, i Nevada City, California, kunne ikke følge med på at ordrene ble mottatt. Pelton vil til San Francisco og møtte Mr. Brayton fra Rankine, Brayton og Co. og dannet Pelton Water Wheel Company .

Senere opererte Pelton Water Wheel Company under flere navn og ble til slutt en del av Baldwin-Lima-Hamilton Corp i San Francisco og Philadelphia.

Pelton pensjonerte seg i Oakland, California, hvor han døde 14. mars 1908. Hans aske var i en urn på et monument til ham i Maple Grove Cemetery, Vermilion, Ohio.

Peltonhjulet bruker momentet til en vannstråle som rammer bøtter som er festet til et hjuls periferi for å produsere kraft. Det er en utvikling av det primitive, såkalt "hurdy gurdy" hjulet som brukes i California-gullfeltene i det nittende århundre. Ulike oppfinnere bidro til denne typen vannturbin, inkludert Lester A. Pelton (1831 - 1908), som i 1880 patenterte den karakteristiske splitte bøtteformen.

Senere viktige bidrag til Pelton-hjulteknologien ble laget av WA Doble.

Slik begynte alt

.

Figur 11, 12 og 13 - Peltons skisser av hydro turbine

Etter oppdagelsen av gull i California blomstret gruveindustrien. Tilknyttede næringer vokste også, for eksempel: stempelkuler, knusere, logging, sagbruk; Det var smedbutikker, maskinbutikker og støperier. Vann var den viktigste kraftkilden

.

Vannhjul av forskjellige typer ble brukt, noe mer effektivt enn andre. Råstråler ble brukt til å øke kraften og hastigheten på hjulet. Senere ble nye dyser laget av messing ved hjelp av et høyere vannhode.

Endringer i bucket design brakte hjulets effektivitet til ca 40 prosent.

Utstyret i gruvene økte i størrelse og krevde mer kraft, og snart fant hjulet utilstrekkelig som strømkilde. I løpet av denne perioden, begynte Lester A. Pelton fra Camptonville, Yuba County, California, en snekker og en millwright kjent med vannhjul og overshot og undershot metoder for å kjøre dem, å se etter en annen måte å øke sin fart og kraft på.

I begynnelsen av 1878 oppnådde han det nødvendige utstyret for å teste de forskjellige typer spann. Han tilbrakte de følgende to årene og prøvde tretti til førti forskjellige bøttedesigner. Tett undersøkelse viste at vann spatte tilbake mot neste bøtte som hindret det. Mange eksperimenter ble gjort for å overvinne dette problemet.

Løse det hindrende problemet?

Ulike historier har blitt fortalt hvordan Pelton løste det hindrende problemet. En som fortalt av sin venn, Jim Hutchinson, mens Pelton besøkte en nabo og skjøt brisen. Hans nabo brukte en hageslange for å kjøre en bortgjemt ku unna. Han la merke til at dampen fra vannet som kommer fra slangen, rammet kua direkte på den skarpe beinet i nesen.

Vannet delt som det slo, halv til en side og halvparten til den andre siden og ingen avbøyde tilbake. Han skjønte da hvorfor hans eksperimenter hadde mislyktes.

En annen versjon, som eksperimenter ble gjort, et hjul som ble testet, ble sentrert på akselen og forårsaket at vannet skulle ramme halvparten av bøtta og avlede
til den ene siden. Dette resulterte i økt hastighet på hjulet. Dette medførte også en endestyrke til ett lager. For å eliminere det nye problemet skiftet Pelton skuffene som vist på tegningen. Figur 12 Det neste trinnet var tydelig, bøylene ble sammenføyet og sentrert for å dele dampen som vist på tegningen 13 .

Testen på de sammenføyde spannene var så overraskende at Pelton tok skritt for å få sitt patent.

Ved hjelp av James H. Hutchinson, en ansatt i Allen Foundry, ble hjulet perfeksjonert og ble en stor suksess. Virksomheten begynte å boom på Allen Foundry, senere kjent som Minerens Foundry and Supply Company, som ble overbelastet med ordre, som kom fra overalt. Transport ble også et problem.

Pelton dro til San Francisco og jobbet med Brayton, en av eierne av Rankine, Brayton og Company maskinbutikk, og organisert Pelton Water Wheel Company.

Verdens største tangentielle vannhjul

Figur 1 - 18 fot 6-tommers hydrohjul

North Star Mining Company hadde kjøpt flere gruveegenskaper og realiserte behovet for mer kraft til å jobbe med tilleggsområdet. Etter noen undersøkelser og studier ble det besluttet å utvikle et komprimert luftanlegg.

4. mai 1895 ble det inngått en kontrakt med Fulton Engineering og Shipbuilding Works i San Francisco. Dette ga for produsenten av et vannhjul med valg av enten ridderen, en konkurrent, som også designet vannhjul eller Pelton vannhjulet. Pelton-folkene hadde bekymringer om et hjul som var større enn femten meter i diameter.

Videre studier av AD Foote, en sivilingeniør, ansatt for å designe og konstruere anlegget, ES Cobb, EA Rix og Pelton Company bestemte at et hjul med en maksimal diameter på 18 fot 6 tommer kunne betjenes sikkert. Pelton-selskapet garanterte en effektivitet på 85 prosent ved full belastning, gjennomsnittlig 75 prosent fra halv til full belastning teoretisk vannmengde, for å styre hastigheten på hjulet med maksimalt 120 omdreininger per minutt og ikke øke luften trykk over 105 psi.

Foten beregnet at et hjul med en diameter på 30 fot var også praktisk, men kunne ikke overbevise Pelton-folkene, så det 18-fots 6-tommers hjulet ble bygget ( figur 1 ). Gruven der hjulet drives, eksisterer fortsatt i museet. Edward S. Cobb, mekanisk ingeniør i San Francisco, designet hjulet som ble levert til å være det største tangensialhjulet som noensinne er laget. Det var 64 skuffer festet til felgen.

Dette hjulet var imidlertid kort levetid. Mer luft var nødvendig ettersom flere maskiner ble tilsatt. Styret godkjente utvidelse av anlegget. Erfaring på anlegget bekreftet Foote sin tidligere tenkning og det nye hjulet på 30 fot var konstruert. Det ble den største i verden.

Vannhjulet ble bygget av Cobb og Hesselmeyer i San Francisco. Konstruksjonen av hjulet lignet 18-fots 6-tommers hjul bygget av Pelton Company. Den er laget av stål unntatt støpejern, og Risdon-patenterte bøtter, som var laget av bronse. Senere ble skuffene erstattet med støpejern. (Pelton buckets er
for tiden på hjulet). Den normale hastigheten på hjulet er 65 rpm, med et trykk på 350 psi og en enkelt stråle med 3/4 tommer i diameter som kan produsere 1000 hestekrefter.

Dette hjulet er i sin opprinnelige posisjon, mindre kompressoren og tilhørende utstyr.

Den lille Pelton Demonstartor

Vises ved siden av 30-fots hjulet er et lite hjul på 24 tommer, det første jernhjulet som ble produsert og installert av Lester A. Pelton i George G. Allen Foundry and Machine Shop, Nevada City, senere til å bli Miners Foundry.

Det løp maskinbutikken, mønsterbutikken, rørbutikken og andre maskiner. Den opererte under 84 pounds trykk, ved hjelp av vann fra byens strømnettet. Det ble brukt som demonstrator for å vise kunder som trenger strømdrivere hva

Dette Pelton Wheel kan gjøre mens du bruker vanntrykk. Installert i 1980, med en overhead-aksel belagt til maskinene, ble den brukt i flere år til enkelte elektriske motorer ble installert på separate maskiner. Dette hjulet ble donert av Miners Foundry and Manufacturing Co. til Nevada County Historical Society i november 1952.

Rotor av en Pelton turbin

Relaterte elektriske guider og artikler

SØK: Artikler, programvare og guider