Лестер А. Пелтон (1829-1908) - изобретатель, чье изобретение проложило путь к недорогой гидроэлектростанции.
Пелтон родился в Вермилионе, штат Огайо, в 1829 году. В 20 лет он отправился пешком, чтобы пересечь равнины и поразить его богатым. Первые четырнадцать лет он занимался добычей полезных ископаемых и был не очень успешным. Он перебрался в Кемптонвиль и повернулся к столярным работам, построил дома, школьный дом, шахтные сооружения и водяные колеса, со временем превратившись в мельницу.
Его интерес был в водяном колесе, а с начала 1878 по 1880 год он опробовал 40 типов колес с разными ведрами, что привело к открытию ведро типа «сплиттер». Был проведен конкурс с четырьмя другими мастерами водяных колес. Его колесо превысило второе место на 19 процентов. Работа этого пересекала страну и порядок для его колеса приходила со всех сторон. Allen Foundry, в штате Невада-Сити, штат Калифорния, не мог идти в ногу с полученными заказами. Пелтон хочет Сан-Франциско и встретился с г-ном Брайтоном из Рэнкина, Брайтона и К ° и сформировал компанию Pelton Water Wheel.
Позже компания Pelton Water Wheel работала под несколькими названиями и в конечном итоге стала частью Baldwin-Lima-Hamilton Corp. в Сан-Франциско и Филадельфии.
Пелтон ушел в отставку в Окленде, Калифорния, где он умер 14 марта 1908 года. Его прах был в урне у памятника ему на кладбище Клен Гроув, Вермилион, штат Огайо.
Колесо Pelton использует импульс струи воды, падающей на ведра, прикрепленные к периферии колеса, чтобы произвести мощность. Это развитие примитивного, так называемого «hurdy gurdy» колеса, используемого на золотых полях Калифорнии в девятнадцатом веке. Различные изобретатели внесли свой вклад в этот тип гидротурбины, в том числе Лестер А. Пелтон (1831 - 1908), который в 1880 году запатентовал характерную раздельную форму ковша.
Последующий важный вклад в технологию Pelton-wheel был сделан WA Doble.
Так все и началось
,Рисунки 11, 12 и 13 - Пелтонские эскизы гидротурбины
После открытия золота в Калифорнии процветала горнодобывающая промышленность. Связанные с этим отрасли также выросли, например: штамповочные машины, дробилки, лесозаготовительные работы, лесопильные заводы; были кузнечные цеха, машинные мастерские и литейные заводы. Вода была основным источником энергии
,
Использовались водяные колеса различных типов, некоторые более эффективные, чем другие. Для повышения мощности и скорости колеса использовались струи сырой нефти. Позднее новые сопла были изготовлены из латуни, использующей более высокую головку воды.
Изменения в конструкциях ковша принесли эффективность колеса примерно до 40%.
Оборудование в шахтах увеличивалось в размерах и требовало большей мощности, и вскоре выяснилось, что колесо было неадекватным в качестве источника энергии. В течение этого периода Лестер А. Пелтон из Камптонвиля, округа Юба, штат Калифорния, плотник и мельница, знакомые с водяными колесами, а также пропущенные и недовольные методы их вождения, начали искать другой способ увеличить свою скорость и силу.
В начале 1878 года он получил необходимое оборудование для тестирования различных типов ведер. Он провел следующие два года испытания от тридцати до сорока различных конструкций ковша. Закрытое исследование показало, что вода снова брызнула обратно в следующий мешок, препятствуя этому. Для преодоления этой проблемы было сделано много экспериментов.
Решение проблемы с препятствиями?
Рассказывают разные истории о том, как Пелтон решил проблему сдерживания. Один, как рассказал его друг Джим Хатчинсон, в то время как Пелтон посещал соседа и стрелял ветерок. Его сосед использовал садовый шланг, чтобы прогнать бездомную корову. Он заметил, что пара воды, вытекающая из шланга, попала в корову прямо на острую кость его носа.
Вода разделилась, когда она ударила, от половины до одной стороны и половины до другой, и никто не отступил назад. Затем он понял, почему его эксперименты потерпели неудачу.
Другая версия, когда эксперименты проводились, испытываемое колесо было отцентрировано на валу, заставляя воду падать на половину ведра и отклоняться
с одной стороны. Это привело к увеличению скорости колеса. Это также вызвало острую тягу к одному подшипнику. Чтобы устранить новую проблему, Пелтон затем чередовал ведра, как показано на его рисунке Рисунок 12, следующий шаг был очевиден, ведра были объединены и центрированы, чтобы разделить пар, как показано его эскизом 13.
Испытания соединенных ведер были настолько удивительны, что Пелтон предпринял шаги для получения своего патента.
С помощью Джеймса Хатчинсона, сотрудника Allen Foundry, колесо было усовершенствовано и получило огромный успех. Бизнес начал бум в Allen Foundry, позже известном как Литейная и снабженческая компания Miner's, которая стала перегружена заказами, которые приходили со всех концов. Транспорт также стал проблемой.
Пелтон отправился в Сан-Франциско и работал с Брайтоном, одним из владельцев магазина машин Ренкина, Брайтона и компании, и организовал компанию Pelton Water Wheel Company.
Крупнейшее в мире тангенциальное водяное колесо
Рисунок 1 - 18-футовый 6-дюймовый гидроцилиндр
Компания North Star Mining приобрела дополнительные свойства горнодобывающей промышленности и осознала потребность в большей мощности для работы в дополнительной зоне. После некоторых исследований и исследований было принято решение о создании завода по производству сжатого воздуха.
4 мая 1895 года был подписан контракт с Fulton Engineering and Shipbuilding Works Сан-Франциско. Это обеспечило изготовителя водяного колеса с выбором либо Рыцаря, конкурента, который также проектировал водяные колеса, или водяное колесо Пелтона. Люди Пелтона беспокоились о колесе диаметром более 15 футов.
Дальнейшие исследования инженера-строителя AD Foote, нанятого для проектирования и строительства завода, Э. С. Кобб, EA Rix и Pelton Company решили, что можно безопасно управлять колесом с максимальным диаметром 18 футов 6 дюймов. Компания Pelton гарантировала эффективность 85 процентов при полной нагрузке, в среднем 75 процентов от половины до полной нагрузки теоретической мощности воды, чтобы регулировать скорость колеса не более 120 оборотов в минуту и не поднимать воздух давление выше 105 фунтов на квадратный дюйм.
Нога подсчитала, что колесо диаметром 30 футов также практично, но не смогло убедить людей Пелтона, поэтому было построено 18-футовое 6-дюймовое колесо (рис. 1). Яма, где колесо работает, все еще существует в музее. Эдуард С. Кобб, инженер-механик Сан-Франциско, разработал колесо, которое было доставлено как крупнейшее тангенциальное колесо, когда-либо сделанное. К ободу было прикреплено 64 ведра.
Однако это колесо было недолгим. Было добавлено больше воздуха, поскольку было добавлено больше машин. Совет директоров разрешил расширение завода. Опыт на заводе подтвердил более раннее мышление Foote, и было построено новое колесо диаметром 30 футов. Это стало крупнейшим в мире.
Водное колесо было построено Коббом и Хессельмейером из Сан-Франциско. Конструкция колеса была похожа на 18-футовое 6-дюймовое колесо, построенное компанией Pelton. Он изготовлен из стали, за исключением чугуна, и запатентованных Risdon ведер, изготовленных из бронзы. Позже ведра были заменены чугуном. (Ведра Пелтона
в настоящее время на колесе). Нормальная скорость колеса составляет 65 об / мин, давление 350 фунтов на квадратный дюйм и одна струя диаметром 3/4 дюйма, которая может производить 1000 лошадиных сил.
Это колесо находится в исходном положении, меньше компрессора и соответствующего оборудования.
Маленький демонстрант Пелтона
Рядом с 30-футовым колесом расположено небольшое колесо диаметром 24 дюйма, первое железное колесо, изготовленное и установленное Лестером А. Пелтоном в Литейном и механическом цехах Джорджа Дж. Аллена, штат Невада, позже, чтобы стать Литейным заводом шахтеров.
Он управлял машинным цехом, магазином образцов, магазином труб и другими машинами. Он работал под давлением в 84 фунта, используя воду из городской сети. Он использовался в качестве демонстратора, чтобы показать покупателям, нуждающимся в электроприводах, что
Это Pelton Wheel может делать при использовании давления воды. Установленный в 1980 году с валом воздушной линии, опорожненным на машинах, он использовался в течение нескольких лет, пока отдельные электродвигатели не были установлены на отдельных машинах. Это колесо было пожертвовано Miners Foundry and Manufacturing Co. в Историческое общество округа Невада в ноябре 1952 года.
Ротор турбины Пелтона