Turbina peltona

W roku 1889, Amerykanin Lester A. Pelton opatentował turbinę natryskową, mającą podzielone, zakrzywione komory, służące do rozszczepiania strumienia na dwa strumienie wody , działające po obu stronach komór. Urządzenie to znane jako turbina Peltona miało wydajność 80%, a dzięki ulepszeniom dyszy strumienia wody, i kształtu komór wydajność została podniesiona do 90%. Turbina Peltona jest najbardziej efektywna, kiedy spad wody jest wysoki, co daje dużą szybkość strumienia. Nowoczesne wersje wykorzystujące dwa, cztery, a czasem nawet sześć strumieni przepływających przez pojedyncze koło są często obecnie używane w elektrowniach wodnych o wysokim spadzie, na przykład w Resseck w Austrii. Dolna granica spadu wody zapewniająca efektywną pracę turbiny Peltona nie może być dokładnie oszacowana, ponieważ zmienia się ona wraz ze zmianą objętości dostarczanej wody. Na całym świecie pracują małe turbiny Peltona wykorzystujące spad wody równy 200m a nawet i mniejszy. Sterowanie tymi turbinami przez ugięcie strumienia lub redukcję dyszy jest bardzo proste. Ponadto zapewniają one dużą wydajność wyjściową w dużym zakresie obciążeń. Turbiny systemu Peltona są stosowane na największe spady wody (H>500m).

Turbiny Peltona są stosowane na największe spady. Dwudyszowa turbina Peltona pokazana jest na rysunku. Woda jest tu doprowadzana do wirnika 1 dwiema dyszami 5, odgrywającymi rolę wieńca kierowniczego turbiny. Strumień wody wypływający z każdej z dysz uderza w łopatki wirnika w kształcie czarek. Czarki są ukształtowane w ten sposób, że rozdzielają strumień na dwie części i jednocześnie odchylają go w kierunku przeciwnym do kierunku prędkości obwodowej prawie o 180 stopni. Dzięki temu energia kinetyczna strugi jest przekazywana wirnikowi. Turbina może mieć jedną lub szereg dysz (w przykładzie dwie). Po spłynięciu z czarki woda opada grawitacyjnie w komorze wirnika i jest odprowadzana do wody dolnej. Strumień objętości wody, a więc i moc turbiny, można regulować w sposób ciągły, przesuwając osiowo iglicę 4 co zmienia przekrój wylotowy dyszy z możliwością całkowitego jej zamknięcia. Odchylacz strumienia 6 umożliwia szybkie przerwanie działania strumienia wody na wirnik przez odchylenie go od wirnika. Turbina Peltona jest rzadkim obecnie przykładem turbiny czysto akcyjnej, w której zwiększenie prędkości czynnika ma miejsce tylko w wieńcu kierowniczym, natomiast w wirniku następuje zmiana pędu wyłącznie przez odchylenie strumienia. Pozostałe systemy turbin wodnych dotyczą turbin reakcyjnych