Vatnshverfill

Vatnshjól úr litlum vatnshverfli

Vatnshverfill eða vatnstúrbína er vél sem snýst og vinnur hreyfiorku úr rennandi vatni. Vatnshverflar voru þróaðir á 20. öld til að nota í iðnaði og hafa komið í stað eldri vatnshjóla þar sem þeir eru bæði afkastameiri og fyrirferðaminni. Núna eru vatnshverflar aðallega notaðir til að framleiða raforku. Þegar kemur að vatnshverflum þá er sá hluta vélarinnar sem snýst til að framkalla orku kallað vatnshjól.

Oftast eru vatnshverflar við uppistöðulón og tengdir við rafal sem breytir hreyfiorku í raforku.

Saga

Rómverskur vatnshverfill frá circa 114 e.Kr.

Hægt er að rekja sögu vatnshverfla til Rómaveldisins og er nafnið komið af latneska orðinu turbo sem þýðir hvirfill eða iða.

Gerðir af vatnshverflum

Það eru tveir flokkar af vatnshverflum sem segjir til um hvernig vatni er beitt til þess að knýja hjólið í hverflinum: jafnþrýstihverflar og gagnspyrnuhverflar.

Jafnþrýstihveflar

Jafnþrýstihverflar eru einnig þekktir sem spyrnuhverflar eða bunutúrbínur og eru notaðar þar sem vatnsmagn er tiltölulega lítið en hægt er að nota fallhæð vatnsins til að knýja hverfilinn.

• Pelton-vatnshverfill er efst í þessum flokki, hannaður af Lester Allan Pelton í kringum 1870.
• Girard-vatnshverfill er önnur slík vél sem var notuð víða í Evrópu áður fyrr en þeim hefur verið skipt út fyrir Pelton-túrbínur á undanfarinni öld. Hann var hannaður af Louis-Dominique Girard árið 1854.

• 
  Einfölduð mynd af Pelton-vatnshverfil
• 
  Girard vatns-hverfill á safni í Frakklandi
• 
  Þýskar teikningar af Girard vatnshverfli

Gagnspyrnuhverflar

Gagnspyrnuhverflar eða þrýstitúrbínur eru þannig gerðar að þær nýta sér þrýsting flæðis á vatninu og er þá vatnshjólið sett í kaf í vatnið og snýst það vegna þrýstingsins. Þekktar gerðir af þrýstitúrbínum eru m.a. eftirfarandi:

• Francis-vatnshverfill, hannaður af James B. Francis sem stóð að nýrri hönnun árið 1848, og var þetta fyrsti nútíma vatnshverfillinn og er ein algengasta tegund vatnshverfla í heiminum í dag.
• Skrúfu-vatnshverfill sem nýtir sér skrúfu Arkímedesar í hönnuninni.
  • Kaplan-vatnshverfill, hannaður af Viktor Kaplan árið 1919.

• 
  Skýringarmynd af Kaplan vatnshverfli með áföstum rafli
• 
  Skrúfa úr kaplan vatnshverfli til sýnis á safni í Austurríki
• 
  Einfölduð mynd af Kaplan vatnshverfil
• 
  Einfölduð mynd af Francis vatnshverfil
• 
  Verið að setja saman Francis-hverfil fyrir raforkuframleiðslu í stíflu í Bandaríkjunum.

Heimildir

• Litlar vatnsaflsvirkjanir
• Vatnshverfill af Kaplan-gerð (skýringarmynd)^{[óvirkur tengill]}

Tilvísanir

  Þessi tæknigrein er stubbur. Þú getur hjálpað til með því að bæta við greinina.