Fourneyronova turbína

Fourneyronova turbína je jedním z prvních moderních typů vodních turbín, kterou v roce 1827 navrhl a zkonstruoval francouzský inženýr Benoît Fourneyron. Tato turbína představuje zásadní technologický pokrok v oblasti využití vodní energie, díky kterému se vodní elektrárny mohly stát výkonnějšími a efektivnějšími.

Popis

Princip funkce

Fourneyronova turbína je přetlaková turbína s radiálním průtokem vody. To znamená, že voda vstupuje do středu turbíny a proudí směrem ven k obvodu. Její klíčové části zahrnují:

1. Rozváděcí věnec:
   • Sada pevných lopatek, které směrují vodu na oběžné kolo pod optimálním úhlem.
   • Úkolem rozváděče je zajistit rovnoměrný a kontrolovaný průtok vody.
2. Oběžné kolo:
   • Obsahuje lopatky, které přeměňují energii proudící vody na mechanickou práci otáčením turbíny.
   • Voda při pohybu lopatkami postupně ztrácí svou energii.
3. Odtoková část:
   • Po průchodu oběžným kolem je voda odváděna ven z turbíny.

Technické parametry

• Průtok: Radiální (centrifugální), voda proudí od středu směrem k obvodu.
• Spády: Fourneyronova turbína je vhodná pro střední spády (10–50 metrů), což ji činilo ideální pro dobové průmyslové aplikace.
• Výkon: První prototyp měl výkon přibližně 6 koňských sil (4,5 kW), ale pozdější vylepšené modely dosahovaly výkonu stovek kW.

Výhody

1. Vysoká účinnost: Díky optimalizovanému tvaru lopatek a řízení průtoku dosahovala výrazně vyšší účinnosti než vodní kola.
2. Kompaktní konstrukce: Turbína byla menší a lehčí než tradiční vodní kola, což umožnilo její snadnější instalaci.
3. Flexibilita: Mohla být použita pro různé průmyslové účely, včetně pohonu mlýnů, čerpadel nebo strojů.

Nevýhody

1. Omezené využití: Byla vhodná pouze pro střední spády, což omezovalo její univerzálnost.
2. Citlivost na znečištění: Při použití v oblastech se špatně filtrovanou vodou mohly být lopatky zanášeny sedimenty.

Historický význam

Fourneyronova turbína byla první vodní turbínou, která dosahovala vysoké účinnosti – až 80 %, což bylo na svou dobu revoluční. Tento vynález se stal základem pro vývoj moderních turbín, jako jsou Francisova nebo Kaplanova turbína. V 19. století se Fourneyronovy turbíny široce využívaly v průmyslových podnicích, kde nahrazovaly tradiční vodní kola. Fourneyronova turbína představuje milník v historii vodní energetiky. Svým konstrukčním návrhem otevřela cestu pro další vývoj efektivních a výkonných turbín, které dnes pohánějí vodní elektrárny po celém světě. I když byla postupně nahrazena modernějšími typy turbín, její principy zůstávají základem pro pochopení fungování vodních turbín.