レスター・アラン・ペルトンと水力発電の発明
ペルトン水車タービンは水を電気に変えました
サタコーン/ゲッティイメージズ
レスター・ペルトンは、ペルトン・ホイールまたはペルトン・タービンと呼ばれるタイプの自由ジェット水力タービンを発明しました。この水車は水力発電に使われています。これは、石炭や木材を水の落下の力に置き換える、独自のグリーン技術の 1 つです。
レスター・ペルトンとペルトン水車タービン
レスター・ペルトンは、1829 年にオハイオ州バーミリオンで生まれました。 1850 年、彼はカリフォルニアに移住しました。 ゴールドラッシュ .ペルトンは大工と水車大工として生計を立てていました。
当時、拡大する金鉱山に必要な機械やミルを動かすための新しい動力源に対する大きな需要がありました。多くの鉱山は蒸気機関に依存していましたが、それらは枯渇する木材や石炭の供給を必要としていました.豊富だったのは、流れの速い渓流と滝からの水力でした。
水車 製粉機に動力を供給するために使用されたものは、より大きな川で最もよく機能し、動きが速く、ボリュームの少ない山の小川や滝ではうまく機能しませんでした.うまくいったのは、フラットパネルではなくカップ付きのホイールを使用した新しい水力タービンでした.水力タービンの画期的な設計は、非常に効率的なペルトン水車でした。
スタンフォード大学の W. F. Durand は 1939 年に、ペルトンが水の噴流がカップの中央ではなく縁近くでカップに衝突する位置ずれした水力タービンを観察したときに発見したと書いています。タービンの動きが速くなりました。ペルトンはこれを彼のデザインに取り入れ、ダブルカップの真ん中にくさび形の仕切りを付けてジェットを分割しました。スプリットカップの両方の半分から排出される水は、ホイールをより速く推進するように作用します.彼は 1877 年と 1878 年に彼のデザインをテストしました。 特許を取得する 1880年。
1883 年に、ペルトン タービンは、カリフォルニア州グラス バレーのアイダホ鉱山会社が開催した最も効率的な水車タービンの競争に勝ちました。ペルトンのタービンは 90.2% の効率であることが証明され、最も近い競合他社のタービンは 76.5% の効率しかありませんでした。 1888 年、レスター・ペルトンはサンフランシスコでペルトン水車会社を設立し、新しい水車の大量生産を開始しました。
ペルトン水車タービンは、ターゴ衝動水車が 1920 年にエリック・クリュードソンによって発明されるまで標準を設定した。しかしながら、ターゴ衝動水車はペルトン水車に基づく改良された設計であった。トゥルゴはペルトンよりも小型で、製造コストが低かった。他の 2 つの重要な水力発電システムには、Tyson タービンと Banki タービン (Michell タービンとも呼ばれます) が含まれます。
ペルトン ホイールは、世界中の水力発電施設で電力を供給するために使用されました。ネバダ市の 1 つは、60 年間 18000 馬力の電力を出力しました。最大のユニットは 400 メガワット以上を生成できます。
水力発電
水力発電は、流れる水のエネルギーを電気または水力発電に変換します。発電量は、ダムの水量と落差（発電所のタービンから水面までの高さ）によって決まります。流量と水頭が大きいほど、より多くの電力が生成されます。
落下する水の機械的な力は、昔からのツールです。電力を生成するすべての再生可能エネルギー源の中で、水力発電が最も頻繁に使用されています。これは最も古いエネルギー源の 1 つであり、何千年も前に穀物を挽くなどの目的で外輪を回すために使用されていました。 1700 年代には、製粉と揚水に機械式水力が広く使用されました。
1880 年、ミシガン州グランドラピッズのウルヴァリン チェア工場で、水力タービンを使用して 16 個のブラシ アークランプに電力を供給し、水力発電を初めて工業的に使用して発電を行いました。 1882 年 9 月 30 日、米国で最初の水力発電所がウィスコンシン州アップルトン近くのフォックス川に開設されました。それまでは、発電に使用される唯一の燃料は石炭でした。初期の水力発電所は、約 1880 年から 1895 年にかけてアークと白熱灯に電力を供給するために建設された直流発電所でした。
水力発電の源は水であるため、水力発電所は水源に設置する必要があります。したがって、それは 電気を送る技術 が開発され、水力発電が広く使用されるようになりました。 1900 年代初頭までに、水力発電は米国の電力供給の 40% 以上を占めていました。
1895 年から 1915 年にかけて、水力発電の設計が急速に変化し、多種多様なプラント スタイルが建設されました。その後、水力発電所の設計はかなりよく標準化されました。 第一次世界大戦 1920 年代と 1930 年代のほとんどの開発は、火力発電所と送配電に関連していました。