Лестер Аллан Пелтон - Lester Allan Pelton

Лестер Аллен Пелтон
ETH-BIB-Pelton, Lester Allen (1829-1908) -Portrait-Portr 01503.tif (обрезано) .jpg
Родившийся5 сентября 1829 г.
Вермиллион, Огайо
Умер14 марта 1908 г. (1908-03-15) (78 лет)
Окленд, Калифорния
Род занятийИзобретатель
НаградыМедаль Эллиота Крессона (1895)

Лестер Аллан Пелтон (5 сентября 1829 - 14 марта 1908) Американец изобретатель которые внесли значительный вклад в развитие гидроэлектроэнергия и гидроэнергетика в Американский Старый Запад а также во всем мире. В конце 1870-х годов он изобрел Водяное колесо Пелтона, на тот момент наиболее эффективная конструкция импульс водяная турбина. Признанный одним из отцов гидроэнергетики, он был награжден Медаль Эллиота Крессона при жизни и является призывником Национальный зал славы изобретателей.[1]

Ранние годы

Лестер А. Пелтон родился в бревенчатой ​​хижине.[2] в сельской местности Vermilion Twp., Округ Эри, Огайо.[3] Его дед, капитан Джозайя Пелтон, который потерял большую часть своего имущества в качестве капитана дальнего плавания во время войны 1812 года, вскоре позже привез свою семью в Огайо.[3][4] Отцом Лестера был Аллен Пелтон,[3] а его матерью была Фанни Каддебэк из другой местной семьи первых пионеров. В юности Лестер работал на семейной ферме и, вероятно, посещал близлежащую начальную школу «Каддбэк».[5]

В 1850 году молодой Пелтон вместе с несколькими другими местными мужчинами эмигрировал из Огайо, чтобы участвовать в Калифорнийская золотая лихорадка. Он не добился успеха как золотодобытчик, но он ловил рыбу. Река Сакраменто и продал свой улов на месте; Он работал в деревообрабатывающей и столярной мастерской. В 1860 году, после того, как в соседнем Сьерра-Невада он переехал в Camptonville -недалеко от Река Юба и Калифорния Мать Лод страна - где он зарабатывал себе на жизнь как слесарь и плотник. Пелтон проводил много времени за чтением и наблюдением за горнодобывающей деятельностью; его работа и учеба позволили ему получить важные знания в области горного оборудования и процессов, а также связанных с ними инженерных принципов.[6]

Изобретение колеса Пелтона

Основная статья: Колесо Пелтона
Рисунок из оригинального патента Пелтона (октябрь 1880 г.)
Колесо Пелтона, около 1880 года, построено на заводе Miners Foundry, штат Невада

Идеи Пелтона по усовершенствованию водяного колеса турбины исходили из его исследований горного оборудования и операций в стране золотой лихорадки Калифорнии. Далее следуют краткие описания местной технологии, наблюдаемой Пелтоном, и науки, с помощью которой его турбинное водяное колесо извлекает кинетическую энергию из бегущего горного ручья ...

Большая часть местных горнодобывающих предприятий приводилась в действие паром, но для топлива требовалось много древесины; близлежащие леса регулярно вырубались. Турбина водяные колеса также использовались для подачи энергии, но они были неэффективны при преобразовании кинетической энергии горных ручьев в лошадиные силы. Д.П. Стерн сообщает: «Согласно статье 1939 года У. Ф. Дюрана из Стэнфордского университета в области машиностроения, изобретение Пелтона началось с случайного наблюдения где-то в 1870-х годах. Пелтон наблюдал за вращающейся водяной турбиной, когда ключ, удерживающий его колесо на валу, соскользнул. заставляя его смещаться. Вместо того, чтобы струя ударила по чашкам в их середине, проскальзывание заставило ее удариться о край; вместо того, чтобы остановить поток воды, он теперь отклонялся в полукруг, снова выходя в обратном направлении Удивительно, но турбина теперь двигалась быстрее. Это было великим открытием Пелтона. В других турбинах струя попадала в середину чашки, и брызги воды тратили впустую энергию ».[6]

Экспериментируя и моделируя, Пелтон улучшил эффективность Рыцарского колеса (ранее разработанного Рыцарский литейный завод поблизости Sutter Creek ). Рыцарское колесо получило струю потока немного смещенную от центра и под углом в Один чашка турбины. В качестве альтернативы, колесо Пелтона - путем развертывания сплит двойной чашка (фактически две чашки рядом), затем разделение падающей водяной струи непосредственно на общую лопасть двойной чашки - более эффективно улавливает кинетическую энергию потока. У проекта Пелтона было два основных результата: он объединил внедрение новой физической науки в поиски древних людей по развитию гидроэнергетики, т.е. импульс турбина в отличие от реакция турбина; и это произвело революцию в использовании турбин, адаптированных для высоких голова (т.е. энергия возвышения). До Пелтона почти все водяные турбины были реакционными машинами, работающими от давления воды, или голова, а колесо Пелтона приводилось в движение кинетическая энергия высокого скорость водомет, который можно было бы удобно развить из небольшого горного ручья.[6]

Создание колеса Пелтона

В конце 1870-х годов Пелтон смоделировал, испытал и изготовил свое первое турбинное колесо, получившее название Пелтон Бегун- позднее относились только к импульсным ножам - на Горняки Литейный завод в Невада-Сити, Калифорния.[7]В 1878 году на шахте Мэйфлауэр в Невада-Сити он установил первое рабочее колесо Пелтона. Рыцарский литейный завод колесо продавалось как промышленный стандарт, но в ходе очного соревнования, организованного в 1883 году на шахте Айдахо в соседнем Grass Valley, Конструкция Пелтона оказалась намного более эффективной.[8]Конструкция Пелтона обеспечивала 90-процентную эффективность (преобразования кинетической энергии речного потока в лошадиные силы), в то время как следующий лучший конкурент достиг менее 77 процентов - в то время как большинство существующих водяных колес обычно оценивали менее 40 процентов.[1][6]

Колесо Пелтона также обеспечивало стабильную мощность в (типичных) условиях низкого расхода в горном ручье. В 1887 году шахтер прикрепил колесо Пелтона к динамо и произвел первые гидроэлектростанция в Сьерра-Невада.[нужна цитата ]

В 1895 году самая крупная установка колеса Пелтона при его жизни была произведена в Электростанция шахты "Северная звезда", Грасс-Вэлли, Калифорния, автор Артур Де Винт Фут, который спроектировал и установил крупногабаритное колесо диаметром 30 футов; он работал успешно, значительно увеличив мощность гидроэлектроэнергии, производимую бегунами Пелтона для производства сжатого воздуха для горных работ.[нужна цитата ]

Пелтон запатентованный его колесо, а также его новый дизайн бегунка с двойной чашей, и в 1888 году основал компанию Pelton Water Wheel Company в Сан-Франциско для удовлетворения растущего спроса на гидроэнергетику и гидроэлектроэнергетику на Западе и во всем мире.[6] «Pelton» - это торговая марка продуктов этой компании, но этот термин широко используется в общем для подобных импульсных турбин.[нужна цитата ]

Смерть, наследие и награды

Пелтон умер в Калифорнии в возрасте семидесяти восьми лет и похоронен на семейном кладбище в Вермилионе, штат Огайо. Его Пелтон Бегун конструкция до сих пор используется для производства гидроэлектроэнергии в Соединенных Штатах и ​​во всем мире, как показано здесь. Более поздние разработки, такие как Турго турбина, впервые запатентованный в 1919 году, и Банки турбина были вдохновлены колесом Пелтона.[нужна цитата ]

В 1895 г. Институт Франклина в Филадельфия, Пенсильвания, наградил Лестера Пелтона Медаль Эллиота Крессона, поскольку переименован Медаль Бенджамина Франклина, за достижения Пелтона в области технологий. В 2006 году он был посмертно внесен в Национальный зал славы изобретателей в Александра, Вирджиния, ранее в Акрон, Огайо.[1]Есть мемориалы и памятники в честь Пелтона и Пелтон Бегун установлен в Камптонвлле, Калифорния, в Горняки Литейный завод в Невада-Сити, Калифорния, и в Смитсоновский музей в Вашингтон, округ Колумбия., Калифорния Курорт в Диснейленд в Анахайм, среди других сайтов.[7]

В 1958 г. актер Уильям Хадсон был брошен на роль Пелтона в эпизоде ​​"Колесо фортуны" на синдицированное телевидение серия антологий, Дни Долины Смерти, организованный Стэнли Эндрюс. Эпизод посвящен разработке Пелтоном принципов гидравлической добычи полезных ископаемых.[9][ненадежный источник? ]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б c "Лестер Аллен Пелтон". Зал славы / Профиль изобретателя. Национальный зал славы изобретателей. Архивировано из оригинал 19 декабря 2012 г.. Получено 29 июля, 2011.
  2. ^ Земельные документы округа Гурон, штат Огайо, 1815–1838 гг.
  3. ^ а б c Генеалогия семьи Пелтон в Америке; 1892, Дж. М. Пелтон
  4. ^ (губернатор) отчеты об уплате налогов в округе Гурон, штат Огайо, 1826 г.
  5. ^ «Лестер Аллан Пелтон: отец гидроэнергетики». Ричард Нил "Рич" Таррант. Получено 29 июля, 2011.
  6. ^ а б c d е «Планетарная гравитационная система и турбина Пелтона». Phy6.org. Дэвид П. Стерн. Получено 28 июля, 2011.
  7. ^ а б «Горняцкая литейная - Механический цех Алланса основан в 1856 году». hmdb.org. База данных исторических маркеров. Получено 26 июля, 2011.
  8. ^ "Knight Foundry и Sutter Creek". Виртуальный музей Сьерра-Невады. Архивировано из оригинал 23 июля 2011 г.. Получено 28 июля, 2011.
  9. ^ "Колесо фортуны на Дни Долины Смерти". База данных Интернет-фильмов. Получено 30 декабря, 2018.

внешняя ссылка