Malá kolenová turbínka


Kolenová turbínka instalovaná na potoce (foto Ondřej Tesař)

Byla vyvinuta pro pohon čerpadla, které by čerpalo hygienicky nezávadnou pitnou vodu ze studánky do vzdáleného a o 8m výše položeného vodojemu letního dětského tábora. Dokončená a vyzkoušená byla 30.4.1989 s plastovým zubovým čerpadlem. Při instalaci turbíny na spádu pouhých 20 cm dodávalo zubové čerpadlo 0,3 ltr. vody za minutu. Při delším chodu ale projevovalo sklony k zadírání. To byl důvod proč bylo raději nahrazeno čerpadlem membránovým. Zkouška na vybrané lokalitě při spádu 0,45 metru proběhla 13.5.1989 úspěšně. V praktickém provozu byla po dobu LT (od 8.7.1989 do 22.7.1989) na potůčku, který je pravým přítokem Lubě u obce Skalička u Tišnova.

Pro turbínu byly vyrobeny dva typy oběžných kol. Obě o průměru 70mm. Jedno bylo čtyřlopatkové, relativně pomaluběžné. Mělo velkou hltnost a současně velký kroutící moment. Druhé bylo třílopatkové, rychloběžnější, s více uzavřenými lopatkami a menší hltností. Každému oběžnému kolu příslušel jiný excentr do membránového čerpadla. Při použití pomaluběžného kola vykonávalo čerpadlo větší zdvih a menší počet cyklů, u rychloběžného oběžného kola byla potřebná excentricita i zdvih čerpadla menší. Tabulka parametrů i potřebných kombinací dílů byla napsána přímo na tělese turbíny.

Oběžná kola byla mosazná. Středové náboje soustružené, plechové tvarované lopatky byla v drážkách náboje zapájeny měkkou pájkou a každý list navíc pojištěný dvojicí kolíků. Náboj byl našroubovaný na lícovaný ocelový hřídel a pojištěný uzavřenou mosaznou kontramaticí, která tvořila současně hrot náboje oběžného kola. Vzájemným pootočením náboje na závitu a kontramatice se seřizovala přiměřená axiální vůle oběžného kola vůči vřeteníku a rozváděcím lopatkách.

Rozváděcích lopatek bylo pět a byly pevně zaletovány mezi mosaznou trubku vřeteníku a mosazný plechový kužel konfuzoru. Kompletní celek rozváděče i kužele savky byl vlepen pomocí dvousložového lepidla do běžné vodoinstalační novodurové trubky o průměru 110mm. Spodní radiální ložiskové pouzdro turbíny bylo z texgumoidu, mazané vodou. Horní axiálně-radiální ložisko bylo kuličkové, stejně jako ložisko excentru čerpadla. Vnitřní prostor vřeteníku byl záměrně zaplavován vodou pronikající dovnitř kanálkem z prostoru kolena. Část takto vniklé vody měla za úkol jednak mazat texgumoidové pouzdro, zadruhé zabránit přisávání vzduchu okolo hřídele a poškozování podtlaku vytvářeného savkou. Přebytek vody z vřeteníku odtékal přepadovým potrubím tak, aby se hladina uvnitř udržovala ve stálé výši a nestoupala až do kuličkového ložiska.

Byl-li stroj v nepřetržitém chodu, načerpal 780 litrů pitné vody za 24 hodin při 950 otáčkách za minutu. V suchém období, kdy průtok z 5 ltr./sec klesl na pouhých 0,7 ltr/sec., nepomohlo ani použití třílistého oběžného kola. Průtok potůčku nedostačoval a turbína si přisávala z hladiny vzduch, což negativně ovlivňovalo výkon.

náčrt čerpacího soustrojí s kolenovou turbínou na Skaličce

Aby se nepříjemné situaci předešlo, bylo nutné vodu nadržovat v „přehradě“ nad turbínou a pouštět ji na stroj v periodách. Účinnost pak dobrá, ale dost náročná na obsluhu. Bylo důležité včasné spuštění soustrojí, jinak nadržená voda buď začala marnotratně přepadat přes hráz nebo se naopak turbínka po spotřebování vody z „přehrady“ zastavila a voda přes ni protékala bez užitku. Při nedostatku vody se tím pádem plně projevily obecné nectnosti neregulovatelných turbin a hrubě zastínily jejich výhody, jakými je jednoduchost, nízká cena a provozní spolehlivost. Pro následující sezónu bylo upuštěno od použití neregulovatelné turbíny ať už jakéhokoli typu.

Trubínka byla o několik let později věnována panu Ondřeji Tesařovi pro dětský letní tábor Keya. Ne už jako čerpací jednotka (na čerpání vody použili úspěšně čerpací spirálu), ale výhradně pro pohon elektrického generátoru a nabíjení akumulátorů. Protože byla turbína osazena na výrazně větším toku než byla její hltnost, netrpěla zavzdušňováním ani jinými neduhy.


[ ostatní pokusy, navrhy a projekty ]