Turbin

Turbin/sprøytehjul

Vannkraftgenerator som omdanner hastigheten og trykket i fallende vann til mekanisk rotasjonsenergi som kan benyttes til å drive en maskin eller en elektrisk generator.

T. var en effektiv, og fleksibel kraftmaskin som kunne konstrueres for større og mindre vannmengder og varierende fallhøyder, men som stilte krav til høy teknisk kompetanse både ved produksjon, installasjon og bruk/vedlikehold. Med vårt begrensede fagtekniske miljø på 1800-tallet fikk t. derfor ikke noe bredt gjennomslag i Norge før den ble satt inn i produksjonen av elektrisk strøm mot slutten av århundret. Dette var også bildet ved bergverkene hvor t., så vidt kjent, bare ble tatt i direkte bruk i produksjonen ved noen få verk. Ut 1800-tallet var det således de tradisjonelle kraftmaskinene, vannhjulene, som dominerte i gruvedriften, med overfallshjulet, inkludert varianten kjerraten, som de klart ledende pumpe- og heisemaskiner.^[1]

            T. hadde flere fordeler framfor vannhjulene. Først og fremst kunne t. utnytte langt større fallhøyder. Forkjempere for t. hevdet videre at de kunne styres lettere og mer nøyaktig enn vannhjulet, var billigere, tok mindre plass, krevde mindre vedlikehold og hadde lenger levetid. På den annen side krevde de rent vann, og hadde ofte en noe lavere virkningsgrad enn vannhjulene^[2] og krevde utveksling ved bruk til pumping da t.s hurtige rotasjon ikke kan overføres direkte på pumpe.^[3]

T. ble først og fremst utviklet i Frankrike.

Ved turbindrift blir vanntrykket tilført skovler festet på omkretsen av et roterende løpehjul via faststående dyser eller ledeskovler i form av en stråle av en bestemt retning og hastighet. Ved avbøyning av strålen i de buede løpeskovlene utøves et trykk som overfører en vesentlig del av strålens strømningsenergi på løpehjulet og setter det i bevegelse.

            Blant de første turbinene i norsk bergverksindustri kan nevnes det turbinliknende underfallshjulet Poncelets hjul (utviklet i 1820-årene), Fourneyrons turbin (1827) og (den tyske) Schwamkrugs turbin (1847).

T. ble tatt i bruk ved gruver som Kongsberg Sølvverk, Åmdals kobberverk i Telemark og Svenningdal sølvgruve i Nordland.

Sølvverkets første turbin var en Poncelet-turbin som ble installert til ventilasjonsformål i 1858.^[4] Deretter ble en Schwamkrug-turbin til erstatning for en kjerrat satt i drift i 1860.^[5] En sammenlikning viste at turbinen økte heisehastigheten i samme sjakt med 15 %, mens driftskostnadene ble redusert med 16 %. Flere turbiner kom det allikevel ikke ved Sølvverket.

Ved Åmdals kobberverk  ble det installert en kraftig, norskbygget turbin på 200 HK i 1882-83. T. fungerte her som sentralmotor for fire heisemaskiner, fire bormaskiner, en pumpemaskin og en luftkompressor for ventilasjonsformål.

Ved Svenningdal sølvgruver ble det i 1883 installert en tysk t. på 80 HK for drift av oppredningsverket.^[6]

            "Sprøytehjul" var en betegnelse fra maskinens barndom i 1820- og 30-årene. 

Varia:

- Den første kjente turbin i Norge var en Fourneyron-turbin som ble installert ved Kongsberg Våpenfabrikk i 1844. Den var i drift til 1892, og står i dag på Norsk Teknisk Museum.^[7]

- Den første norskbygde turbin ble laget ved Myrens verksted, Oslo, i 1850.^[8] Verkstedet ble grunnlagt i 1848 og vokste til å bli landets ledende verksted for utvikling av norsk maskinteknologi.

- Når Frankrike ble et foregangsland i utviklingen av turbinteknologien må det ses i sammenheng med at naturforholdene der lå godt til rette ved god tilgang på vannkraft, men med dårligere tilgang på kull enn i England, dampmaskinens hjemland. I begge land var det et stort behov for energi under den pågående industrielle omveltning. Det var knapt det vannfall som ikke var utnyttet. I mange elver lå virksomheter som utnyttet vannkraften så tett at man kunne reise lenge før man ikke så et vannhjul. Det kan som eksempel nevnes at Frankrike antas å ha hatt mer enn 60.000 vannhjul i drift rundt midten av 1820-årene. Hver tomme fallhøyde var verdifullt, hver liter strømmende vann dyrbar. Mange av tidens beste hoder var engasjert i å finne nye og bedre måter å utnytte vannkraften på. Statlige priser og stor ære tilkom den som kom opp med nye løsninger. Oppfinneren av Poncelets hjul, general og matematiker Jean Victor Poncelet (1788-1867), mottok således det franske vitenskapsakademiets ‘Prix de mécanique’ for sin oppfinnelse. Hjulet ble omgående tatt i bruk av franske industridrivende som var klar over svakhetene ved de gamle underfallshjulene. Hjulet fikk, foruten i Frankrike, sin største utbredelse i Tyskland.