Горные реки текут очень быстро. Вода в них падает с большой высоты, иногда с 1000 м и больше. На таких реках нельзя ставить турбины системы Френсиса.

Турбина Френсиса рассчитана на большое количество воды, но такой, которая падает с высоты не больше 50 м. На горных реках устанавливаются турбины, изобретенные Пельтоном.

Турбина Пельтона напоминает подливное колесо, но только все оно металлическое, и лопатки у него особой формы. Они похожи на две ложки, сложенные вместе:

Рисунок. Турбина Пельтона

На колеса устанавливают 20-30 лопаток. Вода к турбине подводится по трубе. На конце трубы насажен наконечник, называемый соплом. Он похож на наконечник рукава пожарной трубы. Вы видели, с какой силой бьет вода из наконечника (брандспойта) пожарной трубы? И с огромной силой вода бьет из сопл по лопаткам колеса турбины Пельтона. Она заставляет его быстро вращаться - колесо делает 400-600 оборотов в минуту.

Есть турбины Пельтона, которые делают 1000 оборотов в минуту и больше.

Отработавшая вода стекает в отводную трубу. Колесо и одно или несколько сопл прикрываются сверху кожухом - чугунной или железной крышкой.

Если дома есть водопровод, можно сделать небольшую модель турбины Пельтона. Она будет давать такую большую мощность, что ее вал можно соединить с валом небольшой динамомашины и получить действующую модель гидроэлектрической станции. На рисунке ниже показана наша модель турбины Пельтона.

Рисунок. Модель турбины Пельтона

Буквой А в ней обозначено рабочее колесо, буквой Б - лопатки его, В - вал колеса, Г - стойка вала, Д - кожух, Е - сопла, Ж - резервуар для стока воды.

Рабочее колесо модели состоит из остова, лопаток и вала. Остов колеса сделан из фанерных кружков, лопатки - из жести, вал - из толстого гвоздя.

Сначала сделайте остов колеса. Возьмите трехслойную фанеру толщиной 3-4 мм и вырежьте из нее четыре кружка: два кружка диаметром 80 мм и два кружка диаметром 60 мм. Один из кружков диаметром 80 мм разделите на двенадцать равных частей. Проведите линии от центра кружка по всем отметкам на окружности. Большие кружки сложите так, чтобы центры совпали, и слегка сбейте их двумя-тремя гвоздиками.

Рисунок. Как сделать лопатки для модели турбины Пельтона

Заготовьте лопатки. Вырежьте из жести двенадцать полосок 30х50 мм. В каждой полоске вырежьте два уголка, как показано на рисунке выше, и согните полоски пополам.

Между сбитыми кружками заложите согнутые полоски и прибейте каждую двумя маленькими гвоздиками. Полоски нужно закладывать так, чтобы согнутые края их шли по продолжению прямых линий, начерченных на кружках:

Рисунок. Сборка лопаток

С обеих сторон больших кружков приложите меньшие и сбейте все вместе. Толстый гвоздь длиной в 120 мм вбейте в центр кружков. Концы жестяных пластинок изогните, как показано на рисунке:

Рисунок. Как загнуть жестяные пластинки

Резервуар для стока воды сделайте в виде ящика. Заготовьте доску толщиной 15 мм, шириной 60 мм и длиной 650 мм. Отпилите от нее две дощечки длиной по 240 мм и две дощечки длиной по 80 мм. Сбейте из них ящик. Дно ящика сделайте из фанеры или жести.

Перед тем, как будете забивать дно, проделайте на одной узкой стенке ящика отверстие 20х40 мм. В это отверстие вставьте согнутый из жести желоб для выпуска воды:

Рисунок. Резервуар для стока воды

Выстрогайте еще две планки толщиной 10 мм, шириной 30 мм, длиной 80 мм и вырежьте две жестяные полоски: одну 30х40 мм и другую 30х60 мм. Жестяные полоски прибейте к планкам так, чтобы на одной планке торчал конец пластинки длиной в 20 мм, а на другой - длиной в 40 мм. В полосках сделайте отверстия на одной высоте с таким расчетом, чтобы вал рабочего колеса свободно вращался в них. Получились стойки для вала рабочего колеса.

Рисунок. Стойки для вала рабочего колеса

Установите стойки внутри резервуара для стока воды, на самой середине длинных боковых стенок, и прибейте их. Отверстия в стойках должны приходиться точно одно против другого. Установите рабочее колесо в стойках, отрегулируйте и закрепите вал подпятником и муфтой, чтобы во время вращения он не сдвигался.

Кожух.

Остов кожуха деревянный. В передней части его вставлено оконное стекло, чтобы можно было видеть колесо турбины во время работы. Верх и боковые стенки кожуха обиты картоном. Их можно обить тонкой фанерой или жестью.

Доску толщиной 15 мм, шириной 100 мм и длиной 240 мм разметьте и опилите, как показано на рисунке:

Рисунок. Остов кожуха

В углах А и Б выпилите гнезда 15х15 мм.

Рисунок. Гнезда в углах кожуха

В средине доски пропилите щель 10х40 мм. Это задняя стенка кожуха.

Заготовьте четыре бруска 15х15 мм, длиной 105 мм и дощечку толщиной 15 мм, шириной 100 мм, длиной 90 мм. Бруски вставьте в гнезда доски, сделанной по рисунку выше, а стомиллиметровую дощечку прибейте сверху. Свободные концы брусков и дощечки соедините деревянными планками толщиной 5 мм и шириной 10 мм.

Рисунок. Соединяем кожух

Из картона или из жести вырежьте полосу 110х360 мм и обейте ею бока и верх кожуха. Вырежьте еще ободок шириной 15 мм для передней стенки, прибейте его к кожуху и вставьте оконное стекло.

Напорная труба и сопла модели сделаны из резиновых и стеклянных трубок. Можно сделать их из металлических трубок, но это значительно труднее. Нужны две резиновые трубки диаметром 5 мм, длиной 100 мм и четыре стеклянные трубки с диаметром отверстия 5 мм. Длина их по 60 мм. У двух стеклянных трубок один конец должен быть оттянут. С обеих сторон резиновых трубок вставьте стеклянные так, чтобы одни концы резиновых трубок имели оттянутые стеклянные.

Сбоку кожуха проделайте отверстия и вставьте в них стеклянные трубки с оттянутыми концами. При закрытом кожухе трубки должны приходиться как раз против среднего острого ребра лопаток, но не задевать за них. Концы других стеклянных трубок свяжите вместе и наденьте на них резиновую трубку диаметром 10 мм и длиной 300 мм.

Место соединения трубок прочно свяжите нитками и залейте сургучом или варом, чтобы не проходила вода:

Рисунок. Место соединения трубок

Установите кожух над колесом и испробуйте работу модели. В ней вода должна бить из двух трубок сразу. Чтобы кожух прочно держался на резервуаре, укрепите его угольниками и крючками.

Если модель турбины будет медленно вращать динамомашину, придется или увеличить напор воды, или построить турбину больших размеров.