Vattenkraft (fördjupning) - Tekniska museet
Vattenkraft (fördjupning) - Tekniska museet
Vattenkraft (fördjupning) - Tekniska museet
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
VATTENKRAFT
MODELL AV PERPETUUM MOBILE<br />
OMKRING 1810<br />
Förmålet visar resultatet av någon uppfinnares dröm om en evighetsmaskin, d.v.s.<br />
en maskin som går utan att energi i någon form behöver tillföras utifrån.<br />
Denna dröm är många hundra år gammal.<br />
Den första dokumentationen är daterad<br />
1245 och återfinns i arkitekten Villard de<br />
Honnecourts ännu bevarade skissbok. Det<br />
var en apparat som dock inte liknar det aktuella<br />
föremålet. Sedan dess har många olika<br />
apparater avsedda att arbeta efter olika<br />
principer sett dagens ljus.<br />
Ett flertal av vetenskapshistoriens verkligt<br />
stora namn, bl a Leonardo da Vinci och<br />
Daniel Bernouli var inte främmande för tanken.<br />
I Ramellis och Diderots rikt illustrerade<br />
encyklopedier från 1600- och 1700-talen<br />
Museets modell av ett perpetuum mobile.<br />
finns många konstruktioner redovisade.<br />
Inte förrän bland andra Christiaan Huygens<br />
i slutet av 1600-talet påvisade, att det är<br />
teoretiskt omöjligt att framställa en fungerande<br />
evighetsmaskin, mattades intresset<br />
dock utan att helt dö ut ens bland skolande<br />
ingenjörer och vetenskapsmän.<br />
Det aktuella föremålet avses fungera på<br />
ett sätt som redovisas i ett flertal varianter i<br />
ovan nämnda encyklopedier. Den enkla<br />
grundidén består i, att man låter ett vattenhjul<br />
driva en pump som pumpar tillbaka det<br />
nedstörtande vattnet till en tank eller ränna,<br />
varifrån det återigen går till vattenhjulet.<br />
Ingen ytterligare tillförsel av vatten behövs<br />
alltså!<br />
I många fall kan man t.o.m. se hur uppfinnaren<br />
tänkt sig, att hans maskin ska kunna<br />
driva något nyttigt och inte bara sig själv.<br />
Ett exempel (se fig) visar drivning av en slipsten,<br />
och man kan se, hur uppfinnaren<br />
t.o.m. tänkt sig att ”stjäla” litet av vattnet<br />
från vattenhjulet för att spola över slipstenen,<br />
där en man sitter och våtslipar knivseggar.<br />
Den komplicerade och energikrävande<br />
mekaniska transmissionen har inte<br />
bekymrat upphovsmannen. Konstnären har<br />
dessutom givit snäckan, som skall uppfordra<br />
vattnet, en nära nog vertikal lutning, så<br />
att den omöjligen skulle kunna pumpa upp<br />
vatten.<br />
Avbildning från 1700-talet som visar ett perpetuum<br />
mobile som driver en slipsten.<br />
Det utställda föremålet är en modell av<br />
ett sådant perpetuum mobile som skulle<br />
drivas av det rundpumpade vattnet.<br />
Konstruktören – modellbyggaren är<br />
okänd.<br />
KÄLLOR:<br />
Grenander, Max, Perpetuum Mobile,<br />
Stockholm 1947.<br />
TM 6.784<br />
2
HORISONTELLT<br />
VATTENHJUL – SKVALTHJUL<br />
1900-TALET<br />
Skvalthjulet är den allra enklaste typen av vattenhjul. De har använts i Sverige sedan<br />
medeltiden för malning av säd i s.k. skvaltkvarnar. Museets skvalthjul köptes in<br />
1927.<br />
Det horisontella vattenhjulets – skvaltans –<br />
tidiga historia och ursprung är höljt i dunkel.<br />
Några säkra bevis för att denna typ av<br />
vattenhjul skulle ha använts under antiken<br />
eller tidigare finns inte. Det har antagits att<br />
det horisontella vattenhjulet skulle var äldre<br />
än det vertikala eftersom konstruktionen<br />
är enklare – men detta är bara en hypotes.<br />
En gissning är att det horisontella<br />
vattenhjulet började att användas omkring<br />
100 f.Kr., någonstans utanför medelhavsregionen<br />
– i Asien, kanske i Kina.<br />
Vad som är säkert är att det horisontella<br />
vattenhjulet spreds runt i hela Europa<br />
under medeltiden.<br />
Det går inte att exakt datera när vattenhjulet<br />
infördes i Sverige. Sparsamma historiska<br />
dokument tyder på att det kan ha<br />
skett i slutet av 1100-talet eller i början av<br />
1200-talet. Det går inte heller att avgöra<br />
om det handlar om horisontella eller vertikala<br />
vattenhjul. Ett definitivt bevis för skvalthjulets<br />
förekomst finns i landskapslagarna<br />
– Dalalagen och Västmannalagen – från<br />
1200-talets andra hälft.<br />
Det horisontella vattenhjulet uppträdde i<br />
två former, dels med raka snedställda skovlar,<br />
dels med en krans av skedformade<br />
skovlar. Den senare varianten förekom i<br />
sydliga Europa men var ovanlig i de nordiska<br />
länderna.<br />
Den moderna vattenturbinen kan betrakta<br />
som en vidareutveckling av det horisontella<br />
vattenhjulet. Det horisontella vattenhjulet<br />
kom att utvecklas under senmedeltiden<br />
och under nya tiden. Hjul med skedformiga<br />
blad placerades i sumpar för att<br />
hushålla med vattnet. Under 1700-talet och<br />
i början av 1800-talet gjordes en mängd<br />
försök att förbättra det horisontella vattenhjulet.<br />
I Frankrike utfäste 1826 Sociéte d’-<br />
Encouragement pour l’industrie Nationale<br />
ett pris om 6000 francs till den som kunde<br />
konstruera ett horisontellt vattenhjul med<br />
skedformade skovlar som uppfyllde vissa<br />
krav på verkningsgrad m. m. Konstruktionen<br />
skulle svara mot industrins behov. Den<br />
unge ingenjören Bénoît Fourneyron lämnade<br />
in det vinnande bidraget och hans<br />
konstruktion – Fourneyronturbinen – räknas<br />
som den första praktiskt användbara<br />
vattenturbinen.<br />
ATT FÅ VATTEN PÅ SIN KVARN<br />
Det horisontella vattenhjulets huvudsakliga<br />
användningsområde var i mjölkvarnar –<br />
skvaltkvarnar. Det förekom dock även inom<br />
andra områden, t.ex. vid tröskning av säd<br />
och slipning av marmorkulor (Tyskland).<br />
Den svenske bergsvetenskapsmannen<br />
Sven Rinman nämner i ”Afhandling rörande<br />
mechaniquen” (1782) planslipning av sten<br />
som ett användningsområde inom bergbruket.<br />
Skvaltkvarnar har använts i Sverige från<br />
medeltiden till modern tid. Ännu under 1:a<br />
världskriget användes skvaltor och så sent<br />
som under 2:a världskriget maldes med<br />
skvaltkvarnar, bl.a. i Halland.<br />
Det horisontella vattenhjulet underlättade<br />
arbetet högst avsevärt. Den dagliga<br />
handmalningen kunde ersättas av en höst<br />
och/eller vårmalning (den tid då vattenflödet<br />
var rikligast). Detta fick betydelse för<br />
kost- och hushållningen. Det daglig baket<br />
ersattes med storbak av lagringsbart förrådsbröd:<br />
knäckebröd och tunnbröd.<br />
Skvaltkvarnen var – till skillnad från hjulkvarnen<br />
– enkel till sin konstruktion och<br />
kunde i princip uppföras av varje bonde.<br />
Varje hushåll i en by kunde bygga sin egen<br />
skvalta. Dessa kunde ligga i rad efter varandra<br />
längs en bäck. Kvarntypen benämns<br />
därför gärna husbehovskvarn.<br />
Eftersom skvaltkvarnen var enkel att uppföra<br />
blev den en konkurrent till den större<br />
hjulkvarnen. På 1500-talet blev alla skattepliktiga<br />
bönder skyldiga att mala i kronans<br />
tullkvarnar eller i särskilt priviligerade kvarnar.<br />
Kungens fogdar fick i uppgift att förstöra<br />
de skvaltor som störde tullkvarnarna.<br />
För skvaltkvarn finns många synonyma<br />
uttryck bl.a. fotkvarn, enfota, klubbkvarn<br />
och ”bäckakvarn”.<br />
Det gamla talesättet ”att få vatten på sin<br />
kvarn” avser kanske inte specifikt skvaltan<br />
men kan nämnas.<br />
DET SKVALTAR OCH STÄNKER<br />
Ett skvalthjul är tillverkat av trä och försett<br />
med fasta snedställda skovlar. I mitten av<br />
hjulet sitter en axel.<br />
Vattnet leds genom en lutande ränna<br />
och verkar mot bladen genom stöt – aktion.<br />
Det är vattenstrålens rörelseenergi som utnyttjas.<br />
Det horisontella vattenhjulet användes<br />
till att mala säd i en anläggning som kallades<br />
för skvaltkvarn. En sådan anläggning<br />
bestod av ett kvarnhus och en ränna av trä.<br />
Genom rännan leddes vattnet från en<br />
damm. Rännan kunde stängas och öppnas<br />
med en trälucka som manövrerades med<br />
en hävstång.<br />
Vattenhjulets vertikala axel löpte genom<br />
ett hål i mitten av två kvarnstenar. Understenen,<br />
”liggaren”, var fast. Överstenen var<br />
Skvalthjul.<br />
3
fästad vid toppen på axeln och sattes i rörelse<br />
av vattenhjulet, utan någon mellanliggande<br />
växel (som var nödvändig då vertikala<br />
hjul användes). Axelns nedre ända<br />
stödde mot en horisontell stock, den sk<br />
”lättan”. Genom att höja eller sänka ”lättan”<br />
var det möjligt att reglera avståndet<br />
mellan stenarna under malningen.<br />
Säden, som förvarades i en trattformig<br />
behållare ovanför stenarna, fick sakta rinna<br />
ned genom hålet i löparen – ”ögat”. Tratten<br />
mynnade i en liten lucka – ”skon” eller<br />
”skeppet”- vilken reglerade tillförseln av<br />
säd. På luckan satt en liten pinne – ”skakpinne”<br />
– som släpade mot löpstenens<br />
ovansida. När löparen gick runt skakades<br />
säden ned.<br />
Skvalthjulets verkningsgrad är mycket<br />
låg, omkring 15%. Endast en mindre del av<br />
vattnets energi kan alltså överföras till hjulet.<br />
Systemet är öppet och det mesta av vattnet<br />
”skvaltar och stänker” till ingen nytta.<br />
FEM KRONOR<br />
Museets skvalthjul användes i en husbehovskvarn<br />
på Svalhults gård, Breareds<br />
socken, nordost om Halmstad, fram till<br />
1927, då kvarnen brann ned.<br />
Hjulet köptes in till <strong>Tekniska</strong> Museet<br />
1937 från lantbrukare Edvin Svensson i<br />
Svanhult. Priset var 5 kr och köpet förmedlades<br />
av Fil.Dr. Erik Salvén, Halmstad.<br />
KÄLLOR:<br />
Sundin, Bosse, ”Att få vatten på sin kvarn;<br />
om kvarnar i historien”, i I Teknikens Backspegel,<br />
red. Bosse Sundin, Malmö 1987.<br />
Ek, Sven B., Väderkvarnar och Vattenmöllor,<br />
Lund 1962, s 5–10, 49–53, 58–64.<br />
Reynolds, Terry S., Stronger than a Hundred<br />
Men: A History of the Vertical Water<br />
Wheel, Baltimore 1983, s 18–21.<br />
Rinman, Sven, Afhandling rörande Mechaniquen,<br />
med tillämpning i synnerhet till bruk<br />
och bergverk, Stockholm 1782, s 135–136.<br />
Wikander, Örjan, Vattenmöllor och möllare<br />
i det romerska riket, Lund 1980, s 139.<br />
Åberg, Alf, Från skvaltkvarn till storkraftverk,<br />
Stockholm 1962, s 17–18.<br />
Åsgrim, Agneta, Kvarnar i Varbergs kommun,<br />
Varbergs Museums årsbok 1974.<br />
Bilaga till TM 13.792 (<strong>Tekniska</strong> Museets<br />
arkiv).<br />
TM 13.792<br />
4
MODELL AV UNDERFALLSHJUL<br />
1800-TALET<br />
Utmärkande för underfallshjulet är, att vattnet träffar skovlarna i hjulets nedre del.<br />
Underfallshjul användes redan i romarriket och har fungerat som drivkälla i bl.a.<br />
kvarnar och sågverk fram till vår tid.<br />
Underfallshjulets tidigare historia och ursprung<br />
är inte klarlagd. Troligtvis har underfallshjulet<br />
utvecklats ur den s.k. Norian som<br />
användes för bevattningsändamål i Fjärran<br />
Österns länder. Norian var en form av<br />
underfallshjul. Det drevs av vattnet i en<br />
ström. På hjulets kant satt hinkar som fylldes<br />
med vatten och lyftes upp, när hjulet<br />
roterade.<br />
Det första skriftliga belägget för ett<br />
underfallshjul – och ett vattenhjul över<br />
huvud taget – är från ca 25 f.Kr. Det är ett<br />
dokument i vilket den romerske arkitekten<br />
och ingenjören Vitruvius beskriver såväl<br />
underfallshjulet som Norian. Från det första<br />
århundradet f.Kr. finns även arkeologiska<br />
fynd av underfallsvattenhjul (Pompeii).<br />
Den första avbildningen av ett underfallshjul<br />
är från 400-talet (Östromerska riket).<br />
Underfallshjul har använts i Europa och<br />
andra delar av världen från antiken fram till<br />
våra dagar. Det första användningsområdet<br />
var i mjölkvarnar. Det anses, att den<br />
vattenhjulsdrivna kvarnen fick sitt genombrott<br />
i det romerska riket på 300-talet e.Kr.<br />
Större, praktisk betydelse fick vattenhjulet<br />
under medeltiden. Användningen ökade<br />
väsentligt från och med 1200-talet. Det var<br />
förmodligen också under 1200-talet, som<br />
vattenhjulstekniken började att användas i<br />
Sverige.<br />
Förutom i mjölkvarnar har underfallshjul<br />
använts i t.ex. sågar och inom bergsbruket,<br />
bl.a. i stampverk. Inom järnhanteringen användes<br />
underfallshjul bl.a. till att driva<br />
stångjärnshamrar och masugnarnas blåsbälgar.<br />
Ytterligare exempel är tråddragning,<br />
oljeslagning, pappersframställning och linberedning.<br />
Underfallshjulets konstruktion var i stort<br />
sett densamma under två årtusenden, även<br />
om en gradvis utveckling pågick. Avsevärda<br />
förbättringar av underfallshjulet gjordes<br />
Tråddrageri drivet av underfallshjul vid Götarpsån i Gnosjö, Småland. Foto: K. Björlingson.<br />
5
Noria.<br />
under 1800-talet .<br />
UNDERFALLSHJULETS<br />
KONSTRUKTION OCH FUNKTION<br />
Vattenhjul delas in i tre huvudtyper (vi bortser<br />
här från det horisontella vattenhjulet eller<br />
skvaltan): underfalls-, bröstfalls- och<br />
överfallshjul beroende på den punkt där<br />
vattnet träffar hjulet.<br />
Ett underfallshjul, liksom ett bröstfallsoch<br />
överfallshjul, bestod av fyra huvudbeståndsdelar:<br />
(1) hjulaxeln, (2) armar (ekrar),<br />
(3) hjulringar och (4) skovlar. En viss variation<br />
3förekom<br />
dock. En del hjul av denna typ<br />
var exempelvis utrustade med en botten<br />
som hindrade vattnet att strömma in mot<br />
centrum.<br />
Underfallshjulen var vanligtvis utrustade<br />
med flata, rakt utgående placerade skovlar.<br />
När vattnet strömmar på undersidan av hjulet<br />
och träffar skovlarna, sätts hjulet i rörelse.<br />
Underfallshjulen kunde placeras mitt ute<br />
i ett strömmande vatten, vanligtvis förankrade<br />
mellan två pråmar (vadhjul). Det vanliga<br />
var dock, att underfallshjulet sattes upp<br />
vid en damm, och att vattnet leddes mot<br />
skovlarn genom en kanal eller ränna. Med<br />
hjälp av en pådragslucka mellan dammen<br />
och hjulet kunde vattenflödet regleras.<br />
Tilloppsrännan kunde vara rak, lutande<br />
eller buktig. Den senare varianten var effektivast,<br />
eftersom den buktiga rännan – den<br />
s.k. ”skulbron” – höll kvar vattnet längre.<br />
Det var ofta de geografiska förutsättningarna<br />
som avgjorde, vilken hjultyp man<br />
valde att använda. Var vattenmängden liten<br />
och fallhöjden hög, valdes ett överfallshjul;<br />
var vattenmängden stor och fallhöjden<br />
låg, valdes ett underfallshjul.<br />
Underfallshjulet var i fråga om prestanda<br />
underlägset överfallshjulet. Men underfallshjulet<br />
hade fördelen av enklare konstruktion,<br />
högre hastighet och mindre dimension.<br />
Ett problem med det traditionella underfallshjulet<br />
var dess begränsade användbarhet<br />
vid skiftande vattennivåer. De medeltida<br />
konstruktörerna löste detta problem,<br />
genom att konstruera hjul som var höj- och<br />
sänkbara och alltså kunde anpassas till<br />
vattennivån. Ett annat sätt var, som tidigare<br />
nämnts, att placera hjulet ute i vattendraget.<br />
Verkningsgraden för det traditionella<br />
underfallshjulet låg mellan 15–30 %. Med<br />
buktig tilloppsränna och utformade blad<br />
kunde verkningsgraden höjas upp mot 50–<br />
60%. Ett genomsnittligt underfallshjul utvecklade<br />
5–7 hk.<br />
Modellen är förmodligen ett elevarbete<br />
utfört vid Teknologiska Institutet i Stockholm<br />
(föregångare till Kgl. <strong>Tekniska</strong> Högskolan).<br />
KÄLLOR:<br />
Ek, Sven B., Väderkvarnar och vattenmöllor,<br />
Lund 1962, s 12, 64–68, 103–104.<br />
Reynolds, Terry S., Stronger than a hundred<br />
men, A History of the Vertical Water Wheel,<br />
Baltimore 1983, s 9–19, 158–181.<br />
Näslund, O. J., Sågar: Bidrag till kännedom<br />
om sågarnas uppkomst och utveckling,<br />
Stockholm 1937, s 42–43.<br />
Sundin, Bosse, ”Att få vatten på sin kvarn:<br />
Om kvarnar i historien”, i I Teknikens Backspegel,<br />
red. Bosse Sundin, Malmö 1987.<br />
Uppfinningarnas Bok, Del II, Stockholm<br />
1901, s 486–489.<br />
6
MODELL AV HÖGT<br />
BRÖSTFALLSHJUL<br />
1800-TALET<br />
Bröstfallshjulet har fått sitt namn av, att vattnet leds in i höjd med hjulaxeln. I mitten<br />
av 1800-talet byggdes bröstfallshjul med en diameter på över 20 meter.<br />
Uppgifter saknas om, när de första bröstfallshjulen<br />
började användas. En medeltida<br />
avbildning tyder på, att hjultypen användes<br />
redan under 1200-talet. De tidigaste, säkra<br />
bevisen på användning av bröstfallshjul<br />
är från 1500-talet.<br />
Bröstfallshjulen kom dock att spela en<br />
begränsad roll fram till mitten av 1700-talet.<br />
Vid denna tid uppstod ett intresse för<br />
att förbättra vattenhjulen och både teoretiker<br />
och mer praktiskt inriktade konstruktörer<br />
kom att ägna sig åt att ta fram den effektivaste<br />
typen av vattenhjul.<br />
Ett resultat av dessa ansträngningar var<br />
insikten i, att överfalls- och bröstfallshjul var<br />
överlägsna underfallshjulet.<br />
Utvecklingen av bröstfallshjulet kom<br />
huvudsakligen att äga rum i Storbritannien.<br />
Bakgrunden var landets begränsade vattenflöden<br />
i kombination med textilindustrins<br />
krav på effektivare vattenhjul för att driva<br />
de nya textilmaskinerna. Omkring år<br />
1800 hade bröstfallshjulet i stort sett ersatt<br />
underfallshjulet inom den brittiska industrin,<br />
och efter 1800 kom det i stor utsträckning<br />
även att ersätta överfallshjulen.<br />
Fördelen med bröstfallshjul jämfört med<br />
överfallshjul var, att de var lättare att manövrera<br />
vid olika vattennivåer.<br />
I slutet av 1700-talet och i början av<br />
1800-talet började järn att användas som<br />
konstruktionsmaterial i vattenhjul. Järnet<br />
möjliggjorde att större och kraftfullare<br />
vattenhjul kunde byggas. I Storbritannien<br />
och USA uppfördes gigantiska vattenhjul<br />
helt eller delvis byggda av järn.<br />
Ett exempel är ”The Lady Isabella”, ett<br />
högt bröstfallshjul, som byggdes 1854 vid<br />
en gruva på ön ”Isle of man” i Engelska kanalen.<br />
Hjulet, som har en diameter på 22<br />
meter – det finns fortfarande kvar – utvecklade<br />
omkring 230 hk.<br />
Bröstfallshjul användes för en rad olika<br />
ändamål. De stora bröstfallshjulen användes<br />
inom industrin och för pumpning vid<br />
t.ex. gruvor. I mindre skala, i t.ex. kvarnar och<br />
sågar, var de i bruk till in på 1900-talet.<br />
Bröstfallshjulet kunde fortfarande vid<br />
mitten av 1800-talet konkurrera med de<br />
mindre men effektivare vattenturbinerna. I<br />
likhet med överfallshjulet försvann emellertid<br />
bröstfallshjulet som drivkälla inom industrin<br />
i samband med att vattenkraften<br />
började utnyttjas för elproduktion i slutet<br />
av 1800-talet. Vattenturbinen var mindre,<br />
hade jämnare gång och gav ett högre varvtal,<br />
egenskaper som var nödvändiga för att<br />
driva en generator.<br />
BRÖSTFALLSHJULETS<br />
KONSTRUKTION OCH FUNKTION<br />
Modellen visar ett bröstfallshjul eller medelfallshjul<br />
som det också kallas. I ett sådant<br />
vattenhjul leds vattnet in mot skovlarna<br />
i jämnhöjd med hjulaxeln. Bröstfallshjul<br />
kan betecknas som ett mellanting<br />
mellan under- och överfallshjul. Det är i<br />
huvudsak vattnets tyngd som driver det<br />
runt men också dess tryck.<br />
Bröstfallshjul kunde vara utrustade med<br />
raka skovlar, men vanligare var att de hade<br />
celler – ”hinkar”. En tättslutande ränna –<br />
”bröstet” – som anslöts till hjulets ytterkant,<br />
såg till, att vattnet inte lämnade cellerna för<br />
tidigt.<br />
Bröstfallshjulet användes i kombination<br />
med en damm. Med hjälp av ledskenor kunde<br />
vattnet styras in mot cellerna. Vattenflödet<br />
reglerades med en pådragslucka – ”stämbord”<br />
– som sitter framför ledskenorna.<br />
Man skiljer mellan låga och höga bröstfallshjul<br />
beroende på, om vattnet leds in<br />
under eller ovanför hjulaxeln.<br />
Bröstfallshjulet konstruktionelement<br />
motsvarade underfalls- och överfallshjulets<br />
(se s 6).<br />
Ett bröstfallshjul av denna storlek kunde<br />
ha en verkningsgrad uppgående till 60–<br />
70 %. Effekten var uppskattningsvis mellan<br />
10–20 hk.<br />
Uppgifter saknas om modellens tillkomsthistoria.<br />
Troligen är den ett elevarbete utfört<br />
vid Teknologiska Institutet i Stockholm<br />
(föregångare till Kgl. <strong>Tekniska</strong> Högskolan).<br />
KÄLLOR:<br />
Reynolds, Terry S., Stronger than a hundred<br />
men, A History of the Vertical Water<br />
Wheel, Baltimore 1983, s 99, 166–167,<br />
278–286, 307, 318–320, 347–348.<br />
TM 13.595<br />
”Lady Isabella” uppfört 1854 av the Great Laxey<br />
Mining Company, Isle of Man.<br />
7
MODELL AV GRUVSPEL,<br />
DRIVET AV DUBBELSKOVLAT<br />
ÖVERFALLSVATTENHJUL<br />
1840-TALET FALU KOPPARGRUVA<br />
Utmärkande för överfallshjulet är, att vattnet leds in ovanifrån och att det får verka<br />
genom sin tyngd. Större överfallshjul användes bl.a. inom bergsbruket för att driva<br />
spel för uppfordring av malm.<br />
Riktigt när de första överfallshjulen började<br />
användas är okänt. Man vet att överfallshjul<br />
användes i Romarriket för malning av säd i<br />
kvarnar. Det äldsta belägget för ett överfallshjul<br />
är en väggmålning från 200-talet<br />
som hittats i Roms katakomber.<br />
Överfallshjul användes under medeltiden<br />
till en mängd olika ändamål. Den vanligaste<br />
tillämpningen var i mjölkvarnar, men hjultypen<br />
användes också inom bergsbruket.<br />
Vid gruvorna användes överfallshjul för<br />
att pumpa vatten och spela upp malm.<br />
Gruvspelen var placerade vid gruvkanten.<br />
Eftersom gruvdriften var bunden till gruvan,<br />
som kunde ligga långt ifrån vattenfallet, fick<br />
vattnet ledas fram till gruvan. (Ett annat alternativ<br />
var att överföra kraften från vattenfallet<br />
med hjälp av sammankopplade<br />
stänger, s.k stånggångar. Tekniken började<br />
användas vid tyska bergverk i slutet av<br />
1500-talet, se s 11). För att gruvspelen<br />
skulle kunna köras åt båda hållen (reverseras)<br />
byggdes överfallshjulen med dubbla<br />
uppsättningar skovlar, vända åt olika håll.<br />
Man vet att sådana vattenhjul – s.k. Kehrräder<br />
– användes vid bergverk i Ungern redan<br />
på 1470-talet. Den tyske bergsmannen<br />
Georg Bauer ”Agricola” (1494–1555)<br />
beskriver ett sådant hjul i sin bok ”De re<br />
Metallica”.<br />
Dubbelskovlade överfallshjul användes<br />
vid Falu Koppargruva i början av 1600-talet.<br />
Med tiden blev konstruktionerna allt<br />
större. I början av 1700-talet byggde Christopher<br />
Polhem, som under en tid var konstmästare<br />
i Falun, ett hjul som mätte 14 meter<br />
i diameter. Genom olika förbättringar<br />
kunde gruvspelens kapacitet successivt<br />
ökas. I slutet av 1700-talet infördes böjda<br />
– paraboliska – tilloppsrännor, och i början<br />
av 1800-talet introducerades den koniska<br />
linkorgen.<br />
Mellan 1750 och 1850 växte en vetenskap<br />
fram som behandlade vattenhjulet.<br />
Modellen av överfallshjulet vid Drottningens schakt.<br />
Denna vetenskap baserades dels på teoretiska<br />
antaganden, dels på fakta från experiment.<br />
Resultaten av experimenten visade,<br />
att överfallshjulet var överlägset<br />
underfallshjulet i fråga om effekt.<br />
I slutet av 1700-talet och i början av<br />
1800-talet började vattenhjul utföras helt<br />
eller delvis av järn. Det innebar, att vattenhjulen<br />
kunde byggas i större dimensioner,<br />
och att de blev kraftfullare. Under 1800-talet<br />
byggdes gigantiska överfallshjul i Europa<br />
och USA. Ett av de allra största konstruerades<br />
i USA av skotten Henry Burden<br />
för ett järnverk i närheten av New York. Hjulet<br />
vägde vattenfyllt ca 250 ton, verkningsgraden<br />
var omkring 84% och effekten hela<br />
278 hk.<br />
Överfallshjulet var den mest ”seglivade”<br />
varianten av de olika vattenhjulen. Under<br />
vissa förhållanden kunde det konkurrera<br />
8
med de mindre vattenturbinerna. Den slutliga<br />
dödsstöten för överfallshjulet som drivkälla<br />
inom industrin kom i slutet av 1800-<br />
talet, då elkrafttekniken utvecklades. Överfallshjulet<br />
kunde nu inte längre konkurrera<br />
med den mindre och i förhållande till sin<br />
storlek effektivare vattenturbinen. Överfallshjulet<br />
användes dock i småskaliga<br />
sammanhang, tex i kvarnar, långt in på<br />
1900-talet.<br />
CARL GUSTAF HUSBERG<br />
Om modellens ursprung vet vi inte så<br />
mycket, men troligen är den byggd vid Falu<br />
Bergsskola. Det gruvspel som tjänade som<br />
förebild för modellen användes vid Drottningens<br />
schakt vid Falu Koppargruva från<br />
1840-talet och framåt. Spelet var konstruerat<br />
av Carl-Gustaf Husberg (1794–<br />
1986), konstmästare vid gruvan mellan<br />
åren 1839–50.<br />
Carl-Gustaf Husberg var född i Nyköping<br />
och kom tidigt i kontakt med mekaniska<br />
anordningar i faderns kvarn. Han fick<br />
som barn ingen skolundervisning, men ett<br />
naturligt anlag för mekanik förde honom till<br />
Falu koppargruva, där han fick anställning<br />
1820. Mellan åren 1822–23 genomgick<br />
Husberg Falu Bergsskola och 1839 befordrades<br />
han till konstmästare. Husberg begärde<br />
avsked från gruvan 1850 och flyttade<br />
till Västmanland, där han kom att ägna<br />
sig åt en kvarnrörelse. För sina insatser tilldelades<br />
Husberg av Bergskollegiet (1844)<br />
utmärkelsen ”Svensk bergsmans hedersmärke<br />
för snille och flit” i guld.<br />
Husberg var framgångsrik som konstruktör<br />
av olika transportanordningar. Bl.a.<br />
konstruerade han Sveriges första linbana,<br />
en självstjälpande hund – malmvagn, och<br />
en farkonst – föregångare till hissen. Husbergs<br />
olika konstruktioner kom till användning<br />
vid hundratals gruvanläggningar och<br />
masugnar runt om i Sverige.<br />
VATTEN FRÅN OVAN<br />
Utmärkande för överfallshjulet är, att vattnet<br />
leds genom en tilloppsränna till toppen<br />
Gruvspel som drivs av dubbelskovlat vattenhjul. Ur Agricolas ”De re Metallica.”<br />
9
av hjulet. Det tillströmmande vattnet faller<br />
ned i s.k. celler – ”hinkar” – som är inbyggda<br />
runt hjulets hela omkrets. När cellerna<br />
fylls med vatten drivs hjulet runt av vattnets<br />
tyngd. Vid en låg punkt töms cellerna på<br />
vatten och processen upprepas.<br />
Överfallshjul var lämpliga där fallhöjden<br />
var hög och vattenmängden liten.<br />
Ett överfallshjul består, i likhet med<br />
under- och bröstfallshjul, av fem beståndsdelar:<br />
Hjulaxeln. Två parallella hjulringar<br />
fästade i axeln med armar eller ekrar.<br />
Mellan hjulringarna sitter skovlarna eller<br />
cellerna. Insidan av hjulet är ofta klätt med<br />
brädor som bildar en trumma.<br />
En skillnad mellan över- och underfallshjulet<br />
ligger i skovlarnas utseende. Underfallshjulet<br />
har oftast plana skovlar medan<br />
överfallshjulet är utrustat med celler eller<br />
fack som ska hålla vattnet kvar. Varje cell<br />
består av två eller flera brädor som sitter i<br />
vinkel mot varandra. Hjulringarna bildar sidor<br />
och trumman av brädor utgör botten.<br />
Ett primärt problem vid konstruktionen av<br />
cellerna var, att förhindra att vattnet spilldes<br />
ut, innan cellen hade nått läget för urtappning.<br />
På modellen kan vi iaktta, att vattnet<br />
samlas i den s.k. vattenpråmen – ”kummern”<br />
– som är belägen ovanför hjulet. Hit<br />
leddes vattnet från närmaste damm genom<br />
rännor eller urborrade timmerstockar – pipstockar.<br />
Från vattenpråmen utgick utloppsrännor<br />
– ”strumpar” – som styrde in vattnet<br />
mot hjulets celler. Utloppsrännorna<br />
kunde vara raka eller som på modellen<br />
svagt böjda. Vattenhjulet var normalt inbyggt<br />
i ett hjulhus som rymde en s.k. styrkammare.<br />
Från styrkammaren kunde hjulstyraren<br />
med hjälp av stänger styra vattenflödet<br />
och bestämma åt vilket håll hjulet<br />
skulle gå. Styraren kunde även bromsa hjulet<br />
med en friktionsbroms på hjulaxeln<br />
mellan linkorgarna.<br />
Malmen hissades upp i tunnor och linan<br />
lindades upp på den s.k. linkorgen. Spelet<br />
på modellen är utrustat med två mot varandra<br />
ställda koniska linkorgar. Med detta<br />
arangemang kunde en lastad tunna firas<br />
upp samtidigt som en tom tunna firades<br />
ned.<br />
Fördelen med att använda koniska linkorgar<br />
– i stället för att linda upp linan direkt<br />
på axeln – ligger i en bättre viktfördelning.<br />
Linan lindas upp i en spiral från den smala<br />
ändan mot den bredare, så att tunnan till<br />
en början dras upp när linvarven har liten<br />
diameter – den lyftande kraften är då<br />
störst. När tunnan avancerat ett stycke minskar<br />
den lyftande kraften, men då har samtidigt<br />
tyngden minskat, eftersom linan lindats<br />
upp en bit.<br />
I allmänhet hade överfallshjulet en diameter<br />
om 3–4,5 m. Större hjul med en diameter<br />
upp mot 20 meter användes dock<br />
framförallt inom bergsbruket. En övre<br />
gräns för överfallshjulets storlek utgjorde<br />
fallhöjden, som inte fick överskrida hjulets<br />
diameter.<br />
Ett överfallshjul som användes t.ex. i en<br />
kvarn utvecklade mellan 5–10 hk. De större<br />
överfallshjulen som användes vid bergverken<br />
kunde utveckla 30–50 hk eller mer.<br />
Ett överfallshjul har en högre verkningsgrad<br />
än ett underfallshjul. Beroende på<br />
konstruktionen ligger verkningsgraden<br />
mellan 50–70% men kan nå upp till drygt<br />
80%.<br />
KÄLLOR:<br />
Spade, Bengt, m.fl., Kraftöverföringen Hellsjön<br />
– Grängesberg: En hundraårig milstolpe<br />
i kraftteknikens historia, Västerås,1993,<br />
s 16–17.<br />
Järnkontorets Analer 1922, s 298–299.<br />
Forsslund, Karl-Erik, Falu Gruva och Stora<br />
Kopparbergs Bergslag, Stockholm 1936,<br />
s 178–180, 187, 240.<br />
Sahlin, Carl, Svenska linbanekonstruktioner,<br />
i Dædalus 1931.<br />
Rydberg, Sven, Dalarnas industrihistoria,<br />
1800–1980 – Några huvudlinjer, Malung<br />
1992, sid 43–49.<br />
TM 17.523<br />
10
MODELL AV DUBBEL STÅNGGÅNG<br />
1850-TALET FALU KOPPARGRUVA<br />
En stånggång består av sammankopplade stänger. Med hjälp av en sådan anordning<br />
kunde kraften från ett vattenhjul överföras till ett gruvschakt. Stångångar började<br />
användas i Tyskland i slutet av 1500-talet, och ännu in på 1930-talet användes<br />
de vid svenska gruvor.<br />
Bergshantering är ett område, där man tidigt<br />
hade ett stort behov av kraft. Vid gruvorna<br />
drevs pumpverk och spel med<br />
vattenhjul. Om inte gruvan var belägen i anslutning<br />
till ett vattendrag, kunde vattnet ledas<br />
fram till vattenhjulen i kanaler och rännor.<br />
Det var dock inte alltid den bästa lösningen.<br />
Med ett vattenhjul stående vid<br />
gruvkanten, kunde det hända, att vattnet<br />
rann ut ur de otäta rännorna och ner i gruvan.<br />
En bättre lösning var, att överföra kraften<br />
från vattenfallet till gruvan med hjälp av<br />
s.k. stånggångar. Stånggången bestod av<br />
sammankopplade stänger. Med hjälp av<br />
vevar på hjulaxeln omvandlades vattenhjulets<br />
roterande rörelse till en fram- och tillbakagående<br />
rörelse. Stängerna hängdes<br />
upp på stolpar på ett sådant sätt, att friktionen<br />
blev så liten som möjlig, när stängerna<br />
gick fram och åter. Stängerna var fästade<br />
vid s.k. vinkarmar. Dessa kunde ha olika<br />
utseende. I de tidiga stånggångarna var<br />
vinkarmarna av trä och fästade direkt under<br />
stängerna. I senare konstruktioner, som<br />
kan iakttas på denna modell, användes<br />
hängande vinkarmar av smidesjärn.<br />
Det är osäkert var och när stånggångar<br />
först började att användas. Förmodligen utvecklades<br />
stånggångstekniken vid de<br />
mellantyska bergverken i slutet av 1500-<br />
talet. I Sverige introducerades stånggången<br />
i början av 1600-talet (Bispberg 1609).<br />
På 1620-talet infördes tekniken vid Falu<br />
Koppargruva. Ett flertal längre stånggångar<br />
byggdes i Sverige under 1600-talet:<br />
t.ex. Dannemora Gruva 1679 (1500 meter),<br />
Stråssa 1684 (2100 meter) och Bispberg<br />
1698–1700 (1500 meter). Ett problem<br />
med stångångarna var friktionsförlusterna<br />
som uppgick till ca 20% per km. Det<br />
innebar att en stor del av effekten gick förlorad.<br />
En svaghet hos de tidiga stånggångskonstruktionerna<br />
var, att den linjära rörelsen<br />
endast kunde användas för pumpdrift.<br />
För att kraften skulle kunna nyttjas för<br />
att driva gruvspel för uppfordring av malmtunnor<br />
krävdes, att rörelsen kunde göras<br />
roterande – och gärna åt båda hållen. Den<br />
svenske mekanikern Christopher Polhem,<br />
som under en tid var konstmästare vid Falu<br />
Koppargruva, lyckades i slutet av 1600-talet<br />
överföra vattenhjulets roterande rörelse<br />
till en avlägsen lintrumma med hjälp av<br />
stånggångar i konträr drift. Genom att förse<br />
vattenhjulets axel med en vev i varje<br />
ända, med ett kvarts varvs förskjutning<br />
sinsemellan – och motsvarande arrangemang<br />
på lintrumman – kunde en roterande<br />
rörelse åstadkommas. Polhem var kanske<br />
inte först med denna idé, men han var den<br />
förste som lyckades bygga en sådan anordning<br />
som gick att använda.<br />
Stånggången vid Fredriks schakt, Falu koppargruva.<br />
Polhem gjorde även andra förbättringar<br />
av stånggångstekniken. Bl.a. förfinade han<br />
de s.k. vändbrotten som användes för att<br />
ändra stånggångens riktning.<br />
Under 1700- och 1800-talet förbättrades<br />
stånggångstekniken kontinuerligt.<br />
Bl.a. byggdes stånggångar med s.k. avdelningsbrott<br />
som kunde fördela kraften till flera<br />
gruvhål.<br />
På 1870-talet iordningsställdes vid Grängesbergs<br />
Gruva ett system för stånggångsöverföring.<br />
Systemet omfattade dammar,<br />
milslånga kanaler, sju vattenhjul och<br />
sammanlagt 7 km stånggångar. Tillsammans<br />
med en vattenhjulsdriven linöverföring<br />
utvecklade systemet blygsamma 55 hk.<br />
Ännu så sent som på 1920- och 1930-<br />
talen användes stånggångar vid svenska<br />
gruvor.<br />
VID KONUNG FREDRIKS SCHAKT<br />
Museets modell föreställer en stånggång<br />
som uppfördes 1853 vid Konung Fredriks<br />
schakt – Falu Koppargruva.<br />
Konstruktionen ritades av konstmästa-<br />
11
en vid gruvan Håkan Steffansson. Anläggningen<br />
byggdes om på 1890-talet och användes<br />
in på 1900-talet.<br />
Håkan Steffansson (1822–75), var konstmästare<br />
mellan 1850–62. En konstmästaren<br />
hade ansvar för gruvans alla mekaniska<br />
anordningar för uppfordring av malm och<br />
vatten.<br />
Vid sidan om denna befattning sysslade<br />
Steffansson med projektering av dammar,<br />
vattenhjul m.m. vid järnbruk och gruvor runt<br />
om i landet. När Karl XIV Johans tunga sarkofag<br />
skulle transporteras från Älvdalens<br />
porfyrverk till Gävle i mitten av 1800-talet,<br />
var Steffansson engagerad för att förstärka<br />
broar och förbättra vägar. På så sätt kunde<br />
transporten säkras.<br />
Uppgifter om var och när modellen är tillverkad<br />
saknas. Möjligen härstammar den<br />
från Falu Bergsskola och bör ha byggts i<br />
mitten av 1800-talet.<br />
Denna stånggång vid Timansbergs gruvfält i Västmanland uppfördes 1880–81 och var i drifrt<br />
fram till 1907. Foto 1923.<br />
Stånggångsdrivet pumpverk. Illustration ur Löhneyss, Bericht vom Bergwek 1617.<br />
KONSTRUKTION OCH FUNKTION<br />
Modellen föreställer en s.k. dubbel stånggång.<br />
På överfallshjulets hjulstock (axel)<br />
sitter två vevar som omvandlar vattenhjulets<br />
roterande rörelse till en fram- och tillbakagående<br />
rörelse. Kraften överförs från<br />
hjulet till pumpschaktet med hjälp av<br />
sammankopplade stänger. Dessa hålls<br />
uppe med vinkarmar. Vinkarmarna är upphängda<br />
i stolpar.<br />
Vid gruvschaktet vinklas rörelsen nedåt i<br />
ett vändbrott och kan på så sätt driva pumparna.<br />
Den pumpanordning som används<br />
är en s.k. sug- och lyftpump. I en genomborrad<br />
timmerstock – pipstock – rör sig en<br />
kolv upp och ned och suger upp vattnet<br />
från en lägre nivå till en högre. Ett problem<br />
var, att vattnet bara kunde pumpas till en<br />
höjd av ca 10 meter. Vattnet fick därför<br />
pumpas upp i flera steg.<br />
Den s.k. storstången, som är fästad vid<br />
stånggången, driver flera kolvstänger. Den<br />
översta pumpen pumpar ut vatten i en avloppsränna,<br />
medan de övriga pumpar upp<br />
vatten till sumpar, varifrån det sedan pumpas<br />
vidare.<br />
KÄLLOR:<br />
Åberg, Alf, Från skvaltkvarn till storkraftverk,<br />
Stockholm 1962, s 21–23.<br />
Rydberg, Sven, m.fl., Svensk teknikhistoria,<br />
Värnamo 1989, s 51, 148–149.<br />
Spade, Bengt, m.fl., Kraftöverföringen Hellsjön<br />
– Grängesberg: En hundraårig milstolpe<br />
i kraftteknikens historia, Ludvika,<br />
1993, s 16–17.<br />
Forsslund, Karl-Erik, Falu Gruva och Stora<br />
Kopparbergs Bergslag, Stockholm 1936,<br />
s 106, 231–233.<br />
Lindroth, Sten, Gruvbrytning och kopparhantering<br />
vid Stora Kopparberget intill<br />
1800-talets början, Del I, Uppsala 1955,<br />
sid 135–139, 290–293, 569–573.<br />
12
FRANCISTURBIN<br />
OMKRING 1900 KARLSTADS MEKANISKA WERKSTAD, KRISTINEHAMN<br />
James B. Francis turbin var inte den första vattenturbinen i vilken vattnet strömmar<br />
utifrån och in. Det var dock en mycket lyckad konstruktion, som kom att vidareutvecklas<br />
av en rad konstruktörer under 1800- och 1900-talet. Francisturbinen är<br />
idag den vanligaste turbintypen och används i vattenkraftverk över hela världen.<br />
Fransmannen Jean Victor Poncelet framlade<br />
1826 ett förslag till en vattenturbin,<br />
där vattnet strömmade radiellt utifrån och<br />
inåt. Poncelet kom dock aldrig att förverkliga<br />
sin idé.<br />
Den första praktiskt användbara turbinen<br />
av detta slag kom att byggas av av amerikanen<br />
Samuel B. Howd (patent 1838).<br />
Det stora genombrottet för turbintypen<br />
kom emellertid i och med James B. Francis<br />
utvecklingsarbete. Francis lyckades konstruera<br />
en turbin med avsevärt högre prestanda<br />
än Howds.<br />
James Bicheno Francis (1815–1892)<br />
var född i England men utvandrade vid 18<br />
års ålder till USA, där han kom att bosätta<br />
sig i staden Lowell i staten Massachusetts.<br />
Lowell, som är beläget där floderna Concord<br />
och Merrimac förenas, var ett centrum<br />
för textilindustrin – ”Amerikas Manchester”-<br />
och vattenkraft utnyttjades i stor skala.<br />
Francis började sin bana som järnvägsbyggare<br />
men kom efter några år att bli<br />
chefsingenjör vid Lowell Manufacturing<br />
Company, där han fick i uppdrag att planera<br />
vattenkraftutbyggnaden i området. Det<br />
var detta arbete, som ledde in honom på<br />
konstruktioner av vattenturbiner.<br />
Francis utförde under 1840-talet en serie<br />
experiment. Med utgångspunkt i resultaten<br />
av experimenten kunde Francis formulera<br />
formler för utformning av bl.a. löphjulet.<br />
Resultaten publicerade han” 1855<br />
i boken ”Lowell Hydrualic Experiments”,<br />
som kom att få stor betydelse för den fortsatta<br />
utvecklingen av vattenturbiner.<br />
I sin ursprungliga form kom Francis turbin<br />
att användas i begränsad utsträckning.<br />
Turbintypen kom dock att utvecklas och<br />
modifieras under resterande delen av<br />
1800-talet. Betydelsefulla förbättringar<br />
gjordes bl.a. av engelsmannen James<br />
Thomson (äldre bror till Lord Kelvin), som<br />
försåg turbinen med rörliga ledskovlar och<br />
spiralformad trycksump.<br />
I Sverige uppmärksammades francisturbinen<br />
under 1880-talet av Qvist & Gjers<br />
ingenjörsbyrå i Arboga som kom att uppta<br />
turbintypen som sin huvudtyp. Firman var<br />
under en period landets ledande vad gäller<br />
vattenturbinkonstruktioner.<br />
I sina huvuddrag var turbintypen färdigutvecklad<br />
vid sekelskiftet.<br />
EN AV DE VANLIGASTE<br />
Francisturbinen kom, i likhet med andra tidiga<br />
turbintyper, att till en början användas<br />
för direkt drift av olika typer av maskinerier.<br />
När vattenkraftverk för elproduktion började<br />
byggas på 1880-talet, blev francisturbinen<br />
en vanlig turbintyp.<br />
Francisturbinen tillhör idag huvudtyperna<br />
av vattenturbiner och används i<br />
vattenkraftverk runt om i världen. Ungefär<br />
hälften av de vattenturbiner som är installerade<br />
i Sveriges vattenkraftverk är francisturbiner.<br />
Francisturbiner har tillverkats och tillverkas<br />
fortfarande av ett antal företag. I Sverige<br />
har turbintypen bl.a. tillverkats av Karlstads<br />
Mekaniska Werkstad, NOHAB<br />
(Nydqvist & Holm), Finnshyttans Bruk, Arboga<br />
Mekaniska Verkstad och Brefvens<br />
Bruk.<br />
FRANCISTURBINENS<br />
KONSTRUKTION OCH FUNKTION<br />
Utmärkande för francisturbinen är, att löphjulet<br />
är placerat i mitten, och att ledhjulet<br />
sitter ytterst.<br />
Vattnet strömmar in genom turbinens<br />
ledskovlar (radialt) och styrs in mot löphjulet.<br />
I löphjulets skovlar avböjs vattenströmmen<br />
nedåt och leds (axialt) mot det s.k. sugröret.<br />
När vattnet faller genom sugröret,<br />
utan lufttillförsel, uppstår en sugverkan<br />
som ökar turbinens effekt. Francisturbiner<br />
utnyttjar alltså inte bara vattnets tryck utan<br />
Francisturbin från sidan. Vattnet strömmar in genom ledskovlarna och styrs in mot löphjulet.<br />
Ur amerikansk katalog från 1879.<br />
13
även dess sugverkan och kan därför placeras<br />
en bit ovanför den nedre vattenytan.<br />
Francisturbinen är en s.k. reaktionsturbin.<br />
I en sådan turbin utnyttjas skillnaden i<br />
vattnets tryck vid in- och utloppet. Den lägesenergi<br />
som vattnet har vid inloppet omvandlas<br />
gradvis till rörelseenergi vid passage<br />
genom löphjulet.<br />
De tidiga francisturbinerna hade fasta<br />
ledskenor, men mot slutet av 1800-talet<br />
blev det vanligt med rörliga ledskenor. Detta<br />
exemplar är utrustat med rörliga ledskenor<br />
vars uppgift är att reglera vattenflödet.<br />
Moderna francisturbiner är utrustade<br />
med en spiralformad trycksump, en s.k.<br />
”snäcka”. Förr var det emellertid vanligt att<br />
turbinen placerade i en öppen sump, dit<br />
vattnet leddes.<br />
Francisturbiner används idag vid fallhöjder<br />
mellan 400-700 meter. 1974 levererade<br />
Karlstads Mekaniska Verkstad en turbin<br />
för Harsprånget 5. Den har en diameter<br />
av 6,90 meter och en effekt av 469 MW.<br />
MUSEETS EXEMPLAR<br />
Uppgifter saknas om hur turbinen har använts.<br />
Att turbinen skänkts direkt av tillverkaren<br />
kan tyda på, att den inte kommit i<br />
kommersiell användning. Föremålet skänktes<br />
till <strong>Tekniska</strong> Museet 1927 av Karlstads<br />
Mekaniska Verkstad i Kristinehamn.<br />
KÄLLOR:<br />
Smith, Norman, Man and Water, A History<br />
of Hydro-Technology, London 1975, s178–<br />
188.<br />
Hunter, Louis C. A., History of Industrial Power<br />
in the United States, 1780-1930, vol.<br />
I: Waterpower, The University Press of Virginia<br />
1979, s 292–342.<br />
Uppfinningarnas Bok, Del II, Stockholm<br />
1901, sid 494 ff.<br />
Spade, Bengt m.fl., Kraftöverföringen Hellsjön<br />
– Grängesberg: En hundraårig milstolpe<br />
i kraftteknikens historia, Västerås<br />
1993, sid 73–77.<br />
TM 4.253 och 4.252<br />
Löphjul till francisturbin för Norrfors kraftverk. Karlstads Mekaniska Verkstad i Kristinehamn,<br />
ca. 1925.<br />
14