Vattenkraft (fÃ¶rdjupning) - Tekniska museet

More documents

Recommendations

Info

av hjulet. Det tillströmmande vattnet faller ned i s.k. celler – ”hinkar” – som är inbyggda runt hjulets hela omkrets. När cellerna fylls med vatten drivs hjulet runt av vattnets tyngd. Vid en låg punkt töms cellerna på vatten och processen upprepas. Överfallshjul var lämpliga där fallhöjden var hög och vattenmängden liten. Ett överfallshjul består, i likhet med under- och bröstfallshjul, av fem beståndsdelar: Hjulaxeln. Två parallella hjulringar fästade i axeln med armar eller ekrar. Mellan hjulringarna sitter skovlarna eller cellerna. Insidan av hjulet är ofta klätt med brädor som bildar en trumma. En skillnad mellan över- och underfallshjulet ligger i skovlarnas utseende. Underfallshjulet har oftast plana skovlar medan överfallshjulet är utrustat med celler eller fack som ska hålla vattnet kvar. Varje cell består av två eller flera brädor som sitter i vinkel mot varandra. Hjulringarna bildar sidor och trumman av brädor utgör botten. Ett primärt problem vid konstruktionen av cellerna var, att förhindra att vattnet spilldes ut, innan cellen hade nått läget för urtappning. På modellen kan vi iaktta, att vattnet samlas i den s.k. vattenpråmen – ”kummern” – som är belägen ovanför hjulet. Hit leddes vattnet från närmaste damm genom rännor eller urborrade timmerstockar – pipstockar. Från vattenpråmen utgick utloppsrännor – ”strumpar” – som styrde in vattnet mot hjulets celler. Utloppsrännorna kunde vara raka eller som på modellen svagt böjda. Vattenhjulet var normalt inbyggt i ett hjulhus som rymde en s.k. styrkammare. Från styrkammaren kunde hjulstyraren med hjälp av stänger styra vattenflödet och bestämma åt vilket håll hjulet skulle gå. Styraren kunde även bromsa hjulet med en friktionsbroms på hjulaxeln mellan linkorgarna. Malmen hissades upp i tunnor och linan lindades upp på den s.k. linkorgen. Spelet på modellen är utrustat med två mot varandra ställda koniska linkorgar. Med detta arangemang kunde en lastad tunna firas upp samtidigt som en tom tunna firades ned. Fördelen med att använda koniska linkorgar – i stället för att linda upp linan direkt på axeln – ligger i en bättre viktfördelning. Linan lindas upp i en spiral från den smala ändan mot den bredare, så att tunnan till en början dras upp när linvarven har liten diameter – den lyftande kraften är då störst. När tunnan avancerat ett stycke minskar den lyftande kraften, men då har samtidigt tyngden minskat, eftersom linan lindats upp en bit. I allmänhet hade överfallshjulet en diameter om 3–4,5 m. Större hjul med en diameter upp mot 20 meter användes dock framförallt inom bergsbruket. En övre gräns för överfallshjulets storlek utgjorde fallhöjden, som inte fick överskrida hjulets diameter. Ett överfallshjul som användes t.ex. i en kvarn utvecklade mellan 5–10 hk. De större överfallshjulen som användes vid bergverken kunde utveckla 30–50 hk eller mer. Ett överfallshjul har en högre verkningsgrad än ett underfallshjul. Beroende på konstruktionen ligger verkningsgraden mellan 50–70% men kan nå upp till drygt 80%. KÄLLOR: Spade, Bengt, m.fl., Kraftöverföringen Hellsjön – Grängesberg: En hundraårig milstolpe i kraftteknikens historia, Västerås,1993, s 16–17. Järnkontorets Analer 1922, s 298–299. Forsslund, Karl-Erik, Falu Gruva och Stora Kopparbergs Bergslag, Stockholm 1936, s 178–180, 187, 240. Sahlin, Carl, Svenska linbanekonstruktioner, i Dædalus 1931. Rydberg, Sven, Dalarnas industrihistoria, 1800–1980 – Några huvudlinjer, Malung 1992, sid 43–49. TM 17.523 10
MODELL AV DUBBEL STÅNGGÅNG 1850-TALET FALU KOPPARGRUVA En stånggång består av sammankopplade stänger. Med hjälp av en sådan anordning kunde kraften från ett vattenhjul överföras till ett gruvschakt. Stångångar började användas i Tyskland i slutet av 1500-talet, och ännu in på 1930-talet användes de vid svenska gruvor. Bergshantering är ett område, där man tidigt hade ett stort behov av kraft. Vid gruvorna drevs pumpverk och spel med vattenhjul. Om inte gruvan var belägen i anslutning till ett vattendrag, kunde vattnet ledas fram till vattenhjulen i kanaler och rännor. Det var dock inte alltid den bästa lösningen. Med ett vattenhjul stående vid gruvkanten, kunde det hända, att vattnet rann ut ur de otäta rännorna och ner i gruvan. En bättre lösning var, att överföra kraften från vattenfallet till gruvan med hjälp av s.k. stånggångar. Stånggången bestod av sammankopplade stänger. Med hjälp av vevar på hjulaxeln omvandlades vattenhjulets roterande rörelse till en fram- och tillbakagående rörelse. Stängerna hängdes upp på stolpar på ett sådant sätt, att friktionen blev så liten som möjlig, när stängerna gick fram och åter. Stängerna var fästade vid s.k. vinkarmar. Dessa kunde ha olika utseende. I de tidiga stånggångarna var vinkarmarna av trä och fästade direkt under stängerna. I senare konstruktioner, som kan iakttas på denna modell, användes hängande vinkarmar av smidesjärn. Det är osäkert var och när stånggångar först började att användas. Förmodligen utvecklades stånggångstekniken vid de mellantyska bergverken i slutet av 1500- talet. I Sverige introducerades stånggången i början av 1600-talet (Bispberg 1609). På 1620-talet infördes tekniken vid Falu Koppargruva. Ett flertal längre stånggångar byggdes i Sverige under 1600-talet: t.ex. Dannemora Gruva 1679 (1500 meter), Stråssa 1684 (2100 meter) och Bispberg 1698–1700 (1500 meter). Ett problem med stångångarna var friktionsförlusterna som uppgick till ca 20% per km. Det innebar att en stor del av effekten gick förlorad. En svaghet hos de tidiga stånggångskonstruktionerna var, att den linjära rörelsen endast kunde användas för pumpdrift. För att kraften skulle kunna nyttjas för att driva gruvspel för uppfordring av malmtunnor krävdes, att rörelsen kunde göras roterande – och gärna åt båda hållen. Den svenske mekanikern Christopher Polhem, som under en tid var konstmästare vid Falu Koppargruva, lyckades i slutet av 1600-talet överföra vattenhjulets roterande rörelse till en avlägsen lintrumma med hjälp av stånggångar i konträr drift. Genom att förse vattenhjulets axel med en vev i varje ända, med ett kvarts varvs förskjutning sinsemellan – och motsvarande arrangemang på lintrumman – kunde en roterande rörelse åstadkommas. Polhem var kanske inte först med denna idé, men han var den förste som lyckades bygga en sådan anordning som gick att använda. Stånggången vid Fredriks schakt, Falu koppargruva. Polhem gjorde även andra förbättringar av stånggångstekniken. Bl.a. förfinade han de s.k. vändbrotten som användes för att ändra stånggångens riktning. Under 1700- och 1800-talet förbättrades stånggångstekniken kontinuerligt. Bl.a. byggdes stånggångar med s.k. avdelningsbrott som kunde fördela kraften till flera gruvhål. På 1870-talet iordningsställdes vid Grängesbergs Gruva ett system för stånggångsöverföring. Systemet omfattade dammar, milslånga kanaler, sju vattenhjul och sammanlagt 7 km stånggångar. Tillsammans med en vattenhjulsdriven linöverföring utvecklade systemet blygsamma 55 hk. Ännu så sent som på 1920- och 1930- talen användes stånggångar vid svenska gruvor. VID KONUNG FREDRIKS SCHAKT Museets modell föreställer en stånggång som uppfördes 1853 vid Konung Fredriks schakt – Falu Koppargruva. Konstruktionen ritades av konstmästa- 11
Page 1 and 2: VATTENKRAFT
Page 3 and 4: HORISONTELLT VATTENHJUL - SKVALTHJU
Page 5 and 6: MODELL AV UNDERFALLSHJUL 1800-TALET
Page 7 and 8: MODELL AV HÖGT BRÖSTFALLSHJUL 180
Page 9: med de mindre vattenturbinerna. Den
Page 13 and 14: FRANCISTURBIN OMKRING 1900 KARLSTAD

Vattenkraft (fÃ¶rdjupning) - Tekniska museet

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?