Partes de una Turbina Pelton

Partes de una Turbina Pelton

1- Rodete:

Es la pieza clave donde se transforma la energía hidráulica del agua, en su forma cinética, en energía mecánica o, dicho de otra manera, en trabajo según la forma de movimiento de rotación. Esencialmente consta de los siguientes elementos.

1.1 Rueda motriz.

Está unida rígidamente al eje, montada en el mismo por medio de chavetas y anclajes adecuados. Su periferia está mecanizada apropiadamente para ser soporte de los denominados cangilones.

1.2 Cangilones.

También llamados álabes, cucharas o palas. Son piezas de bronce o de acero especial para evitar, dentro de lo posible, las corrosiones y cavitaciones. Están diseñados para recibir el empuje directo del chorro de agua. Su forma es similar a la de una doble cuchara, con una arista interior lo más afilada posible y situada centralmente en dirección perpendicular hacia el eje, de modo que divide al cangilón en dos partes simétricas de gran concavidad cada una, siendo sobre dicha arista donde incide el chorro de agua. En sección, el conjunto toma forma de omega abierta.

Modernamente, y para rodetes de cualquier tamaño, los cangilones están forjados con la misma rueda, formando pieza única, lo cual permite una economía en la construcción; y mayor seguridad de funcionamiento, dado el impacto inicial del agua que han de soportar en el momento del arranque, la fuerza centrífuga alcanzada en caso de embalamiento, etcétera.

Cada cangilón lleva, en su extremo periférico, una escotadura en forma de uve doble, perfectamente centrada. Tiene como objeto conseguir que, la parte cóncava del cangilón precedente, según el sentido de giro, reciba el chorro de agua cuando su arista se encuentra en posición lo más perpendicular posible, respecto al eje del chorro, aprovechando al máximo el caudal y el impulso que éste le proporciona al acompañarle durante un corto trayecto, razón por la cual las turbinas Pelton se denominan turbinas de impulsión. Dichas escotaduras favorecen un mayor acercamiento de las toberas hacia el rodete.

2. Carcasa

Es la envoltura metálica que cubre los inyectores, rodete y otros elementos mecánica. Su misión consiste en evitar que el agua salpique al exterior cuando, después de incidir sobre los cangilones, abandona a éstos.

Dispone de un equipo de sellado, en las zonas de salida del eje, a fin de eliminar fugas de agua. Puede estar formado por un laberinto metálico dotado de drenajes, o bien por juntas de estanqueidad, prensaestopas, etc.

Cuando se trata de turbinas Pelton instaladas con el eje en posición vertical, la carcasa, situada horizontalmente, tiene convenientemente distribuidos en su periferia unos conductos de paso de aire para aireación del rodete, lográndose, alrededor del mismo, el adecuado equilibrio de presiones. En el caso de turbinas con el eje horizontal, la aireación se efectúa desde la cámara de descarga.

3. Cámara de descarga

Se entiende como tal la zona por donde cae el agua libremente hacia el desagüe, después de haber movido al rodete. También se conoce como tubería de descarga.

Para evitar deterioros debidos a la acción de los chorros de agua, especialmente de los originados por la intervención del deflector, se suele disponer, en el fondo de la cámara de descarga, de un colchón de agua de 2 a 3 m de espesor. Con el mismo fin, se instalan blindajes o placas, situadas adecuadamente, que protegen la obra de hormigón.

Diagrama esquemático de una turbina Pelton

1. Codo de entrada.

2. Inyector: Es el distribuidor de las turbinas pelton. Transforma la energía de presión del fluido en energía cinética.

3. Tobera.

4. Válvula de aguja: se desplaza longitudinalmente; tanto la boquilla como la aguja el inyector suelen construirse de acero muy duro.

5. Servomotor: desplaza mediante presión de aceite la aguja del inyector.

6. Regulador

7. Mando del deflector.

8. Deflector o pantalla deflectora: sirve para evitar el golpe de ariete y el empalamiento de la turbina.

9. Chorro.

10. Rodete.

11. Alabes o cucharas.

12. Freno de la turbina por chorro de agua.

13. Blindaje: protege la infraestructura contra el efecto destructor del chorro desviado.

14. Destructor de energía: evita también las erosiones en la infraestructura.

Figura 1. Partes de una Turbina Pelton

APENDICE B.

ASIGNACIÓN.

1. Elementos constitutivos de una Turbina Pelton.

Una instalación típica de turbinas Pelton consta de los siguientes elementos:

1-. Codo de entrada

2-. Inyector: transforma la energía de presión en energía cinética. La velocidad del chorro a la salida del inyector en algunas instalaciones llega a 150 m/seg. y aún más. Consta de Tobera y Válvula de Aguja.

3-. Tobera

4-. Válvula de Aguja

5-. Servomotor

6-. Regulador

7-. Mando del deflector

8-. Deflector o pantalla deflectora

9-. Corro

10-. Rodete

11-. Álabes o cucharas

12-. Freno de la turbina

13-. Blindaje

14-. Destructor de energía.

2. Clasificación de Turbinas Pelton.

A-. Turbinas Pelton de Eje Vertical:

En este tipo de turbinas Pelton el número de chorros por rueda se reduce generalmente a uno o dos, por resultar complicada la instalación en un plano vertical de las tuberías de alimentación y las agujas de inyección. Este sistema de montaje encuentra aplicación en aquellos casos donde se tienen aguas sucias que producen deterioros o notable acción abrasiva. Con el eje horizontal se hace también posible instalar turbinas gemelas para un solo generador colocado entre ambas, contrarrestando empujes axiales.

B-.Turbinas Pelton de Eje Horizontal:

En este tipo de turbinas Pelton se facilita la colocación del sistema de alimentación en un plano horizontal, lo que permite aumentar el numero de chorros por rueda (4 a 6); con esto se puede incrementar el caudal y tener mayor potencia por unidad. Se acorta la longitud del eje turbina-generador; se amenguan las excavaciones; se puede disminuir el diámetro de rueda y aumentar la velocidad de giro, se reduce en fin el peso

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