Šnek místo vodního kola

Archimedův šroub, jeden z nejstarších vynálezů lidstva (3. stol př. Kr.), nachází po víc než dvou tisíciletích nové využití. Tentokrát v obrácené roli – nikoliv už jako šroubové čerpadlo, ale jako vodní motor použitelný pro malé vodní elektrárny (MVE).

Srdcem turbíny je dvojchodý nebo trojchodý šnekový rotor otáčející se v šikmém plechovém či betonovém žlabu okolo hřídele s podpěrným ložiskem dole a axiálně-radiálním „nosným“ ložiskem nahoře. Tam tento hřídel pohání přes převodovku dorychla asynchronní generátor mikroelektrárny. Voda vtékající shora do žlabu tlačí na šikmé stěny ocelových závitů a otáčí šnek podle rychlosti vody a velikosti průměru žlabu obvykle 30 až 80 ot./min.

Výzkum na ČVUT

Vývojem malého vodního motoru, který by úspěšně nahradil mlýnská kola a umožnil využít hydropotenciál v nízkospádových lokalitách s výrazně se měnícími průtoky, se na ČVUT po léta zabýval tým profesora ing. Karla Brady. Dospěl k závěru, že pro vodní motor jsou vhodné sklony od 22° do 36°, větší spády vyžadují strmější žlaby a dvouchodé šneky, pro menší průtoky jsou vhodnější trojchodé šneky. Aby voda při průtoku závity šneku nepřestřikovala, je vhodné na této straně žlabu umístit zaoblený kryt. Mezera mezi hřbetem šneku a žlabem nemá být větší než 5 mm. Pro optimální účinnost má být povrch šnekovice co nejhladší, a to i když musí být u větších průměrů (až 4,3 m) vlastní šnekovice vyztužena.

Umějí až 500 kW

Turbíny na tomto principu dokážou zvládnout spády až do 10 m výškového rozdílu, hodí se pro průtoky v širokém rozsahu od 0,1 m³/s do 8 m³/s, a díky vysoké účinnosti (okolo 70 %) dosáhnou jejich výkony výjimečně až 500 kW. Velkou předností proti dosavadním typům turbín je možnost pracovat i v nečisté vodě, takže nevyžadují na přívodu vody jemné česle. Jsou šetrné k rybám i ostatním vodním živočichům a zdravě okysličují vodu. Vyznačují se jednoduchou konstrukcí. Díky samonosnému ocelovému žlabu nevyžadují stavbu jezu a lze je výhodně montovat i jako polootevřený žlab na šikmé svahy sypaných hrází. Jako kompaktní stroj však mohou pracovat i v uzavřené šikmé rouře umístěné na stěnách objektu (mlýna, závodu s vodním pohonem apod.). Dají se použít i jako doplňkový motor ke stávajícím turbínám v objektu.

Dnes je v moderním provedení vyvíjí a začíná vyrábět několik evropských firem a také český výrobce GESS v Hranicích.

---

Tip autora na výlet za malou vodní elektrárnou se šnekovou turbínou v rakouském Schläglu nedaleko našich hranic u Lipna:

Z Horní Plané či z Dolní Vltavice převozem a poté lesními silnicemi a vyznačenými turistickými stezkami přes známý Schwarzenberský kanál se asi po 10 km dostanete pohraničními lesy do Aigen a Schläglu. Veřejně přístupnou elektrárničku se šnekem a propustí pro ryby najdete u historického premonstrátského kláštera založeného v roce 1236. Za prohlídku stojí i sám klášter a jeho pivovar. Včetně zpáteční cesty nejkrásnějšími místy „zelené střechy Evropy“, šumavského rozmezí Čech, Německa a Rakouska neprojedete na kolech nebo autem víc než dvacet kilometrů. Bližší turistické informace najdete např. na www.boehmerwald.at.