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Turbine

Le turbine sono macchine motrici per la produzione di Energia, che utilizzano l'energia cinetica di un fluido (acqua, vapore o gas) per far girare un rotore. Le sue componenti principali sono il rotore o girante, il distributore o statore (che indirizza il fluido verso il rotore) e il diffusore. La trasmissione meccanica dell'energia avveniva inizialmente tramite corde, cinghie e ruote dentate.

Durante il blocco continentale (1806-14) la ditta Escher, Wyss & Cie avviò a Zurigo la costruzione di turbine idrauliche per azionare filatoi. Dalla metà del XIX sec. in Svizzera si utilizzarono turbine Francis (1849) per altezze di caduta medie e grandi portate d'acqua. Si passò poi a turbine a getto libero, precorritrici delle turbine Pelton (1880), per altezze elevate. Le macchine, fino a una potenza di 600 cavalli, si vendevano bene. Un ulteriore progresso tecnologico fu compiuto quando la Maschinenfabrik Oerlikon presentò alla fiera di Francoforte del 1891 un sistema per trasportare l'elettricità su grandi distanze con perdite ridotte: la corrente veniva prodotta tramite generatori azionati da turbine. In seguito furono costruite centrali elettriche, per cui era necessario fabbricare grandi turbine idrauliche (Aziende elettriche). La Escher, Wyss & Cie acquistò la licenza della turbina Kaplan (1913), il tipo allora più avanzato di turbina idraulica, e grazie alle proprie ricerche riuscì a realizzare turbine per centrali elettriche fluviali dotate di rotori con un diametro fino a 7,4 m. A Ginevra la ditta Ateliers des Charmilles SA (Charmilles Technologies) produsse turbine idrauliche dal 1921, settore rilevato nel 1981 dagli Ateliers de Constructions Mécaniques de Vevey. A Kriens la Bell Maschinenfabrik AG produsse fin dal 1859 turbine Jonval per l'industria tessile, poi spec. turbine Pelton per centrali elettriche.

Una pagina della Schweizerische Bauzeitung (volume 28, 1896) con diverse turbine e regolatori presentati all'Esposizione nazionale di Ginevra (1896) dalla fabbrica di macchine Theodor Bell & Cie di Kriens (ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv).
Una pagina della Schweizerische Bauzeitung (volume 28, 1896) con diverse turbine e regolatori presentati all'Esposizione nazionale di Ginevra (1896) dalla fabbrica di macchine Theodor Bell & Cie di Kriens (ETH-Bibliothek Zürich, Bildarchiv).

Le prime turbine a vapore furono sviluppate dallo svedese Carl Gustav Patrik de Laval nel 1883 e dall'inglese Charles Parsons nel 1884. A Baden la BBC (Asea Brown Boveri) si interessò a questo settore dal 1900 e l'anno successivo realizzò la prima turbina a vapore del continente. Escher, Wyss & Cie, che costruiva macchine a vapore dal 1837, seguì le sue orme dal 1903, grazie all'iniziativa di Heinrich Zoelly, ed ebbe un ruolo pionieristico nel campo delle turbine a vapore ad alta pressione. Basandosi su una scoperta di Alfred Büchi, nel 1923 la BBC presentò il turbocompressore, che migliorò il redimento dei motori diesel. Presso il Politecnico fed. di Zurigo Aurel Stodola ebbe un ruolo determinante nella costruzione di turbomacchine termiche e infuenzò una generazione di ingegneri.

Nel 1935 Escher, Wyss & Cie lanciò lo sviluppo di una turbina a gas a ciclo chiuso, nota anche come "impianto AK" dal nome dei suoi inventori, Jakob Ackeret, del Politecnico fed. di Zurigo, e Curt Keller. Il processo di innovazione registrò un ulteriore progresso nel 1937 presso la BBC grazie alla prima turbina a gas al mondo commercializzata negli Stati Uniti, messa a punto con il contributo decisivo degli ingegneri Adolf Meyer e Claude Seippel. Nel 1939 la BBC fornì una turbina a gas al ministero dell'aviazione della Gran Bretagna e ne presentò un'altra all'Esposizione nazionale di Zurigo. Nel 1940 la centrale elettrica di Neuchâtel mise in funzione la prima turbina a gas di 4 MW di potenza. Impressionata dal successo della BBC, anche la Sulzer di Winterthur intraprese, su consiglio di Walter Traupel, la progettazione di una turbina a gas a ciclo semiaperto. Nel secondo dopoguerra la turbina a gas trovò ampio impiego nei dispositivi di propulsione dell'aeronautica. Negli impianti stazionari è utilizzata come riserva di potenza in ragione della sua rapidità di avvio e ha acquisito sempre maggiore importanza nelle centrali a ciclo combinato. Dal 1960 il processo di concentrazione in atto nell'Industria delle macchine sviz. portò alla vendita di tutte le filiere sviz. della produzione di turbine. La fabbricazione di turbine idrauliche fu rilevata dalla ditta austriaca Andritz Hydro, quella di turbine a gas e a vapore dalla franc. Alstom.

Riferimenti bibliografici

  • H. Sitterding, «Geschichte des Turbomaschinenbaues in schweizerischer Perspektive», in NZZ, 22.6.1955
  • N. Lang, Aurel Stodola (1859-1942), 2003