ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ/ನೀರ್ಗಾಲಿ
ನೀರ್ಗಾಲಿ -
ನೀರಿನ ಹೊಡೆತ ಯಾ ಬಡಿತದಿಂದ ತಿರುಗುವ ಚಕ್ರ. ಇದರಲ್ಲಿ ಎರಡು ವಿಧದವು ಇವೆ: 1. ನೀರು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ತನ್ನ ಭಾರದಿಂದಲೇ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತೆ ಏರ್ಪಡಿಸಿರುವ ಚಕ್ರಗಳು. ಮೇಲೆ ನೂಕಲ್ಪಡುವ ಚಕ್ರಗಳು ಮತ್ತು ಬ್ರೆಸ್ಟ್ ಚಕ್ರಗಳು ಈ ವಿಭಾಗಕ್ಕೆ ಸೇರಿದ ಎರಡು ಬಗೆಯ ನೀರ್ಗಾಲಿಗಳು; 2. ನೀರು ತನ್ನ ವೇಗದ ಮೂಲಕ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವಂತೆ ಏರ್ಪಡಿಸಿರುವ ಚಕ್ರಗಳು. ಇವು ಹರಿಯುವ ನೀರಿನಲ್ಲಿರುವ ವೇಗವನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ಕೆಲಸಮಾಡಬಲ್ಲವು; ಅಥವಾ ಸಾಕಷ್ಟು ಎತ್ತರದಲ್ಲಿ ಇರುವ ಜಲಾಶಯದ ನೀರಿನ ಎತ್ತರವನ್ನು (ಅಂದರೆ ವಿಭವಶಕ್ತಿಯನ್ನು) ನೀರಿನ ವೇಗವಾಗಿ (ಅಂದರೆ ಚಲನಶಕ್ತಿಯಾಗಿ) ಪರಿವರ್ತಿಸಿಕೊಂಡು ತದನಂತರ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಲ್ಲವು. 

ಮೇಲಕ್ಕೆ ನೂಕಲ್ಪಡುವ ಚಕ್ರ: ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ (ಪುಟ 390) ಇದರ ಒಂದು ಮಾದರಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ನೀರಿನ ಎತ್ತರ ಅತ್ಯಧಿಕ ಅಥವಾ ಅತ್ಯಲ್ಪವಾಗಿರುವ ಸಂದರ್ಭಗಳಲ್ಲಿ ಇದನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದು. ಏಕೆಂದರೆ ಚಕ್ರದ ವ್ಯಾಸ ಅತಿ ಹೆಚ್ಚಾಗಿಯೋ ಅತಿ ಕಡಿಮೆಯಗಿಯೋ ಇರುವಂತೆ ಚಕ್ರದ ನಿರ್ಮಾಣ ಸಾಧ್ಯವಾಗಲಾರದು. ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಕಾಣಿಸಿರುವ ಆಕಾರದ ತೊಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಚಕ್ರದ ಅಂಚಿಗೆ ಬಂಧಿಸಿದೆ. ಚಕ್ರದ ಗುಂಬ, ಅರಿಕಂಬಿಗಳ ಮೂಲಕ ಚಕ್ರದ ಅಂಚನ್ನು ಹಿಡಿದಿದೆ. ಚಕ್ರದ ಮೇಲ್ಭಾಗದ ತೊಟ್ಟಿಗಳು ನೀರು ತುಂಬಿ ಭಾರವಾಗಿ ಕೆಳಗಿಳಿಯುತ್ತವೆ. ಕೆಳಗೆ ಬಂದಾಗ ನೀರನ್ನು ಹೊರಚೆಲ್ಲಿ ಹಗುರಾಗುತ್ತವೆ. ಹೀಗೆ ಚಕ್ರದ ಒಂದು ಭಾಗ ಭಾರವಾಗಿಯೂ ಇನ್ನೊಂದು ಭಾಗ ಹಗುರವಾಗಿಯೂ ಇರುವುದರಿಂದ ಅದು ಸುತ್ತುತ್ತಿರುವುದು. ಈ ಚಕ್ರಗಳ ವ್ಯಾಸ 3ರಿಂದ 20 ಮೀಟರುಗಳ ವರೆಗೆ ಇರುವುದು.
ಬ್ರೆಸ್ಟ್ ಚಕ್ರಗಳು : ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಇವುಗಳ ಒಂದು ಮಾದರಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ನೀರನ್ನು ತೂಬುಗಳಲ್ಲಿನ ಕೆಲವು ರಂಧ್ರಗಳ ಮೂಲಕ ಚಕ್ರದೊಳಗೆ ಬಿಡಬಹುದು. ತೂಬುಗಳ ಮೇಲೆ ಜಾರುವ ಬಾಗಿಲಿನ ಸಹಾಯದಿಂದ ಈ ರಂಧ್ರಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಮುಚ್ಚಬಹುದು ಅಥವಾ ತೆರೆಯಬಹುದು. 

ಚಿತ್ರ-1

ರಂಧ್ರಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ಹರಿಯುವ ನೀರು ಒಂದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಕೋಣದಲ್ಲಿ ಬಗ್ಗಿದ ತೊಟ್ಟಿಗಳನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುವಂತೆ ಏರ್ಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಇದರಿಂದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಪವ್ಯಯವಾಗದಂತೆ ನೀರು ಸರಾಗವಾಗಿ ತೊಟ್ಟಿಯೊಳಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುತ್ತದೆ. ತೊಟ್ಟಿಗಳು ವಕ್ರಾಕಾರದವಾಗಿರುವುದರಿಂದ ಇವು ಚಕ್ರದ ತೀರ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಬರುವ ತನಕವೂ ನೀರನ್ನು ತಮ್ಮೊಳಗೇ ಹಿಡಿದಿಟ್ಟುಕೊಳ್ಳುವುದು ಸಾಧ್ಯ. ಆದ್ದರಿಂದ ನೀರು ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿಯೇ ಸೋರಿಹೋಗದೇ ತನ್ನಲ್ಲಿರುವ ಶಕ್ತಿಯ ಹೆಚ್ಚಿನ ಭಾಗವನ್ನು ಚಕ್ರಕ್ಕೆ ವರ್ಗಾಯಿಸುತ್ತದೆ. ತೊಟ್ಟಿಗಳ ಒಳ ಅಂಚು ಕೂಡ ಹೊರ ಅಂಚಿನಂತೆಯೇ ತೆರೆದಿರುವುದರಿಂದ ವಾಯುಚಲನೆ ಕುಂಠಿತವಾಗದೇ ತೊಟ್ಟಿಗಳೊಳಕ್ಕೆ ನೀರು ಸುಲಭವಾಗಿ ತುಂಬಿಕೊಳ್ಳುವುದಕ್ಕೆ ಸಹಕಾರಿ ಆಗುವುದು. ಚಕ್ರದ ಮುಂದಿನ ನೀರಿನ ಪ್ರವಾಹದ ದಿಕ್ಕೂ ಚಕ್ರದ ಕೆಳಭಾಗದ ಚಲನೆಯ ದಿಕ್ಕೂ ಒಂದೇ ಆಗಿರುವುದರಿಂದ ಚಕ್ರದ ಕೆಳಭಾಗ ನೀರಿನ ಪ್ರವಾಹದಲ್ಲಿ ಸ್ವಲ್ಪ ಮುಳುಗಿದ್ದರೂ ಚಕ್ರದ ಸುತ್ತುವಿಕೆಗೆ ಏನೂ ಅಡಚಣೆ ಉಂಟಾಗುವುದಿಲ್ಲ. 

ಚಿತ್ರ-2

ಬ್ರೆಸ್ಟ್ ಚಕ್ರಗಳನ್ನು ನೀರಿನ ಬೀಳು 1.5 ಮೀಟರ್‍ನಿಂದ 4.5 ಮೀ. ಇರುವ ಕಡೆಯಲ್ಲಿ ಉಪಯೋಗಿಸಬಹುದು. ಚಕ್ರದ ವ್ಯಾಸ 3.65 ಮೀಟರ್‍ನಿಂದ 7.6 ಮೀಟರ್ ವರೆಗೆ ಇರಬಹುದು. ಮೂರು ಮೀಟರುಗಳಷ್ಟು ಅಗಲವಿರುವ ಚಕ್ರಗಳೂ ಇವೆ.
ಸಾಗೇಬೀನ್ ಚಕ್ರ: ಚಿತ್ರದಲ್ಲಿ ಇದರ ಒಂದು ಮಾದರಿಯನ್ನು ತೋರಿಸಿದೆ. ಈ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ತೊಟ್ಟಿಗಳಿಗೆ ಬದಲಾಗಿ ನೇರವಾದ ಅಲಗುಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಲಾಗಿದೆ. ಅಲಗಿನ ನೇರ ಮತ್ತು ಚಕ್ರದ ತ್ರಿಜ್ಯದ ನಡುವೆ 35º-45º ವರೆಗಿನ ಕೋನ ಇರುವಂತೆ ಏರ್ಪಡಿಸಿದೆ.

ಚಿತ್ರ-3

 ಚಕ್ರದ ಅಂಚಿನ ವೇಗ ಬಲು ಕಡಿಮೆ. ವೇಗ ಸೆಕೆಂಡಿಗೆ 75ರಿಂದ 90ಸೆಂ.ಮೀ ಮೇಲ್ಪಟ್ಟು ಎಂದೂ ಇರುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಕಾರಣದಿಂದ ಚಕ್ರದಿಂದ ಹೊರಬರುವಾಗ ಉಂಟಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟ ಮತ್ತು ನೀರು ಚಕ್ರದ ಪಕ್ಕದಲ್ಲಿ ಸೋರಿ ಹೋಗುವುದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಶಕ್ತಿಯ ನಷ್ಟ ಅತ್ಯಲ್ಪ. ಈ ಚಕ್ರಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಶೇಕಡಾ 80ಕ್ಕೂ ಮೀರಿರುತ್ತದೆ. ಅಲಗಿನ ಕೋಣವನ್ನು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬೆಲೆಯಲ್ಲಿ ಇರಿಸಿದರೆ ನೀರು ಅಲಗುಗಳಿಗೆ ಬಡಿಯದೇ ಸರಾಗವಾಗಿ ಚಕ್ರದೊಳಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುವಂತೆ ಮಾಡಬಹುದು. ನೀರು ಹರಿಯುವ ಮಾರ್ಗಗಳಾಗಲಿ ರಂಧ್ರಗಳಾಗಲಿ ಇಲ್ಲದಿರುವುದರಿಂದ, ನೀರು ಹರಿಯುವಾಗುವ ಉಂಟಾಗುವ ಘರ್ಷಣೆ ಕೂಡ ಇಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವುದಿಲ್ಲ. ಈ ಎಲ್ಲಾ ಏರ್ಪಾಡುಗಳಿಂದ ಸಾಗೆಬೀನ್ ಚಕ್ರಗಳು ಉತ್ಕøಷ್ಟ ನೀರ್ಗಾಲಿಗಳಾಗಿವೆ.

ಆವೇಗ ಚಕ್ರ (ಇಂಪಲ್ಸ್ ವ್ಹೀಲ್) : ಈ ವಿಧವಾದ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿ ನೀರು ಚಕ್ರವನ್ನು ಮುಟ್ಟುವ ಮೊದಲೇ, ನೀರಿನ ಎತ್ತರ ನೀರಿನ ವೇಗವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಾಡು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಚಕ್ರದೊಳಗೆ ನೀರಿನ ಸಂವೇಗ (ಮೊಮೆಂಟಮ್) ಬದಲಾಗುವುದರಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ನೀರಿನಲ್ಲಿರುವ ಚಲನಶಕ್ತಿ ಬದಲಾಯಿಸುವುದರಿಂದ ಶಕ್ತಿ ಉತ್ಪನ್ನವಾಗುತ್ತದೆ ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು. ಕೆಳಕ್ಕೆ ನೂಕಲ್ಪಡುವ ನೀರ್ಗಾಲಿ ಆವೇಗ ಚಕ್ರದ ಒಂದು ಮಾದರಿ.	 (ನೋಡಿ- ಕೆಳಗೆ-ತಳ್ಳಲ್ಪಡುವ-ನೀರು-ಚಕ್ರಗಳು)

ತೇಲುವ ಚಕ್ರ : ಕಾಲುವೆಯಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಆಳ ಹೆಚ್ಚು ಕಡಿಮೆ ಆಗುತ್ತಿರುವುದರಿಂದ ನೀರ್ಗಾಲಿಯ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಣೆಗೆ ತೊಂದರೆ ಉಂಟಾಗುವ ಸಂಭವ ಉಂಟು. ಇದನ್ನು ತಪ್ಪಿಸಲು ಚಕ್ರದ ಅಕ್ಷವನ್ನು ತೇಲುವ ಎರಡು ಆಧಾರಗಳ ಮೇಲೆ ಇರಿಸಿರುತ್ತಾರೆ. ಪ್ರವಾಹ ಕಾಲದಲ್ಲಿ ನೀರಿನ ಆಳ ಹೆಚ್ಚಾದಾಗ ನೀರ್ಗಾಲಿ ತನಗೆ ತಾನೇ ಮೇಲೇಳುವುದು. ಪ್ರವಾಹ ಇಳಿದು ನೀರಿನ ಆಳ ಕಡಿಮೆ ಆದರೆ, ಜಲಚಕ್ರ ಪುನಃ ಕೆಳಗಿಳಿಯುವುದು. ನೇರ ಅಲಗಿನ ಆವೇಗ ಚಕ್ರಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಶೇಕಡ 30ರಿಂದ 35ರವರೆಗೂ ಚಕ್ರದ ವ್ಯಾಸ 3ರಿಂದ 7.6 ಮೀ ವರೆಗೂ ಇರುವುವು. 

ಪಾನ್ಸ್‍ಲೇ ಚಕ್ರ : ನೇರ ಅಲಗಿನ ಆವೇಗ ನೀರ್ಗಾಲಿಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಅತ್ಯಲ್ಪ. ಏಕೆಂದರೆ ಅಲಗುಗಳಿಗೆ ನೀರು ಬಡಿಯುವುದರಿಂದ ಅಧಿಕ ಶಕ್ತಿ ನಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಲ್ಲದೆ ಚಕ್ರದಿಂದ ಹೊರಬರುವ ನೀರಿನ ವೇಗವೂ ಅತ್ಯಧಿಕವಾಗುತ್ತದೆ. ನೇರವಾದ ಅಲಗುಗಳಿಗೆ ಬದಲಾಗಿ ಬಗ್ಗಿದ ಅಲಗುಗಳನ್ನು ಉಪಯೋಗಿಸಿಕೊಂಡು ನೀರು ಪ್ರವೇಶಿಸುವ ಕಡೆ ಅಲಗಿನ ನೇರವನ್ನು, ನೀರು ಮತ್ತು ಅಲಗಿನ ಸಾಪೇಕ್ಷ ವೇಗದ ದಿಕ್ಕಿಗೆ ಸಮವಾಗಿರುವಂತೆ ಏರ್ಪಡಿಸಿದರೆ ಚಕ್ರದ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ದ್ವಿಗುಣಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಈ ತತ್ತ್ವವನ್ನು ಪಾನ್ಸ್‍ಲೇ (1788-1867) ಎಂಬ ಗಣಿತಜ್ಞ ಮೊದಲು ಪ್ರತಿಪಾದಿಸಿದ. ಇದರ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆಯೇ ಈ ನೀರ್ಗಾಲಿ ರಚಿತವಾಗಿದೆ (ನೋಡಿ- ಕೆಳಗೆ-ತಳ್ಳಲ್ಪಡುವ-ನೀರು-ಚಕ್ರಗಳು). ನೀರು ಅಲಗಿನಿಂದ ಹೊರಬರುವ ವೇಗದ ಅಂಶ, ಚಕ್ರದ ಅಂಚಿನ ಚಲನೆಯ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿರದಂತೆ ಮಾಡಿರುವುದು ಈ ಚಕ್ರದಲ್ಲಿಯ ಇನ್ನೊಂದು ಹೊಸ ಏರ್ಪಾಡು.

ಪಾನ್ಸ್‍ಲೇ ನೀರ್ಗಾಲಿಯ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆ ಶೇಕಡಾ 55ರಿಂದ 65ರವರೆಗೆ ಇರುವುದು. ಚಕ್ರದ ವ್ಯಾಸ 3 ಮೀಟರುಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರಬಾರದು. ನೀರು ತೊಟ್ಟಿಗಳೊಳಗೆ ತುಂಬಿಕೊಂಡು ಒಳ ಅಂಚಿನಿಂದ ಆಚೆಗೆ ಹೊರಚೆಲ್ಲಿದಂತೆ ಅಲಗುಗಳು ಉದ್ದವಾಗಿರಬೇಕು. ಚಕ್ರದ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೂ ಕಾಲುವೆಯ ಕೆಳಕ್ಕೂ ಮಧ್ಯೆ ಇರುವ ಅಂತರ 1 ಸೆಂಮೀಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಇರಬಾರದು. ಅಕ್ಕಪಕ್ಕ ಅಲಗುಗಳ ಪರಿಧಿಯ ಅಂತರ 20ರಿಂದ 45 ಸೆಂಮೀ. ವರೆಗೂ ಇರುವುದು.

ಈ ಚಕ್ರಗಳೇ ಅಭಿವರ್ಧಿಸಿ ಕೊನೆಗೆ ಪೆಲ್ಟನ್ನಿನ ಜಲಯಂತ್ರಗಳಾಗಿ ರೂಪಾಂತರಗೊಂಡವು.
(ಬಿ.ಪಿ.ಜಿ.)
ಮೈಸೂರು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯ ವಿಶ್ವಕೋಶ