Titel: Girard's hydropneumatische Turbine.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1856, Band 142, Nr. I. (S. 1–6)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj142/ar142001

I. Hydropneumatische Turbine mit Entleerung des Betriebswassers durch Erweiterung, mit großer Geschwindigkeit, und bei geringem Gefälle mit Heber; construirt von Hrn. L. D. Girard, Civilingenieur zu Paris.

Aus Armengaud's Génie industriel, Juli 1856, S. 1.

Mit einer Abbildung auf Tab. I.

Hr. Girard hat mit einer von ihm construirten senkrechten Turbine im Conservatorium der Künste und Gewerbe zu Paris eine Reihe von Versuchen angestellt, welche in mehr als einer Beziehung bemerkenswerth sind. Dieselbe ergab eine Leistung oder einen Nutzeffect von 76 Procent; diese praktische Ziffer muß überraschen, sie wird aber von den HHrn. Ingenieur Tresca, Unterdirector des Conservatoriums, und General Morin, dessen wissenschaftliche Autorität fast unumstößlich ist, bestätigt. Auch ergibt sie sich aus dem unten folgenden Bericht über die Versuche.

Der höhere Nutzeffect einer Umtriebs-Maschine ist stets eine wichtige Sache wegen der daraus hervorgehenden Ersparungen und Vortheile. Jede Erhöhung des Nutzeffects setzt eine Verminderung der Verluste voraus; nun hat aber jeder Kraftverlust zwei Nachtheile, den Verlust selbst und daß er überdieß mehr oder weniger schädlich wirkt.

Die in Fig. 15 im Maaßstabe von 1/100 dargestellte Turbine befindet sich in der Spinnerei der HHrn. Smits und van Kuyper zu Findhoven in Holland, an einem variabeln Gefälle von 0,600 bis 0,450 Metern; ihr Wasserverbrauch variirt ebenfalls von 3000 bis 5000 Litern (100–165 Kubikfuß) in der Secunde; ihre normale Geschwindigkeit beträgt 20 Umläufe in der Minute.

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Der geringe Unterschied zwischen dem Ober- und Unterwasser, nebst der Schwierigkeit, das Flußbett zu vertiefen, waren die Veranlassung, daß man sich hier zur Anwendung einer verticalen Turbine mit horizontaler Welle entschloß, ähnlich derjenigen, welche Hr. Girard für Ménier's Fabrik zu Noisiel-sur-Marne construirt hat, deren Beschreibung und Abbildung im polytechn. Journal Bd. CXL S. 414 mitgetheilt worden ist.

Aus dem letztern Grunde mußte auch ein Mittel angewendet werden, um der Turbine das bedeutende Wasservolum, welches sie verbraucht, zuzuführen, da man das Rad nicht auf eine Tiefe unter Wasser setzen konnte.

Die zwei auf der Abbildung angegebenen Wasserspiegel sind das Ober- und Unterwasser beim niedrigsten Wasserstande, also in der trockensten Jahreszeit; bei Hochwasser steigt das Oberwasser nur um 0,450 Meter über den niedrigsten Stand.

Das Aufschlagwasser gelangt in die Turbine mittelst einer gekrümmten Röhre A; dieselbe bildet einen Heber, dessen linkes Ende in den Obergraben eintaucht. Dieses Röhrenende ist an einem hölzernen Geviere befestigt, an welchem auch ein eisernes Gitter angebracht ist, um das Eingehen von Unreinigkeiten in die Turbine zu verhindern.

Das andere Ende des Hebers stützt sich auf gußeiserne Platten O und besteht aus einem geraden, cylindrischen und ausgebohrten Theil.

Eine Hülse oder eine Röhre B, die in dem Heber A angebracht ist, umgibt die Welle E der Turbine; sie hat der Länge nach eine becherartige Form, wodurch die Wirbel und die Geschwindigkeitsveränderungen des zuströmenden Wassers vermieden werden. Am Ende der Hülse B ist eine concave Platte D angebracht, welche den Boden der Einflußröhre bildet und das Wasser horizontal in das Rad leitet.

Eine runde Schütze G, die sich nach unten zu ausweitet und an drei Stangen I befestigt ist, läßt sich nach Belieben höher und niedriger stellen, um eine kreisförmige Oeffnung zu bilden, deren Höhe verschieden ist und durch welche das Triebwasser horizontal und in größerer oder geringerer Menge entweicht, um auf die Turbine F einzuwirken.

Die Schütze G kann durch einen über der Turbine angebrachten Mechanismus, mit welchem ein Geschwindigkeitsregulator verbunden ist, bewegt werden.

Die Turbine F besteht aus einem Teller und aus einem Kranz, welcher einen sich erweiternden Ring bildet und eine Reihe von Schaufeln enthält, auf die das Wasser seine Wirkung ausübt. Die Erweiterung dieses Ringes oder Kranzes ist mit der Krümmung der Schaufeln der Art combinirt, daß das Princip einer rationellen, mit der Theorie in Uebereinstimmung |3| stehenden Entleerung verwirklicht wird. Dadurch werden Verstopfungen, Wirbel und andere Veranlassungen eines Verlusts lebendiger Kraft des Betriebswassers vermieden.

Die Turbine ist an der Welle E befestigt; zu dem Ende ist die untere Platte oder der Teller mit einer starken Nabe versehen. Die Welle ist hohl und ihr Tragzapfen geht außerhalb des Wassers; U ist die feststehende Säule, welche in die Welle tritt und an deren Kopf die Lagerbüchse des Zapfens befestigt ist.

Ein starker Boden von Gußeisen und Blech, auf welchen sich der Heber A stützt, bedeckt die Turbine und bildet eine Kammer, unter welche verdichtete Luft geleitet wird, um den Wasserspiegel im Untergraben niederzudrücken und denselben in einer zweckmäßigen, mit der Schützehebung im Verhältniß stehenden Höhe zu erhalten.

Wenn die Schütze vollständig gehoben ist, so bringt die Hydropneumatisation keine merkliche Wirkung hervor; man unterläßt sie daher und die Turbine geht alsdann im Unterwasser der Radstube.

N Röhre durch welche die gepreßte Luft einströmt und die daher mit einer Luftpumpe in Verbindung steht, welche durch die Turbine selbst in Bewegung Gesetzt wird.

M Röhre zum Abführen der Luft; sie dient um den Wasserstand unter der Glocke O in beliebiger Höhe zu erhalten, indem man die überschüssige, von der Pumpe gelieferte Luft entweichen läßt.

Die weite Röhre H verbindet die Glocke O mit einer kleinem Glocke am Ende des gußeisernen Bodens; in Letzterer sammelt sich die von dem Wasser mitgerissene Luft an, welche nach und nach auf dessen Oberfläche emporsteigt.

Bericht über die Versuche, welche im Conservatorium der Künste und Gewerbe zu Paris mit einer von Hrn. Girard construirten Turbine mit kreisrunder Schütze angestellt wurden.

Diese, nach dem Princip der Entleerung durch Erweiterung eingerichtete Turbine ist auf ein Gefälle von 50 Met. und auf einen Wasserverbrauch von 30 Litern in der Secunde berechnet. Zu den Versuchen konnte man aber nur ein Maximalgefälle. von etwa 12 Met. benutzen, welches sich jedoch bis 3,8 Met. vermindern ließ.

Das verbrauchte Wasser wurde direct in den über dem Versuchssaal im Konservatorium angebrachten Behältern gemessen, so daß jede Unsicherheit wegen des Coefficienten beseitigt war. Das Wasser wurde der Turbine durch eine im Ganzen 23 Met. lange gußeiserne Leitung von 0,18 |4| Met. Durchmesser zugeführt; die Verbindung zwischen dem Ende dieser Leitung und der elliptischen Zuflußöffnung der Turbine wurde mittelst eines blechernen Schwanenhalses bewerkstelligt, der eine solche Einrichtung hatte, daß Verengungen soviel als möglich vermieden wurden.

Der Wasserstand in dem Speisebehälter wurde zu Anfang und zu Ende des Versuches sorgfältig gemessen und während desselben zählten zwei Beobachter gleichzeitig die Anzahl der Umgänge der Turbine.

Der Nutzeffect wurde während dieser ganzen Periode mit Hülfe eines Bremsdynamometers mit senkrechter Welle gemessen. An dem Arm desselben war durch Transmission, an einer festen Rolle, ein vorher bestimmtes Gewicht angebracht, welches stets gering genug war, um die Reibung der Rolle unberücksichtigt lassen zu können.

Die Resultate der Versuche sind in nachstehender Tabelle enthalten.

Versuche, welche im Conservatorium der Künste und Gewerbe mit einer von Hrn. Girard construirten, für ein Gefälle von 50 Met. berechneten Turbine mit ununterbrochenem Ausströmen des Wassers angestellt wurden.

Der Durchmesser der Welle, an welcher die Bremse angebracht war, = 0,070 Met.; der Hebelarm der Bremse = 0,483 Meter.

Textabbildung Bd. 142, S. 4
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Die Directoren des Konservatoriums, der General Morin und der Ingenieur Tresca, ziehen nachstehende Folgerungen aus den obigen Zahlen:

1) daß der Nutzeffect der Turbine bei Gefällen, die von 4 bis 12 Metern wechselten und für Wassermengen von 4 bis 15 Litern in der Secunde, nie weniger als 65 Proc. betrug;

2) daß sich dieser Nutzeffect mit der Oeffnung der Schütze vermindert, bei gänzlich geöffneter Schütze aber nie unter 71 Proc. sinkt;

3) daß bei den höchsten zu Gebote stehenden Gefällen von 9 bis 10 Metern und bei vollständiger Oeffnung der Schütze, der Nutzeffect bis auf 76 Proc. stieg.

General Morin hat der Akademie der Wissenschaften eine Notiz des Hrn. Girard mitgetheilt, in welcher er bemerkt, daß er durch Fortsetzung seiner Versuche dahin gelangt sey, sein neues Princip der Entleerung des Betriebswassers durch rationelle Erweiterung zur Benutzung sehr hoher Gefälle anzuwenden, und daß seit einiger Zeit mehrere auf diesem Princip beruhende Motoren zu Genua bei Gewerbetreibenden im Betriebe sind, welche das Aufschlagewasser von den Wasserwerken der Stadt unter einem Druck von 50 Met. erhalten. Auf diese Weise hat er das Problem der Triebkraftvertheilung im Hause, wie man das Licht und das Wasser vertheilt, zur großen Zufriedenheit der Gewerbetreibenden und ihrer Nachbarn gelöst; denn bei Benutzung dieser kleinen Turbinen fällt der mit Anwendung der Dampfkraft verbundene Rauch weg.

Bemerkenswerth ist die Mannichfaltigkeit der Triebkräfte, welche man durch Anwendung dieses neuen Princips erhalten kann. Zu Noisiel verbraucht jedes Reservoir täglich 12,000 bis 15,000 Liter Wasser in der Secunde bei einem Gefälle von 0,400 Met., während zu Genua Reservoire benutzt werden, die bei einem Gefälle von 50 Met. nur 2 Liter in der Secunde verbrauchen. Unter diesem letztern Gefälle würde das Rad zu Noisiel über 15,000 Liter in der Secunde verbrauchen, also über 75,000 mal das für die kleinen Turbinen zu Genua verwendete Volum. In Genua werden solche kleine Motoren von 1 bis 2 Pferdekräften, wie sie für die kleineren Gewerbetreibenden erforderlich sind, immer häufiger benutzt.

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