Titel: Wasserwerk der Stadt Elberfeld.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1881, Band 242 (S. 162–165)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj242/ar242050

Mittheilungen über Wasserwerke.

Mit Abbildungen.

Wasserwerk der Stadt Elberfeld1) (Tafel 14).

Das Wasser wird bei Benrath vier dem Rheine entlang angelegten Brunnen entnommen und mittels Maschinen auf durchschnittlich 210m Gesammthöhe gefördert. Die Rohrleitung, welche das Wasser von der am Rheine gelegenen Pumpstation Benrath nach dem Stadtreservoir Nützenberg führt, besitzt eine Länge von 24km,26 und eine Lichtweite von 550mm. Einen so hohen Druck (rund 20at) in einer so langen Leitung zu gestatten, schien mit Rücksicht auf die hohen Anforderungen, welche an die Betriebssicherheit einer öffentlichen Wasserversorgung gestellt werden müssen, nicht räthlich. Man schaltete deshalb eine zweite Pumpstation bei dem Dorfe Haan derart ein, daſs die Druckhöhe, welche die Pumpen in Benrath zu überwinden haben, sich nur wenig unterscheidet von derjenigen, welche sich den Pumpmaschinen in Haan bietet.

Die Differenzen in den Rheinwasserständen betragen an dem Orte der Entnahme im Maximum rund 10m. Wenn auch in der Regel nur mit 6m gerechnet zu werden braucht, so erhöht sich dieser Betrag für die Brunnen infolge der mit dem Pumpen verknüpften Depression doch auf 8 bis 9m. Um durch das Hochwasser in der Wartung der Maschinen, in der Vornahme etwaiger Reparaturen an denselben nicht behelligt oder nicht gezwungen zu werden, sämmtliche Pumpen in einem schachtartigen, wasserdichten Maschinenhaus aufzustellen, ordnete man das Pumpenwerk in Benrath nach Maſsgabe der Fig. 1 und 2 Taf. 14 an. B, B sind zwei horizontale Compound-Receivermaschinen mit Condensation, welche je mittels zweier Kunstkreuze die beiden in dem |163| Schachte A stehenden Schöpf pumpen (Rittinger-System mit Thometzek'schen Saugventilen, 1878 230 * 16) antreiben, wodurch das Wasser durch die Röhren c (mit dem gemeinschaftlichen Saugwindkessel d) aus den vier Rheinbrunnen angesaugt, in den Aufsatz e ausgegossen wird, von wo es durch die Rohrleitung f entweder nach den Druckpumpen C, oder in das Reservoir g von 600cbm Inhalt gelangt. Die Abmessungen der Schöpfmaschinen sind:

Durchmesser des kleinen Dampfkolbens 400mm
„ „ groſsen „ 690
Hub 1200
In Aussicht genommene Umdrehungszahl in der Minute, einer Kolben-
geschwindigkeit von 0m,72 entsprechend

18
Durchmesser der Pumpenkolben 715
Hub „ „ 1200
Effectivleistung bei 12m Gesammtförderhöhe und unter Zugrunde-
legung von 250l in der Secunde für die Wasserversorgung (900cbm
in der Stunde), und 40l in der Secunde für die Condensation:
.

Da das für jede Umdrehung von den beiden Pumpenkolben einer Schöpfmaschine fördernd durchlaufene Volumen:

beträgt, so sind bei einem Lieferungscoefficienten von 0,95 reichlich 19 Umdrehungen in der Minute (nicht 18, wie unsere Quelle S. 8 angibt) erforderlich, welche wohl noch der einen Maschine zugemuthet werden können, so daſs immer eine Schöpfmaschine in Reserve verbleiben kann. Die drei Druckmaschinen sind ebenfalls Compound-Receivermaschinen. Jede der sechs Dampfkolbenstangen ist durch den Cylinderboden hindurch verlängert und mit zwei Plungern verbunden, so daſs im Ganzen sechs doppelt wirkende Pumpen durch die drei Dampfmaschinen in Bewegung gesetzt werden. Die Dimensionen sind folgende:

Durchmesser des kleinen Dampfkolbens 640mm
„ „ groſsen „ 1100
Hub 1100
Durchmesser der Plunger 265
Hub „ „ 1100.

Hiernach ist das bei jeder Umdrehung einer Maschine seitens der Plunger nützlich beschriebene Volumen 2 × ¼ π × 2,65 × 2,65 × 11 = 242l,68 (nicht 228l,7, wie auf S. 25 gesagt ist). Folglich beträgt die von den drei Maschinen in der Secunde bei der beabsichtigten Tourenzahl 24 (entsprechend 0m,88 Kolbengeschwindigkeit) geförderte Wassermenge 3 × 242,68 × 24/60 × 0,95 = 276l,6, sofern auch hier ein Lieferungscoefficient von 0,95 in die Rechnung eingeführt wird.

Die Steuerung der kleinen Cylinder (auch bei den Schöpfmaschinen) ist die Sulzer'sche, die der groſsen Cylinder einfache Ventilsteuerung mit Daumenwelle (Füllung constant). Das in den Dampfleitungen und in den Dampfmänteln sich ansammelnde Condensationswasser wird zur |164| Vorwärmung der Speisewasser benutzt. Die vier Pumpen je zweier Maschinen (Raum für eine vierte ist vorgesehen) arbeiten in einen zwischen denselben vertical stehenden Windkessel von 1600mm Durchmesser und 8000mm Höhe. Zwischen jeder Maschine und dem Windkessel ist in dem von den Pumpen kommenden Druckrohr ein Rückschlagsventil, ebenso am Ausgange jedes Windkessels ein Schieber eingebaut. Zur Ergänzung der Luft in den Windkesseln dienen Füllapparate nach dem Patent von Riehn, Meinecke und Wolf (vgl. 1877 226 * 132). Die beiden Saugrohre jeder Pumpe tauchen vertical in die Saugkanäle ein. Saugwindkessel wurden wegen der geringen Saughöhe nicht für nöthig erachtet. Die Ventile sind gleichfalls Ringventile. Die Gehäuse der Druckventile verlängern sich oben zu kleinen Druckwindkesseln.

Zum Betriebe dieser Maschinen der Benrath'schen Station sind 6 Stück Bouilleurkessel angeordnet; Raum ist für weitere drei vorhanden. Die Abmessungen der Kessel sind folgende:

Oberkessel 2 Sieder
Durchmesser 1500mm 700 bis 800mm
Länge 8800 10000mm
Stärke des Mantels 13 10

Dampfüberdruck 6at, Heizfläche eines Kessels 70qm, Rostfläche 2qm,8. Der Rost liegt 600mm unter den Siedern und ist durch eine Zunge in zwei 900mm breite und 1560mm lange Theile getheilt. Schornsteindurchmesser unten 2000mm, oben 1700mm bei 36m Höhe.

Das Werk in Benrath fördert das Wasser durch die 11239m lange Rohrleitung nach der Pumpstation Haan, welche dieselbe Druckmaschinenanlage besitzt. Damit beide Stationen bei kleinen Stillständen oder Aenderungen der Geschwindigkeiten einigen Spielraum haben, was trotz der telegraphischen Verbindung gefordert werden muſs, so ist in Haan (wie in Benrath) ein Zwischenreservoir von 600cbm Inhalt vorhanden, welcher durch das Volumen der Saugkanäle zu 750cbm ergänzt wird; da in Haan (rund 86m höher gelegen als Benrath) die einfache Benutzung des Wasserleitungswassers zur Condensation zu kostspielig werden würde, so sind daselbst Vorrichtungen getroffen, um das Condensationswasser abzukühlen und von Neuem zu verwenden.

Von Haan wird das Wasser durch die 5421m lange Leitung nach dem Hochreservoir bei Bolthausen gedrückt, dabei um rund 100m gehoben. Von hier flieſst es durch eine Fallrohrleitung, deren Länge 7600m ist, in das einen Tunnel bildende Stadtreservoir auf dem Nützenberg.

Aus dem Betriebe des i. J. 1879 vollständig in Gang gekommenen Werkes seien folgende Ergebnisse mitgetheilt:

Durchschnittsresultate aus einer gröſseren Reihe von Versuchen.

Schöpfmaschinen Druckmaschinen
Umgangszahl in der Minute 14,03 25,16
Wassermenge für jede Maschine und Umdrehung
mit dem Lieferungscoefficienten 1

963,6l

242,68l
|165|
Schöpfmaschinen Druckmaschinen
Wirklich geförderte Wassermasse 945 227,7t
Lieferungscoefficient 0,98 0,94
Förderhöhe 12,32m 96,1m
Effective Pferdestärken 36e 122e
Speisewasserverbrauch für 1e effect. und Stunde 14,81l 10,91l
Dampfverbrauch aus dem Diagramm berechnet 9,27k 7,02k.

Vom 1. October 1879 bis dahin 1880 wurde gefördert: 1563210cbm Wasser auf durchschnittlich 210m,71 aus den Rheinbrunnen nach dem Hochreservoir Bolthausen, 44067cbm mit einer durchschnittlichen Förderhöhe von 97m,28 von Benrath nach Haan (Verbrauch zur Condensation in Haan) und 863575cbm mit einer durchschnittlichen Förderhöhe von 11m,47 aus den Rheinbrunnen auf Terrainhöhe in Benrath (die Schöpfmaschinen wurden beim Absenken der beiden letzten Brunnen und bei Herstellung der Saugleitungskanäle häufig zur Wasserhaltung benutzt). Diese Leistung ergibt 34376 Millionen Meterkilogramm; ihr steht gegenüber ein Kohlenverbrauch von 3020388k. Durch 1k Kohle sind demnach 113700k Wasser im hoch gehoben worden, oder zur Leistung von 1e eff. waren stündlich erforderlich = (75 × 60 × 60) : 113700 = 2k,37 Steinkohle. Dieser Kohlenaufwand ist kein geringer. Die reichliche Hälfte von 2k,37 wäre – gute Kohle, sachgemäſse Bedienung, nicht zu häufig eintretender Verlust an Wärme durch Betriebsunterbrechungen vorausgesetzt – bei Compoundmaschinen gerade genug. Da nicht festgestellt werden kann – wenigstens aus unserer Quelle nicht –, in wie weit diese Voraussetzungen zutreffen, so läſst sich auf die Ziffer von 2k,37 kein Urtheil gründen. Wohl aber darf ausgesprochen werden, daſs ein relativ groſser Kohlenverbrauch erwartet werden muſs. Die Anordnung von Bouilleurkesseln halten wir sowohl in ökonomischer Hinsicht, wie in Hinblick auf Betriebssicherheit für keine gute. Wie nachtheilig geringe Kolbengeschwindigkeit den Kohlenverbrauch beeinfluſst, erhellt deutlich aus dem Vergleich der Ziffer des Speisewasserbedarfes. Dort stehen 14,81 (Schöpfmaschinen, ) gegen 10,91 (Druckmaschinen, ).

Zur Ueberwindung der Förderhöhe von rund 210m drei auf einander folgende Pumpwerke (Schöpfmaschinen, Druckpumpen in Benrath, Druckpumpen in Haan) anzuordnen, erscheint des Guten etwas zu viel gethan.

Muster der in groſser Zahl genommenen Indicatordiagramme sind in Fig. 3 bis 6 [Fig. ist auf bezeichneter Tafel nicht vorhanden.] Taf. 14 veranschaulicht.

Bezüglich der übrigen Einzelheiten müssen wir auf das Schneider'sche Werk verweisen. Dasselbe würde noch werthvoller geworden sein, wenn der Verfasser einen Theil der Ansichtszeichnungen der Maschinen durch Schnitte ersetzt hätte. Der Laie wie der Fachmann wird den Mangel jeglichen Pumpendurchnittes und jeglichen Pumpenventilschnittes beim Studium bezieh. bei der Durchsicht empfinden. Auch die Beifügung von Pumpendiagrammen wäre erwünscht gewesen. Trotzdem darf die Schneider'sche Arbeit als eine verdienstliche bezeichnet werden, welche hiermit bestens empfohlen sei.

Mittheilungen über das Elberfelder Wasserwerk finden sich u.a. noch in der Wochenschrift des Vereines deutscher Ingenieure, 1879 S. 460 und in der Zeitschrift dieses Vereines, 1881 * S. 425.

C.

Vgl. Die Rheinthal-Wasserleitung der Stadt Elberfeld von Valentin Schneider. 30 S. und 10 lithographirte Tafeln. (Elberfeld 1881. J. Löwenstein und Comp.)

Fig. ist auf bezeichneter Tafel nicht vorhanden.
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