Titel: | Hydraulische Kompressoren. |
Fundstelle: | Band 325, Jahrgang 1910, S. 580 |
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Hydraulische Kompressoren.
Nach einem auf dem V. Internationalen
Bergbaukongreß in Düsseldorf 1910 erstatteten
Referat.
Von Oberingenieur P. Bernstein,
Köln.
(Fortsetzung von S. 570 d. Bd.)
Hydraulische Kompressoren.
Auf Grund der günstigen Ergebnisse an den obigen Versuchsanlagen wurden weitere
Anlagen für den praktischen Betrieb ausgeführt. Im folgenden seien einige
Wasserdruckluftanlagen kurz beschrieben und die damit erzielten Ergebnisse
mitgeteilt.
Fig. 13 und 14 zeigen
einen hydraulischen Luftkompressor auf der Grube Holzappel der Rheinisch-Nassauischen Bergwerks- und
Hütten-Aktiengesellschaft bei Laurenburg an der Lahn. Die Wasserkraft wird
hier gewonnen, indem die reichlichen atmosphärischen Niederschläge und die
Quellwasser der Umgebung Holzappels in Teichen gesammelt werden. Das Wasser
wird durch eine 500 m lange gußeiserne Rohrleitung von 300 mm l. W. zum
Mittelschacht der Grube Holzappel geleitet und dort an die Zuflußleitung des
Kompressors von 175 mm l. W. angeschlossen. Der Kompressor ist, wie Fig. 14 zeigt, in dem rechteckigen Pumpentrumm von
1950 auf 1350 mm Seitenlänge eingebaut. Auch hier wird das Aufschlagwasser zunächst
in einen schmiedeeisernen Behälter geführt und gelangt dann in den Sauger. Das
senkrechte schmiedeeiserne Fallrohr von 131 mm l. W ist 175 mm lang. Der
schmiedeeiserne Luftabscheider von 880 mm ⌀ ist 3200 mm hoch. Das rund 60 m lange
schmiedeeiserne Rücklaufrohr von 140 mm l. W. führt das Abwasser in einen gemauerten
Ausguß auf der Stollensohle, von wo der Abfluß durch den rd. 2000 m langen
Adelheidstollen zum Lahntale erfolgt.
Textabbildung Bd. 325, S. 581
Fig. 13.
Textabbildung Bd. 325, S. 581
Fig. 14.
Die erzeugte Druckluft von 6,2 at (= dem hydraulischen und dem
Reibungsdruck der Rücklaufwassersäule) wird durch eine 2½''-Rohrleitung, in die ein
Luftsammler eingeschaltet ist, in die zu den Bauen führende Hauptdruckluftleitung
der obertägigen mechanischen Kompressoren von 100 mm l. W. geführt. Durch Anbringung
eines Ausblaserohres von 1½'' wird eine übermäßige Ansammlung von Preßluft im
Luftabscheider vermieden; die bei Plötzlich verringerter Luftentnahme erzeugte
überschüssige Luft entweicht hierdurch ins Freie, sobald der Wasserspiegel unter die
Mündung dieses Rohres gesunken ist. Ein weiteres Sinken des Wasserspiegels würde zur
Folge haben, daß die Luft durch das Rücklaufrohr ihren Weg nähme, was eine
Verringerung des spez. Gewichtes der Druckwassersäule und somit eine Druckabnahme
der Luft im Abscheider und auch im Rohrnetz zur Folge haben würde. Eine weitere
Maßnahme zur Sicherung störungsfreien Betriebes ist die Anbringung eines vom
Wasserspiegel gesteuerten Schwimmerventils, das am Luftaustritt in dem
Luftabscheider eingebaut ist. Durch rechtzeitige Drosselung des Luftquerschnitts
wird ein Ansteigen des Wasserspiegels über die gewünschte Marke hinaus und die damit
verbundene Gefahr eines Mitreißens von Wasser in die Luftleitung vermieden.
Das am Kompressor gemessene nutzbare Gefälle beträgt 117 m und die Wassermenge 2,2
cbm/Min., die
bei der Trockenwetterzeit auf 1,2 cbm/Min. heruntergeht. Die Ergebnisse eines
Leistungsversuchs an dieser Anlage sind in der Tab. 4 zusammengestellt und in Fig. 15 wiedergegeben.
Tabelle 4.
Hydraulischer Luftkompressor auf Grube Laurenburg.
Gefälle = 117 m, Luftpressung = 6,2 at eff.,
Lis = 19,70 mkg/l Luft, Lad = 26,67 mkg/l Luft.
Wasser-mengel/Sek.
Wasser-leistungPS
Luft-mengel/Sek.
Kompressions-leistungPS
Gütegradbezogen auf
isoth.
adiab.
isoth.Kompr.
adiab.Kompr.
18,0
28,4
7,2
18,9
25,6
0,66
0,90
30,5
47,6
10,8
28,5
38,5
0,60
0,81
32,2
50,2
11,2
29,5
40,0
0,59
0,80
35,7
55,6
11,4
29,9
40,4
0,54
0,73
Die gelieferte Luftmenge wurde durch Aufpumpen eines abgetrennten Teiles des
Leitungsnetzes von bekanntem Inhalt aus der zeitlichen Spannungszunahme am
Kontrollmanometer berechnet. Für die Wassermessung wurde das auf dem Adelheidstollen
vorhandene gemauerte Ausgußbassin benutzt, das zwischen zwei angebrachten Marken
geeicht war. Die Anlage befindet sich seit fünf Jahren in dauerndem Betrieb, ohne
daß sich während dieser Zeit Störungen gezeigt haben. Das Ab- und Anstellen des
Kompressors während der Feiertage geschieht einzig und allein durch Ab- und Zudrehen
des Wasserschiebers, was von beliebigen gelegentlich verfügbaren Arbeitern
ausgeführt wird.
Textabbildung Bd. 325, S. 581
Fig. 15.
Dieser Anlage folgten weitere Anlagen in den königlichen Gruben des Oberharzes. Der
Harzer Bergbau mit seiner im Laufe der Jahrhunderte ausgebauten Wasserwirtschaft
gehört zu denjenigen Bergwerksbetrieben, in denen vornehmlich Wasser als
Betriebskraft benutzt wird. Bei den Höhenlagen und der geeigneten
Oberflächengestaltung des nordwestlichen Oberharzplateaus, das das Quell- und
Niederschlagsgebiet der Ocker und Innerste umfaßt, wurden schon in den ersten
Anfängen des Harzer Bergbaues Sammelbecken und Kanäle angelegt. Mit dem
Fortschreiten des Bergbaues nach der Tiefe wurden unterirdische Sammelteiche und
Stollen nacheinander getrieben. So hat der tiefste und durch eine Länge von 26 km
bemerkenswerte Ernst-Auguststollen einen Höhenabstand von etwa 620 m von dem
obersten Dammgraben am Brocken. Durch das weit- verzweigte zusammenhängende System
von Kanälen und Stollen werden die Aufschlagwasser auf die einzelnen Grubenbetriebe
verteilt. Bei den vorhandenen bedeutenden Gefällhöhen werden dort etwa 3000 PS
selbst in regenarmer Zeit gewonnen, wovon ein beträchtlicher Teil zur Erzeugung von
Druckluft dienstbar gemacht wird, und zwar finden Verwendung entweder unmittelbar
durch Turbinen oder elektrisch angetriebene Kompressoren von durchschnittlich 8–10
cbm minutl. Saugleistung.
Hydraulischer Kompressor der Kgl. Berginspektion zu
Clausthal. Der Kompressor wurde an Stelle eines stillgelegten durch ein Pelton-Rad getriebenen Kolbenkompressors unter
Verlängerung der vorhandenen Rohrleitung im tonnlägigen Altensegenerschacht
eingebaut und anfangs 1908 in Betrieb genommen. An Aufschlags wasser, das der
Wasserstrecke des Tiefen Georgstollens entnommen wird, stehen 3 cbm/Min. zur
Verfügung; die benutzte Gefällstufe vom Georgstollen bis zum Ernst-August-Stollen
beträgt 99,3 m. Die Anordnung geht aus den Fig.
16–18 hervor. Nach der Inbetriebnahme
wurde die minutliche Saugleistung des Kompressors bei einem Betriebsdruck von 5,1 at
Ueberdruck zu 10 cbm bei einem Wasserverbrauch von 3,2 cbm/Min. festgestellt.
Da der Arbeitsbedarf zur Kompression von 1 cbm at Luft auf 5,1 at Ueberdruck bei
adiabatischem Prozeß 24,300 mkg beträgt, so ergibt sich die Kompressionsleistung zu:
\frac{10\,.\,24,300}{4500}=54\mbox{ PS} bei einer absoluten
Wasserleistung von \frac{3200\,.\,99,3}{4500}=70,5\mbox{ PS}
und somit der Gütegrad bezogen auf adiabatische Kompression zu
\frac{54\,.\,100}{70,5}=77\mbox{ v. H.}.
Textabbildung Bd. 325, S. 582
Fig. 16.
Textabbildung Bd. 325, S. 582
Fig. 17.
Textabbildung Bd. 325, S. 582
Fig. 18.
(Fortsetzung folgt.)