Jonval-Turbine

aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Wechseln zu: Navigation, Suche
Henschel-Jonval-Turbine von 1840 im Deutschen Museum, München
Läuferrad einer Jonval-Turbine Baujahr 1885 vor dem Schiffbau in Zürich. Die Turbine war 100 Jahre lang in einer Pumpstation in Genf im Einsatz, wo sie ein Druckwassernetz versorgte, das dem lokalen Gewerbe als Energiequelle diente.[1]

Die Jonval-Turbine, auch Henschel-Jonval-Turbine, ist eine im Jahr 1837 von dem deutschen Ingenieur Carl Anton Henschel entwickelte und 1843 in Frankreich vom Ingenieur Nicolas J. Jonval patentierte Wasserturbine.

Wirkungsprinzip[Bearbeiten]

Die Jonval-Turbine ist eine Überdruckturbine. Das Wasser durchströmt die Turbine von oben nach unten, wobei die fest über dem Laufrad angeordneten gekrümmten Leitschaufeln das Wasser seitlich umlenken, so dass es auf die gegenläufig gekrümmten Schaufeln des Laufrades trifft. Die wichtigste Neuerung war das unterhalb der Turbine angeordnete Saugrohr, das als Diffusor wirkt. Durch diese Anordnung ließ sich erstmals die gesamte Fallhöhe nutzen, auch wenn die Turbine über dem Unterwasserspiegel angeordnet war. Die Regelung der Turbine erfolgt über das Abdecken der Leitschaufeln, so dass das Laufrad nur teilweise beaufschlagt wird.

Schnittmodell einer Henschel-Jonval Turbine. Deutlich zu erkennen sind die feststehenden Leitschaufeln und das darunter befindliche Laufrad.

Geschichte[Bearbeiten]

Die beschriebene Turbine wurde 1837 von Henschel erfunden, wobei ihm in Hessen ein Patent auf die Konstruktion verweigert wurde. Trotzdem begann der Bau des neuen Wassermotors, der im Jahr 1840 in der Hessischen Steinschleiferei in Holzminden zum Einsatz gelangte.[2] [3] Eine weitere gleiche Turbine baute Henschel 1841 für einen Steinbearbeitungsbetrieb in Braunschweig. Die dort installierte Anlage wurde vom Franzosen Nicolas J. Jonval nachgebaut und in Frankreich patentiert. Die Turbine wird deshalb meist nach dem Franzosen als Jonval-Turbine bezeichnet, in Deutschland ist aber auch die Bezeichnung Henschel-Jonval-Turbine verbreitet, welcher den tatsächlichen Erfinder der Bauart nennt.

Jonval-Turbinen spielten eine wichtige Rolle in der Industrialisierung an Orten, wo sich die Wasserkraft nutzen ließ. Sie stellten gegenüber Wasserrädern eine deutlich größere Leistung zur Verfügung, wobei die mechanische Energie mit Transmissionen und ähnlichem zum direkten Antrieb der Maschinen genutzt wurde.

Anwendungen[Bearbeiten]

Beispiele von Anwendungen der Jonval-Turbine:

Usine des Forces Motrices de la Coulouvrenière, Genf[Bearbeiten]

Das 1886 in Genf fertiggestellte «Kraftwerk» produzierte keinen Strom, sondern speiste Wasser in ein Leitungssystem mit 13,7 bar Betriebsdruck. Dieses Druckwassernetz lieferte die mechanische Energie an die Industrie- und Handwerksbetriebe, welche mittels Wassermotoren und Faesch-Piccard-Turbinen die Energie dem Druckwassernetz wieder entnehmen konnten und sie zum Antrieb von Transmissionen und Generatoren nutzen. Jede der 18 installierten Jonval-Turbinen trieb zwei Kolbenpumpen an. Die Anlage mit 6000 PS installierter Leistung war damals eine der größten in Europa. Die im System nicht benötigte Energie wurde über den Jet d’eau abgelassen.[4]

Fairmount Water Works, Philadelphia[Bearbeiten]

Schnitt durch die Fairmount Water Works mit den Pumpenanlagen.

Das Wasserwerk in Philadelphia nutzte drei Jonval-Turbinen zum Antrieb der sechs Kolbenpumpen, welche das Reservoir einer der ältesten städtischen Wasserversorgungen Nordamerikas mit Wasser aus dem Schuylkill River füllten.

Kraftwerk Höngg, Zürich[Bearbeiten]

Eine über hundertjährige Jonval-Turbine befindet sich im Zürcher Flusskraftwerk Höngg. Das Kraftwerk dient teilweise als Museum und dessen historische Turbinen (auch eine Francis-Turbine) können zu Demonstrationszwecken in Betrieb gesetzt werden.[5]

Das Laufrad einer ausgebauten Jonval-Turbine vor dem Flusskraftwerk Höngg

Kraftwerk Mühlenplatz, Luzern[Bearbeiten]

1889 wurden drei Jonval-Turbinen in Luzern in Betrieb genommen, welche die Transmissionen eines Gewerbehauses am Mühlenplatz antrieben. 1926 wurden die Transmissionen stillgelegt und die Turbinen für den Antrieb eines Generators genutzt. Die Anlage stand bis 1977 in Betrieb.[6]

Wasserwerk am Hochablaß, Augsburg[Bearbeiten]

Von 1878 bis 1910 wurden drei Jonval-Turbinen zum Antrieb von drei Kolbenpumpen zur Trinkwasserversorgung im Augsburger Stadtgebiet verwendet. Erbaut wurde die Anlage am Hochablaß, ab 1910 mit Francis- und Kaplan-Turbinen modernisiert. Nach weiteren Modernisierungen war es bis 2007 als Wasserwerk in Betrieb und dient seitdem als Wasserkraftwerk. Jonval-Turbinen waren auch mit dem Beginn der Industrialisierung in vielen Augsburger Industriebetrieben im Einsatz. Später wurden diese durch andere Energieerzeugungen ersetzt und verdrängt.

Elektricitäts-Werke Reichenhall[Bearbeiten]

Ab dem 15. Mai 1890 betrieb der Reichenhaller Holzstoff-Fabrikant Konrad Fischer die mit Wasserkraft betriebenen Elektricitäts-Werke Reichenhall. Das Wasser aus dem Kirchberger Mühlbach trieb eine Jonval-Turbine mit einem Durchmesser von 3 Metern an, die Turbinenanlage wurde durch die Maschinenbau e.G. Landes München installiert. Über ein Vorgelege mit zwei konischen Rädern und einem Riemenantrieb übertrug die Turbine die Wasserkraft mit 600 min-1 auf einen Wechselstromgenerator der Firma Oerlikon in Zürich, der 2000 Volt Spannung und maximal 30 Ampere entwickelte. Zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme war das Werk in der Lage, 1200 Glühlampen in Reichenhall, Karlstein und Kirchberg zu versorgen.

Literatur[Bearbeiten]

  • Das Reich der Erfindungen. Herausgegeben von Heinrich Samter. Neue bis Ende des 19. Jahrhunderts vermehrte Ausgabe. Verlag von W. Herlet, Berlin und Leipzig, 1901; Seiten 69–72
    Ausführliche Funktionsbeschreibung der Hemschel-Turbine samt einer historischen Abbildung.

Weblinks[Bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Erklärungstafel an der Jonval-Turbine beim Schiffbau im Escher Wyss Quartier, Giessereistrasse 5, 8005 Zürich, Schweiz
  2. Das Reich der Erfindungen. Herausgegeben von Heinrich Samter. Neue bis Ende des 19. Jahrhunderts vermehrte Ausgabe. Verlag von W. Herlet, Berlin und Leipzig. 1901; Seite 69–72.
  3. Martin Gschwandtner: Gold aus den Gewässern: Viktor Kaplans Weg zur schnellsten Wasserturbine. GRIN Verlag, Norderstedt 2007, ISBN 978-3638715744
  4. Serge Paquier (Hrsg.):L'eau à Genève et dans la région Rhône-Alpes: XIXe-XXe siècles. L'Harmattan, Paris 2007, ISBN 9782296044821, S. 92 (Google Books)
  5. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatPublikation der Stadt Zürich: Ökostrom aus Wasserkraft. ewz-Kraftwerke an der Limmat. (PDF, 2 MB). Abgerufen am 14. Oktober 2012 (PDF; 2,6 MB).
  6. Vorlage:Internetquelle/Wartung/Zugriffsdatum nicht im ISO-FormatMarkus Jud: Luzern: Mühlenplatz. Abgerufen am 14. September 2009.