Hydro von unten Hydro Kunst

Funktionsweise und Technik des Hydrokompressorenturmes

Hydro

Druckluft hat in der Entwicklung der Technik stets eine besondere Rolle gespielt. Im Bergbau machte erst der Einsatz von Belüftungssystemen, die mit Druckluft gespeist wurden, den umfassenden Untertage-Abbau von Bodenschätzen möglich. Die Gewinnung der Erze und Mineralien stellte schon immer hohe Anforderungen an die Techniken des Gesteinsbohrens. Erst ab Mitte des 19. Jahrhunderts kamen Maschinen zum Bohren von Sprenglöchern zur Anwendung. Auch in der Grube Hilfe Gottes in Bad Grund kamen daraufhin druckluftgetriebene Werkzeuge zum Einsatz. Das Druckluftbohren übernahm somit das bis dahin allein praktizierte "Bohren von Hand": Ein für die Produktionssteigerung wichtiger Modernisierungsschritt.

Funktion Hydrokompressor Prinzip

Zur Erzeugung von Druckluft wurde 1893 eine erste Hydrokompressoranlage im Hilfe-Gotteser Schacht auf der 4. Sohle installiert. Im Jahre 1895 konnte eine zweite Anlage auf der benachbarten Grube Bergwerkswohlfahrt (Medingschacht) in Betrieb genommen werden. Weitere Anlagen folgten im gesamten Oberharz. Obwohl schon bald durch weitere Automatisierung des Abbaus verstärkt Elektro-Kolbenkompressoren zum Einsatz kamen, wurden die Hydrokompressoren dennoch bis zum Betriebsende der jeweiligen Schächte weiter benutzt. Als letzter Hydrokompressor wurde im Erzbergwerk Grund die Anlage im Wiemannsbucht-Schacht nach nahezu 100-jährigem Einsatz außer Betrieb gesetzt. Hier wurden bis 1988 350 m³/h Druckluft erzeugt.
Es war die letzte funktionsfähige Hydrokompressorenanlage im Harz und im deutschen Bergbau überhaupt.

Hydro Hydro
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Der Hydrokompressor arbeitet nach dem Prinzip einer kommunizierenden Röhre. Die Drucklufterzeugung erfolgt hierbei durch Wasserdruck (hydraulisch). Der Wasserdruck wird unmittelbar ohne weitere Kraftübertragung zur Kompression der Druckluft eingesetzt. Ein Hydrokompressor besteht aus einem Wasser-Fallrohr, einem Steigrohr und einem Drucktank, dem sog. Luftabscheider, am tiefsten Punkt der Rohrleitung. Die Fallleitung ist mit einem offenen Saugkopf zum Ansaugen von Luft ausgestattet. Durch den beim herunterfallen des Wassers entstehenden Unterdruck im Rohr wird Luft angesaugt und mit in die Tiefe gerissen. Durch das permanente Nachfallen eines Luft-Wassergemisches ist es der Luft nicht möglich, wieder im Fallrohr aufzusteigen. Am tiefsten Punkt des Systems befindet sich der Luftabscheider. Erst hier trennt sich die Luft wieder vom Wasser, kann aber nicht entweichen und steht sofort als Druckluft zur Verfügung. Der Höhenunterschied zwischen dem Saugkopf und der Wasseraustrittsöffnung der Steigleitung entspricht dem nutzbaren Wassergefälle. Die Höhe des Drucks, der auf der eingeschlossenen Luft lastet, wird bestimmt durch die Höhe der Wassersäule in der Steigleitung.

Hydro Hydro Hydro
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Für die Maschinen in den Oberharzer Gruben wurden 6,4 bar Druck benötigt, entsprechend waren die Leitungslängen ausgelegt. Die Hydrokompressorentechnik ist ein kostengünstiges und zugleich technisch sicheres, umweltfreundliches und nahezu wartungsfreies Verfahren, zudem ohne wesentlichen Einsatz von Mechanik. Der Wirkungsgrad dieser Technik ist entsprechend hoch. Der Vorteil der Drucklufterzeugung in Hydrokompressoren gegenüber Kolbenkompressoren besteht zudem darin, dass die Luft frei von Schmierölen und Wasserdampf ist. Bei der Expansion erfolgt keine Eisbildung.

Der Turm:

Mit dem 1912/13 auf dem Knesebeck-Schacht erbauten Hydrokompressor verfügt das Bergbaumuseum Bad Grund heute noch über die vermutlich einzige noch erhaltene Anlage dieser Art. Der bis 1977 betriebene Kompressor hatte eine Druckluft-Kapazität von ca. 660m³/h.
Beim Bau mußte zusätzlich ein über 45 m hoher Turm errichtet werden, um eine optimale Fallhöhe von über 100 m zu erreichen. Die Errichtung eines derartigen Turmes war einzig am Knesebeck-Schacht notwendig, da sich die Schachtanlage an einem Berghang befindet und das Wasser von einem Bassin auf dem Berg zu einem Punkt ca. 40 m senkrecht über dem Schacht gelangen mußte. Dies war nur mit einer weiteren kommunizierenden Röhre, die von einem Gitterturm gehalten wurde, möglich. Das Wasser wurde somit durch seine eigene Kraft auf den Hydroturm gedrückt, um von dort senkrecht in die Tiefe zu stürzen.

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