Zobacz nas na FACEBOOK
Zobacz nas w GOOGLE+

Wyszukiwanie


 


MEW CEMENTOWIANKA
Temperatura powietrza2.2 °C
Temperatura wody0 °C
Spad brutto331 cm
Moc oddana109 kW


Powstanie i pierwsze zastosowanie na świecie turbin wodnych Girarda


Opracowanie i realizacja pierwszych egzemplarzy turbin wodnych typu Girarda przypada na okres pobytu i intensywnej działalności wynalazczej jej konstruktora w Polsce tj. w okresie 1826 do 1844 roku. Na ogól panuje przekonanie, iż wynalezienie turbiny Girarda przypada na lata po 1860r., co jest oczywistym błędem, gdyż Philipp Girard zmarł w 1845r. w Paryżu krótko po powrocie do rodzinnego kraju.

W niniejszej pracy przedstawione będą początki zastosowań turbiny Girarda, której za rok wynalezienia należy przyjąć uruchomienie jej pierwszego egzemplarza w roku 1828 w Polsce w dobrach hrabiego Ludwika Paca w Dowspudzie.

Zaraz na wstępie trzeba przytoczyć kilka faktów z życia tego genialnego i nie mniej pechowego wynalazcy jakim był Philipp de Girard, wynalazca o wyjątkowo różnorodnej twórczości, z której jednakże on sam nie osiągnął należnych profitów, natomiast wynalazki jego były wykorzystywane i stosowane na szeroką skalę w wielu krajach Europy. Przekonał się on sam o tym, kiedy zwiedzał w 1844r. wystawę przemysłową w Paryżu i prawie że w każdej sali wystawowej napotkał na jakiś ze swoich wynalazków, i to najczęściej wystawianych pod nazwiskiem innych osób.

Philipp de Girard urodził się 1 lutego 1775r. w Lourmarin w Francji na terenie Prowansji. Już w 14 roku życia wynalazł maszynę do wykorzystywania energii fal morskich, co jest godne głębszego przebadania przez historyków techniki zajmujących się energetycznym wykorzystaniem energii falowania morskiego. Po upadku Napoleona I opuszcza Francję i przenosi się do Wiednia skąd w 1826 roku zostaje powołany do Królestwa Polskiego na stanowisko Naczelnego Inżyniera górnictwa. W czasie 18-letniego pobytu w Polsce dokonał Girard wielu wynalazków. Poza turbiną wodną, którą zajmiemy się szczegółowo opracował on przyrząd do mierzenia siły, czyli dynamometr, maszynę do przędzenia pakuł, przyrząd do wytłaczania soku buraczanego, spichlerz nowego typu, przyrząd muzyczny zwany żyrardeonem, oraz urządzenie do podwyższania temperatury w piecach hutniczych. Poza tym stworzył pod Warszawą poważne zakłady tkackie lnu, a osiedle jakie powstało przy powyższych zakładach otrzymało nazwę Żyrardów.

W początkowym okresie pobytu w Polsce nawiązuje Girard bardzo aktywną współprace - mówiąc dzisiejszym językiem jako doradca naukowo-techniczny - z działaczem gospodarczym generałem hrabią Ludwikiem Pacem, właścicielem wielkich dóbr rolnych na terenie Suwalszczyzny /północno-wschodnia część Polski/, w których ich właściciel wprowadza do szeroko- pojętej gospodarki rolnej i przetwórstwa spożywczego bardzo liczne najnowsze osiągnięcia techniczne. Dla realizacji swych przedsięwzięć tworzy hrabia Pac w roku 1816 przy głównym swym majątku w Dowspudzie wytwórnię maszyn i narzędzi rolniczych. Jest ona wyposażona w od1ewnię żeliwa, kuźnię przemysłową, stolarnię i. warsztat bednarski. W takich warunkach, gdzie istnieje już produkcyjna baza techniczna i sprzyjające wprowadzaniu nowości nastawienie właściciela, zostaje zrealizowany jeden z licznych wynalazków Girarda, a mianowicie silnik wodny, który on sam nazwał "kołem hydraulicznym do użytkowania wielkich spadków wody" , a ogólnie znany jako turbina wodna Girarda.

W tym miejscu koniecznym jest przytoczenie krótkiej charakterystyki omawianej tu turbiny wodnej. Turbina Girarda jest turbiną, akcyjną o pełnoobwodowym natrysku wirnika, który pracuje w układzie z pionowym wałem. W posadzce komory turbinowej umieszczona jest w formie pierścieniowej nieruchoma kierownica, pod którą, znajduje się podwieszony na wale wirnik — także w formie pierścienia — zawierający kilkadziesiąt wygiętych łopatek, natryskiwanych na górną swą powierzchnię wody wypływającą z kierownicy. Woda zmieniwszy w kanałach łopatkowych wirnika kierunek przepływu wywołuje moment obrotowy wirnika wraz z wałem i opuszcza go w dół opadając do kanału odpływowego. Między Dolną powierzchnią wirnika, a lustrem wody w kanale odpływowym musi być wolna przestrzeń. aby wirnik turbiny nie brodził w dolnej wodzie. Tym samym ta wielkość całkowitego spadu jaka jest zawarta między dolną powierzchnią wirnika, a lustrem dolnej wody jest energetycznie niewykorzystywana , co jest wadą tego typu turbiny zresztą jak i innych typów turbin akcyjnych, nadających się przede wszystkim dla spadów wysokich, co sam Girard zawarł już w nazwie swej turbiny.

U zakładzie Dowspuda powstają dwie pierwsze egzemplarze tej turbiny z których jeden zainstalowano w miejscu jej wyprodukowania tj. w Dowspudzie na przepływającej tu rzece Rospuda i to dla napędznia wielkiej młocarni, drugi egzemplarz został. zainstalowany w drugim majątku hrabiego Paca pod Augustowem na rzece Netta, także do napędu młocarni. Miało to miejsce w roku 1828.

Kolejnym obiektem, który został wyposażony w turbinę Girarda byly zakłady przemysłowe w Sierpi, na które składały się pudligarnia i walcownia. Turbinę zamówiło kierownictwo tej budującej się nowej fabryki w Zakładach Metalowych w Białogonie, a jej wyprodukowanie nastąpiło w 1842 r. i trwało zaledwie 4 tygodnie. Należy podkreślić, iż powyższa turbina pracowała do okresu II wojny światowej – a więc dokładnie 100 lat – kiedy została zniszczona przez władze okupacyjne.

Czwarta turbina była zamówiona w tymże okresie dla Huty Henryków w Nisku, lecz najprawdopodobniej nie została zrealizowana. Tak więc pierwsze turbiny wodne Girarda zostały zbudowane pod jego nadzorem i uruchomiono w Polsce w latach 1828-42, a więc w okresie bardzo aktywnej działalności wynalazczej F. Girarda w naszym kraju, o którym sam mówił, że jest jego drugą ojczyzną.

Z kolei dla porównania przytczone będą przykłady wyprodukowania pierwszych turbin Girarda – już po jego śmierci - przez kilka renomowanych fabryk turbin wodnych w Europie. I tak firma szwajcarska ESCHER WYSS w Zurichu wyprodukowała pierwszą, turbinę Girarda w 1870 r., a ich produkcję zakończyła w 1907. Największa tego typu turbina wykonana była w tejże firmie w 1899 r. i posiadała moc1500 KM przy spadzie 77 m. Jako górną, granicę spadu dla turbin omawianego tu typu podaje się w tejże publikacji wartość 400 m, natomiast maksymalny ich przełyk określono na 6,0 m3 /sek. Największa sprawność rzędu 80% osiągnęły turbiny Girarda w latach 80-tych ubiegłego wieku.

Fińska Firma TMPELA pierwszą turbinę Girarda wyprodukowała ,w roku 1883 o mocy 30 KM, a w 1891 dostarcza 3 turbiny Girarda dla elektrowni miasta Tampere, pracujące przy spadzie 4,2 m i posiadające moc po 61 KM. Były to pierwsze turbiny wodne na terenie Finlandii, które napędzały generatory elektryczne.

Firma J.M. VOITH w Heidenheim - RFN- rozpoczęła produkcję turbin Girarda w 1874 r., przy czym, były to przeważnie turbiny na wysokie spady dla bezpośredniego napędu ścieraków drewna w fabrykach papierniczych.

Z przedstawionych powyżej dat wyprodukowania poszczególnych egzem-plarzy turbin typu Girarda wynika jasno, iż pierwsze 3 á 4 sztuki zostały wyprodukowane na terenie Polski i to za życia ich wynalazcy, przy czym za rok powstania togo typu turbiny wodnej należy przyjąć rok 1828.

Po tym okresie następuje przerwa w ich produkcji do czasu kiedy znane i wyspecjalizowane fabryki turbin wodnych w Europie zaczynają przystępować do ich wielkoprzemysłowej produkcji, co można przyjąć na koniec lat 60-tych ubiegłego wieku. I stąd w większości publikacji zajmujących, się historią powstania poszczególnych typów turbin wodnych jak i w większości encyklopedii podawane są lata powstawania turbiny Girarda zbliżone do lat w.w. drugiego okresu, w którym ich produkcję podejmują, wielkie fabryki maszyn wodnych.

Wydawać by się mogło, że turbiny Girarda - które wyparte zostały całkowicie w pierwszych latach tego stulecia przez doskonalsze pod wieloma wzg1ędami.turbiny Francisa - dawno już nie tylko już nie istnieją fizycznie, ale tym bardziej nie pracują. Mniemanie takie okazało się niesłusznym, gdyż na terenie Polski pracują jeszcze do dzisiaj dwie turbiny Girarda w Fabryce Tektury w Czańcu, które zasilane są z młynówki pobierającej część przepływu rzeki Soły. Obie te turbiny napędzają poprzez układ pędni i przekładni pasowych maszyny przetwórnicze powyższej fabryki. Firma, która je wyprodukowała nie jest znana. Powyższe turbiny byly uruchomione w 1880 r. i posiadały przełyk instalowany po 3,0 m3/sek, przy spadzie użytecznym rzędu 6,25 m i posiadały ilość obrotów nominalnych 60 obr/min. Ich moc wynosiła po 190KM.

Istnieje duże prawdopodobieństwo, iż były one wyprodukowane także przez Zakłady Metalowe w Białogromie, które dostarczyły turbinę dia Zakładów w Sielpi. Sposób zainstalowania turbin Girarda w Fabryce Tektury w Czańcu przedstawiono na rysunku, z którego wyraźnie widać ich akcyjny system pracy z wirnikiem posiadającym wolny wypływ do dolnej wody.

W wyniku przewidywanej modernizacji całej Fabryki Tektury łącznie z jej częścią energetyczną, planuje się zdemontowanie jednej z tych turbin i przekazanie jej do Muzeum Techniki w Warszawie. Przed zdemontowaniem przeprowadzone będą pełne pomiary energetyczne w celu określenia jej dokładnych parametrów. Na jej miejscu zostanie zainstalowany nowoczesny turbozespół z turbiną rurową na pełną przepustowość kanału, natomiast pozostawiona po wyremontowaniu stara turbina Girarda stanowić będzie zabytek techniki pozostawiony w jego pierwotnych warunkach. W czasie powyższego remontu przewiduje się wykonanie pełnej dokumentacji inwentaryzacyjnej.

Przy okazji obecnego sympozjum poświęconego problematyce historii energetyki chciałbym podzielić się z szanownymi uczestnikami tego spotkania o ciekawej inicjatywie związanej ściśle z tematyką obecnych obrad, a powstałą w łonie Stowarzyszenia Elektryków Polskich, Otóż zaprojektowane zostało utworzenie Muzeum Historii Wykorzystania Sił Wodnych, które miało by być zlokalizowane w zabytkowej budowli Wielkiego Młyna w Gdańsku, który posiadał w średniowieczu jedną z największych siłowni wodnych jaka podówczas istniała w Europie Środkowej. Składała się ona, aż z 18 kół wodnych umieszczonych po 9 z każdej strony budynku, a które zasilane były wodą rzeki Raduni doprowadzonej 14 kilometrowym kanałem. Wydaje się, że ze względu na warunki lokalne jak i wodno-energetyczną przeszłość tej budowli, przedstawiona inicjatywa spotka się z szerokim poparciem zarówno historyków jak i energetyków. Jeśli dojdzie do realizacji tego zamysłu, wówczas pracująca do dzisiaj turbina Girarda w Fabryce Tektury w Czańcu, zostanie przeniesiona do powyższego Muzeum, które będzie filią Muzeum Techniki w Warszawie.