A SEGNER-KERÉK
VÍZELEZETÉS BÁNYÁKBÓL, A HODRUSI SEGNER-KERÉK
A földalatti bányák nagy problémája a bányavíz elvezetése. Bizonyos ese-tekben egy mélyebben fekvő, már nem használt tárnába vezetik a vizet.
Ez azonban csak átmeneti megoldás. A bányavizet a felszínre kell hozni. A szi-vattyúkat sokféleképpen működtették. A 18., 19. században, ahol volt kellő mennyiségű tüzelőanyag, ott gőzgépet alkalmaztak. Ha a felszínen vízenergia állt rendelkezésre, akkor bizonyos esetekben egyszerű felülcsapós vízikerekeket alkalmaztak. Magasabb vízszintkülönbségnél vízoszlopos-gépeket használtak.
Ezek a közlekedőedények működési elve alapján a magas vízoszlop nyomását, a vízoszlop süllyedését használták a szivattyúk dugattyúinak működtetésére.
Külön nagy feladat volt a kiszivattyúzott víz tárolása, illetve arra a helyre vezetése, ahol vízoszlopos-gépeket akartak vele működtetni. „Mikoviny Sámel itt építette ki a 26 tavat 120 kilométernyi csatornával összekötő, híres selmeci bányató-rendszert”246 Itt ilyen gépek működtek.
Forradalmi változást jelentett Segner vízikereke, amely akció-reakció elve alapján hozott létre forgómozgást, és ezt alakították át a dugattyúk működteté-séhez szükséges periodikus előre-hátra mozgássá. A gőzmozdonyok kerekeinél ennek éppen a fordítottja történik: a csuklós hajtókarok a gőz ereje által mozga-tott dugattyúk adott szakaszon történő mozgását alakítják át forgómozgássá.
Említettük, hogy a vízszintes síkban forgó Segner-kerék sem
Németország-245 Ezt a helymeghatározást találtuk a Fizikai Szemlében, lásd: Lengyel Zoltán – Karády Pál id.
cikkét.
246 Márki-Zay János: Selmecbánya, az ezüst városa. Hódmezővásárhely, 2011. p. 70.
Segner-kerék a ziegenrücki vízenergiai múzeumban
A hodrusi Segner-kerék
ban, sem Európában nem terjedt el a gyakorlatban. Érdekes ugyanakkor, hogy a felfedezés után mintegy hatvan évvel később, 1819-ben Kempelen Farkas (1734–1804) a sokoldalú tudós és feltaláló tervezett egy nagy teljesítményű Segner-féle vízikereket a Selmecbányához tartozó Hodrusbányán a József császár tárnához levezető Mihály aknába. Azonban nem álltak rendelkezésre a kivitelezéshez megfelelő anyagok és gépek, így ez a típus nem terjedt el. Sor-ra építettek újabb és újabb szivattyúkat hajtó gépeket, azonban ezeket mind vízoszlopos gépek voltak: 1828 Leopold akna, 1830 Amália-akna, 1831 And-rás akna.
Hodrusbánya település területén nemesfémekben gazdag bányák voltak.
1751-ben I. Ferenc császár, majd 1764-ben II. József császár és öccse, Lipót fő-herceg (a későbbi II. Lipót császár) személyesen látogatott ide. Ennek emlékét őrzi a József császár-tárna elnevezés. A trianoni békeszerződés előtt Hodrusbá-nya a Hont vármegye területén fekvő SelmecbáHodrusbá-nya és BélabáHodrusbá-nya törvényható-sági jogú városhoz tartozott.
Schitko József (1776–1833) a Selmecbányai Akadémia tanszékvezető pro-fesszora, bányatanácsos bányagéptan könyvében247 részletesen tárgyalta ezt a hodrusi Segner-gépet. Azt írta, mint említettük, hogy 1819-ben helyezték üzem-be a üzem-berendezést. Eugen Kladivík (1939–) a selmecbányai Szlovén Bányászati Múzeum egykori munkatársa tanulmányában248 bemutatta Schitko könyvének a Segner-kerékre vonatkozó részét, és gazdagon kiegészítette azt levéltári kutatá-sai alapján.
Kladivík írásából megtudhatjuk, hogy a 14 napi próbaüzem már 1816 május 10-én megkezdődött Schitko József, a hanstadti N. J. Lang bányászati tanács-adó, Hell Ferenc valamint Joseph Chernot jelenlétében. Chernot főgépész irá-nyította a gép gyártását és szerelését. Ilyen jellegű meghajtó-egység korábban még nem működött, így rengeteg nehézséggel járt az építkezés. Nagyon sok alkatrészt újra kellett gyártatni, illetve menetközben cserélni. A vas alkatrészek korrodálódtak, a fa állványok kezdtek elrohadni, és lopások is történtek. 1819-ben még mindig csak a gép hasznosságának, hatásfokának a vizsgálatai folytak.
Ezekről részletesen írt Schitko az említett bányagéptan könyvében.
A gépet működtető vízoszlop magassága három, részletesen elemzett kísér-letben 407,17 láb, átszámítva 135,451 m volt, amint azt Schitko illetve Kladvík írta. A túlzott mérnöki pontosságra való törekvés elrettentő példáját láthatjuk itt.
Hogyan lehet, s miért kellene mm pontossággal megadni olyan vízszintkülönb-séget, ahol nem is lehet pontosan meghatározni a mérendő távolság két végpont-jának a helyét, azonkívül a mérés ideje alatt biztosan változtak ezek a pontok,
247 Joseph Schitko: Beiträge zur Bergbaukunde insbesondere zur Bergmaschinenlehre, Bd. 1.
Hydrodynamik. Wien, 1833. Sollinger.
248 Eugen Kladivík: Prvé použitie reaktívneho stroja v baníctvena Slovensku, z histórie baníctva.
= Acta Montanistica Slovaca Ročník 2 (1997) No. 1. pp. 81–84.
végül alkalmas volt-e a mérőberendezés arra, hogy közel 140 m távolság esetén mm pontosságot adjon. Mindenesetre ebből a közel 140 m magasságból két esetben másodpercenként mintegy 20 l víz zúdult alá, ez hajtotta a Segner-kere-ket, amely 30 m magasra emelt másodpercenként 5–6 liter vizet. Ez bizony csak közel 6 százalékos hatásfok. A legsikeresebb kísérletnél Schitko csaknem 15 százalékos hatásfokot mért, ekkor mintegy 28 m magasból áramlott le 35 liter víz másodpercenként, ami ekkor 26 méter mélységből 5,5 liter vizet emelt.
Nincs értelme tehát nagyon magasról venni a működtető vizet, inkább annak mennyiségét célszerű megemelni. Kicsit az a cirkuszi mutatvány juthat az eszünkbe, amikor nagy magasságból két artista egyszerre ráugrik a mérleghinta egyik végére azért, hogy a másik végén álló egy társukat a magasba repítsék.
Érdemes megjegyezni, hogy a lezúduló víz reaktív ereje csupán egyetlen, de igen nagy méretű csövet forgatott meg. A cső átmérője közel 10 cm volt és a két, ellentétes oldalon levő kifolyónyílás távolsága 4 m volt. Úgy tűnik, hogy nagy teljesítmény esetén nem volt célszerű Euler ötleteit, a sok csöves levezetést és több kis kifolyócsövet alkalmazni, műszakilag egyszerűbb volt egyetlen robosz-tus cső. Ebbe, Kempelen terve alapján, alulról ömlött be a meghajtó víz.
Sajnos a selmecbányai bányászati múzeumban nincs nyoma a hodrusi Seg-ner keréknek, azonban Szőcs Géza írásában ezt olvashatjuk:
„Brno-ban egy hangulatos kastélyépületben alakították ki az erőgépek be-mutatására szánt Technikai Múzeumot. A Segner kerék mellett láthatóak függő-leges és vízszintes Francis turbinák, a Kaplan turbina, a Pelton turbina, vala-mint a Slapy vízi erőmű turbo-agregát együttese.”249
MA IS MŰKÖDŐ, SEGNER-KERÉKKEL HAJTOTT ÖRLŐMALOM,