Vízkerék

Történelem

Fő cikk: Watermill

Görög-római Európa

A vízikerék technológiája már régóta ismert volt, de széles körben csak a középkorban kezdték el használni, amikor a munkaerő akut hiánya miatt az olyan gépek, mint a vízikerék, költséghatékonyak lettek. Az ókori Rómában és az ókori Kínában azonban a vízikerekek számos gyakorlati felhasználási lehetőséget találtak a gabona és más anyagok őrlésére szolgáló malmok meghajtására. A rómaiak rögzített és úszó vízikerekeket is használtak, és a Római Birodalom más országaiban is bevezették a vízenergiát. A rómaiakról ismert, hogy a vízkerekeket széles körben használták bányászati projektekben, és olyan helyeken, mint a mai Spanyolország, hatalmas római kori vízkerekeket találtak. Az i. e. 1. században a görög epigrammatikus, a thesszaloniki Antipatrosz volt az első, aki említést tett a vízikerékről.

Ősi Kína

Legalább a Kr. u. 1. században a keleti Han-dinasztia kínaijai vízkereket kezdtek használni a gabona malmokban történő zúzására és a vasérc öntöttvasra való kovácsolásához használt dugattyúhengert.

A Huan Tan által i.sz. 20 körül (Wang Mang bitorlása idején) írt Xin Lun című szövegben az áll, hogy a legendás mitológiai király, Fu Xi volt a felelős a mozsárért és a mozsárért, amelyből a billenőkalapács, majd a billenőkalapács eszközzé fejlődött (lásd billenőkalapács). Bár a szerző a mitológiai Fu Hsziről beszél, írásának egy passzusa arra utal, hogy a vízikerék a Kr. u. 1. században már széles körben elterjedt volt Kínában.

Kr. u. 31-ben Du Shi, Nanyang mérnöke és prefektusa a vízkerék és a gépek összetett használatát alkalmazta a kohó fújtatójának működtetésére, hogy öntöttvasat hozzon létre. A vízkerekek Kínában ilyen gyakorlati és rendkívüli felhasználásra is találtak. A feltaláló Zhang Heng (78-139) volt az első a történelemben, aki vízkerék segítségével mozgatóerőt alkalmazott a karszalaggömb csillagászati műszerének forgatására. Ma Jun (200-265) gépészmérnök egyszer egy vízkerékkel hajtott meg és működtetett egy nagy mechanikus bábszínházat Ming Wei császár számára.

Középkori Európa és a modern

Különösen a ciszterci kolostorok használták széles körben a vízikerekeket a különböző malmok meghajtására. Egy nagyon nagyméretű vízikerék korai példája még mindig fennmaradt a 13. század elején épült Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda ciszterci kolostorban, Spanyolország aragóniai régiójában. Kétségtelenül a (kukoricához való) őrlőmalmok voltak a legelterjedtebbek, de léteztek fűrészmalmok, hengermalmok és számos más munkaigényes feladatot ellátó malmok is. A vízikerék az ipari forradalom idején is versenyképes maradt a gőzgéppel szemben.

A vízikerekek legfőbb nehézsége a víztől való elválaszthatatlanságuk volt. Ez azt jelentette, hogy a malmokat gyakran a lakossági központoktól és a természeti erőforrásoktól távol kellett elhelyezni. A vízimalmokat azonban még jóval a huszadik században is használták kereskedelmi célokra.

A túlnyíló és hátrameneti vízkerekek ott alkalmasak, ahol egy kis patak van, 2 méternél nagyobb magasságkülönbséggel, gyakran egy kis víztározóval együtt. A Breastshot és undershot vízikerekek nagy tározókkal rendelkező folyókon vagy nagy vízhozamú folyókon használhatók.

Az Egyesült Királyságban épített legerősebb vízikerék a Manchester melletti Quarry Bank Mill Waterwheel 100 lóerős vízikereke volt. A nagy mellkasi lövedékkel rendelkező konstrukciót 1904-ben nyugdíjazták, és több turbinával helyettesítették. Ma már helyreállították, és múzeumként látogatható.

A modern hidroelektromos gátak a vízikerék leszármazottjainak tekinthetők, mivel ezek is a víz lefelé irányuló mozgását használják ki a kerék forgatására.