Vattenhjulets historia

Vattenhjulet är en gammal anordning som använder strömmande eller fallande vatten för att skapa kraft med hjälp av paddlar monterade runt ett hjul. Vattnets kraft förflyttar paddlarna, och den resulterande rotationen av hjulet överförs till maskiner via hjulets axel.

Den första referensen till ett vattenhjul går tillbaka till cirka 4000 fvt. Vitruvius, en ingenjör som dog 14 år e.Kr., har fått krediter för att skapa och använda ett vertikalt vattenhjul under romartiden. Hjulen användes för bevattning av grödor och malning, och för att förse dricksvatten till byarna. På senare år körde de sågverk, pumpar, smedbälgar, lutningshamrar och hammare och till och med drivna textilbruk. Vattenhjulet var troligen den första metoden för mekanisk energi som utvecklats för att ersätta människor och djur.

Typer av vattenhjul

Det finns tre huvudtyper av vattenhjul. Den ena är horisontellt vattenhjul: Vatten rinner från en akvedukt och vattnets framåtriktning vrider hjulet. En annan är överskott vertikalt vattenhjul, där vatten rinner från en akvedukt och vattnets tyngdkraft vrider hjulet. Slutligen, underskottet vertikalt vattenhjul fungerar genom att placeras i en bäck och vändas av flodens naturliga rörelse.

De första vattenhjulen

De första vattenhjulen var horisontella och kan beskrivas som slipstenar monterade ovanpå vertikala axlar vars skovlade eller paddlade nedre ändar doppade ned i en snabb bäck. Men redan under det första århundradet ersattes det horisontella vattenhjulet - som var oerhört ineffektivt för att överföra strömmen till fräsmekanismen - med vattenhjul med vertikal konstruktion.

Användning och utveckling av vattenhjulet

Vattenhjul användes oftast för att driva olika typer av kvarnar. En kombination av vattenhjulet och kvarnen kallas en vattenkvarn. Ett tidigt horisontellt vattenkvarn som använts för att slipa spannmål i Grekland kallades "Norse Mill". I Syrien kallades vattenkvarnar ”noriahs.” De användes för att driva kvarnar för att bearbeta bomull till tyg.

År 1839 fick Lorenzo Dow Adkins från Perry Township, Ohio ett patent för en ny vattenhjulinnovation, spiral-hink vattenhjulet.

Den hydrauliska turbinen

Den hydrauliska turbinen är en modern uppfinning baserad på samma principer som vattenhjulet. Det är en roterande motor som använder flödet av vätska - antingen gas eller vätska - för att vrida en axel som driver maskiner. Rinnande eller fallande vatten träffar en serie blad eller hinkar fästa runt en axel. Axeln roterar sedan och rörelsen driver rotorn på en elektrisk generator. Hydrauliska turbiner används i vattenkraftverk.