Vodní mlýn: hodnota otevření, rozsah, zařízení a princip činnosti

Význam vodního mlýna měl velký význam pro historii a vývoj technologie. První takové stavby byly používány pro přetečení vody ve starověkém Římě, později byly použity pro výrobu mouky a pro jiné průmyslové účely.

Historie vynálezu

Vodní kolo bylo vynalezeno lidmi v dávných dobách, díky čemuž člověk získal spolehlivý a jednoduchý motor, jehož aplikace se každý rok rozšiřuje. V prvním století př. Nl římský vědec Vitruvius popsal tuto konstrukci ve svém pojednání "10 knih o architektuře". Jeho působení bylo založeno na rotaci kola od nárazu toku vody na jeho lopatkách. A první praktická aplikace tohoto objevu byla možnost mletí zrna.

Historie mlýnů pochází z prvních mlynářů, které starověcí lidé používali na výrobu mouky. Taková zařízení byla zpočátku manuální, poté začala používat fyzickou sílu otroků nebo zvířat, která otáčela frézovacím kolečkem.

Historie vodní mlýnské kolo začali používat design, hnací silou toku řeky, proces na obilí na mouku, a to byl základ pro vytvoření prvního motoru. Starodávné stroje pocházely z zavlažovacích zařízení, nazývaných Chaduphons, které byly používány k získávání vody z řeky k zavlažování půdy a polí. Taková zařízení bylo několik lopaty, vysazené na ráfek: v otáčení, které byly ponořeny do vody, to poškrábaný, a po zvednutí skluzu převrátil.

Zařízení starých mlýnů

Časem lidé začali vyrábět vodní mlýny a využívali sílu vody k výrobě mouky. Kromě toho, v plochých oblastech, při nízké rychlosti toku řeky uspořádán pro zvýšení tlaku hráze, čímž je zajištěno, zvýšení hladiny vody. K přenosu pohybu do zařízení byly vynalezeny mlýn motory s převodovkou, která byla vyrobena z dvou kolech v kontaktních ráfky.

Použitím systému koleček různých průměrů, jejichž osy otáčení byly paralelní, dávní vynálezci dokázali přenést a přeměnit pohyb, který by mohl směřovat k prospěchu lidí. Navíc by větší kolečko mělo dělat menší počet otáček tolikrát, kolikrát jeho průměr přesáhne druhý, malý. První kola s ozubenými soukolími se začaly používat před 2 000 lety. Od té doby vynálezci a mechanici dokázali přijít s mnoha variantami převodových stupňů, a to nejen s použitím dvou, ale i více kol.

Zařízení vodního mlýna antické doby, popsané Vitruviusem, obsahovalo 3 hlavní části:

1. Motor sestávající ze svislého kola s lopatkami, které se otáčejí vodou.
2. Převodovacím mechanismem je druhé vertikální kolo se zuby (převodovkou), která otáčí třetí horizontální polohu, nazvanou ozubená kola.
3. Výkonný mechanismus se skládá ze dvou mlynářů: horní je poháněn pastorkem a namontován na svislé šachtě. Zrno na mouku se nalije do nálevky umístěné nad horním mlýnem.

Vodní kola namontované v několika polohách ve vztahu k průtoku vody: nizhneboynye - na řekách s vysokým průtokem. Nejběžnější byly „visí“ struktura namontována na volné proudění, ponořených spodní čepelí. Následně se začaly používat středně těžké a horní vody vodních kol.

Maximální možná účinnost (účinnost = 75%) se získá práci verhneboynyh nebo uvolnitelné druhy, které se často používá v zařízení „Baydachnogo“ plovoucí mlýnů, které skané na velkých řek Dněpr Kure a kol.

Hodnota otevření vodní mlýn byl fakt, že první starožitný mechanismus byl vynalezen, které by mohly v budoucnu využít pro průmyslovou výrobu, označování významný mezník v historii techniky.

Středověké hydrokonstrukce

První vodní mlýny v Evropě, podle historických údajů, se objevily za vlády Karla Velikého (340 nl) v Německu a byly vypůjčeny od Římanů. Současně byly tyto mechanismy postaveny také na řekách Francie, kde do konce 11. století, již bylo asi 20 tisíc mlýnů. Ve stejnou dobu v Anglii bylo již více než 5 500 z nich.

Vodní mlýny ve středověku, byly široce distribuované po celé Evropě, byly použity při zpracování zemědělských produktů (mouka, rostlinný olej, smektitové) zvednout vodu z dolu a hutní výroby. Do konce 16. století. číslily již 300 tisíc a v 18. století. - 500 tis. Současně došlo k jejich technickému zlepšení a růstu výkonnosti (od 600 do 2220 koňských sil).

Slavný umělec a vynálezce Leonardo da Vinci ve svých poznámkách se také snažil přijít s novými způsoby využití energie a vodní energie pomocí koleček. Navrhl například výstavbu vertikální pily, která spustila proud vody přiváděnou k volantu, tj. Proces se stal automatizovaným. Leonardo také kreslil několik možností pro použití hydraulických konstrukcí: fontány, metody odvodnění bažin a tak dále.

Pozoruhodným příkladem vody stal hydraulická instalace napájení přiváděči zařízení pro vodní fontány a zámků v Versailles, Trianon a Marly (Francie), který byl speciálně postavené na přehradní str. Seine. Z vodní nádrž uspořádána pod tlakem jednal na kolech 14 velikost nizhneboynyh 12 m. Jsou plní svůj růst přes čerpadlo 221 do výšky 162 m do vodovodu, ze které vstoupilo do zámků a fontány. Dodávaný objem vody byl každý den 5 tisíc metrů^3.

Jak pracuje vodní mlýn

Návrh takového mlýna zůstal po mnoho staletí nezměněn. Hlavním materiálem pro stavbu byl strom, ze kterého byla postavena stodola, byly vyrobeny koly a šachty. Kov byl používán pouze v některých detailech: nápravy, spojovací prvky, sponky. Příležitostně byla stodola postavena z kamene.

Druhy mlýnů, které používají vodní energii:

1. Mutovye - byly postaveny na horských řekách s rychlým proudem. Podle návrhu jsou podobné moderní turbíny: svislý lopatkové kolo také v úhlu k základně, když padá průtoku vody došlo k otáčení, který pokračoval pohybu mlýnské kameny.
2. Kolo, v němž se samotné vodní kolo otáčelo. Vyrobeny dva typy - se spodním a horním bojem.

V mlýně s horní bitvou voda pocházela z přehrady, pak podél žlabu směřovala k volantu kyvetami, které se otáčely pod svou hmotností. Při použití nižšího boje je použita konstrukce s lopatkami, které jsou v pohybu ponořeny do proudu vody. Pro zvýšení efektivity práce byla často používána přehrada, která rozdělovala pouze část řeky, nazývanou boom.

Následující obrázek znázorňuje typickou zařízení dřevěné vodní mlýn: otočný pohyb se rozprostírá od spodního ovladače (kola) [6], se nachází v horní části licí pánve (násypky) [1] skluzu zrna a [2], a přivádění k brus [3]. Výsledná mouka padla do misky [4] a pak se nalila do hrudníku nebo pytle [5].

Napájení zrn bylo nastaveno dávkovačem, speciální krabičkou s otvorem, které ovlivnilo velikost broušení mouky. Po obdržení bylo nutné projít přes speciální obrazovku umístěnou nad hrudníkem, která oscilovala malým mechanismem.

Některé vodní mlýny byly používány nejen pro mletí zrna, ale i pro roztržení proso, pohankové nebo ovesné, z nichž byla vyrobena krupice. Takové stroje byly nazývány kruporushkami. Podnikaví majitelé používali mlýnské konstrukce pro odlévání koudel, pro plstění domácích tkanin, pro mykací vlnu apod.

Stavba mlýnů v Rusku

Ve starověkých ruských kronikách se zmínka o vodních kolech a mlýnech datuje do 9. století. Zpočátku byly používány výhradně k mletí zrna, pro které byly nazývány "mouka" a "chléb". V roce 1375 Duke Podolsky Korpatovich udělen diplom dominikánský klášter právo postavit mlýnských. A v roce 1389, manželka prince Dmitrije Donskoi, taková budova byla odebrána vůlí.

V Velkém Novgorodě bylo zmínka o březnovém kůru o stavbě mlýna datována do 14. století. Pskovské anály 16. století. mluvit o stavbě takové struktury na řece Volkhov, která přitahovala veškeré místní obyvatelstvo. Byla postavena přehrada, která blokovala část řeky, ale z důvodu vysoké vody se zhroutila.

V roviném terénu byly vodní mlýny v Rusku postaveny s vylévajícím horním kolem. Ve 14-15 století. začaly vířivé přístroje, u kterých bylo kolo umístěno vodorovně na svislé šachtě.

Postavili takové konstrukce samého ucitele bez jakýchkoliv výkresů nebo diagramů. A nejenže zkopírovali již postavené budovy, ale pokaždé přidali své inovace do svého zařízení. Dokonce i v době Petra Velikého se do Ruska dostali mistři z evropských zemí, kteří prokázali své dovednosti a znalosti v této oblasti.

Jeden z Petrových spolupracovníků, známý inženýr William Genin, který postavil 12 velkých rostlin v Uralu, dokázal zajistit jejich práci z vodních elektráren. Následně byla energie vody široce využívána odborníky na výstavbu důlních a kovospracovacích podniků v Rusku.

Na počátku 18. století působilo na celém území kolem 3 tisíc manufaktur, které používaly hydraulické zařízení k fungování výroby. Jednalo se o metalurgii, pily, papír, tkaní a další podniky.

Nejznámější a jedinečný systém pro poskytování těžbu energetického a metalurgického závodu byl postaven v roce 1787 jako inženýr KD Frolov v Zmeinogorsk dolu, který neměl žádné na světě obdoby. To zahrnovalo hráz, sací struktury, ze které je voda vedený na podzemní chodby otevřeného kanálu (dlouhá 535 m) do mlýna, kde se rotační pila kolo struktury. Dále voda protékala kanálem do další podzemní gidrokolesu stroje zvedacího rudy z dolu, pak - třetí a čtvrté místo. Poté, co se ukázalo, tunelem delší než 1 km zpět do řeky po proudu přehrady, jeho celková dráha větší než 2 km, největší průměr kola - 17 m Všechny struktury byly postaveny z místních materiálů hlíny, dřeva, kamene a železo.. Komplex úspěšně pracoval po dobu více než 100 let, ale přežila jen přehrada Zmeinogorsk důl.

Výzkum v oblasti hydrauliky byl také veden slavným vědcem MV Lomonosovem, který v praxi realizoval své vědecké myšlenky, podílel se na výrobě barevného sklářského závodu založeného na provozu hydraulického zařízení se třemi koly. Díly dvou dalších ruských akademiků D. Bernoulliho a L. Eulera získaly světový význam při používání zákonů hydrodynamiky a hydraulického inženýrství a položily teoretický základ pro tyto vědy.

Používání vody na východě

Použití vodních kol v Číně bylo poprvé podrobně popsáno v knize Sunn Incin v roce 1637. Podrobně popisuje, jak je použít pro hutní výrobu. Čínské návrhy byly obvykle horizontální, ale jejich kapacita byla dostatečně vysoká na výrobu mouky a kovu.

Využití vodní energie bylo poprvé zahájeno ve třicátých letech. n. po vynález čínského oficiálního vratného mechanismu založeného na vodních kolečkách.

Ve starověké Číně bylo postaveno několik set mlýnů podél řek, ale v 10. století, Vláda je začala zakazovat kvůli překážce říční navigace. Stavba mlýnů se postupně rozšířila v sousedních zemích: Japonsko a Indie, v Tibetu.

Kola pro zásobování vodou v islámských zemích

Země východu, v nichž lidé vyznávají islámské náboženství, jsou z větší části území s velmi teplým klimatem. Od starověku je velmi důležité pravidelné zásobování vodou. Akvadukty byly postaveny tak, aby zásobovaly města městy a zvedly je z řeky, postavily se mlýny, které nazývaly "norie".

Podle historiků se první takové struktury byly postaveny i 5000. Před několika lety v Sýrii a dalších zemích. Na řece Orontes, jeden z nejvíce full-tekoucí v zemi, výstavba výtahů byl rozšířený v podobě obrovských kol vodních mlýnů, které jsou četné lopatky vážily vodu a přivádí ji do vodovodu.

Výrazným příkladem takové struktury jsou přeživší hrobky města Khama, pocházející z 13. století. Pokračují v práci až do současnosti a jsou dekorací a orientačním bodem města.

Využití vodní elektrárny v různých průmyslových odvětvích

Kromě výroby mouky byla rozšířena i oblast vodních mlýnů na takové druhy výroby:

• pro rekultivaci a zásobování vodou v oborech;
• pila, ve které byla voda použita pro zpracování dřeva;
• hutnictví a zpracování kovů;
• v těžebním průmyslu pro zpracování kamene nebo jiných skal;
• v tkacích a vlněných manufakturách;
• pro zvedání vody z dolu, atd.

Jeden z nejstarších příkladů využití vodní síly - pila v Hierapolis (Turecko), její mechanismy byly objeveny během výkopů a datovány do 6. století. n. e.

V některých evropských zemích objevili archeologové pozůstatky starých mlýnů starého Říma, které byly používány k rozdrcení křemene se zlatým obsahem těženým v dolech.

Největší komplex, který využívá sílu vody, byl postaven podle historických záznamů, v 1. na jihu Francie pod názvem Barbegal, které bylo nalezeno 16 vodní kola, dodává energii do 16 mlýnech, a tím zajistit, chléb blízkého města Alert. Každý den se zde vyráběly 4,5 tun mouky.

Podobný mlýnský komplex na kopci Yanikul byl dodán ve 3. století. město Říma, které ocenil císař Aurelian.

Vytvoření struktury vody vlastními rukama

Takový architektonický prvek jako vodní kolo získal popularitu spolu s pánvemi, kaskádami nebo fontánami. Samozřejmě tato zařízení mají spíše dekorativní než praktickou funkci. Každý majitel, který má dovednosti pracovat s dřevěnými díly, bude schopen postavit vodní mlýn sám.

Velikost kola se doporučuje zvolit minimálně 1,5 m, ale ne více než 10 m, což závisí na ploše místa. Mlýnský dům je také vybrán podle jeho budoucího účelu: budova pro skladování zásob, hřiště pro děti, dekorace území.

Výroba dílů:

• jako základ pro vodní kolo, můžete vzít kolo nebo vyrazit ze dřeva, ke kterému jsou nože připevněny - ve středu musí být potrubí, kolem kterého se rotace odehrává;
• Hotový výrobek je připevněn k ložiskům na 2 podpěrách, které z nich dělají dubový paprsek, kovový roh, cihla;
• K horní části kola musí být umístěn kanál, pod kterým voda proudí na lopatkách, je dodávána buď z hadice s čerpadlem, nebo po dešti;
• se doporučují všechny podrobnosti pro prodloužení životnosti: dřevěné - lakované, kovové - barva proti korozi;
• k odvádění vody, položte kanály ve směru postele nebo do jiné nádoby;
• v závěrečné fázi je budova zdobena dekorativními prvky.

Zařízení na venkovské straně dekorativního vodního mlýna bude nádherným estetickým přírůstkem krajiny.

Slavné historické mlýny

Největší mlýn provozní voda „Lady Isabella“ se nachází v blízkosti obce Lexi Isle of Man v Irském moři. Tato budova byla postavena v roce 1854 samouk inženýr Robert Kazementom po manželce místního generálního guvernéra a účel jeho stavbě byla čerpána podzemní voda z místních dolů na těžbu nerostných surovin (zinek, olovo, atd.)

Speciálně kanály byly položeny na ně vodu z horských řek projít most a byl předložen k otáčení průměrem kol 22 m, který je stále považován za nejpůsobivější na světě, takže je populární mezi turisty po mnoho let.

Jedna z originálních atrakcí Francie - vodní mlýn, který se nachází nedaleko města Vernon (Francie). Jeho jedinečnost spočívá v tom, že spočívá na dvou pilířích starobylého kamenného mostu, který kdysi spojil břehy Seiny. Přesný termín jeho stavby není znám, nicméně podle některých zdrojů byl postaven během konfrontace s Richardem Lví srdcem a měl strategický význam. V roce 1883 byl v jedné ze svých plátených filmů zvěčněn světoznámý umělec Claude Monet.

Vytvoření vodní mlýn je důležitým mezníkem v historii vývoje technologie, protože to je považováno za první návrh, který by mohl být použit pro různé účely, pro zpracování zemědělských produktů a dalších produktů, jako první krok k výrobě stroje na světě.