Watermill

Historia

Kiina

Vuonna 31 jKr. kiinalainen insinööri nimeltä Du Shi (Wade-Giles: Tu Shih) "keksi ensimmäisen vesivoimalla toimivan palkeen. Kyseessä oli monimutkainen kone, jossa oli hammaspyöriä, akseleita ja vipuja ja joka sai käyttövoimansa vesipyörästä". Tämä keksintö auttoi masuunista sulatetun valuraudan takomista. Laajemmat kuvaukset löytyvät 5. vuosisadan kirjallisuudesta.

Kreikka ja Rooma

Muinaiset kreikkalaiset ja roomalaiset käyttivät tätä tekniikkaa. Kreikkalainen epigrammatisti Antipater Thessalonikin Antipater mainitsi ensimmäisenä vesipyörän 1. vuosisadalla eaa. Hän kehui sen käyttöä viljan jauhamisessa ja ihmistyön vähentämisessä.

Roomalaiset käyttivät sekä kiinteitä että kelluvia vesipyöriä ja toivat vesivoimaa muihin Rooman valtakunnan maihin. Niin sanotut "kreikkalaiset myllyt" käyttivät vesipyöriä, joissa oli pystysuoraan asennettu akseli. Roomalaisessa myllyssä on vaakasuoraan asennettu akseli. Kreikkalaistyyliset myllyt ovat näistä kahdesta mallista vanhempia ja yksinkertaisempia, mutta ne toimivat hyvin vain suurilla veden nopeuksilla ja pienen halkaisijan myllynkivillä. Roomalaistyyliset myllyt ovat monimutkaisempia, koska niissä tarvitaan hammaspyöriä, jotka siirtävät voiman vaaka-akseliselta akselilta pystyakseliselle akselille. Esimerkkinä roomalaisaikaisesta vesimyllystä voidaan mainita 4. vuosisadan alkupuolella Etelä-Ranskassa sijaitseva Barbegal, jossa käytettiin 16:ta yliaaltoista vesipyörää valtavan jauhomyllyn voimanlähteenä.

Sisteriläisveljeskunta rakensi keskiajalla valtavia myllykeskittymiä ympäri Länsi-Eurooppaa.

Keskiaikainen Eurooppa

Vuonna 2005 tehdyssä tutkimuksessa tutkija Adam Lucas määritteli, että Länsi-Euroopassa on ensi kertaa nähty erilaisia teollisuusmyllytyyppejä. Huomionarvoista on, että Ranskalla oli keskeinen asema vesivoiman uusien innovatiivisten käyttötapojen käyttöönotossa.

Vesimyllyn toiminta

Tavallisesti vesi johdetaan joesta, patoaltaasta tai myllyaltaasta turbiiniin tai vesipyörään kanavaa tai putkea pitkin (tunnetaan myös nimillä flume, head race, mill race, leat, leet, lade (skotlantilainen) tai penstock). Veden liikkeen voima pyörittää pyörän tai turbiinin lapoja, jotka puolestaan pyörittävät akselia, joka pyörittää myllyn muita koneistoja. Pyörästä tai turbiinista lähtevä vesi johdetaan jälkikourun kautta, mutta tämä kanava voi olla myös toisen pyörän, turbiinin tai myllyn pääkouru. Veden kulkua ohjataan sulkuporteilla, jotka mahdollistavat kunnossapidon ja jonkinasteisen tulvasuojelun; suurissa myllykeskuksissa voi olla kymmeniä sulkuportteja, jotka ohjaavat monimutkaisia toisiinsa kytkettyjä juoksuputkia, jotka syöttävät useita rakennuksia ja teollisuusprosesseja.

Vesimyllyt voidaan jakaa kahteen tyyppiin, joista toisessa on pystysuoralla akselilla oleva vaakasuora vesipyörä ja toisessa vaakasuoralla akselilla oleva pystysuora pyörä. Vanhimmat näistä olivat vaakasuoria myllyjä, joissa veden voima, joka iski yksinkertaiseen, vaakasuoraan virtauksen suuntaisesti asetettuun lapapyörään, käänsi suoraan pyörästä ylöspäin vievän akselin päällä olevan jyrän päällä tasapainossa olevaa juoksukiveä. Juoksukivi ei pyöri. Tämäntyyppisten myllyjen ongelmana oli vaihteiston puuttuminen; veden nopeus määräsi suoraan juoksukiven enimmäisnopeuden, joka puolestaan määräsi myllytysnopeuden.

Vesimyllytyypit

• Myllyt jauhavat jyvät jauhoiksi. Ne olivat epäilemättä yleisin myllytyyppi.
• Kangaspäällystysmyllyjä tai kävelymyllyjä käytettiin kankaan viimeistelyyn (ks. myös päällystys).
• Terämyllyjä käytettiin vastavalmistettujen terien teroittamiseen.
• Sahat leikkaavat puutavaraa sahatavaraksi.
• Kuoritehtaat kuorivat puiden kuorta nahkatehtaissa käytettäväksi.
• Pyörätehtaat valmistivat puutavarasta vaunujen pyörien kehiä.
• Teollisen vallankumouksen alussa puuvillatehtaita pyöritti yleensä vesipyörä.
• Mattojen valmistukseen tarkoitetut mattotehtaat olivat joskus vesivoimalla toimivia.
• Kankaan kutomiseen tarkoitetut tekstiilimyllyt olivat joskus vesivoimalla toimivia.
• Mustaruutia tai savutonta ruutia valmistavat ruutimyllyt olivat joskus vesikäyttöisiä.
• Masuunit, takomot, halkaisutehtaat ja tinapeltitehtaat olivat höyrykoneen käyttöönottoon asti poikkeuksetta vesivoimalla toimivia, ja niitä kutsuttiin toisinaan rautamyllyiksi.
• Ennen kupoliuunin (reverberatorisen uunin) käyttöönottoa lyijyä sulatettiin yleensä sulatusuunissa.
• Paperitehtaat käyttivät vettä paitsi käyttövoimana myös suuria määriä valmistusprosessissa.

Aiheeseen liittyvät sivut

• Vesivoima
• Uusiutuva energia
• Uusiutuva luonnonvara