Когда появились первые водяные мельницы еще неизвестно? но весьма вероятно, что последние являются результатом усовершенствований нории, используемой на Ближнем Востоке для орошения. Размышления Архимеда о шестернях в III веке до нашей эры сообщают об изготовлении приводных механизмов, которые стали оборудовать первые водяные мельницы, в частности греческие мельницы I века до нашей эры, задолго до появления ветряных мельниц. Устройство остается элементарным:вертикальное деревянное лопастное колесо, вал которого напрямую соединен с шлифовальным кругом, вращается на другом неподвижном шлифовальном круге. Водяная мельница действительно получила распространение в 11 веке.
Изобретение первой водяной мельницы
Главные изобретения в истории человечества — водяная мельница и гидравлическая энергия — родились благодаря древнему ноу-хау в области каналов и акведуков. Вертикальная колесная водяная мельница была изобретена на Востоке в I веке до нашей эры. AD анонимных изобретателей, близких к этой области. Затем он распространился параллельно в Римской и Китайской империях, особенно для измельчения зерновых, а также для первого ремесленного использования. В конце Римской империи это нововведение присутствовало во всех провинциях, как на Востоке, так и на Западе.
В средние века этот бум продолжался и применялся разнообразно:распиловка древесины, песты и сильфоны для металлургии, валяние для суконной промышленности, бумажного производства и т. д. В Англии числится более 5600 водяных мельниц после ее завоевания Вильгельмом Завоевателем в 1066 г. В 13 веке их было 28 в Руане, 16 в Провене, в 14 веке - 130 в Гранаде. В Тулузе имеется 60 судов-мельниц, в том числе базакльских. В Париже на Сене насчитывается не менее 50 мельниц, под мостами, на открытой воде или даже в виде лодок-мельниц.
К этому же периоду мы можем датировать изобретение приливной мельницы на западе Европы. В 18 веке появились первые доиндустриальные концентрации, всю энергию для которых давала гидравлика. В 1772 году во Франции было зарегистрировано более 140 интегрированных кузниц с шлифовальными мастерскими, доменной печью и кузницей:типичным примером является большая кузница Бюффона в Бургундии, видимая и сегодня, с восемью гидравлическими колесами, расположенными по трем каналам между мастер-классы.
От мельницы до гидравлических турбин
Так гидравлическая энергия предшествовала паровому двигателю, позволив в 19 веке возникнуть первым крупным промышленным прядильным фабрикам в Англии, затем во Франции и США. В этой стране текстильный промышленный комплекс Лоуэлл в Новой Англии, созданный в 1822 году, на восьми фабриках работало 7500 человек, а в 1847 году имелось 191 водяное колесо. Все ткацкие станки в мастерских приводились в движение механическими передачами от гидравлических колес с помощью шестерен, ремней и вращающихся стержней. С 1849 года эти водяные колеса постепенно были заменены турбинами.
Изобретение водяных турбин позволило с середины XIX века использовать энергию воды гораздо эффективнее, чем водяные колеса. Стефануа Бенуа Фурнейрон, которому едва исполнилось 25 лет, но вдохновленный своим учителем Клодом Бурденом, изготовил первую реакционную турбину для промышленного использования в 1827 году и испытал ее в кузнице в Юре. Главный инженер американского завода в Лоуэлле Джеймс Фрэнсис усовершенствовал это колесо и примерно в 1855 году разработал реактивную турбину, которая будет носить его имя.
Около 1870 года Лестер Аллан Пелтон разработал колесо Пелтона, импульсную турбину, хорошо подходящую для высоких напоров, для нужд калифорнийских шахт. Как только было изобретено электричество, турбины можно было соединить с динамо-машинами и генераторами переменного тока, а энергию воды можно было направлять дальше от водопадов. Сегодня это ведущий производитель возобновляемой энергии, производящий около 20% электроэнергии, потребляемой во всем мире.
Дальше
- Водяные мельницы во Франции, Мишель Морен и Эмиль Куро. Саттон, 2005 г.
