Wassermühle – Wikipedia

Innenraum der Wassermühle Lyme Regis, Großbritannien (14. Jahrhundert)

EIN Wassermühle oder Wassermühle ist eine Mühle, die Wasserkraft nutzt. Es ist eine Struktur, die ein Wasserrad oder eine Wasserturbine verwendet, um einen mechanischen Prozess wie Fräsen (Schleifen), Walzen oder Hämmern anzutreiben. Solche Verfahren werden bei der Herstellung vieler materieller Güter benötigt, einschließlich Mehl, Schnittholz, Papier, Textilien und vieler Metallprodukte. Diese Wassermühlen können Schrotmühlen, Sägewerke, Papierfabriken, Textilfabriken, Hammermühlen, Stolperhämmer, Walzwerke, Drahtziehwerke umfassen.

Eine Hauptmethode zur Klassifizierung von Wassermühlen ist die Ausrichtung der Räder (vertikal oder horizontal), wobei eine von einem vertikalen Wasserrad über ein Getriebe angetrieben wird und die andere mit einem horizontalen Wasserrad ohne einen solchen Mechanismus ausgestattet ist. Der erstere Typ kann weiter unterteilt werden, abhängig davon, wo das Wasser auf die Radpaddel trifft, in Wasserradmühlen mit Unter-, Rück-, Brust- und Pitchback- (Rück- oder Rückwärts-) Wasserradmühlen. Eine andere Möglichkeit, Wassermühlen zu klassifizieren, besteht in einem wesentlichen Merkmal ihres Standorts: Gezeitenmühlen nutzen die Bewegung der Gezeiten; Schiffsmühlen sind Wassermühlen an Bord (und bilden) eines Schiffes.

Wassermühlen beeinflussen die Flussdynamik der Wasserläufe, in denen sie installiert sind. Während der Zeit, in der Wassermühlen betrieben werden, neigen Kanäle dazu, sich zu sedimentieren, insbesondere Rückstau.^[1] Auch im Rückstaugebiet nehmen Überschwemmungsereignisse und Sedimentation benachbarter Auen zu. Im Laufe der Zeit werden diese Effekte jedoch durch immer höhere Flussufer aufgehoben.^[1] Wo Mühlen entfernt wurden, nimmt der Flussschnitt zu und die Kanäle vertiefen sich.^[1]

Geschichte

Es gibt zwei Grundtypen von Wassermühlen, von denen eine über ein Getriebe von einem vertikalen Wasserrad angetrieben wird und die andere mit einem horizontalen Wasserrad ohne einen solchen Mechanismus ausgestattet ist. Der erstere Typ kann weiter unterteilt werden, abhängig davon, wo das Wasser auf die Radpaddel trifft, in Unter-, Über-, Brust- und Rückwärts-Wasserradmühlen.

westliche Welt

Antike

Modell einer römischen wassergetriebenen Getreidemühle, beschrieben von Vitruv. Der Mühlstein (Obergeschoss) wird über ein Getriebe (Untergeschoss) von einem Wasserrad angetrieben.

Die Griechen erfanden die beiden Hauptkomponenten der Wassermühlen, das Wasserrad und das Zahnradgetriebe, und verwendeten zusammen mit den Römern die Wasserradmühlen für Unter-, Hinter- und Brustschüsse.^[2]

Der früheste Hinweis auf ein wassergetriebenes Rad findet sich in den technischen Abhandlungen Pneumatica und Parasceuastica des griechischen Ingenieurs Philo von Byzanz (ca. 280-220 v. Chr.).^[3] Der britische Technologiehistoriker MJT Lewis hat gezeigt, dass die Teile der mechanischen Abhandlung von Philo von Byzanz, die Wasserräder beschreiben und zuvor als spätere arabische Interpolationen angesehen wurden, tatsächlich auf das griechische Original aus dem 3. Jahrhundert vor Christus zurückgehen.^[4] Die Sakia-Ausrüstung ist bereits vollständig entwickelt und wurde erstmals in einem hellenistischen Wandgemälde aus dem 2. Jahrhundert v. Chr. Im ptolemäischen Ägypten nachgewiesen.^[5]

Lewis weist das Datum der Erfindung der Mühle mit horizontalen Rädern der griechischen Kolonie Byzanz in der ersten Hälfte des 3. Jahrhunderts v. Chr. Und das der Mühle mit vertikalen Rädern dem ptolemäischen Alexandria um 240 v. Chr. Zu.^[6]

Der griechische Geograph Strabon berichtet in seinem Geographie Eine wassergetriebene Getreidemühle soll vor 71 v. Chr. in der Nähe des Palastes von König Mithradates VI. Eupator in Cabira, Kleinasien, existiert haben.^[7]

Der römische Ingenieur Vitruv hat die erste technische Beschreibung einer Wassermühle aus dem Jahr 40/10 v. Das Gerät ist mit einem Unterfahrrad ausgestattet und die Kraftübertragung erfolgt über einen Getriebemechanismus.^[8] Er scheint auch auf die Existenz wasserbetriebener Knetmaschinen hinzuweisen.^[9]

Der griechische Epigrammatiker Antipater von Thessaloniki berichtet von einer fortschrittlichen Overshot-Radmühle um 20 v. Chr. / 10 n. Chr.^[10] Er lobte seine Verwendung beim Mahlen von Getreide und die Reduzierung der menschlichen Arbeit:^[11]

Halten Sie Ihre Hand von der Mühle zurück, Sie mahlen Mädchen; Selbst wenn die Hahnenkrähe die Morgendämmerung ankündigt, schlafen Sie weiter. Denn Demeter hat den Nymphen, die auf den obersten Teil des Rades springen und die Achse drehen, die Arbeit Ihrer Hände auferlegt; mit umlaufenden Zahnrädern,^[12] es dreht das Hohlgewicht der nisyrischen Mühlsteine. Wenn wir lernen, mühelos an den Früchten der Erde zu schlemmen, schmecken wir wieder das goldene Zeitalter.

Der römische Enzyklopädist Plinius erwähnt in seinem Naturalis Historia von rund 70 n. Chr. wasserbetriebenen Bordhämmern, die im größten Teil Italiens eingesetzt werden.^[13] Es gibt Hinweise auf eine Walkmühle im Jahr 73/4 n. Chr. In Antiochia im römischen Syrien.^[14]

Der Mehrmühlenkomplex von Barbegal in Südfrankreich aus dem 2. Jahrhundert n. Chr. Wurde als “die größte bekannte Konzentration mechanischer Kraft in der Antike” beschrieben.^[15] Es gab 16 überrollte Wasserräder, um eine gleiche Anzahl von Mühlen anzutreiben. Die Kapazität der Mühlen wurde auf 4,5 Tonnen Mehl pro Tag geschätzt, was ausreicht, um die 12.500 Einwohner der damaligen Stadt Arelate mit ausreichend Brot zu versorgen.^[16] Ein ähnlicher Mühlenkomplex existierte auf dem Janiculum-Hügel, dessen Mehlversorgung für Roms Bevölkerung von Kaiser Aurelian als wichtig genug beurteilt wurde, um im späten 3. Jahrhundert in die Aurelianischen Mauern aufgenommen zu werden.

In Les Martres-de-Veyre, Frankreich, wurde eine Brustmühle aus dem späten 2. Jahrhundert n. Chr. Ausgegraben.^[17]

Das wassergetriebene Steinsägewerk Hierapolis aus dem 3. Jahrhundert ist die früheste bekannte Maschine mit Kurbel- und Pleuelmechanismus.^[18] Weitere Sägewerke, die ebenfalls von Kurbel- und Pleuelmechanismen angetrieben werden, sind archäologisch für die wasserbetriebenen Steinsägewerke aus dem 6. Jahrhundert n. Chr. In Gerasa und Ephesus belegt.^[19] Literarische Hinweise auf wassergetriebene Marmorsägen im heutigen Deutschland finden sich im Gedicht Mosella von Ausonius aus dem 4. Jahrhundert nach Christus. Sie scheinen auch ungefähr zur gleichen Zeit vom christlichen Heiligen Gregor von Nyssa aus Anatolien angezeigt worden zu sein, was eine vielfältige Nutzung der Wasserkraft in vielen Teilen des Römischen Reiches demonstriert.^[20]

Römische Turbinenmühle in Chemtou, Tunesien. Der tangentiale Wasserzufluss des Mühlens ließ das horizontale Rad in der Welle wie eine echte Turbine drehen, die früheste bekannte.^[21]

Die früheste Turbinenmühle wurde in Chemtou und Testour im römischen Nordafrika aus dem späten 3. oder frühen 4. Jahrhundert n. Chr. Gefunden.^[21] Ein möglicher wasserbetriebener Ofen wurde in Marseille, Frankreich, identifiziert.^[22]

Mühlen wurden üblicherweise zum Mahlen von Getreide zu Mehl verwendet (von Plinius dem Älteren bestätigt), aber auch industrielle Anwendungen als Walk- und Sägemarmor wurden angewendet.^[23]

Die Römer verwendeten sowohl feste als auch schwimmende Wasserräder und führten Wasserkraft in andere Provinzen des Römischen Reiches ein. Sogenannte “griechische Mühlen” verwendeten Wasserräder mit einem horizontalen Rad (und einer vertikalen Welle). Eine “römische Mühle” verfügt über ein vertikales Rad (auf einer horizontalen Welle). Mühlen im griechischen Stil sind die älteren und einfacheren der beiden Konstruktionen, arbeiten jedoch nur mit hohen Wassergeschwindigkeiten und mit Mühlsteinen mit kleinem Durchmesser. Mühlen im römischen Stil sind komplizierter, da Zahnräder erforderlich sind, um die Kraft von einer Welle mit horizontaler Achse auf eine Welle mit vertikaler Achse zu übertragen.

Obwohl bis heute nur wenige Dutzend römische Mühlen archäologisch nachgezeichnet sind, lässt die weit verbreitete Verwendung von Aquädukten in dieser Zeit darauf schließen, dass viele noch entdeckt werden müssen. Jüngste Ausgrabungen im römischen London haben beispielsweise eine scheinbar Gezeitenmühle zusammen mit einer möglichen Abfolge von Mühlen entdeckt, die von einem Aquädukt entlang der Flussflotte bearbeitet wurden.^[24]

537 n. Chr. Wurden Schiffsmühlen vom oströmischen General Belisarius genial genutzt, als die belagernden Goten die Wasserversorgung für diese Mühlen unterbrachen.^[25] Diese schwimmenden Mühlen hatten ein Rad, das an einem Boot befestigt war, das in einem schnell fließenden Fluss festgemacht war.

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  Undershot-Wasserrad, seit dem 1. Jahrhundert v. Chr. Zum Wassermahlen verwendet^[8]

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  Overshot-Wasserrad, seit dem 1. Jahrhundert v. Chr. Zum Wassermahlen verwendet^[10]

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  Breastshot-Wasserrad, seit dem 3. Jahrhundert n. Chr. Zum Wassermahlen verwendet^[17]

Mittelalter

Die erhaltenen Beweise für Wassermühlen nehmen mit dem Aufkommen dokumentarischer Genres wie Klosterurkunden, christlicher Hagiographie und germanischer Rechtsordnungen stark zu. Diese waren eher geneigt, sich mit der Wassermühle zu befassen, einem meist ländlichen Arbeitsprozess, als es die alte städtische Literaturklasse gewesen war.^[26][27] Zu karolingischen Zeiten waren Hinweise auf Wassermühlen in fränkischen Aufzeichnungen “unzählig” geworden.^[28] Das Domesday Book, das 1086 fertiggestellt wurde, verzeichnet allein in England 5.624 Wassermühlen.^[29] Spätere Untersuchungen schätzen eine weniger konservative Zahl von 6.082, die als Minimum angesehen werden sollte, da die nördlichen Gebiete Englands nie ordnungsgemäß erfasst wurden.^[30] Im Jahr 1300 war diese Zahl auf 10.000 bis 15.000 gestiegen.^[31] Zu Beginn des 7. Jahrhunderts waren Wassermühlen auch in Irland gut etabliert. Ein Jahrhundert später breiteten sie sich über die ehemalige Grenze zwischen Rhein und Donau in die anderen Teile Deutschlands aus.^[32]Schiffsmühlen und Gezeitenmühlen, die beide für die Antike noch nicht belegt waren,^[33] wurden im 6. Jahrhundert eingeführt.

Gezeitenmühlen

In den letzten Jahren haben eine Reihe neuer archäologischer Funde das Datum der frühesten Gezeitenmühlen, die alle an der irischen Küste entdeckt wurden, nacheinander verschoben: In Killoteran bei Waterford befand sich eine Gezeitenmühle mit vertikalen Rädern aus dem 6. Jahrhundert.^[34] Eine horizontale Gezeitenmühle mit zwei Rinnen aus dem Jahr c. 630 wurde auf Little Island ausgegraben.^[35][36] Daneben wurde eine weitere Gezeitenmühle gefunden, die von einem vertikalen Unterfahrrad angetrieben wurde.^[35][36] Die Mühle des Nendrum-Klosters aus dem Jahr 787 befand sich auf einer Insel im nordirischen Strangford Lough. Die Mühlsteine ​​haben einen Durchmesser von 830 mm und das horizontale Rad hat auf seinem Höhepunkt schätzungsweise 7/8 PS entwickelt. Auf dem Gelände wurden auch Überreste einer früheren Mühle aus dem Jahr 619 gefunden.^[37][38]

Übersicht über Industriemühlen

In einer Umfrage von 2005 identifizierte der Wissenschaftler Adam Lucas die folgenden ersten Erscheinungen verschiedener Industriemühlentypen in Westeuropa. Auffällig ist die herausragende Rolle Frankreichs bei der Einführung neuer innovativer Wasserkraftnutzungen. Er hat jedoch auf den Mangel an Studien zu diesem Thema in mehreren anderen Ländern hingewiesen.

Altes Ostasien

Eine wasserbetriebene Mühle aus der Zeit der Northern Song-Ära (960–1127) zum Schälen von Getreide mit einem horizontalen Rad

Das Wasserrad wurde in China ab 30 n. Chr. Gefunden, als es zum Antrieb von Auslösehämmern verwendet wurde.^[41] der Balg in schmelzendem Eisen,^[42][43] und in einem Fall, um eine Armillarsphäre zur astronomischen Beobachtung mechanisch zu drehen (siehe Zhang Heng).^[44][45] Obwohl der britische Chemiker und Sinologe Joseph Needham spekuliert, dass der wassergetriebene Mühlstein im 1. Jahrhundert n. Chr. In Han China existieren könnte, gibt es bis zum 5. Jahrhundert n. Chr. Keine ausreichenden literarischen Beweise dafür.^[46] 488 ließ der Mathematiker und Ingenieur Zu Chongzhi eine Wassermühle errichten, die von Kaiser Wu aus dem südlichen Qi (reg. 482–493 n. Chr.) Inspiziert wurde.^[47] Der Ingenieur Yang Su aus der Sui-Dynastie (581–618 n. Chr.) Soll zu Beginn des 6. Jahrhunderts Hunderte von ihnen betrieben haben.^[47] Eine Quelle aus dem Jahr 612 erwähnt buddhistische Mönche, die über die Einnahmen aus Wassermühlen streiten.^[48] In den 737 n. Chr. Verfassten „Verordnungen des Ministeriums für Wasserstraßen“ der Tang-Dynastie (618–907 n. Chr.) Wurde festgelegt, dass Wassermühlen den Flussverkehr nicht unterbrechen sollten und in einigen Fällen nur zu bestimmten Jahreszeiten verwendet werden dürfen.^[47] Aus anderen Quellen der Tang-Ära des 8. Jahrhunderts ist bekannt, dass diese Verordnungen sehr ernst genommen wurden, da die Regierung viele Wassermühlen zerstörte, die großen Familien, Kaufleuten und buddhistischen Abteien gehörten, die Verordnungen nicht anerkannten oder die staatlichen Vorschriften nicht erfüllten.^[47] Ein Eunuch, der Kaiser Xuanzong von Tang (reg. 712–756 n. Chr.) Diente, besaß 748 n. Chr. Eine Wassermühle, in der fünf Wasserräder eingesetzt wurden, die 300 Scheffel Weizen pro Tag mahlen.^[47] Um 610 oder 670 n. Chr. Wurde die Wassermühle über die koreanische Halbinsel nach Japan eingeführt.^[49] Es wurde auch in Tibet durch mindestens 641 n. Chr. Bekannt.^[49]

Altes Indien

Nach griechischer historischer Tradition erhielt Indien im frühen 4. Jahrhundert n. Chr. Wassermühlen aus dem Römischen Reich, als ein bestimmter Metrodoros “Wassermühlen und Bäder” einführte, die unter ihnen unbekannt waren [the Brahmans] bis dann”.^[50]

Islamische Welt

Eine afghanische Wassermühle, fotografiert während des Zweiten anglo-afghanischen Krieges (1878-1880). Die rechteckige Wassermühle hat ein Strohdach und ein traditionelles Design mit einem kleinen horizontalen Mühlenhaus aus Stein oder vielleicht Lehmziegeln

Ingenieure unter den Kalifaten übernahmen die Wassermühlentechnologie aus früheren Provinzen des Byzantinischen Reiches, die vor den muslimischen Eroberungen jahrhundertelang in diesen Provinzen angewendet wurden, darunter das heutige Syrien, Jordanien, Israel, Algerien, Tunesien, Marokko und Spanien (siehe Liste) von alten Wassermühlen).^[51]

Die industrielle Nutzung von Wassermühlen in der islamischen Welt reicht bis ins 7. Jahrhundert zurück, während Wassermühlen mit horizontalen und vertikalen Rädern im 9. Jahrhundert weit verbreitet waren.^{[citation needed]} In der islamischen Welt wurden verschiedene industrielle Wassermühlen eingesetzt, darunter Schrotmühlen, Rumpelmühlen, Sägewerke, Schiffsmühlen, Briefmarkenmühlen, Stahlmühlen, Zuckermühlen und Gezeitenmühlen. Bis zum 11. Jahrhundert waren in jeder Provinz der islamischen Welt diese industriellen Wassermühlen in Betrieb, von al-Andalus und Nordafrika bis zum Nahen Osten und Zentralasien.^[52] Christliche muslimische und nahöstliche Ingenieure verwendeten auch Kurbelwellen und Wasserturbinen, Zahnräder in Wassermühlen und Wasseraufbereitungsmaschinen sowie Dämme als Wasserquelle, um Wassermühlen und Wasseraufbereitungsmaschinen mit zusätzlicher Energie zu versorgen.^[53] Walkmühlen und Stahlwerke könnten sich im 12. Jahrhundert von Al-Andalus bis zum christlichen Spanien ausgebreitet haben. Industrielle Wassermühlen wurden auch in großen Fabrikkomplexen eingesetzt, die zwischen dem 11. und 13. Jahrhundert in al-Andalus gebaut wurden.^[54]

Die Ingenieure der islamischen Welt verwendeten verschiedene Lösungen, um die maximale Leistung einer Wassermühle zu erzielen. Eine Lösung bestand darin, sie an Brückenpfeilern zu montieren, um den erhöhten Durchfluss zu nutzen. Eine andere Lösung war die Schiffsmühle, eine Art Wassermühle, die von Wasserrädern angetrieben wird, die an den Seiten von Schiffen angebracht sind, die im Mittelstrom festgemacht sind. Diese Technik wurde entlang der Flüsse Tigris und Euphrat im Irak des 10. Jahrhunderts angewendet, wo große Schiffsmühlen aus Teak und Eisen täglich 10 Tonnen Mehl aus Mais für den Getreidespeicher in Bagdad produzieren konnten.^[55]

Persien

Bis 1960 waren im Iran mehr als 300 Wassermühlen im Einsatz.^[56] Jetzt arbeiten nur noch wenige. Eine der bekanntesten ist die Wassermühle von Askzar und die Wassermühle der Stadt Yazd, die immer noch Mehl produziert.

Betrieb

Typischerweise wird Wasser von einem Fluss oder Aufstau oder Mühlenteich zu einer Turbine oder einem Wasserrad entlang eines Kanals oder Rohrs umgeleitet (verschieden bekannt als Gerinne, Kopfrennen, Mühlenrennen, Leat, Leet,^[57] lade (schottisch) oder penstock). Die Kraft der Wasserbewegung treibt die Schaufeln eines Rades oder einer Turbine an, die wiederum eine Achse drehen, die die anderen Maschinen der Mühle antreibt. Wasser, das das Rad oder die Turbine verlässt, wird durch einen Heckring abgelassen, aber dieser Kanal kann auch der Hauptrennen eines weiteren Rads, einer Turbine oder einer Mühle sein. Der Wasserdurchgang wird durch Schleusentore gesteuert, die eine Wartung und ein gewisses Maß an Hochwasserschutz ermöglichen. Große Mühlenkomplexe können Dutzende von Schleusen aufweisen, die komplizierte miteinander verbundene Rassen steuern, die mehrere Gebäude und industrielle Prozesse versorgen.

Wassermühlen können in zwei Arten unterteilt werden, eine mit einem horizontalen Wasserrad an einer vertikalen Achse und die andere mit einem vertikalen Rad an einer horizontalen Achse. Die ältesten davon waren horizontale Mühlen, in denen die Kraft des Wassers, die auf ein einfaches Schaufelrad traf, das horizontal in Übereinstimmung mit der Strömung angeordnet war, einen Läuferstein drehte, der auf dem Rynd balancierte, der sich auf einer Welle befindet, die direkt vom Rad nach oben führt. Der Grundstein dreht sich nicht. Das Problem bei diesem Mühlentyp ergab sich aus dem Mangel an Getriebe; Die Geschwindigkeit des Wassers stellte direkt die maximale Geschwindigkeit des Laufsteins ein, die wiederum die Fräsgeschwindigkeit festlegte.

Die meisten Wassermühlen in Großbritannien und den Vereinigten Staaten von Amerika hatten ein vertikales Wasserrad, eine von vier Arten: Undershot-, Breast-Shot-, Overshot- und Pitchback-Räder. Diese Vertikale erzeugte eine Drehbewegung um eine horizontale Achse, die (mit Nocken) verwendet werden konnte, um Hämmer in einer Schmiede anzuheben, Vorräte in einer Walkmühle zu füllen und so weiter.

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  Undershot Wasserrad, seit dem 1. Jahrhundert v. Chr. Zum Wassermahlen verwendet^[8]

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  Overshot-Wasserrad, seit dem 1. Jahrhundert v. Chr. Zum Wassermahlen verwendet^[10]

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  Pitchback-Wasserrad, das häufig verwendet wird, um die von einem Brustschussrad erzeugte Leistung zu erhöhen^[58]

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  Breastshot-Wasserrad, seit dem 3. Jahrhundert n. Chr. Zum Wassermahlen verwendet^[17]

Mais mahlen

In Getreidemühlen war jedoch eine Rotation um eine vertikale Achse erforderlich, um die Steine ​​anzutreiben. Die horizontale Drehung wurde mittels Getriebe in die vertikale Drehung umgewandelt, wodurch sich auch die Laufsteine ​​schneller als das Wasserrad drehen konnten. Die übliche Anordnung in britischen und amerikanischen Maismühlen bestand darin, dass das Wasserrad eine horizontale Welle dreht, auf der auch ein großes Grubenrad montiert ist. Dies greift in den Wallower ein, der auf einer vertikalen Welle montiert ist und das (größere) große Stirnrad (auf derselben Welle montiert) dreht. Dieses große Stirnrad, das mit Zapfen besetzt war, drehte wiederum ein kleineres Rad (wie ein Laternenrad), das als Steinmutter bekannt ist und an der Welle befestigt war, die den Laufstein antreibt. Die Anzahl der Läufersteine, die gedreht werden konnten, hing direkt von der verfügbaren Wasserversorgung ab. Als die Mühlen der Wasserradtechnologie verbessert wurden, wurden die Mühlen effizienter, und im 19. Jahrhundert war es üblich, dass das große Stirnrad mehrere Steinmuttern antrieb, so dass ein einziges Wasserrad bis zu vier Steine ​​antreiben konnte.^[59] Jeder Schritt im Prozess erhöhte das Übersetzungsverhältnis, wodurch die maximale Geschwindigkeit des Laufsteins erhöht wurde. Durch Einstellen des Schleusentors und damit des Wasserflusses am Hauptrad vorbei konnte der Müller saisonale Schwankungen der Wasserversorgung ausgleichen. Eine feinere Geschwindigkeitseinstellung wurde während des Fräsprozesses von vorgenommen spannenDas heißt, der Spalt zwischen den Steinen wird entsprechend dem Wasserfluss, der Art des gemahlenen Getreides und der erforderlichen Mehlsorte eingestellt.

In vielen Mühlen (einschließlich der frühesten) drehte das große Stirnrad nur einen Stein, aber es könnten mehrere Mühlen unter einem Dach sein. Die früheste Darstellung eines einzelnen Wasserrads, das mehr als einen Satz Steine ​​antreibt, wurde 1723 von Henry Beighton gezeichnet und 1744 von JT Desaguliers veröffentlicht.^[60]

Overshot- und Pitchback-Mühlen

Das Overshot-Rad war eine spätere Innovation bei Wasserrädern und etwa zweieinhalb Mal effizienter als das Undershot.^[59] Das Unterschussrad, bei dem das Hauptwasserrad einfach in den Fluss des Mühlenlaufs eingesetzt wird, leidet an einer inhärenten Ineffizienz, die sich aus der Tatsache ergibt, dass das Rad selbst, das hinter dem Hauptschub des das Rad antreibenden Flusses in das Wasser eintritt, folgte Durch das Anheben des Rades aus dem Wasser vor dem Hauptschub wird tatsächlich der eigene Betrieb behindert. Das Overshot-Rad löst dieses Problem, indem es den Wasserfluss an die Oberseite des Rads bringt. Das Wasser füllt die im Rad eingebauten Eimer und nicht das einfache Schaufelraddesign der Unterfahrräder. Wenn sich die Eimer füllen, beginnt das Gewicht des Wassers das Rad zu drehen. Das Wasser läuft aus dem Eimer auf der Unterseite in einen Überlauf, der zurück zum Fluss führt. Da sich das Rad selbst über dem Überlauf befindet, behindert das Wasser niemals die Geschwindigkeit des Rades. Der Impuls des Wassers auf dem Rad wird zusätzlich zum Gewicht des Wassers in den Eimern genutzt. Overshot-Räder erfordern den Bau eines Damms am Fluss oberhalb der Mühle und eines aufwändigeren Mühlenteichs, eines Schleusentors, eines Mühlenrennens und eines Überlaufs oder einer Heckspur.^[61]

Ein inhärentes Problem der Überschussmühle besteht darin, dass sie die Drehung des Rades umkehrt. Wenn ein Müller eine Brustschrotmühle in ein Überschussrad umwandeln möchte, müssen alle Maschinen in der Mühle umgebaut werden, um die Änderung der Rotation zu berücksichtigen. Eine alternative Lösung war das Pitchback- oder Backshot-Rad. EIN waschen wurde am Ende der Rinne auf dem Kopf platziert, dies drehte die Richtung des Wassers ohne großen Energieverlust und die Drehrichtung wurde beibehalten. Daniels Mill in der Nähe von Bewdley, Worcestershire, ist ein Beispiel für eine Mühle, die ursprünglich ein Brustschussrad verwendete, aber auf ein Pitchback-Rad umgerüstet wurde. Heute arbeitet es als Brustschussmühle.^[58]

Größere Wasserräder (normalerweise Stahlräder mit Überschuss) übertragen die Kraft von einem gezahnten Ring, der nahe der Außenkante des Rads montiert ist. Dies treibt die Maschine mit einem Stirnrad an, das auf einer Welle montiert ist, anstatt die Kraft von der Mittelachse zu beziehen. Die Grundbetriebsart bleibt jedoch gleich; Die Schwerkraft treibt Maschinen durch die Bewegung von fließendem Wasser an.

Gegen Ende des 19. Jahrhunderts ermutigte die Erfindung des Pelton-Rads einige Mühlenbesitzer, Over- und Undershot-Räder durch Pelton-Radturbinen zu ersetzen, die durch Druckbehälter angetrieben wurden.

Gezeitenmühlen

Eine andere Art von Wassermühle ist die Gezeitenmühle. Diese Mühle kann von jeder Art sein, unter-, über- oder horizontal, verwendet jedoch keinen Fluss als Stromquelle. Stattdessen wird ein Maulwurf oder Damm über die Mündung einer kleinen Bucht gebaut. Bei Ebbe werden die Tore in der Mole geöffnet, damit sich die Bucht mit der ankommenden Flut füllen kann. Bei Flut werden die Tore geschlossen und das Wasser im Inneren eingeschlossen. An einem bestimmten Punkt kann ein Schleusentor in der Mole geöffnet werden, so dass das abfließende Wasser ein oder mehrere Mühlenräder antreiben kann. Dies ist besonders effektiv an Orten, an denen das Gezeitendifferential sehr groß ist, wie in der Bay of Fundy in Kanada, wo die Gezeiten fünfzig Fuß ansteigen können, oder im jetzt verfallenen Dorf Tide Mills in East Sussex.^{[citation needed]} Die letzten beiden Beispiele im Vereinigten Königreich, die wieder funktionsfähig sind, können in Eling, Hampshire und Woodbridge, Suffolk, besichtigt werden.

Lauf des Flusses Bei den Programmen wird das Wasser überhaupt nicht umgeleitet, und es handelt sich normalerweise um Unterfahrräder. Die Mühlen befinden sich meist an den Ufern großer Flüsse oder schnell fließender Bäche. Andere Wassermühlen wurden unter großen Brücken aufgestellt, wo der Wasserfluss zwischen den Rungen schneller war. An einem Punkt hatte die Londoner Brücke so viele Wasserräder darunter, dass Bargemen sich darüber beschwerten, dass der Durchgang durch die Brücke beeinträchtigt war.^{[citation needed]}

Aktueller Status

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts machte die Verfügbarkeit billiger elektrischer Energie die Wassermühle in den Industrieländern überflüssig, obwohl einige kleinere ländliche Mühlen später im Laufe des Jahrhunderts weiterhin kommerziell betrieben wurden. Einige historische Mühlen wie die Water Mill, die Newlin Mill und die Yates Mill in den USA sowie das Darley Mill Centre in Großbritannien werden noch zu Demonstrationszwecken betrieben. Die kommerzielle Produktion in kleinem Maßstab wird in Großbritannien in Daniels Mill, Little Salkeld Mill und Redbournbury Mill durchgeführt.

Einige alte Mühlen werden mit moderner Wasserkrafttechnologie aufgerüstet, beispielsweise die der South Somerset Hydropower Group in Großbritannien.

In einigen Entwicklungsländern werden Wassermühlen immer noch häufig zur Verarbeitung von Getreide eingesetzt. Beispielsweise werden 25.000 in Nepal und 200.000 in Indien betrieben.^[62] Viele davon sind noch im traditionellen Stil, aber einige wurden verbessert, indem Holzteile durch besser gestaltete Metallteile ersetzt wurden, um die Effizienz zu verbessern. Beispielsweise hat das Zentrum für ländliche Technologie in Nepal zwischen 2003 und 2007 2.400 Mühlen modernisiert.^[63]

Anwendungen

• Rinde mahlt gemahlene Rinde aus Eichen- oder Kastanienbäumen, um ein grobes Pulver zur Verwendung in Gerbereien herzustellen.
• Schaufelmühlen wurden zum Schärfen neu hergestellter Schaufeln verwendet.
• Hochöfen, Putzschmieden und Weißblecharbeiten waren bis zur Einführung der Dampfmaschine fast immer wasserbetrieben. Öfen und Schmieden wurden manchmal Eisenmühlen genannt.
• Spulenfabriken stellten Holzspulen für die Baumwoll- und andere Textilindustrie her.
• Teppichmühlen zur Herstellung von Teppichen waren manchmal wasserbetrieben.
• Baumwollspinnereien wurden mit Wasser betrieben. Die Kraft wurde verwendet, um die Rohbaumwolle zu kardieren und dann die sich drehenden Maultiere und Ringrahmen anzutreiben. Dampfmaschinen wurden zunächst eingesetzt, um den Wasserfluss zum Rad zu erhöhen, und dann im Verlauf der industriellen Revolution die Wellen direkt anzutreiben.
• Fulling oder gehen Mühlen wurden für einen Veredelungsprozess auf Wolltuch verwendet.
• Gristmills oder GetreidemühlenMahlen Sie Körner zu Mehl.
• Blei wurde normalerweise vor dem Einbringen der Kuppel (eines Nachhallofens) in Schmelzmühlen geschmolzen.
• Nadelmühlen zum Reinigen von Nadeln während der Herstellung waren größtenteils wasserbetrieben (wie das Forge Mill Needle Museum)
• Ölmühlen zum Zerkleinern von Ölsaaten können wind- oder wasserbetrieben sein
• Papierfabriken verwendeten Wasser nicht nur als Antriebskraft, sondern benötigten es auch in großen Mengen im Herstellungsprozess.
• Pulvermühlen zur Herstellung von Schießpulver – Schwarzpulver oder rauchfreies Pulver – wurden normalerweise mit Wasser betrieben.
• Walzwerke formten Metall, indem sie es zwischen Walzen führten.
• Sägewerke schneiden Holz in Holz.
• Schneidmühlen wurden zum Schneiden von Eisenstangen in Stangen verwendet, die dann zu Nägeln verarbeitet wurden.
• Speichenmühlen verwandelten Holz in Speichen für Wagenräder.
• Stempelmühlen zum Zerkleinern von Erz, normalerweise aus Nichteisenminen
• Textilfabriken zum Spinnen von Garn oder zum Weben von Stoffen waren manchmal wasserbetrieben.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

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• Wilson, Andrew (2002), “Maschinen, Macht und die alte Wirtschaft”, Das Journal of Roman Studies, The Journal of Roman Studies, Vol. 92, 92, S. 1–32, doi:10.2307 / 3184857, JSTOR 3184857

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