Energie středověku: vodní a větrné mlýny. | Pikabu

V XI, XII a XIII století. Západ uznal svou první revoluci v mechanice. Co tato revoluce znamená? Pochopíme tím souhrn změn, které s sebou přinesl nárůst počtu vodních a větrných mlýnů. Tito „hlavní tahači“ jsou nepochybně mocně velmi skromní: od 2 do 5 koní pro vodní kolo, někdy 5 a maximálně 10 koní pro křídla větrného mlýna. Ale v ekonomice nedostatečně zásobené energií představovaly významný nárůst moci a hrály roli v prvním evropském hospodářském oživení.

Vodní mlýn, který byl starší, byl mnohem důležitější než větrný mlýn. Nezáleží na vrtkavosti větru, ale využívá vodu, která je obecně méně náladová. Byl rozšířenější díky své starobylosti, velkému množství řek a potoků, nádrží, odbočovacích kanálů a vodovodních potrubí, které mohly roztočit kolo s lopatkami nebo talíři. Nezapomínejme na přímé využití proudu mlýnskými loděmi – na Seině v Paříži, na Garonně v Toulouse atd. Nemělo by se zapomínat ani na sílu přílivu a odlivu, která byla často využívána jak v muslimských zemích a v západních zemích, a to i tam, kde jsou přílivy a odlivy zanedbatelné. V benátské laguně byl francouzský cestovatel v roce 1533 potěšen jediným vodním mlýnem na ostrově Murano, který byl poháněn „tlakem mořské vody, když moře voskuje nebo ubývá“.

První vodní mlýn měl vodorovné kolo, jakousi jednoduchou turbínu; někdy se mu říkalo řecké (protože se objevilo ve starověkém Řecku) nebo skandinávské (protože se ve Skandinávii dlouho zachovalo). Stejně tak by se dalo mluvit o čínštině, korsice, brazilštině, japonštině, faerštině nebo středoasijštině, protože v nich se vodní kolo někdy točilo až do 1850., nebo dokonce XNUMX. století. ve vodorovné rovině, při vyvinutí minimálního výkonu, který umožňuje pomalé otáčení mlýnského kamene. Není divu, že takto primitivní kola byla v Čechách nalezena již v XNUMX. století. nebo kolem roku XNUMX – v Rumunsku.

„Brilantním“ řešením bylo otočení kola do vertikální roviny, které provedli římští inženýři v 10. století. př.n.l E. Pohyb přenášený ozubeným soukolím se pak během konečného otáčení mlýnského kamene, který se bude také otáčet pětkrát rychleji než hnací kolo, stává vodorovným; Existovaly i převody s nižší rychlostí. Takovéto rané motory nebyly v žádném případě vždy primitivní. V Barbegalu poblíž Arles objevili archeologové nádhernou římskou stavbu: akvadukt s „umělým tlakem vody“ dlouhý více než 18 km a na jeho konci – XNUMX kol umístěných za sebou, skutečné motory zapojené do série.

Použití takových pozdně římských zařízení však bylo omezeno na několik míst Říše a byly používány výhradně k mletí chleba. Ale revoluce 12-13 století. nejen zvýšila počet vodních kol, ale rozšířila jejich využití i do dalších oblastí. Použití vodního kola se stalo rozmanitým; dala do pohybu drcení rud, těžká kyvná kladiva, jimiž kovali železo, obrovské tlouky válcoven, měchy hutních pecí, ale i čerpadla, brusky, koželužny a nakonec i nejnovější novinku – papírny. K tomu připočtěme mechanické pily, které se objevují již od 1235. století, jak dokládá kresba, kterou kolem roku XNUMX vytvořil tak zvědavý „inženýr“ jako Villars de Honnecourt. S mimořádným rozkvětem hornictví v XNUMX. stol. nejlepší mlýny začaly pracovat v dolech: vrátky se zpětným chodem pro zvedání kbelíků s rudou, výkonné stroje na odvětrávání štol nebo na čerpání vody pomocí elevátorů (nepřetržitý řetěz s naběračkami) a dokonce sací a vstřikovací čerpadla, zařízení pro pohon hromad, kde páky umožnily řídit již složité mechanismy, které zůstaly téměř stejné až do XNUMX. století, i později.

V pilách, ve válcovnách, v bucharech a měchech hutnických pecí byl problém převést rotační pohyb na přímočarý pohyb, proměnlivý ve směru; to bylo možné díky použití vačkových hřídelů. Co je v našich očích překvapivé, je to, že dřevo umožnilo provádět ta nejsložitější rozhodnutí.

Mlýn se však stal univerzálním zařízením, takže síla řek, ať už plně využitá nebo ne, byla všestranně a naléhavě potřebná. „Industriální“ města se přizpůsobila tokům řek, přiblížila se k nim, zapřáhla proudící vodu a nabyla vzhledu polovičních benátských měst, alespoň podél tří nebo čtyř charakteristických ulic. Norimberk díky Pegnitzovým snahám otočil svými mnoha koly uvnitř městských hradeb a ve všech okolních vesnicích (z nichž 180 fungovalo ještě v roce 1900). V Paříži a jejím okolí sloužilo jako podpora asi tucet větrných mlýnů; ale i za předpokladu, že by se kvůli klidu na jediný den v roce nezastavili, všechny dohromady by nevyrobily ani dvacetinu mouky, kterou pařížští pekaři spotřebovali. Podél Seiny, Oise, Marny a malých řek jako Yvette a Bièvre (na kterých se roku 1667 usadila královská gobelínová manufaktura) fungovalo 1200 vodních mlýnů, z nichž většina byla určena k mletí obilí.

Na konci 2. stol. v Haliči, která se stala rakouskou, uvádí statistika údaj 5243 12 vodních mlýnů (a pouze 60 větrných) na 500 miliony obyvatel. A stačí se zblízka podívat na nespočet malých kol viditelných na tolika obrázcích, nákresech a plánech města, abyste pochopili, jak univerzální byla. V každém případě, pokud v jiných oblastech byl vztah vodních mlýnů a obyvatel stejný jako v Polsku, mělo jich být v předvečer průmyslové revoluce ve Francii 600 tisíc a v Evropě přibližně 500-600 tisíc. Laszlo Makkai v podrobném článku o vodním mlýně tato čísla zhruba potvrzuje: „. od 1,5 do 3 tisíc mlýnů, což se rovná XNUMX-XNUMX milionům koňských sil.“

Větrný mlýn se objevil mnohem později než vodní kolo. Donedávna byla považována za „domorodku“ z Číny; je pravděpodobnější, že pochází z íránské vysočiny nebo z Tibetu.)

V Íránu zřejmě od 7. stol. n. E. a jistě v 9. stol. mlýny se otáčely, poháněny plachtami namontovanými svisle na kole, které se samo pohybovalo ve vodorovné rovině. Pohyb tohoto kola, přenášený na centrální osu, způsobil, že mlýnský kámen se otáčel a drtil obilí. A ještě jedna výhoda: spojení mezi pohybem větrného mlýna a rotací mlýnského kamene nevyžadovalo žádná převodová zařízení. Zřejmě se takové mlýny rozšířily od muslimů do Číny a Středomoří.

Větrný mlýn, provozně dražší než jeho příbuzný, vyžadoval větší náklady na stejnou práci, zejména na mletí obilí. Používal se ale i jinak. Obrovská role těchto mlýnů v Nizozemsku již od 1600. století. (a ještě více po roce XNUMX) spočívala v uvádění do pohybu nekonečných řetězů s naběračkami, které sbíraly podzemní vodu a vypouštěly ji do kanálů. Stanou se tak jedním z nástrojů trpělivého znovudobývání nizozemských zemí pod ochranou přehrad chránících před mořem a před těmi jezery, která vznikla na v minulosti příliš dlouho vyvíjených rašeliništích. A další důvod, proč je Holandsko rodištěm větrného mlýna: země leží uprostřed rozsáhlé oblasti se stálými západními větry vanoucími od Atlantiku směrem k Baltskému moři.

Zpočátku se celý mlýn otáčel kolem své osy, aby se křídla orientovala podle větru, jako řekněme bretaňské mlýny s příznačným názvem „svícny“. Celý mlýn byl namontován na centrálním stožáru a otočný nosník umožňoval otáčení celého komplexu. Vzhledem k tomu, že je výhodné umístit křídla co nejvýše nad zemí, aby zachytila ​​nejsilnější vítr, byl převodový mechanismus a mlýnské kameny umístěny vysoko (proto nutnost vakového zdvihu). Malý detail: osa křídel nebyla nikdy přísně horizontální, její sklon byl empiricky upravován.

Podle spolehlivých údajů poměrně brzy – v 16. století se díky holandským inženýrům rozšířil věžový mlýn: k pohybu křídel stačilo přesunout pouze pohyblivý vrchol budovy. V takových mlýnech bylo obtížné usnadnit pohyb „kloboučku“ podél stacionární části mlýna pomocí dřevěných běžců nebo ložisek různých konstrukcí. Uvnitř mlýna zůstávaly stejné problémy, které bylo potřeba vyřešit: řídit – zastavit pohyb křídel, změnit polohu jejich lopatek, zajistit pomalé usazování zrna ze zásobníku, které přes „okénko ” prochází horním rotujícím mlýnským kamenem, a co je nejdůležitější, ke změně směru pohybu, který by se měl přeměnit z vertikálního pohybu křídel na horizontální rotaci mlýnských kamenů.

V obecnějším smyslu bylo velkým pokrokem zjištění, že jediný motor, jediné kolo, ať už vodní mlýn nebo větrný mlýn, může přenášet svůj pohyb na několik nástrojů: ne na jeden mlýnský kámen, ale na dva nebo tři; ne s pilou samotnou, ale s pilou a kladivem; ne jen jednu libru, ale celou sérii, jako v tom kuriózním modelu (v Tyrolsku), který zrno místo mletí „natloukal“ (v tomto případě se z nahrubo namletého zrna vyrábí otrubový chléb, který spíše připomíná sušenky než chleba).

Z knihy F. Braudela „Materiální civilizace, ekonomie a kapitalismus XV-XVIII století“.

Větrný mlýn (větrný mlýn) je aerodynamický mechanismus, který vykonává mechanickou práci pomocí energie větru zachycené křídly mlýna [1] [2]. Nejznámější využití větrných mlýnů je na mletí mouky.

Větrné mlýny byly dlouhou dobu spolu s vodními jedinými stroji, které lidstvo využívalo. Využití těchto mechanismů bylo proto rozmanité: jako mlýn na mouku, na zpracování materiálů (pila) i jako čerpací nebo vodní čerpací stanice.

„Klasický“ větrný mlýn s horizontálním rotorem a podlouhlými čtyřbokými křídly je běžným krajinným prvkem v Evropě, ve větrných, rovinatých severních oblastech i na pobřeží Středozemního moře. Jiné konstrukce s vertikálním uložením rotoru jsou typické pro Asii.

S rozvojem parních strojů v 19. století mlýny postupně zanikaly.

Čínský větrný mlýn, skica současného umělce

Historie [upravit | upravit kód]

Horizontální a vertikální frézy [ editovat | upravit kód]

První praktické větrné mlýny měly plachty, které se otáčely ve vodorovné rovině kolem svislé osy [3]. Podle Ahmada J. al-Hasana byly tyto panmoniové větrné mlýny vynalezeny ve východní Persii neboli Khorasan, jak zaznamenal perský geograf al-Istakhri v 4. století [5] [XNUMX].

První mlýny byly vyrobeny ze šesti až dvanácti plachet pokrytých rákosovou rohoží nebo tkaninou. Tyto větrné mlýny sloužily k mletí obilí nebo sběru vody a byly zcela odlišné od pozdějších evropských vertikálních větrných mlýnů. Větrné mlýny byly široce používány na Středním východě a ve střední Asii a odtud se rozšířily do Číny a Indie [6]. Podobný typ horizontálního větrného mlýna s pravoúhlými lopatkami používanými k zavlažování najdeme také v Číně 1219. století (za dynastie Jurchen na severu), který se začal stavět po cestách Yelu Chucaie do Turkestánu v roce 7 [XNUMX].

Funkční větrný mlýn na území Ludorvaiova muzea v Udmurtii

Horizontální větrné mlýny byly stavěny v malých množstvích v Evropě během 3. a 8. století [XNUMX], jako Fowlerův mlýn v Battersea v Londýně a Hooperův mlýn v Margate v Kentu. Nezdá se, že by tyto raně moderní příklady byly přímo ovlivněny horizontálními větrnými mlýny vyvíjenými na Středním a Dálném východě, ale byly nezávislými vynálezy evropských inženýrů [XNUMX].

Kvůli nedostatku důkazů, tam je debata mezi historiky jak k zda horizontální větrné mlýny na Středním východě zahájily počáteční vývoj evropských větrných mlýnů. V severozápadní Evropě se předpokládá, že horizontální osa nebo vertikální osa větrný mlýn pochází z 9. a 10. století v trojúhelníku severní Francie, východní Anglie a Flandry.[11]

Nejstarší zmínka o větrném mlýnu v Evropě (pravděpodobně vertikálního typu) pochází z roku 1185 v bývalé vesnici Widley v Yorkshire, která byla na jižním konci Woldu s výhledem na ústí řeky Humber.[14] Byla také nalezena řada dřívějších, ale méně jasně datovaných evropských zdrojů z 15. století zmiňujících větrné mlýny [16]. Tyto nejstarší mlýny byly používány k mletí zrn.[16] Používaly se také k drcení rudy při nárazu [XNUMX].

De Kat – mlýn na výrobu barevných pigmentů ve skanzenu, Zaanse Schans, Nizozemsko

Starověk [ upravit | upravit kód]

Existuje mnoho verzí, jak a kde se větrné mlýny objevily, ale nejčastěji se tvrdí, že nejstarší mlýny byly rozšířeny v Babylóně, jak dokládá zákoník krále Hammurabiho (asi 1750 př. n. l.).

Starověk [upravit | upravit kód]

Popis varhan poháněných větrným mlýnem je prvním doloženým důkazem využití větru k pohonu mechanismu. Patří řeckému vynálezci Heronovi Alexandrijskému z 17. století našeho letopočtu. E. Perské mlýny jsou popsány ve zprávách muslimských geografů v XNUMX. století a od západních se liší svým provedením s vertikální osou rotace a kolmo umístěnými křídly, lopatkami nebo plachtami [XNUMX].

Ruské kolo inženýra Herona z Alexandrie v římském Egyptě prvního století je nejstarším známým příkladem použití větrem poháněného kola k pohonu stroje.[18][19] Dalším raným příkladem větrného kola byl modlitební mlýnek, který se používal v Tibetu a Číně od čtvrtého století.[20]

Perský mlýn má lopatky na rotoru, uspořádané podobně jako lopatkové lopatky na parníku, a musí být uzavřeny v plášti zakrývajícím část lopatek, jinak bude tlak větru na lopatky ze všech stran stejný a protože jsou plachty pevně spojeny s nápravou, mlýn se neotáčí.

Jiný typ mlýna s vertikální osou je známý jako čínský mlýn nebo čínský větrný mlýn. Konstrukce čínského mlýna se od perského výrazně liší použitím volně rotující, nezávislé plachty.

Věžový mlýn s pevnou střechou (Campo de Criptana, region La Mancha)

Středověk [upravit | upravit kód]

Středověká ikonografie jasně ukazuje rozšířenost větrných mlýnů v mnoha evropských zemích.

Větrné mlýny s horizontální orientací rotoru jsou známé od roku 1180 ve Flandrech, jihovýchodní Anglii a Normandii. [21] Ve XNUMX. století byla ve Svaté říši římské zavedena konstrukce větrných mlýnů, ve kterých byla celá budova obrácena proti větru. Tento stav pokračoval v Evropě až do nástupu spalovacích motorů a elektromotorů v XNUMX. století. Vodní mlýny byly běžné hlavně v horských oblastech s rychlými řekami a větrné mlýny byly běžné v rovinatých, větrných oblastech.

Mlýny patřily feudálům, na jejichž pozemcích se nacházely. Obyvatelstvo bylo nuceno vyhledávat tzv. nucené mlýny na mletí obilí, které se na této půdě pěstovalo. V kombinaci se špatnou silniční sítí to vedlo k místním hospodářským cyklům, do kterých byly mlýny zapojeny. Po zrušení zákazu si obyvatelstvo mohlo vybrat mlýn podle svého výběru, a tím podněcovat technologický pokrok a konkurenci.

Větrný mlýn v suzdalském muzeu dřevěné architektury

Nový Čas [ upravit | upravit kód]

Na konci 16. století se v Nizozemí objevily mlýny, ve kterých se k větru otáčela pouze věž.

V zemích jižní Evropy (Španělsko, Portugalsko, Francie, Itálie, Balkán, Řecko) se stavěly typické věžové mlýny s plochou kuželovou střechou a zpravidla pevnou orientací. Když v 19. století nastal celoevropský hospodářský boom, došlo také k velkému rozmachu mlynářského průmyslu. Se vznikem mnoha samostatných řemeslníků došlo současně k nárůstu počtu mlýnů.

Větrné mlýny byly do konce 8700. století rozšířeny po celé Evropě všude tam, kde byl dostatečně silný vítr. Byly postaveny především ve větrných severních oblastech Evropy, ve velkých částech Francie (kde bylo v roce 1847 asi 6 8 větrných mlýnů), Nizozemsku (1750 18242 až 1895 22 mlýnů v roce XNUMX), Velké Británii, Německu (XNUMX XNUMX mlýnů v roce XNUMX), Polsku, Pobaltí, [XNUMX] v jižní Evropě a v jižních oblastech Ruska a oblasti Scandinavia.

Obrázek v literatuře [ upravit | upravit kód]

• Metafora „naklánění u větrných mlýnů“ pochází z Cervantesova Dona Quijota, což znamená „bojovat s imaginárním nepřítelem, plýtvat svou energií nadarmo“.
• V roce 1865 napsal Hans Christian Andersen pohádku „Větrný mlýn“ [23].

Obrázek v malbě [ upravit | upravit kód]

Jan van Goyen. Říční krajina, 1625
Jacob van Ruisdael. Krajina s větrnými mlýny poblíž Haarlemu. Kolem 1650-1652
Engelbert van Sicklers. Mill v Gentu, po roce 1756
Wijnand Nuyen. Bažina s větrným mlýnem, 1836
Józef Marszewski. Noční krajina, 1864
Johan Hendrik Weissenbruch. Krajina s mlýnem u Schiedamu, 1873

Poznámky [upravit | upravit kód]

1. ↑ Definice mlýna (anglicky) . Thefreedictionary.com. Datum přístupu: 15. srpna 2013.Archivováno z originálu 21. srpna 2013.
2. ↑Definice větrného mlýna uvádějící, že větrný mlýn je mlýn nebo stroj ovládaný větrem (anglicky) . Merriam-Webster (31. srpna 2012). Datum přístupu: 15. srpna 2013.Archivováno z originálu 6. ledna 2019.
3. ↑ 12 Wailes, R. Horizontální větrné mlýny. London, Transactions of the Newcomen Society, sv. XL 1967-68 str. 125-145
4. ↑Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islámská technologie: Ilustrovaná historie, str. 54. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
5. ↑ Klaus Ferdinand, „Horizontální větrné mlýny západního Afghánistánu“, Folk 5, 1963, str. 71-90.
6. ↑Donald Routledge Hill, „Strojní inženýrství ve středověkém Blízkém východě“, Scientific American, květen 1991, str. 64-69. (srov. Donald Routledge Hill, archivováno 25. prosince 2007 na Wayback Machine)
7. ↑ Needham, svazek 4, část 2, 560.
8. ↑ Hills, R L. Síla větru: Historie technologie větrných mlýnů. Cambridge University Press. — 1993.
9. ↑ Farrokh, Kaveh (2007), Stíny v poušti, Osprey Publishing, s. 280, ISBN 1-84603-108-7
10. ↑ Lynn White Jr. Středověká technologie a společenské změny (Oxford, 1962) str. 86 a str. 161-162
11. ↑ Lucas, Adam (2006), Vítr, voda, práce: Starověká a středověká technologie frézování, nakladatelství Brill, s. 106–7, ISBN 90-04-14649-0
12. ↑Bent Sorensen (listopad 1995), Historie a nedávný pokrok ve využívání větrné energie, Roční přehled energetiky a životního prostředí T. 20 (1): 387–424, DOI 10.1146/annurev.eg.20.110195.002131
13. ↑Braudel, Fernand. Civilizace a kapitalismus, 15.–18. století, sv. I: Struktura každodenního života (angl.). — University of California Press, 1992. — S. 358. — ISBN 9780520081147 .
14. ↑Laurence Turner, Roy Gregory.(anglicky). — Catrine, East Ayrshire: Stenlake Publishing, 2009. — S. 2. — ISBN 9781840334753 . Archivováno 1. listopadu 2019 na Wayback Machine
15. ↑ Lynn White Jr., Středověká technologie a společenské změny (Oxford, 1962) str. 87.
16. ↑ 12Sathyajith, Mathew. Větrná energie: Základy, analýza zdrojů a ekonomika (angl.). — Springer Berlin Heidelberg, 2006. — S. 1—9. — ISBN 978-3-540-30905-5 .
17. ↑ Ahmad al-Hasan, Donald Hill, Technologie islámského světa.Ilustrovaná historie, 1986, Cambridge University Press, str. 54F, ISBN 0-521-42239-6
18. ↑ Dietrich Lohrmann, „Od východních k západním větrným mlýnům“, Archivy pro kulturní studia, sv. 77, číslo 1 (1995), str. 1-30 (10f.)
19. ↑ A. G. Drachmann, «Hrdinův větrný mlýn», Kentaur, 7 (1961), str. 145-151
20. ↑Lukáši, Adame. Vítr, voda, práce: Starověká a středověká technologie frézování (angl.). — Brill Publishers, 2006. — S. 105. — ISBN 90-04-14649-0 .
21. ↑ Dietrich Lorman, Větrný mlýn východního až západního typu Archiv kulturních dějin, roč. 77, č. 1 (1995), s. 1-30 (18ff.)
22. ↑Továrny poháněné větrem: historie (a budoucnost) průmyslových větrných mlýnů(nespecifikováno) . Datum přístupu: 22. března 2018.Archivováno z originálu 5. listopadu 2013.
23. ↑ „Větrný mlýn“ Archivovaná kopie 6. listopadu 2011 na Wayback MachineHans Christian Andersen na webových stránkách az.lib.ru

Literatura [upravit | upravit kód]

• Volshanik V.V., Jurčenko A.N. Návrhy vodních a větrných mlýnů v Rusku v 2010.-344. století / Moskevská státní univerzita stavebního inženýrství. Vědecká a technická rada Moskevské státní univerzity stavebního inženýrství. — M.: ASV (Asociace stavebních vysokých škol), 978. — 5 s. — (Knihovna vědeckého vývoje a projektů Moskevské státní univerzity stavebního inženýrství). — ISBN 93093-794-7-XNUMX-XNUMX . (v překladu)
• Shangina I. I. Větrný mlýn // Ruský tradiční život: Encyklopedický slovník. — Petrohrad. : Azbuka-Classic, 2003. – S. 87-90. — 688 s. — 5000 výtisků. — ISBN 5-352-00337-X .

Odkazy [upravit | upravit kód]

Odkazy na externí zdroje

• Velká dánština
• Britannica (online)
• universalis