Водяные мельницы

 

Благодаря этим изобретениям оказалось  возможным заставить воду работать не только в обычных мельницах, где  мелют зерно, но и приводить в  движение различные машины: механические решета для просеивания муки, молоты в кузницах, машины в сукновальнях и сыромятнях. К началу XII в. такие машины получили широкое распространение.                                                       («Очерки истории техники в России.»)

В XI веке водяная мельница, которая  была известна еще александрийцам в I веке до н.э широко распространяется на Западе в различных формах в зависимости от местных условий (работающие на силе приливов – в Венеции, наливные – в речных районах). В тот же период получает распространение и ветряная мельница, появившаяся у арабов и пришедшая в

 

Европу через Марокко и Испанию. Водяные и ветряные мельницы, которые  уже в первоначальном виде в XI и XII веках обладали мощностью в 40 60 лошадиных  сил, до конца XVIII века определяли характер технических сооружений. Этот новый источник энергии в первых десятилетиях XIII века дал мощный толчок развитию металлургии. В старинных печах воздух нагнетался мехами, которые

 

приводились в движение силой человека, так что нельзя было достичь высокой  температуры плавления железа (выше 1500°C). В XIII веке мехи стали приводить в движение водой; это позволило получить высокие температуры, при которых можно было выплавлять чугун, помещая в печах чередующимися слоями древесный уголь и железную руду. В XVI веке высота доменных печей достигала уже 6 метров и чугун нашел самое разнообразное применение (пушки, снаряды, печи, трубы, чугунная посуда, плиты).

Средневековье

 

Ветряные мельницы с горизонтальной ориентацией ротора известны с 1180 г. во Фландрии, Юго-Восточной Англии и  Нормандии. [2] В XIII веке в Священной Римской империи появились конструкции мельниц, в которых всё здание поворачивалось навстречу ветру.

 

 

 

Такое положение дел было в Европе вплоть до появления двигателей внутреннего  сгорания и электрических двигателей в XIX веке. Водяные мельницы были распространены в основном в горных районах с быстрыми реками, а ветряные — в равнинных ветреных местностях.

 

Мельницы принадлежали феодалам, на чьей земле они располагались. Население  было вынуждено искать так называемые принудительные мельницы для помола зерна, которое было выращено на этой земле. В совокупности с плохой дорожной сетью это вело к локальным экономическим циклам, в которые были вовлечены мельницы. С отменой запрета, население стало в состоянии выбирать мельницу по своему усмотрению, таким образом стимулируя технический прогресс и конкуренцию.

 

  Водяная мельница распространилась в Римской империи в IV—V вв. В Византии она была хорошо известна. Наряду с этим тяглая сила животных продолжала применяться для размола зерна еще и в XII столетии. На Западе с конца X в. сила воды начинает интенсивно использоваться в ремесленном производстве: в сукновальном деле или для приведения в движение кузнечного молота. Несколько позднее, в XII в., распространяется ветряная мельница, столь типичная для средневекового пейзажа Европы. Византия же, насколько позволяют судить сохранившиеся документы, оставалась в стороне от поисков новых источников энергии; нововведения, которыми здесь ограничивались, сводились лишь к некоторому расширению сферы применения тяглой силы животных: так в Монастырских хозяйствах стали использовать быков, чтобы приводить в движение механизмы, замешивающие тесто.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вторым представителем машинной техники, явившимся элементом нового, четвертого уклада техники, который также зародился в недрах старого, третьего уклада техники, является водяная мукомольная мельница, появившаяся впервые в первом тысячелетии до н.э. и получившая некоторое распространение в Римской империи. Были попытки в Риме создать и ветряной двигатель и даже паровую турбину, но они не увенчались успехом. Водяное колесо (гидродвигатель) также не получило, кроме мукомольной мельницы, другого применения. Машинная техника не получила дальнейшего развития в Древнем Риме ввиду, главным образом, наличия сверхдешевого рабского труда.

 

 Мукомольная  мельница с использованием гидродвигателя  явилась в начальный период  широкого внедрения машинной  техники основным ее представителем, если не считать парусные суда. "На юге Трента и Северна  (Англия) в 1086 году было 5624 водяные мельницы, по одной приблизительно на каждые 50 хозяйств. Этого, несомненно, было достаточно, чтобы коренным образом изменить условия жизни людей. Новая разновидность мельницы, приводимая в движение силой прилива, появилась на побережье Адриатического моря в 1044 году, а в Довере - где-то между 1066 и 1086 годами" (7-62).

 

 В средние  века применялось не горизонтальное, как в Древнем Риме, а вертикальное  водяное колесо. При этом сначала  получило распространение нижнебойное  колесо, затем среднебойное и, наконец, - верхнебойное. Последнее было более эффективным, оно имело большой коэффициент полезного действия (КПД) и, следовательно, большую мощность при одной и той же силе потока, что было особенно важно на небольших речках, где энергия воды была ограничена размерами реки Сначала водяные колеса изготовлялись полностью деревянными, затем начали делать отдельные части и детали, прежде всего вал, из металла, главным образом железа. Постепенно растет и мощность гидродвигателя за счет увеличения его размеров: диаметра, ширины. Совершенствование гидродвигателя позволило значительно улучшить его технические характеристики: КПД, мощность, срок службы и др.

 

 Следует  иметь в виду, что в водяных  мукомольных мельницах совершенствовалось  не только водяное колесо, но и мукомольный механизм, историю совершенствования которого так описывает К.Маркс: "В мельнице развивается также та часть машины, которая раньше посредством той же движущей силы исполняла самостоятельную работу - часть работы, отделенной от собственно размола муки, и, таким образом, процесс размола механически комбинируется.

 

 

 Об отделении  муки от шелухи и отрубей  в первое время не думали. Впоследствии размолотое зерно просеивалось ручным ситом. С весьма давних пор размолотое зерно, как только оно выходило из-под жерновов, собиралось в особый ящик, названный позже мукосейной. Позднее в этих ящиках устанавливались сита и делалось такое устройство, которое позволяло посредством кривошипа приводить их в движение. Ими обходились до начала XVI в., когда в Германии изобретается настоящий пеклевальный механизм, в котором натянутое в форме сетки сито покачивается самой мельницей. Изобретение пеклевального механизма сделало необходимым изготовление особой ткани, так называемой волосяной ткани, которая позже производилась фабричным способом" (К.Маркс. Машины, применение природных сил и науки. Вопросы истории естествознания и техники. М. 1968, выпуск 25, стр. 32).

 

 Ветряные  мукомольные мельницы появились  и получили в Европе широкое  распространение позднее водяных. В странах ислама водяные мельницы появились раньше, чем в Европе, но они были устроены иначе: лопасти крепили к ободу горизонтального колеса с жерновом, вращающимся по вертикальному валу. В европейской же мельнице крылья отходят от горизонтального вала, который вращает жернов посредством пары зубчатых колес. Первые ветряные мельницы в Европе были козловыми, они поворачивались вместе с корпусом на козлах по мере того, как менялось направление ветра. Поскольку поворачивать тяжелую мельницу приходилось вручную, с помощью рычагов, то приходилось ограничивать ее вес, а следовательно, и размеры, и мощность, что ограничивало ее производительность. Кроме того, сильный ветер мог опрокинуть такую мельницу. Поэтому ветряная мукомольная мельница была усовершенствована, она превратилась в шатровую мельницу. "Мельницы на козлах, так называемые немецкие мельницы, являлись до середины XVI в. единственно известными. Сильные бури могли опрокинуть такую мельницу вместе со станиной. В середине XVI столетия один фламандец нашел способ, посредством которого это опрокидывание мельницы делалось невозможным. В мельнице он ставил подвижной только крышу, и для того, чтобы поворачивать крылья по ветру, необходимо было повернуть лишь крышу, в то время как само здание мельницы было прочно укреплено на земле" (К.Маркс. Машины... стр. 32).