Ūdensrats

Vēsture

Galvenais raksts: Ūdensdzirnavas

Grieķu-romiešu Eiropa

Ūdens riteņa tehnoloģija bija zināma jau sen, taču to sāka plaši izmantot tikai viduslaikos, kad akūts darbaspēka trūkums padarīja tādas iekārtas kā ūdens ritenis rentablas. Tomēr ūdens riteņi Senajā Romā un Senajā Ķīnā atrada daudz praktisku pielietojumu, darbinot dzirnavas graudu un citu vielu kulšanai. Romieši izmantoja gan stacionārus, gan peldošus ūdens riteņus un ieviesa ūdens enerģiju citās Romas impērijas valstīs. Zināms, ka romieši ūdens riteņus plaši izmantoja kalnrūpniecības projektos, un milzīgi romiešu laikmeta ūdensrati ir atrasti tādās vietās kā mūsdienu Spānija. Pirmajā gadsimtā pirms mūsu ēras grieķu epigramatists Antipātrs no Tesalonikas bija pirmais, kurš pieminēja ūdens ratu.

Senā Ķīna

Vismaz mūsu ēras 1. gadsimtā ķīnieši no Austrumu Han dinastijas sāka izmantot ūdens ratu, lai dzirnavās sasmalcinātu graudus un darbinātu virzuļvārpstas, kaltējot dzelzs rūdu čugunā.

Tekstā, kas pazīstams kā Xin Lun un ko Huan Tan uzrakstīja ap 20. gadu pēc Kristus dzimšanas (Wang Mang valdīšanas laikā), teikts, ka leģendārais mitoloģiskais karalis, pazīstams kā Fu Xi, bija atbildīgs par āmuru un miezeri, kas pārtapa par slīpo āmuru un tad trīskāršo āmuru (skatīt trīskāršo āmuru). Lai gan autors runā par mitoloģisko Fu Xi, kāds viņa rakstītā raksta fragments dod mājienu, ka ūdens ritenis Ķīnā bija plaši izplatīts jau mūsu ēras 1. gadsimtā.

Mūsu ēras 31. gadā inženieris un Nanjangas prefekts Du Ši sarežģīti izmantoja ūdens ratu un mehānismus, lai darbinātu domnas artilērijas silfonus un radītu čugunu. Ūdenspriteņi Ķīnā tika izmantoti gan praktiski, gan arī neparasti. Izgudrotājs Zhang Heng (78-139) bija pirmais vēsturē, kurš izmantoja dzinējspēku artilērijas sfēras astronomiskā instrumenta rotācijai, izmantojot ūdens ratu. Mehānikas inženieris Ma Jun (200-265) reiz izmantoja ūdens ratu, lai darbinātu un darbinātu lielu mehānisko leļļu teātri Vei imperatora Minga vajadzībām.

Viduslaiku Eiropa un mūsdienu

Īpaši cisterciešu klosteri plaši izmantoja ūdens riteņus, lai darbinātu dažāda veida dzirnavas. Ļoti liela ūdens rata agrīns paraugs joprojām saglabājies 13. gadsimta sākumā cisterciešu klosterī Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda Spānijas Aragonas reģionā. Visizplatītākās neapšaubāmi bija dzirnavas (labībai), taču bija arī zāģētavas, piltuves un dzirnavas daudzu citu darbietilpīgu darbu veikšanai. Ūdens rats saglabāja konkurētspēju ar tvaika dzinēju arī industriālās revolūcijas laikā.

Galvenā ūdens riteņu problēma bija to nešķirtība no ūdens. Tas nozīmēja, ka dzirnavas bieži bija jāizvieto tālu no apdzīvotām vietām un dabas resursiem. Tomēr ūdensdzirnavas komerciāli izmantoja arī 20. gadsimtā.

Ūdens riteņi ar augšējo un aizmugurējo slīpumu ir piemēroti vietās, kur ir neliela straume ar augstuma starpību vairāk nekā 2 metri, bieži vien kopā ar nelielu ūdenskrātuvi. Krūšu un apakšējo ratu riteņus var izmantot uz upēm vai liela apjoma straumēm ar lieliem rezervuāriem.

Visjaudīgākais Apvienotajā Karalistē uzbūvētais ūdens rats bija 100 ZS Quarry Bank Mill ūdens rats Mančestras tuvumā. Tā konstrukcija ar augstu krūšu strūklu tika izņemta no ekspluatācijas 1904. gadā, un to aizstāja ar vairākām turbīnām. Tagad tā ir restaurēta, un tajā ir iekārtots muzejs, kas atvērts sabiedrībai.

Mūsdienu hidroelektrostaciju aizsprostus var uzskatīt par ūdens rata pēctečiem, jo arī tie izmanto ūdens kustību lejup pa kalnu, lai pagrieztu riteni.