Vodno kolo

Zgodovina

Glavni članek: Watermill

Grško-rimska Evropa

Tehnologija vodnega kolesa je bila znana že dolgo, vendar se je začela množično uporabljati šele v srednjem veku, ko so stroji, kot je vodno kolo, zaradi hudega pomanjkanja delovne sile postali cenovno ugodni. Vendar so vodna kolesa v starem Rimu in stari Kitajski našla veliko praktičnih uporab pri poganjanju mlinov za mletje žita in drugih snovi. Rimljani so uporabljali fiksna in plavajoča vodna kolesa ter vodno energijo predstavili drugim državam rimskega imperija. Znano je, da so Rimljani veliko uporabljali vodna kolesa pri rudarskih projektih, ogromna vodna kolesa iz rimske dobe pa so bila najdena v krajih, kot je današnja Španija. V 1. stoletju pred našim štetjem je grški epigramatik Antipater iz Soluna prvi omenil vodno kolo.

Starodavna Kitajska

Vsaj v 1. stoletju našega štetja so Kitajci iz dinastije Vzhodni Han začeli uporabljati vodna kolesa za drobljenje žita v mlinih in za pogon batnih mehov pri kovanju železove rude v železo.

V besedilu Xin Lun, ki ga je napisal Huan Tan okoli leta 20 našega štetja (med uzurpacijo Wang Manga), je navedeno, da je bil legendarni mitološki kralj Fu Xi odgovoren za pestilo in možnar, ki sta se razvila v napravo z nagibnim kladivom in nato v kladivo (glej "kladivo"). Čeprav avtor govori o mitološkem Fu Xiju, odlomek njegovega pisanja namiguje, da je bilo vodno kolo na Kitajskem v 1. stoletju našega štetja že zelo razširjeno.

Leta 31 našega štetja je inženir in prefekt mesta Nanyang Du Shi uporabil kompleksno uporabo vodnega kolesa in strojev za pogon mehov visoke peči za izdelavo litega železa. Vodna kolesa na Kitajskem so se uporabljala tako v praksi kot tudi v izjemnih primerih. Izumitelj Zhang Heng (78-139) je bil prvi v zgodovini, ki je z vodnim kolesom uporabil pogonsko moč za vrtenje astronomskega instrumenta armilarne krogle. Strojni inženir Ma Jun (200-265) je nekoč uporabil vodno kolo za pogon in delovanje velikega mehanskega lutkovnega gledališča za cesarja Minga iz Weija.

Srednjeveška Evropa in sodobnost

Predvsem cistercijanski samostani so v veliki meri uporabljali vodna kolesa za pogon različnih vrst mlinov. Zgodnji primer zelo velikega vodnega kolesa je še vedno ohranjen v cistercijanskem samostanu Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda iz začetka 13. stoletja v španski regiji Aragonija. Mlini za žito so bili nedvomno najpogostejši, obstajali pa so tudi žage, mlini za polnilo in mlini za opravljanje številnih drugih delovno intenzivnih nalog. Vodno kolo je ostalo konkurenčno parnemu stroju tudi v času industrijske revolucije.

Glavna težava vodnih koles je bila njihova neločljivost od vode. To je pomenilo, da je bilo treba mline pogosto postaviti daleč od naseljenih središč in naravnih virov. Vendar so se vodni mlini komercialno uporabljali tudi v dvajsetem stoletju.

Vodna kolesa s povratnim in povratnim naklonom so primerna, kadar je majhen potok z višinsko razliko več kot 2 metra, pogosto v povezavi z majhnim rezervoarjem. Vodna kolesa s prelomom in pod prelomom se lahko uporabljajo na rekah ali pretokih z veliko količino vode z velikimi rezervoarji.

Najmočnejše vodno kolo, zgrajeno v Združenem kraljestvu, je bilo vodno kolo Quarry Bank Mill Waterwheel s 100 KM v bližini Manchestra. Zasnovano je bilo z visokimi prsmi, leta 1904 pa so ga upokojili in nadomestili z več turbinami. Zdaj je obnovljeno in je muzej, odprt za javnost.

Sodobne hidroelektrične jezove lahko obravnavamo kot potomce vodnega kolesa, saj tudi oni izkoriščajo gibanje vode po pobočju za vrtenje kolesa.