Väderkvarn

Den stabila versionen checkades ut den 1 november 2022 . Det finns overifierade ändringar i mallar eller .

En väderkvarn ( väderkvarn ) är en aerodynamisk mekanism som utför mekaniskt arbete på grund av vindenergi som fångas upp av väderkvarnens vingar [1] [2] . Den mest kända användningen av väderkvarnar är deras användning för att mala mjöl .

Under lång tid var väderkvarnar, tillsammans med vattenkvarnar, de enda maskinerna som användes av mänskligheten. Därför var användningen av dessa mekanismer annorlunda: som en mjölkvarn , för bearbetning av material ( sågverk ) och som en pump- eller vattenlyftstation.

Den "klassiska" väderkvarnen med en horisontell rotor och långsträckta fyrkantiga vingar är ett utbrett element i landskapet i Europa, i de blåsiga platta nordliga regionerna, såväl som vid Medelhavskusten. Asien kännetecknas av andra mönster med en vertikal placering av rotorn.

I och med utvecklingen av ångmaskiner på 1800-talet föll kvarnar gradvis ur bruk.

Historik

Horisontella och vertikala fräsar

De första praktiska väderkvarnarna hade segel som roterade i ett horisontellt plan runt en vertikal axel [3] . Enligt Ahmad Y. al-Hasan uppfanns dessa vindkvarnar i östra Persien, eller Khorasan, som registrerades av den persiske geografen al-Istakhri på 900-talet [4] [5] .

De första kvarnarna tillverkades av sex till tolv segel täckta med en vassmatta eller tygmaterial. Dessa väderkvarnar användes för att mala spannmål eller samla vatten och skilde sig ganska mycket från senare europeiska upprättstående väderkvarnar. Väderkvarnar användes flitigt i Mellanöstern och Centralasien, och spreds sedan därifrån till Kina och Indien [6] . En liknande typ av horisontell väderkvarn med rektangulära blad som används för bevattning kan också hittas i 1200-talets Kina (under Jurchendynastin i norr), som började byggas efter att Yelü Chucai reste till Turkestan 1219 [7] .

Horisontella väderkvarnar byggdes i litet antal i Europa under 1700- och 1800-talen [3] såsom Fowler's Mill vid Battersea i London och Hooper's Mill vid Margate i Kent. Dessa tidiga moderna exempel verkar inte ha varit direkt påverkade av de horisontella väderkvarnar som byggdes i Mellan- och Fjärran Östern, utan var oberoende uppfinningar av europeiska ingenjörer [8] .

På grund av bristen på bevis finns det debatt bland historiker om huruvida horisontella väderkvarnar i Mellanöstern initierade den ursprungliga utvecklingen av europeiska väderkvarnar [9] [10] [11] [12] . I nordvästra Europa tros den horisontella axeln eller den vertikala väderkvarnen härstamma från 1100- och 1200-talen i triangeln i norra Frankrike, östra England och Flandern [13] .

Det tidigaste omnämnandet av en väderkvarn i Europa (förmodligen av vertikal typ) är från 1185 i den tidigare byn Widley i Yorkshire, som låg vid södra änden av Wold med utsikt över floden Humbers mynning [14] . Ett antal tidigare, men mindre definitivt daterade, europeiska källor från 1100-talet har också hittats som nämner väderkvarnar [15] . Dessa tidigaste kvarnar användes för att mala spannmål [16] .

Forntida tider

Det finns många versioner om hur och var väderkvarnar dök upp, men oftast säger de att de äldsta kvarnarna distribuerades i Babylon , vilket framgår av kung Hammurabis kod (cirka 1750 f.Kr.).

Antiken

Beskrivningen av ett organ som drivs av en väderkvarn är det första dokumenterade beviset på användningen av vind för att driva mekanismen. Den tillhör den grekiske uppfinnaren Heron of Alexandria , 1:a århundradet e.Kr. e. Persiska kvarnar beskrivs i rapporter från muslimska geografer under 900-talet, de skiljer sig från de västerländska i designen med en vertikal rotationsaxel och vinkelräta vingar, blad eller segel [17] .

Ingenjören Heron från Alexandrias pariserhjul i det första århundradets romerska Egypten är det tidigaste kända exemplet på att använda ett vinddrivet hjul för att driva en maskin [18] [19] . Ett annat tidigt exempel på vindhjulet var bönehjulet, som har använts i Tibet och Kina sedan 300-talet [20] .

Den persiska kvarnen har blad på rotorn, liknande de på ett skovelhjul på en ångbåt, och måste vara innesluten i en mantel som täcker en del av bladen, annars blir vindtrycket på bladen detsamma på alla sidor och eftersom seglen är fast förbundna med axeln, kvarnen kommer inte att rotera.

En annan typ av kvarn med en vertikal rotationsaxel är känd som den kinesiska väderkvarnen eller kinesisk väderkvarn. Utformningen av den kinesiska väderkvarnen skiljer sig avsevärt från den persiska när det gäller användningen av ett frisvängande, oberoende segel.

Medeltiden

Medeltida ikonografi visar tydligt förekomsten av väderkvarnar i många europeiska länder.

Horisontella väderkvarnar har varit kända sedan 1180 i Flandern, sydöstra England och Normandie. [21] På 1200-talet dök kvarndesigner upp i det heliga romerska riket , där hela byggnaden vände sig mot vinden. Detta var läget i Europa fram till tillkomsten av förbränningsmotorer och elmotorer på 1800-talet. Vattenkvarnar distribuerades främst i bergsområden med snabba floder och väderkvarnar - i platta blåsiga områden.

Bruken tillhörde feodalherrarna, på vilkas mark de låg. Befolkningen tvingades leta efter de så kallade tvångskvarnarna för att mala den spannmål som odlades på denna mark. Tillsammans med det dåliga vägnätet ledde detta till lokala ekonomiska cykler där bruken var inblandade. I och med att förbudet hävdes kunde befolkningen välja valfri kvarn, vilket stimulerade tekniska framsteg och konkurrens.

Ny tid

I slutet av 1500-talet dök det upp kvarnar i Nederländerna, där endast tornet vände sig mot vinden.

I länderna i södra Europa (Spanien, Portugal, Frankrike, Italien, Balkan, Grekland) byggdes typiska tornkvarnar, med ett platt koniskt tak och, som regel, en fast orientering. När det paneuropeiska ekonomiska språnget skedde på 1800-talet skedde också en allvarlig tillväxt inom bruksindustrin. Med framväxten av många självständiga hantverkare skedde en engångsökning av antalet bruk.

Fram till slutet av 1800-talet var väderkvarnar utbredda i hela Europa – där vinden var tillräckligt stark. De byggdes huvudsakligen i de blåsiga norra delarna av Europa, i en betydande del av Frankrike (där det fanns cirka 8700 väderkvarnar 1847), Nederländerna (från 6 till 8 tusen väderkvarnar 1750), Storbritannien, Tyskland (18242 kvarnar i 1895), Polen, de baltiska staterna, i många regioner i Ryssland, Skandinavien, länder i Sydeuropa [22] .

Bild i litteraturen

Se även

Anteckningar

  1. ↑ Bruksdefinition . Thefreedictionary.com. Hämtad 15 augusti 2013. Arkiverad från originalet 21 augusti 2013.
  2. ↑ Windmill definition som påstår att en väderkvarn är en kvarn eller maskin som drivs av vinden . Merriam-webster.com (31 augusti 2012). Hämtad 15 augusti 2013. Arkiverad från originalet 6 januari 2019.
  3. ↑ 1 2 Wailes, R. Horisontella väderkvarnar. London, Transactions of the Newcomen Society vol. XL 1967-68 s. 125-145
  4. ↑ Ahmad Y Hassan , Donald Routledge Hill (1986). Islamisk teknik: En illustrerad historia , sid. 54. Cambridge University Press . ISBN 0-521-42239-6 .
  5. ↑ Klaus Ferdinand, "The Horizontal Windmills of Western Afghanistan," Folk 5, 1963, s. 71-90.
  6. ^ Donald Routledge Hill , "Mechanical Engineering in the Medieval Near East", Scientific American , maj 1991, s. 64-69. (jfr Donald Routledge Hill , Mechanical Engineering Arkiverad 25 december 2007 på Wayback Machine )
  7. ↑ Needham, Volym 4, Del 2, 560.
  8. ↑ Hills, R L. Power from Wind: A History of Windmill Technology. Cambridge University Press. — 1993.
  9. ↑ Farrokh, Kaveh (2007), Shadows in the Desert , Osprey Publishing, s. 280, ISBN 1-84603-108-7 
  10. ↑ Lynn White Jr. Medeltida teknologi och social förändring (Oxford, 1962) sid. 86&s. 161-162
  11. ↑ Lucas, Adam (2006), Vind, vatten, arbete: Forntida och medeltida frästeknik , Brill Publishers, sid. 106–7, ISBN 90-04-14649-0 
  12. ↑ Bent Sorensen (november 1995), History of, and Recent Progress in, Wind-Energy Utilization , Annual Review of Energy and the Environment vol. 20 (1): 387–424 , DOI 10.1146/annurev.eg.20.110191.00213 
  13. ↑ Braudel, Fernand. Civilisation and Capitalism, 1400–1700-talet, vol. I: The Structure of Everyday Life  (engelska) . - University of California Press , 1992. - S. 358. - ISBN 9780520081147 .
  14. ↑ Laurence Turner, Roy Gregory. Väderkvarnar i Yorkshire  (neopr.) . - Catrine, East Ayrshire: Stenlake Publishing, 2009. - P. 2. - ISBN 9781840334753 .
  15. ↑ Lynn White Jr., Medeltida teknologi och social förändring (Oxford, 1962) s. 87.
  16. ↑ Sathyajith, Mathew. Wind Energy: Fundamentals, Resource Analysis and Economics  (engelska) . - Springer Berlin Heidelberg , 2006. - S. 1-9. - ISBN 978-3-540-30905-5 .
  17. ↑ Ahmad al-Hassan, Donald Hill, Teknik i den islamiska världen. An Illustrated History, 1986, Cambridge University Press, P. 54F, ISBN 0-521-42239-6
  18. ↑ Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte , Vol. 77, Issue 1 (1995), sid. 1-30 (10f.)
  19. ↑ A.G. Drachmann, "Hero's Windmill", Centaurus , 7 (1961), s. 145-151
  20. ↑ Lucas, Adam. Vind, vatten, arbete : Forntida och medeltida frästeknik  . - Brill Publishers , 2006. - S. 105. - ISBN 90-04-14649-0 .
  21. ↑ Dietrich Lormann, Windmill from Eastern Type to Western Archives of Cultural History, Vol 77, No 1 (1995), sid. 1-30 (18ff.)
  22. ↑ Vinddrivna fabriker: historia (och framtid) av industriella väderkvarnar . Hämtad 22 mars 2018. Arkiverad från originalet 5 november 2013.
  23. ↑ "Väderkvarn" Arkiverad 6 november 2011 på HC Andersens Wayback Machine på az.lib.ru

Litteratur

Länkar

  Gå till Wikidata-objektet  Tematiska platser
Ordböcker och uppslagsverk