Металлургия и время. Энциклопедия. Том 2. Фундамент индустриальной цивилизации. Возрождение и Новое время [Юрий Сергеевич Карабасов] (pdf) читать постранично, страница - 3

небольшое горизонтальное колесо с лопастями укреплялось на нижнем конце вертикального вала,
а верхний конец вала соединялся непосредственно с жерновом. Впоследствии в мукомольных мельницах использовалась ортогональная передача. Шестерни, установленные на оси колеса, позволяли передать вращательное
движение из вертикальной плоскости в горизонтальную
и сообщить вращение жерновам. Использование колен-

Д ренажная
рудников

сис тема

Р ио Т инто

с хема

римской лесо -

пилки в

и ераполисе .

iii в . с овременная
реконс трукция

в оДяная

мукомоль -

ная ме льница
с Горизонта льным

i в.
Г лава 1

колесом .

в оДяные

колеса раз -

личных конс трукций :
а

–

Горизонта льное ;

б

–

поДливное ;

в

–

верхнебойное

чатого вала и шатуна для организации возвратно-поступательного движения впервые было применено римлянами на лесопилке в малоазиатском г. Иераполисе
(территория современной Турции).
Водяные колёса могут вращаться либо в горизонтальной плоскости на вертикальной оси, либо в вертикальной плоскости на горизонтальной оси. Горизонтально вращающиеся колёса – предшественники
гидравлических турбин – часто называли скандинавскими мельницами. Постройка мельниц такого типа обходилась недорого, но они были маломощными (менее
1 л. с.), а коэффициент их полезного действия (КПД) составлял всего 5–15 %, поэтому скандинавские мельницы
не получили широкого распространения и применялись
только для помола зерна.
9

10

В ертика льное колесо
подливного типа ,
приводится в движе ние потоком воды
снизу .

Водяные колёса Древнего Китая
Широко применялись водяные колёса в Китае, что подробно описывается, например, в книге Сун Инсина «Тян
гун кай у» (Вещи, рождённые трудами неба).
Эта техническая энциклопедия вышла в свет
в 1637 г. и представляет собой описания самых различных производств, снабжённые
рисунками станков, приспособлений и технических приёмов. Помимо прочего, содержит подробное описание металлургического
производства Китая начала XVII в. от добычи
руды до процесса обезуглероживания чугуна.
Несмотря на то что китайские водяные
колеса, особенно на раннем этапе использования, были горизонтальными, их оригинальная конструкция позволяла увеличить
мощность, что давало возможность применять их во всех отраслях хозяйства. Уже в
1-м тысячелетии до н. э. такие колёса широко
применялись на мельницах и в металлургии.
Именно при производстве металла водяные
колёса в то время сыграли важную роль,
такую же как позднее в металлургии Европы. Г оризонта льное
В середине 1-го тысячелетия до н. э. ки- водяное колесо .
тайцы заменили ручные кожаные мехи более К итай . И ллюс трация
совершенными ящичными мехами двойного из энцик лопедии
действия, которые подробно описаны в книге С ун И нсина «Т ян г ун
Ван Чжэня «Нун шу» (Книга о земледелии, кай у »
11

Г лава 1

Ранние вертикальные колёса были подливного типа,
они приводились в движение потоком воды снизу. Достоинство подливных колёс – простота изготовления и
установки. Подливные колёса имели на ободе плоские
закругленные лопасти и могли работать почти в любых
обильных потоках с умеренной скоростью воды, но
наиболее эффективны они были в узких протоках. Эти
вертикальные колёса были в 3–5 раз мощнее горизонтальных, а их КПД достигал 30 %.
В конструкции верхнебойных колёс вода падала
сверху в черпаки, приделанные к ободу колеса. В этом
случае колесо приводилось в движение не столько за счет
удара воды, сколько под действием силы тяжести. Внизу
вода выливалась из черпаков, они поднимались вверх,
вновь наполнялись водой, и процесс повторялся. Строительство верхнебойных колёс обходилось дороже, чем
подливных или горизонтального типа, поскольку для них
требовался большой напор воды, для создания которого
необходимо было сооружать плотины, запруды и поднимать уровень русла водного канала. В наиболее благоприятных условиях – на мелководье при высоте падения
воды от 3 до 12 м – вертикальные колеса имели коэффициент полезного действия 50–70 %, а их мощность в зависимости от условий работы составляла от 2 до 40 л. с.

брел возвратно-поступательный механизм, работающий
от водяного колеса. Преобразование вращательного движения в возвратно-поступательное осуществлялось эксцентриком и системой рычагов. Приводимые в действие
водой мехи (шуй пай) были признаны удобными и получили повсеместное распространение. Это устройство
заметно уменьшало трудоёмкость получения металла
и улучшало его качество. Дальше мы рассмотрим эволюцию дутьевой техники в Европе, здесь же отметим, что
двухсторонние поршневые насосы с водяным приводом
появились в Европе только в XVI в., хотя односторонние
поршневые насосы были известны с II в. до н. э.

Я щичные

мехи

с водяным ( наверху )
и ручным (