Hvad er et vandhjul?

Flytning af vand har meget energi. Kun seks centimeter (15 centimeter) rindende vand kan vaske væk en lille bil. Et vandhjul er et tidligt, vellykket forsøg på at udnytte energien i rindende vand og udnytte det til menneskelig brug. Et vandhjul er et hjul med padler eller spande fastgjort til det. Vand strømmer over padlerne eller spande, hvilket får hjulet til at bevæge sig og tillader energi at overføres for at udføre arbejde.

Vandhjul har været i brug i årtusinder. Der er faktisk bevis for, at de var i brug allerede i 4000 f.Kr. En græsk forfatter, Antipater, nævnte et vandhjul i et af sine værker. Bevis for vandhjul kan findes over hele verden, inklusive i Italien, Indien, Kina og Amerika. Uanset hvor de findes, er vandhjul ofte klassificeret i tre kategorier: det vandrette hjul, det overskydende hjul og det undershot hjul.

Et vandret hjul menes at være den tidligste form for vandhjul. Selve hjulet placeres normalt på gulvet i en mølle eller hvor end det bliver brugt. Hurtigt rindende vand får derefter lov til at vaske over det, rammer padlerne og får hjulet til at dreje. Drejehjulet er fastgjort med en lodret aksel til den øverste møllestein, der drejer og slibes hjulet mod en stationær nederste møllesten. Dette er den mindst effektive form for vandhjul.

Det undershot vandhjul er mere effektivt. Denne type lodrette hjul kan bruges, hvor landskabet er fladt. Kraftens vand skubber padlerne under hjulet og får det til at dreje. En variation af denne type hjul, selvom undertiden klassificeres som sin egen type, er det brystskudte hjul. Med denne type hjul rammer vandet spandene tæt - eller lige over - hjulets centrum.

Brug af cirka 63% af vandets energi er det overskydende hjul den mest effektive type vandhjul. Et baghjulshjul er en variant af denne type. Dette lodrette hjul bruger vandet, der hældes oven på hjulet, til at flytte det. Således bevæger ikke kun hjulet sig med vandets kraft, men det drager også fordel af tyngdekraften. Ofte er det vand, der bruges til at bevæge disse hjul, nødt til at blive dæmpet eller omdirigeret på en eller anden måde. Selvom denne type vandhjul er den mest effektive, kan dens konstruktion også påvirke miljøet mest.