Hva er et vannhjul?

Bevegelse av vann har mye energi. Bare seks centimeter (15 centimeter) med rennende vann kan vaske bort en liten bil. Et vannhjul er et tidlig, vellykket forsøk på å utnytte energien til rennende vann og bruke det til menneskelig bruk. Et vannhjul er et hjul med padler eller bøtter festet til det. Vann renner over padlene eller bøttene, og får hjulet til å bevege seg og la energi overføres for å kunne gjøre arbeid.

Vannhjul har vært i bruk i årtusener. Det er faktisk bevis på at de var i bruk så tidlig som 4000 f.Kr. En gresk forfatter, Antipater, nevnte et vannhjul i et av verkene hans. Bevis for vannhjul finnes over hele verden, inkludert i Italia, India, Kina og Amerika. Uansett hvor de blir funnet, er vannhjul ofte klassifisert i tre kategorier: det horisontale hjulet, det overskride hjulet og undershothjulet.

Et horisontalt hjul antas å være den tidligste formen for vannhjulet. Selve hjulet er vanligvis plassert pågulv i en mølle eller hvor den blir brukt. Raskt rennende vann får da vaske over det, treffe padlene og får hjulet til å snu. Vendehjulet er festet med en vertikal aksel til den øvre kvernsteinen, som svinger og kverner hjulet mot en stasjonær nedre kvernstein. Dette er den minst effektive formen for vannhjul.

Undershot vannhjulet er mer effektivt. Denne typen vertikale hjul kan brukes der landskapet er flatt. Vannkraften skyver padlene under rattet og får det til å dreie seg. En variant av denne typen hjul, men noen ganger klassifisert som sin egen type, er brysthjulet. Med denne typen hjul treffer vannet bøttene lukkes -eller rett over -midten av hjulet.

Ved å bruke omtrent 63% av vannets energi, er det overskride hjulet den mest effektive typen vannhjul. Et bakhjul er en varitasjon av dettes type. Dette vertikale hjulet bruker vannet som helles på toppen av hjulet for å bevege det. Dermed beveger ikke bare hjulet med vannets kraft, men det drar også fordel av tyngdekraften. Ofte vil vannet som brukes til å bevege disse hjulene måtte dames eller avledes på noen måte. Selv om denne typen vannhjul er det mest effektive, kan konstruksjonen også påvirke miljøet mest.