Hva er et vannhjul?

Å bevege vann har mye energi. Bare 15 centimeter rennende vann kan vaske bort en liten bil. Et vannhjul er et tidlig, vellykket forsøk på å utnytte energien fra rennende vann og ta det til bruk for mennesker. Et vannhjul er et hjul med padler eller bøtter festet til det. Vann renner over padler eller bøtter, noe som får hjulet til å bevege seg og lar energi overføres for å utføre 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 sine. Bevis på vannhjul finner du over hele verden, inkludert i Italia, India, Kina og Amerika. Uansett hvor de er funnet, er vannhjul ofte klassifisert i tre kategorier: det horisontale hjulet, overskuddshjulet og undershothjulet.

Et horisontalt hjul antas å være den tidligste formen for vannhjul. Selve hjulet plasseres vanligvis på gulvet i en mølle eller hvor enn det blir brukt. Så raskt rennende vann får du vaske over det, treffer padlerne og får hjulet til å vri. Dreiehjulet er festet med en vertikal aksel til den øvre kvernsteinen, som dreier og sliper hjulet mot en stasjonær nedre kvernstein. Dette er den minst effektive formen for vannhjul.

Det undershot vannhjulet er mer effektivt. Denne typen vertikale hjul kan brukes der landskapet er flatt. Kraften i vannet skyver padlene under rattet, og får den til å rotere. En variant av denne typen hjul, selv om den noen ganger klassifiseres som sin egen type, er det amme hjulet. Med denne typen hjul treffer vannet skovlene tett - eller rett over - midten av hjulet.

Bruker omtrent 63% av vannets energi, er overskuddshjulet den mest effektive typen vannhjul. Et bakhjul er en variant av denne typen. Dette vertikale hjulet bruker vannet som helles på toppen av hjulet for å bevege det. Dermed beveger ikke bare hjulet seg med vannkraften, men det utnytter også tyngdekraften. Ofte må vannet som brukes til å bevege disse hjulene bli demmet eller viderekoblet på noen måte. Selv om denne typen vannhjul er den mest effektive, kan konstruksjonen også påvirke miljøet mest.