Co to jest Tuyau?
W języku francuskim tuyau oznacza rurę lub przewód. Dosłownie więc tuyau to prawie każdy rodzaj sztywnej lub elastycznej rury. Częściej jednak tuyau odnosi się do określonego mechanizmu ciśnienia hydrostatycznego obejmującego podwodne rury i komorę wyrównawczą do dostarczania sprężonego powietrza do obsługi maszyn. Mechanizm ten był używany przez Rzymian jako wczesne urządzenie kuźnicze i znacznie zmienił sposób przetwarzania żelaza w czasach starożytnych. Kompresja z tuyau działała podobnie jak mieszki w nowocześniejszych kuźniach.
Rzymskie kuźnie do obróbki żelaza dalej rozwijały to urządzenie na przestrzeni wieków, a niektóre z nich zawierały tuyaux z młotami napędzanymi wodą do obróbki stopionej rudy żelaza. Ponieważ urządzenie nie miało żadnych ruchomych części ani uszczelnień do noszenia, łatwo było ustawić je w pobliżu strumieni i innych zbiorników wodnych. Głęboka woda pozwoliła tuyau wytworzyć wyższą kompresję, a tym samym więcej mocy. Sprężone powietrze z instalacji wodnej opartej tylko na rurze jest chłodne i zaskakująco suche, pomimo że pochodzi z wody.
Jeśli chodzi o konkretną konstrukcję, zarówno starożytne, jak i współczesne tuyaux mają rurę z wewnętrznymi dyszami, umieszczoną z jednym końcem skierowanym w górę. Woda przepływa do rury, podczas gdy dysze pomagają tworzyć więcej pęcherzyków powietrza w napływającej wodzie. Zwiększenie ilości wody w rurze powoduje, że rura zanurza się głębiej w wodę, zwiększając w ten sposób ciśnienie hydrostatyczne. Grawitacja, głębokość i temperatura wody uwzględniają wielkość ciśnienia wytwarzanego podczas tego procesu.
Na przeciwległym końcu rury mała komora wyrównawcza przyciąga pęcherzyki powietrza i wymusza przepływ wody na boki. Wyższe ciśnienie hydrostatyczne zwiększa liczbę pęcherzyków powietrza wypychanych do komory wyrównawczej. Pęcherzyki powietrza w komorze wyrównawczej pękają w wyniku zmieniających się ciśnień, dostarczając sprężone powietrze, które może być podawane przez inną rurę do zasilania kuźni, młotów wodnych i innych mechanizmów. Gdy pęcherzyki powietrza pękną, ciśnienie hydrostatyczne w tuyau zmniejsza się, rura unosi się i proces się powtarza.
Zmniejszenie ciśnienia hydrostatycznego w połączeniu z uwolnieniem sprężonego powietrza zasila niezbędny zrzut wody podczas końcowej fazy przetwarzania systemu tuyau. Rury wypływają z wody wraz ze spadkiem ciśnienia, aby przepompować wodę z powrotem do strumienia. Każdy etap procesu powtarza się i zachodzi na siebie, zapewniając stały dopływ sprężonego powietrza. Choć spójne pod względem zasilania, siła lub ciśnienie dostarczanego sprężonego powietrza nie zawsze są tak konsekwentne.
Zastosowanie systemu tuyau pomogło zmienić miejsce operacji obróbki żelaza w czasach rzymskich. Zamiast koncentrować się na zaopatrzeniu w pożary, a tym samym lokalizować kuźnie w pobliżu lasów lub zasobów węgla, operacje mogą zamiast tego skupiać się na wytwarzaniu energii. Zrozumiałe jest zatem, że kuźnie zostały przeniesione bliżej strumieni i innych zbiorników wodnych o dobrym prądzie, aby skorzystać z systemów spadającej wody, takich jak tuyau. Wiele ulepszeń na przestrzeni wieków pochodziło z modyfikacji systemów energetyki wodnej stosowanych w młynach i innych gałęziach przemysłu.