Vodné koleso

História

Hlavný článok: Vodný mlyn

Grécko-rímska Európa

Technológia vodného kolesa bola známa už dávno, ale začala sa vo veľkom používať až v stredoveku, keď akútny nedostatok pracovných síl spôsobil, že stroje ako vodné koleso boli nákladovo efektívne. Vodné kolesá v starovekom Ríme a starovekej Číne však našli mnoho praktických využití pri pohone mlynov na mlátenie obilia a iných látok. Rimania používali pevné aj plávajúce vodné kolesá a zaviedli vodnú energiu do ďalších krajín Rímskej ríše. Rimania boli známi tým, že vodné kolesá hojne využívali pri banských projektoch, pričom obrovské vodné kolesá z rímskej éry sa našli napríklad v dnešnom Španielsku. V 1. storočí pred n. l. grécky epigramatik Antipater zo Solúna ako prvý spomenul vodné koleso.

Staroveká Čína

Prinajmenšom v 1. storočí nášho letopočtu začali Číňania z dynastie Východná Han používať vodné kolesá na drvenie obilia v mlynoch a na pohon piestových mechov pri kovaní železnej rudy na liatinu.

V texte známom ako Xin Lun, ktorý napísal Huan Tan okolo roku 20 n. l. (počas uzurpácie Wang Manga), sa uvádza, že legendárny mytologický kráľ známy ako Fu Xi bol zodpovedný za tĺčik a hmoždierku, ktoré sa vyvinuli do zariadenia s naklápacím kladivom a potom do kladiva s trikom (pozri kladivo s trikom). Hoci autor hovorí o mytologickom Fu Xi, pasáž jeho spisu dáva tušiť, že vodné koleso sa v Číne bežne používalo už v 1. storočí n. l.

V roku 31 n. l. použil inžinier a prefekt mesta Nanyang Du Shi komplexné využitie vodného kolesa a strojov na pohon mechov vysokej pece na výrobu liatiny. Vodné kolesá v Číne našli praktické využitie, ako je toto, ako aj mimoriadne využitie. Vynálezca Zhang Heng (78 - 139) ako prvý v histórii použil hnaciu silu pri otáčaní astronomického prístroja armilárnej gule pomocou vodného kolesa. Strojný inžinier Ma Jun (200 - 265) raz použil vodné koleso na pohon a prevádzku veľkého mechanického bábkového divadla pre cisára Minga z Wei.

Stredoveká Európa a moderna

Najmä cisterciánske kláštory hojne využívali vodné kolesá na pohon rôznych druhov mlynov. Raný príklad veľmi veľkého vodného kolesa sa dodnes zachoval v cisterciánskom kláštore Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda zo začiatku 13. storočia v španielskej oblasti Aragónsko. Mlyny na mletie (obilia) boli nepochybne najrozšírenejšie, ale existovali aj píly, plničky a mlyny na plnenie mnohých ďalších prác. Vodné koleso zostalo konkurencieschopné parnému stroju aj počas priemyselnej revolúcie.

Hlavným problémom vodných kolies bola ich neoddeliteľnosť od vody. To znamenalo, že mlyny museli byť často umiestnené ďaleko od centier osídlenia a od prírodných zdrojov. Vodné mlyny sa však komerčne využívali aj v dvadsiatom storočí.

Vodné kolesá s presahom a spiatočkou sú vhodné tam, kde je malý tok s výškovým rozdielom viac ako 2 metre, často v spojení s malou nádržou. Prsné a podperné kolesá sa môžu používať na riekach alebo veľkoobjemových tokoch s veľkými nádržami.

Najvýkonnejším vodným kolesom postaveným v Spojenom kráľovstve bolo vodné koleso Quarry Bank Mill Waterwheel s výkonom 100 koní neďaleko Manchestru. Konštrukcia s vysokým náporom bola vyradená z prevádzky v roku 1904 a nahradená niekoľkými turbínami. V súčasnosti je zrekonštruované a je v ňom múzeum prístupné verejnosti.

Moderné vodné priehrady možno považovať za potomkov vodného kolesa, pretože aj ony využívajú pohyb vody z kopca na otáčanie kolesa.