Vodní kolo

Historie

Hlavní článek: Vodní mlýn

Řecko-římská Evropa

Technologie vodního kola byla známá již dlouho, ale k jejímu širokému využití došlo až ve středověku, kdy se kvůli akutnímu nedostatku pracovních sil staly stroje jako vodní kolo rentabilními. Vodní kola ve starověkém Římě a starověké Číně však našla mnoho praktických využití při pohonu mlýnů na mlácení obilí a jiných látek. Římané používali pevná i plovoucí vodní kola a zavedli vodní energii do dalších zemí Římské říše. Římané byli známí tím, že vodní kola hojně využívali v důlních projektech, přičemž obrovská vodní kola z římské doby se nacházejí například v dnešním Španělsku. V 1. století př. n. l. se o vodním kole jako první zmínil řecký epigramatik Antipater ze Soluně.

Starověká Čína

Nejméně v 1. století n. l. začali Číňané z dynastie Východní Chan používat vodní kola k drcení obilí v mlýnech a k pohonu pístových měchů při kování železné rudy na litinu.

V textu známém jako Xin Lun, který napsal Huan Tan kolem roku 20 n. l. (v době uzurpace Wang Manga), se uvádí, že legendární mytologický král známý jako Fu Xi byl zodpovědný za tlouk a hmoždíř, který se vyvinul v naklápěcí kladivo a následně v kladivo s trojitým chodem (viz kladivo s trojitým chodem). Ačkoli autor hovoří o mytologickém Fu Si, pasáž jeho spisu dává tušit, že vodní kolo bylo v Číně rozšířeno již v 1. století n. l. V této souvislosti je třeba připomenout, že v době, kdy se v Číně používalo vodní kolo, se v Číně používaly i kladiva.

V roce 31 n. l. použil inženýr a prefekt Nanyangu Du Shi komplexní využití vodního kola a strojů k pohonu měchů vysoké pece na výrobu litiny. Vodní kola v Číně našla praktické využití, jako je toto, i mimořádné využití. Vynálezce Zhang Heng (78-139) jako první v historii použil hnací sílu při otáčení astronomického přístroje armilární sféry pomocí vodního kola. Strojní inženýr Ma Jun (200-265) kdysi použil vodní kolo k pohonu a provozu velkého mechanického loutkového divadla pro císaře Minga z Wei.

Středověká Evropa a novověk

Zejména cisterciácké kláštery hojně využívaly vodní kola k pohonu nejrůznějších mlýnů. Raný příklad velmi velkého vodního kola se dodnes dochoval v cisterciáckém klášteře Real Monasterio de Nuestra Senora de Rueda z počátku 13. století ve španělské oblasti Aragonie. Nejrozšířenější byly bezpochyby mlýny na mletí (obilí), ale existovaly také pily, mlýny na plný plyn a mlýny na mnoho dalších náročných pracovních činností. Vodní kolo zůstalo konkurenceschopné parnímu stroji i v době průmyslové revoluce.

Hlavním problémem vodních kol byla jejich neoddělitelnost od vody. To znamenalo, že mlýny musely být často umístěny daleko od center osídlení a od přírodních zdrojů. Vodní mlýny se však komerčně využívaly i ve dvacátém století.

Vodní kola s převýšením a zpětným náhonem jsou vhodná tam, kde je malý tok s výškovým rozdílem větším než 2 metry, často ve spojení s malou nádrží. Prsní a podklesávací kola lze použít na řekách nebo velkých tocích s velkými nádržemi.

Nejsilnějším vodním kolem postaveným ve Spojeném království bylo vodní kolo Quarry Bank Mill Waterwheel o výkonu 100 koní nedaleko Manchesteru. Konstrukce s vysokým průstřelem byla vyřazena z provozu v roce 1904 a nahrazena několika turbínami. Nyní bylo obnoveno a je v něm veřejnosti přístupné muzeum.

Moderní vodní přehrady lze považovat za potomky vodního kola, protože i ony využívají pohybu vody z kopce k otáčení kola.