Применение энергии воды в эпоху мануфактурного производства
К XVII в. в Европе энергия воды широко использовалась, по меньшей мере, в 40 различных производствах. Примером может служить прядение шелка. В шелкопрядильных станках приводимое в движение энергией воды веретено скручивало отдельные шелковые волокна в нитку.
К концу XVII в. таких шелкопрядильных станков только в северо-восточной части Италии насчитывалось не меньше сотни. Огромный шелкопрядильный цех, построенный на реке Деруэнт в г. Дерби (Англия) в начале XVIII в. Томасом Ломбе, представлял собой многоэтажное сооружение, где работали 300 человек.
Шелкопрядильный станок с приводом от водяного колеса.
Гравюры из книги Vittorio Zonca «Novo teatro di machine». 1607 г.
В XVII в. энергия воды находит все большее применение. Водяные установки использовали для сверления дул пушек и мушкетов, обмолота зерна вращающимися цепами, перемешивания смесей руды и воды, для размельчения исходного сырья при изготовлении стекла. Вращающиеся на ободе жернова находили применение в новых процессах – приготовлении нюхательного табака, цемента, гончарной глины, пороха.
Водяные молоты использовались для измельчения костей при производстве удобрений и растирания мела для приготовления известковой побелки. Для шлифовки стекла применялись сложные приводные системы, действие которых основывалось на использовании водяного колеса и системы рычагов. Рычажные молоты, приводившиеся в движение от водяного колеса, применялись в льняной промышленности. До этого изготовление льняного холста осуществлялось полностью вручную. После уборки льна стебли растения выдерживали в воде, затем их вручную отбивали для отделения волокон. Из скрученных в нити волокон изготовляли ткань, которую после стирки отбивали деревянными молотками, в результате чего ткань уплотнялась и становилась более гладкой.
В XVII в. были сконструированы льнотрепальные станки, работающие от водяного колеса. Они имели деревянные лопасти, подобные лопастям вентилятора; с их помощью волокна отделяли от выдержанных в воде стеблей льна. Промывные станки для льняных тканей сочетали в себе водяное колесо и кулачковый или кривошипный механизм, с помощью которых приводились в движение стиральные деревянные доски с гофрированной поверхностью, между которыми пропускалось намоченное льняное полотно. Для отбивания ткани использовались станки с деревянными молотками и валками для протяжки ткани, работающими от водяного колеса.
Точные данные о мощности водяных колес, использовавшихся до 1700 г., не известны. Приблизительные оценки сделаны на основании многочисленных описаний в официальных документах и рукописях мастеров. Средняя мощность на валу водяных колёс составляла 5–7 л. с., однако колёса часто объединялись в группы по 3–4 и более, при их совместной работе можно было получить примерно такую же мощность, какую имели английские хлопкопрядильные станки эпохи Промышленной революции.
