Ūdensdzirnavas

Ūdensdzirnavas ir dzirnavas, ko darbina ūdensrats vai hidroturbīna.
Ūdensdzirnavas ir vieni no pirmajiem mehānismiem tehnikas attīstības vēsturē, kuru darbināšanai cilvēks izmantoja tikai un vienīgi dabas spēkus - ūdeni.

Helēnisma laikmeta inženieri izgudroja divas galvenās ūdensdzirnavu sastāvdaļas, ūdensratu un zobratu un līdz ar romiešiem bija pirmie, kas darbināja zemteces, virsteces un horizontālo ūdens ratu dzirnavas.

Agrākā liecība par ūdens teces darbinātu ratu ir no Perakoras Grieķijā 3.gs. pr. Kristus. Agrākās rakstiskās atsauces sastopamas sengrieķu inženiera Bizantijas Filo tehniskajos traktātos Pneumatica un Parasceuastica (ap 280−220 p.m.ē.). Britu tehnoloģiju M.J.T. Luis saista horizontālā ūdensrata izgudrošanu ar grieķu koloniju Bizantiju 3.gs sākumā p.m.ē. un Ptolemaju laiku Ēģiptē, Aleksandrijā ap 240. gadu p.m.ē.
Sengrieķu ģeogrāfs Strabons savā darbā "Ģeogrāfija" ir rakstījis, ka ūdens darbinātas graudu dzirnavas esot bijušas pie karaļa Mitridāta VI pils Kabīras pilsētā Mazāzijā pirms 71. gada p.m.ē.

Senās Romas inženieris Vitrūvijs izveidoja pirmo tehnisko ūdensdzirnavu aprakstu, kas datējams ar 40.- 10. g.p.m.ē. Ierīcē ir zemteces ūdensrats un spēks tiek pārnests uz rotējošu mehānismu.
Sengrieķu epigramists Tesalonikas Antipaters ap 20.g.p.m.ē. — 10.g. m.ē rakstījis par virsteces ūdensrata dzirnavām, slavējot to labās graudu berzšanas spējas un cilvēka roku darba atvieglošanu.

Agrākās atklātās ūdensturbīnas atradās Romiešu Ziemeļāfrikā Šemtu un Testūras pilsētās, mūsdienu Tunisijas teritorijā un ir datētas ar 3.—4. gs m.ē. Dzirnavas visbiežāk izmantoja graudu malšanai, bet ūdens spēku izmantoja arī marmora un zāģēšanai un vilnas mazgāšanai.
Senajā Romā ūdensturbīnas tika izplatītas no vienas provinces uz nākamo. Tā saucamās "Grieķu dzirnavas" izmantoja horizontālos ūdensratus, "Romiešu dzirnavām" raksturīgs bija vertikāls rats. Pirmais labāk darbojas stiprā straumē un ar mazāka diametra dzirnakmeņiem. Romiešu dzirnavas bija sarežģītākas, ar vairākiem zobratiem, kas pārnesa spēku no horizontālas ass uz vertikālu. Līdz mūsdienām saglabājušās tikai dažu ūdensdzirnavu arheoloģiskās pēdas.

Viduslaiku rakstītais avots — "Pastarās tiesas grāmata" 1086. gada Anglijā uzskaita 5624 ūdensdzirnavas, ap 98% no tām ir apzinātas mūsdienu arheoloģiskajā izpētē.  1300. gadā ūdensdzirnavu skaits jau sasniedza 10 000 — 15 000. Kopš 7. gs. ūdensdzirnavas ir zināmas Īrijā un gadsimtu vēlāk sāka izplatīties no bijušās Romas impērijas teritorijas uz blakus teritorijām — mūsdienu Vāciju.

Ūdensspēka izmantošana Latvijā attīstījās pakāpeniski, bet pēdējos divos-trijos gadsimtos straujāk — sākumā graudu malšanai, kokapstrādei, vilnas apstrādāšanai, papīra un kartona ražošanai u.c., vēlāk arī elektroenerģijas ražošanai. Pēc Valsts Zemes bankas izdevuma Latvijas dzirnavu saraksts 1938. gada 1. jūlija datiem, Latvijā darbojās 666 ūdensdzirnavas.

Lai ūdensdzirnavas darbotos, ūdens tiek novadīts no upes vai uzpludināta dīķa pa kanālu vai pievadtekni uz ūdensratu vai turbīnu. Ūdens kustības spēks kustina rata vai turbīnas lāpstiņas, kas savukārt iekustina rata asi, kas savukārt iegriež pārējos dzirnavu mehānismus. Ūdens plūsmu dzirnavās var kontrolēt ar slūžām.
Ūdensdzirnavas pamatā iedala divos veidos — ar horizontālo ūdensratu un vertikālu asi, vai vertikālo ūdensratu un horizontālu asi.

Attēlu galerija

Atsauces

Ārējās saites