水車小屋
バケツは下がるに従って斜めになるので水がそこから流れ落ちていく。水車自体はその排水路に浸かっていないので、回転を妨げる抵抗が発生しない。水の重さだけでなく、上から水車に落ちる水の衝撃も回転に利用される。上射式水車を使うには水車よりも高い位置に水を溜める必要があり、ため池や水路や水門なども建設する必要がある。
19世紀末までにペルトン水車が発明され、従来の水車の代わりに導水管とペルトン水車のタービンを設置する水車場もあった。
水車(鋼製)の先端に歯車の歯を付け、軸ではなく、その歯車を別の歯車と噛み合わせることで駆動する方式もある。
潮力を使った水車場は、動力源として川の流れを使わず、海岸の小さな湾の口に防波堤や道路を築き、そこに設置する。干潮時に水門を開いて徐々に上がってくる海水を湾内に入れる。満潮になると水門を閉める。外側の潮がある程度引いたら水車への水門を空けて内側の海水を流し、水車を回転させる。これはカナダのファンディ湾のように干満の差が大きい場所で特に効果を発揮する。現在も動作する例として Eling Tide Mill がある。
また、大きな橋では橋脚の間の水流がその前後よりも速いため、そこに水車を設置することがある。ロンドン橋の下にはかつて水車場が多数あり、船頭が通りにくいと不平を言っていた。
水力を使った最古の炉としては、フランスのマルセイユで見つかった遺構がある。
大プリニウスによれば水車場は主に穀物から穀粉を作るのに使われたが、他にも縮絨や大理石の石切りにも使われた。
古代ローマでは固定の水車以外に水面に浮かべる形の水車も使い、ローマ帝国各地で水力を利用していた。軸が垂直で水車本体は水平なものをギリシア式、軸が水平で水車本体が垂直なものをローマ式と呼んだ。ギリシア式の方が古くからあって構造が単純だが、水流の速度が速くないとうまく機能せず、駆動できる石臼も小さかった。ローマ式は歯車を使って回転軸の方向を変換してやる必要があった。
古代ローマの水車場は十数か所しか見つかっていないが、ローマ水道が広範囲に張り巡らされていたことから、まだ見つかっていない水車場の遺跡があると見られている。例えばロンドンでは、フリート川に沿って存在した水路の遺構から潮力を使った水車場と見られるものが見つかっている。
537年、東ローマ帝国の将軍ベリサリウスは東ゴート王国を包囲した際に、水面に浮かべる形態の水車船と呼ばれるものを巧妙に使い、ゴート人への水の供給を断った。これは、流れの速い川に係留して浮かべた船に水車を設置したものである。
下射式水車は、紀元前1世紀ごろから水車場で使われた。
上射式水車は、紀元前1世紀ごろから水車場で使われた。
中射式水車は、紀元3世紀ごろから水車場で使われた。
ピッチバック(もしくはバックショット)式水車は、中射式水車のパワーを上げるのに使用される。