Водоподъемные устройства, использующие энергию водного потока

Для подъёма воды в оросительные каналы служили водяные колёса (первые простейшие гидравлические двигатели), использующие ее энергию. Первые водяные колеса начали применяться более чем за 3000 лет до н.э. в Египте, Китае, Индии и других странах. Наиболее древняя конструкция водяного колеса приводилась в движение давлением текущей воды на лопатки (ковши) в нижней его части.

Китайское водочерпальное колесо

Постепенно конструкция водяного колеса совершенствуется, и оно становится основным двигателем в промышленности, превращаясь в гидравлический двигатель, преобразующий энергию воды в механическую энергию, например, вращающегося вала. Не только размеры колес увеличиваются, сами колеса принципиально изменяются. Они уже не просто плавучие, использующие энергию течения реки. Строятся специальные плотины, увеличивающие напор воды; вода с помощью каналов подается на колесо таким образом, чтобы полнее использовать ее энергию.

Переливное колесо, использовавшееся для привода механизмов

Водяные колеса с корытообразными лопастями слева – подливное; справа – переливное

Различаются три типа водяных колес, располагаемых на горизонтальном валу: нижнебойные (подливные), среднебойные и верхнебойные (переливные или наливные). Применяемые колеса были тихоходны (до 4–10 оборотов в минуту) и в основном малой (до 20 л.с.) мощности.

Водяные колеса: а – нижнебойное; б – среднебойное; в – верхнебойное

Постепенно осуществляется переход к более производительным верхнебойным колесам, начали применять металл для валов и других деталей, увеличивался диаметр колеса для повышения мощности гидравлического двигателя.

Источник: Энергетика: история, настоящее и будущее / Водяные колеса и их эволюция