Szélmalom

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából
Holland szélmalom (Wageningen)
Perzsa szélmalom vázlata
Görög vitorlás szélmalom
Bakos-malom Belgiumból
Francia torony-malom
Dán köpeny-malom
Köpeny-malom szerkezete

A szélmalom olyan gép, mely a szél mozgási energiáját mechanikai munkává alakítja át tengelyre szerelt lapátok segítségével. Leggyakrabban gabonát őröltek a malomban, de más darabos anyag (például lőpor) darálására, őrlésére is szolgált, vagy vízkiemelő szivattyúkat hajtott, melyeket árvízmentesítésre vagy a tengertől elhódított területek víztelenítésére, esetleg öntözésre építettek.

Története[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Függőleges tengelyű szélmalmok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A szélmalom feltalálásának időpontja és helye bizonytalan. Homályos említések utalnak arra, hogy a mai Irak területén esetleg már több ezer évvel ezelőtt ismerték valamilyen formában. Alexandriai Hérón szélkereke a szélmalom egyik első ismert leírása.[1][2] Az általunk ismert első gyakorlatban is megvalósított szélmalom Perzsiában, az afgán határ közelében volt Estakhri perzsa geográfus feljegyezése szerint, aki a 9. században élt.[3] Egy Omár kalifáról (581-644) szóló történetben szerepel ugyan egy perzsa, aki állítólag tudta, hogy kell építeni szélmalmot, azonban ennek hitelességét kétségbe vonják, mivel a szöveg a 10. századból származik.[4]

A függőleges tengelyű szélmalmokat olyan helyen építették, ahol a szélirány többnyire állandó volt. Egy torony hossztengelyébe helyezett hajtótengely felső végébe náddal vagy vászonnal borított 6-12 darab, téglalap alakú fakeretes vitorlát helyeztek el küllőszerűen, úgy, hogy a szél bele tudjon kapaszkodni. A kerék körül a torony falait úgy húzták fel, hogy az uralkodó széljárás irányába és az ellenkező oldalon nyitott legyen, a kerék másik oldalán pedig fal zárja el a szél útját a kerék felé. Ezek a szerkezetek, melyek a legutóbbi időkig is használatban voltak Iránban és Afganisztánban, minden áttétel nélkül, közvetlenül forgatták a malomkereket.[5]

Bár néhány tudósításban állítják, hogy ezek az afgán típusú függőleges-tengelyű szélmalmok az egész kalifátus területén népszerűek voltak a 9. századtól kezdve és használatuk átterjedt Európába is az iszlám Spanyolországon keresztül[6], de a középkori európai technológiával foglalkozó kutatók ezt cáfolják, mert nincs rá bizonyíték.[7] és kijelentik, hogy az Ibériai-félsziget összes szélmalma vízszintes tengelyűnek épült a 15. századig.

Kínában hasonló szerkezetű függőleges tengelyű szélmalmok épültek öntözési célokra a 13. században. Az új technikát Yelü Chucai hozta be Turkesztánból való visszatérése után 1219-ben.[8]

A függőleges tengelyű szélmalom ötletét Európában Verancsics Faustus püspök elevenítette fel a 15. században, könyvében több változatot is bemutatott találmányaiból, melyek között néhány ma is használatos, de valószínűleg ő maga soha nem látta megvalósítva terveit.

Vízszintes tengelyű szélmalmok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Rögzített helyzetű vízszintes tengelyű szélmalmok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A görög Küklád szigeteken széles körben használtak helyhez kötött szélmalmokat, melyeket az uralkodó széljárás irányába tájolva építettek. Az ingyen hajtóerő és a jó szállítási feltételek lehetővé tették, hogy ezek a malmok a görög szárazföldről származó gabonát őröljenek, majd vissza is szállítsák. A molnár a megőrölt liszt egytizedét kapta fizetség fejében. Ezeknek a malmoknak a lapátjaira működésükkor jellegzetes, háromszögletű vitorlákat vontak fel.

Vízszintes tengelyű, széllel szembeforduló malmok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Északnyugat-Európában a vízszintes tengelyű vagy függőleges (ez utóbbi a szélkerék síkjára utal) szélmalmok a 12. század második felétől kimutathatók az Észak-Franciaország, Kelet-Anglia és Flandria alkotta háromszögben. Lynn White Jr. rámutat arra, hogy az európai vízszintes tengelyű szélmalmot először biztosan 1185-ben említik.[9] Ezek a legkorábbi malmok gabona őrlésére szolgáltak. A jelenlegi ismerteink szerint ezek az első szélmalmok bakos-malmok voltak, azért hívták így, mert egy erős faoszlopot vertek le a talajba, melyet minden oldalról további ferdén beültetett fagerendák támogattak: ez a szerkezet volt a bak, és erre ültették forgathatóan az egész malom felépítményét. Ilyen módon a malmot mindig szélirányba lehetett forgatni, ez volt az Északnyugat-Európában egyedül gazdaságosan működtethető típus, mivel ott a szélirány állandóan változik.

A 13. század végétől megjelentek a torony-malmok, vagyis olyan malmok, melyek kőből vagy téglából épült toronyra forgathatóan ültetett sapkával készültek, és ebbe ágyazták a szélkereket. Ilyen szélmalmok terjedte el Hollandiában is, ahol olyan nagy szélkerekeket építettek, hogy a vitorlái majdnem a talajt súrolták. Mivel csak a viszonylag kicsi fejet vagy sapkát kellett elforgatni, a tornyok igen magasra épülhettek és a lapátok sokkal hosszabbak lehettek, ez lehetővé tette a malom működését még gyenge szél esetén is. Az ilyen malmok gyakran egy kis segéd-vitorlával, „farokkal” épültek, ez a fejet önműködően mindig szélirányba forgatta. Franciaországban gyakran építettek kastélyok, várak vagy városfalak tornyaira is szélmalmokat. A torony-malmok kőből vagy téglából többnyire hengeres vagy kúp alakú toronnyal épültek. A köpeny-malmok fából készült tornya általában hatszög vagy nyolcszög alaprajzú, szerkezetük egyébként a torony-malmokéval megegyezett.

A hagyományos rácsos szerkezetű vitorlával épült szélmalmoknál a molnár a kerék befékezésekor a vásznat fel tudta vonni a vitorlára. A vászon megfelelő kurtításával elérhető volt, hogy a malomkerék közel optimális fordulatszámmal forogjon függetlenül a szél sebességétől.

Az újabb szélmalmoknak egy kis farok-szélkereke is volt, melynek az volt a feladata, hogy a torony sapkáját és így a nagy szélkereket is a szél mindenkori irányába forgassa önműködően. Ezt a szerkezetet Edmund Lee találta fel 1745-ben Angliában. A köpeny-malom a szélmalmok utoljára kifejlesztett formája, eredetileg a 16. században alakult ki és földek vízmentesítésére, lecsapolására használták.

Több egymást követő újítás eredményeképpen a szélmalmokat alkalmassá tették másféle ipari alkalmazásra is olyan vidékeken, ahol gyakran fújt szél. Ilyen volt a gabona őrlő malom, fűrészmalom (a 16. század végétől), cséplés, valamint vízemelő kereket, Arkhimédeszi csavart és dugattyús szivattyút hajtva víz szivattyúzása öntözés, vízmentesítés és ivóvíz céljából.

1772-ben Andrew Meikle skót molnár feltalálta a rugós vitorlát, amely egy sor zsaluból épült fel, melyeket nyitni vagy zárni lehetett a szélsebességtől függően. Átállításhoz a malmot le kellett fékezni, de a vitorlákba egy rugót is építettek, mely önműködően kinyitotta a zsalut a szél hirtelen lökéseinél, hogy megvédje a szerkezetet a túlterheléstől. 1789-ben Stephen Hooper feltalálta a görgős kurtítású vitorlát, ez lehetővé tette az önműködő állítást leállás nélkül. 1807-ben William Cubitt angol mérnök újfajta vitorlát talált fel, melyet az angolszász országokban szabadalmazott vitorlának neveztek. Ebben egy lánc ás a szélkerék tengelyében végigfutó rúd segítségével állíthatóvá tette forgás közben is a Meikle-féle zsalukat a Hooper-féle görgős kurtítású vitorla automatikájával. Ez lett az alapja az önszabályozó vitorláknak. Alkalmazásával feleslegessé tette a mindaddig szükséges állandó ellenőrzést.

Az ipari forradalomig a szélmalmok és a vízimalmok jelentették az elsődleges energiaforrást az ipar számára. A gőzgépek és a belsőégésű motorok azonban fokozatosan felváltották ezeket. Több helyen azonban működésben maradtak egyes példányaik az 1950-es évekig. Jelenleg a szélmalmokat igyekeznek megőrizni történelmi értékük miatt, sok helyen nem működő kiállítási tárgyakként, mivel a gépezet működés közben könnyen tönkremehet, de némely esetben teljesen működő malmokként is.

Sokvitorlás szélmalom[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Nyolcvitorlás szélmalom Heckingtonban, Lincolnshire, Egyesült Királyság

A legtöbb szélmalomnak négy vitorlája van. A vitorlák számának növelése a teljesítmény növekedésével jár a szélkerék tömegének növelése árán. A legkorábbi feljegyzés sokvitorlás szélmalomról Angliából, a Flint Mills, Leeds-i ötvitorlás szélmalomról maradt fenn, melyről John Smeaton 1747-ben számolt be. A soklapátos szélmalmok csendesebb járásúak, mint a hagyományos típusok. Építettek öt-, hat- és nyolcvitorlás malmokat, elsősorban Angliában.[10]

A négyvitorlás malmoknál, ha az egyik vitorla megsérül, le lehet szerelni az ellenkező irányú vitorlával együtt, és a malom a javításig két vitorlával is működőképes marad az eredeti teljesítmény körülbelül 60%-ával. A hatvitorlás malom képes működni két, három négy vagy hat vitorlával, így több lehetőséget is kínál sérülés, üzemzavar esetére. Az ötlapátos szélmalom viszont csak öt lapáttal üzemképes, így le kell állítani a javítás befejezéséig.[10]

Szélmalmok Magyarországon[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Magyar forrásban a szélmalom szó először az 1577-ben írt kolozsvári glosszákban merül fel, de ez és néhány más említés csak azt bizonyítja, hogy írójuk ismerte a kifejezést, de nem biztos, hogy Magyarországon látott ilyen malmot. Az első bizonyított szélmalom egy 1770-ben kelt tanúkihallgatási jegyzőkönyvben szerepel, mely szerint Debrecen mellett, Boldogfalván 1720-1730 körül állt egy elromlott szélmalom. A hiányos hiteles adatok ellenére valószínűsíthető, hogy a holland típusú szélmalmok csak a 19. század elején terjedtek el hazánkban. Az 1906-ban elrendelt malomösszeírás mindössze 12 szélmalmot tartalmaz, melyek (bemondás alapján) 1800-nál régebben épültek.

A szélmalom elterjedésének késői időpontját az magyarázza, hogy a Kárpát-medencében a szelek iránya és sebessége nem állandó, a 17. század előtt épített malmok az ilyen viszonyok között nem voltak működőképesek, és mivel a fordulatszámot nem tudták viharos széllökések esetén kézben tartani, a malmok sokszor a túlfordulattól meggyulladtak és leégtek. Magyarországon az első biztonságos szélmalmot csak 1768-ban egy pozsonyi ácsmester épített.

A 19. században a szélmalmok gyorsan elterjedtek: 1851–1860 között 63, 1861–1870 között 164, 1871–1880 között 189, 1881–1890 között 160 új szélmalom épült. A legtöbb szélmalmot 1873-ban számlálták össze: 854-et. Ezután számuk fokozatosan csökkent a gőzmalmok versenye miatt, de még a 20. század fordulójakor is építettek új szélmalmot.

Híres magyar szélmalmok[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Képek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Gépészet[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Mindegyik fennmaradt és tudományosan leírt magyar szélmalom forgatható tetővel készült. Ebben volt csapágyazva a szelestengely, melyre a vitorlákat erősítették. A szelestengelyre volt szerelve a szeleskerék, ez nagy átmérőjű, fafogazású pálcás fogaskerék, melybe a fogak egyenként voltak beültetve. A fogak kopás, törés miatt időnként cserére szorultak, a molnár feladata volt minden más javítási munkával egyetemben az új fogak faragása és beszerelése is. A szeleskerék az ugyancsak fából készült dobot hajtotta meg, mely szintén fogaskerék volt, azonban ennek fogai két fatárcsa közé ékelt farudakból álltak. A két fogaskerék gyorsító hajtást valósított meg, a dob függőleges tengelyen, az úgynevezett villás vason vagy bálványon keresztül forgatta vagy közvetlenül, vagy további áttételen keresztül a malomkerekeket illetve hajtotta a többi berendezést (szitákat, darálót).

A tetővel együtt a vitorlákat mindig szélirányba forgatták. A tető általában sugárirányba elrendezett, zsírral vagy kocsikenőccsel csúszóssá tett gömbölyű fagerenda darabokra, papucsokra támaszkodott, ezeken kellett elfordítani, amihez elég nagy nyomaték volt szükséges. Az elfordításhoz a tetőre egy gerendát, középszárat erősítettek, mely a szélkerékkel ellenkező oldalon ferdén lefelé nyúlt ki a fedélből és egy kocsikerékre, a fordítókerékre támaszkodott. A középszárat két oldalról másik két gerenda, karfa merevítette. Ez a szerkezet egyrészt ellensúlyozta a szélkereket, másrészt lehetővé tette, hogy a fordítókocsi segítségével a molnár a földön el tudja fordítani a fedelet a szélkerékkel együtt. A fordítókerék mély nyomot vágott körben a malom körül, hagyományosan ez volt a határa a malomhoz tartozó teleknek. A fordítókocsi kis fából ácsolt egyszerű taliga volt, melyet egy cövek segítségéveel ki lehetett horgonyozni, és a rászerelt egyszerű fából készült csörlőre csévélt kötél másik végét a középszár alsó végéhez kötve könnyen el lehetett forgatni a fedelet.

  • A hazai malmok közül a legegyszerűbbek a papucsos vagy egyköves malmok. Ezeknél egyetlen malomkerék dolgozott, melyet a függőleges tengely közvetlenül hajott meg. A malom mindössze kétszintes volt, a malomkerék a garattal, ahol a gabonát beöntötték, az emeleten helyezkedett el, a megőrölt liszt a földszinti ládában gyűlt össze.
  • Az alulhajtós malom kétszintes, a függőleges bálvány a kiskeréken (ami nevével ellentétben egy nagyátmérőjű pálcás fogaskerék) és két korongon keresztül (ezek azonos szerkezetűek a felül elhelyezett dobbal), melyek egy második gyorsító fokozatot alkotnak, hajtja a felette elhelyezkedő malomkerekeket.
  • A felülhajtós malom bálványa rövidebb. Erre szerelik az itt sebeskeréknek nevezett nagy fogaskereket, mely az előzőekhez hasonlóan gyorsító áttételt képez a kisdobbal és ennek tengelye hajtja a malomkerekeket, melyek a sebeskerék szintje alatt helyezkednek el. Ez a típus váltotta fel idővel a korábban elterjedt alsóhajtású malmokat. A felülhajtós malmok négy emeletesek voltak, ezek alulról felfelé: lisztespad, kőpad, sebeskerékpad és nagydobpad.

A Nyugat-Európában a szélmalmok történetének utolsó újításait a magyar malmok már nem nagyon vezették be.

A molnár munkája[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A molnár feladata a tulajdonképpeni őrlésen túl sokrétű volt. Állandóan figyelnie kellett az időjárást és természetesen elsősorban a széljárást. A megfelelő irányba kellett fordítania a szerkezetet a szélirány változásakor. A szélsebességhez úgy alkalmazkodtak, hogy kisebb szélben nagyobb felületű vitorlát vontak fel és csak egy kőpárral őröltek, nagyobb szélben két kőpárral és kurtították a vitorlát. Orkánok idején a vitorlákat bevonták és elfordították a szélkereket, mert egyébként megrongálódhatott a szerkezet, a tető fel is borulhatott. A szélmolnár munkája állandó éjjel-nappali figyelmet igényelt, szélcsendes időben pedig kényszerpihenőre volt kárhoztatva. A javításokat, karbantartást szélcsendes időkben végezték. A molnár végezte el a szükséges ácsmunkákat beleértve a majdnem teljesen fából készült gépészeti berendezés javítását is, de a malomkövet is ő vágta. Így elmondható, hogy a szélmolnárok ügyeskezű, a kor színvonalához képest sokoldalúan képzett mesteremberek voltak. Szakértelmük odáig terjedt, hogy gyakran maguk vállalkoztak új szélmalmok építésére is.

Lásd még[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Jegyzetek[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  1. A.G. Drachmann, "Heron's Windmill", Centaurus, 7 (1961), pp. 145-151
  2. Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp.1-30 (10f.)
  3. Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
  4. Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp.1-30 (8)
  5. Blue Planet
  6. Farrokh, Kaveh. Shadows in the Desert. Osprey Publishing (2007). ISBN 1846031087 
  7. Lynn White Jr. Medieval technology and social cahnge (Oxford, 1962) p. 86
  8. Needham, Volume 4, Part 2, 560.
  9. Lynn White Jr. Medieval technology and social change (Oxford, 1962, p. 87.
  10. ^ a b Wailes, Rex. The English Windmill. London: Routlege & Kegan Paul, p99-104. o (1954) 

Forrás[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

  • Felix R. Paturi: A technika krónikája. Officina Nova, 1991. ISBN 963-7836-44-6
  • Verancsics Faustus: Machinae nove és más művei. Magvető Könyvkiadó, Budapest, 1985. ISBN 963-14-0439-0
  • A.G. Drachmann: "Heron's Windmill," Centaurus, 7 (1961), pp. 145–151
  • Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history. Cambridge University Press. ISBN 0-521-42239-6.
  • Chartrand, French Fortresses in North America 1535–1763: Québec, Montréal, Louisbourg and New Orleans.
  • Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995)
  • A.G. Drachmann, "Heron's Windmill", Centaurus, 7 (1961).
  • Needham, Joseph (1986). Science and Civilization in China: Volume 4, Physics and Physical Technology, Part 2, Mechanical Engineering. Taipei: Caves Books Ltd.
  • Hugh Pembroke Vowles: "An Enquiry into Origins of the Windmill", Journal of the Newcomen Society, Vol. 11 (1930-31)

További információk[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Commons
A Wikimédia Commons tartalmaz Szélmalom témájú médiaállományokat.