水力発電

The oldest evidence of water wheels and watermills date to the ancient Near East in 4th century BC, specifically in the Persian Empire before 350 BCE, in the regions of Iraq, Iran, and Egypt.

ローマ帝国では、紀元前1世紀までにヴィトルヴィウスによって水力による水車が記述されている。 バーベガルは16個の水車で1日に28トンもの穀物を処理した。 また、紀元3世紀末のヒエラポリス製材所のように、大理石の製材にも水車が使われた。 このような製材所では、水車が2本のクランクと連結棒を駆動し、2台の鋸を動かしていた。 また、エフェソスとゲラサでそれぞれ発掘された6世紀の東ローマ帝国の2つの製材所にも見られる。 5870>

中国では、漢の時代（紀元前202年～220年）には、水車を動力源とするトリップハンマーやふいごがあったと考えられていましたが、後の歴史家は、水車では高炉ふいごの動力源にならないとして水車を動力源とする説を唱えています。 漢時代の竪型水車は、水車で動くトリップハンマーが描かれた2つの現代葬祭陶磁器の模型に見ることができる。 水車について書かれた最古の文献は、紀元前40年の『時事新報』、紀元前15年の楊雄の『方案』、紀元20年頃の環譚の『新論』などである。 5870>

水槽から放出される水の波の力を利用して、金属鉱石を抽出する「ハッシング」と呼ばれる方法が行われました。 この方法は、西暦75年からウェールズのドラウコティ金鉱で初めて使用されたが、スペインのラス・メドゥラスなどの鉱山で開発されていたものである。 ハッシングは、中世以降のイギリスでも鉛や錫の鉱石を抽出するために広く使われていた。

イスラム世界では、イスラム黄金期とアラブ農業革命（8～13世紀）において、技術者は水力や潮力、大規模な水力工場群を広く活用した。 イスラム世界では、フリングミル、グリスミル、ペーパーミル、ハラー、製材所、シップミル、スタンプミル、スチールミル、シュガーミル、タイドミルなど、さまざまな水力による工業用ミルが使用された。 11世紀には、アル・アンダルシア、北アフリカ、中東、中央アジアなど、イスラム世界のすべての地方で、これらの工業用製粉機が稼動していた。 また、水車、水車・揚水機への歯車の使用、水車・揚水機への電力供給源としてのダムの利用も先駆的なものであった。

イスラムの機械技師アル・ジャザーリ（1136-1206）は、著書『独創的機械装置の知識書』の中で、時計、ワインを提供する装置、川やプールから水をくみ上げる装置5つを含む、50の装置の設計について述べていますが、その多くは水力で動くものでした。ただし3つは動物で動くもの、一つは動物や水で動くことができるものでした。 これらは、水差しを取り付けたエンドレスベルト、牛の力で動くシャドーフ、ヒンジ式バルブを備えた往復動装置などである。

1753年、フランスの技術者ベルナルド・フォレスト・ド・ベリドールは、垂直・水平軸の水力機械を説明した『Architecture Hydraulique』を出版した。

水力発電ネットワークは、加圧水を運ぶためにパイプを使用し、ソースからエンドユーザーに機械的な力を送信するために産業革命の需要の高まりは、同様に開発を推進する。 動力源は通常、水頭であり、ポンプで補助することも可能であった。 イギリスのビクトリア朝の都市で盛んに行われた。 また、スイスのジュネーブでも水力発電のネットワークが発達していた。 5870>

産業革命が始まったイギリスでは、リチャード・アークライトのウォーターフレームなど、新しい発明の動力源は主に水であった。 水力は、多くの大規模な工場や製造所では蒸気力に取って代わられたが、18世紀から19世紀にかけても、小型の高炉（例． 5870>

1830年代、米国運河建設の初期のピークでは、水力は傾斜面鉄道を使用して急な丘を上り下りするはしけの輸送のためのエネルギーを提供した。 マサチューセッツ州ローウェルの歴史は、水力を利用した商業開発と工業化の典型的な例である。

技術的進歩により、開放型水車は密閉型タービンまたは水モーターに移行していた。 1848年、ローウェルの閘門運河会社で技師長を務めていたジェームズ・B・フランシスは、これらの設計を改良し、90％の効率を持つタービンを完成させた。 彼は、タービンの設計に科学的な原理と試験方法を適用した。 彼の数学的、図式的な計算方法は、現場特有の流れの条件にぴったり合った高効率のタービンを自信を持って設計することを可能にした。 フランシス・リアクション・タービンは、現在も広く使われている。 1870年代、レスター・アラン・ペルトンは、カリフォルニアの鉱業での用途から、カリフォルニア内陸部の山岳地帯特有の高揚流による水力を利用した高効率のペルトン水車衝動式タービンを開発した

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