Воздуходувные меха

В своей «О горном деле и металлургии», 1556 года Григорий Агрикола очень подробно описал все оборудование для плавильных печей. И как сделать воздуходувные меха тоже описал по деталям.

Однако, насколько хороши были меха а-ля Агрикола?…

Воздуходувные меха у Агриколы описаны двух типов.

Во-первых маленькие ручные, которые напоминают по принципу действия велосипедный насос, только куда большего размера.

Это, по сути бочка, в которой ходит поршень размером с суповую тарелку, да и назывались так же — «воздуходувные бочки».

В бочке сделано два клапана — входящий и выходящий, клапанами служили куски толстой кожи.

Это очень старая конструкция, подобные конструкции были известны еще в Римской Империи (и применялись в римских музыкальных инструментах).

Можно представить, насколько они были неудобны и насколько непроизводительны. Особенно в таком варианте, как у Агриколы нарисовано — с двумя мехами, которыми требуется манипулировать руками.

Этот тип мехов имеет очень ограниченное применение — когда нужно поддуть небольшой объем воздуха и небольшое время.

Для более солидных печей применялся другой тип — именно тот, который мы называем «воздуходувные меха».

Эти меха назывались «деревянные клинчатые», и уже имели куда более высокую производительность.

Да и управляться ими можно было, стоя сверху и наступая на них (хотя делались и маленькие ручные, для открытых горнов). Именно их любят показывать в художественных фильмах.

Их конструкция также очень древняя, она естественным образом вытекает из шкуры животного, наполненной воздухом, просто деревянные доски добавлены, чтобы мехи легко раскрывались. Я не удивлюсь, если выясниться, что эти меха изобретали сразу во множестве мест — как только появилась потребность.

Эти меха, кроме всего прочего, могли масштабироваться до вполне таких здоровенных, которых качало водяное колесо.

Однако, такие меха были устроены совсем непросто. Множество деталей из разных материалов не добавляли надежности. Кроме того, для этих мехов требовался достаточно дорогой материал — воловья кожа, которая быстро изнашивалась. А кожи требовалось много, как и разных металлических элементов, полюбуйтесь на такие вот стационарные меха с приводом от водяного колеса:

Такие меха начали широко применяться с 15 века, они могли давать до 200 кубических футов воздуха в минуту.

Ручные варианты клиновидных мехов применяются до сих пор, хотя сейчас несложно приспособить электрический вентилятор («улитку»).

В 1494 г. произошло очередное усовершенствование — Леонардо да Винчи изобрел ящичные меха.

Они состояли из двух ящиков, один из которых был наполнен водой, а второй перевернут вверх дном (или имел отверстие в днище). Когда второй ящик опускали в первый, то вода заполняла второй ящик и вытесняла воздух. В 1514 году Леонардо добавил кожаный клапан и эту конструкцию и ее применяли вплоть до 18 века. Эти меха по параметру простота-производительность, несомненно, лидируют. Если нет ничего более, то попаданцу рекомендуется использовать именно их.

Интересно то, что Леонардо усовершенствовал эти меха в 1514-м, а книга Агриколы вышла в 1556-м, и в ней нет ни слова о ящичных мехах. Можно представить себе скорость распространения технических новинок в то время.

В 16-17 веке появился еще один интересный тип мехов — воздуходувные бочки (Kastengeblse).

Это реально была бочка, в которой установлена вертикальная перегородка, которая не доставала до дна. Если бочку наклонить, то вода вытеснит воздух из той половины, что окажется внизу. Остается только добавить два клапана в каждой половине бочки — в одной впускной, в другой выпускной и придумать качающийся механизм.

Такая конструкция, конечно, не даст большой производительности, но и физические усилия на работу механизма небольшие.

При этом в 1494 году было изобретено также воздуходувное колесо. Оно представляло из себя нечто подобное этим воздуходувным бочкам, но это был барабан с отсеками, частично заполненный водой. При вращении отсеки последовательно наполнялись водой и вытесняли воздух. Этот барабан не имел «холостого хода» и применялся во Франции вплоть до 1820 годов.

И опять-таки — этот барабан был придуман раньше, чем воздуходувная бочка, но применялся ограничено (хоть ничего сложного в конструкции не наблюдалось).

Конечно, если есть возможность, то лучше всего попаданцу мастерить
тромпу
, водоструйный компрессор. Их начали строить с 1589 года, сначала очень небольшие, делая и воронку и отвод воздуха из кожи. Однако, их не везде можно построить — нужна не только проточная вода, но и перепад высот, и чем больше, тем лучше.

Вообще, глядя на историю мехов, мне кажется что попаданец с мало-мальским техническим образованием сможет тут развернуться, предлагая интересные конструкции на стыке пневматики и гидравлики. Ведь все равно в каждой местности были немного свои воздуходувки, то почему бы не ввести новшество, развив традиции аборигенов?