수차와 풍차의 발명은 어떻게 이루어 졌을까?고대세계에서는 동력으로 먼저 인간의 손발의 힘이 사용되었던 것은 물론이다. 이윽고 지레, 쐐기, 나사, 활차, 윤축 등의 도구가 고안되어 인력을 확대하고 능률화하는데 도움을 주었다. 오리엔트에 대제국이 성립되자 전쟁포로나 노예의 대군을 강제로 사역함으로써 피라밋으로 상징되는 대규모 공사까지도 할 수 있게 되었다. 이어서 당나귀나 소 등 견인동물이 쓰이게 되어 운반이나 양, 수곡물의 탈각, 제분된 광석의 분쇄 등에 힘을 발휘했다. 그 후에는 물이나 바람의 힘이 서서히 이용되기에 이르렀다.
발명에 얽힌 이야기들..
오늘날 알려져 있는 가장 오래된 수차는, 우리에게 익숙한 형의 것과는 달라서 차축이 수직으로 선 것이었으며, 따라서 수차의 날개는 수평으로 회전하는 것이었다. 차축의 하단에 몇 개의 날개가 비스듬히 박혀 있어 이것이 물 속에 잠겨 물줄기의 힘을 받아 회전하게 되어 있었다. 이것은 그리스형, 또는 노르웨이형 수차로 불린다. 차축은 맷돌의 위쪽 돌에 고정되어 그 회전으로 곡물을 제분했다. 이 형의 수차를 움직이려면 급류가 필요하므로 근동의 구릉지대에서 생겨났을 것이 확실하다. 강의 흐름이 완만한 이집트나 메소포타미아 지방에서는 이런 형의 수차가 사용되었다는 증거가 없다. 중세 유럽과 19 세기 후기까지 몇몇 지방에서 사용되었지만 출력도 작은데다가 소형 이어서 다량의 곡물을 제분할 수는 없었다. 기원전 1세기에 로마의 비토르비우스는 차축이 수평이고 차륜은 연직면안을 회전하는 오늘날과 같은 형의 수차를 제창했다. 그 이전부터 차륜 가장자리에 움푹한 곳들을 만들고 사람이나 동물의 힘으로 차륜을 회전시켜서 물을 올리는 장치가 페르샤나 이집트에서 쓰이고 있었는데, 비토르 비우스는 이것을 거꾸로 수력에 의해 회전시킬 것을 착안한 것 같다.
처음에는 차륜의 하부가 물 속에 잠기는 수차였으나 이윽고 물을 차륜 위에서 붓는 수차쪽이 훨씬 효과적이라는 것이 판명되었다. 수차를 움직이기 위한 부속시설도 고안되어 보통은 개울물을 막아서 못을 만들고 거기서 물을 수차까지 끌어서 위로부터 붓게 되었다. 이런 형의 수차는 그 이전에 중세에는 수차가 제분용 외에 기계톱용, 축융용, 광석분쇄용, 망치질용, 풀무용 등 갖가지 용도에 쓰였다. 그 때문에 적당한 강물 가까이에 공업지역이 발전되기도 했고, 수력을 여러가지 일에 이용하여 전동장치나 기계류 일반의 개량이 촉진되는 등 커다란 영향이 생겼다. 당시의 공동체에게 수차가 얼마나 중요했느냐 하는 것은 유럽의 거의 모든 지역에서 하천의 관리에 관한 복잡한 법률이 제정된 것으로도 알 수 있다. 산업면에서의 수차의 중요성은 증기기관 발명 이후에도 오랫동안 계속되었다. 16세기에서 19세기에 이르기까지 수차는 유럽과 북미에서 가장 중요한 동력원이었다.
풍차는 동력원으로는 수차만큼 역사가 오래 되지 않았지만 알렉산드리아의 혜론의 저서에 풍력으로 움직이는 오르간 이야기가 기재되어 있지만 이것과 풍차를 연관시킬 수는 없을 것 같으며, 그밖에도 풍차가 고대세계에 알려져 있었다는 증거는 없다. 동력원으로서의 풍차는 7세기경 페르샤에서 탄생된 것 같다. 이것은 아마도 중앙아시아에서 가장 오래 전부터 사용된 기도용의 바람개비에 유래하는 것 같다. 풍차가 배의 돛에서 시사를 받았다는 추측은 그럴싸하긴 해도 입증이 되어 있지 는 않다. 페르샤의 풍차는 고대 근동에서의 수차와 마찬가지로 회전축이 수직으로 된 것으로 10세기까지에는 관개용 양수에 쓰였고 13세기까지에는 제분에도 진출하고 있었다.
한편, 이보다 뒤늦게 유럽에서는 회전축이 수평으로 된 서방형 풍차가 출현했다. 이것은 페르샤의 풍차와는 독자적인 발명인 것 같다. 이런 형태의 풍차에 관한 기록은 12세기 말에 처음으로 있었고 13세기 말경에는 북유럽 평원에서 보편화 되어 있었던 것 같다. 페르샤형 풍차에서는 돛의 표면의 일부밖에 효과적으로 작용하지 않는 데 대해 서방형 풍차 는 돛의 표면 전체에 풍압이 끊임없이 작용하기 때문에 훨씬 효과적이었다. 그러나 그 대신 풍향이 달라지면 돛을 오른쪽으로 돌려야 하는 폐단이 있었다. 이 때문에 우선 돛과 기계를 포함한 상부 구조 전체가 풍향에 따라. 회전하도록 개량한 상자형 풍차가 탄생되고, 이어서 14세기 말까지는 돛이 달린 풍차의 꼭대기 부분만 회 전하는 탑형 풍차가 출현했다. 풍차는 처음에 제분에 사용되었지만 15세기 이후부터 양수가 가장 중요한 이용법이 되었다. 네덜란드에서는 풍차 이용의 절정기에는 북부 7개주에만 도합 8000대의 풍차가 있었다. 그밖에 기계톱의 가동이나, 광산에서 광석을 끌어 올리는 데도 이용되었다.
풍차마을의 양떼
첫댓글 즐감하다 갑니다 ^^
풍차나라답네요. 주위환경도 아름답고, 즐거웠습니다.