Kraftkilder

Hvor der i dette og andre afsnit er angivet numre, henviser de til den velkomstguide der findes på tre sprog i Aa-Mølle

Nederst på denne side forskningen og teorierne bag kraftkilderne

Møllesø og malekarm

 

(1)Den nuværende møllesø er en "kunstig" sø, uden vandtilløb fra åer. Tidligere var søen mindst dobbelt så lang, hen forbi møllegården, med tilløb fra flere åer.

Vandtilførselen kommer nu fra nedbør,, en artesisk brønd (boring med naturligt vandtryk) og fra genbrugsvand, som efter passage af skovlhjulene, opsamles i det efterfølgende korte åløb og pumpes tilbage i søen. Vandet fra møllesøen bliver ledt til (nr.2) skovlhjulene gennem (nr. 1) malekarmen

Når der er åbnet for den artesiske brønd, ledes vandet herfra ud i møllesøen, gennem røret placeret ved shelteren. Vandtilførslen styres af møllerkarlene efter behov for ekstra vandtilførsel til møllesøen.

 Vandet fra møllesøen bliver ledt til skovlhjulene gennem Malekarmen, som deles i to, for at forsyne henholdsvis det inderste (nr. 2A) og det yderste (nr.2) skovlhjul. Der findes en særskilt lem for hver tilløb til skovlhjulene, så man kan vælge at igangssætte forskellige dele af, eller alle, kværnhusets funktioner.

Efter passage af skovlhjulene pumpes vandet retur til søen. Pumperne hertil sidder i brønden under dækslet.

Møllersvenden er ifærd med at rense  risten, hvor vandet løber ind i brønden.

Dette er en ny konstruktion for at der samlet set, altid vil være tilstrækkeligt vand i mølledammen og for at sikre vandforsyningen gennem malekarmen.

Vandtilløb og kraft

Vandkraften har i Danmark været udnyttet siden middelalderen. Vandmøller kunne bruges til at trække møllesten rundt, så kornet kunne males til mel. 

Aa- mølle var i brug indtil  begge møllehjul brød sammen i 1953 . Derefter blev vandforsyningen til møllen overflødig, og den gravede kanal der førte vandet fra Faldå  til Møllesøen blev dækket til og store dele af Reesen Mose blev afvandet, så man kunne dyrke jorden.

I 1961 blev Aa-Mølle købt af Nationalmuseet , der påbegyndte en omfattende restaurering der omfattede nyt tag og ydremure, gulve og meget mere. Restaureringen gik imidlertid i stå, og  ansvaret for Aa-Mølle blev overgivet til Lemvig Museum i 1975, der igen overdrog den til Danske Møllers venner i 1978.

I 1994 indledte Danske Møllers venner et samarbejde med Gudum Sogneforening. I fællesskab blev restaureringen færdiggjort og møllen kunne  genindvies i 1999.

Mølledammen blev retableret ved, at der blev lavet en 25 meter dyb boring ned i et vandlag, der står under tryk. Inde i boringen placerede man et rør og udnyttede det eustatiske tryk til at få vandet presset op i mølledammen.

Herved fik mølledammen igen, i forhold til møllen, samme funktion som et vandtårn. En højdebeholder som fungerer som vandlager og som ved udstrømningen af vand, får  større hastighed, jo længere det falder. Der blev dermed skabt en mere stabil vandforsyning til mølledammen, i forhold til de oprindelige tilløbne åer som, afhængigt af årstiden, var væsentligt mere ustabile med vandtilførsel.
Som oprindeligt var det stadig nødvendigt med et vandlager, da der ellers ville være for store udsving i tilførslen af vand til møllen. Med den nye konstruktion, med opsamling af regnvand, supplering med tilførsel af vand fra den eustasiske brønd og anvendelse af overskudsvand opnåede sammen en mere stabil vandstand og mølledammen dermed også større  kraft.  
Mølledammen fungerer nemlig som trykskaber, så der er tryk nok på det vand, der ledes frem til drift af møllehjulene. I forbindelse med restaureringen af møllen og anlæggelse af en ny mølledam gav det mulighed for at levere større kraft til møllen, hvilket åbnede mulighed for, at udskifte det oprindelige brystfaldshjul med er et overfaldshjul, som mere effektivt kan opfange væsentlig større kraft og dermed tilførsel af større energi til møllen. 

Når vandet har afleveret sin kraft til møllen, returneres det til møllesøen, ved hjælp af en pumpe. Primært for at kompensere for afdampning, men generelt for at udnytte overskudsvandet bedst muligt.

Restaureringsarbejdet afsluttedes i 1999. 

 

Synlige tegn på den artesiske brønd

De eneste synlige tegn på det "mirakel" der foregår under jorden, er et tilsyneladende glemt vandrør i kanten af møllesøen oppe ved shelteren.

Så hvis der i perioder kommer vand ud af røret, er det værd at vide, at det er rent grundvand, som lige så vel kunne være en naturlig kilde. Så det er meget drikbart, selv om Aa-Mølle ikke har ansvaret for vandanalyse og dermed for kvaliteten af vandet.

Så al brug er på eget ansvar, men det skulle være ganske vist. 

Tilsvarende er der  brønd i mølledammen, nede ved toiletterne og autokamper området. Her pumpes forbrugt vand tilbage i møllesøen, fordi den artesiske brønd ikke altid kan levere tilstrækkeligt vand, til at holde vandstanden. Dette vand kan til gengæld ikke benyttes til drikkevand.

Facade mod sydøst/ Southeast elevation

Tegningen viser

(nr. 1) malekarmen, som fører vandet ind til de to (nr. 2) skovlhjul:

(nr. 2) Yderste/forreste skovlhjul, som driver hovedakslen og det romerskre drev (til højre)

(nr. 2A) Inderste/bageste skovlhjul, som driver Stjernehjulet (til venstre) 

Møllen har to skovlhjul.

2. Skovlhjul

Overfører vandkraften, via den store firkantede træaksel (nr.3), til diverse drev, kværne og maskiner. Ifølge den sidste møller, Jens Hedegaard, kunne skovlhjulet holde i 16. år.

Skovlhjul udføres altid i egetræ, da det er det mest holdbare, når det skal kunne klare at ligge i vand, mere eller mindre hele tiden.

Den ældste mølle var en underfaldsmølle, 
som blev skyllet bort under et voldsomt tøbrud i 1829 og genopført som en brystfaldsmølle.
I forbindelse med en restaurering af møllen fra 1984 og anlæggelse af en ny Møllesø er der etableret en overfaldsmølle. Møllen har på det ene hjul et gangtøj, der repræsenterer den gamle Romerske drev trækform (Beigthon Drive).

Det inderste skovlhjul(2) trækker en kværn(29) og en valse(30) ,de står på kværnhusets broloft, samt et hejseværk(25) og en melsigte(10) 

 

Det yderste skovlhjulhjul(2) overfører vandkraften, via den store firkantede træaksel (nr.3), til unikke romerske drev(6), der herefter via stokkedrev og sindrige snortræk fordeler energien til kværn,

Ifølge den sidste møller, Jens Hedegaard, kunne skovlhjulet holde i 16. år.

Som det fremgår af billedet stikker der to håndtag ud af møllen, som to "vandrette" brædder hen over malekarmen. Et kort til inderste møllehjul og et lang til til yderste møllehjul.

Håndtagene gør de muligt, at styre vandmængden og dermed den effekt, som vandet påvirker møllehjulene med. De styres af et snoretræk på broloftet inde i møllen.

1. Malekarm

Leder vandet fra møllesøen til skovlhjulene.

Venste side af  (nr. 1) malekarmen, som fører vand frem til inderste (nr. 2A) skovlhjul og reguleres af en lem, med et håndtag (bræt gennem ydervæggen) fra kværnloftet.

Højre side af malekarmen, som fører vandet frem til yderste (nr. 2) skovhjul og regulere af en lem med et snoretræk fra broloftet.

Mængden af vand regulerer den kraft, som skovlhjulene påvirkes med.

3. Aksel imellem bageste Skovlhjul og Drev

Overfører energi opsamlet i bageste Skovlhjul til det drev, som driver Stjernhjulet på Kværnloftet. 

 

4. Søle og Søleblok

Jernakslerne med deres ud og indvendige stenlejer.

Oprindeligt lagde man et stykke ”tælle” (flæsk) over de fire akselender på søleblokkerne. Nu smøres alle fire lejer med konsistensfedt.

Jo mindre friksion (modstand) i lejerne, jo mindre tab af den energi som frembringes i Skovlhjulene og dermed den energi der føres ind i Kværnhuset.

Redegørelse for forskningen og teorierne bag ovenstående :

Teoretisk baggrund for Aa-Mølles anvendelse af kraftkilder

Nedenfor regøres for teorien bag kraftkilderne:

Det eustatiske rør

Kinetisk energi

Effektivitet af møllehjul

Artesisk brønd

Det eustatiske rør

Det eustatiske rørs funktion er at udligne trykket.

Som det fremgår af illustrationen kan atmosfærens tryk på havet, flytte niveauet af grundvandet, så man på land kan iagttage, at vandspejlet på en sø inde i land er højere end vandspejlet på havet.

I udgangssituationen vil de to forbunde kar (havet og søen), prøve at finde den samme balance og højde. Skifter trykket på havets store vandflade, vil søens mindre vandflade prøve at finde sammen niveau i takt med at havoverfladen stiger og falder. Men kun så højt, at trykket på søens vandflade, svarer til det tryk der er på havet.

Det er grundlæggene det Pascal dokumenterer i de af ham udviklede fysiske love om forbundne kar, og væsker i balance. 

Grundvandets kringlede veje, gennem forskellige jordlag, kan yderligere øge trykket på grundvandet i undergrunden. Trykket på det vand der løber ud af en vandslange, kan øges hvis man presser åbningen af vandslangen sammen mellem fingrene. Så jo flere steder grundvandet presses sammen, i smalle åbninger imellem jordlagene, jo større ville trykket i grundvandet blive i forhold til det tryk, der ligger på havoverfladen.

Det er grundlæggende det samme princip som bruges, når udnyttelsen af det højere tryk i grundvandet under Aa-Mølle flytter vandet fra grundvandet op i Aa-Mølledam, gennem et smalt rør 10 meter neden under jorden. Umiddelbart vil vandoverfladen i røret, se om den kan finde samme niveau, som grundvandet har, men fordi vandet fra grundvandet presses ind i et smalt rør, vil det yderligere tryk der er i grundvandet, skubbe vandet højere op i røret. Trykket i røret har jo et mindre tryk i det pres atmosfæren lægger inde i vandrøret, så vandoverfladen i røret vil blive presset højere op, indtil der er det samme tryk på vandoverfladen i rører. Kunsten har været at finde ud af, præcist hvor smalt røret skal være, for at der kun kommer den ønskede mængde vand op, så mølledammen kan blive fyldt op og uden at vandet i mølledammen løber over. 

Vi kender det samme fænomen fra naturligere kilder, hvor vandet kan springe ud af en bakke, eller ved hydraliske bremser, hvor et lille tryk på bremsepedalen, kan bringe en stor og tung bil til bremsning.

Kinetisk energi

Et legemes kinetiske energi E er bestemt som en halv gange legemets (vandets) masse m gange kvadratet på legemets (vandets) hastighed v:

E = (½ m) *( v * v)

Energien bliver skabt, når vandet enten falder eller strømmer gennem vandløb eller åer. For at producere så stor kraft som muligt, via vandkraft, er det afgørende, at der for det første opsamles vand fra vandtilløb (masse) og at der skabes en højdeforskel fra det opdæmmende vand i mølledammen, så det strømmer så hurtigt som muligt, for at få den største kraft ført frem til møllehjulet.

Vandkraften omdannes til energi når vandet bremses op, f.eks. ved at ramme skovlene i et vandhjul, sætte vandhjulet i omdrejninger og overføre energi til en aksel, som gennem forskeligge konstruktioner og gearinger kan fordele energien ind i og rundt i vandmøllen. 

Effektivitet af energiomsætningen i skovlhjul

Effektivitet af møllehjul

Aa-Mølle har igennem tiden skiftet møllehjulsteknik, afstemt efter de omstændigheder, der har været for vandtilførsel (fald, vandmængde og mulighed for opstemning). Bredden af selve møllehjulet bestemmes af vandet. Hvis man har et lille fald, men en stor vandmængde, kan man således konstruere en bred tilløbs-rende og et tilsvarende bredt møllehjul. Alt sammen for at tilføre mest mulig energi til vandmøllen. Ved Aa-Mølle med etablering af to Malekarme og to vandhjul. 

Der er 4 grundlæggende typer vand- eller impulshjul, hvoraf de 3 sidste har været anvendt på Aa-Mølle:

Kastefaldshjul - kræver en minimum vandhøjde på 15 ' (39,30 cm) for at være effektiv. Maksimal effektivitet er 90% af potentiel energi. Den øgede effektivitet opnås ved omløbet/rotationen i malerkarmen, som herved nærmest kastedes ned på hjulet og  yderligere udnyttelse af det vand der faldt ned under møllen, til at skubbe på møllehjulets bund, når det flød ud i afløbet fra vandmøllen i samme retning, som vandhjulet drejede. 

Overfaldshjul - kræver en minimumshøjde på 15 ' (39,30 cm) for at være effektiv. Maksimal effektivitet er 70 - 80 % af potentiel energi. Udviklet i anden halvdel af 1600-tallet. Ved overfaldshjulet ledes vandet i en rende (Malekarm) hen mod hjulets højeste punkt og falder ned på hjulets skovle.

Brystfaldshjul - kræver en minimum vandhøjde på 6' -8 ' (15,62 - 20,96 cm) for at være effektiv. Maksimal effektivitet er 50% af potentiel energi. Udviklet i 1400-tallet. Denne type møllehjul krævede opstemning af vandet, men var til gengæld langt mere effektiv, da man både udnytter strømmens skubben og vandets vægt på skovlene i faldet.

Underfaldshjul - bruges, hvor der er minimal vandhøjde, men tilstrækkelig vandstrøm til at dreje vandhjulet. Maksimal effektivitet er 20% af potentiel energi. De første vandhjul var konstrueret efter romersk forbillede, som opretstående hjul, der hvilede på en vandret aksel. I starten var der tale om såkaldte underfaldshjul, der blot er nedsænket i strømmen.

Artesisk brønd

For Aa-Mølles vedkommende svarer princippet til en artesisk brønd.

En artesisk brønd er en vandkilde, hvor grundvandet presses op ad bakke uden behov for at pumpes. Når trykket er stort nok, vil vandet sprøjte op af sig selv.

Vandet siver ind fra omkringliggende højder og samles i en skålformet fordybning af porøse sten som kalksten eller sandsten. Dette lag er igen dækket af et næsten tætsluttende låg af ikke-porøs sten eller aflejring. Når låget er tungt, vil vandet blive presset ud og op, i lighed med når vand klemmes ud af en svamp.

Navnet stammer fra den tidligere franske provins Artois, hvor lignende brønde boredes fra 1126 af munke.[1]

 

Link til top