HÄTTEKVARN NYA RÖRSTRANDSKVARNEN STORA TISAN 1750 KUNGLIGA MODELLKAMMAREN

Transkript

1 VINDKRAFT

2 HÄTTEKVARN NYA RÖRSTRANDSKVARNEN STORA TISAN 1750 KUNGLIGA MODELLKAMMAREN Utmärkande för s.k. hättekvarnar är, att den övre delen, hättan, är vridbar för att kunna riktas in mot vinden. Modellen föreställer Nya Rörstrandskvarnen som stod på Norrmalm i Stockholm från mitten av 1700-talet till slutet av 1800-talet. Den äldsta väderkvarnstypen med horisontell axel är den s.k. stolpkvarnen eller stubbamöllan som den kallas i vårt land som började användas i Västeuropa på 1100-talet. I denna kvarntyp är vingarnas axel lagrad i själva husbyggnaden, och hela huset vänds efter vinden. En senare variant är den s.k. hättekvarnen, som har en vridbar överdel, i vilken drivaxeln är lagrad, och en fast, undre byggnad som inrymmer maskineriet. Kvarntypens ursprung är osäkert, möjligen har den sin härkomst i medelhavsområdet. De första säkra beläggen är dock från 1300-talet och då i Västeuropa. De första hättekvarnarna hade en underdel som var uppmurad av sten. I Holland utvecklades en hättekvarn i början av talet som var byggd helt i trä. Den kom att kallas för Holländare, efter sitt ursprungsland. Tekniken med den vridbara överdelen innebar, att ett tyngre maskineri med flera par kvarnstenar kunde användas. Produktionskapaciteten kunde därmed ökas. Den holländska varianten av hättekvarnen var mycket effektiv och kom att få stor spridning i Västeuropa. Konstruktionen användas också för andra ändamål än att mala säd, tex. för sågning av timmer. Att uppföra en Holländsk kvarn var ett kvalificerat arbete som krävde stora kunskaper hos byggaren. Denna konst behärskades av de s.k. konstbyggmästarna. STORA TISAN Modellen föreställer Nya Rörstrandskvarnen eller Stora Tisan som den kallades i folkmun. Kvarnen stod på Norrmalm i Stockholm ungefär på den plats där Adolf Fredriks skola ligger idag (korsningen Dalagatan Rådmansgatan). I detta område fanns under 1600-, och 1800-talen ett stort antal väderkvarnar. Av samtida kartor framgår, att kvarnen uppfördes någon gång mellan Kvarnen var i bruk på Norrmalm fram till 1880-talet, då den flyttades ut till Rolsta i närheten av Märsta norr om Stockholm. Vid återuppbyggnaden moderniserades kvarnen väsentligt och försågs med ny brädbeklädnad och nya fönster. Så småningom insattes även ett elektriskt maskineri, och vid mitten av 1930-talet monterades vingarna av. Kvarnen skall enligt uppgift ha brunnit ned på 1960-talet. Uppgifter saknas om vilket år som modellen byggdes. Av modellkammarens inventarieförteckningar kan utläsas, att den bör ha byggts någon gång mellan Upphovsmannen till modellen är förmodligen Jonas Norberg ( ) som var anställd som modellör vid modellkammaren. HÄTTEKVARNENS KONSTRUKTION OCH FUNKTION Utmärkande för hättekvarnen är, att den övre delen med drivaxel och vingar är vridbar för att kunna riktas in mot vinden. I den undre, fasta byggnaden finns kvarnstenarna och maskineriet. Antalet sidor på hättekvarnen kunde variera. Nya Rörstrandskvarnen var 16-kantig d.v.s. den hade 16 sidor. Vidare kan noteras, att den övre, vridbara delen hättan vilar på en bana av plankor, runt vilken den kan vridas. Överdelen vrids runt med hjälp av stänger som är fästade på dess baksida. Underbyggnaden består av tre våningar. Den översta kallas för säckvinchloftet. Den har en hissanordning och fungerar som lagringsplats. Våningen under kallas för kvarnloft. Här finns kvarnstensparen och den s.k. förmalningsapparaten. Den nedersta våningen benämns broloft eller siktloft, och det är till denna våning som mjölet leds ner i rännor. Antalet kvarnstenar kunde variera i hättekvarnarna. Modellen är försedd med tre stycken stenpar. Vinden sätter vingarna och drivaxeln i rörelse. Kraften överförs till de tre stenparen via kronhjulet, krondrevet, stjärnhjulet och kvarndreven (se bild). Hättekvarnens kapacitet var större än andra väderkvarnars. En dygnskapacitet runt tio tunnor mald säd var normal. Waldén, Bertil, Tre Wäderkvarnar från det gamla Stockholm, i S:t Eriks årsbok, Ek, Sven B., Väderkvarnar och vattenmöllor, Lund 1962, s 17, Nationalencyklopedin, artikel kvarnar. TM Kraften överförs till de tre stenparen via kronhjulet (1), krondrevet (2), stjärnhjulet (3) och kvarndreven (4). Teckning av Elisabeth Ödmann. 2

3 MODELL AV VINDDRIVEN PUMPINRÄTTNING 1700-TALET KUNGLIGA MODELLKAMMAREN Vinddrivna anordningar för att pumpa vatten har använts under många århundraden. Under och 1700-talen gjordes försök med s.k. väderpumpar vid svenska gruvor, och i slutet av 1800-talet lanserades den s.k. amerikanska vindmotorn som fick stor användning inom jordbruket. Vindkraft kom tidigt i bruk för att driva pumpanordningar. I Holland användes förmodligen vinddrivna vattenpumpar redan under 1300 och 1400-talen för att dränera landområden. I Sverige gjordes försök med vinddrivna vattenpumpar i början av 1600-talet vid Falu koppargruva. En sådan wäderkonst ska ha demonstrerats för kung Gustaf II Adolf, då han besökte gruvan Försök gjordes även under 1600-talets senare del med att driva pump- och uppfordringsanordningar med vindens kraft. T.ex. uppges en vinddriven vattenkonst ha uppförts vid Nordmarks järngruvor i Värmland, och även vid Sala silvergruva ska väderdrivna pumpar ha använts. En person som kom att ägna denna teknik ett stort intresse var konstmästaren vid Falukoppargruva Olof Henricsson Trygg ( ) erhöll Trygg privilegium på en metod att draga vatten ur gruvor med hjälp av väderpumpar. Vid Dannemora gruvor byggdes en väderdriven pumpinrättning som ett komplement till de vatten- och muskeldrivna uppfordringsanordningar som fanns. Anordningen blev dock inte någon framgång. Någon större betydelse fick aldrig de vinddrivna vattenpumparna vid svenska gruvor. I slutet av 1800-talet lanserades den amerikanska vindmotorn som särskilt kom till användning för vattenpumpning inom jordbruket. I Sverige tillverkades denna typ av vindmotor av flera mekaniska verkstäder och bruk. bl.a. Vulcans Mekaniska Verkstad i Norrköping, Vattholma Bruk i Uppland och Ystads Mekaniska Verkstad och Gjuteri. VÄDERPUMPENS KONSTRUKTION OCH FUNKTION Vinden sätter vingarna och axeln i rörelse. Axelns roterande rörelse omvandlas till en fram- och tillbakagående rörelse via en utväxlingsanordning och en vevstake. Vevstaken är fästad vid en kolvstång som rör sig upp och ner inuti en stolpe. Kolvstången trycker ned hävstänger som aktiverar fyra stycken s.k. lyftpumpar som kan pumpa vatten t.ex. från en damm. Den breda skivan vindfanan ser till att vingarna ställer in sig efter vindriktningen. Jonas Adolph Norbergs modell av Wäderwinge att draga pumpar på afstånd och djup. WÄDERVINGE ATT DRAGA PUMPAR PÅ AVSTÅND OCH DJUP Av etiketten på modellen framgår, att det är en modell av en Wädervinge att draga pumpar på avstånd och djup. Någon närmare precisering av vilket användningsområde som avses finns inte. Modellen kan 3

4 vara byggd efter förebild från en ritning ur fransmannens Belidors verk Architecture hydrauliquem. Det skulle i så fall röra sig om någon form av dräneringspump, avsedd för tex. kärr och mossar. Tänkbart är, att anordningen var avsedd att användas som en länk i ett större vattenförsörjningssystem, kanske vid Falu koppargruva, där behovet av vatten för drivning av konster och spel var stort. Modellen finns upptagen i 1801 års inventarium till Kongl. Modellkammaren, förtecknat av Jonas Adolf Norberg. Sannolikt är den tillverkad någon gång mellan 1770 och sekelskiftet Modellen ingår i den Kungliga Modellkammaren, en samling trämodeller av mekaniska anordningar som användes i utbildningssyfte. Samlingen började byggas upp i början av 1700-talet på initiativ av Christopher Polhem. Denna modell är förmodligen tillverkad av Jonas Adolf Norberg som var modellör vid Kongl. Modellkammaren och som med tiden avancerade till föreståndare för samlingen. Modellerna i Modellkammaren överfördes 1826 till det nybildade Teknologiska Institutet i Stockholm, där de användes i undervisningen. På 1920 talet hittades modellerna på Tekniska Högskolans vind och överfördes till Tekniska museet. Inventarieförteckningar för Kongl. Modellkammaren, 1772, 1779 och 1801 (Tekniska museets arkiv). Cronstets ritningssamling TM J (Tekniska museets arkiv). Baeckström, Arvid, Kongl. Modellkammaren, i Daedalus Lindroth, Sten, Gruvbrytning och kopparhantering vid Stora Kopparberget intill 1800-talets början, Del I, Uppsala 1955, sid 139 och 300. Lindqvist, Svante, Technology on Trial, The introduction of steam power technology into Sweden, , Uppsala 1984, s 64, TM Bilden tv. Axelns roterande rörelse omvandlas till en fram- och tillbakagående rörelse med hjälp av en vev. Bilden th. Kolvstången, som rör sig inuti stolpen, trycker ned hävstänger som aktiverar fyra pumpar. Teckningar av Elisabeth Ödmann. 4

5 VÄDERSÅG 1800-TALET Sågar drivna av vindens kraft har inte haft samma betydelse som de som drevs med vatten. Vädersågar användes i trakter där vattenkraft saknades och där det blåste bra. Vinddrivna sågverk började användas i Holland i slutet av 1500-talet. De brukades bl.a. till att såga timmer som behövdes för att bygga fartyg. Det första vindrivna sågverket tillskrivs holländaren Cornelis Corneliszoon som erhöll ett patent Vädersågar var ovanliga i Storbritannien. En vinddriven såg som uppfördes i London 1663 attackerades av uppretade arbetare som såg anordningen som ett hot mot sin yrkesutövning sågning för hand. Verksamheten fick därmed läggas ned. I Sverige var vädersågar i bruk under 1800-talet och en bit in på 1900-talet. Sågarna sattes upp i områden som saknade vattenkraft; t.ex. i vissa delar av Västergötland och på Gotland. Det bör nämnas, att den svenske mekanikern Christopher Polhem konstruerade ett enbladigt, vinddrivet sågverk i början av 1700-talet. Några uppgifter om att anordningen skulle ha kommit till användning finns dock inte (En modell kan studeras i Kongl. Modellkammaren). Det finns inga dokument som kan berätta om modellens tillkomsthistoria. Den ingick inte i den Kongliga Modellkammaren, utan har tillförts denna samling i efterhand. Modellen kan vara ett elevarbete utfört vid Teknologiska Institutet i Stockholm (föregångare till KTH). VÄDERSÅGENS KONSTRUKTION OCH FUNKTION Vädersågen har ett vindhjul med 6 vingar fästade vid en horisontell axel. Kraften överförs till sågramen med hjälp av en vevaxel och en vevstake. Axeln är lagrad i ett vridbart stativ. Denna anordning gör det möjligt att ställa in vingarna efter vindriktningen. I bakre delen sitter en stång rumpen som används för att rikta in överdelen. Stocken som ska sågas läggs upp på en s.k. kälke eller vagn och dras fram mot den upp- och nedgående, enbladiga sågramen. När stocken har sågats igenom, förs vagnen tillbaka till sitt utgångsläge. Stocken omflyttas i sidoläge en plank- eller brädbredd, och momentet upprepas. Det är svårt att hitta uppgifter om vädersågens kapacitet. Om en vädersåg från Bredvik i Västergötland vet vi, att 6 7 stockar kunde sågas upp per dygn. Althin, Torsten, Restaurering av Mekaniska Modeller, i Fataburen Näslund, O. J., Sågar: Bidrag till kännedom om sågarnas uppkomst och utveckling, Stockholm 1937, s 81 91, TM Cornelis Corneliszoons ritning till vädersåg från

6 NÄSUDDEN II 1992/93 VATTENFALL, GOTLAND Näsudden II togs i drift 1993 och ingår i Vattenfalls forskningsprogram för att öka kunskapen om vindkraftens användning. försöksanläggningar i Maglarp i Skåne och i Näsudden på Gotland. Näsudden I uppfördes av Vattenfall 1983 och var i drift fram till Efter driftstimmar var man då tvungen att stänga verket på grund av att sprickor uppstått i turbinbladen. Under 1992 uppfördes ett nytt aggregat på det gamla betongfundamentet Näsudden II som togs i drift Det nya aggregatet, som utvecklats av svensk och tysk industri, innehåller flera viktiga tekniska förbättringar. Bl.a. är turbinbladen tillverkade av kompositmaterial för ökad hållfasthet. Näsudden II är tillsammans med systeraggregatet Aelos II i Tyskland störst i Europa. Redan i slutet av 1800-talet började vindmotorer att användas för att alstra elektricitet till belysning och drift av arbetsmaskiner. I Danmark, USA och andra länder utvecklades mindre, vinddrivna elverk som främst kom att användas inom jordbruket. I början av 1970-talet ökade intresset för vindkraft som en direkt följd av oljekrisen och på grund av ett ökat miljömedvetande. I flera länder startades nu statsfinansierade utvecklingsprojekt. I Sverige fattade statsmakterna beslut om ett vindkraftprogram 1973/74 som bl.a. resulterade i uppförandet av ett forskningsaggregat i Älvkarleby (1977) och två större TEKNISKA DATA Navhöjd: 77 meter Turbindiameter: 80 meter Varvtal: 21 varv/minut Startvind: 6 meter/sekund Vikt (blad och maskinhus): 170 ton Effekt: 3000 kw Elproduktion: kwh/år (motsvarande förbrukningen för 365 eluppvärmda villor) Vindkraft, broschyr, Vattenfall Wirzelius, Tore, och Karlsson, Olof, Vind, del I och II, Södertälje