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Die Chinesische Windmühle



Von Persien aus verbreitete sich die Kunde vom Wind, der die Arbeit von Ochsengespannen beim Mahlen oder Wasser Pumpen übernimmt nach China. Dort tüftelte man weiter und fand eine Verbesserung: wenn die Platten außen auf- und zuklappbar aufgehängt werden, dann ist die Windmühle unabhängig von der Windrichtung. Und da man in China über Bambus verfügt, der sich ideal zum Bauen verwenden lässt, nahm man dann auch den und verzichtete auf das Mauerwerk.

Chinesische Windmühle
(schematisch)
Bild "Home:chinesische.GIF"
(Draufsicht) Wind von links

Die Segel laufen über zwei zueinander parallele Achsen. Die Hauptachse ist in der Mitte und zusätzlich sind sie wie Türen an einer zweiten, außen umlaufenden Achse befestigt. Die äußere Achse ist jedoch durch die blau markierten Stopper beschränkt. So kommt es, dass die Segel auf der einen Seite quer und auf der anderen Seite längs zur Windrichtung liegen. Sollte sich die Windrichtung ändern, verschiebt sich das ganze von selbst.
Damit die Windmühle sich nur in eine Richtung drehen kann, wird ein Überklappen über 180° durch Seile verhindert.

So wie in dem Bild ist die Chinesische Windmühle ein Widerstandsläufer. Durch Probieren fanden die Chinesen heraus, dass die Leistung beträchtlich zu erhöhen ist, wenn man den Klappwinkel-Bereich weiter beschränkt. Das Auf- und Zuklappen kostet Zeit und damit Energie. So wird die Chinesische Windmühle auch noch zu einem Auftriebsläufer, da nun die Segel, bevor und nachdem sie quer zu Windrichtung stehen, an Land "halber Wind" segeln.
Außerdem ließen sie auch die Segel noch etwas über die andere Seite der Außen-Achsen gehen. Das bremst zwar die Mühle, aber senkt die Schnelllaufzahl (= Verhältnis Bahn- zur Windgeschwindigkeit) und sie läuft ruhiger.

Chinesische Windmühle
(optimiert)
Bild "neue Mühlen:anigif_chinWindmill.gif"
animierte Darstellung

Die Pfeile geben den virtuellen Wind auf die Segelenden an. (Entstehende Luftwirbel durch die Segel auf der Luv-Seite sind nicht berücksichtigt.)

Benutzt wurde die Chinesische Windmühle hauptsächlich zum Pumpen von Wasser. Die Reis-Felder wurden so bewässert.

Ein großer Nachteil der Chinesischen Windmühle ist es, dass man den oberen Punkt der Drehachse festhalten muss, sonst fliegt einem das ganze über kurz oder lang um die Ohren. Ein zweiter Nachteil ist der große Flächenverbrauch der Mühle.

Mich beschäftigte die Frage, was passiert, wenn der Klappwinkel-Bereich 0° beträgt und die Segel so nah beieinander stehen, dass die Luft im Inneren so ohne weiteres nicht heraus kann, wie in einer Konserven-Dose, die man wie eine Apfelsinenschale geschlitzt und das Blech nach außen gebogen hat. Durch Basteln erfand ich so den Tirajator neu.