Het waterwiel was wereldwijd de belangrijkste energiebron van de middeleeuwen tot op het einde van de negentiende eeuw. Toen de kleinere rivieren verzadigd raakten, richtten middeleeuwse ingenieurs hun aandacht op de grote rivieren, wat uiteindelijk leidde tot de ontwikkeling van de stuwdam die we vandaag nog steeds kennen. Veel minder bekend zijn de tussenliggende stappen naar die technologie: schipmolens, brugmolens en hangende molens. Schipmolens ontstonden al in de zesde eeuw en verspreidden zich over de hele wereld. De meesten bleven in gebruik tot in de negentiende eeuw, een aantal bleef werken tot ver in de twintigste eeuw.
Foto: laatste schipmolen op de Rijn, 1925
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Tot voor kort werden schipmolens als een curiositeit gezien, een voetnoot in de lange geschiedenis van de watermolen. Vandaag denken sommige historici dat ze even wijdverspreid waren als windmolens - hoewel daar moet worden bij verteld dat windmolens, uitgezonderd in Vlaanderen en Nederland, veel minder voorkwamen dan watermolens. De eerste monografie van de schipmolen verscheen pas in 2003, en ze is geschreven door een Vlaming, Karel Broes. De studie bevat, naast andere nieuwe feiten, de ontdekking van drie piepkleine schipmolens op een beroemd schilderij uit de middeleeuwen ("De maagd van kanselier Rolin" van de Vlaming Jan van Eyck). Niemand had ze eerder opgemerkt, of tenminste niet zonder te realiseren wat die dingen nu precies waren.
Toegegeven, schipmolens zijn vreemd. Ze zien eruit als een rivierboot met schoepenraderen, maar eigenlijk zijn ze daar net het tegenovergestelde van. Een waterrad kan op twee manieren gebruikt worden: het kan energie produceren uit bewegend water (zoals het geval is bij de watermolen), of het kan energie uitoefenen op water met als resultaat een beweging (het princpe van de rivierboot met schoepenraderen).
Replica van een schipmolen in Oostenrijk
De schipmolen lijkt uiterlijk op de laatste, maar werkt net als de eerste. Een schipmolen is een watermolen (waterrad en molenhuis) op een drijvend platform dat vastgebonden is aan de rivieroever of voor anker ligt in het midden van de stroom. Het stromende water doet het wiel draaien, en het wiel drijft de maalinrichting aan. Schipmolens konden afzonderlijk in het water liggen, of zij aan zij aan elkaar vastgesjord.
Voordelen van de schipmolen
Waarom zou je een drijvende watermolen bouwen als je evengoed een vaste watermolen op de oever van de rivier kan zetten? Daar zijn een aantal goede redenen voor. Hoewel water een veel betrouwbaarder energiebron is dan wind, kan je er niet altijd op rekenen. De waterstand van een rivier stijgt en daalt alnaargelang het seizoen en de heersende weersomstandigheden, terwijl het waterwiel zich op een vaste hoogte bevindt.
Op kleinere rivieren kon deze veranderlijkheid redelijk goed worden opgevangen door het bouwen van een kleine dam met een sluiswerk, waardoor een reservoir gevormd werd dat de natuurlijke variatie van het rivierwater kon opvangen. In bergachtige gebieden kon ook een overslagrad worden gebruikt, een wiel dat via een soort aquaduct water langs boven ontvangt en veel efficiënter is (50 tot 65 procent, tegenover 20 tot 30 procent voor een onderslagrad).
Schipmolen in Slovenië, bron
Op een grote rivier - die honderd meter breed en tientallen meters diep kan zijn - waren die hulpmiddelen niet voorhanden. Aangezien de waterstand in grote rivieren bovendien aanzienlijk kan variëren, kon een vaste watermolen op de oever makkelijk met zijn raderen boven het waterpeil komen te liggen, waardoor hij nutteloos werd. Andersom kon een hoger dan normaal waterpeil ervoor zorgen dat het waterrad te diep in het water kwam te liggen, wat het al even nutteloos maakte (in tegenstelling tot een moderne turbine, die volledig onder water kan werken).
Zelfs minieme variaties van het waterpeil konden de efficiëntie van een vast waterrad beïnvloeden. Een onderslagrad haalt z'n energie bijna volledig uit de impuls van water, niet aangevuld door de zwaartekracht zoals dat bij een bovenslagrad het geval is. In combinatie met een spaarvijver kon daarmee het water via een optimale hoek op de schoepen gericht worden om de maximum efficiëntie te behalen. Op een grote rivier kon dat niet, waardoor het al relatief beperkte rendement van het onderslagrad nog verder naar beneden ging.
Schipmolens in Turkije, postkaart uit collectie Ton Meesters, Breda
Drijvende watermolens waren het eenvoudige antwoord. Ze volgden automatisch het waterpeil, zodat het onderslagrad zich altijd in een ideale positie bevond ten opzichte van het water. Het resultaat was een krachtbron die 24 uur per dag en 365 dagen per jaar beschikbaar was, met uitzondering van extreme weersomstandigheden. Bovendien konden schipmolens op een plaats in de stroom worden verankerd waar de watersnelheid hoger was dan aan de oever, zodat de efficiëntie omhoog ging. Tenslotte hadden schipmolens ook geen ruimte op de oever nodig, vooral van belang in drukke steden.
Twee soorten schipmolens
Er waren ruwweg twee soorten schipmolens. Het ene type bestond uit twee scheepsrompen met een waterrad er tussenin, terwijl het andere type bestond uit één scheepsromp met twee waterraderen aan beide kanten (of uitzonderlijk slechts één waterrad aan één kant). De schipmolen met twee rompen, die wat op een catamaran lijkt, leverde het grootste rendement. De twee scheepsrompen kanaliseerden het water recht naar het rad toe, waardoor de impuls werd verhoogd. De schipmolen met slechts één romp deed precies het tegenovergestelde, zodat het rendement daalde.
De schipmolen zoals hij verscheen in de Encyclopédie Diderot
Daarbij kon de schipmolen met twee rompen een veel breder waterrad dragen dan de schipmolen met één romp, waardoor het vermogen toenam. Ten derde maakten de twee rompen het mogelijk om vooraan een systeem met schuiven te gebruiken waarmee de hoeveelheid water die op het wiel terecht kwam, geregeld kon worden. Zo kon de snelheid van de maalinrichting worden aangepast, of kon het rad eenvoudig worden gestopt. Dit systeem beschermde het waterrad ook tegen drijfhout. Schipmolens met twee rompen waren natuurlijk ook een stuk stabieler.
Bouwplan
Bij een schipmolen met twee scheepsrompen was één romp altijd een stuk breder dan de andere. Op die brede romp werd het molenhuis gebouwd, inclusief de molenstenen, de transmissie, de voorraadruimte en - in het geval van grote schipmolens - de woning van de bootmolenaar en zijn familie. In het geval van een kleinere schipmolen stond dat huis op de oever van de rivier. De kleinere romp diende alleen om de as van het waterrad te dragen en om het geheel in evenwicht te houden. Beide rompen waren langs voor en langs achter met elkaar verbonden met stevige balken. Het gevaarte in balans houden gebeurde door het laden van stenen in de kleine scheepsromp.
De grote romp bevond zich steeds aan de kant van de oever zodat de schipmolen makkelijk bereikbaar was. Dit betekende dat drijvende molens met twee rompen altijd werden ontworpen met een specifieke locatie in gedachten: de linker- of de rechteroever (op het eerder vermelde schilderij van Jan Van Eyck zag de schilder dat feit over het hoofd).
Als een schipmolen aan de rivieroever lag, dan was het vaartuig toegankelijk via een houten of stenen loopbrug of loopplank. Soms werden lastdieren ingezet om het graan af te leveren en het meel weer af te voeren. Als de schipmolen in het midden van de stroom lag, dan werden kleine schuiten gebruikt.
Diversiteit
Schipmolens, die vrijwel volledig uit hout werden gebouwd, konden bijzonder imposante bouwsels zijn. Doorgaans waren ze 10 tot 15 meter lang, terwijl de langste drijvende molen die Karel Broes beschrijft, een lengte van meer dan 20 meter had. De grote romp was meestal 5 tot 8 meter breed, de smalle romp 2 tot 3 meter. Een schipmolen kon 6 meter hoog zijn en had soms twee of drie verdiepingen.
Schipmolens op de Elbe, 1899. Postkaart uit collectie Ton Meesters
Maar terwijl sommige schipmolens erg groot waren en met vakmanschap in elkaar werden gezet, waren vele andere molens eerder kleine en soms erg primitieve constructies. De levensduur van een schipmolen kon 30 tot 50 jaar bedragen, terwijl het wiel zelf een decennium meeging. Maar sommige schipmolens hielden het niet eens zo lang uit, omdat ze van binnenuit begonnen te rotten of omdat ze uit elkaar vielen.
Enorme raderen
Terwijl de conventionele houten raderen van vaste watermolens zelden meer dan één meter breed waren, konden die van een schipmolen met twee scheepsrompen een breedte hebben tot 6 meter, met een as van tien meter lang. Middeleeuwse ingenieurs verkenden duidelijk de grenzen van wat mogelijk was: houten raderen konden niet breder gebouwd worden omdat ze dan onder hun eigen gewicht zouden bezwijken.
Schipmolen op de Kur in Georgië, postkaart uit collectie Ton Meesters, Breda
De raderen hadden een diameter van ongeveer 5 meter en draaiden aan 3 tot 5 omwentelingen per minuut, afhankelijk van de snelheid van de stroom. Ze leverden doorgaans tussen de 3 en 5 PK. Schipmolens met een enkele romp konden deze brede raderen niet dragen en leverden dus veel minder energie op.
Er waren ook een paar minder voorkomende types, zoals schipmolens met twee raderen tussen de grote en de kleine scheepsromp, waarmee twee molens tegelijk konden worden aangedreven. Ze hadden erg lange assen nodig, die vaak moeilijk te verkrijgen waren (illustratie links). De wielen achter elkaar plaatsen loste dit euvel op, maar dan ging het rendement naar beneden.
Toepassingen van schipmolens
Terwijl veel watermolens vanaf de vijftiende eeuw andere taken begonnen uit te voeren dan het malen van graan, was dat niet het geval voor de meeste schipmolens. Het waren bijna allemaal korenmolens. Er waren een paar uitzonderingen. Karel Broes geeft een lijst mee van een aantal papiermolens, zaagmolens, volmolens, oliemolens en katoenmolens. Een paar recentere schipmolens eindigden hun leven als energiebron voor het opwekken van elektriciteit. In zijn standaardwerk over de geschiedenis van Chinese technologie (zie bronnen) citeert Joseph Needham een zestiende-eeuwse Chinese schrijver die de hamers op een drijvende papiermolens beschrijft:
"In Liang-chiang there were many ship mills, which work on the same principle as the water raising wheels, and are all anchored in the rushing water. The operations of grinding, pounding, and shifting (bolting) are all carried out by the use of water power. The boats make a noise 'ya-ya, ya-ya' incessantly".
Diderot beschreef een stationaire sleepboot, illustratie hieronder:
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Lees verder "Schipmolens: drijvende fabrieken op hernieuwbare energie - deel 2":
- Verspreiding in en buiten Europa
- Ongevallen met schipmolens
- Brugmolens, hangende molens en panstermolens
- Het opmerkelijke ontstaan van de schipmolen
- De schipmolen in de twintigste eeuw
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Wat publiceert Lowtech Magazine volgende week?
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
Bronnen:
- "Over schipmolens en andere onderslagmolens met in hoogte verstelbare wateras", Karel Broes, Molenecho's, Vlaams tijdschrift voor Molinologie, juli - september 2003.
- "Stronger than a Hundred Men: A History of the Vertical Water Wheel (Johns Hopkins Studies in the History of Technology)
", Terry S. Reynolds, 1983.
- "Boat mills in Europe from early medieval to modern times", Daniela Gräf, 2006.
- "Wheels ex-aqueous and ad-aqueous; ship-mill and paddle-boat in east and west", in "Science and Civilisation in China, Vol. 4: Physics and Physical Technology, Part 3: Civil Engineering and Nautics
", Joseph Needham, 1971.
- "Theatrum Machinarum Molarium, Oder Schau-Platz der Mühlen-Bau-Kunst", Johann Matthias Beyer, 1735.
- "Vollständige Mühlen-Baukunst", Leonhard Christoph Sturm, 1718.
- "Die Kölner Rheinmühlen I & II", Horst Kranz, 1991-1993. Er is ook een website.
- "Studies in Ancient technology", R.J Forbes, 1965
- "L'Encyclopédie", Diderot et Alembert, 1751
- "Histoire d'une technique. Le dernier moulin à nef", Claude Rivals, L'Histoire, nr.153, 1992
- "Le moulin et le meunier. Mille ans de meunerie en France et en l'Europe", Claude Rivals (2000).
- "Paris à gré d'eau", Beaudoin Francois, 1993
- "Schiffmühle", wikipedia.
- "Wind, Water, Work: Ancient And Medieval Milling Technology (Technology and Change in History)
", Adam Lucas, 2005
- "A survey of water mills in Japan", Kenjiro Kawakami, 1982
--------------------------------------------------------------------------------------------------------
|
(1)
Wow ! Ademloos uitgelezen !
Nooit van gehoord, en toch zo logisch eigenlijk...
Geplaatst door: toon eerdekens | 16 november 2010 om 21:03
(2)
Ik ben er een paar tegengekomen in thailand...
Tijdens de treinrit naar de hellfire-pass.
(Hellfire Pass in Kanchanaburi Province, Thailand)
Geplaatst door: TooT | 17 november 2010 om 11:09
(3)
Die schipmolens in Thailand werken dus nog?
Geplaatst door: Kris De Decker | 18 november 2010 om 09:59
(4)
Mischien een alternatief/aanvulling op de windmolen parken?
Geplaatst door: Dirk | 18 november 2010 om 20:59
(5)
mooi, maar als je naar de getallen kijkt en die in perspectief zet met onze eigen energiehonger toch verbijsterend :
voor amper enkele pk's zo'n constructie bouwen.
als je dan pk als paardekracht leest en een paard vreet 2 [hectare x jaar] leeg, en je hebt enkele paarden per dag nodig om die enkele pk's een hele dag te kunnen benutten dan telt 1 molen van 3 pk voor 3x4x2=24ha ...
hoeveel pk heeft jouw auto/grasmachine/zaagtafel/... ?
Geplaatst door: Johan | 25 november 2010 om 20:42
(6)
@ Toot
Mijn vrouw is een Thiase,en kent die streek goed.
Er worden daar een soort van drijvende "bungalows"of vakantiehuizen verhuurd op de rivier met een kleine motor als aandrijving.
Van ver lijkt het er dan wel op.
Geplaatst door: Walter | 27 november 2010 om 18:22
(7)
nooit te laat om oude kennis te verfijnen en te gebruiken als alternatief van "nieuwe" (meestal vervuilende!) technologie...
Geplaatst door: patricia | 03 juni 2011 om 10:53
(8)
Dat is iets om buitengaats ,( net achter) de stormvloedkering in Zeeland te maken met pontons.
Daar dan stroomturbines op en als het eb wordt en vloed gratis elektriciteit. Verankering aan de kering voor bereikbaarheid , en in zee.
Volgens mij levert dat best wel wat op en er heeft niemand last van.
Geplaatst door: cor schaak | 12 juni 2013 om 11:51