Što je Tuyau?

Na francuskom tuyau znači cijev ili kanal. Doslovno dakle, tuyau je gotovo svaka vrsta krute ili fleksibilne cijevi. Češće, međutim, tuyau upućuje na specifični mehanizam hidrostatskog tlaka koji uključuje podvodne cijevi i plenumsku komoru za opskrbu komprimiranim zrakom za rad strojeva. Mehanizam su Rimljani koristili kao rani kovački uređaj i uvelike je promijenio način obrade željeza u antičko doba. Kompresija iz tuyaua funkcionirala je slično kao mijeh u modernijim kovačnicama.

Rimske kovačnice za obradu željeza dodatno su razvile uređaj tijekom stoljeća, a neke kovačnice su imale tuyaux s čekićima na vodeni pogon za obradu rastaljene željezne rude. Budući da uređaj nije imao stvarne pokretne dijelove ili nosive brtve, bilo ga je lako postaviti u blizini potoka i drugih vodenih tijela. Duboka voda omogućila je tuyau da proizvede veću kompresiju, a time i više snage. Komprimirani zrak iz vodovodnog sustava koji se temelji samo na cijevima je hladan i iznenađujuće suh, unatoč tome što se dobiva iz vode.

Što se tiče specifične konstrukcije, i drevni i moderni tuyaux imaju cijev s unutarnjim mlaznicama, postavljenim s jednim krajem okrenutim uzvodno. Voda teče u cijev dok mlaznice pomažu u stvaranju više mjehurića zraka u dolaznoj vodi. Povećanje vode unutar cijevi dovodi do toga da cijev tone dublje u vodu, čime se povećava hidrostatički tlak. Gravitacija, dubina vode i temperatura vode utječu na to koliki se pritisak proizvodi tijekom ovog procesa.

Na suprotnom kraju cijevi, mala plenumska komora privlači mjehuriće zraka i tjera vodu da struji bočno. Veći hidrostatski tlak povećava broj mjehurića zraka koji se potiskuju u plenumsku komoru. Mjehurići zraka unutar plenumske komore iskaču kao rezultat promjene tlaka, opskrbljujući komprimiranim zrakom koji se može dovoditi kroz drugu cijev za pogon kovačnica, vodenih čekića i drugih mehanizama. Jednom kada mjehurići zraka puknu, hidrostatski tlak u tuyauu se smanjuje, cijev se diže i proces se ponavlja.

Smanjenje hidrostatskog tlaka u kombinaciji s ispuštanjem komprimiranog zraka pokreće potrebno ispuštanje vode tijekom završne faze obrade tuyau sustava. Cijevi se izdižu iz vode kako tlak pada, kako bi vodu pumpali natrag u tok. Svaki korak procesa se ponavlja i preklapa, osiguravajući dosljednu opskrbu komprimiranim zrakom. Iako je dosljedan u smislu opskrbe, sila ili tlak isporuke komprimiranog zraka nije uvijek tako dosljedan.

Korištenje sustava tuyau pomoglo je da se promijeni položaj operacija obrade željeza u rimsko doba. Umjesto da se usredotoče na zalihe za požare i tako lociraju kovačnice u blizini šuma ili zaliha ugljena, operacije bi se umjesto toga mogle usredotočiti na proizvodnju električne energije. Razumljivo, kovačnice su tako premještene bliže potocima i drugim vodenim tijelima s dobrom strujom kako bi se iskoristile prednosti padajućih vodenih sustava poput tuyaua. Mnoga poboljšanja tijekom stoljeća proizašla su iz modificiranja vodoenergetskih sustava korištenih u mlinovima i drugim industrijama.