タワーミル

タワーミルは、レンガや石でできた塔の上に木製の「キャップ」または屋根が乗った垂直風車の一種で、回転することで帆を風上に導くことができます。^{[1] [2] [3] [4] [5]}

堅固な石積みの土台の上に回転するキャップが付いているため、タワーミルは以前の柱式風車に比べてはるかに高い位置に立てることができ、大きな帆を張ることができ、風に大きく到達できるという大きな利点がありました。風車は一般的に何世紀も前から文明社会で知られていましたが、タワーミルは伝統的な西洋風の風車を改良したものです。タワーミルは1300年から1900年までの約600年間、ヨーロッパにとって重要な動力源であり、蒸気機関や石炭火力の出現以前は、すべての風力機械の産業用電力の25%を占めていました。^[6]

これは、人類が古くから知っていた技術の改良や適応の実証を表していた。このタイプの工場は効果的であったが、その複雑さゆえに、当初は主に最​​も裕福な人々によって建設されたと主張する人もいる。^[7]

タワーミルは、西ヨーロッパで13世紀後半に歴史書に登場します。その存在に関する最古の記録は1295年、ドーバーのステファン・デ・ペンカスターによるものですが、最古のイラストは1390年のものです。^[8]その他の初期の例は、ヨークシャーとバッキンガムシャーから来ています。^[9]他の情報源によると、最古の起源は1180年、ノルマン人の証書に描かれたこの新しい西洋式の風車のイラストです。^[10]オランダには、 1407年以前に記録された風車が6つあります。英国で最も古いタワーミルの1つは、アーチのある円錐形の土台を持つ、ウォリックシャーのチェスタートン風車です。その発展の大部分は、中世後期を通じて続きました。15世紀の終わりに向けて、タワーミルはヨーロッパ全土でより多く見られるようになりました。

タワーミルの起源は、成長を続けるヨーロッパ経済にあります。ヨーロッパでは、より信頼性が高く効率的な動力源、特に川岸から離れた場所でも使用できる動力源が必要でした。ヨーロッパでは19世紀までタワーミルが主流でしたが、その後、ノーフォークのビリングフォードミル、ノリッジのアッパーヘレスドンミル、ケンブリッジシャーのストレサムミルなどでタワーミルが使われるようになりました。^[11]

塔型風車は文化的オブジェクトとしても見られ、美的魅力を念頭に置いて塗装やデザインが施されていた。風車のスタイルは地元の伝統や気象条件を反映しており、例えばイギリス西海岸に建てられた風車は強風に耐えられるように主に石で建てられ、東海岸に建てられたものは主にレンガで建てられた。^[12]

イングランドでは、18 世紀後半から 19 世紀にかけて、およそ 12 隻の 8 帆船、50 隻以上の 6 帆船と 50 隻以上の 5 帆船が建造され、その半分はリンカンシャーで建造された。8 帆船のうち、ヘッキントンのポックリントンの風車だけが、完全に機能する状態で現存している。他のいくつかは、4 帆船 (オールド・バッケナム)、住宅 (ディス・ボタンの風車)、廃墟 (ウィズビーチのリーチの風車)、または解体された (ホルビーチ風車、ボストンのスキルベック風車) 風車として現存している。リンカンシャーには、白い玉ねぎ型のキャップと巨大な扇状尾翼を持つ、6枚帆（シブジー・トレーダー風車、ウォルサム風車）と5枚帆（バーグ・ル・マーシュのドブソンズ・ミル、ボストンのモード・フォスター風車、アルフォードのホイルズ・ミル）の細身（ほとんどがタール塗り）の塔型風車がいくつか残っており、現在も稼働しています。リンカンシャーとヨークシャーにあった、かつては5枚または6枚の帆があった塔型風車で、現在は帆がなく、部分的に屋根も付いていないものには、リンカーンのルタールズ風車、ヨークのホルゲートのホルゲート風車（現在修復中）、ヘスルのブラック、クリフ、またはホワイティングズ風車（ 7階建ての白亜質の風車）、（元々は6枚の帆があった）バートン・アポン・ハンバー塔型風車、リンカンシャーのロング・サットンのブランズウィック風車、メザリンガム風車、ホルビーチのペニー・ヒル風車、ラッグビー風車（1831年にE・イングルデューが建設、1830年にヘッキントン風車の風車工が建設）、ウェリンゴア塔型風車がある。

タワーミルが初期のポストミルより優れている点は、すべての機械類を含むミル全体（「本体」、「バック」）を風に向ける必要がないことです。これにより、機械類と保管場所のためのスペースが広くなります。ただし、オランダ周辺で見つかった一部のタワーミルは、ミルの基礎全体をキャップとともに回転するように木製のフレーム上に構築されていました。これらのタワーは、石造ではなく木材で構築されることが多かったです。^{[13] [14]}変化する風のパターンに反応して旋回できる可動ヘッドは、タワーミルの最も重要な側面でした。この機能により、厳しい天候に対処できる、より大きく安定したフレームの利点が得られました。また、キャップのみを移動することは、構造全体を移動するよりもはるかに簡単でした。

初期のタワーミルでは、ミルの後ろの地面まで伸びた長いテールポールでキャップを風に向けました。後には、ギアを介してキャップを動かすエンドレスチェーンが使用されるようになりました。1745年にイギリスのエンジニア、エドモンド・リーが風車のファンテイルを発明しました 。これは、ミルの後ろで帆に対して直角に取り付けられた小さな風車で、キャップを自動的に回転させて風に向けるものでした。^[15]

他の風車と同様に、タワー ミルには通常 4 つのブレードがあります。風車の効率を高めるために、風車大工はさまざまな方法を試しました。

• 布張りタイプの帆の代わりに自動化された特許帆は、制御ギアによって工場内部から表面を変更するため、布張りの帆を広げたり取り外したりするために帆のクロスを止める必要がありませんでした。
• 帆の表面積を増やすために4枚以上のブレードを使用します。

そこで、技術者のジョン・スミートンは、5 枚、6 枚、さらには 8 枚の羽根を持つ帆のクロスを作るために、鋳鉄製のリンカンシャー クロスを発明しました。このクロスは、最も広く使用されていたリンカンシャーにちなんで名付けられました。

19世紀のヨーロッパで最も発達した段階では、タワーミルにはいくつかの構成要素があり、ギャラリーなどのいくつかの要素はすべてのタワーミルに存在するわけではありません。^[16]

• ストック – 風車の上部から突き出ているアームで、帆のフレームを固定します。これが帆の主な支えとなり、通常は木製です。
• セイル - 風を捉える回転フレームで、ストックに取り付けられて保持されます。ほとんどのタワー ミルに見られる伝統的なスタイルは 4 つのセイル フレームですが、地中海モデルでは通常 8 つのセイル フレームがあります。この例として、1820 年に建設されたシチリア島のセント メアリーズ ミルが挙げられます。
• 風軸 – 帆のフレームの特に重要な部分である風軸は、帆の動きを風車内の機械に伝える円筒形の部品です。
• キャップ – 帆とストックを保持するタワーの上部。この部品はタワーの上で回転できます。
• タワー – タワーミルの主要構造であるキャップを支えます。
• フロア – 塔の内部のベースレベル。通常は穀物やその他の製品が保管される場所です。
• ギャラリー - タワーミルが上昇した場合にタワーミルの周囲にアクセスできるようにするための、タワーの外側の床を囲むデッキ。すべてのタワーミルにあるわけではない。ギャラリーは、大型のミルでは地上から簡単に帆に手が届かないため、修理のために帆にアクセスできるようにした。^[17]
• フレーム – 帆の輪郭を形成する帆のデザイン。通常は網目状の木製デザインで、その後布で覆われます。地中海のデザインは、帆のフレームに複数の帆があり、それぞれが布を覆い、背後に木製フレームがないという点で異なります。
• ファンテイル - キャップに取り付けられた方向調整装置で、回転して帆を風の方向に保つことができます。
• ヘムラート – フレームの側面にある厚い木製のセイルバーで、より細いセイルバーを帆の内側に保ちます。
• セイルバー – 帆を形成する細長い木片。
• 帆布 - 風のエネルギーを集めるために帆に取り付けられた布。弱い風の場合は大きな帆布を使用し、強い風の場合は小さな帆布を使用します。

タワーミルは水車よりも強力で、およそ14.7～22.1 キロワット（20～30馬力）を発電することができた。^[18] タワーミルはトウモロコシを挽く以外にも多くの用途があった。タワーミルは他の産業にもサービスを提供することで、着実に電力需要が高まっていた社会を支えたと言われることもある。^[19]

• コショウやその他のスパイスの生産
• 製材会社は製材所の動力源としてこれを使用した
• 製紙会社は木材パルプを紙に変えていた

他の情報源は、タワーミルがこれらのことを行ったという具体的な証拠はないと主張してこれに反論している。^[3]

世界で最も高いタワーミルは、オランダのスキーダムにあります。オランダ語で「北」を意味するDe Noord は、1803 年に建てられたトウモロコシ製粉所で、頂上までの高さは 33.3 メートル (109 フィート) です。2006 年には、この製粉所を模倣したDe Nolet (製粉所を所有する地元の Nolet 蒸留所一家にちなんで名付けられました) が、頂上までの高さ 42.5 メートル (139 フィート) の発電ミルとして建設されました。

イングランドで最も高いタワー風車は、リンカンシャー州モールトンにある9階建てのモールトン風車で、屋根の高さは30メートル（98フィート）です。2005年以来、この風車には、風車軸とファンテイルを備えた新しい白い回転式の屋根があります。舞台は2008年に建てられ、新しい帆は2011年11月21日に取り付けられ、風車の修復が完了しました。^[21]より大きな風車は失われており、例えば、灯台として機能していたランタンの頂上までの高さが37メートル（120フィート）あったグレートヤーマスサウスタウン風車^[22]や、屋根の頂上までの高さが42メートル（137フィート）あったビクスリータワー風車^[23]は、どちらもノーフォークにあります。

オランダのタワーミル（torenmolens）と呼ばれる風車は、コンパクトな円筒形またはわずかに円錐形の塔を持っています。南オランダには、このタイプ（オランダ語の定義）の風車が 4 基残っており、最も古いものは 1441 年以前のものです。これらの風車のうち 3 基のキャップは、キャップに組み込まれたラッフィング ギアによって回転します。固定キャップを備えた古いタイプのタワーミルは、14 世紀の城、要塞、または市壁の内側で発見され、地中海周辺で今でも見ることができます。これらの風車は、帆を卓越風向に向けるように建てられました。

タワーミルの建設には莫大な費用がかかり、推定コストは柱式ミルのほぼ2倍とされている。そのため、発明されてから数世紀経つまであまり普及しなかった。攻撃に耐えられるように、要塞化された町の城や塔の側面に建てられることもあった。20世紀に入ってもイギリス南部では一部のタワーミルが稼働していた。^[24]

• ルーカス、アダム. 風、水、仕事：古代と中世の製粉技術。 (BRILL、2006)
• ライトラー、ロバート W. アメリカにおける風力エネルギー：歴史（オクラホマ大学出版、1996 年）
• ヒルズ、リチャード・レスリー。 風力発電：風車技術の歴史。（ケンブリッジ大学出版、1996年）
• ジョン・ラングドン『 中世経済における工場：1300～1540年のイングランド』（オックスフォード大学出版、2004年）
• トーマス・キングストン・デリーとトレバー・イルティッド・ウィリアム。 テクノロジーの短い歴史：最古の時代から西暦 1900 年まで。（Courier Dover Publications、1993 年）
• トーマス・F・グリック、スティーブン・ジョン・リヴジー、フェイス・ウォリス。 中世の科学、技術、医学：百科事典：ラウトレッジ中世百科事典第 11 巻。（ラウトレッジ、2005 年）
• ハーバード大学。 フランクリン研究所ジャーナル、第187巻。（ペルガモン出版社、1919年）
• ワッツ、マーティン著 「水力と風力発電」（オスプレイ出版、2000年）
• ボール、ロバート・スティール。 自然の力の源。（D. ヴァン・ノストランド社、1908 年）
• コロニアル ウィリアムズバーグ財団。18 世紀バージニアのミラー。(コロニアル ウィリアムズバーグ、1958 年)
• チポラ、カルロ M.産業革命以前: 1000-1700 年のヨーロッパの社会と経済(WW ノートン & カンパニー、1994 年)

ウィキメディア・コモンズには、タワー・ミルズに関連するメディアがあります。

• チェスタートン風車
• タワーミルズに関する興味深い小規模サイト
• タワーミルのコンポーネントを示します
• タワーミルズの興味深い画像
• レストランが併設されたエーデの「ラナ・マリアナ」風車を紹介するオランダのウェブサイト
• バルバドスのモーガン・ルイス風車。尾木付きタワーミルの好例
• オランダのタワーミル Noletmolen は、2005 年に発電用に建設された伝統的なスタイルのミルです。 – オランダ語のテキスト。
• フランス・ムーラン連盟