Mis on Tuyau?

Prantsuse keeles tähendab tuyau toru või toru. Sõna otseses mõttes on tuyau peaaegu igat tüüpi jäik või painduv toru. Enamasti viitab tuyau aga spetsiifilisele hüdrostaatilisele rõhumehhanismile, mis hõlmab veealuseid torusid ja survekambrit masinate töötamiseks suruõhuga varustamiseks. Roomlased kasutasid seda mehhanismi varajase sepistamise seadmena ja see muutis oluliselt raua töötlemist iidsetel aegadel. Tuyau’st kokkusurumine toimis sarnaselt moodsamate sepikodade lõõtsaga.

Rooma rauatöötlemise sepikojad arendasid seadet sajandite jooksul edasi, mõnel sepikojal oli vesijõul töötava haamriga tuyaux sula rauamaagi töötlemiseks. Kuna seadmel polnud päris liikuvaid osi ega kantavaid tihendeid, oli seda lihtne ojade ja muude veekogude lähedusse üles seada. Sügav vesi võimaldas tuyaul toota suuremat survet ja seega ka rohkem võimsust. Ainult torupõhisest veesüsteemist pärinev suruõhk on jahe ja üllatavalt kuiv, hoolimata sellest, et see pärineb veest.

Konkreetse konstruktsiooni osas on nii iidsel kui ka kaasaegsel tuyaux’l sisemiste düüsidega toru, mille üks ots on suunatud ülesvoolu. Vesi voolab torusse, samal ajal kui düüsid aitavad tekitada sissetulevasse vette rohkem õhumulle. Veekoguse suurendamine toru sees toob kaasa selle, et toru vajub sügavamale vette, suurendades seeläbi hüdrostaatilist rõhku. Gravitatsioon, vee sügavus ja vee temperatuur sõltusid selle protsessi käigus tekitatud rõhust.

Toru teises otsas tõmbab õhumulle ligi ja sunnib vett külgsuunas voolama väike õhukamber. Kõrgem hüdrostaatiline rõhk suurendab õhumullide arvu, mis surutakse õhumullide kambrisse. Rõhu muutumise tagajärjel hüppavad õhumullid täitekambri sees, varustades suruõhku, mida saab teise toru kaudu juhtida sepikodadele, veehaamritele ja muudele mehhanismidele. Kui õhumullid tekivad, väheneb hüdrostaatiline rõhk torus, toru tõuseb ja protsess kordub.

Hüdrostaatilise rõhu vähenemine koos suruõhu vabanemisega annab vajaliku vee väljutamise tuyau süsteemi viimases töötlemisetapis. Torud tõusevad rõhu langedes veest välja, et vesi tagasi ojasse pumbata. Protsessi iga etapp kordub ja kattub, tagades ühtlase suruõhuvarustuse. Kuigi toiteallikas on ühtlane, ei ole suruõhu jõud või rõhk alati sama ühtlane.

Tuyau süsteemi kasutamine aitas Rooma ajal muuta rauatöötlemisoperatsioonide paigutust. Selle asemel, et keskenduda tulekahjude varustamisele ja seega sepikodade paigutamisele metsade või söevarude lähedale, võiksid tegevused keskenduda energia tootmisele. Arusaadavalt viidi sepikojad seega ojadele ja teistele hea vooluga veekogudele lähemale, et ära kasutada langevaid veesüsteeme nagu tuyau. Paljud täiustused on sajandite jooksul tulnud veskites ja muudes tööstusharudes kasutatavate vee-energiasüsteemide muutmisest.