bélyegkép|263px|Holland szélmalom (Wageningen) bélyegkép|263px|Perzsa szélmalom vázlata bélyegkép|263px|Görög vitorlás szélmalom bélyegkép|263px|Bakos-malom Belgiumból bélyegkép|263px|Francia torony-malom bélyegkép|263px|Dán köpeny-malom bélyegkép|263px|Köpeny-malom szerkezete
A szélmalom olyan gép, mely a szél mozgási energiáját mechanikai munkává alakítja át tengelyre szerelt lapátok segítségével. Leggyakrabban gabonát őröltek a malomban, de más darabos anyag (például lőpor) darálására, őrlésére is szolgált, vagy vízkiemelő szivattyúkat hajtott, melyeket árvízmentesítésre vagy a tengertől elhódított területek víztelenítésére, esetleg öntözésre építettek.
Története Függőleges tengelyű szélmalmok A szélmalom feltalálásának időpontja és helye bizonytalan. Homályos említések utalnak arra, hogy a mai Irak területén esetleg már több ezer évvel ezelőtt ismerték valamilyen formában. Alexandriai Hérón szélkereke a szélmalom egyik első ismert leírása.A.G. Drachmann, "Heron's Windmill", Centaurus, 7 (1961), pp. 145-151Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp.1-30 (10f.) Az általunk ismert első gyakorlatban is megvalósított szélmalom Perzsiában, az afgán határ közelében volt Estakhri perzsa geográfus feljegyezése szerint, aki a 9. században élt.Ahmad Y Hassan, Donald Routledge Hill (1986). Islamic Technology: An illustrated history, p. 54. Cambridge University Press. . Egy Omár kalifáról (581-644) szóló történetben szerepel ugyan egy perzsa, aki állítólag tudta, hogy kell építeni szélmalmot, azonban ennek hitelességét kétségbe vonják, mivel a szöveg a 10. századból származik.Dietrich Lohrmann, "Von der östlichen zur westlichen Windmühle", Archiv für Kulturgeschichte, Vol. 77, Issue 1 (1995), pp.1-30 (8)
A függőleges tengelyű szélmalmokat olyan helyen építették, ahol a szélirány többnyire állandó volt. Egy torony hossztengelyébe helyezett hajtótengely felső végébe náddal vagy vászonnal borított 6-12 darab, téglalap alakú fakeretes vitorlát helyeztek el küllőszerűen, úgy, hogy a szél bele tudjon kapaszkodni. A kerék körül a torony falait úgy húzták fel, hogy az uralkodó széljárás irányába és az ellenkező oldalon nyitott legyen, a kerék másik oldalán pedig fal zárja el a szél útját a kerék felé. Ezek a szerkezetek, melyek a legutóbbi időkig is használatban voltak Iránban és Afganisztánban, minden áttétel nélkül, közvetlenül forgatták a malomkereket.Blue Planet
Bár néhány tudósításban állítják, hogy ezek az afgán típusú függőleges-tengelyű szélmalmok az egész kalifátus területén népszerűek voltak a 9. századtól kezdve és használatuk átterjedt Európába is az iszlám Spanyolországon keresztül, de a középkori európai technológiával foglalkozó kutatók ezt cáfolják, mert nincs rá bizonyíték.Lynn White Jr. Medieval technology and social cahnge (Oxford, 1962) p. 86 és kijelentik, hogy az Ibériai-félsziget összes szélmalma vízszintes tengelyűnek épült a 15. századig.
Kínában hasonló szerkezetű függőleges tengelyű szélmalmok épültek öntözési célokra a 13. században. Az új technikát Yelü Chucai hozta be Turkesztánból való visszatérése után 1219-ben.Needham, Volume 4, Part 2, 560.
A függőleges tengelyű szélmalom ötletét Európában Verancsics Faustus püspök elevenítette fel a 15. században, könyvében több változatot is bemutatott találmányaiból, melyek között néhány ma is használatos, de valószínűleg ő maga soha nem látta megvalósítva terveit.
Vízszintes tengelyű szélmalmok Rögzített helyzetű vízszintes tengelyű szélmalmok A görög Küklád szigeteken széles körben használtak helyhez kötött szélmalmokat, melyeket az uralkodó széljárás irányába tájolva építettek. Az ingyen hajtóerő és a jó szállítási feltételek lehetővé tették, hogy ezek a malmok a görög szárazföldről származó gabonát őröljenek, majd vissza is szállítsák. A molnár a megőrölt liszt egytizedét kapta fizetség fejében. Ezeknek a malmoknak a lapátjaira működésükkor jellegzetes, háromszögletű vitorlákat vontak fel.
Vízszintes tengelyű, széllel szembeforduló malmok Északnyugat-Európában a vízszintes tengelyű vagy függőleges (ez utóbbi a szélkerék síkjára utal) szélmalmok a 12. század második felétől kimutathatók az Észak-Franciaország, Kelet-Anglia és Flandria alkotta háromszögben. Lynn White Jr. rámutat arra, hogy az európai vízszintes tengelyű szélmalmot először biztosan 1185-ben említik.Lynn White Jr. Medieval technology and social change (Oxford, 1962, p. 87. Ezek a legkorábbi malmok gabona őrlésére szolgáltak. A jelenlegi ismerteink szerint ezek az első szélmalmok bakos-malmok voltak, azért hívták így, mert egy erős faoszlopot vertek le a talajba, melyet minden oldalról további ferdén beültetett fagerendák támogattak: ez a szerkezet volt a bak, és erre ültették forgathatóan az egész malom felépítményét. Ilyen módon a malmot mindig szélirányba lehetett forgatni, ez volt az Északnyugat-Európában egyedül gazdaságosan működtethető típus, mivel ott a szélirány állandóan változik.
A 13. század végétől megjelentek a torony-malmok, vagyis olyan malmok, melyek kőből vagy téglából épült toronyra forgathatóan ültetett sapkával készültek, és ebbe ágyazták a szélkereket. Ilyen szélmalmok terjedtek el Hollandiában is, ahol olyan nagy szélkerekeket építettek, hogy a vitorlái majdnem a talajt súrolták. Mivel csak a viszonylag kicsi fejet vagy sapkát kellett elforgatni, a tornyok igen magasra épülhettek és a lapátok sokkal hosszabbak lehettek, ez lehetővé tette a malom működését még gyenge szél esetén is. Az ilyen malmok gyakran egy kis segéd-vitorlával, „farokkal” épültek, ez a fejet önműködően mindig szélirányba forgatta. Franciaországban gyakran építettek kastélyok, várak vagy városfalak tornyaira is szélmalmokat. A torony-malmok kőből vagy téglából többnyire hengeres vagy kúp alakú toronnyal épültek. A köpeny-malmok fából készült tornya általában hatszög vagy nyolcszög alaprajzú, szerkezetük egyébként a torony-malmokéval megegyezett.
A hagyományos rácsos szerkezetű vitorlával épült szélmalmoknál a molnár a kerék befékezésekor a vásznat fel tudta vonni a vitorlára. A vászon megfelelő kurtításával elérhető volt, hogy a malomkerék közel optimális fordulatszámmal forogjon függetlenül a szél sebességétől.
Az újabb szélmalmoknak egy kis farok-szélkereke is volt, melynek az volt a feladata, hogy a torony sapkáját és így a nagy szélkereket is a szél mindenkori irányába forgassa önműködően. Ezt a szerkezetet Edmund Lee találta fel 1745-ben Angliában. A köpeny-malom a szélmalmok utoljára kifejlesztett formája, eredetileg a 16. században alakult ki és földek vízmentesítésére, lecsapolására használták.
Több egymást követő újítás eredményeképpen a szélmalmokat alkalmassá tették másféle ipari alkalmazásra is olyan vidékeken, ahol gyakran fújt szél. Ilyen volt a gabona őrlő malom, fűrészmalom (a 16. század végétől), cséplés, valamint vízemelő kereket, Arkhimédészi csavart és dugattyús szivattyút hajtva víz szivattyúzása öntözés, vízmentesítés és ivóvíz céljából.
1772-ben Andrew Meikle skót molnár feltalálta a rugós vitorlát, amely egy sor zsaluból épült fel, melyeket nyitni vagy zárni lehetett a szélsebességtől függően. Átállításhoz a malmot le kellett fékezni, de a vitorlákba egy rugót is építettek, mely önműködően kinyitotta a zsalut a szél hirtelen lökéseinél, hogy megvédje a szerkezetet a túlterheléstől. 1789-ben Stephen Hooper feltalálta a görgős kurtítású vitorlát, ez lehetővé tette az önműködő állítást leállás nélkül. 1807-ben William Cubitt angol mérnök újfajta vitorlát talált fel, melyet az angolszász országokban szabadalmazott vitorlának neveztek. Ebben egy lánc és a szélkerék tengelyében végigfutó rúd segítségével állíthatóvá tette forgás közben is a Meikle-féle zsalukat a Hooper-féle görgős kurtítású vitorla automatikájával. Ez lett az alapja az önszabályozó vitorláknak. Alkalmazásával feleslegessé tette a mindaddig szükséges állandó ellenőrzést.
Az ipari forradalomig a szélmalmok és a vízimalmok jelentették az elsődleges energiaforrást az ipar számára. A gőzgépek és a belsőégésű motorok azonban fokozatosan felváltották ezeket. Több helyen azonban működésben maradtak egyes példányaik az 1950-es évekig. Jelenleg a szélmalmokat igyekeznek megőrizni történelmi értékük miatt, sok helyen nem működő kiállítási tárgyakként, mivel a gépezet működés közben könnyen tönkremehet, de némely esetben teljesen működő malmokként is.
Sokvitorlás szélmalom
A legtöbb szélmalomnak négy vitorlája van. A vitorlák számának növelése a teljesítmény növekedésével jár a szélkerék tömegének növelése árán. A legkorábbi feljegyzés sokvitorlás szélmalomról Angliából, a Flint Mills, Leeds-i ötvitorlás szélmalomról maradt fenn, melyről John Smeaton 1747-ben számolt be. A soklapátos szélmalmok csendesebb járásúak, mint a hagyományos típusok. Építettek öt-, hat- és nyolcvitorlás malmokat, elsősorban Angliában.
A négyvitorlás malmoknál, ha az egyik vitorla megsérül, le lehet szerelni az ellenkező irányú vitorlával együtt, és a malom a javításig két vitorlával is működőképes marad az eredeti teljesítmény körülbelül 60%-ával. A hatvitorlás malom képes működni két, három négy vagy hat vitorlával, így több lehetőséget is kínál sérülés, üzemzavar esetére. Az ötlapátos szélmalom viszont csak öt lapáttal üzemképes, így le kell állítani a javítás befejezéséig.
Szélmalmok Magyarországon
Magyar forrásban a szélmalom szó először az 1577-ben írt kolozsvári glosszákban merül fel, de ez és néhány más említés csak azt bizonyítja, hogy írójuk ismerte a kifejezést, de nem biztos, hogy Magyarországon látott ilyen malmot. Az első bizonyított szélmalom egy 1770-ben kelt tanúkihallgatási jegyzőkönyvben szerepel, mely szerint Debrecen mellett, Boldogfalván 1720-1730 körül állt egy elromlott szélmalom. A hiányos hiteles adatok ellenére valószínűsíthető, hogy a holland típusú szélmalmok csak a 19. század elején terjedtek el hazánkban. Az 1906-ban elrendelt malomösszeírás mindössze 12 szélmalmot tartalmaz, melyek (bemondás alapján) 1800-nál régebben épültek.
A szélmalom elterjedésének késői időpontját az magyarázza, hogy a Kárpát-medencében a szelek iránya és sebessége nem állandó, a 17. század előtt épített malmok az ilyen viszonyok között nem voltak működőképesek, és mivel a fordulatszámot nem tudták viharos széllökések esetén kézben tartani, a malmok sokszor a túlfordulattól meggyulladtak és leégtek. Magyarországon az első biztonságos szélmalmot csak 1768-ban egy pozsonyi ácsmester épített.
A 19. században a szélmalmok gyorsan elterjedtek: 1851–1860 között 63, 1861–1870 között 164, 1871–1880 között 189, 1881–1890 között 160 új szélmalom épült. A legtöbb szélmalmot 1873-ban számlálták össze: 854-et. Ezután számuk fokozatosan csökkent a gőzmalmok versenye miatt, de még a 20. század fordulójakor is építettek új szélmalmot.
Ma egyetlen szélmalom működik Magyarországon, ez a felsőszentiváni.
Híres magyar szélmalmok A kiskundorozsmai szélmalomról egy magyar nóta szól A tési szélmalom A kiskunhalasi Sáfrik szélmalom Pajkos-Szabó-féle szélmalom (Kiskunfélegyháza)
Képek
Gépészet Mindegyik fennmaradt és tudományosan leírt magyar szélmalom forgatható tetővel készült. Ebben volt csapágyazva a szelestengely, melyre a vitorlákat erősítették. A szelestengelyre volt szerelve a szeleskerék, ez nagy átmérőjű, fafogazású pálcás fogaskerék, melybe a fogak egyenként voltak beültetve. A fogak kopás, törés miatt időnként cserére szorultak, a molnár feladata volt minden más javítási munkával egyetemben az új fogak faragása és beszerelése is. A szeleskerék az ugyancsak fából készült dobot hajtotta meg, mely szintén fogaskerék volt, azonban ennek fogai két fatárcsa közé ékelt farudakból álltak. A két fogaskerék gyorsító hajtást valósított meg, a dob függőleges tengelyen, az úgynevezett villás vason vagy bálványon keresztül forgatta vagy közvetlenül, vagy további áttételen keresztül a malomkerekeket illetve hajtotta a többi berendezést (szitákat, darálót).