miech

Miech, a ogólniej rzecz ujmując: urządzenie zaopatrujące organy piszczałkowe w sprężone powietrze, jest elementem niezbędnym do działania każdego instrumentu tego typu. Urządzenie to służy do sprężania powietrza (często również jest magazynem powietrza pod ciśnieniem), oraz do tłoczenia go specjalnymi kanałami do róznego rodzaju odbiorników zamontowanych w organach (piszczałek, urządzeń pneumatycznych, przekaźników itp...). Oczywiście w nowszych rozwiązaniach konstrukcyjnych zamiast miechów poruszanych rękami lub nogami kalikantów (kalikant - osoba, która kalikuje tzn. pompuje powietrze do kanałów powietrznych w organach za pomocą miechów poruszanych rękami lub nogami) stosuje się dmuchawy elektryczne. Patrząc więc na problem zaopatrzenia organów w sprężone powietrze, oprócz różnego rodzaju miechów należy wziąć pod uwagę również powszechnie stosowane dmuchawy napędzane silnikami elektrycznymi.
Na przestrzeni dziejów powstawały coraz doskonalsze konstrukcje miechów, a wszystkie udoskonalenia dotyczyły jak najbardziej efektywnego wykorzystania siły mięśni kalikanta oraz zapewnienia organom stałego dopływu powietrza o niezmiennym ciśnieniu. Czytając informacje na dalszych podstronach opisujących różne rodzaje miechów oraz dmuchaw elektrycznych można się zorientować, że mimo masowego stosowania tych drugich, nie udaje się całkowicie wyeliminować z organów niektórych elementów miechów (np. części miechów pełniących funkcje rezerwuarów - "magazynów" sprężonego powietrza).
Mimo powszechnego stosowania napędu elektrycznego, w tym również wprowadzania go do zasilania organów zabytkowych, w instrumentach na ogół pozostawia się miechy poruszane rękami bądź nogami. Mogą one służyć jako awaryjne źródło sprężonego powietrza. Oczywiście w przypadku konieczności ich użycia niezbędna jest pomoc osoby, która zajmuje się obsługą miechów - kalikanta.

dzwonek kalikancki, Ilen church, Trondheim, Norway - Foto: Kyrre Svarva

Foto © Kyrre Svarva
NTNU Pipe Organ Pages

W zabytkowych instrumentach można jeszcze czasem spotkać ślady świadczące o współpracy organisty z kalikantem, np. dzwonek kalikancki. Dzwonek taki znajduje się w pobliżu miechów organowych (słyszany jest przez kalikanta), a uruchamiany jest przez organistę odpowiednią dźwignią znajdującą się w stole gry organów (lub w jego bezpośrednim sąsiedztwie). To co prawda dość prymitywna metoda przekazywania sygnałów na odległość, ale zapewniała ona wystarczającą komunikację między organistą i kalikantem; pozwalała na poinformowanie kalikanta o konieczności pompowania powietrza, a co równie ważne: nie wymagała od organisty odrywania się od stołu gry nawet wtedy, gdy miechy znajdowały się w osobnym pomieszczeniu, w znacznej odległości od kontuaru.

Do budowy miechów organowych używa się głównie dwóch rodzajów materiałów: drewna i skóry. Skóra w czasach współczesnych zastępowana bywa często tworzywami sztucznymi lub dermą, jednak trwałość tych materiałów na ogół jest dużo mniejsza od trwałości dobrej skóry. Pamiętajmy, że ze względu na ciągły ruch płyty miecha w czasie grania, właśnie te elementy (zbudowane ze skóry bądź materiałów zastępczych) narażone są na najszybsze zużycie. Również takie elementy miechów jak np. zawiasy, budowane są bardzo często w oparciu o stare rozwiązania konstrukcyjne (np. zawiasy strunowe, do budowy których używane są struny z jelit baranich lub mocnego sznurka); nowsze rozwiązania wykorzystujące np. zawiasy metalowe, są mniej trwałe i częściej wymagają konserwacji (zawiasy metalowe po dłuższym czasie używania zaczynają skrzypieć).(BO)
Wspomnieć tutaj również należy o tym, że wskazane jest aby miechy umieszczone były w tym samym pomieszczeniu co organy; zapewnia to jednakową temperaturę i wilgotnosc dla całego instrumentu włącznie z miechem. Wskazane jest również aby miech znajdował się możliwie blisko instrumentu.

mieszek wyrównawczy - Foto: katalog Aug. Laukhuff GmbH & Co - www.laukhuff.de

W przypadku znacznej odległości między miechem i wiatrownicą organów, dla zapewnienia odpowiedniej stabilności ciśnienia powietrza, stosuje się często tzw. mieszki amortyzacyjne (amortyzatory, mieszki wyrównawcze, mieszki kompensacyjne). Zadaniem mieszków amortyzacyjnych jest zapobieganie zmianom ciśnienia powietrza w kanałach powietrznych i w wiatrownicy w przypadku nagłego poboru większej ilości powietrza; powstający w takim przypadku chwilowy niedobór powietrza zostaje uzupełniony przez jego zapas zgromadzony w amortyzatorze. Miechami amortyzacyjnymi bywają najczęściej niewielkie miechy klinowe lub poziome, umieszczane bezpośrednio na kanałach powietrznych. Poniżej przedstawiono schemat zasilania: miech, kanał powietrzny, wiatrownica. W rozwiązaniu tym ze względu na znaczną długość kanału (duża odległość między miechem i wiatrownicą) zastosowano na kondukcie jeden miech amortyzacyjny (miech poziomy).

zastosowanie amortyzatora

Pokrywa miecha amortyzacyjnego, dla utrzymania odpowiedniego ciśnienia, musi być oczywiście dodatkowo obciążona (patrz ilustracja).
Mieszki wyrównawcze mogą być również mocowane na pionowych konduktach powietrznych; w takich sytuacjach jednak muszą one być dociśnięte sprężynami.
W niektórych przypadkach stosuje się kilka mieszków amortyzacyjnych na jednym kanale powietrznym. Im więcej takich amortyzatorów, tym stabilność ciśnienia powietrza w długich kanałach jest większa.(BO)

W budownictwie organowym spotyka się również rozwiązania, w których zamiast amortyzatorów montowanych na konduktach doprowadzających powietrze z miechów do wiatrownic, stosuje się regulatory wbudowane bezpośrednio do komory wiatrowej w wiatrownicy (ilustracje poniżej).

amortyzator w wiatrownicy

Regulator tego typu pełni taką samą funkcję jak opisane powyżej mieszki amortyzacyjne. Przykładowe rozwiązanie konstrukcyjne takiego regulatora przedstawia poniższa fotografia.

amortyzator w wiatrownicy - Foto: KZ (dzięki uprzejmości Pana Damiana Kaczmarczyka <www.organy-kaczmarczyk.com.pl>)

Jest to ruchoma płyta drewniana, wzdłuż jednego boku połączona zawiasem z obudową komory wiatrowej. Pozostałe boki płyty połączone są z obudową komory za pomocą fałdy ze skóry. Płyta dociskana jest dwoma sprężynami. Na fotografii zaprezentowano stan, w którym kanał wiatrowy jest opróżniony; płyta wciśnięta jest więc maksymalnie do wnętrza komory (wewnątrz komory brak jest w tym momencie sprężonego powietrza, które mogłoby przeciwdziałać siłom sprężyn i wypychać tę płytę na zewnątrz komory wiatrowej). Regulator ciśnienia zacznie normalnie pracować gdy kanał wiatrowy zostanie wypełniony sprężonym powietrzem.

Tak mieszki kompensacyjne montowane na konduktach, jak i regulatory ciśnienia znajdujące się w samej wiatrownicy niekorzystnie wpływają na działanie efektu tremolo. Są to elementy o zupełnie przeciwnym działaniu: mieszki amortyzacyjne odpowiadają za utrzymanie ciśnienia na stałym poziomie, tremolo natomiast - powoduje cykliczne zmiany ciśnienia (urządzenia tremolo omówiono na oddzielnej stronie). W niektórych instrumentach, w których w połączeniu z rezerwuarem występują i mieszki amortyzacyjne, i urządzenie tremolo, stosuje się więc specjalne wykonania amortyzatorów wyposażone w układ odcinający. Taki układ pozwala na zdalne odcięcie mieszka kompensacyjnego (a tym samym wyłączenie jego działania) w chwili włączenia efektu tremolo. Na poniższej fotografii przedstawiono dwa kolejne amortyzatory stosowane do zapobiegania gwałtownym zmianom ciśnienia w systemie zasilania organów (amortyzator po prawej stronie wyposażony jest w układ odcinający).

amortyzator, amortyzator z układem odcinającym - Foto: katalog Organ Supply Industries <www.organsupply.com>

Mieszki kompensacyjne instalowane są na kanałach powietrznych łączących miech z wiatrownicą (są to kondukty odprowadzające powietrze z miechów). Kanały powietrzne mogą również doprowadzać powietrze do miechów (np. z dmuchawy). Przekrój tych konduktów musi być odpowiedni do ilości przepływającego przez nie powietrza. Zbyt mała przelotowość kanałów może powodować brak wystarczającej ilości powietrza dostarczanego piszczałkom i innym odbiornikom, a także będzie wpływać na powstawanie dodatkowych wahań ciśnienia, co niekorzystnie wpływa na brzmienie organów. Kanały powietrzne dawniej wykonywane były wyłącznie z desek i miały przekrój kwadratu bądź prostokąta. Współcześnie również bardzo powszechnie używa się do ich budowy drewna, jednak spotyka się również kanały wykonane z rur tekturowych lub blaszanych. Najwygodniejsze w użyciu są karbowane rury wykonane z folii aluminiowej, które można łatwo wyginać i formować kondukty o wymaganym przebiegu. Nie ma tutaj potrzeby cięcia rur na mniejsze kawałki i łączyć ich pod odpowiednim kątem tak, jak to jest w przypadku tradycyjncych kanałów drewnianych bądź blaszanych. Sam sposób wykonywania takich połączeń w przypadku tradycyjnych kanałów ma duży wpływ na sposób przepływu powietrza i powstające w związku z tym problemy. Podstawowym problemem związanym z ukształtowaniem kanału powietrznego jest powstawanie na jego zagięciach wirów powietrznych, które są źródłem dodatkowego szumu. Najwięcej problemów tego typu sprawiają kanały, w których np. zmianę kierunku o 90o realizuje się za pomocą łączenia pojedynczego (rysunek poniżej).(BO)

sposoby łączenia kanałów powietrznych

Lepszym rozwiązaniem jest wykorzystanie łączenia podwójnego, a najlepszym - wykonanie łączenia wielokrotnego z dodatkowym pogrubieniem kanału na zgięciu. To ostatnie rozwiązanie jest co prawda najbardziej pracochłonne, jednak prawie całkowicie likwiduje niekorzystne zjawisko powstawania wewnętrznych wirów.(BO)


Organy mogą być wyposażone w jeden bądź kilka miechów.
Zastosowanie kilku miechów może być podyktowane zużywaniem przez instrument dużej ilości powietrza w czasie gry, lub też potrzebą zasilania poszczególnych grup piszczałek (lub innych odbiorników) powietrzem o różnym ciśnieniu. W takim przypadku trzeba zainstalować tyle miechów ile różnych wartości ciśnienia chcemy uzyskać. Regulację ciśnienia w miechach uzyskuje się przez zwiększanie lub zmniejszanie wagi obciążników montowanych na pokrywach tych miechów. Tak wyregulowane ciśnienie jest stałe dla każdego z miechów.
Kontrolę ciśnienia umożliwia zastosowanie ciśnieniomierza, którego najprostszą odmianą jest przezroczysta (np. szklana) rurka wygięta w kształcie litery U, częściowo wypełniona wodą. Jest to klasyczny przykład naczyń połączonych. Gdy do obydwu ramion rurki doprowadzone jest powietrze pod tym samym ciśnieniem poziom wody w obydwu ramionach jest taki sam. Wzrost ciśnienia powietrza w jednym z ramion powoduje opadnięcie słupa wody w tym ramieniu i podniesienie się słupa wody w drugim ramieniu (w tym, do którego doprowadzono powietrze pod niższym ciśnieniem).

rurka do pomiaru ciśnienia

Jedno z ramion rurki połączone jest elastycznym wężykiem z miechem; w ten sposób sprężone powietrze napływa do rurki i oddziałuje na zgromadzoną w niej wodę. Z drugiej strony rurki, na słup wody oddziałuje powietrze atmosferyczne. Gdy miech jest opróżniony (tzn. panuje w nim ciśnienie atmosferyczne) poziomy wody w obydwu rurkach są wyrównane (rysunek - przykład po lewej stronie). Wzrost ciśnienia w miechu powoduje opadanie słupa wody w jednym i unoszenie w drugim ramieniu rurki (przykład po prawej stronie). Miarą ciśnienia jest różnica poziomów słupów wody zawartych w obydwu ramionach rurki. Ta różnica poziomów (h) mierzona w milimetrach wskazuje ciśnienie doprowadzonego powietrza. Jednostką używaną do określania ciśnienia powietrza w miechach organowych jest milimetr słupa wody (mm SW, ang. mm WS - water column). Dawniej ciśnienie powietrza wyrażano w stopniach; jeden stopień odpowiadał ok. 3 mm SW, czyli np. ciśnienie 20o równe było ok. 60 mm SW.(BO) Jednostka mm SW nie jest zbyt powszechnie stosowana poza organmistrzostwem, ale jest ona bardzo wygodna w użyciu choćby ze względu na prosty do wykonania pomiar ciśnienia. Również biorąc pod uwagę najczęściej spotykane wartości ciśnienia w organach i próbując je przeliczyć na inne jednostki, dojdziemy do wniosku, że mm SW jest jednostką w tym przypadku "najwygodniejszą" (katalogi producentów dmuchaw podają ciśnienia również w mm SW).
W organmistrzostwie spotyka się na ogół dwa poziomy ciśnień: ciśnienie "normalne" mieszczące się w granicach 30-120 mm SW, oraz ciśnienie wysokie z przedziału: 200-650 mm SW (do wytwarzania takiego ciśnienia niezbędne są często dmuchawy o specjalnej konstrukcji). Te dwa podstawowe poziomy ciśnień wystarczają do zasilania większości organów; powietrze o ciśnieniu "normalnym" zasila powszechnie stosowane głosy wargowe i języczkowe, wysokie ciśnienie stosowane jest do zadymania niektórych rodzajów głosów języczkowych oraz do innych głosów o wysokim ciśnieniu. W wyjątkowych przypadkach spotyka się ciśnienia o wyższych wartościach (nawet do 2000 mm SW), stosowane np. do zasilania specjalnych głosów organowych. Biorąc pod uwagę to bardzo wysokie (jak na organy) ciśnienie 2000 mm SW i przeliczając je np. na atmosfery (przy założeniu słupa wody o przekroju 1cm2), otrzymamy wartość ok. 0,2 at. Przy niższych ciśnieniach tzn. ok. 100 mm SW orzymujemy jeszcze mniejsze ułamki atmosfery (100 mm SW odpowiada ok. 0,01 at).(BO)

Zastosowanie tylko jednego miecha, wspólnego dla wszystkich piszczałek oraz innych urządzeń wymagających sprężonego powietrza, wymusza zasilanie wszystkich odbiorników powietrzem pod ciśnieniem o tej samej wartości. Jednak poszczególne odbiorniki (zwłaszcza piszczałki) mogą czasem wymagać różnego ciśnienia do prawidłowego działania (patrz opis powyżej). Zróżnicowanie ciśnienia dla poszczególnych manuałów, a ściślej: dla piszczałek ustawionych na wiatrownicach sterowanych tymi klawiaturami, możliwe jest w instrumentach, w których zastosowano kilka miechów (przykładowe rozwiązanie układu wytwarzającego kilka poziomów ciśnień, złożonego z kilku miechów zasilanych ze wspólnej dmuchawy opisano na stronie dotyczących funkcjonowania dmuchaw elektrycznych).
Pamiętajmy, że pokrywy poszczególnych miechów są obciążone tak, aby miechy te dostarczały powietrze o odpowiednim ciśnieniu. Przy takich właśnie, ustawionych przez organmistrza, wartościach ciśnienia wszystkie piszczałki zostały w instrumencie odpowiednio nastrojone i zintonowane. Każda zmiana ciśnienia powietrza w przyszłości może wpłynąć na zmiany wysokości brzmienia piszczałek i na pogorszenie ich intonacji. Dlatego wszelkie prace związane ze strojeniem organów lub ewentualną korektą intonacyjną piszczałek powinny być poprzedzone skontrolowaniem poziomu ciśnienia i ewentualnie jego korektą. Zabieg ten bardzo ułatwia umieszczenie w miechach lub na kanałach powietrznych w ich pobliżu niewielkich otworków, które przy normalnej pracy organów są zamknięte. Kontrola ciśnienia polega na otwarciu tego otworu i przyłączeniu do niego ciśnieniomierza, którego wskazanie będzie podstawą do ewentualnej korekty. Przy każdym z takich kontrolnych otworów powinien być umieszczony napis informujący o prawidłowym ciśnieniu w tym punkcie.

Użycie oddzielnych miechów zasilających poszczególne zespoły brzmieniowe pozwala również na niezależne zastosowanie urządzenia tremolo do wybranych zestawów głosów. Gdy organy posiadają tylko jeden miech, możliwe jest na ogół zastosowanie wyłącznie tremola zbiorowego (dla całego instrumentu), choć w niektórych instrumentach można włączyć tremolo dla wybranych głosów. To drugie rozwiązanie, które pozwala na wyodrębnienie jednego lub kilku głosów i zastosowanie efektu tremolo tylko do nich (mimo tego, że w organach jest tylko jeden miech), możliwe jest jednak do zastosowania tylko w wiatrownicach podłużnych (rejestrowych); tylko w takich wiatrownicach możliwe jest doprowadzenie powietrza o zmiennym ciśnieniu (poprzez efekt tremolo) tylko do wybranych rejestrów (kanałów rejestrowych w wiatrownicy), pozostałe głosy zasilane są w tym czasie powietrzem o stałym ciśnieniu. Podkreślmy jeszcze raz, że rozwiązanie o którym mowa, można zastosować tylko w wiatrownicach rejestrowych (podłużnych); w wiatrownicach tonowych (poprzecznych) tremolo dla pojedynczego głosu jest nieosiągalne.


Miechy organowe najogólniej można podzielić na dwie grupy:(BO)
   - miechy jednoczęściowe,
   - miechy dwuczęściowe.
Na kolejnych stronach omówiono obydwie grupy miechów, nie zapominając również o wspomnianych już dmuchawach elektrycznych, oraz o efekcie tremolo (bezpośrednio związanym z układem zasilania organów w sprężone powietrze).

statystyka


2001-2016 © Copyright by Konrad Zacharski