Как называется ветряная мельница. Мельницы.ветряные мельницы, история, типы и конструкции

Прототип современных европейских ветряных мельниц впервые упоминается в источниках под 1143 г. В отличие от своих восточных предшественниц, эта мельница уже имела вертикально стоящее колесо с лопастями, которое можно было вручную поворачивать на оси в зависимости от направления ветра. Первая засвидетельствованная в Западной Европе мельница такого типа крутилась в 1180 г. во Франции.

Ранние типы мельниц

Древнейший тип ветряной мельницы — козловая, названная так по врытым в землю козлам, придававшим сооружению устойчивость. Закрепленную на них деревянную крышу можно было поворачивать, приспосабливаясь к направлению ветра. Поворачивали ее с помощью специального рычага, крепившегося на задней стенке и свисавшего почти до земли. Колесо имеет, как правило, четыре крыла, расположенных в верхней части мельницы. К слегка наклонному крыльчатому валу крепится большое зубчатое колесо, передающее движение вертикальному валу, который, в свою очередь, поворачивает жернов.

В XIII-XIV вв. в Средиземноморье появились так называемые башенные мельницы, отличавшиеся большей производительностью и распространившиеся от юго-западной Франции до северозападных окраин Европы. Такая мельница представляет из себя неподвижную башню, так что ее крылья нельзя повернуть по ветру.

Всегда в правильном положении

В начале XV в. вошла в употребление новая конструкция: голландская шатровая ветряная мельница, которую уже не надо было поворачивать по ветру целиком. На неподвижной башне крепилась вращающаяся крыша, а ветряное колесо поворачивалось в горизонтальной плоскости. Такие мельницы можно было делать выше, чем старые козловые. Благодаря этому они улавливали больше ветра и обладали большей производительностью. Однако это не всегда радовало людей, чью рабочую силу с лепдастью заменяли новые конструкции. В 1581 г. нидерландские ремесленные цеха протестовали против конкуренции техники.

В эпоху паровых машин ветряные мельницы почти исчезли. Вместо них появились ветряные моторы с большим количеством крыльев на колесе: их использовали как насосы для орошения полей. В 1930 г. у них появилась новая задача: ветряные генераторы впервые стали вырабатывать электрический ток. Сейчас это использование силы ветра — одно из важнейших.

• 1772 г.: шотландец Эндрю Мейкл изобрел мельничные крылья со шторками, которые открывались в случае бури, предохраняя колесо от повреждения.
• 1925 г.: француз Ж. Дарье изобрел ротор с вертикальной осью, который улавливает ветер, откуда бы он ни дул.
• 1957 В на датском острове Фальстер установлена станция мощностью 200 кВт. прототип современного ветряного турбогенератора.

Ветряные мельницы предназначены для получения муки. Они используют энергию ветра. Первые упоминания о ветряных мельницах относятся к средневековью. Хотя полагают, что первые ветряные мельницы появились до нашей эры. Изобретение ветряной мельницы непосредственно связано с развитием технологий на основе изобретения колеса. Ветряные мельницы простейшего устройства устанавливаются на козлах, почему и известны под названием мельницы на козлах.

Особенность подобной мельницы заключается в том, что она может поворачиваться вокруг оси. Это необходимо для того, чтобы крылья мельницы всегда были повернуты к ветру, которые часто меняется свое направление. Вертикальныц неподвижный дубовый столб, длиной около 6 метров. Нижняя, квадратная часть столба, толщиной около 60 сантиметров, имеет в конце крестообразно расположенные гнезда, которыми насаживается на соединенные под прямым углом балки. Под балками, в направлении их расходящихся концов, помещаются каменные стенки или, иначе говоря, фундамент. Поворачивали мельницы с помощью животных, которых привязывали к рычагам и заставляли ходить по кругу.

В так называемых голландских мельницах поворачивается не вся мельница, а только верхняя ее часть, где располагается вал с крыльями. Здания таких мельниц устраиваются из кирпича, или из камня, в виде усеченного конуса, или их делают из дерева, в виде усеченной восьмигранной пирамиды, иногда же нижняя часть строения бывает каменная, а верхняя деревянная. В этой мельнице наклоненный к горизонту вал с крыльями поворачивается вместе с крышей по направлению ветра, так что крылья располагаются против ветра и получают вращательное движение, которое через конические колеса передается вертикальному валу, сообщающему движение мельничным машинам. На валу закреплено цилиндрическое колесо, которое сцепляется с колесами на веретенах четырех жерновов.

От того же вала получает движение вертикальный вал, а от этого последнего, через коническое колесо, приводится в движение горизонтальный вал, сообщающий движение другим валам, приводящим в движение винты и призматические сита. Размолотый продукт по выходе из жерновов поступает сначала в желоба винтов и затем уже винтами отводится в сита. Просеянный продукт собирается в мешках, прикрепляемых к трубам. Для подъема зерен и остатков, подлежащих перемалыванию, служит подъемная платформа, движущаяся вдоль направляющих столбов. Платформа соединяется с веревкой, навивающейся на вал, когда к нижнему ребру обода колеса нажимается плоский обод колеса, приподнимаемого вместе с валом при посредстве особого рычага. Вместо того чтобы поднимать мешки на платформе, их можно поднимать прямо веревкой, наматывающейся на вал.

Крылья ветряных мельниц состоят из махов, укрепленных к валу, из перьев или иглиц, соединяемых с махами, и из парусов или щитов, укладываемых на иглицах. Для вращения крыльев поверхность их, на которую давит воздух, располагается наклонно к направлению движения ветра.

Ветряные американские мельницы существенно отличаются от ранее рассмотренных: вместо 4-6 отдельных крыльев предыдущих устройств в них употребляются крылья в форме узких планок, расположенных в виде кольца, внутренний диаметр которого около 1/3 наружного его диаметра. Такое кольцо, закрепленное на оси, горизонтальной или слегка наклоненной к горизонту, сообщает ей вращательное движение и, в отличие от вала с крыльями, может быть названо ветряным колесом. Подобно голландским мельницам, американские ветряные колеса устраиваются с приспособлениями для автоматической установки их против ветра и для автоматического регулирования их при изменяющейся силе ветра, но механизмы для этой цели отличаются особой оригинальностью и простотой, облегчающей их исполнение, а также, что очень важно, конструкции эти не требуют пустотелых валов, вследствие чего уменьшается диаметр шеек и сберегается работа, расходуемая на преодоление трения на их поверхностях.

Сила ветра это один из древнейших используемых человечеством источников энергии, которое, бесспорно, является одним из самых экономичных. Мореплаватели использовали силу ветра для морских путешествий под парусами еще за 3500 лет до новой эры. Простые мельницы были широко распространены в Китае 2200 лет назад. На Среднем Востоке, в Персии около 200 года до н.э. стали использоваться ветряки с вертикальной осью для перемалывания зерна. Первые персидские ветряки изготавливались из вязанок камыша, которые прикреплялись к деревянной раме, которая вращалась, когда дул ; стена вокруг мельницы направляла поток ветра против лопастей .

В XI веке в Европе начали распространяться ветряки завозились странствующими купцами и рыцарями из крестовых походов. Эти первые мельницы постоянно совершенствовались, сначала голландцами, затем англичанами, и наконец получили конструкции с горизонтальной осью. Жители Голландии обнаружили, что ветром очень удобно пользоваться для откачки воды, чтобы осушить землю, что для этой страны, расположенной в низовьях и поэтому страдает от наводнений, является очень актуальным. Наиболее активно в промышленному Европе мельницы использовались в XVIII веке, когда только в одной Голландии их было более ста тысяч. С их помощью мололи зерно, качали воду и пилили дрова. Впоследствии большинство ветряков , способных конкурировать с дешевым и надежным ископаемым топливом, были заменены паровыми двигателями. Однако и сегодня ветряки используются достаточно широко.

В истории Соединенных Штатов мельницы сыграли очень важную роль в освоении Запада Америки в конце XIX века.

Они были жизненно необходимы первым поселенцам Великих равнин. Ветряки поставляли воду на дорогу и пастбища, в места, удаленные от рек и источников воды. Позже ветряки стали использовать в удаленных от населенных пунктов хозяйствах для выработки электрической энергии. За последние 100 лет американцы создали более 8 миллионов ветровых установок для водопидняття, назначенных в большинстве случаев для пастбищ и скота.

В старых мельниц лопасти были деревянными и могли использовать около 7% энергии ветра. Благодаря новаторской работы Томас Перги, который в конце XIX века провел около 5000 экспериментов с разными видами «колеса» (т.е. ротора), деревянные лопасти уступили место лопастям из изогнутого металла, что увеличило установок вдвое — до 15%.

вечно возобновляемая и неисчерпаемая, пока греет солнце. Ветер образуется на земле в результате неравномерного нагрева ее поверхности Солнцем.

Воздух над водной поверхностью в течение светлой части суток остается сравнительно холодным, так как энергия солнечного излучения расходуется на испарение воды и поглощается ею. Над сушей воздух нагревается благодаря тому, что она поглощает солнечную энергию меньше, чем поверхность воды. Нагретый воздух расширяется и поднимается вверх, а его заменяет холодный воздух от поверхности воды. Ночью суша охлаждается быстрее, чем вода, и температура над водой будет выше, чем над сушей. Поэтому ветры меняют свое направление, и холодный воздух суше вытесняет нагретый воздух водной поверхности.
Аналогично происходят изменения направления ветров в горной местности, где в течение дня теплый воздух поднимается вдоль склонов, а ночью холодный воздух спускается в долины.
Воздух циркулирует и вследствие вращения Земли: движение происходит в направлении, противоположном направлению движения часовой стрелки в северном полушарии, и по направлению движения часовой стрелки — в южном.

Что такое энергия ветра?

Часть солнечной энергии, которая достигает внешних слоев земной атмосферы, превращается в кинетическую энергию частиц воздуха, движущихся есть ветра. Кинетическая энергия ветрового потока равна

A = (m v2) / 2,

где m — масса воздуха, движущегося кг
v — скорость ветра, м / с.

Имеет ряд специфических особенностей: малую концентрацию, отнесенную к единице объема воздушного потока; случайный характер изменения скорости, с другой стороны, повсеместное распространение этого источника энергии, слишком совершенные технические средства ветроэнергетики и их экономическая эффективность позволяют рассматривать его как дополнение к » большой «энергетики, прежде всего для обеспечения энергией потребителей в труднодоступных районах, удаленных от источника централизованного энергоснабжения.

Мощность ветрового потока определяется как

P = A /? =? ((F v3) / 2),

где? — Плотность воздуха, кг / м;
F — площадь, которую пересекает ветровой поток, м2;
v — скорость ветра, м / с.

Ветровое колесо, размещенное в потоке воздуха, может в лучшем случае теоретически преобразовать в мощность на его валу 16/27 = 0,59 (критерий Бетца) мощности потока воздуха, проходящего через площадь сечения, охватываемую ветровым колесом Этот коэффициент можно назвать теоретическим КПД идеального ветрового колеса. В действительности КПД ниже и достигает для лучших ветровых колес примерно 0,45. Это означает, например, что ветровое колесо с длиной лопасти 10 м при скорости ветра 10 м / с в лучшем случае может иметь мощность на валу 85 кВт.

Окрестности, пригодные для размещения ветроагрегатов делятся на несколько классов (по типам неровностей). Такое разделение (см. табл. 1,) демонстрирует возможности обеспечения энергией ветроустановок в условных единицах (10 баллов соответствует отсутствию неравенств, то есть 0-й класс поверхности), по методике европейской практики строительства ветростанций.

Таблица 1 — ветрового потенциала местности по характеру неравенств

Оценка энергообеспеченности по баллам в зависимости от характера не всегда однозначна. Известно, что после застройки местности или после посадки деревьев ее аэродинамика может резко измениться, может увеличиться количество ветрового времени и вырасти сила ветра. То же касается и горной местности. Несмотря на значительные завалы в отдельных местах, пересеченность местности может образовывать нечто вроде каналов, в которых скорость ветра гораздо выше, чем на открытой местности.

Кроме среднегодовой скорости для каждой местности есть свой профиль скоростей, который, влияет на величину скоростного напора. Вот почему для эффективного улавливания ветра есть своя оптимальная высота расположения ветроагрегата над уровнем земли. Так же, как и для среднегодовой скорости, предварительно делаются исследования эффективной высоты расположения ветроагрегата при различных ветровых нагрузках и мощностях самого ветроагрегата.

Есть две принципиально разные конструкции ветроустановок: с горизонтальной и вертикальной осью вращения. Более распространены ветроустановки с горизонтальной осью.

Основными элементами ветроэнергетических установок являются витроприймальний устройство (лопасти), редуктор передачи крутящего момента к электрогенератора, и . Витроприймальний устройство вместе с редуктором передачи крутящего момента образует . Благодаря специальной конфигурации витроприймального устройства в воздушном потоке возникают несимметричные силы, создающие крутящий момент. В зависимости от мощности генератора ветроустановки делятся на классы, их параметры и назначение приведены в табл. 2.

Таблица 2 — Классификация ветроустановок

Морской вид с ветряной мельницей на берегу

Ветряная мельница — аэродинамический механизм, который выполняет механическую работу за счёт энергии ветра, улавливаемой крыльями мельницы. Наиболее известным применением ветряных мельниц является их использование для помола муки.На протяжении долгого времени ветряные мельницы, наряду с водяными мельницами, были единственными машинами, которые использовало человечество. Поэтому применение этих механизмов было различным: в качестве мукомольной мельницы, для обработки материалов (лесопилка) и в качестве насосной или водоподъемной станции.С развитием в XIX в. паровых машин использование мельниц постепенно стало сокращаться.«Классическая» ветряная мельница с горизонтальным ротором и удлиненными четырёхугольными крыльями является широко распространенным элементом пейзажа в Европе, в ветреных равнинных северных регионах, а также на побережье Средиземного моря. Для Азии характерны другие конструкции с вертикальным размещением ротора.Предположительно древнейшие мельницы были распространены в Вавилоне, о чём свидетельствует кодекс царя Хаммурапи (около 1750 до н. э.). Описание орга́на, приводившегося в действие ветряной мельницей, — первое документальное свидетельство использования ветра для приведения механизма в действие. Оно принадлежит греческому изобретателю Герону Александрийскому, I век н. э. Персидские мельницы описываются в сообщениях мусульманских географов в IX в., отличаются от западных конструкцией с вертикальной осью вращения и перпендикулярно расположенными крыльями, лопатками или парусами. Персидская мельница имеет лопасти на роторе, расположенные аналогично лопаткам гребного колеса на пароходе и должна быть заключена в оболочку, закрывающую часть лопаток, иначе давление ветра на лопасти будет одинаковым со всех сторон и, так как паруса жестко связаны с осью, мельница не будет вращаться.Ещё один вид мельниц с вертикальной осью вращения известен как китайская мельница или китайский ветряк.

Китайская мельница .

Конструкция китайской мельницы значительно отличается от персидской использованием свободно поворачивающегося, независимого паруса. Ветряные мельницы с горизонтальной ориентацией ротора известны с 1180 г. во Фландрии, Юго-Восточной Англии и Нормандии.В XIII веке в Священной Римской империи появились конструкции мельниц, в которых всё здание поворачивалось навстречу ветру.

Брейгель Старший. Ян (Бархатный) Пейзаж с ветряной мельницей

Такое положение дел было в Европе вплоть до появления двигателей внутреннего сгорания и электрических двигателей в XIX веке. Водяные мельницы были распространены в основном в горных районах с быстрыми реками, а ветряные — в равнинных ветреных местностях . Мельницы принадлежали феодалам, на чьей земле они располагались. Население было вынуждено искать так называемые принудительные мельницы для помола зерна, которое было выращено на этой земле. В совокупности с плохой дорожной сетью это вело к локальным экономическим циклам, в которые были вовлечены мельницы. С отменой запрета, население стало в состоянии выбирать мельницу по своему усмотрению, таким образом стимулируя технический прогресс и конкуренцию. В конце XVI века в Нидерландах появились мельницы, у которых навстречу ветру поворачивалась только башня. До конца XVIII века ветряные мельницы были в огромном количестве распространены по всей Европе — там, где ветер был достаточно силен. Средневековая иконография ясно показывает их распространенность.

Ян Брейгель Старший, Йос де Момпер.Жизнь в поле .Prado Museum (справа в верхней части картины за полем ветряная мельница).

В основном они были распространены в ветреных северных областях Европы, в значительной части Франции, Нижних Землях, где в прибрежных районах некогда имелось 10 000 ветряных мельниц, Великобритании, Польше, Прибалтике, Северной России и Скандинавии. В других европейских регионах было всего несколько ветряных мельниц. В странах Южной Европы (Испания, Португалия, Франция, Италия, Балканы, Греция), строились типичные мельницы-башни, с ровной конической крышей и, как правило, фиксированной ориентацией. Когда в XIX веке произошел общеевропейский экономический скачок, наблюдался и серьёзный рост мельничной промышленности. С появлением множества независимых мастеров произошел единовременный рост числа мельниц.

В первом типе мельничный амбар вращался на врытом в землю столбе. Опорой служили либо дополнительные столбы, либо пирамидальная бревенчатая клеть, рубленная «в реж», либо рама.
Принцип мельниц-шатровок был иной

Мельницы шатровки :
а - на усечённом восьмирике; б - на прямом восьмерике; в - восьмерик на амбаре.
— нижняя их часть в виде усеченного восьмигранного сруба была неподвижной, а меньшая по размеру верхняя часть вращалась под ветер. И этот тип в разных районах имел немало вариантов, в том числе мельницы-башни - четвериковые, шестериковые и восьмериковые.

Все типы и варианты мельниц поражают точным конструктивным расчетом и логикой врубок, выдерживавших ветры большой силы. Народные зодчие уделяли также внимание внешнему облику этих единственных вертикальных хозяйственных сооружений, силуэт которых играл немалую роль в ансамбле селений. Это выражалось и в совершенстве пропорций, и в изяществе плотницких работ, и в резьбе на столбах и балконах.

Описание конструкций и принципа действия мельниц.

Столбовками мельницы названы за то, что их амбар покоится на столбе, вкопанном в землю и обложенном снаружи срубом-ряжем. В нем заделаны балки, удерживающие столб от смещения по вертикали. Конечно, амбар покоится не только на столбе, но на срубе-ряже (от слова режь, бревна, врубленные не плотно, а с прозорами).

Принципиальная схема мельницы столбовки .

Поверх такого ряжа делается ровное круглое кольцо из пластин или досок. На него и опирается нижняя рама собственно мельницы.

Ряжи у столбовок могут быть разной формы и высоты, но не выше 4 метров. Они с земли могут подниматься сразу в виде четырехгранной пирамиды или сначала вертикально, а с какой-то высоты переходить в усеченную пирамиду. Встречались, правда очень редко, мельницы на невысокой раме.

Jan van Goyen . Ветряная мельница у реки (вот типичная столбовка или козловка).

Jan van Goyen Сцена на льду возле Дордрехта (еще одна столбовка - козловка вдали на возвышенности у канала).

Основание шатровок тоже может быть по форме и конструкциям различным. Например, пирамида может начаться с уровня земли, а конструкция быть не срубной, а каркасной. Пирамида может опираться на срубный четверик, а к нему могут быть пристроены подсобные помещения, тамбур, помещение для мельника и т.д.

Salomon van Ruysdael Вид на Deventer с северо-запада .(тут можно разглядеть и шатровку, и столбовки).

Главное в мельницах их механизмы .В шатровках внутреннее пространство разделено перекрытиями на несколько ярусов. Сообщение с ними идет по крутым лестницам чердачного типа через люки, оставленные в перекрытиях. Части механизма могут располагаться на всех ярусах. А их может быть от четырех до пяти. Стержнем шатровки служит могучий вертикальный вал, пронизывающий мельницу насквозь до "шапки". Он опирается через металлический подпятник, закрепленный в балке, которая лежит на брусчатой раме. Балка с помощью клиньев может перемещаться в разные стороны. Это позволяет придать валу строго вертикальное положение. Тоже самое можно проделать и при помощи верхнего бруса, где штырь вала заделан в металлическую петлю. В нижнем ярусе на вал надета большая шестерня с кулачками-зубьями, закрепленными по наружному контуру круглой основы шестерни. При работе движение большой шестерни, умноженное в несколько раз, передается на малую шестерню или цевку другого вертикального, уже металлического обычно вала. Этот вал прошивает неподвижный нижний жернов и упирается в металлическую планку, на которой через вал подвешен верхний подвижный (вращающийся) жернов. Оба жернова одеты деревянным кожухом с боков и сверху. Жернова устанавливаются на втором ярусе мельницы. Балка в первом ярусе, на которую опирается малый вертикальный вал с малой шестерней, подвешена на металлическом нарезном штыре и с помощью нарезной же шайбы с рукоятками может быть слегка поднята или опущена. С нею поднимается или опускается верхний жернов. Так регулируется тонкость помола зерна. От кожуха жерновов вниз наклонно пропущен глухой дощатый желоб с доской задвижкой на конце и двумя металлическими крючками, на которые подвешивается мешок, наполняемый мукой. Рядом с блоком жерновов устанавливается кран-укосина с металлическими дугами-захватами.

Claude-Joseph Vernet Строительство большой дороги.

С его помощью жернова могут сниматься со своих мест для отковки. Над кожухом жерновов с третьего яруса спускается жестко закрепленный к перекрытию подающий зерно бункер. Он имеет задвижку, с помощью которой можно перекрыть подачу зерна. Он имеет форму опрокинутой усеченной пирамиды. Снизу к нему подвешен качающийся лоток. Он для пружинистости имеет можжевеловую планку и штырь, опущенный в отверстие верхнего жернова. В отверстии эксцентрично устанавливается металлическое кольцо. Кольцо может быть и с двумя-тремя косыми перьями. Тогда устанавливается симметрично. Штырь с кольцом называются обечайкой. Пробегая по внутренней поверхности кольца, штырь все время меняет положение и раскачивает косо подвешенный лоток. Это движение ссыпает зерно в зевло жернова. Оттуда оно попадает в зазор между камнями, размалывается в муку, та поступает в кожух, из него в закрытый лоток и мешок.

Willem van Drielenburgh Пейзаж с видом Дордрехта (шатровки...)

Зерно засыпается в бункер, врезанный в пол третьего яруса. Мешки с зерном подаются сюда с помощью во"рота и веревки с крюком. Ворот может подключаться и отключаться от шкива, насаженного на вертикальный вал. Делается это снизу с помощью веревки и рычага. В досках перекрытия прорезан люк, перекрытый наклонно поставленными двухпольными створками. Мешки, проходя через люк, открывают створки, которые потом произвольно захлопываются. Мельник отключает ворот, и мешок оказывается на крышках люка. Операция повторяется. В последнем ярусе, находящемся в "шапке", на вертикальном валу установлена и закреплена другая, малая шестерня со скошенными кулачками-зубьями. Она заставляет вращаться вертикальный вал и запускает весь механизм. Но ее заставляет работать большая шестерня на "горизонтальном" валу. Слово в кавычки заключено потому, что фактически вал лежит с некоторым уклоном внутреннего конца вниз.

Abraham van Beveren (1620-1690) Морская сцена

Штырем этого конца он заключен в металлическом башмаке деревянной рамы, основы шапки. Приподнятый конец вала, выходящий наружу, спокойно лежит на камне-"подшипнике", слегка скругленном сверху. На валу в этом месте врезаны металлические пластины, предохраняющие вал от быстрого стирания. В наружную головку вала врезаются два взаимно перпендикулярных бруса-кронштейна, к которым крепятся хомутами и болтами другие балки - основа решетчатых крыльев. Крылья могут принимать ветер и вращать вал лишь тогда, когда на них будет расправлена парусина, обычно свернутая в жгуты в покойное, не рабочее время. Поверхность крыльев будет зависеть от силы и скорости ветра.

Швейкхардт, Генрих Вильгельм (1746 Хамм, Вестфалия - 1797 Лондон) Забавы на замерзшем канале

Шестерня "горизонтального" вала снабжена зубьями, врезанными в боковую сторону круга. Сверху ее обнимает тормозная деревянная колодка, которая с помощью рычага может быть освобождена или сильно затянута. Резкое торможение при сильном и порывистом ветре вызовет высокую температуру при трении дерева о дерево, и даже тление. Этого лучше избегать.

Corot, Jean-Baptiste Camille Ветряная мельница.

До работы крылья мельницы следует повернуть навстречу ветру. Для этого имеется рычаг с подкосами - "водило".

Вокруг мельницы вкапывали небольшие столбики количеством не менее 8 штук. К ним "водило" и крепилось цепью или толстой веревкой. Силою 4-5 человек, даже если верхнее кольцо шатра и части рамы хорошо смазаны солидолом или чем-то подобным (ранее смазывали свиным салом), провернуть "шапку" мельницы очень трудно, почти невозможно. "Лошадиная сила" тут тоже не годится. Поэтому пользовались небольшим переносным воротом, который попеременно одевали на столбики его трапециевидной рамой, служившей основанием всей конструкции.

Брейгель Старший. Ян (Бархатный).Четыре ветряные мельницы

Блок жерновов с кожухом со всеми частями и деталями, расположенными выше и ниже его, назывался одним словом - постав. Обычно небольшой и средней величины ветряки делались "об одном поставе". Большие ветряки могли строиться с двумя поставами. Были ветряные мельницы и с "толчеями", на которых отжималось льняное или конопляное семя для получения соответственного масла. Отходы - жмых, - тоже использовали в домашнем хозяйстве. "Пильные" ветряки как будто не встречались.

Bout, Pieter Деревенская площадь

Разрумянилось солнце под вечер.
Над рекою туман уже стелется.
Приутих безобразник ветер,
Только хлопает крыльями мельница.

Деревянная, чёрная, старая -
Ни на что ни кому не годная,
От забот, от хлопот усталая,
И, как ветер в поле свободная.

Несмотря на то, что эпоха земледелия осталась в далеком прошлом, люди вновь стремятся стать ближе к природе и предпочитают обратиться к земле и неиссякаемым природным ресурсам. Зачастую этому способствует современный подход к дачному дизайну, который позволяет существенно расширить поле для фантазии дачников, ценящих неординарные идеи. В связи с этим, ветряные мельницы, ранее устанавливаемые для осуществления помола зерновых культур, то сегодня их используют в качестве элемента декора приусадебной территории или в качестве электрогенератора. А с учетом того, что в сельской местности преобразование энергии ветра в электричество позволит существенно сэкономить семейный бюджет, у многих возникает идея обустройства ветряной мельницы своими руками. Если и вы задались вопросом: «Как сделать ветряную мельницу своими руками?», данная статья, в которой приведено пошаговое руководство по ее обустройству, станет для вас чрезвычайно полезной.

Ветряная мельница: декоративный элемент или практичное сооружение?

Современный дизайн переступил новую ступень своего развития, в связи с чем, каждый владелец загородной территории стремится сделать свой участок как можно более привлекательным. В настоящий момент мало кто оценит по достоинству загородную территорию, если она будет только ухоженной и чистой. В связи с этим, все чаще на даче можно встретить радующие глаз решения в ландшафтной дизайне. В процессе сооружения ветряной мельницы каждый сможет попробовать свои силы в дизайне и строительстве, так как декоративные постройки, в отличие от зданий, можно мастерить даже из самых неожиданных подручных материалов.

Занявшись поиском или самостоятельной разработкой схемы ветряной мельницы, внимательно изучите свой участок и отметьте основные его особенности, возможно, вы сможете эксплуатировать ветряную мельницу не только в качестве декоративной постройки, но и практичного сооружения, например:

• Ветряная мельница может использоваться в качестве сооружения, скрывающего такие неприглядные места, как канализационный люк и другие нюансы, нежелательные к обзору посторонних;
• Если ветряная мельница будет выполнена из нетяжелых материалов или будет характеризоваться небольшими размерами, она сможет выступить в роли надежного защитного «колпака» для вентилей труб и других значимых инженерных сооружений, нуждающихся в защите от атмосферных осадков;
• Если вы уверены в прочности и надежности декоративного сооружения, она сможет прекрасных домиком для детских игр на свежем воздухе, независимо от того, будет ли конструкция ветряной мельницы подразумевать вход внутрь. При этом обратите внимание на устойчивость самодельной постройки;
• Мельница, отличительной особенностью которой будут внушительные размеры, может стать прекрасным местом для хранения садового инвентаря, а в том случае, если она изготовлена из камня, она может взять на себя даже функцию мангала;
• Еще одна важная особенность ветряной мельницы будет полезна тем, у кого на участке орудуют кроты. Чтобы избавиться от них, соорудите мельницу, оснащенную вращающимися лопастями и ножками, которые необходимо вкопать в грунт на глубину 15-20 см. Вибрация, которая будет исходить во время функционирования сооружения, отгонит непрошеных гостей далеко за пределы участка.

Конструкция ветряной мельницы: дополнительные функции

По мнению специалистов, такое приспособление как ветряная мельница совершенно незаслуженно считается пережитком прошлого. Это обусловлено бурным развитием современных технологий, к разряду которых отнесено популярное инженерное направление - ветроэнергетика, благодаря которому традиционная ветряная мельница превратилась относительно недорогой, но в то же время очень эффективный и экологичный источник энергии, получивший название ветрогенератор.

Энергии, генерируемой такой модифицированной ветряной мельницы, мощность которой колеблется в пределах 10 КВт, будет достаточно для полноценного отопления и горячего водоснабжения загородного коттеджа. Конечно же, необходимо ответить, что мельницы, использующиеся для преобразования энергии ветра в тепловую энергию, сооружаются в соответствии с более сложными схемами, однако факт использования ветряной мельницы в роли генератора пророчит ей большое будущее. По мере развития популярного направления - ветроэнергетики, модели ветряных мельниц не перестают модернизироваться и усовершенствоваться, но азы их конструкции остаются неизменными - как и в далекой древности, ветряные мельницы представляют собой ротор, расположенный в горизонтальном направлении, и несколько крыльев четырехугольной формы. Единственное отличие современных модификаций от первоначальных конструкций заключается в материалах, использующихся для их сооружения.

Ветряная мельница фото

Изготовление ветряной мельницы: необходимые материалы и инструменты

Материалы для изготовления ветряной мельницы

В настоящее время богатый строительный рынок практически не ограничивает ваши возможности в выборе строительных материалов, из которых можно изготовить ветряную мельницу. Вы можете остановить свой выбор на пластике, фанере, дереве, диком камне или кирпиче. Но мы, сразу условимся, что в нашей статье мы описываем изготовление деревянной мельницы, поэтому в качестве основного материала выберем дерево. Если вы планируете использовать декоративную ветряную мельницу как детский домик для летних игр, позаботьтесь о том, чтоб ее конструкция подразумевала возможность входа внутрь сооружения, а также обеспечьте ее абсолютную устойчивость и безопасность, которая исключит переворачивание мельницы в процессе работы ее лопастей. Поэтому, в данном случае, конструкция самодельной ветряной мельницы должна подразумевать наличие прочного основания, для изготовления которого можно использовать бетон или бревна.

Также подготовьте строительные материалы для сооружения крыши ветряной мельницы. Для этих целей можно выбрать фанеру, доски или ондулин. Для повышения декоративных свойств мельницы вы можете приобрести конек. Не забывайте и про лак и олифу, которые необходимы для защиты деревянных материалов, из которых изготовлена мельница, от агрессивных воздействий внешней среды, например, от избыточной влаги, сухости или агрессивных биологических агентов.

Итак, подготовьте следующие материалы:

• Остатки толстой фанеры или ДСП;
• Деревянная вагонка (В данном случае, подойдете евровагонка класса С, выбор которой обусловлен ее более низкой стоимостью). Используемая нами конструкция ветряной мельницы подразумевает применение 10 панелей, длина которых составляет 1,5 метра;
• Тонкие рейки с сечением 20x40 мм;
• Тонкие деревянные рейки, называемые раскладками, которые понадобятся для изготовления лопастей;
• Уголки из дерева, необходимые для облагораживания всех стыков и повышения декоративных свойств готовой ветряной мельницы;
• Метизы (гвозди небольших размеров и шурупы);
• Олифа или лак для дерева (мы отдали предпочтение алкидному быстросохнущему лаку);
• Пара шайб, длинный болт и гайки в количестве 5 штук.

Инструменты для изготовления ветряной мельницы

Также приготовьте следующие инструменты из предложенного списка, так как без них вы не справитесь с изготовлением привлекательной ветряной мельницы из дерева.

Список представлен ниже:

• Электрический станок, при отсутствии которого вы сможете обойтись ножовкой или пилой;
• Электрическая дрель и шуруповерт;
• Электрический рубанок и шлифовальная машинка;
• Молоток и пара кистей;
• Рулетка;
• Наждачная бумага для зачистки поверхности.

Выбор территории для установки ветряной мельницы: основные правила

Если вы подготовили все необходимые материалы и инструменты, займитесь выбором территории, наиболее подходящей для установки ветряной мельницы. Идеальной местностью для ее установки станет открытое пространство, где отсутствуют даже малейшие преграды для ветра. Это обусловит нахождение лопастей ветряной мельницы в постоянном движении.

Определившись с местом расположением постройки, произведите уборку территории, освободив ее от лишней растительности, после чего разровняйте землю и приступите к закладке фундамента или, так называемой, платформы. Перед этим, по мнению специалистов, для удобства изготовления конструкцию мельницы желательно разделить на три основные части: нижнюю, среднюю и верхнюю, изготовив которые по отдельности, впоследствии их соединяют в единую конструкцию. Предварительно определитесь со средними размерами постройки: мельница стандартных размеров представляет собой конструкцию в форме равнобедренной трапеции со сторонами следующих размеров:

• Большое основание характеризуется размерами: 1,5 - 2 м;
• Высота постройки от основания до крыши: до 2 м;
• Размер малого основания составляет: 1,2- 1,3 м.

Этапы изготовления ветряной мельницы

Как говорилось выше, процесс изготовления ветряной мельницы начинается с изготовления платформы или основания. Чтобы изготовить основание, используя электролобзик, из фанеры или остатков ДСП выпиливают два квадрата, один из которых характеризуется стороной, равной 40 см, а другой - 30 см. Данный размер вы можете регулировать в соответствии со своими предпочтениями. Вырезав заготовки будущего основания, определитесь с их центральными точками, которые можно найти путем проведения пересекающихся диагоналей, и просверлите в них отверстия.

Следующий шаг заключается в сборке каркаса ветряной мельницы. Для этого отрезают рейку длиной 50-60 см, которая равна высоте нижней трапециевидной части каркаса. Длина рейки также является вариабельным параметром. Отверстия, проделанные в центральной части квадратов, используются для установления провизорной (временной) рейки, которую прикрепляют с помощью саморезов, и изготовления каркаса. Рейка в данном случае носит вспомогательную роль, в связи с чем, после изготовления основного каркаса ее удаляют. Установив вспомогательную рейку, приступают к сборке основного каркаса. Для этого по четырем углам заготовке закрепляют заранее подготовленные и отрезанные по размерам рейки, которые крепят с использованием саморезов. После скрепления убирают вспомогательную рейку. В результате мы изготовили каркас или платформу нижней части ветряной мельницы.

Важно! Чтобы избежать возможных перекосов при изготовлении основания, используйте заранее подготовленную рулетку и постоянно проверяйте диагональные размеры конструкции.

Если вы решили установить мельницу на траве или грунте, предусмотрите возникновение возможных проблем, связанных с намоканием деревянного основания. Чтобы продлить долговечность конструкции и увеличить ее мобильность, предлагаем вам прикрепить к основанию ножки в количестве 4-х штук.

Предлагаем обратить внимание на интересную идею, суть которой заключается в изготовлении ножек из ПВХ трубы, диаметр которой выбирается в произвольном порядке. Помимо трубы понадобятся 4 бруска, диаметр которых позволит им прочно войти в трубу. Брусья прикрепляют к основанию с помощью саморезов к внутренним углам платформы.

Важно! Ножки, прикрепляемые к платформе, должны быть одинаковой высоты, что позволит избежать перекосов готовой конструкции. Чтобы проверить их высоту, используйте строительный уровень.

Далее приступают к изготовлению верхней части. Из остатков ДСП или фанеры вырезают два одинаковых равнобедренных треугольника, длины сторон и высота которых определяются в произвольном порядке. Их скрепляют между собой с помощью отрезков реек, которые крепятся саморезами. Готовый каркас верхней части на данном этапе не рекомендуется прикреплять к нижней, так как впоследствии это затруднит обшивку конструкции вагонкой.

Следующий этап изготовления мельницы - обшивка нижней части каркаса деревянной вагонкой. В этом нет ничего сложного, так как вся суть этапа заключается в подготовке заготовок вагонки необходимой длины, установки их в нужном месте, после чего необходимо просверлить необходимое количество отверстий в каркасе и прикрепить вагонку.

При этом углы, скорее всего, не получатся идеально ровными, но в этом нет ничего страшного, так как впоследствии все неровности скроются деревянными уголками. После того, как вы завершите обивку нижней части каркаса, можете приступать к прикреплению верхней треугольной части мельницы к нижней с помощью саморезов и, в последующем, перейти к ее обшивке вагонкой.

При обшивке верхней треугольной части, располагайте вагонку в вертикальном направлении, что, на наш взгляд, смотрится более эстетично. Завершив отделку, с помощью электрического лобзика вы можете вырезать декоративную дверь и окна, после чего переходите к изготовлению основы для установки лопастей.

Установка оси для лопастей также не представляет сложностей. Для этого в верхней части просверливают отверстие и устанавливают длинный болт, подложив при этом две шайбы для упрочнения конструкции, и фиксируют гайкой. Изготовив ось для лопастей, переходят к обшивке крыши ветряной мельницы деревянной вагонкой, и заключительной маскировке неровностей с помощью деревянных уголков с последующей шлифовкой конструкции наждачной бумагой.

Следующий этап изготовления - изготовление лопастей, с последующей их установкой. Для их изготовления используют деревянные рейки-раскладки. Их форма и внешний вид могут быть произвольными и зависят только от фантазии мастера. Крепление лопастей между собой осуществляют с помощью мелких гвоздиков. Скрепив лопасти между собой, в центре их пересечения сверлят отверстие и устанавливают на ось, фиксацию которых осуществляют с двух сторон с помощью пары гаек. Лопасти ветряной мельницы не следует делать чрезмерно тяжелыми. В идеале они должны отклоняться по оси и по типу традиционного вентилятора захватывать ветер.

Кровля крыши - еще один неотъемлемый этап изготовления ветряной мельницы. Для кровли можно использовать ондулин, который укладывают на обшитый каркас крыши в виде черепицы.

Вот и все, конструкция мельницы готова. Осталось дело за малым - покрыть мельницу лаком и выбрать место для ее установки. Все деревянные элементы мельницы покрывают олифой и лаком.

Установка ветряной мельницы как заключительный этап изготовления

После высыхания лака декоративную мельницу устанавливают на участке. Несмотря на то, что наша конструкция защищена от чрезмерного контакта с землей и избыточной влажности, конструкцию желательно оградить от лишнего контакта с ними. Для этого установку мельницы желательно осуществлять на бетонную основу или другой материал, который предупредит проведение влаги из почвы, например, им может стать декоративный камень или плитка для мощения. Такая мельница будет уместной в любом саду и придется по вкусу даже самому капризному владельцу загородной территории. Что касается ландшафтного дизайна территории, то декоративная мельница будет оптимально смотреться на территории, засаженной зеленым газоном или рядом с расположенными неподалеку разноцветными миксбордерами.

Оригинальной идеей оформления ветряной мельницы является установка подсветки. Рядом с дверцей или окошками мельницы можно установить несколько точечных светильников, к которым необходимо провести электрическую проводку. Отдав предпочтение данному варианту, вы превратите декоративную мельницу в источник освещения в темное время суток.

Как вы уже поняли, существует множество вариантов изготовления ветряной мельницы, которая может быть не только декоративным элементом сада, но и чрезвычайно функциональной постройкой, необходимой на территории загородного участка. Мы рассмотрели наиболее распространенный и простой вариант устройства ветряной мельницы, основываясь на котором, умелый мастер сможет изготовить постройку по своему вкусу.

Ветряные мельницы видео