Этапы изготовления ветряной мельницы

Ветряная мельница — как сделать своими руками?

Обновлено: 4 мая 2019

Что такое ветряная мельница?

Постройки, имеющиеся на приусадебном или дачном участке, обычно создаются в строгом функциональном стиле. Каких-либо специфических декоративных элементов они, как правило, не имеют и выглядят соответственно своему назначению. При этом, желание как-то украсить, оживить территорию участка свойственно большинству владельцев. Вариантов решения этого вопроса имеется очень много. Чаще всего используются технологии ландшафтного дизайна, с помощью которых может быть украшен абсолютно любой клочок земли.

Один из вариантов создания необычного облика является возведение ветряной мельницы. Решение несколько неожиданное, но неизменно эффектное, требующее подробного рассмотрения.

Устройство и принцип работы

Ветряная мельница — это устройство, преобразующее энергию ветра в работу мукомольного механизма. Таково традиционное назначение мельниц, выполнявших практически единственную работу — размол зерна, изготовление муки. Лопасти (крылья) мельницы принимали на свои плоскости поток ветра и начинали вращение. Оно передавалось на жернова, моловшие зерно и производившие муку. Устройство ветряной мельницы — это прообраз ветряных генераторов, насосов и прочих механизмов сегодняшнего дня, использующих потоки ветра как источник энергии.

В настоящее время встретить действующую ветряную мельницу можно редко, в основном, их содержат в этнографических заповедниках как экспонаты. При этом, они вполне исправны и могут выполнять свою работу вполне эффективно.

Декоративный элемент или практичное сооружение?

Использовать ветряную мельницу в качестве полноценного сооружения, выполняющего помол муки, невозможно. Во-первых, размеры такого сооружения не подойдут для относительно небольших участков. Кроме того, необходимости в размоле зерна в настоящее время не имеется. Поэтому ветряные мельницы, возводимые на садовых участках, выполняют декоративную роль. При этом, вращающийся ротор, если он способен выполнять свои функции, вполне может быть использован для различных хозяйственных нужд:

  • производство электроэнергии;
  • приведение в действие водяного насоса;
  • корпус ветряка можно приспособить для хранения различного инвентаря.

Выбор способа применения ветряка — прерогатива владельца участка, но наиболее распространенным назначением таких сооружений является украшение участка, привнесение фольклорных мотивов в стиль оформления. Этот момент нельзя считать второстепенным или неважным, так как внешний вид так же нуждается в грамотном и творческом подходе, как и практическое применение.

Для чего может понадобиться?

В данном случае ключевым моментом становится самостоятельное изготовление сооружения. Помимо определенных практических целей, которые преследуются при создании ветряка, важен творческий подход, возможность приложить усилия для самостоятельного оформления участка.

Применить такое сооружение можно по-разному, например, с помощью ветряной мельницы можно декорировать скважину для воды. Часто подобными сооружениями прикрывают выход на поверхность канализационных коллекторов. Не исключается использование ветряка по прямому назначению — с целью приведения в движение механизмов или генерации электрического тока, например, для освещения участка.

Важно! Украшение территории — сам по себе немаловажный фактор, но, если имеется возможность практического применения ветряной мельницы для хозяйственных нужд, ее ценность возрастает во много раз.

Еще одним возможным применением такого элемента можно назвать место для детских игр. Ребятишки с удовольствием играют в различных домиках, а если он стилизован под мельницу, становится еще интереснее.

Выбор территории для установки

На выбор места влияет, в первую очередь, замысел владельца, назначение сооружения. Если планируется чисто декоративное использование, то мельницу размещают исходя из соображений живописности, внешнего эффекта, то есть на открытой площадке, обеспечивающей хороший обзор сооружения. Если же устройство будет функциональным, то на выбор повлияет уровень площадки, отсутствие поблизости крупных построек, способных закрыть лопасти от потоков ветра.

Кроме того, необходимо учитывать расположение инженерных коммуникаций, построек или сооружений, которым могут помешать вращающиеся крылья мельницы. Если они находятся напротив окна, постоянное мелькание в глазах создаст существенное неудобство для людей, находящихся в комнате.

Следует также учитывать, что к сооружению понадобится иметь нормальный подход, особенно, если планируется сделать его элементом детской игровой площадки. Учитывая все эти соображения, производится выбор оптимального места для строительства мельницы.

Пошаговая инструкция

Создание мельницы происходит по обычной схеме, используемой при строительстве любых сооружений:

  • создание проекта (рабочего чертежа)
  • приобретение материалов, подбор инструмента
  • подготовка площадки
  • сборка корпуса и ротора
  • установка механических элементов (если они запланированы)
  • запуск, отладка режимов работы

Некоторые шаги в этом перечне могут оказаться лишними, иногда, напротив, могут понадобиться дополнительные действия. Окончательный план действий может быть составлен только при рассмотрении конкретной конструкции, условий ее работы, размеров и прочих параметров.

Важно! Ни в коем случае не следует пренебрегать созданием проекта. Зачастую именно на этом этапе обнаруживаются значительные ошибки или дополнительные факторы, в корне меняющие подход к выполняемой работе. Изготовление наобум может привести к пустой трате времени и материалов.

Необходимые материалы и инструменты

Для создания декоративной ветряной мельницы лучше всего использовать традиционные материалы:

Кроме того, в зависимости от размеров и назначения мельницы могут понадобиться материалы для создания фундамента:

  • цемент,
  • песок,
  • арматурный пруток.

Не менее важно иметь необходимые инструменты:

  • электропила,
  • электрорубанок,
  • ручная ножовка,
  • стамеска, долото,
  • пассатижи,
  • молоток,
  • электродрель с набором сверл,
  • линейка, рулетка.

В зависимости от проекта сооружения, могут быть привлечены и другие инструменты или приспособления, если в них возникнет необходимость.

Фундамент

Первые шаги, которые понадобится выполнить на начальном этапе, это — подготовка площадки под строительство. Если сооружение запланировано достаточно крупное, например, под мельницу надо задекорировать хранилище для инструментов, инвентаря, инженерных устройств, то потребуется устройство фундамента.

Самым простым способом заливки фундамента будет создание ленточного типа основания. Для этого по периметру будущих стен выкапывается ров, внутрь которого устанавливается опалубка, вяжется арматурный каркас и заливается бетон. Фундамент выдерживается нужное время для достаточной кристаллизации бетона, после чего можно вести дальнейшие работы.

Примечание: для небольших декоративных сооружений фундамент не требуется, достаточно немного приподнять их над уровнем земли, чтобы исключить контакт с грунтовыми водами.

После завершения фундамента приступают к созданию корпуса ветряной мельницы.

Выбираем тип стен и кровлю

Возведение стен и крыши мельницы ведется в точном соответствии с рабочими чертежами, выполненными заблаговременно в самом начале. Возможны разные варианты:

  • постройка стен из обточенных бревен. Выполняется при создании большой мельницы, предназначенной для выполнения определенных хозяйственных функций.
  • возведение стен из бруса. Этот способ несколько проще, так как подгонка бруса намного проще, чем бревен. Величина мельницы при этом также достаточно большая.
  • создание каркаса с последующей обшивкой досками. Такое строительство подойдет для мельницы меньших размеров.

Рассмотренные варианты подразумевают строительство сооружения непосредственно на месте. Могут быть варианты, когда все сооружение собирается в одном месте, например, в гараже или в мастерской, и устанавливается уже готовым на предназначенное место. Такой подход может быть использован при создании небольших декоративных мельниц, которые можно переносить в пределах участка.

Строительство стен завершается с началом создания крыши. Традиционно делается двух- или четырехскатная конструкция. В качестве кровельного материала используется какое-либо из старинных, традиционных кровельных покрытий — черепица, дранка и т.п.

Древесина — неустойчивый к воздействию атмосферной влаги и дождей материал. Готовое строение необходимо защитить от воды, нанеся слой лака или олифы. Оптимальным вариантом будет предварительная пропитка антисептиком и антипиреном для защиты стен от насекомых или огня.

Особенности постройки функциональной мельницы

Если ветряк будет выполнять полезную работу, то он устроен довольно сложным образом. Конструкция состоит из вращающегося ротора, передающего движение на генератор, с которого полученное напряжение передается на аккумулятор и инвертор. Это — самая сложная схема подключения ветрогенератора, могут быть варианты и попроще. Но все они объединены одним признаком: вал ротора соединяется с определенным механизмом.

Такое обстоятельство вынуждает подходить к постройке с другой стороны:

  • сначала монтируется рабочий механизм;
  • вокруг него строятся стены или защитный короб с возможностью доступа к оборудованию для ремонта или обслуживания.

В таких ситуациях строительство ведется так, чтобы стены и крыша мельницы не препятствовали вращению крыльев или не перекрывали доступ к механике. В остальном работы ведутся подобным образом с использованием тех же материалов и инструментов.

Установка ветрогенератора

Установка ветряной мельницы необходима в тех случаях, когда она была изготовлена в мастерской. Обычно такие сооружения имеют небольшие размеры и вполне доступны для транспортировки в пределах участка. Такой вариант хорош для производства ремонта, модернизации или технического обслуживания. Возможность произвести работы в условиях нормальной мастерской, а не под открытым небом, дает множество плюсов и обеспечивает высокое качество ремонта или ухода.

Установка мельницы производится на сухую подготовленную площадку. При необходимости, устройство крепится к ней с помощью анкеров. Если конструкция горизонтальная и не имеет возможности установки на ветер, то следует заранее позаботиться о выборе места, позволяющего использовать преобладающее направление потока для данного региона.

Участок

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.

Содержание

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.

Читайте также:  Роскошный интерьер дома в стиле арт-деко

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 20×40 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

Строим декоративные ветряные мельницы: пошаговый алгоритм

Ветряные мельницы — одни из самых распространенных декоративных элементов дачного ландшафтного дизайна. Я готов рассказать вам, как можно самостоятельно сделать красивую мельницу даже новичку, а пошаговая инструкция наглядно подтвердит мои слова.

Ветряные мельницы — отличный способ декорирования дачного ландшафта

Немного истории

Настоящая ветряная мельница представляет собой аэродинамический механизм, который преобразовывает энергию ветра. За счет этой энергии она выполняет механическую работу — помол зерна.

Упоминания ветровых конструкциях начинаются еще с античных времен. Поэтому можно предположить, что длительное время ветровые и водяные мельницы были единственными машинами, которые использовало человечество.

Традиционная мельница с горизонтальным ротором

Историки считают, что древние мельницы были распространены в Вавилоне. Об этом свидетельствует кодекс царя Хаммурапи, который датируется примерно 1750 годом до нашей эры.

Задокументированное же свидетельство применения ветровых машин для помола зерен датируется первым веком нашей эры, и принадлежит оно греческому изобретателю Герону Александрийскому. Также известно, что в девятом веке существовали персидские мельницы, о чем писали в своих сообщениях мусульманские географы.

Персидские мельницы отличались от привычных нам европейских конструкций с вертикальной осью вращения и перпендикулярно установленными лопастями. Они имели лопасти на роторе, и с одной стороны закрывались оболочкой. Без этой оболочки давление ветра на все лопасти было бы одинаковым.

Вертикальную ось вращения имела и китайская мельница. От персидских она отличались свободно поворачивающимися парусами, в то время, как у персидских мельниц парус был жестко зафиксирован на оси.

Иллюстрация китайской ветряной мельницы

Таким образом, для Азии характерны конструкции с вертикальным расположением ротора вращения. А вот ветряная мельница с горизонтальным ротором привычна для Европы.

Особенно широкое распространение классические мельницы получили в ветреных равнинных регионах. Кроме того, их строили на побережье Средиземного моря.

В нашей стране в основном они были распространены до начала XX века, однако, уже в XIX веке, с появлением паровых машин, их количество стало сокращаться. Правда, полностью от этих мельниц не отказались и по сей день.

Ну а для нас, дачников, ветряные мельницы — это просто красивый элемент ландшафтного дизайна, который, к тому же, символизирует достаток и благополучие в семье.

Изготовление мельницы

Теперь рассмотрим, как сделать мельницу своими руками. Эту процедуру можно условно разбить на несколько этапов:

Как вы видите, один из этапов работы — изготовление подвижных вертикальных элементов. Далее мы рассмотрим, как сделать конструкцию, чтобы крыша и ось вращения поворачивались по направлению ветра.

При желании можно сделать и так, чтобы все строение поворачивалось навстречу ветру по принципу флюгера. Но, если вы хотите наоборот упростить изделие — сделайте его неподвижным.

Подготовка чертежей

Так как мельница в нашем случае — это декоративный элемент, каких-то строгих правил по ее проектированию не существует. Главное — определиться для себя какой вы хотите видеть конструкцию, и каких она будет размеров.

Эскиз декоративной мельницы можно сделать даже от руки

Чтобы упростить задачу, вы можете использовать готовые чертежи, и при необходимости их лишь подкорректировать. Причем, необязательно точно вычерчивать конструкцию в масштабе. Главное изобразить основные ее элементы и указать размеры, что в дальнейшем упростит работу.

Изготовление основание

В проекте ветряной мельницы, который я вам предлагаю, имеется основание на ножках в виде тумбы. Изготавливается оно следующим образом:

ИллюстрацииОписание действий
Материалы:

  • Доски. Сечение примерно 20х300 мм;
  • Вагонка. Для обшивки тумбы;
  • Канализационные трубы с раструбами. Будут использоваться в качестве ножек.
  • Бруски. Сечение должно быть таким, чтобы бруски входили в раструбы.
Изготовление основы (юбки):

  • Из досок сколотите квадрат. Размеры одной стороны около 50 см;
  • Можно сразу же обшить конструкцию вагонкой.

В процессе изготовления основания следите, чтобы диагонали основания были одинаковыми.

Изготовление ножек:

  • Нарежьте бруски. Их длина должна составлять 300 мм плюс глубина раструба;
  • Вставьте бруски в раструб и зафиксируйте их саморезами.

Если вы умеете работать с металлом, можно использовать в качестве ножек металлические уголки или профилированные трубы.

Монтаж ножек. Закрепите ножки на юбке при помощи болтов или саморезов.
Обшивка основания. Обшейте верхнюю часть основания досками, фанерой или другим материалом.
Установка перил:

  • Сделайте поручни из брусков. Можно использовать те же бруски, из которых сделаны ножки;
  • Прикрепите к брускам рейки, которые будут выполнять функцию стоек;
  • Закрепите получившиеся перила на основании при помощи саморезов, как показано на фото.

Изготовление каркаса средней и верхней части конструкции

Итак, основание у нас готово. Далее ветряная мельница своими руками делается следующим образом:

ИллюстрацииОписание
Материалы:

  • Деревянные рейки. Сечение должно быть примерно 20х30 мм;
    • Металлический прут или трубас наружной резьбой (ось). Диаметр около 1-1,5 см;
  • Подшипники. Внутренний диаметр должен соответствовать диаметру оси.
Изготовление каркаса средней части:

  • Из реек сделайте два квадрата со сторонами 35 см и 25 см;
  • Получившиеся рамки соедините стойками из тех же реек, чтобы получилась усеченная четырехугольная пирамида.
Изготовление каркаса крыши. Ветряные мельницы на Руси обычно имели двухскатную крышу.

В нашем случае она должна быть поворотной, поэтому выполняем ее следующим образом:

  • Сделайте два треугольника из реек (стропильные фермы). Размеры могут быть произвольными по вашему желанию;
  • Сверху соедините стропильные фермы рейкой, которая будет служить миниатюрным коньковым прогоном, а снизу тремя досками. Расположите доски так, чтобы средняя доска располагалась строго по центру;
  • В центре средней доски сделайте отверстие для оси;
  • Вставьте металлический прут с резьбой, и закрепите его гайками и шайбами. В результате ось должна быть жестко прикреплена к крыше.
Установка подшипников в доски. Чтобы наша ветровая мельница имела поворотную крышу, нужно закрепить ось на подшипниках.

Для этого надо предварительно закрепить подшипники в досках:

  • Подготовьте доски, которыми будет обшиваться верхний торец каркаса мельницы;
  • В центре доски просверлите отверстие равное наружному диаметру подшипника;
  • Сделайте пропил вдоль доски через центр отверстия;
  • Вставьте подшипник;
  • Просверлите в кромке доски сквозные отверстия с двух сторон от подшипника, и стяните доску шпильками. Благодаря этому подшипник будет надежно зафиксирован в доске.

Точно также нужно вставить подшипник в доску, которая будет фиксировать ось в нижней части каркаса.

Крепление крыши:

  • Закрепите доски с подшипниками на каркасе. При этом правильно расположите их, чтобы подшипники располагались на оси каркаса;
  • Вставьте ось, прикрепленную к крыше, в подшипники и закрепите ее при помощи гаек и шайб.

Теперь крыша может свободно вращаться вокруг своей оси.

Изготовление хвостовика. Чтобы наша деревянная мельница, а точнее ее крыша, поворачивалась как флюгер на встречу ветру, нужно сделать хвостовик следующим образом:

  • Подготовьте рейку, которая будет служить осью хвостовика длиной около 40 см;
  • Сверху к оси прикрепите планку, чтобы получилась Т-образная деталь;
  • Сделайте из реек две трапеции и закрепите на оси, как показано на фото;
  • Прикрепите хвостовик по центру одного из торцов крыши.

Хвостовик сразу можно обшить любым листовым материалом.

Изготовление лопастей и горизонтальной подвижной части

Теперь нужно сделать горизонтальную подвижную часть и лопасти:

ИллюстрацииОписание
Материалы. На этом этапе нам понадобятся те же материалы, что и при изготовлении крыши.
Монтаж горизонтальной подвижной части:

  • Закрепите подшипники в двух досках по описанной выше схеме;
  • Закрепите доски с подшипниками на крыше, как показано на фото;
  • Вставьте в подшипники горизонтальную ось, и закрепите ее гайками и шайбами;
Изготовление крестовины. В основе лопастей используется крестовина. Ее легко сделать из четырех брусков.

По центру крестовины сделайте отверстие под ось.

Изготовление лопастей:

  • Чтобы сделать лопасть нужно на бруске закрепить рейки под небольшим углом. Длина реек должна уменьшатся по направлению к оси вращения;
  • По такому принципу сделайте все четыре лопасти;
  • Закрепите лопасти на крестовине;
  • Крестовину с лопастями наденьте на ось и закрепите гайками.

На этом наиболее сложная часть работ завершена.

Отделка

Теперь остался завершающий этап — отделка. От него зависит как будет выглядеть декоративная мельница. Суть этой работы заключается в обшивке каркаса вагонкой.

При этом вы можете украсить конструкцию окошками, дверями и другими элементами, которые подскажет вам фантазия. Обшитую мельницу можно раскрасить и вскрыть лаком.

Украсить изделие можно декоративными окошками и другими элементами

Зачастую ветряные мельницы расписывают в народном стиле. Если вы хотите, чтобы конструкция выглядела в традиционном русском стиле, ее лучше обшить блок-хаусом, а не вагонкой. Особенно красиво смотрится мельница, украшенная резьбой.

Внутрь мельницы можно встроить диоды и датчик освещения. В результате с наступлением темноты в окошках мельницы будет загораться свет. Цена датчика в среднем около 300 рублей.

Вот, собственно, и вся информация о том, как сделать ветряную мельницу своими руками.

Вывод

Теперь вы знаете, как изготавливаются декоративные ветряные мельницы своими руками. Дополнительно просмотрите видео в этой статье. Если какие-то моменты вам непонятны — задавайте вопросы в комментариях, и я с радостью отвечу.

Как построить ветряную мельницу своими руками

Преобразование энергии ветра в электричество (особенно в сельских районах, которые славятся своими задувными ветрами) существенно сэкономит ваши деньги. А изобретение, которое поможет это сделать – обычная ветряная мельница

Для того, чтобы его воплотить в жизнь, необходимо изучить структуру ветряной мельницы и выявить перечень тех материалов, которые понадобятся для постройки.

Как построить ветряк своими руками

Итак, основные части ветряка.

База — я вляется основой ветряной мельницы. Это ее самый крепкий и тяжелый элемент. Изготавливается обычно из бетона. Если мельница предполагается высотой в полтора метра, база предполагается размером 45 кв. см и весом в районе 36 кг.

Мельничная башня.

Башня изготавливается из прочного куска 5-8-сантиметровой пластиковой трубы (ПВХ). Используются и другие материалы, но они не столь эффективны. Высота башни, как мы договорились, должна составить полтора метра.

Лопасти.

Лопасти мельницы аналогичны тем, которые находятся в пропеллере самолета. Ножи-сборщики ветряной энергии делаются из легкого пластика или дерева. Размеры лезвий соответствуют размеру базы и башни. Для мельницы в полтора метра лопасти в длину составляют примерно 0,9 м.

Гондола.

Основой ветряной гондолы служит редуктор. С его помощью ножи- лопасти соединяются с башней и после этого могут нормально функционировать.

После того, как нам стали известны все параметры базы, башни, гондолы, наступает время для постройки ветряной мельницы.

Солнечные батареи.

Солнечные батареи устанавливаются на крыше в таком месте, где на нее попадает максимальное количество солнечных лучей, и там, где она наиболее открыта.

Теперь устанавливаем башню.

До нее должно доходить максимальное количество ветра. Следовательно, место ее расположения тоже должно быть выбрано так, чтобы ветер на пути к башне не встречал никаких препятствий.

На башню крепится гондола. Проверьте, достаточно ли размера лопасти для того, чтобы реагировать на ветер и улавливать его.

Подключение генератора – заключительный шаг строительства. Соединяем воедино солнечные батареи и провода генератора.

«Пробовали вы запрячь ветер, чтобы заставить его работать на себя! Ведь энергия ветра — одна из самых дешевых и легкодоступных! Я не предлагаю строить ветряные мельницы, как это делали в старину, или сложный современный ветродвигатель. А вот построить ветроустановку для выработки электроэнергии, пусть небольшую, маломощную, думаю, сможет каждая семья, живущая в сельской местности, каждая школа.

Энергии, выработанной ветроустановкой, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, чтобы осветить дом или класс. И если хотя бы в каждом пятом доме будет работать своя бесплатная мини — ветроэлектростанция, представляете, сколько сэкономленных киловатт-часов лягут в «энергетическую копилку» нашей страны!»

Вместе с папой Сережа собирается этим летом построить около дома такую ветроэлектростанцию. В письме он прислал эскизы своей будущей установки. Мы показали их инженеру Вячеславу Николаевичу Шумееву, он внимательно изучил эскизы, доработал и теперь предлагает их на суд читателей.

Сережа Курнев использовал известную еще в давние времена схему ветроустановки с самовращающимся барабаном.

Устройство представляет собой две половинки полого цилиндра, которые после его разрезки раздвигались в стороны от общей оси (см. рис).

Образовавшееся тело обладало ярко выраженной аэродинамической несимметричностью. Набегающий поперек его оси поток воздуха как бы соскальзывал с выпуклой стороны одного полуцилиндра. Зато другой, обращенный к ветру своеобразным карманом, оказывал значительное сопротивление. Барабан поворачивался, полуцилиндры менялись местами всё быстрее и быстрее, и вертушка таким образом быстро раскручивалась.

Вот этот принцип, возможно и не зная о нем, и взял за основу своей будущей ветроэлектростанции Сережа Курнев.

Подобная схема выгодно отличается от ветроустановки с пропеллерной вертушкой. Во-первых, она не требует при изготовлении большой точности и дает широкий выбор применяемых материалов. Во-вторых, она компактна.

Судите сами. Мощность генератора, приводимого в действие барабаном диаметром всего около метра, будет такой же, как при использовании трехлопастного пропеллера диаметром 2,5 м! И если пропеллерную вертушку нужно устанавливать на высокой штанге или на крыше дома (этого требует техника безопасности), то вертушку-барабан можно ставить прямо на земле, под навесом. Есть у барабана и еще ряд достоинств: большой крутящий момент при малых оборотах (значит, можно обойтись либо совсем без редуктора, либо использовать простейший одноступенчатый), отсутствие щеточного токосьемного механизма.

Сережа предлагает двухлопастный барабан, мы же советуем увеличить количество лопастей до четырех (рис. 1Б). Тяговые характеристики такой установки значительно улучшатся.

Итак, начнем с изготовления барабана (рис. 2). Лопасти можно сделать из фанеры, кровельного железа, дюралюминиевого листа или листового пластика подходящих размеров. В любом варианте старайтесь избегать излишне толстых заготовок — ротор должен быть легким. Это уменьшит трение в подшипниках, а значит, барабан будет легче раскручиваться ветром.

1 — резистор;
2 — обмотка статора генератора;
3 — ротор генератора;
4 — регулятор напряжения;
5 — реле обратного тока;
6 — амперметр;
7 — аккумулятор;
8 — предохранитель;
9 — выключатель.

Если вы воспользуетесь кровельным железом, вертикальные края лопастей усильте, подложив под отбортовку металлический пруток диаметром 5-6 мм. Если вы решили сделать детали вертушки из фанеры (ее толщина должна быть 5-6 мм), не забудьте пропитать заготовки горячей олифой. Щеки барабана можно изготовить из древесины, пластмассы или легкого металла. Собирая барабан, не забудьте промазать места стыков густой масляной краской.

Крестовины, соединяющие отдельные лопасти в ротор, лучше сварить или склепать из стальных полос сечением 5×60 мм. Можно использовать и древесину: толщина заготовки не менее 25 мм, ширина — 80 мм.

Ось для вертушки проще всего сделать из двухметрового отрезка стальной трубы с внешним диаметром около 30 мм. Перед тем как подбирать заготовку для оси, найдите два шарикоподшипника, желательно новые.

Согласовав размеры трубы и подшипников, вы избавите себя от лишней работы по подгонке трубы к внутренним обоймам подшипников. Стальные крестовины ротора привариваются к оси, деревянные крепятся эпоксидным клеем и стальными штифтами диаметром 5- 6 мм, проходящими одновременно через каждую крестовину и трубу. Лопасти смонтируйте на болтах М12. Внимательно проверьте расстояния от лопастей до оси: они должны быть одинаковыми — 140-150 мм. Собрав барабан, снова покройте стыки деталей густой масляной краской.

Главный элемент установки готов, остаётся изготовить станину, сварив или склепав ее из металлического уголка (годится и деревянный вариант). На готовую станину установите шарикоподшипники. Проследите, чтобы не было перекоса, иначе ротор не сможет легко вращаться. Все детали установки дважды покройте масляной краской, на нижнем конце оси закрепите набор шкивов различного диаметра. Перекинутый через шкив вертушки ремень соедините с генератором электрического тока, например автомобильным. Построенный образец ветросиловой установки при скорости ветра 9-10 м/с сможет обеспечить мощность, передаваемую на генератор, равную 800 Вт.

Ну а если стоит безветренная погода или ветер слишком слаб, чтобы девать необходимую электроэнергию? Перебоев в выработке электричества не будет, если воспользоваться накопителем энергии — аккумулятором. Ветер есть — пускайте электричество напрямую к потребителю, ветра нет — включайте заряженные от ветроустановки аккумуляторы. На рисунке 3 мы показали схематическое устройство электрической цепи такой ветроустановки.

Если ветряк будет использоваться для поливки огорода или сада, его нужно смонтировать прямо над источником воды.

А теперь задание. Подумайте, ребята, как приспособить ветроустановку, о которой мы рассказали, для геологов, альпинистов, передвижных ремонтных и строительных бригад, для пастухов на далеких пастбищах.

ЮТ 1983 №5, В. ШУМЕЕВ, инженер, Рисунки А. МАТРОСОВА

Ветродвигатель для ветряка

предлагаемая конструкция позволяет увеличить ветроэффективность ветродвигателя почти в 3,2 раза в сравнении с классической и довести ее до величины 0,65-0,75.

Новые возможности использования ветроэнергетики

Использование нового способа управления работой ветроэнергетической установки и ее конструкция позволят повысить КПД турбинного колеса за счет более полной отдачи потоками воздуха своей энергии, увеличить площади захвата фронта воздушных потоков от 2 до 10 раз, уменьшить размеры турбинного колеса и увеличить частоту его вращения, уменьшить динамическую нагруженность конструкции в результате снижения массы и габаритов вращающихся частей в несколько раз, уменьшить капитальные затраты на производство и установку энергосиловых агрегатов в промышленности и частном секторе. опубликовано econet.ru

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое сознание – мы вместе изменяем мир! © econet

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Этапы изготовления ветряной мельницы

Войти

Puzzle

Август 2019

123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

В этом году случайно узнали, что недалеко от Казани год назад в селе Чирши видели ветряную мельницу. За год с неработающей мельницей все могло произойти, но мы все же решили поехать, так как на карте этого района тридцатилетней давности насчитали около 35 ветряных мельниц и, если ее уже нет, то может быть встретим другие мельницы.
На удачу мельница, хотя и полуразрушенная, стояла у дороги на краю села.

Она оказалась мельницей шатрового типа предположительно с шестью лопастями.

Шапка с валом – вращающаяся часть мельницы шатровки. Сама мельница трехярусная высокая.Такая высота позволяла поднимать выше вал, на котором крепились крылья, а это значит, делать их длиннее — отсюда и большая мощность этих мельниц.

Вход в мельницу

Крутые лестницы чердачного типа внутри мельницы
В шапке на валу под крышей размещалось колесо, которое передавало вращение на вертикальный вал

Горизонтальный вал предположительно из трехсотлетней сосны. Для вала годилась только древесина дуба или сосны, причем особенно ценилась нижняя часть крупного ствола, даже не комель, а фактически часть корневища, уходящая в землю. Поэтому подходящую сосну не спиливали, а, образно говоря, выкапывали. На зубья шла только очень твердая древесина (граб, яблоня, клен, береза), заготовки для них предварительно долго варили в крутом кипятке, затем сушили.

Сохранившиеся зубья колеса.

Круглое основание шапки. Дерево – береза

Детали поворотного механизма.

На дереве видна смазка.

Центрального вертикального вала не мельнице уже не было, как и лопастей. Даже с обломанными крыльями, но переведенная на электроэнергию, она продолжала помол зерна.

Остатки электрической проводки.

С центрального вала движение передавалось на другой вертикальный вал. Этот вал вращал верхний подвижный жернов. Оба жернова обычно одевали деревянным кожухом с боков и сверху.

Металлический вертикальный вал с электрическим приводом
В правом верхнем углу с верхнего яруса спускается жестко закрепленный к перекрытию подающий зерно бункер,имеющий форму опрокинутой усеченной пирамиды. Он должен иметь задвижку, с помощью которой можно перекрыть подачу зерна

Бункер – вид сверху .Зерно засыпается в бункер. Мешки с зерном подавали сюда с помощью ворота и веревки с крюком.

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.

К бункеру снизу подвешен качающийся лоток. Конструкция качающегося лотка в литературе описана следующим образом.
Лоток для пружинистости может иметь 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 через лоток поступает в сусек.

Сусек с лотком. Справа на фото канатная пружина. В наше посещение рукоятка у затяжного механизма отсутствовала.

Год назад рукоятка была на месте. Фото azinskiy .

На выходе из мельницы стояло древнее сооружение типа скамьи.

Его предназначение не удалось определить.

Последний взгляд на мельницу – двигателя третьей революции в развитии производительных сил общества и альтернативного источника энергии в наши дни.
UPD.23-11-09. А такой ее увидели дипломник Маркова М.И.и ее руководитель доцент Персова С.Г

Из дипломной работы “Реставрация мельницы в д. Чирши в структуре музея зерна”,КГАСУ, 2009.

Поиск других мельниц оказался неудачным. Встретили только симпатичного журавля.

Нарядный колодец в селе Менгеры.

P.S. Буду благодарна любым исправлениям и дополнениям, так как это первая в жизни ветряная мельница, которую я видела.

1. Восьмигранная мельница шатрового типа с шестью лопастями. О количестве лопастей можно судить по трём прямоугольным сквозным каналам в деревянном горизонтальном вале, усиленных пятью металлическими обручами для жёсткости и прочности.
6. В шапке на горизонтальном валу (под крышей) размещено деревянное колесо, которое передавало вращение от лопастей на вертикальный вал. Вертикальный вал до настоящего времени не сохранился (видимо его убрали при переводе мельницы на другой вид привода). Само деревянное колесо состоит из двух слоёв, собранных из секторов с вырезами. Сектора относительно друг друга расположены со смещением и скреплены между собой девянными шпилями. В вырезы вставлялись зубья, который входили в зацепление с секторами вертикального вала.
7. Горизонтальный вал выполнен из сосны диаметром 50 см, что говорит о приличном возрасте дерева.
8. Колесо крепится к горизонтальному валу мощными деревянными спицами, зафиксированными клиньями.
10. Характерной особенностью этой мельницы является то, что шатёр с горизонтальным валом, колесом и лопастями имеет возможность вращаться на 360 градусов, что позволяет ловить ветер при любом направлении.
11. (круглое основание шапки) В верхней части (под шапкой) находится круглый деревянный обруч толщиной 100 мм, жестко закреплённый при помощи гвоздей.
12. По внутренней части обруча двигались вращающиеся деревянные ролики диаметром 200 мм. Ролики скреплялись попарно в вилке и фиксировались деревянными осями. Сами вилки крепились к поворотной квадратной раме, на которую опирался шатёр. Общее количество роликов – 8.
13. Для облегчения вращения верхней поворотной части мельницы верхняя и боковая части обруча, оси роликов смазывались.
15. На фотографии жёрнов современного образца, изговленный из цемента и ПГС. Можно предположить, что старые жернова были изготовлены на Нолькинских каменоломнях.

От себя могу добавить, что выложенные эскизы реконструкции, а также фотографии реконструированной мельницы в этнографическом музее Козьмодемьянска помогают понять, каким образом (!возможно!) производился поворот по ветру и вывод из ветра. Для этого служили три круглых бревна (“воротила”).

По поводу “канатной пружины” (!возможно!) – это механизм регулировки тонкости помола.

Вряд ли современный тип привода был электрическим. Какой тогда был смысл выводить трансмиссию наружу? Видимо, применялся двигатель внутреннего сгорания.

а вы надписи арабскими буквами (попали частично на одну из фот) подробно не снимали?

и до сих пор не пойму, почему ваши интереснейшие записи не появляются у меня во френдленте ((

вот ссылка правильная ))

самое интнрнсное, что я их , эти надписи специально искал, и казалось бы затеряться и мекуджа, а не нашел (( а вообще, в наше поещение мельница выглядела куда запущеннее (изнутри), тако чувство, что там на втором ярусе чтото типо чиллаута унемногочисленных местных ))

Это шикарно, спасибо! =))

Как нибудь надо будет собраться с Вами в этноэксп 😉

Это спонтанно, непредсказуемо. Кстати сейчас в выставочном зале художников проходит выставка фотографий Черенкова Андрея. Он снимал храмы в РТ.

А где нибудь в сети можно прочитать на эту тему (официальная афиша, объявление, точное место, и всё такое) – просто завтра собрался в центр с дочкой, пофоткать всякого рода архитектуру – с удовольствием бы заглянул и на выставку.

Была статья в Комсомольской правде. неделю назад. По поиску задать Черенков фото казань.

Были сегодня там, стоит мельница. Кстати, а в ваше посещение надписей на левой стене не было?

Как работает ветровая мельница в ветряную погоду

Прародители ветровых мельниц появились почти четыре тысячи лет назад в Египте. Изначально ветряная мельница имела постоянное направление лопастей и ременной привод к оси каменного жернова. Позже в конструкции появились шестерни и подшипники, поворотные механизмы. Такое устройство без радикальных изменений успешно использовалось до начала прошлого века и сейчас тоже имеет применение.

Причины успеха энергии ветра

Характеристики ветровой энергии уникальны. Заслуживают отдельного упоминания свойства, ставшие причиной длительного успеха ветряных мельниц. Сравнение характеристик источников энергии позволяет понять столь продолжительное и географически широчайшее применение энергии ветра:

  • ветер бесплатен и неиссякаем. Такое можно сказать только о воде, солнце и геотермальных источниках. Ядерная энергия, уголь, нефть этим похвастаться не могут;
  • преобразование ветра – экологически чистый процесс, как и у всех природных источников энергии. А вот нефть, уголь и ядерные реакции при преобразовании производят отходы, вредные для флоры и фауны, в том числе человека;
  • ветер доступен в любом месте планеты. Так можно сказать еще и о солнечной энергии. Больше ни один источник энергии так не распространен;
  • перевести ветровую кинетическую энергию очень просто. Такая же простота присуща только для энергии речной воды. Из любого другого источника получить кинетическую энергию позволят только по сложным технологиям, создавая специальные сооружения и устройства, постоянно их контролируя и управляя процессом.

Но есть у ветра и недостатки. Например, вошедшее в поговорку непостоянство. Направление ветра меняется так часто, что пришлось даже создавать мельницы с вращающимся корпусом. А изменение силы ветра от ураганной до штиля не позволяет рассчитывать на стабильность поступления энергии. Другие природные источники энергии тоже нестабильны и со своими недостатками. Солнце не дает энергии по ночам, а днем может уйти за тучи. Реки есть не везде, а там, где есть, могут пересохнуть или замерзнуть на месяцы.

Еще одним минусом является малая плотность ветра – 1,29 кг/м3. К примеру, плотность воды составляет почти тонну. Для получения одинаковой по величине энергии площадь лопастей у ветряной мельницы должна быть в 750 раз больше, чем у водяной. А для таких конструкций должен быть и соответствующий корпус.

Но, тем не менее, почти четыре тысячи лет ветер был востребован, как источник энергии, на Европейском, Азиатском и Африканском континентах. И сейчас о нем не забывают.

Как ветер крутит лопасти

Так как воздух имеет массу, то движение воздуха имеет кинетическую энергию. Когда на пути ветра, дующего в определенном направлении, появляется предмет, их взаимодействие можно описать с помощью векторов силы. Ветер будет отталкивать препятствие и отталкиваться сам в противоположенном направлении. При этом лопасть, закрепленная на оси конструкции, будет изгибаться вдоль оси вращения и крутиться на ней. Графически это выглядит следующим образом:

Ветер после соприкосновения отражается от лопасти, оставляя ей часть энергии:

  1. на изгиб лопасти по направлению ветра, чему конструкция противостоит с силой Fл2-1, создающей потенциальную энергию. На величину этой силы уменьшится вектор силы ветра Fв2-1;
  2. создавая кинетическую энергию вращения, на лопасть действует сила Fл2-2. При этом уменьшается вектор силы ветра Fв2-2, меняя его направление.

Величина кинетической энергии, передаваемой ветром через лопасти, зависит от массы взаимодействующего с лопастью воздуха, скорости его движения, направления относительно лопастей – чем перпендикулярней, тем лучше.

В самой мельнице, кроме конструкции лопастей, можно минимизировать потери на трение, применяя на оси подшипники, а передаточном механизме – шестерни, либо устанавливая генератор непосредственно на ось лопастей.

Зная, как работает мельница, можно попробовать изготовить ее самостоятельно. Хотя бы в декоративных целях.

Как рассчитать крылья мельницы

Сначала нужно решить, для чего и где строить мельницу. Обычно ветровая машина ставится на открытой местности, например – на даче. Если вокруг забора близко и плотно растут деревья, придется делать высокий корпус для ветряка. В этом случае обязательно потребуется фундамент.

Фундамент нужен и невысоким, но тяжелым корпусам. Для дачных дел достаточно по периметру будущего строения уложить на глубину до 0,7 метра бетон или плотные ряды кирпичей. Для декоративных сооружений достаточно подмостить и утрамбовать один слой кирпича, изолирующего сооружение от влаги.

Теперь надо решить, для чего следует строить мельницу. Вариантов много:

  • для подъема воды из скважины;
  • для получения электроэнергии;
  • для отпугивания кротов;
  • для хранения садовых инструментов;
  • в декоративном назначении.

Порядок вариантов представлен по снижению требований к мощности устройства, т.е. по упрощению механизма. Определение требований к дизайну остается правом и обязанностью владельца.

Сразу запомним, что реальная мощность бытового ветряка не превышает 500 Вт при скорости ветра 5-8 м/с. Однако электроэнергию можно накапливать, включая при необходимости мощные потребители на короткий срок. Например, насос для подъема воды.

Главное в ветряке, это лопасти. В первую очередь для определения конструкции лопастей нужно знать о том, что чем больше мощность – тем большую площадь проекции на плоскость вращения должны иметь лопасти. Это достигается увеличением количества, длины, площади и угла разворота лопастей.

Для расчета средней мощности конструкции потребуется знание силы обычных для местности строительства ветров. Кроме того, лопасти мельницы должны быть перпендикулярны преобладающим направлениям ветра. Эти сведения следует узнать в сети Интернет по запросам “статистика скорости ветра” и “роза ветров” для своего региона.

Осталось подсчитать размер лопастей. Например, средний ветер 5 м/с, а потребляемая мощность электроприбора 100 Вт. Потери на преобразование кинетической энергии вращения оси мельницы в электрическую составят порядка 20% – 40%.

Коэффициент полезного действия можно посчитать, учитывая точные паспортные значения КПД генератора на оси, выпрямителя, стабилизатора, преобразователя постоянного тока в переменный напряжением 220 В. При расчете проценты потерь не суммируются, надо последовательно перемножить КПД каждого прибора, чтобы получить КПД системы преобразования вращения в электричество. Еще половина мощности ветра теряется на лопастях.

Снизить потери преобразования можно исключив, например, преобразователь постоянного тока в переменный, если исполнительное устройство может работать от аккумулятора. Отсутствие какого-либо другого устройства также возможно, если напряжение и ток не имеют большого значения для работы устройства – например, небольшая лампочка накаливания, еще практичнее – светодиодная.

Мощность ветрогенератора прямо пропорциональна плотности воздуха, умноженного на скорость ветра в третьей степени (для 5 м/с – 125). Если разделить результат на удвоенную площадь проекции лопастей на плоскость вращения,получается мощность, которую может выработать генератор на оси вращения лопастей.

Для примера можно посчитать площадь проекции для 4 лопастей шириной 0,5 м, образовывающих при вращении круг диаметром 2 м, закрепленные под углом 60 градусов к плоскости вращения. Площадь по формуле d/2*sin(30)*0.5*4 равна 2/2*0,25*4=1 квадратному метру.

Такая конструкция, при наиболее распространенном в России среднем значении скорости ветра 5 м/с, получает от ветра энергию в количестве 1,29*125/2*1 = 80 Вт. Снять половину на преобразование во вращательное движение, убрать 25% на преобразование в электроэнергию и останется около 30 Вт для потребителей. Максимальная ветровая мощность при таком ветре на лопастях, полностью перекрывающих в проекции площадь круга, может вырасти в 3,14 раза. В итоге потребителю достанется максимум около 100 Вт. Не так уж и плохо.

Если в декоративных целях использовать светодиоды, размеры мельницы изменятся до смешных, был бы низкий ветер вдоль земли.

Без преобразования в электрическую используют энергию ветра для отпугивания мелких насекомых, живущих под землей. Достаточно опустить на 15 сантиметров в углубление деревянную ось, вращающуюся от ветряка, как вибрация почвы отпугнет их на несколько метров, не мешая хозяевам.

Разновидности лопастей ветряков

Конструкции лопастей бывают не только с вертикальным вращением, но и с горизонтальным. Лопасти могут иметь винтовую конструкцию, изменяемую парусность. Строились мельницы на века и так, чтобы в каждом строении была уникальность. Современные конструкции тоже поражают разнообразием.

Статистика и перспективы

В России конца 19 века работали около 200 000 мукомольных мельниц. Обычный ветряк вырабатывал мощность 3,5 кВт, большой с диаметром лопастей 24 метра – до 15 кВт. Суммарная вырабатываемая ими мощность в то время доходила до 750 мВт. Сейчас используются ветряные электрогенераторы и считанные единицы мельниц другого назначения. А энергии все они вырабатывают в 50 раз меньше, чем 100 лет назад, целых 15 мВт. Планы развития. конечно. создаются, ведь потенциал ветра над нашей страной составляет десятки миллиардов киловатт.

Пока планы не реализовались, можно перефразировать известное выражение Владимира Маяковского и сказать: “Если мельницы строят – значит – это кому-то нужно? Значит – кто-то хочет, чтобы они были?” Завораживающая красота работающих мельниц стала мощным вдохновляющим фактором для умельцев, создающих шедевры во дворах и на дачных участках.

Читайте также:  Помнить о безопасности
Ссылка на основную публикацию