Изобретение водяной мельницы имело большое значение для истории и развития техники. Первые такие конструкции использовались для перелива воды еще в Древнем Риме, позже их стали применять для получения муки и в других промышленных целях.
История изобретения
Водяное колесо было изобретено людьми еще в древние времена, благодаря чему человек получил надежный и простой двигатель, применение которого с каждым годом все расширялось. Еще в первом столетии до нашей эры римский ученый Витрувий описал такую конструкцию в своем трактате «10 книг об архитектуре». Действие ее было основано на вращении колеса от воздействия потока воды на его лопасти. И первым практическим применением этого открытия стала возможность перемалывания зерен.
История мельниц ведет свое начало от первых жерновов, которые использовали древние люди для получения муки. Такие устройства были вначале ручными, затем стали использовать физическую силу рабов или животных, которые вращали мукомольное колесо.
История водяной мельницы началась с использования конструкции колеса, двигающегося от силы речного потока, для осуществления процесса перемалывания зерна в муку, а основанием для этого послужило создание первого двигателя. Древние машины произошли от поливальных устройств, называемых чадуфонами, которые применялись для поднятия воды из реки для орошения земли и полей. Такие устройства представляли собой несколько черпаков, насаженных на обод: при вращении они погружались в воду, зачерпывали ее, а после поднятия вверх опрокидывали в желоб.
Устройство древних мельниц
Со временем люди стали строить водяные мельницы и использовать силу воды для получения муки. Причем на равнинных территориях при низкой скорости течения рек для увеличения напора устраивали запруды, обеспечивая тем самым повышение уровня воды. Для передачи движения к устройству мельницы были изобретены двигатели с зубчатой передачей, которые делались из двух колес, соприкасающихся ободами.
Используя систему из колес различного диаметра, у которых оси вращения были параллельными, древние изобретатели смогли осуществить передачу и преобразование движения, которое можно было направить на пользу людям. Причем большее колесо должно совершить меньшее количество оборотов во столько раз, во сколько его диаметр превышает второе, малое. Первые колесные зубчатые системы стали применять еще 2 тыс. лет назад. С тех пор изобретатели и механики смогли придумать множество вариантов зубчатых передач, использующих уже не только 2, но и большее количество колес.
Устройство водяной мельницы античной эпохи, описанное Витрувием, содержало 3 основных части:
- Двигатель, состоящий из вертикального колеса, имеющего лопатки, которые вращаются водой.
- Передаточный механизм — второе вертикальное колесо с зубцами (трансмиссия), которое вращает третье горизонтальное, называемое шестерней.
- состоящий из двух жерновов: верхний приводится в движение шестерней и насажен на ее вертикальный вал. Зерно для получения муки засыпалось в ковш-воронку, расположенную над верхним жерновом.
Водяные колеса устанавливали в нескольких положениях по отношению к потоку воды: нижнебойные — на реках с большой скоростью течения. Самыми распространенными были «висячие» конструкции, устанавливаемые на свободном течении, погруженные в воду нижними лопастями. Впоследствии стали использовать среднебойные и верхнебойные виды водяных колес.
Максимально возможный коэффициент полезного действия (КПД = 75%) давала работа верхнебойных или наливных видов, что широко применялось при устройстве «байдачных» плавучих мельниц, которые курсировали на больших реках: Днепре, Куре и др.
Значение открытия водяной мельницы состояло в том, что был изобретен первый античный механизм, который в дальнейшем мог быть использован для промышленного производства, что стало важным этапом в истории развития техники.
Средневековые гидроконструкции
Первые водяные мельницы в Европе, согласно историческим данным, появились в эпоху правления Карла Великого (340 г. н. э.) в Германии и были заимствованы у римлян. Одновременно были построены такие механизмы и на реках Франции, где к концу 11 в. уже насчитывалось около 20 тыс. мельниц. В это же время в Англии уже насчитывалось их более 5,5 тыс.
Водяные мельницы в Средневековье были широко распространены на всей территории Европы, использовались они для переработки сельскохозяйственной продукции (мукомольные, маслобойные, сукновальные), для подъема воды из шахты и в металлургическом производстве. К концу 16 в. их насчитывалось уже 300 тыс., а в 18 в. — 500 тыс. Одновременно происходило их техническое усовершенствование и увеличение роста мощности (с 600 до 2220 лошадиных сил).
Знаменитый художник и изобретатель Леонардо да Винчи в своих заметках также пытался придумать новые способы использования энергии и силы воды с помощью колес. Он предложил, например, конструкцию вертикальной пилы, которую приводил в движение поток воды, подающийся на колесо, т. е. процесс становился автоматизированным. Также Леонардо сделал чертежи нескольких вариантов использования гидроконструкций: фонтаны, способы осушения болот и т. д.
Ярким примером гидросиловой установки стал механизм подачи воды для устройства фонтанов и водоснабжения дворцов в Версале, Трианоне и Марли (Франция), для чего была специально возведена плотина на р. Сене. Из устроенного водохранилища вода под напором поступала на 14 нижнебойных колес размером 12 м. Они осуществляли ее подъем с помощью 221 насоса на высоту 162 м к акведуку, из которого она поступала во дворцы и фонтаны. Ежесуточно объем подаваемой воды составлял 5 тыс. м 3.
Как работает водяная мельница
Конструкция такой мельницы оставалась неизменной на протяжении многих веков. Основным материалом для постройки служило дерево, из которого складывали амбар, делали колеса и валы. Металл использовался только в некоторых деталях: оси, крепежные части, скобы. Изредка амбар возводили из камня.
Виды мельниц, которые использовали энергию воды:
- Мутовчатые — строились на горных реках с быстрым течением. По конструкции они похожи на современные турбины: на вертикальном колесе делали лопасти под углом к основанию, при падении потока воды происходило вращение, от которого шло движение жернова.
- Колесные, в которых вращалось само «водяное» колесо. Строились двух типов — с нижним и верхним боем.
На мельницу с верхним боем вода поступала от запруды, далее по желобу направлялась на колесо с кюветами, которое вращалось под его тяжестью. При использовании нижнего боя используется конструкция с лопастями, которые приводятся в движение при погружении в водный поток. Для повышения эффективности работы часто использовали плотину, перегораживающую только часть реки, называемую буном.
На рисунке ниже изображено устройство типичной деревянной водяной мельницы: вращательное движение идет от нижнего привода (колеса) , вверху расположен ковш (бункер) для зерна и желоба , подающие его на жернова . Полученная мука попала в лоток , а затем высыпалась в ларь или мешок .
Регулировка подачи зерна осуществлялась дозатором, специальным ящиком с отверстием, который влиял на крупность помола муки. После получения ее необходимо было просеять через специальное сито, установленное над ларем, которое совершало колебание при помощи небольшого механизма.
Некоторые водяные мельницы использовались не только для перемола зерна, но и для обдирания проса, гречихи или овса, из которых делалась крупа. Такие машины называли крупорушками. Предприимчивые хозяева использовали мельничные конструкции для толчения кудели, для валяния домотканого сукна, для чесания шерсти и т. д.
Строительство мельниц на Руси
В древнерусских летописях упоминание о водяных колесах и мельницах встречается с 9 в. Вначале они использовались исключительно для размалывания зерна, за что и были прозваны «мучными» и «хлебными». В 1375 г. князь Подольский Корпатович даровал грамотой Доминиканскому монастырю право на постройку хлебной мельницы. А в 1389 г. жене князя Дмитрия Донского такое сооружение отошло по завещанию.
В Великом Новгороде упоминание в берестяной грамоте о постройке мельницы датировано 14 в. Псковские летописи 16 в. рассказывают о строительстве такой конструкции на реке Волхов, к чему привлекли все местное население. Была устроена плотина, перекрывшая часть реки, однако она разрушилась из-за сильного паводка.
На равнинной местности водяные мельницы в России строились с наливным верхнебойным колесом. В 14-15 вв. стали появляться мутовчатые устройства, в которых колесо было расположено горизонтально на вертикальном валу.
Строили такие конструкции мастера-самоучки без каких-либо чертежей и схем. Причем они не только копировали уже возведенные сооружения, но каждый раз добавляли свои нововведения в их устройство. Еще во времена Петра Первого в Россию стали приезжать мастера из европейских стран, которые показывали свои навыки и знания в этой области.
Один из соратников Петра, известный инженер Вильям Генин, построивший на Урале 12 больших заводов, смог обеспечить их работу от гидросиловых установок. В последующем энергию воды повсеместно использовали специалисты при строительстве горнорудных и металлообрабатывающих предприятий по всей России.
В начале 18 века по всей территории действовало около 3 тыс. мануфактур, которые использовали гидроустановки для функционирования производства. Это были металлургические, лесопильные, бумажные, ткацкие и другие предприятия.
Самый знаменитый и уникальный комплекс для обеспечения энергией горнометаллургического комбината был построен в 1787 г. инженером К. Д. Фроловым на Змеиногорском руднике, который не имел аналогов в мире. Он включал плотину, от которых вода по подземным штольням проходила в открытый канал (535 м длиной) до мельницы, где вращалось колесо лесопильной конструкции. Далее вода поступала через следующий подземный канал к гидроколесу машины по подъему руды из шахты, далее — к третьему и четвертому. В конце она вытекала через штольню длиной более 1 км обратно в реку ниже плотины, общий путь ее составлял более 2 км, диаметр самого большого колеса — 17 м. Все сооружения были построены из местных материалов: глины, дерева, камня и железа. Комплекс успешно проработал более 100 лет, но до наших дней сохранилась только плотина Змеиногорского рудника.
Исследования в области гидравлики проводил также знаменитый ученый М. В. Ломоносов, который воплотил свои научные мысли на практике, участвуя в создании предприятия цветного стекла на основе работы гидроустановки с тремя колесами. Труды еще двух российских академиков — Д. Бернулли и Л. Эйлера — приобрели мировое значение в использовании законов гидродинамики и гидротехники и заложили теоретическую основу этих наук.
Использование энергии воды на Востоке
Применение водяных колес в Китае было впервые подробно описано в книге Сунн Инсина в 1637 г. В ней рассказывается подробно об использовании их для металлургического производства. Китайские конструкции были обычно горизонтальными, однако их мощность была достаточно высокой для производства муки и металла.
Использование энергии воды было впервые начато еще в 30-е гг. н. э., после изобретения китайским чиновником возвратно-поступательного механизма на основе водяных колес.
В Древнем Китае было построено несколько сотен мельниц, располагавшихся вдоль рек, однако в 10 в. правительство стало запрещать их из-за препятствования речному судоходству. Строительство мельниц постепенно расширялось и в соседних странах: Японии и Индии, на Тибете.
Колеса для подачи воды в странах ислама
Страны Востока, в которых люди исповедуют исламскую религию, являются в большинстве своем территорией с очень жарким климатом. С древних времен регулярное водоснабжение имело очень важное значение. Строились акведуки для подачи воды в города, а для поднятия ее из реки строили мельницы, которые называли «нориями».
По данным историков, первые такие сооружения возводились еще 5 тыс. лет назад на территории Сирии и других стран. На реке Оронт, одной из самых полноводных в стране, строительство норий было широко распространено в виде огромных колес водяных мельниц, которые многочисленными лопастями черпали воду и подавали ее на акведук.
Ярким примером такого сооружения являются сохранившиеся до наших времен нории города Хама, строительство которых датируется 13 в. Они продолжают работать и до настоящего времени, являясь одновременно украшением и достопримечательностью города.
Использование гидроэнергии в различных производствах
Кроме получения муки, область применения водяных мельниц распространялась на такие виды производств:
- для мелиорации и обеспечения водой посевов на полях;
- лесопильное, в котором энергия воды использовалась для обработки древесины;
- металлургия и обработка металла;
- в горных производствах для или другой породы;
- в ткацкой и шерстяной мануфактурах;
- для подъема воды из шахты и др.
Один из самых древних примеров использования силы воды — лесопильная мельница в Хиераполисе (Турция), механизмы ее были обнаружены во время раскопок и датированы 6 в. н. э.
В некоторых европейских странах археологами были обнаружены остатки старых мельниц эпохи Древнего Рима, которые использовали для дробления кварца с содержанием золота, добываемого в шахтах.
Самый большой комплекс, использующий силу воды, был построен, по историческим данным, в 1 в. на юге Франции под названием Barbegal, в котором было установлено 16 водяных колес, снабжавших энергией 16 мукомольных мельниц, обеспечивая, таким образом, хлебом близлежащий город Алерт. Ежесуточно здесь производилось 4,5 т муки.
Аналогичный мельничный комплекс на холме Яникул снабжал в 3 в. город Рим, что было оценено императором Аврелианом.
Создание водяной конструкции своими руками
Такой архитектурный элемент, как водяное колесо, приобрел популярность наравне с бассейнами, каскадами или фонтанчиками. Конечно, подобные сооружения выполняют скорее декоративную, нежели практическую функцию. Построить водяную мельницу своими руками сможет каждый хозяин, имеющий навыки работы с деревянными деталями.
Размер колеса рекомендуется выбирать минимум 1,5 м, но не более 10 м, что зависит от площади участка. Мельничный домик также выбирается по его будущему предназначению: строение для хранения инвентаря, игровая зона для детей, украшение территории.
Изготовление деталей:
- в качестве основы для водяного колеса можно взять велосипедное или сбитое из дерева, к которому крепятся лопасти; в центре его должна быть труба, вокруг которое происходит вращение;
- готовое изделие крепится на подшипники на 2 опоры, которые изготавливают их дубового бруса, металлического уголка, кирпича;
- к верхней части колеса должен подходить желоб, по которому стекает вода на лопасти; ее подводят либо от шланга с насосом, либо она поступает после дождя;
- все детали для увеличения срока работы рекомендуется обработать: деревянные - покрыть лаком, металлические — краской от коррозии;
- для отведения воды прокладывают каналы в направлении грядок или к другой емкости;
- на завершающем этапе сооружение украшают декоративными элементами.
Устройство на загородном участке декоративной водяной мельницы станет прекрасным эстетическим дополнением к ландшафту.
Знаменитые исторические мельницы
Самая большая действующая водяная мельница «Леди Изабелла» расположена около деревни Лекси на острове Мэн в Ирландском море. Это сооружение было возведено в 1854 г. инженером-самоучкой Робертом Казементом в честь жены местного генерал-губернатора, а целью его строительства было откачка грунтовых вод из местной шахты по добыче природных ископаемых (цинка, свинца и др.).
Специально были проложены каналы, по ним вода из горных рек проходила через мост и подавалась для вращения колеса диаметром 22 м, которое до сих пор считается самым огромным в мире, благодаря чему пользуется успехом у туристов уже много лет.
Одна из оригинальных достопримечательностей Франции — водяная старая мельница, расположенная около г. Вернона (Франция). Ее уникальность в том, что она опирается на 2 опоры старинного каменного моста, который соединял когда-то берега Сены. Точная дата ее сооружения неизвестна, однако, по некоторым данным, она возводилась в период противостояния Ричарду Львиное Сердце и имела стратегическое значение. В 1883 г. ее увековечил знаменитый художник Клод Моне на одном из своих полотен.
Создание водяной мельницы является важным этапом в истории развития техники, ведь она считается первой конструкцией, которую можно было использовать в различных целях для переработки сельскохозяйственной и другой продукции, что стало первым шагом к машинному производству в мире.
Согласно известной поговорке, на текущую воду можно смотреть бесконечно. Это зрелище умиротворяет, вдохновляет и, наконец, это просто красиво. В знойный летний день вода дарит прохладу, а её журчание навевает сладкие сны. Именно такие приятные ощущения обеспечит водяная мельница, которую, зная принцип её работы, несложно сделать самостоятельно. Главное, чтобы на участке был водоем. С мельницами издавна связывали множество поверий, а самого мельника считали колдуном, приписывая ему магическую власть над водой. Современные технологии позволяют нам воплощать свои мечты в жизнь, не прибегая к волшебству.
Когда-то водяные и ветряные мельницы использовались для перетирания зерен в муку. Принцип работы для мельниц обоих видов един, только в ветряных мельницах используется энергия ветра, а в водяных – воды.
Зерна поднимали наверх, откуда по желобам они поступали в жернова. Проточная вода, вращающая колесо мельницы, приводила жернова в движение. Зерна перемалывались, и готовая мука сыпалась по желобу вниз, где её собирали в мешки.
Примерно так выглядит общая схема работы мельничного колеса: оно вращается под напором поступающей по желобу проточной воды
Перед мельницей, которую хотим соорудить мы, не стоит задача перемолоть зерна в муку. Оставляем за ней исключительно декоративную функцию: присутствие вращающегося под влиянием воды колеса придаст участку своеобразный шарм.
Сооруженная своими руками декоративная водяная мельница имеет в своей основе колесо, установленное на берегу ручья или другого источника проточной воды.
Эта мельница выполняет исключительно декоративную функцию и воду на её колесо качает насос: здесь приведена схема работы устройства
Мельничное колесо снабжено лопастями, находящимися друг от друга на равном расстоянии. Вода поступает на лопасти колеса по желобу, расположенному в верхней части сооружения. Её поток приводит колесо в движение.
Ось на шарнирах позволяет ему свободно вращаться. Но проточная вода – редкость для садового участка. Если имеется хотя бы пруд, на помощь придет погружной насос. Вода будет так же поступать на мельничное колесо, а оно станет весело вращаться, приводя в восторг зрителей.
Подбираем стилевое соответствие
В качестве элемента декора водяная мельница способна украсить сад в любом стиле. Когда-то это сооружение стало частью не только европейской культуры, но и российской. Она ассоциируется с ароматом свежеиспеченного хлеба, домашним уютом и сказкой, поэтому является отличной находкой для тех, кто ищет колоритную деталь ландшафтного дизайна.
Мельница является символом уюта и достатка: там, где она есть, не может быть неприятностей и неожиданностей, там всегда пахнет свежим хлебом и парным молоком
В зависимости от решений, которые мы выбираем в процессе устройства водяной мельницы, она может выглядеть сказочно в русском духе, иметь средневековый готический вид или обрести футуристические черты.
Эту особенность сооружения нужно учитывать и заранее подумать, как водяную мельницу сделать такой, чтобы она отвечала общей идее ландшафтного дизайна.
Водяная мельница должна гармонично вписываться в общий стиль участка и соответствовать его ландшафтному дизайну в полной мере
Массивная мельница из дерева будет диссонировать с изящными фонтанами и ажурными мостиками в стиле классицизма. А сказочная беседка в русском стиле просто зрительно задавит аккуратную японскую мельничку. Подумаем о том, как можно обыграть это сооружение для разных стилевых решений.
Кантри или деревенский стиль
Типичными элементами стиля кантри можно считать деревянные скамейки и беседки, плетень, мостики из бревен и домики для ребятни, тоже сделанные из дерева. Отлично поддержать стилевое единство сможет мельница в том же духе, снабженная деревянным колесом.
Мельница в стиле кантри отлично гармонирует своим специально состаренным колесом с другими деталями дизайна: например, забором или скамейкой
Колорит старинной усадьбы в русском стиле подчеркнут деревянные скульптуры, тележка-клумба и бревенчатый сруб колодца. Растения «в тему» дополнят картину, поэтому позаботьтесь о камышах и , подсолнухах и ромашках. Искусственно состаренное колесо сооружения дополнит картину патриархального деревенского быта.
Благородный японский стиль
Основная идея японского дизайна – ничего лишнего в поле зрения быть не должно. Только камни, вода и растения, которыми так приятно любоваться. Мельничное колесо может стать дополнением к каменному замку с бойницами и башнями. Скамейки из камня дадут возможность отдохнуть, глядя на воду и мерное вращение колеса.
Японская мельница отлично гармонирует с заданным стилем, при котором взор не должен цепляться за лишние ненужные детали
Общая атмосфера покоя будет полностью соответствовать канонам японской философии, в которой мелодия ручья считается прекраснее звуков музыкальных инструментов. Успешно дополнить общее ощущение смогут аризема, карликовый японский клен, низкорослая сакура и чудесная японская айва.
Символика голландского сада
Если в других случаях водяная мельница служит своеобразной изюминкой, то при создании сада в голландском стиле она может стать основным элементом ландшафтного дизайна, вокруг которого будут разворачиваться композиции из садовых роз, нарциссов и тюльпанов.
Мельница в голландском стиле отличается колоритностью и лаконичностью одновременно: нарциссы, тюльпаны и розы чудесно дополнят общую картину
Если декоративное сооружение представляет собой миниатюру, своеобразный макет действующей водяной мельницы, она может быть выполнена в виде фахверкового домика, характерного для Голландии и Германии. Садовые гномы, водяные или изящный флюгер – отличное дополнение, подчеркивающее стилевую принадлежность сооружения.
Делаем водяную мельницу самостоятельно
Водяная мельница смонтированная на садовом участке должна соответствовать его размерам. Согласитесь, что на традиционных шести сотках эпическое сооружение из бревен будет смотреться забавно. Зато действующая миниатюра окажется кстати. Мельничный домик среднего размера может быть использован для хранения инвентаря или детских игрушек.
Как настоящая, только маленькая
Для начала можно соорудить модель мельницы. Для этого понадобятся:
- тротуарная плитка размера 75х50 см;
- камни для мостовой, которые на рисунке похожи на кубики;
- деревянные рейки;
- битумная черепица;
- фанера;
- стержень из латуни с резьбой;
- втулки;
- шурупы и дюбеля;
- клей для работ по дереву;
- защитная пропитка.
Все размеры сооружения приведены в рисунке ниже.
Все размеры этой модели приведены в сантиметрах; внимательно рассмотрев схему и прочитав инструкцию по созданию модели, вы не ошибетесь, выполняя работу
По краю тротуарной плитки прикрепляем в форме цифры «9» камни-кубики. Покрываем их сверху раствором, который разравниваем влажной губкой. Лобзиком распиливаем по размерам рейки. Из них собираем каркас сооружения. Для этого соединения стоек склеиваем, а угловые детали закрепляем врубкой «в полдерева».
Чтобы результат работы вызвал удовлетворение, необходимо выполнять её без спешки и последовательно, переходя от одного этапа к другому
Получившийся каркас крепим к основанию через подкосы дюбелями и шурупами. Заполняем каркас черепицей. Для этого режем её по размерам дисковой пилой и приклеиваем силиконом. Изображение дисков колес наносим на лист фанеры, после чего аккуратно выпиливаем детали лобзиком.
Все деревянные детали конструкции следует тщательно пропитать антисептическим раствором: сооружение будет находиться на улице под снегом и дождем
Также будет полезен обзор средств по защите древесины от влаги, огня, насекомых и гниения:
К одной половине колеса приклеиваем отрезки алюминиевого уголка на расстояниях, которые соответствуют интервалам между спицами. Уголки имитируют лопасти колеса. Делаем опору для колеса, склеивая её и соединяя для верности шурупами. Вклеенный кусок трубы из алюминия укрепит отверстие для оси.
Колесо – рабочая часть мельницы, качеству которого следует уделять особое внимание, потому что от его срока службы зависит общая продолжительность жизни сооружения
В качестве оси используется латунный стержень. На него надевается распорная втулка и алюминиевая трубка в качестве усиления для стены. Ещё одна распорная втулка нужна для обеспечения промежутка между опорой и колесом. На резьбу латунного стержня накручивается гайка.
Готовая мельница отлично смотрится и радует глаз; проверьте ещё раз, насколько надежно закреплены все её элементы, и можно приступать к испытаниям на воде
Верхняя часть каркаса сооружения обшивается рейками. Деревянные уголки, которые приклеиваются к углам нижней части, позволяют правильно совместить отдельные элементы конструкции. Черепица вырезается обойным ножом и приклеивается битумным клеем. Конструкция готова.
Полноразмерная водяная мельница
Даже полноразмерное сооружение, размещенное в нужном месте, украсит участок и сделает его ещё уютнее. Убедитесь в этом сами.
Ландшафтный дизайн приусадебного участка на даче можно оформить с помощью цветочных клумб, светильников, а также статуэток. Если рядом располагается ручеек либо речка, то есть возможность заняться обустройством водяной мельницы. На фото продемонстрирован такой вариант, где вы можете услышать журчание стекающихся потоков воды, которые способствуют формированию совершенно иной атмосферы в саду. О том, как сделать водяную мельницу, можно посмотреть далее. При этом все работы вы можете сделать своими руками.
Водяная мельница
Если вы хотите украсить свой приусадебный участок на даче, то вам нужны какие-то декоративные элементы, которые способны полностью изменить внешний вид участка. К примеру, использование водяной мельницы для декора участка - это отличное решение. Пример результата работ вы можете посмотреть на фото ниже. Если же для мельницы не имеется потока воды, то его можно его создать искусственно. Способы воплощения в реальность могут оказаться такими:
- Декоративная водяная мельница устанавливается под водосточными желобами. В данном варианте ее колесо начнет крутиться при осадках. Однако можно и не ждать дождя: посредством шланга жидкость можно подать на каркас посредством маленькой мощности насоса. Стекая с помощью трубы на колесо, она потом отводится в сад.
- Если сад около дачи является неровным, то рельеф можно использовать для организации падающего потока. На возвышенности необходимо вкопать в грунт посуду необходимых габаритов, куда соберется вода от осадков. Около емкости нужно установить такую постройку, как водяная мельница, к которой жидкость станет подводиться с помощью желоба.
- На ровной территории можно соорудить водоем по принципу «альпийских горок», применяя уплотненную почву и булыжники. В среднюю часть горки можно закопать шланг.
Мельница с домиком
Мощность такого устройства, как насос, необходимо подбирать таким образом, чтобы можно было перекачивать жидкость из нижних резервуаров в накопитель, который расположен наверху, либо подавать сразу в колесо водяных или ветряных мельниц. Такое устройство для сада, изображенное на фото, работает легко и просто. Есть зависимость мощности насосов от длины, на которую будут перекачиваться потоки воды. При этом все работы можно обустроить своими руками без посторонней помощи.
После завершения создания перепадов уровней жидкости, нужно начать возведение главной постройки своими руками, как на схеме ниже показано. Обустройство такого элемента декора в саду производится очень просто: нужен домик, где потребуется установить насос, а также колесо, приводимое в движение посредством жидкости, перекачиваемой из емкости, расположенной наверху, в нижнюю область. Конструкция на картинке может оказаться совершенно иной: вы можете использовать все, кроме домика, использовав колесо либо несколько колес в случае каскада.
Колесо можно изготовить следующими методами:
- для того чтобы изготовить колесо маховика, можно применять деталь от обыкновенного велосипеда;
- используется катушка, на которую наматывается кабель;
- из досок, сбитых друг с другом, нужно выпиливать круги;
- может пригодиться труба, на которую прикрепляются лопасти.
Несмотря на то, из какого материала делается колесо, необходимо принимать во внимание следующие важные и первостепенные правила:
- необходима лопасть;
- в центральной части колеса должна находиться труба для того, чтобы установить ось, вокруг которой оно будет вращаться.
А далее рассмотрим принцип работы такой техники для сада и декоративного элемента, как водяная мельница. При этом все работы можно выполнить своими руками. Схема поможет обустроить все самому и своими руками. Схема и картинки помогут вам в обустройстве такой техники. Изготавливать такую конструкцию, как на картинке, необходимо с колеса и лопасти. Самый простой вариант - это установить по площади между двумя зафиксированными кругами. Крепить конструкцию можно с помощью любых механических способов. Возводить своими руками 2 опоры, на которых подвижным методом можно крепить ось водяных колес. Для этого применяют такой элемент, как подшипник.
Обустройство мельницы
Опоры можно оформлять как декоративный домик. В качестве материала для них можно использовать уголки из металла, швеллер, брусья из дуба, цементный раствор и многое другое. Картинки демонстрируют, как все это обустроить правильно и максимально точно. К верхней части колеса необходимо подвести желоб, по которому вода стекается в лопасть. Лопасти из дерева нужно покрыть парой слоев водоотталкивающих лаков. Лопасти из металла нужно покрыть краской, которая является антикоррозийной.
Осуществляется организация каналов для того, чтобы отводить воду на грядки или в посуду, где вода накапливается. Декорировать участок около мельницыможно по-разному: можно живописно уложить дерн, посадить декоративные сорта растений. Таким образом, нам стало ясно, как своими руками изготовить такую мельницу, которая будет декором вашего приусадебного участка. К тому же такой декоративный элемент может выполнять иные функции, которые рассмотрим далее. При этом такая постройка своими руками может пригодиться и для различных работ в саду.
Использование водяной мельницы
А на данном этапе необходимо рассмотреть, каким образом работает водяная мельница. На картинке показана такая мельница. Падающая на лопасти жидкость начинает вращать колесо, что становится причиной движения оси.
Можно использовать мощный водяной поток: ось водяного колеса раскручивается ротором электрогенератора. Так, мельница на картинке может вырабатывать электричество для освещения дорожек на приусадебном участке. Это один из способов использования водяных мельниц. Но на этом список применения мельниц незакончен. Однако в большинстве случаев водяная мельница на дачном участке выполняет декоративную функцию. Посредством такой садовой постройки потоки жидкости направляются в необходимом направлении, к примеру, на грядки у вас в огороде.
Отличным декором стилистического направления «кантри» может оказаться использование водяной мельницы. Картинки результатов использования таких декоративных элементов представлены далее. Также рассмотрим стилевое оформление. Размер такой постройки необходимо подбирать исходя из мощности потоков реки либо ручья, однако, для декоративного оформления территории сада можно использовать конструкции, которые в рост достигают приблизительно одного метра.
Опоры для такой постройки можно изготовить из бута. Отличный вариант - это кирпич: со временем края кирпичей отломаются и в таком виде конструкция будет выглядеть весьма оригинально. Камень с кирпичом отлично сочетаются с древесиной, однако, для того чтобы элементы из дерева прослужили как можно дольше, их необходимо делать из древесины, порода которой обладает достаточной плотностью. Элементы из металла нужно обработать с помощью ортофосфорной кислоты: в таком варианте коррозия будет на поверхности и при этом конструкции будет выглядеть оригинально с помощью естественного старения.
Для декора такой постройки на дачном участке можно воспользоваться соломой, бамбуком, а также керамической черепицей. Под струей падающих потоков воды можно насыпать гальку. Около желоба и домика можно сажать декоративные сорта растений. Водяная мельница станет отличным украшением дачной территории и всегда будет радовать глаз своим внешним видом.
(Пока оценок нет)
Практическое значение мельниц, работающих на природной силе (водяной или ветряной
), отошло на задний план – их в своем большинстве заменили промышленные производства. А вот с эстетической точки зрения эти сооружения все еще привлекательны. И не менее интересно сделать такую конструкцию самостоятельно.
Источник воды
Начинаем с источника энергии, которым является поток воды. Это может быть:
- естественный движущий источник (ручей, река);
- водоем со стоячей водой (озеро или пруд);
- водосток.
Как работает водяная мельница? Поток воды сталкивается с ее лопастями , которые по кругу закреплены на мельничном колесе. Естественный источник значительно упрощает ситуацию. Если это ручей, то стоит лишь грамотно выбрать место расположения будущего строения и переходить к этапу планирования конструкции. В случае водоема со стоячей водой требуются механизмы, приводящие ее в движение – например, насос, который по шлангу будет перекачивать воду на лопасти. В этом случае неплохо установить мельницу так, чтобы вода из водоема возвращалась в него же.
С водосточным снабжением конструкция будет работать только во время осадков, если поток сразу будет поступать на мельничное колесо. Однако, если сделать отстойник для дождевой воды, и уже из него направлять поток на лопасти, то ее можно будет запускать и при солнечной погоде.
Отсутствие любых из этих источников не должно вас останавливать – работа над организацией маленького пруда в саду (даже радиусом в пару метров) и созданием небольшой декоративной мельницы с принудительной подачей воды – задача несложная.
Способы подачи воды
Их всего два – снизу (когда поток вращает колесо, протекая под ним; колесо с такой подачей воды называется подливным) и сверху (вода из желоба вытекает на колесо, заставляя его вращаться
; наливное колесо).
Первый вариант удобен для естественного движущего источника. В этом случае, колесо мельницы будет просто погружено в воду, и никакие дополнительные источники питания не нужны. Эту мельницу саму можно использовать в качестве «рабочей силы». Например, интересны варианты, когда водяная мельница выполняет функцию генератора для ламп освещения дачных дорожек или других осветительных приборов на территории.
Поток, направленный на колесо сверху, удобен в случае, когда это слив дождевой воды. Поток из стоячего источника воды, который создается насосом, вы можете подавать как снизу, так и сверху. Принцип работы водяной мельницы остается тот же, просто подберите для себя самый подходящий вариант с эстетической и практической точки зрения.
Галерея: водяная мельница на участке (25 фото)
Выбор конструкции
Весь механизм мельницы состоит из двух основных частей:
- мельничное колесо;
- декоративный домик.
Колесо вращения
Вид и материалы мельничного колеса может иметь разные вариации. Главное, чтобы соблюдалась основная конструктивная особенность – круглая основа, на которой расположены лопасти.
Устройство водяной мельницы начинается с основы для мельничного колеса – с оси. Сразу нужно определиться, как вы будете ее закреплять:
- на двух опорах, между которыми будет закреплена ось с колесом;
- на одной опоре, которая будет жестко закреплена в стенке домика-мельницы.
Второй шаг – создание круглой основы колеса.
Она может быть цельным кругом или представлять из себя только обод (как колесо велосипеда со спицами). Основы в количестве двух штук между собой скрепляются лопастями – прямоугольными или квадратными планочками.
Самый легкий вариант – это вырезать два одинаковых круга из фанеры, просверлить в центре окружностей по одному отверстию для оси и скрепить между собой эти два круга прямоугольными планками из той же фанеры. Аналогично этому можно скрепить между собой деревянные доски, вырезать из них круги и соединить их деревянными планочками. Если устройство мельницы будет нести только декоративный характер, этого достаточно, но если вы хотите использовать ее как генератор энергии для освещения участка, то необходимо, чтобы энергия вращения передавалась по оси. То есть, ось с основой должны быть жестко закреплены, и вариант с жестким креплением на одной опоре вам не подойдет.
Лопасти в основном закрепляют под прямым углом, но существуют и другие вариации (смотрите чертежи видов деревянных мельничных колес).
Классический материал для создания мини-мельницы – дерево или ее производные (та же фанера). Чтобы мельница как можно дольше сохраняла свой вид, обработайте ее части пропиткой и лаком, которые уберегут от губительного влияния влаги.
Декоративный домик
Мельничное колесо, установленное на двух опорах и помещенное в грамотно организованное место
для него (например, в сад с обильной растительностью – кустами, деревьями, виноградником и т.д.), и вовсе может не требовать постройки домика. Если использовать мельницу как генератор, то домик нужен для помещения в него соответствующих механизмов. И в этом случае колесо нужно устанавливать на двух опорах, чтобы ось на них свободно вращалась и передавала свою работу.
Если ось жестко закреплять в стене домика, то нужно его сооружать из кирпича или других твёрдых материалов. Ось, установленная на двух опорах, не требует особой конструкции домика, поэтому его можно сделать из любых доступных материалов и в любом стиле.
Домик можно использовать как помещение для хранения садовых инструментов или других вещей. Тогда его размеры нужно подобрать таким образом, чтобы эти предметы в нем удобно расположились.
Размеры мельницы
Главное в этом деле – соблюсти пропорции
, чтобы декоративная водяная мельница, а также окружающие их на участке сооружения смотрелись гармонично. Определяющим фактором также является поток воды. Если он позволяет сделать большое колесо, то соответственно ему можно строить и большой домик. А на маленьком декоративном пруду более эстетично расположить небольшую конструкцию.
Скорость вращения колеса
Просмотрите разные варианты уже готовых мельниц. Обратите внимание, что быстрый поток воды в комплекте с небольшим колесом дает высокую скорость вращения . Если вы хотите, чтобы колесо вращалось более размеренно и спокойно, при этом не являясь генератором энергии, варьируйте параметры, которые влияют на конечную скорость – скорость потока, размер и вес колеса.
Устройство декоративной водяной мельницы: правила размещения на участке, изготовление основных элементов и сборка, популярные стили зон отдыха с подобной конструкцией.
Устройство и принцип работы водяной мельницы
Текущая вода всегда манила к себе людей, она успокаивает и вдохновляет, дает прохладу в летний период. Чтобы получить такие комфортные условия на своем участке, строят мельницу. Сооружение придает пейзажу привлекательность и романтичность, оно всегда считалось загадочным местом, где живут русалки.
Устройство водяной мельницы, которая используется как декор, достаточно простое. Она состоит из таких частей:
- Колесо с лопастями, которое вращает течение.
- Желоб для подачи воды к изделию. Идеальный вариант - мельница на берегу ручья, приводящего в движение основной элемент. При отсутствии таких условий вода подается в рабочую зону из вышестоящего озерца или с помощью насоса.
- Ось и опора колеса. Штырь, продетый сквозь элемент, фиксируется к двум стойкам по обе стороны ручья. При наличии помещения ось можно закрепить к его стенке с одной стороны.
Принцип работы водяной мельницы такой: поток попадает на колесо сверху и вращает его, вытекая с другой стороны. Если течение создается искусственно, жидкость с помощью насоса подается наверх и процесс повторяется вновь.
На даче строение может выполнять несколько функций:
- Украшение загородного участка;
- Маскировка других сооружения, имеющих неприглядный вид;
- Защита от атмосферных осадков элементов коммуникаций дачи;
- Хранение инструментов.
Чтобы производить электрический ток большой мощности, необходимо решить несколько проблем: построить прочную массивную конструкцию, которая способна вращаться длительное время без поломок, и получить разрешение от местных властей. Также возникнут сложности технического характера - как защитить механизм водяной мельницы от влаги и обеспечить легкость хода колеса. Таких проблем не возникнет, если заниматься только декоративными проектами.
Как сделать водяную мельницу на даче
Предварительно выберите место под строение и разработайте его чертеж. На основании проекта определите количество расходного материала и подготовьте рабочий инструмент. Оставшееся время уйдет на механическую работу. Рассмотрим каждый этап подробнее.
Подготовительные работы
Идеальным местом для мельницы является берег ручья, но не у всех он течет через участок. Отсутствие естественного потока не является причиной отказываться от декора.
- Мельницу всегда устанавливают возле пруда. Если водоема еще нет, есть возможность сделать его с учетом ваших пожеланий.
- Не обустраивайте озерцо близко к большим деревьям. Площадка должна хорошо проветриваться.
- Лучшим местом для декора является участок с перепадом высот. Учтите, что возле мельницы всегда будет повышенная влажность.
Подготовьте расходный материал. Его количество зависит от размеров мельницы:
- Вагонка - для обшивки каркаса.
- Деревянные рейки - для создания каркаса помещения. Основание можно изготовить из ящиков, досок и других ненужных материалов.
- Бухта от проволоки или кабеля - для изготовления колеса.
- Фанера - для создания лопастей. Вместо нее можно использовать любой листовой металлический материал.
- Ось, на которой будет вращаться движущийся элемент.
- Любой кровельный материал на крышу помещения. Ее также можно накрыть камышом или соломой.
- Желоб или шланг - для подачи жидкости к колесу.
- Лакокрасящие средства и пропитки - для защиты пиломатериалов от влаги.
- Деревенский стиль . Мельницу изготавливают массивной, из деревянных брусьев, с вращающимся колесом. Для создания домика можно использовать грубо обработанные бревна и натуральные камни. На участке устанавливают деревянные изделия - плетеную изгородь, скамейку и т.д. Хорошо смотрится состаренный мостик, который перекинут через водяной поток. Вокруг водяной мельницы для сада установите другие декоративные элементы в том же стиле: сруб колодца, клумба-тележка, деревянные фигурки. Все элементы дизайна искусственно состарьте, что увеличивает сходство с деревенским двором. Дополняют композицию растения - камыш, подсолнухи, ромашки.
- Японский стиль . Отличается от других минимальным количеством предметов в зоне отдыха. Мельницу постройте из камня, в виде замка с бойницами и башнями. Вокруг нее расположите каменные элементы, например, скамейку или скульптуру. Растения также должны соответствовать выбранному стилю, рекомендуется посадить карликовый японский клен, сакуру, японскую айву. Вся обстановка настраивает на позитивный лад и философские размышления.
- Голландский стиль . Мельница изготавливается в виде фахверкового домика, которые распространены в Голландии и Германии. На участке разместите гномов, флюгеры и высадите большое количество растений. Обязательно должны расти тюльпаны и розы.
Создание водного потока
Мельница смотрится очень красиво, если колесо вращается. Приводит его в движение течение ручья, но только в том случае, если он протекает через ваш участок. Если таких условий нет, поток придется организовать собственными силами.
Самая простая система состоит из двух маленьких прудов, один из которых находится выше. Поток самотеком стекает по желобу вниз, попутно вращая колесо. Из нижнего озерца вода насосом перекачивается в верхнее. В этом случае необходимо правильно рассчитать объемы вытекающей жидкости и вновь закачиваемой, иначе один из водоемов вскоре окажется пустым.
Насос может быть наземным или погружаемым. В первом случае его помещают в домик и подсоединяют к нему 2 шланга. Один протягивают к пруду, другой используют для создания потока. Во втором случае применяют погружной насос, с помощью которого вода по шлангу подается к желобу или непосредственно к колесу. При выборе насосов необходимо учитывать расстояние между прудом и мельницей - чем оно больше, тем мощнее должен быть аппарат.
Желоб должен заканчиваться точно над лопастями. Вместо озерца за колесом можно построить каналы, по которым вода будет поступать к растениям на огороде или в саду.
Рассмотрим другие варианты сооружений, обеспечивающих вращение колеса:
- Если на участке есть возвышенность, сделайте в верхней части углубление и наполните его водой. Рядом соорудите мельницу и пустите к ней поток от верхнего пруда.
- На ровной территории постройте альпийскую горку из камня и грунта высотой не менее 0,5 м. В середину установите шланг и подсоедините его к насосу. Второй шланг протяните на самый верх горки и замаскируйте. Соорудите желоб, одна сторона которого должна располагаться под шлангом, другая - над колесом. Проконтролируйте, чтобы вода точно падала на лопасти.
- Можно собрать мельницу рядом с домом и расположить рабочий элемент под сточной трубой. В этом случае она будет работать только во время дождя. Чтобы не ждать подходящих природных условий, используйте насос, который подаст воду на крышу здания по шлангу.
Изготовление колеса для мельницы
Основным элементом водяной мельницы является вращающееся колесо. От его размеров зависят габариты домика, ведь эти два узла должны хорошо смотреться друг с другом. Его рекомендуется изготавливать в пределах 1,5 м в диаметре.
Простейшая конструкция выглядит как два диска, соединенные лопастями. Удобно изготавливать элемент из бухты для кабеля. Можно использовать и другие заготовки круглой формы - диски от автомобилей, трубу с закрепленными лопастями и т.д.
Выполните такие операции:
- Измерьте расстояние между дисками и нарежьте заготовки по полученным размерам из фанеры или любого другого материала.
- Элементы установите равномерно между дисками и закрепите.
- Все пиломатериалы покрасьте или покройте средством для защиты от воды. Металлические части покрасьте.
- В центре элемента зафиксируйте металлическую трубку для установки оси, на которой будет держаться изделие. Подберите штырь диаметром чуть меньше диаметра трубки, а длина его должна позволять крепить конструкцию на опорах. Ось можно сделать из длинной шпильки, на которой по всей длине нарезана резьба.
- Хорошо смажьте штырь консистентной смазкой. Проденьте ось сквозь отверстие в колесе и расположите так, чтобы лопасти находились строго посредине.
- Наверните с обеих сторон шпильки гайки и зафиксируйте его в таком положении. Крепеж не зажимайте, чтобы колесо свободно вращалось.
Инструкция по сборке мельницы
После изготовления основного элемента декоративной водяной мельницы можно приступать к сборочным работам.
Операции выполняйте в такой последовательности:
- Выровняйте площадку возле озерца под домик мельницы. Размеры ее должны соответствовать размерам строения. Если использовать помещение как игровую комнату для детей, габариты не могут быть маленькими. С другой стороны, большое строение из бревен не смотрится на участке в несколько соток. Для деревянной конструкции вымостите площадку брусчаткой или тротуарной плиткой.
- Если строение будет каменным, выкопайте небольшой фундамент глубиной 50 см.
- На подготовленной площадке соорудите каркас домика из реек. Оставьте место под дверь и окна.
- Обшейте каркас вагонкой или другим облицовочным материалом.
- Установите двери и окна.
- Крышу накройте выбранным материалом.
- Поместите внутрь оборудование - насос для подачи воды к лопастям или электрогенератор.
- Сформируйте опоры для фиксации колеса в заданном положении. Их можно изготовить из различного материала - брусья из твердых пиломатериалов, швеллеров, уголков, камня и т.д. Допускается соорудить одну опору, а с другой стороны закрепить ее к стенам мельницы.
- Установите элемент шпилькой на опоры и зафиксируйте любым способом.
- Подайте воду в желоб и убедитесь, что она падает точно на лопасти, а колесо легко движется.
- Выполните декорирование участка в соответствии с выбранным стилем.
Построить своими руками водяную мельницу с вращающимся колесом совсем нетрудно. Главное создать водяной поток, приводящий в движение лопасти. Правильно разработанная конструкция станет украшением участка и принесет море удовольствий.
