Чертежи водяной мельницы. Конструирование водяной мельницы своими руками. Деревенское очарование сада

Мельницы.Конструкция водяной мельницы. - ч.3.

Louis Aston Knight (1873-1948) Водяная мельница

Хлеб - всему голова, гласит народная мудрость, но хлеб не испечешь без муки, а муку не сделаешь без мельницы. Конечно, можно обойтись и без них, как обходятся люди, проживающие в пустынных районах земного шара. Они размалывают зерно ручными жерновами, но это примитивный ручной труд и в развитии своем, эти народы не далеко ушли от первобытных племен. По мере развития промышленности, водяное колесо стали применять не только для переработки зерна, но и в других сооружениях, которые так же назывались мельницами.Так именовались железоделательные, лесопильные, бумагоделательные, текстильные и ряд других предприятий. Водяная мукомольная мельница была одним из первых технических устройств, жизненно необходимых для человека. Получается, что без мельницы не может быть и прогресса в технике и развития человечества. На рисунке изображена конструкция современной мельницы с приводом от подливного колеса 6 бункером 1 для зерна и желобом 2, по которому зерно подается к жерновам 3.Мука попадает в лоток 4 и оттуда ссыпается в мешок 5. Конструкция водяных мельниц за многие века особенно не изменилась. Основные механические элементы остались неизменны. Основным материалом для постройки служила древесина. Из нее строили и амбар и колеса, и валы, и всю прочую снасть По устройству водяные мельницы разделялись на мутовчатые и колесные. Мутовчатые представляли собой прообраз современной турбины. Колесные мельницы бывают двух типов: верхнего и нижнего боя. Устройство водяных мельниц всех типов во многом одинаково. Из бревен рубили амбар. В половине амбара, на высоте плеча, настилали массивный потолок. На нем помещали жернова: нижний - лежак и верхний - бегун. В середине его - отверстие (глазок). Жернова огораживались кожухом. Жерновые камни должны были быть особого свойства. От них требовалась прочность, вязкость и пористость. Часто жернова приходилось везти издалека. В зависимости от водных запасов и силы реки мельницы бывали и с несколькими поставами, то есть при одном амбаре имелось два водяных колеса и два мукомольных агрегата. Строили мельницы без каких-либо чертежей. Вся "техническая документация" находилась у мастеров в памяти. Конечно, за образец брались уже имеющиеся в округе мельницы, но приходилось что-то менять и добавлять новое в виду особенностей местности. Запруда делалась простейшими подручными средствами. Вспахивали участок целины и из дерна выкладывали плотину. Плотные, ровные пласты, которые тянулись на несколько сажень укладывали слой за слоем. Для крепления применяли жерди, колья, связки из хвороста. Зимой в сильные морозы некоторые мельницы временно останавливались. Иногда над колесом делалось укрытие-"тепляк" в виде соломенного шатра, но помогало это мало. Весной, во время половодья плотину могло прорвать и ее возводили заново. Чтобы этого не случилось, плотины снабжали подъемным щитом-затвором, через которую уходили излишки воды. Энергию падающей на колесо с лопастями воды россияне научились использовать в начале второго тысячелетия. Водяные мельницы всегда были окружены ореолом таинственности, овеяны поэтическими легендами, сказаниями и суевериями. Мельницы-колесухи с омутом и водоворотом сами по себе небезопасные конструкции, что отражено в русской пословице: «Со всякой новой мельницы водяной подать возьмет». Производительность мельницы зависела от размера камня и скорости его вращения. Жернова брали диаметром от 50 до 120 сантиметров. На маловодных речках ставился небольшой бегун, и вращался он в пределах 60 оборотов в минуту. Река полноводнее могла крутить камень побольше, и совершал он до 150 оборотов. В зависимости от этого один постав размалывал от одного пуда (16 кг) до четырех пудов (64 кг) в час. На некоторых водяных мельницах не только мололи зерно. Здесь работали и крупорушки. Эти машины обдирали просо, гречиху, овес и делали из них крупу. На них же можно было снимать лузгу с подсолнечных зерен, подготовляя их к выжимке масла. Кроме пшеницы, ржи, ячменя, полбы мололи и другие зерновые культуры: горох, просо, крупу гречневую, овсяную, пшено, рожь на солод. Делались и специальные приспособления для толчения кудели, сукновальню для валяния домотканого сукна, чесальный барабан для шерсти. водяная мельница - это один из ранних памятников человеческого знания. Она несет в себе и элементы техники и архитектуры, т.о. является "музеем под открытым небом" причем не в современном индустриальном пейзаже, а расположена в живописнейших уголках природы. И природу эту не загрязняет, являясь экологически чистым производством. Мельницы появились при римлянах. Они строили водяные мельницы с подливными и верхнебойными, или наливными, колесами. Первые приводились в действие импульсом падающей воды, вторые - ее весом. Самые древние приспособления для перемалывания зерна в муку и обдирания его в крупу сохранялись в России как семейные мельницы до начала ХХ в. и представляли собой ручные жернова из двух круглых в сечении камней из твердого кварцевого песчаника диаметром 40—60 см. Древнейшим типом мельниц считаются сооружения, где жернова вращались с помощью домашних животных. Последняя мельница такого типа прекратила свое существование в России в середине ХIХ в.

Самая существенная часть мукомольной мельницы —мельничный постав или снасть - состоит из двух жерновов: верхнего, или бегуна, А и - нижнего, или нижняка, В . Жернова представляют каменные круги значительной толщины, имеющие в средине сквозное отверстие, называемое очком, а на мелющей поверхности т. н. насечку (см. ниже). Нижний жернов лежит неподвижно; его очко плотно закрыто деревянною втулкою, кружловиною g , сквозь отверстие в центре которой проходитъ веретено С ; на вершине последнего насажен бегун посредством железного стержня CC , укрепленного концами в горизонтальном положении в очке бегуна и называемаго параплицею, или порхлицею. В средине параплицы (и, следовательно, в центре жернова) с нижней ее стороны проделано пирамидальное или коническое углубление, в которое и входитъ соответственно заостренный верхний конец веретена С . При таком соединении бегуна с веретеном, первый вращается при вращении последнего и, в случае надобности, легко снимается с веретена. Нижний конец веретена вставлен шипом в подшипник, укрепленный на балке D . Последнюю можно поднимать и опускать и таким образом увеличивать и уменьшать раcстояние между жерновами. Веретено С вращается помощью т. н. цевочной шестерни Е ; это - два диска, надетые на веретено в небольшом расстоянии друг от друга и скрепленные между собою, по окружности, вертикальными палочками.
Цевочная шестерня вращается помощью лобового колеса F , имеющего на правой стороне своего обода зубья, захватывающие за палочки цевочной шестерни и таким образом вращающие ее вместе с веретеном. На ось Z надето крыло, которое и приводится в движение ветром; или, в водяной мельнице, - водяное колесо, приводимое в движение водою. Зерно вводится через ковш а и очко бегуна в промежуток между жерновами. Ковш состоит из воронки а и корытца b , подвешенного под очком бегуна. Размол зерна происходит в промежутке между верхнею поверхностью нижняка и нижнею бегуна. Оба жернова одеты кожухом N , который препятствует разбрасыванию зерен. По мере размола, зерна подвигаются действием центробежной силы и напором вновь прибывающих зерен) от центра нижняка к окружности, падают с нижняка и идут, по наклонному желобу, в пеклевальный рукав R —для просеивания. Рукав Е сделан из шерстяной или шелковой ситяной ткани и помещен в закрытом ящике Q , из которого выставляется его нижележащий конец. Сначала просеивается тонкая мука и падает в задней части ящика; более грубая высевается в конце рукава; отруби задерживаются на ситке S , а самая грубая мука собирается в ящик T .

Поверхность жёрнова разделена глубокими желобами, называемыми бороздами , на отдельные плоские участки, называемые мелющими поверхностями . От борозд, расширяясь, отходят более мелкие желобки, называемые оперением . Борозды и плоские поверхности распределяются в виде повторяющегося рисунка, называемого гармошкой . У типичного мукомольного жёрнова имеется шесть, восемь или десять таких гармошек. Система желобов и желобков, во-первых, образует режущую кромку, а во-вторых, обеспечивает постепенное ссыпание готовой муки из-под жерновов. При постоянном использовании жернова́ требуют своевременного подтачивания , то есть подравнивание краев всех желобов для поддерживания остроты режущей кромки.

Жернова используются парно. Нижний жёрнов устанавливается стационарно. Верхний жёрнов, он же бегун, — подвижный, и именно он производит непосредственное перемалывание. Подвижный жернов приводится в движение крестообразным металлическим «штифтом», установленным на головке главного стержня или ведущего вала, вращающегося под действием основного механизма мельницы (использующего энергию ветра или воды). Рельефный рисунок повторяется на каждом из двух жерновов, таким образом обеспечивая эффект «ножниц» при размалывании зерен. Жернова должны быть одинаково сбалансированными. Правильное взаимное расположение камней критически важно для обеспечения помола муки высокого качества. Лучшим материалом для жерновов служит особенная каменная порода - вязкий, твердый и неспособный полироваться песчаник, называемый жерновым камнем. Так как каменные породы, в которых все эти свойства развиты достаточно и при том равномерно, встречаются редко, то хорошие жернова весьма дороги. На трущихся поверхностяхъ жернов делают
насечку , т. е. пробивают ряд углубленных бороздок, и промежутки между этими бороздками приводят в грубо-шероховатое состояние. Зерно попадает во время размола между бороздками верхнего и нижнего жернов и разрывается и разрезывается острыми режущими краями бороздок насечки на более или менее крупные частицы, которые размалываются окончательно по выходе из бороздок. Бороздки насечки служат также какъ бы путями, по которым размалываемое зерно подвигается от очка к окружности и сходить с жернова. Так как жернова, даже из лучшего материала, стираются, то насечка должна быть возобновляема время от времени.

John Constable (1776-1837). Мельница Флэтфорда. Вид со шлюза на Стуре

Древние водяные машины-двигатели развились, по-видимому, из поливальных машин чадуфонов, при помощи которых поднимали из реки воду для орошения берегов. За девять столетий до рождения Христа в Китае изобрели водяное колесо- деревянное колесо с лопастями, вращаемое потоком воды. Это была первая машина, работавшая без использования мускульной силы человека, и называлась она чадуфон. С помощью чадуфонов поднимали из реки воду для орошения. Чадуфон представлял собой ряд черпаков, насаженных на обод большого колеса с горизонтальной осью. При повороте колеса нижние черпаки погружались в воду реки, затем поднимались к верхней точке колеса и опрокидывались в желоб.

Сначала такие колеса вращались вручную, но там, где вода бежит по крутому руслу, колесо стали снабжать специальными лопатками. С изобретением водяного колеса человек впервые получил в свое распоряжение надежный, универсальный и очень простой двигатель. Оставался один шаг до водяной мельницы. Китайцы утверждают, что этот шаг они сделали первыми и изобрели сначала водяную мельницу с горизонтальным колесом, затем придумали колесную зубчатую передачу и повернули водяное колесо в вертикальную плоскость.Но первым водяную мукомольную мельницу с вертикальным колесом и зубчатой передачей описал римский архитектор и механик Витрувий, живший в 1 веке до РХ:
«… на реках ставят колеса… К их ободам прибивают лопасти, которые будучи толкаемы течением реки приводят своим движением колесо во вращение и таким образом, набирая воду черпаками и поднимая ее кверху, доставляют нужное количество воды без помощи топчака, вращаясь от самого напора реки. Таким же способом вертятся водяные мельницы, в которых все то же самое, кроме зубчатого барабана, насаженного на один конец оси. Вертикально поставленный на ребро, он вращается в одной плоскости с колесом. К этому большому барабану примыкает меньший, лежачий, тоже зубчатый с которым соединены жернова. Так зубцы барабана насаженного на ось, толкая зубцы лежачего, приводят жернова во вращение. Из висящего над этой машиной ковша на жернова сыплется зерно, из которого посредством того же вращения получается мука ».

Альбрехт Дюрер. Водяная мельница. 1489. Акварель и гуашь, бумага

Под напором течения колесо вращалось и само черпало воду. Получился простейший насос-автомат, не требующий для своей работы присутствия человека. Изобретение водяного колеса имело огромное значение для истории техники. Впервые человек получил в свое распоряжение надежный, универсальный и очень простой в своем изготовлении двигатель. Вскоре стало очевидным, что движение, создаваемое водяным колесом, можно использовать не только для качания воды, но и для других надобностей, например, для перемалывания зерна. В равнинных местностях скорость течения рек мала для того, чтобы вращать колесо силой удара струи. Для создания нужного напора стали запруживать реку, искусственно поднимать уровень воды и направлять струю по желобу на лопатки колеса.

Однако изобретение двигателя сразу породило другую задачу: каким образом передать движение от водяного колеса тому устройству, которое должно совершать полезную для человека работу? Для этих целей был необходим специальный передаточный механизм, который мог бы не только передавать, но и преобразовывать вращательное движение. Разрешая эту проблему, древние механики опять обратились к идее колеса. Простейшая колесная передача работает следующим образом. Представим себе два колеса с параллельными осями вращения, которые плотно соприкасаются своими ободьями. Если теперь одно из колес начинает вращаться (его называют ведущим), то благодаря трению между ободьями начнет вращаться и другое (ведомое). Причем пути, проходимые точками, лежащими на их ободьях, равны. Это справедливо при всех диаметрах колес.

François Boucher (1703— 1770) .Старая водяная мельница.

Стало быть, большее колесо будет делать по сравнению со связанным с ним меньшим во столько же раз меньше оборотов, во сколько раз его диаметр превышает диаметр последнего. Если мы разделим диаметр одного колеса на диаметр другого, то получим число, которое называется передаточным отношением данной колесной передачи. Представим себе передачу из двух колес, в которой диаметр одного колеса в два раза больше, чем диаметр второго. Если ведомым будет большее колесо, мы можем с помощью этой передачи в два раза увеличить скорость движения, но при этом в два раза уменьшится крутящий момент. Такое сочетание колес будет удобно в том случае, когда важно получить на выходе большую скорость, чем на входе. Если, напротив, ведомым будет меньшее колесо, мы потеряем на выходе в скорости, но зато крутящий момент этой передачи увеличится в два раза. Эта передача удобна там, где требуется «усилить движение» (например, при подъеме тяжестей). Таким образом, применяя систему из двух колес разного диаметра, можно не только передавать, но и преобразовывать движение. В реальной практике передаточные колеса с гладким ходом почти не используются, так как сцепления между ними недостаточно жесткие, и колеса проскальзывают. Этот недостаток можно устранить, если вместо гладких колес использовать зубчатые. Первые колесные зубчатые передачи появились около двух тысяч лет назад, однако широкое распространение они получили значительно позже. Дело в том, что нарезка зубьев требует большой точности. Для того чтобы при равномерном вращении одного колеса второе вращалось тоже равномерно, без рывков и остановок, зубцам необходимо придавать особое очертание, при котором взаимное движение колес совершалось бы так, как будто они перемещаются друг по другу без скольжения, тогда зубцы одного колеса будут попадать во впадины другого. Если зазор между зубьями
колес будет слишком велик, они станут ударяться друг о друга и быстро обломаются. Если же зазор слишком мал — зубья врезаются друг в друга и крошатся. Расчет и изготовление зубчатых передач представляли собой сложную задачу для древних механиков, но уже они оценили их удобство. Ведь различные комбинации зубчатых колес, а также их соединение с некоторыми другими передачами давали огромные возможности для преобразования движения. Например, после соединения зубчатого колеса с винтом, получалась червячная передача, передающая вращение из одной плоскости в другую. Применяя конические колеса, можно передать вращение под любым углом к плоскости ведущего колеса. Соединив колесо с зубчатой линейкой, можно преобразовать вращательное движение в поступательное, и наоборот, а присоединив к колесу шатун, получают возвратно-поступательное движение. Для расчета зубчатых передач обычно берут отношение не диаметров колес, а отношение числа зубьев ведущего и ведомого колес. Часто в передаче используется несколько колес. В таком случае передаточное отношение всей передачи будет равно произведению передаточных отношений отдельных пар. Когда все затруднения, связанные с получением и преобразованием движения, были благополучно преодолены, появилась водяная мельница. Впервые ее детальное устройство описано древнеримским механиком и архитектором Витрувием. Мельница в античную эпоху имела три основные составные части, соединенные между собой в единое устройство: 1) двигательный механизм в виде вертикального колеса с лопатками, вращаемого водой; 2) передаточный механизм или трансмиссию в виде второго вертикального зубчатого колеса; второе зубчатое колесо вращало третье горизонтальное зубчатое колесо — шестерню; 3) исполнительный механизм в виде жерновов, верхнего и нижнего, причем верхний жернов был насажен на вертикальный вал шестерни, при помощи которого и приводился в движение. Зерно сыпалось из воронкообразного ковша над верхним жерновом.

Плотина. С. Жуковский, 1909 г.

Создание водяной мельницы считается важной вехой в истории техники. Она стала первой машиной, получившей применение в производстве, своего рода вершиной, которую достигла античная механика, и исходной точкой для технических поисков механики Возрождения. Ее изобретение было первым робким шагом на пути к машинному производству.

***

Жди горя с моря, беды от воды. Вода и мельницу ломает.

Каждый мельник на свою мельницу воду льет.

Когда нет коня, поехать на мельницу на осле — не позор.

Без воды мельница не мелет.

Большая мельница малой водой не вертится.

Вода всю мельницу унесла, а ты спрашиваешь, где желобок.

Вода и мельницу ломает.

Водой мельница стоит, да от воды ж и погибает.

Голова без ума, что мельница без воды.

Денег много - мельницу заведи.

Не мельница, а мутовка. Молоть не мелет, а только воду мутит.

Работающей мельнице некогда замерзать.

Со всякой новой мельницы водяной подать возьмет (т. е. утопит человека).

Ум молодого, что мельница без воды.

Чем больше воды, тем лучше для мельницы.

Времена, когда на загородном участке можно было увидеть только ровный ряд грядок и пустой газон давно прошли. Все больше людей стали использовать дачу как место отдыха семьи. Декоративная мельница без труда задаст настроение всей придомовой территории. Эта статья расскажет какие разновидности можно построить в своем саду и как гармонично вписать постройку в окружающее пространство.

Деревенское очарование сада

Когда-то мельница была настоящим рабочим великаном. С помощью энергии от вращающихся лопастей мололи муку, обрабатывали дерево и качали воду. Сегодня величественные сооружения потеряли значимость, однако, у людей до сих пор сохранилось представление об этом элементе пейзажа как о чем-то притягательном и величественном.

Ниже речь пойдет о миниатюрной копии настоящей мельницы, которая послужит декоративным украшением приусадебного участка. Она создаст ощущение стиля и гармонии, а также вызовет приятные ассоциативные образы атмосферы прошлого века. Мельница придаст участку деревенское очарование и уют, которого так не хватает городскому жителю.

Разновидности:

- деревянная;
- каменная;
- с водопадом.

Также она может быть ветряной или водяной.

Стандартная ветряная мельница имеет форму равнобедренной трапеции. К одной из стенок присоединены лопасти, которые, по желанию, могут вращаться. Это сделает сооружение более интересным и достоверным. Всю конструкцию можно разделить на четыре элемента:

фундамент и основание;
корпус;
крыша;
крылья-лопасти.

Дополнительно можно соорудить на крыше вертило, которое позволяет мельнице вращаться на ветру, однако, это не обязательно.

Где разместить и с чем сочетать

Мельница может стать центром композиции приусадебного участка. Поддержит заданную тему колодец в том же стиле, выполненный под старину или декоративный стог сена. Дополнят картину деревянные фигуры животных, кустарники и цветник.

Конструкцию можно разместить в любом месте. Одинаково гармонично она будет смотреться в саду среди деревьев, заросшая высокой травой и на открытом пространстве рядом с террасой в окружении клумб. Главное правило – материал изготовления и отделки должен вписываться в общий стиль построек на участке.

Мельница с водопадом идеально подойдет для зоны отдыха. Размещать ее лучше на берегу пруда или ручья. Это позволит теплыми летними вечерами наслаждаться умиротворяющим плеском воды.

Определение размера и функциональное назначение

Конструкция может быть не только украшением сада, но и функциональным сооружением. В виде декоративной мельницы можно оформить:

погреб или сарай для хранения инструментов;
дачный туалет или душ;
будку для собаки;
многоуровневую клумбу;
детский домик для игр;
беседку;
летнюю кухню.

Последние два варианта подойдут только для больших участков, в противном случае строение будет выглядеть громоздко.

Декоративная постройка поможет скрыть инженерные коммуникации, например, трубу для полива или люк от септика.

Размер будущей мельницы зависит от предполагаемых нужд, то есть будет ли она нести какое-либо функциональное назначение или окажется только декором и возможностями отведенного под строительство участка. Слишком большая конструкция на небольшой территории будет смотреться нелепо. Высота мельницы, служащей декоративным украшением сада, в среднем составляет 1-1,5 метра.

Пропеллер мельницы может быть вращающимся или нет. В первом случае надо делать колесо с лопастями подвижным и минимизировать силу трения, тогда оно закрутится даже от небольшого ветерка.

Строительство каменной мельницы

Неоспоримым плюсом каменной мельницы является ее долговечность. При минимальном уходе она простоит на участке не один десяток лет. К минусам относится сложность перемещения, а также демонтажа, поэтому к возведению следует отнестись капитально.

Строительство начинается с проекта. Определившись с размерами и внешним видом будущего сооружения надо нарисовать план. Это позволит рассчитать необходимое количество материалов.

Материалы:

кирпич или его битые осколки для основания;
цемент и песок;
природный камень или плитка для облицовки;
листовое железо или деревянные рейки для изготовления лопастей;
резьбовая шпилька;
гвозди, болты, гайки, саморезы разных размеров.

Инструменты:

миксер и ведро для замешивания раствора;
шпатель;
мастерок;
рулетка;
уровень;
если лопасти изготавливаются из дерева, то понадобится пила, ножовка или электролобзик.

Фундамент

Каменной мельнице понадобится фундамент, только так можно гарантировать что постройка не поплывет вместе с грунтом весной или во время дождя.

Глубина закладки зависит от общих размеров. Для небольшой мельницы высотой 1-1,5 м выкапывается ямка 40 на 40 см, глубиной примерно 30 см, внутрь закладывается арматура и заливается цементно-песчаным раствором. Фундамент должен просохнуть в течение нескольких дней, после чего можно продолжать строительство.

Для приготовления раствора берется одна часть цемента и три части песка.

Возведение домика

Внутри готовый домик не будет пустым, поэтому надо подготовить основание. Удобнее всего использовать кирпич или его осколки. Необходимо сложить кладку нужной формы. Размер и пропорции могут быть любыми, однако лучше делать мельницу в виде трапеции или конуса. Для связки используется все тот же цементно-песчаный раствор. Конструкция должна быть ровной, поэтому, во время возведения, используется уровень.

В процессе укладки кирпича, в основание замуровывается резьбовая шпилька для дальнейшего крепления лопастей. Заранее на нее приваривается пластина или накручивается большая гайка, которой она зацепится за кирпичную кладку.

На этом же этапе предусматривают другие технические отверстия в основании мельницы, ведь когда раствор затвердеет, изменить конструкцию больше не получится. Конечно можно будет попробовать просверлить кладку, но в таком случае не исключен раскол всего основания.

Форма крыши зависит от формы домика. Для цилиндрического основания в виде башни подойдет традиционная кровля в виде конуса, покрытие которой делается из облицовочного материала, а для прямоугольника обычная двускатная крыша.

Чем декорировать

Декорировать мельницу можно природным или искусственным камнем. Лучше всего смотрится плитка, выполненная в виде небольших кирпичиков. Облицованная таким материалом постройка будет смотреться как уменьшенная копия настоящей старинной мельницы.
Укладывать наружный слой надо на влагостойкий клей, избегая пустот. Чем качественнее будет произведена работа, тем меньше влаги будет проникать внутрь, и мельница дольше сохранит хороший внешний вид.

Изготовление пропеллера

Вращающиеся под действием ветра лопасти – самая узнаваемая деталь мельницы, однако, при изготовлении декоративного варианта они могут быть неподвижны.

Существует несколько способов собрать пропеллер.

Первый вариант:

Из фанеры вырезаются два круга диаметром 15-25 см, а по центру сверлом делается отверстие для шпильки.
Отдельно из рейки собираются лопасти. Для того, чтобы ветер крутил пропеллер и вращал жернова, в настоящей мельнице они находятся слегка под углом, что позволяет захватывать потоки воздуха.
Обе детали обрабатываются антисептиком и покрываются краской.
Лопасти на одинаковом расстоянии друг от друга зажимаются между двумя кругами из фанеры с помощью клея или болтов.
Готовый пропеллер надевается на шпильку, с обоих сторон закручивается гайка.

Второй вариант:

Две длинных рейки, с помощью клея соединяются крест на крест.
В центре пересечения делается отверстие для шпильки.
На каждый край прибиваются рейки в виде лопасти.
Готовый пропеллер надевается на шпильку и закрепляется гайками.

При желании лопасти можно вырезать из листового металла. В таком случае острые края необходимо обработать, а части сварить между собой. Декоративная каменная мельница с пропеллером из метала смотрится более гармонично, но железо обязательно надо покрасить чтобы избежать появления ржавчины.

Изготовление деревянной конструкции

Деревянная мельница не будет такой долговечной, как каменная, однако, смотрится изделие совершенно по-другому и создает иное настроение. Кому-то покажется что собрать конструкцию из дерева намного проще, но это не совсем так. Без плотнических навыков не обойтись.

Изделия из дерева плохо переносят повышенную влажность, поэтому на зиму мельницу надо заносить в помещение. Это поможет избежать гниения и потемнения массива.

Изготовить деревянную мельницу можно из остатков строительного материала либо купить все необходимое в магазине. Подойдут любые обрезки массива дерева и пиломатериалы.

Легче всего работать с сосной – она имеет мягкую пластичную структуру, к тому же это самое недорогое и доступное дерево в магазине.

Материалы:

деревянный брус;
влагостойкая фанера;
дерево для отделки;
рейка для лопастей;
кровельный материал
гвозди, болты, саморезы разных размеров;
резьбовая шпилька;
лак для дерева или олифа.

Инструменты:

дрель или шуруповерт;
шлифовальная машинка;
наждачная бумага;
молоток;
кисть;
рулетка.

Фундамент – нужен ли?

Небольшая деревянная мельница, несущая декоративную функцию, в фундаменте не нуждается. Мобильность конструкции позволит по желанию переставлять ее в любую часть сада.

В случае, когда устойчивость будущей постройки вызывает сомнение, в качестве фундамента используются четыре ножки из заостренного на концах бруса, которые с одной стороны крепятся к низу опорной платформы, а с другой втыкаются в землю.

Если планируется основательная постройка с бытовым помещением или детской игровой площадкой внутри, то без фундамента не обойтись. Это предотвратит переворачивание мельницы. В таком случае делается фундамент неглубокого заложения по периметру будущих стен.

Опорная платформа

Опорная платформа придаст мельнице устойчивости. Из бруса собирается квадрат необходимого размера. Для жесткости можно дополнительно соединить противоположные углы крест на крест.

При желании площадь опорной платформы может быть больше основания мельницы. Это убережет конструкцию от падения при сильном ветре и может служить дополнительной площадкой для размещения декора, например, деревянной ограды.

Изготовление корпуса

Самый простой корпус для мельницы – короб в виде трапеции. К опорной платформе, с помощью саморезов, вертикально присоединяются четыре бруска одинаковой длины. Сверху края дополнительно соединяются брусом по горизонтали. При сборке важно соблюдать симметрию.

Грани получившейся конструкции обшиваются деревом. Использовать можно практически любой материал. Хорошо смотрится евровагонка, блок хаус или имитация бруса.

Обустройство крыши и сборка лопастей

Крыша может быть, как двускатной, так и четырехскатной. Второй вариант лучше использовать для крупных конструкций, а для небольшой идеально подойдет двускатная крыша.

Из бруса сколачиваем два торца в виде треугольника. Когда-то большие мельницы для помола муки покрывались самой настоящей кровельной черепицей из обожженной глины. Декоративным аналогом может стать тот же материал, что использовался для основания, обрезки цветного профлиста, либо современная черепица, выполненная под старину. Под кровельный материал предварительно стелется скат из фанеры.

Стык ребер на крыше должен закрывать конек. Он может быть покупной либо собранный самостоятельно. Без конька крыша будет смотреться незаконченной, а внутрь конструкции попадать дождь.

Готовая крыша одевается на корпус мельницы и закрепляется изнутри длинными саморезами.

Пропеллер собирается точно так же, как и для каменной мельницы. В одну из граней основания устанавливается шпилька, только в случае с камнем она замуровывалась в кладку, а здесь закрепляется с помощью гаек. Аналогично предыдущему варианту лопасти надеваются на другую сторону шпильки и фиксируются.

Декоративная отделка

У деревянной мельницы масса вариантов декоративной отделки. Рядом с ней хорошо смотрятся цветы и зелень. Как вариант превратить постройку в цветник. Для этого ее основание должно содержать ящик для земли, куда весной высаживаются бархатцы, флоксы, петуния или любые другие однолетние садовые растения.

Готовую мельницу надо пропитать защитным раствором и покрасить, либо покрыть олифой или лаком. Если перед этим пройтись по дереву морилкой, то можно подчеркнуть структур дерева. Каждый дополнительный слой сделает поверхность мельницы темнее.

Декоративная мельница с водопадом

Журчание воды и шелест крутящихся лопастей в вечернем саду создают непередаваемые ощущения комфорта и спокойствия. Декоративная водяная мельница с водопадом станет прекрасным дополнением к оформлению садового участка.

Принцип работы водяной мельницы

Если в ветряной мельнице для того, чтобы сдвинуть лопасти с места используется сила ветра, то в водяной за это отвечает поток реки. Сердце такой мельницы – колесо, установленное на берегу водоема под желобом, по которому течет вода.

Идеально место для установки – проточный водоем. Бегущая естественным путем вода создаст постоянную крутящую силу. Если на садовом участке нет реки или ручья, а мельницу очень хочется, воссоздать силу потока можно искусственно.

Возможные варианты:

Установить колесо мельницы под водосточным желобом. В таком случае оно будет крутиться во время дождя.
Для создания потока использовать возвышенность на рельефе. В наивысшей точке участка создается место сбора воды, которая по желобу будет подаваться на лопасти колеса.
Запустить воду по кругу с помощью насоса. Создается искусственная возвышенность, например, из уплотненной земли ли камней. Внутрь закладывается шланг, по которому наверх будет подаваться вода.

Сегодня в магазинах встречаются установки, способные вырабатывать энергию от силы вращения колеса. Небольшая деревянная мельница сможет обеспечить электричеством работу собственного насоса и светодиодной подсветки.

Материалы и инструменты

Необходимые материалы:

деревянный брус, рейки, фанера;
резьбовая шпилька;
гвозди, саморезы, болты с гайками разных размеров;
труба для желоба;
влагостойкий клей;
защитная пропитка, лак или олифа.

Количество необходимых материалов определяется размерами будущей постройки.

Колесо мельницы имеет постоянный контакт с водой, поэтому все деревянные элементы необходимо пропитать защитным раствором, а применение металлических неокрашенных элементов свести к минимуму.

Для создания водяной мельницы понадобится стандартный набор инструментов:

пила, ножовка или электролобзик;
дрель или шуруповерт;
молоток:
рулетка;
уровень.

Пошаговая инструкция

Домик

Домик водяной мельницы может быть выполнен произвольной формы и из любого материала или же отсутствовать вообще. Конструкция у постройки стандартная: платформа, основание дома и крыша.
Возводить постройку лучше в том же порядке, что и в случае с ветряной мельницей. Сначала собирается платформа или, в случае необходимости, закладывается фундамент. Этим этапом лучше не пренебрегать, недостаточно зафиксированную конструкцию может снести поток воды.

На готовую платформу устанавливаем основание домика. Водяная мельница 18-го века выглядела как обычный прямоугольник с крышей, окнами и дверью. Основание можно собрать из бруса и отделать досками, либо сложить из камня или плитки.

Из бруса и фанеры собирается каркас крыши. Кладется кровельный материал, после чего все детали домика собираются вместе и скрепляются с помощью саморезов и клея.

В одну из стен домика устанавливается шпилька. Ее следует тщательно закрепить.

Колесо

Готовым колесом водяной мельницы может послужить: проволочная бухта, велосипедное колесо, соединенная кольцом пластиковая труба с приделанными лопастями и другие предметы обихода, имеющие ось вращения.

Самостоятельно колесо водяной мельницы можно изготовить из влагостойкой фанеры или дерева. Конструкция представляет из себя два диска, между которыми, с одинаковым интервалом, закреплены лопасти. В центре просверливается отверстие, через которое колесо одевается на шпильку. Когда вода будет попадать в карманы между лопастями, вся конструкция станет вращаться.

Ось можно закрепить двумя способами:

на одной опоре со стороны домика – в таком случае колесо должно хорошо держаться;
на двух опорах с обоих сторон – колесо крепится между ними.

От силы течения зависит интенсивность вращения колеса, а значит и его размеры, и конструкция. Быстрый поток в сочетании с небольшим диаметром даст высокую скорость вращения. Это хорошо, если мельница служит источником энергии, а не декоративным элементом. Для размеренного спокойного вращения понадобится увеличить или утяжелить колесо.

Важный этап строительства водяной мельницы – обработка дерева. Следует тщательно зашкурить каждую деталь наждачной бумагой и покрыть защитной пропиткой в несколько слоев. Со временем покрытие будет смываться, поэтому процедуру надо повторять каждые несколько лет.

Установка

После того, как все детали будут готовы, необходимо установить мельницу так, чтобы она работала. Домик помещается на берег водоема, а колесо под струей. Подача воды осуществляется на верхние лопасти через желоб. Сделать его можно разрезав пополам трубу подходящего диаметра. Если все сделано правильно, колесо начнет крутиться.

Декорирование

Простое деревянное колесо на берегу водоема выглядит скучновато, поэтому главным объектом для декора станет пристроенный к нему домик. Тут фантазии есть где разгуляться – резные окна со ставнями, дверки, цветные наличники. Отдельным элементом декора у водяной мельницы может оказаться крыша, покрытая камышом, тростником или соломой.

Естественность природного пейзажа поддержат дикие цветы и кустарники, а также камни, хаотично разложенные вокруг. В разбитый рядом с мельницей палисадник идеально впишутся хвойные культуры: туя, можжевельник, низкорослая ель и карликовая сосна. Водоем тоже представляет поле для деятельности – заросли папоротника и плавающие на поверхности листья кувшинки создадут ощущение первозданности.

Еще одна идея для декорирования водяной мельницы – светодиодная подсветка. Смонтировать освещение можно как снаружи, так и под водой. Переливающийся свет маленьких лампочек не даст мельнице потеряться в сумерках. Загадочности придадут светящиеся в ночное время окошки домика мельника.

Японский стиль

Главные составляющие – это вода, камни и растения. Ничего лишнего не должно быть, ведь стиль основан на элегантности и минимализме. В японском саду с водяной мельницей ничего не должно отвлекать от созерцания природной стихии.

Мельницу дополнит каменный замок и скамейка из того же материала. Берег водоема или его дно можно выложить белой галькой и ракушечником, а в палисадник высадить японский клен и низкорослую сакуру. Растения с яркими цветами нарушат нарочитую строгость, а вот использование в оформлении трубок бамбука придется очень кстати.

Кантри

Вариант оформления подойдет тем, у кого весь участок напоминает уютный домик в деревне. Водяная мельница с деревянным колесом и соломенной крышей отлично впишется среди деревянных скамеек, бревенчатого мостика и колодца. Подчеркнет атмосферу самый обыкновенный камыш.

Русский стиль

Оформление в этом стиле имеет схожие черты с кантри, однако, навевает всем знакомый шарм русской деревни. Домик мельницы должен выглядеть как классическая деревянная избушка, собранная из грубого бруса, а окошки закрываться на резные ставни. На крыше можно разместить традиционный флюгер в виде петуха. Атмосферы добавят детали: керамическая фигурка мельника, вывешенные на плетеной ограде глиняные горшки, выглядывающий из-за угла желтый подсолнух и грядка с ромашками. Подсмотреть другие идеи для оформления можно в русских народных сказках.

Голландский стиль

Этот стиль вызывает много интереса у ландшафтных дизайнеров, ведь он так удачно сочетает в себе яркие сочные краски и провинциальное обаяние. Водяная мельница может оказаться в центре композиции, для этого домик надо выполнить в традиционном голландском стиле фахверк, несущий каркас у которых расположен снаружи здания. Еще одна характерная черта – партерный газон. Пускай со всех сторон мельницу окружают тюльпаны, крокусы и гиацинты, а вокруг вьется живая изгородь.

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.

Изготовление мельницы своими руками в саду, на дачном участке кажется довольно неудачной идеей. Кому и зачем она нужна? Действительно, зачем полноценная работающая мельница на участке в шесть соток? Кто и что будет на ней молоть? А вот декоративная модель мельницы небольших размеров может стать достойным оригинальным украшением.

Хотя и в декоративных мельницах своими руками нет ничего плохого, выглядят они очень занимательно. Романтики и сказочных событий вокруг них хоть пруд пруди. Здесь русалки, водяные, мельники-колдуны и много других сказочных персонажей. Да и дети будут знать, что это такое и для чего оно использовалось. Если привлечь их к процессу строительства, они получат определенные навыки и умения в неформальной обстановке, от любимого человека. Такое запомнится надолго.

Основные требования при устройстве водяной мельницы

Даже декоративная мельница должна иметь вращающееся под потоком воды колесо. Иначе это будет расположенное в саду сооружение непонятного назначения.

При определенной доле везения иногда оптимальным решением может быть протекающий на участке ручей. Но это очень редкий случай. Создать водяной поток можно разными способами. Основное внимание нужно уделить следующим деталям:

При использовании водопровода воду нужно куда-то отводить. Поскольку бесплатной воды не бывает, должна быть рациональная схема ее использования.
При отсутствии или невозможности использования водопровода можно устроить замкнутый оборот воды, установив емкость определенного размера в качестве аккумулятора. Оптимальным решением будет небольшой пруд около мельницы.

Для нормального вращения мельничного колеса нужен перепад высоты около метра. Техническое решение этой проблемы довольно простое. Из пруда вода поднимается насосом на необходимую высоту и сливается на водяное колесо. Дизайнерских решений может быть великое множество. Из бросовых материалов можно соорудить горку с пещерой и вытекающим оттуда ручьем, небольшой водопад, озеро на вершине горы с ручьем и много других вариантов. Можно создать имитацию вечного двигателя. На колесе укрепить небольшие поворачивающиеся емкости, которые будут черпать воду, и выливать ее в специальный желоб. По желобу вода будет возвращаться в точку подачи. Для незнающих основ физики можно представить мельницу как действующую модель «перпетуум-мобиле», не признанную наукой.

Реальное решение проблемы вращения колеса под потоком воды при отсутствии водопровода следующее: можно использовать дренажный насос любого типа с необходимой производительностью и подъемом воды на высоту около метра. Погружной насос можно расположить непосредственно в водоеме, поверхностный — где-нибудь рядом. От выходного патрубка насоса нужно провести трубу к точке водосброса и закрепить ее. К насосу подвести кабель питания. На этом сложная техническая проблема решена. Дальше всю конструкцию желательно замаскировать под натуральный природный вид и переходить к устройству колеса.

Вернуться к оглавлению

Изготовление колеса и здания мельницы

Для изготовления колеса идеально подойдут ободья от старого детского велосипеда. Внешний вид не будет соответствовать старине, но особого внимания этому никто не уделит. Ободья нужно установить на одну ось, между ними расположить деревянные лопасти, закрепив их любым возможным способом. Ось нужно закрепить на стойки необходимой высоты. Всю конструкцию надо установить на место водостока и закрепить.

Макет мельницы можно соорудить из оставшихся после ремонта или строительства различных обрезков б/у материалов. Размеры и конструкция будут зависеть от имеющихся в наличии остатков. Форма и отделка по возможности должны соответствовать дизайну старинных строений. Лучше отделку использовать из дерева. Внутренний объем можно использовать для установки насоса, обеспечив определенную надежность крыши сооружения.

Декоративная водяная мельница может служить украшением не только садового участка на даче, но и самого дачного двора. При желании можно разработать и построить систему водоотводов дождевой воды, направленную в пруд. Собранную воду можно использовать для полива.

Устройство такой системы — довольно хлопотное занятие, перед началом работ желательно нарисовать чертежи водоотводов для сбора и перемещения воды с необходимыми уклонами. Изготовленная система создаст значительную экономию водопроводной воды. Многие садоводы предпочитают для полива сада использовать дождевую воду. Кроме полива, воду можно использовать в различных хозяйственных целях. Наверное, есть смысл сделать водяную мельницу, выполняющую не только роль декоративного украшения, но и несущую определенную полезную нагрузку.

Вернуться к оглавлению

Устройство каркаса декоративной ветряной мельницы

Схема устройства мельницы: 1 – крылья, 2 – жернова, 3 – система колес-шестеренок.

Ветряная мельница является одним из неодушевленных персонажей романа «Дон Кихот Ламанчский» Мигеля Сервантеса. Современному поколению сложно объяснить, что это такое и почему рыцарь принял ветряную мельницу за великана и бросился в атаку. Изготовление небольшой модели, возможно, окажет помощь в этой проблеме и сумеет хоть немного привлечь внимание подрастающего поколения к классической литературе. Ведь кроме романа Мигеля Сервантеса существует много других произведений с мельницами, мельниками, их дочками, колдовством, прочими мистическими и романтическими сюжетами.

Для работы будут нужны:

ножовка по дереву или электролобзик;
рулетка;
шуруповерт;
наждачная бумага.

Из материалов для изготовления можно использовать остатки от ремонта или стройки, старую мебель, различные обрезки.

Все дачные поделки в основном изготавливаются из таких материалов. Вначале нужно сделать основание для строения. При небольших размерах можно использовать отрезки ДСП, для основательной конструкции высотой более метра желательно использовать брусок. Приведенные в описании размеры не критичны, их можно менять на свое усмотрение.

Нужно вырезать два квадрата с длиной сторон 300 мм и 400 мм. В вырезанных деталях определить центры, просверлить отверстия. Вырезать брусок, длина детали должна быть равна высоте между основаниями. Закрепить основания на торцах бруска саморезами через отверстия по центру. Брусок является временным креплением для упрощения сборки. Измерить расстояние между соответствующими углами квадратов. Вырезать бруски по определенному размеру, закрепить их на углах. Ветряная мельница приобрела первые очертания. Центральный брусок, использованный в качестве временного крепления, можно удалить.

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.

Рядом с колесом можно возвести домик. Это необязательный элемент для мельницы, многие люди обходятся без него. Помещение строят, если для него есть практическое применение.

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.

Водяные мельницы, построенные возле ручьев, часто приспосабливают для приведения в движение различных механизмов, их выбор зависит от мощности течения. Часто колесо применяют для выработки электроэнергии. Для этого к вращающемуся элементу подсоединяют генератор от автомобиля. Простейшая конструкция позволяет получить электрический ток с напряжением 12 В. Этого достаточно, чтобы осветить территорию дачного участка.

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.

Для работы понадобятся инструменты и принадлежности: карандаш, линейка, угольник, рулетка, циркуль - для проектных работ; шлифовальные инструменты или наждачная бумага средней зернистости; дрель со сверлами, шуруповерт и отвертки, молоток.

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.

На стадии подготовки чертежа водяной мельницы выберите стиль строения, который должен соответствовать окружающему ландшафту. Он него зависят используемые в конструкции материалы. Стилевые решения для водяной мельницы:

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.

Можно оформить зону отдыха в славянском стиле, на основе народных сказок. Участок будет выглядеть не менее привлекательно, чем перечисленные варианты.

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.

В декоративной мельнице ничего не вращается, поэтому нет необходимости в создании водяного потока. Подобный декор применяется при наличии на участке сухого ручья, но выглядит строение нереалистично.

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.

Как сделать водяную мельницу - смотрите на видео:

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.

Категории

Выбор редакции