Как построить водяную мельницу. Водяная мельница: как сделать на даче своими руками

Водяная мельница это гидротехническое сооружение, использующее энергию воды, поступающей на водяное колесо, движение которого выполняет полезную работу, обычно посредством зубчатой передачи, в отличие от , использующей энергию ветра.

Традиционно водяная мельница применялась как устройство, использующее водяное колесо или водяную турбину для осуществления таких механических процессов, как помол зерна, заточка, дубление, резка или ковка.

Использование водяной мельницы долгие годы оставалось незаменимым при производстве многих материальных благ, в том числе муки, пиломатериалов, бумаги, текстильной продукции и металлических изделий.

Виды водяных мельниц

Водяные мельницы делятся на виды по цели использования:

Мукомольная мельница
Лесопильная
Для производства бумаги
Для нужд текстильной промышленности
Для заточки металла
Для изготовления проволоки и др.

Одним из основных способов классификации водяных мельниц является классификация по типу ориентации колеса (вертикальная или горизонтальная). При вертикальной ориентации мельничный механизм приводится в движение от водяного колеса, расположенного в вертикальной плоскости через механизм зубчатой передачи, при горизонтальной ориентации механизм оснащен горизонтальным колесом без такого механизма.

Водяные мельницы могут быть поделены по признаку их расположения на:

Приливные мельницы, использующие движение воды при приливах и отливах;
корабельные мельницы, расположенные на борту судна

История изобретения водяной мельницы

Водяная мельница в Древней Греции и Древнем Риме

В западном мире инженеры Эллады первыми изобрели два главных компонента, необходимых для создания водяной мельницы: водяное колесо и зубчатую передачу, вместе с продолжателями технологий Древней Греции - древними римлянами, они первыми использовали это изобретение в работе.

Самые ранние сведения о водяном колесе (в трактате греческого инженера Филона Византийского «PNEUMATICA»), дошедшие до наших дней, датируются 3-м веком до нашей эры, конструктором устройства считается греческий ученый Перахор.

Греческий географ Страбон сообщает в своей Географии о водяном колесе для переработки зерна, увидеть которое ему удалось в окрестностях дворца царя Митридата VI Евпатора, во время путешествия по Малой Азии в 71 году до н. э.

Римский инженер Витрувий создал первое техническое описание водяной мельницы, существование которой датируется приблизительно 40-10 годами до н.э.; устройство приводилось в движение водяным колесом через механизм зубчатой передачи. Он также указывал на существование водных месильных машин.

Греческий эпиграмм Антипатр Солунский говорил о существовании продвинутой водной мельничной системы около 20 г. до н.э. Он дал устройству высокую оценку за возможность продуктивно использовать конструкцию при размоле зерна и за снижение затрачиваемого человеческого труда.

Римский энциклопедист Плиний упоминал в своей Естественной истории, что около 70-го года до н.э. устройства, работающие за счет силы движения воды существовали на значительной части территории Италии.

Существует свидетельство о наличии водяной мельницы в 73 г. н.э. в Антиохии, на территории римской Сирии.

Вероятно, что водяные мельницы, используемые для дробления золотосодержащего кварца, существовали начиная с конца 1-го века до начала 2-го. Подобные конструкции были обнаружены в римских шахтах по всей Европе, особенно в Испании и Португалии.

В 1-м веке нашей эры водяной мельничный комплекс «Barbegal», расположенный на юге Франции, был описан как "самое большое из известных приспособлений для концентрации механической энергии в древнем мире". При его работе использовалось 16 водяных колес для питания соответствующего количества мукомольных мельниц. Производительность устройства оценивалась в 4,5 тонны муки в сутки, что было вполне достаточно для полного обеспечения хлебом 12500 жителей, населявших город Алерт в то время. Аналогичный мельничный комплекс существовал на холме Яникул. Обязанностью мельников, обслуживающих конструкцию, было выполнение поставок муки для населения Рима. Комплекс был признан императором Аврелианом достаточно важным, чтобы территория холма была включена в стены Аврелиана в конце 3-го века.

Мельничное колесо, происхождение которого датируется 2-м веком н.э., было обнаружено при раскопках на территории современной Франции.

Существовавшая в 3-м веке нашей эры на территории Иераполя лесопильная мельница является наиболее ранним примером механизма, в работе которого использовалось устройство, соединённое с коленчатым валом. Механизмы с подобным принципом работы были обнаружены при раскопках в Джераше и Эфесе и датируются 6-м веком н.э. В литературе отсылку на существование водяного колеса в современной Германии можно найти в стихотворении «Mosella» Децима Магна Авсония, датируемого 4 веком. Примерно в то же время христианский святой Григорий Нисский из Анатолии демонстрировал возможности использования энергии воды в различных частях Римской империи.

Самая ранняя водяная турбинная мельница была найдена в Чемтау на территории римской Северной Африки; ее возраст датируется концом 3-го - началом 4-го века нашей эры.

По сведениям Плиния Старшего водяные мельницы преимущественно использовались для измельчения зерна в муку, но применение устройства в промышленных целях также было достаточно распространённым.

Римляне использовали фиксированные и плавающие водяные колеса для получения энергии, они же ввели использование водяного колеса в других провинциях Римской империи. Так называемые "греческие мельницы" использовали водяные колеса с горизонтальным колесом (и вертикальным валом). В то время, как "римские мельницы" были оснащены вертикальным колесом (на горизонтальной оси). Греческие мельницы данного типа являются более ранним изобретением и намного проще в использовании, но их недостатком является работа лишь при наличии быстрого течения и жерновов малого диаметра. Римские мельницы, оснащенные вертикальным колесом, являются более сложным механизмом, поскольку для работы необходимо наличие шестерен для передачи мощности от вала с горизонтальной осью на вал с вертикальной осью.

Несмотря на то, что на сегодняшний день лишь несколько десятков римских мельниц удалось найти во время раскопок, широкое использование в римский период показывает, что основное количество водяных мельниц археологам еще предстоит найти. Например, во время недавних раскопок в римском Лондоне, обнаружилось, что приливные мельницы (Река Темза, на которой стоит Лондон, имеет одну очень характерную особенность. Это одна из немногочисленных в мире «приливных рек» (tidal river). Уровень воды в ней и направление ее течения меняются два раза в сутки. ) использовались вместе с акведуками и располагались на всем протяжении Ривер Флит - шестикилометровой лондонской подземной реки.

В 537 г. н.э. судовые мельницы были изобретательно использованы генералом Восточной Римской Империи Велисарием. После того, как осаждающие готы перекрыли подачу воды к мельницам, лодки были пришвартованы в месте быстрого течения реки, и благодаря наличию водяных колес, прикрепленных к лодкам, удалось наладить работу мельниц.

Водяная мельница в Средние века

На момент составления «Книги Судного дня» в 1086 году на территории Англии насчитывалось около 5624 водяных мельниц. Согласно более поздним данным, в Англии в то время существовало по крайней мере 6082 мельниц, и следует отметить высокую вероятность того, что не все мельницы севера Англии были учтены. К 1300 году число водяных мельниц находящихся в использовании возросло до 10000 - 15000.

К началу 7-го века водяные мельницы были хорошо известны в Ирландии и сто лет спустя начали стремительно распространяться с территории бывшей империи на северные районы Германии.

Судовые и приливные мельницы стали использоваться в 6-ом столетии.

Приливная мельница

В последние годы целый ряд новых археологических находок сместил дату существования первых приливных мельниц существовавших на побережьях Ирландии.Вертикальная двухколесная приливная мельница, датируемая 6-м веком, была расположена около Вотерфорта. Схожая по устройству горизонтально-колесная приливная мельница была раскопана на Маленьком острове, считается, что она существовала в 630 году. Существование мельницы «Nendrum Monastery» датируется 787 годом, она была найдена на острове Странгфорд в Северной Ирландии. Она была оснащена жерновами диаметром 830 мм, горизонтальным колесом и обладала мощностью 7-8 лошадиных сил.

Промышленные водяные мельницы

В ходе исследования в 2005 году ученый Адам Лукас определил следующую последовательность появления различных типов промышленных мельниц в Западной Европе.
Заметна выдающаяся роль Франции во введении новых инновационных методов использования гидроэнергии. Вместе с тем, А.Лукас обратил внимание на недостаток объектов для исследований в ряде других стран.

Первое известное появление различных промышленных мельниц в средневековой Европе (770-1443 н.э.).

Год	Тип мельницы	Страна
770	Мельница для производства солода	Франция
1080	Валяльная мельница	Франция
1134	Кожевенная мельница	Франция
1200	Кузнечная мельница	Англия, Франция
1203	Мельница для заточки инструментов	Франция
1209	Мельница для обработки конопли	Франция
1238, 1273	Мельница для производства бумаги	Испания
1269, 1283	Воздуходувная мельница	Венгрия, Франция
1300	Лесопильная мельница	Франция
1317	Рудодробильная мельница	Германия
1384	Мельница для доменной технологии	Франция
1443	Мельница для изготовления проволоки	Франция

Водяная мельница в Древнем Китае

Водяные мельницы, найденные в Китае, относятся к 30-м годам н.э., их использовали при выплавке металла, для приведения в движение механизмов, и даже для астрономических наблюдений с помощью вращающейся армиллярной сферы. В 488 году математик и инженер Цзу Чунчжи имел водяную мельницу, возведение который инспектировалось императором Ву. Под началом у инженера Янг Су из династии Суй, было возведено сотни водяных мельниц к началу 6 века. В источниках датируемых 612 годом н.э. упоминаются буддийские монахи, спорящие о распределении доходов, полученных от работы мельницы. Во времена династии Тан (618-907 н.э.) было издано "Распоряжение Департамента о водных путях", в котором указывалось, что водяные мельницы не должны препятствовать движению речного транспорта, посему необходимо ограничить использование устройств в определенные сезоны года. Постановление было принято очень серьезно, правительством было снесено много водяных мельниц, принадлежащих великим семьям, купцам и буддийским монастырям, которые не признавали требования законодательства. К 610 - 670 годам н.э. технология водяной мельницы проникла в Японию через корейский полуостров. В 641 году нашей эры началось использование водяных мельниц в Тибете.

Водяная мельница в Древней Индии

Согласно греческой исторической традиции, Индия получила водяные мельницы из Римской империи в начале 4-го века нашей эры, когда некий Метродорос ввел "водяные мельницы и бани, неизвестные среди них [брахманов] до тех пор".

Водяная мельница в Исламскомй мире

Мусульманские инженеры переняли греческую технологию по изготовлению водяных мельниц из Византии, где она применялась в течение многих столетий в провинциях, завоеванных мусульманами, в том числе на территории современной Сирии, Иордании, Израиля, Алжира, Туниса, Марокко и Испании.

К 11-м веку, в каждой провинции по всему исламскому миру (от Аль-Андалус и Северной Африки до Ближнего Востока и Центральной Азии) в промышленности были введены в эксплуатацию водяные мельницы. Мусульманские и ближневосточные христианские инженеры использовали коленчатые валы, водяные турбины, водоподъёмные машины и плотины в качестве дополнительного источника воды и для обеспечения дополнительной мощности необходимой для работы водяных мельниц. Промышленные водяные мельницы использовались в работе крупных фабричных комплексов, построенных в Аль-Андалус между 11-м и 13-м веками.

Инженеры исламского мира пользовались несколькими путями, позволяющими достигать максимальной отдачи от водяной мельницы. Нередко мельницы монтировались на опорах мостов, что позволяло воспользоваться увеличением скорости потока в узких местах русла. Другим решением было оборудование корабельных мельниц, позволяющих получать питание от водяных колес, закрепленных на боковых сторонах судов, установленных в середине реки. Эта методика была использована вдоль рек Тигр и Евфрат в Ираке 10-го века, где наличие крупных корабельных мельниц из тикового дерева и железа позволяло производить до 10 тонн муки из кукурузы каждый день для транспортировки в зернохранилища Багдада.

Водяная мельница в Персии

Более 300 водяных мельниц функционировали в Иране до 1960 г. В настоящее время лишь немногие из них остаются в рабочем состоянии. Одной из самых известных является водяная мельница из Аскзара; не меньшей популярностью среди туристов пользуется мельница города Йезд находящаяся в рабочем состоянии (на ней до сих пор производят муку).

Водяная мельница - принцип работы

Как правило, вода для водяной мельницы поступает из реки, водоема, водохранилища или мельничного пруда к турбине или водяному колесу, по каналу или трубе. Поток воды приводит в движение лопасти колеса (или турбины), которое, в свою очередь, вращает ось, что приводит в движение другие механизмы.

Прохождение воды контролируется шлюзовыми воротами, что позволяет проводить техническое обслуживание мельницы и является действенным способом борьбы с наводнениями; крупные мельничные комплексы могут иметь десятки шлюзов, которые питают несколько конструкций и обеспечивают работу нескольких промышленных процессов.

Водяные мельницы, можно разделить на два вида:

С горизонтальным водяным колесом на вертикальной оси
с вертикальным колесом на горизонтальной оси

Первыми, согласно археологическим находкам и письменным сведениям, появились горизонтальные мельницы, в которых поток воды при ударе о водяное колесо, установленное в горизонтальной плоскости, приводил мельницу в движение путем вращения верхнего камня-жернова. Этот тип мельницы был не самым удобным в использовании из-за невозможности управления скоростью вращения. Движение воды приводило к тому, что жернова вращалась с соответствующей течению воды скоростью, без возможности регулирования процесса перемолки зерна. Большинство водяных мельниц в Великобритании и США имели вертикальное водяное колесо, производящее вращательные движения вокруг горизонтальной оси.

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.

Когда дачный участок нужен не только для усердного труда, но и для отдыха, возникает желание устроить на участке (на даче или во дворе) бассейн или фонтан, украсить их каменными фигурками, ночными светильниками, установить садовые качели. Необыкновенно приятные ощущения рождает тихое журчание воды в жаркий летний полдень. Прекрасным дополнением к оформлению вашего приусадебного участка станет декоративная водяная мельница. Как сделать водяную мельницу своими руками? Мастерить ее будем в два подхода.

Водяную мельницу можно можно соорудить любого размера. Всё зависит от габаритов участка, но лучше всего будет смотреться небольшая мельница высотой до одного метра.

Сначала подготовим место и условия, в которых колесо будет вращаться, потом займемся изготовлением конструкции под названием «декоративная мельница».

Вернуться к оглавлению

Сооружение перепада уровня воды

Водяная мельница своими руками может быть поставлена в ручье (если вам повезло и на вашем участке есть небольшой поток). Интересным решением будет возведение мельничного колеса под водосточной трубой. В таком случае декоративная мельница будет самостоятельно крутиться во время дождя. Для работы в солнечную погоду можно подвести шланг на крышу и выпускать воду в сливной желоб. Под мельничное колесо установить желоб и стекающую воду направить на грядки.

При отсутствии природного движения воды можно сделать падающий поток своими руками. Для этого оборудуется емкость водосборника, куда вода будет падать и скапливаться. Это может быть врытая в землю пластиковая емкость, старая ванна, выложенный плиткой бассейн, ведро или бочка. Рядом формируем горку (или альпинарий) желаемой высоты.

Схема — чертеж водяной мельницы.

Для удобства будущей постройки мельницы предусмотрим размер высоты хотя бы полметра. Материал для постройки горочки — камни, кирпичи или их остатки, щебень и цемент. Внутрь возвышенности можно вмонтировать шланг, выход шланга вверху прикрыть нависающими камнями или растениями. Вид такого декора будет почти натуральным, как будто здесь вода сама по себе бьет из-под земли.

В нижнем водосборнике устанавливается электрический насос, который будет обеспечивать подъем воды. Рабочая мощность насоса регламентирует максимальную высоту водного поднятия при его работе. Эта характеристика должна соответствовать вашему расстоянию между насосом и уровнем воды в верхнем водосборнике.

Гибкая труба или шланг одним отверстием соединена с нижним бассейном, а вторым — соединяется либо с верхним накопителем воды (если он есть), либо выпускает воду открытым концом наверху сооруженной горки.

Насос — двигатель всего процесса, сердце водопада и будущей декоративной мельницы. Электрический насос поднимает воду из нижней емкости в верхнюю. Дальнейшее падание воды вниз происходит самостоятельно, в соответствии с законами гравитации.

Можно придумать водный каскад на террасированном дачном участке. В таком случае берутся сливные желоба (лотки), их длина должна соответствовать ширине террас. Стоки желобов последовательно укладываются по краю террас в поперечном направлении, соблюдается небольшой уклон в каждом из них. Располагаются углубления протоков так, чтобы вода из предыдущего верхнего стока падала на следующий, нижний сток. К верхнему желобу подводится поливной шланг, под нижним желобом устанавливается собирающая воду емкость. Каскад воды готов. В нем можно установить каскад декоративных водяных мельниц.

Вернуться к оглавлению

Сооружение декоративной водяной мельницы

Следующим сооружением будет декоративная водяная мельница. Сделать ее можно из остатков разных строительных материалов. Конструкция мельницы состоит из водяного колеса и домика, в котором обычно прячут насос, перекачивающий воду из нижнего водоема в верхний водосборник. Иногда строят только вращающуюся часть без домика или несколько мельничных колес (если в наличии есть каскад воды).

Вернуться к оглавлению

Сооружение колеса

Из чего можно сделать колесо декоративного ветряка? Вариантов может быть много.

Мельничный маховик можно сделать из старого велосипедного колеса, пластмассовой бухты для наматывания проволоки, круг можно выпилить из остатков досок и сколотить их между собой, можно отрезать часть трубы большого диаметра и прикрепить к ней лопасти, можно использовать пластмассовое колесико из аналогичной детской игрушки под названием «мельница».

При изготовлении требуется соблюсти основные конструктивные особенности колеса: на круглой основе должны быть прикреплены лопасти, в серединку круга надо вставить сегмент трубы небольшого диаметра, через которую колесо будет одеваться на ось и вращаться. Удобнее всего делать мельничную шестеренку из двух круглых основ, между которыми по их периметру легко установить (прикрутить, приварить, приделать любым доступным способом) лопасти.

Для установки мельничного маховика сооружают опоры. Их может быть две, тогда ось, на которой крутится колесо, закрепляется двумя концами в опорах. Может быть одна опора в виде штыря, торчащего из стены декоративного домика. После установки колесо должно свободно вращаться.

Верхний водосточный желоб устраивается таким образом, чтобы вода из него падала на лопасти маховика и заставляла его крутиться. Если детали колеса выполнены из дерева, необходимо тщательно покрыть их двумя слоями качественного лака.

Многие вещи, созданные человеком, со временем становятся невостребованными и тогда у них остается только два пути – они могут либо кануть в Лету, так сказать, остаться на задворках истории, либо же изменить свое первоначальное назначение. Если раньше они были исключительно функциональными приспособлениями, то в своем новом перевоплощении становятся отличным декором. Не исключением из этого правила стала и водяная мельница, о которой пойдет разговор в данной статье – вместе с сайтом сайт мы разберемся с вопросом, как сделать водяную мельницу своими руками?

Как сделать водяную мельницу фото

Водяная мельница: устройство и как она работает

По большому счету, устройство водяной мельницы отнюдь не является сложным – это механика, причем простая. По сути, это колесо, оборудованное лопастями, насаженное на вал и вращаемое водным потоком – уже потом крутящий момент и передаваемая им энергия может использоваться разными способами, а может и не использоваться вообще. Самым главным узлом водяной мельницы, несомненно, является колесо – от него зависит многое, но оно окажется бесполезным, если будет отсутствовать поток воды. Именно эту задачу и нужно решить в первую очередь, подходя к вопросу, как сделать водяную мельницу на даче своими руками? Хорошо, когда рядом течет река или ручей, но если их нет, то поток придется создавать самостоятельно и сделать это можно различными способами. Большинство из них сводятся к использованию циркуляционного насоса для перекачки воды из одного водоема в другой.

О том как работает водяная мельница, смотрите в этом видеоролике.

Других вариантов, как говорится, не дано. Ну да, совсем забыл о совсем декоративной мельнице, колесо которой вообще никогда не вращается – это отличный декор для сухого ручья, но никак не для реалистичного украшения дачи.

Мельница водяное колесо: выбираем стиль

Наши дизайнеры не могут без классификаций – обязательно нужно найти в изделиях или декоре всевозможные тонкости и согласно им разделить вещи одного назначения на группы. С мельницами происходит то же самое – в зависимости от их оформления и применяемого декора, они разделяются по стилистике. Из основных стилистических направлений, в которых может быть оформлена водяная мельница, можно выделить следующие варианты.

По большому счету, никто не запретит вам разработать свой стиль, привнеся в него родной колорит. Странно, конечно, но про наши национальные традиции большинство людей почему-то забывают, отдавая предпочтение иностранной моде. Не нужно забывать свои истоки и, самое главное, что следует понимать, это то, что мельница в исконно славянском стиле выглядит не менее привлекательно, чем все остальные изделия этого типа.

Как сделать водяную мельницу: декор плюс функционал

И в наше время водяной мельнице можно найти не только декоративное применение – при желании она может нести на себе еще и функциональные нагрузки. Это, конечно, не глобальные задачи, какие перед этим изделием ставились в старину, но тем не менее… Для этого, правда, нужны некоторые условия – вернее, всего одно и заключается оно в наличии естественного потока воды, который не нужно создавать искусственно, тратя на это энергию. Здесь как раз все наоборот – река или ручей, протекающие по территории дачи или с ее края, могут вырабатывать эту энергию.

Естественно, это не мощная электростанция, способная обеспечить электричеством все потребности человека, но с некоторыми нагрузками справиться она вполне в состоянии. Например, осветить с помощью водяной мельницы дачный участок в ночное время вполне реально. Все, что для этого нужно сделать, это присоединить к валу колеса мельницы генератор – подойдет даже автомобильный, вырабатывающий постоянный электрический ток с напряжением в 12 вольт. Впоследствии (при необходимости) его можно легко преобразовать в переменный ток с напряжением 12 вольт с помощью . Мало того, энергию, вырабатываемую водяной мельницей, можно даже накапливать в аккумуляторах и использовать для своих нужд.

Мельница водяное колесо фото

Это не единственная возможность, которую предоставляет человеку такое устройство, как водяная мельница на даче. Кроме выработки электричества, вращающееся потоком воды колесо можно заставить делать и другие полезные дела – по большому счету, оно может приводить в действие любые механизмы. Не нужно недооценивать силу водного потока – в нем заключена колоссальная мощь. Недаром ведь говорят, что вода камень точит – при правильном конструировании колеса даже на вид слабый поток воды может приводить в движение сложные механизмы.

И в заключение темы о том, как устроена водяная мельница на даче, скажу несколько слов об основных проблемах или, правильнее сказать, сложностях, с которыми придется столкнуться в процессе самостоятельного строительства водяной мельницы своими руками. Во-первых, если речь идет об установке водяного колеса на реке, то придется позаботиться о разрешении, которое местные власти выдают с трудом. Во-вторых, технические трудности, самая главная из которых – это легкий ход колеса в течение длительного времени. Не следует забывать, что тот же подшипник следует защищать от влаги, которой вблизи воды предостаточно. В принципе, технические сложности – это решаемые сложности. Да и вообще они не возникнут, если заниматься строительством исключительно декоративной водяной мельницы.

Водяная мельница

Из пруда по дощатому желобу стремительно несется поток воды. Срываясь и с шумом падая па колесо, вода приводит его в движение. А за стеной, в бревенчатом амбаре, неустанно трудится проворный жернов, растирая зерна в белую, теплую, душистую муку.

Это работает водяная мельница. За века русские мастера создали их тысячи и тысячи. Строителей водяных мельниц в старину у нас называли «водязые люди». Это были даровитые мастера-самоучки. Многие из них не знали грамоты, но обладали тонким инженерным чутьем, талантом механиков-изобретателей.

По мере развития промышленности водяное колесо стали применять не только для переработки зерна, но и в других сооружениях, которые также назывались мельницами. Так именовались железоделательные, лесопильные, бумагоделательные, текстильные и ряд других предприятий. Они появились позже мукомольной мельницы, которая была, безусловно, одним из первых технических устройств, жизненно необходимых для человека.

В России промышленные предприятия с водяным колесом распространялись довольно бурно. В XVI веке в районе реки Вычегды (на реке Лахоме) действовала железоплавильня с водяным колесом. Оно приводило в движенне молот для ковки железа - «самоков».

В 60-х годах XVI века в Ивантеевке под Москвой водяное колесо приводило в действие машины для выделки бумаги. В 1665 году на Яузе стояли мельницы, которые толкли порох. Фабрика у села Преображенского вырабатывала полотно. В царском имении Измайлово, кроме других разных мельниц, появилась стекольная. В петровское время и позже, с развитием металлургии, машиностроения и других производств, множество водяных мельниц возникало по обеим сторонам Уральского «каменного пояса» и в Сибири.

Порой мельницы стояли так близко, что мешали друг другу работать, из-за этого у хозяев возникали даже споры и тяжбы. На старых географических картах мельницы показывали поперечными черточками и многие реки были сплошь испещрены значками. Вот, например, речушка Мияка в Башкирии. На ней в начале нашего века трудилось двенадцать мельниц, а длина этой водяной ленточки - 25 километров. Получается, каждая сидела через два километра. Мияка впадала в реку Дему, где при устье шумела большая мукомольня, оснащенная многими вспомогательными машинами. Как было не считать водяные мельницы тысячами, когда человек осваивал так энергично любую малую речку.

Мы вкратце познакомились с историей водяных мельниц. Чтобы получить о них более полное представление, небезынтересно узнать об их устройстве. Конструкция за многие века особенно не изменилась, ее основные механические элементы остались незыблемы. Мы будем рассматривать деревенские мельницы позапрошлого, XIX века.

Основным материалом для постройки служила древесина. Из нее строили и амбар, и колеса, и валы, и всю прочую снасть. Следует оговориться, что амбары встречались и каменные, но очень редко. Металлическими были лишь некоторые части: оси, скобы и крепежные детали.

По устройству водяные мельницы разделяются на мутовчатые (мутовки) и колесные .

Мутовчатые мельницы представляли собой прообраз современной турбины. В них на вертикальной оси имелись лопасти, расположенные под углом. Поток воды, падая на лопасти, заставлял ось с насаженным на нее жерновом вращаться. Такие мельницы обычно ставили на горных реках с сильным потоком воды. Строили их и с плотинами. Это были одни из первых примитивных мельниц.

В колесных мельницах вращается колесо, названное мастерами «водяным». Колесные мельницы бывают двух основных типов: верхнего и нижнего боя.

При верхнем бое река запруживается. Поток воды направляется по желобу из пруда, падает на колесо, имеющее по окружности корытца-кюветы, и своей тяжестью вращает его. На реке с высокими перепадами, а также в горах обходятся без плотины.

Водяная мельница.
1 - желоб; 2 - водяное колесо; 3 - сухое колесо; 4 - цевочное колесо; 5 - полок; 6 - кожух жерновов; 7 - жернова; 8 - желоб для муки; 9 - трясун-дозатор.

При нижнем бое реку не запруживают. Водяному колесу вместо кювет даны лопасти. Они погружены в воду и приводятся в движение течением реки. Ставить такие мельницы старались на реках с быстрым течением. Для того чтобы мельницы работали более эффективно, иногда сооружали особую плотину, так называемый бун . Им перегораживали только часть реки. В сужении поток приобретал большую скорость, и колеса крутились быстрее. Бун сооружали на больших реках, где полную плотину сделать трудно, да и она не требовалась. Так строили мельницы на Волхове, Двине и других широких реках. Мельницы нижнего боя бывали и плавучими . Их буксировали по реке, меняя место работы. Ходили они по большим рекам - Двине, Днепру и их притокам.

Устройство колесных мельниц всех типов во многом одинаково. Из бревен рубили амбар , крытый соломенной или тесовой крышей. Жестью крыли редко: от нее летом жарко, а зимой холодно. Ведь потолка-то у помещения нет, здание без отопления, холодное.

В половине амбара, примерно на высоте плеч, настелен массивный полок . На нем помещаются жернова . Их два. Нижний - лежак и верхний над ним вращающийся - бегун . В середине его есть отверстие (глазок ). Жернова огорожены кожухом .

Над жерновами установлен ковш-бункер , куда засыпают зерно. Для регулирования подачи зерна на жернова бункер снабжен трясуном-дозатором . Это неглубокий качающийся ящичек, подвешенный к бункеру снизу. В лицевой стенке ящичка сделано отверстие для прохода зерна.

Зерна из бункера сыплются в трясун, он, покачиваясь, бросает порции в глазок жернова. Зерна попадают между жерновов в размалываются.

Крупность помола зависит от подачи зерен на жернова. Много подавать - мука выйдет крупной, мало - ее можно перемолоть, «сжечь». Мука выбрасывается через проем обечайки в желоб и по нему стекает в ларь .

Крупность размола регулируется не только наклоном дозатора, но и подъемом жернова-бегуна. Ведь верхний жернов к нижнему не примыкает вплотную. Если бы он давил своим весом на нижний, то мог сдвинуться только величайшей силой. Бегун над лежаком находится в подвешенном положении. Между ними имеется зазор. Он регулируется подъемом и опусканием вертикальной оси, на которой сидит бегун. Мельник, прощупывая муку, устанавливает зазор между камнями.

Как видим, дозатор служит важным элементом регулирования размола. Вероятно, в древних мельницах он не применялся. До него додумались и пристроили позже. Но когда - установить трудно.

Если трясун-дозатор из наклонного положения установить в горизонтальное, то зерна из него сыпаться не будут. Он окажется запертым.

Запирают дозатор при разграничении помолов. Первый хозяин домалывает. Бегун выдает остатки его муки. Следующий помолец уже засыпает в бункер свое зерно. Но оно на жернов не идет. Как только выгреб из ларя свою муку Иван, можно наклонять дозатор и пускать помол Петра. А пока жернова работают вхолостую.

Крутится жернов от водяного колеса посредством деревянной зубчатой (цевочной) передачи . Ее колеса размещены внизу, под настилом жерновов. Водяное колесо с желобом вынесено наружу амбара. Так устроена мельница верхнего боя. При нижнем бое водяное колесо может находиться и внутри амбара. Но, как уже говорилось, мукомольное устройство у тех и других мельниц в основном одинаково.

В зависимости от водных запасов и силы реки мельницы бывают и двух поставов , то есть при одном амбаре имеется два водяных колеса и два мукомольных агрегата.

Рабочие поверхности обоих жерновов имеют бороздки . Они идут от центра к краям в виде радиальных кривых. Благодаря бороздкам и их краям - рифам , зерно растирается в муку, и под действием центробежной силы она уходит в проем обечайки.

«Ковать» камень - насекать на нем канавкн - большое искусство. При помощи специального подъемника мельник поднимал бегун и перевертывал. Равномерными ударами лопатчатого молотка внимательно, не торопясь, делал ответственную работу. По мере сглаживания рифов ковку камня повторяли.

Жерновые камни должны быть особого свойства. От них требуется прочность, вязкость и пористость. Редко нужные каменоломни находились поблизости, и жернова приходилось везти за многие версты.

Как известно, в муке, которую только что смололи жернова, содержатся отруби. Это разорванная оболочка зерна. Для отделения отрубей муку просеивают . Чтобы освободить хозяйку от этих хлопот, на некоторых водяных мельницах мука тут же и просеивалась. Над мучным ларем пристраивали натянутое на раму наклонное сито . При помощи несложного механизма сито получало колебательные движения от главного вала. Мука из-под жерновов стекала на сито, просеивалась в шла в мучной ларь. Отруби сползали в отдельный ящик. Сита на мельницах были разные - редкие и частые. На редком сите отрубей выходило меньше, на частом - больше.

Схематическое устройство мельницы.

Мельницы с механическим решетом-ситом появились давно. Еще в 1561 году в Соловецком монастыре была сооружена мельница, которая молола, просеивала муку и отделяла отруби. Позже этот опыт, может, и распространился, но водяные мельницы с просевным устройством встречались все-таки редко даже и в начале XX века.

Сорта муки , в зависимости от размола, назывались сеянка, крупчатка, вальцовка и другие. На водяных мельницах, где были сита, получали сеянку . Муку всех сортов вырабатывали только на совершенных паровых механических мельницах. Зерно там мололи не только жерновами, но пропускали и между рифлеными металлическими вальцами. Отсюда и пошло название муки - вальцовка . (Заметим, что на современных мукомольных комбинатах жернова не применяются. Их заменили разного рода мукомольные агрегаты.)

В зернах, предназначенных для размола, попадались такие, на которых после обмолота оставалась рубашка. Для очистки от нее всю партию зерен пропускали через рушалку или другую машину - «обойку» . Пленка с зерен сбивалась и уносилась вентилятором. Зерно при этой операции очищали и от других примесей: крупинок земли, налипшей грязи и прочего сора.

В начале XX века на больших водяных мельницах стали появляться новейшие машины для повышения кондиции зерна перед размолом. Кукольотборник , например, удалял из пшеницы зерна куколя, овсюготборннк - зерна дикого овса - овсюга.

Кроме пшеницы, ржи, ячменя, полбы, мололи и другие зерновые культуры: горох, рис, кукурузу, просо, крупу гречневую, овсяную, пшено, рожь на солод. Изобретательный хозяин приспосабливал в мельничном амбаре и толчею для толчения кудели, в сукновальню для валяния домотканого сукна, и чесальный барабан для шерсти.

Как останавливают мельницу? Прекращают подачу воды на водяное колесо. Это делается двумя способами. Первый - воду выпускают в люк, устроенный в дне желоба, идущего от пруда. Если крышку открыть, вода хлынет в пройму. Второй способ, когда хотят сохранить уровень пруда, желоб перекрывают задвижкой - как бы его запруживают.

К зданию мельницы пристроен просторный крытый сарай. В нем размещались возы и лошади помольцев. Небольшой мельничный двор окаймлен широким прудом и густой кущей деревьев - ивняка, ольхи, черемухи. А вблизи амбара, как часовые, стоят две-три высокие ветлы.

На дворе дом, кузница, плотницкая, баня, сарай для скотины, огород. Дом разделен на две половины. В одной проживает мельник с семьей, в другой помольная. Встречалась помольная и как отдельная изба. Крыльцо, наличники и карниз дома часто украшали замысловатой резьбой. Не обходили подобными нарядами и мельничный амбар.

Зимой в сильные морозы некоторые мельницы временно останавливались. Иногда над колесом делали укрытие-«тепляк» в виде соломенного шатра. Но это помогало мало. Оттого, что одни мельницы простаивали, на других бывало завозно. Приходилось ожидать не одни сутки, нужен был приют. В помольной избе во всю стену тянулись нары, застланные дерюгой или кошмой. На них отдыхали. Тут же стол, скамейки. Угол занимала объемистая русская печь с вмазанным в подтопок котлом. Помольцы могли приготовить нехитрую еду из муки, затируху, салму, картошку. При желании из пруда удавалось выудить и рыбешку на уху. К услугам почти всегда под парами ведерный самовар. На доброй печи можно обсушить валенки, портянки и другую одежду.

В помольной нередко скапливалось по пять - восемь человек. Это убежище служило местом общения крестьян, вроде маленького клуба. Люди делились новостями, беседовали о хозяйственных делах. А порой в долгие зимние вечера кто сказку или веселую небылицу расскажет. Бывает, вполголоса попоют вместе песню.

Строили мельницу без каких-либо чертежей. Вся техническая документация: расчеты, детали - содержалась у мастера в памяти. Конечно, он брал за образец уже имеющиеся мельницы, но приходилось порой кое-что менять или добавлять новое. Умение и мастерство, безусловно, требовалось огромное. Хотя и с образца, но не так просто сработать водяное колесо, распределить равномерно по окружности на шестернях места под зубья. И все это из дерева, основными инструментами служили топор, пила, долото, бурав, тесло, аршин. Циркулем - шнур или рейка, на конце с угольником. Так окружность и намечали. Мельнику помогал кузнец. Он ковал вспомогательные детали. Следует заметить, что промышленные водяные мельницы часто строили по чертежам и проектам («прожектам», как тогда называли). Об этом свидетельствует техническая литература XVII-XVIII и ХIХ веков.

Небольшую мукомольную мельницу три-четыре человека нередко ставили за один сезон. Запруду делали простейшими подручными средствами всей деревней. Вспахивали участок целины а из дерна выкладывали плотину. Пласт был плотный, как ремень, тянулся, не разрываясь, на несколько сажен. Укладывали его ровно, прочно. Для крепления применяли жерди, колья, связки из хвороста. Начав дружную работу с раннего утра, к вечеру реку останавливали. Благодарность за такую великую услугу полагалась только в виде обильного угощения, которое мельник выставлял крестьянам.

Некоторые плотины снабжали подъемным щитом-затвором. Он спасал от весеннего половодья. Без такого предохранительного устройства запруду весной прорывало, и ее приходилось возводить снова.

На больших реках плотину строили при помощи ряжей . Из дубовых бревен рубили срубы с крепким полом. Такие бревенчатые коробки - ряжи - заполняли камнями, бутом, валунами, и они опускались на дно реки. По мере погружения на сруб наращивали новые венцы и так вели до возвышения над водой. Угол ряжа ставили против течения реки. Об него раскалывались льдины во время ледохода.

Что касается производительности мельниц, то она 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 помноговоднее 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. Одна мельница обслуживала две-три деревни с общим населением тысяча человек. Заметим, что мука шла не только для людей, но и скоту.

В заключение хочется сказать вот о чем. Водяная мельница представляет собой один из ранних памятников человеческого знания. Она несет в себе и элементы техники и архитектуры, вписанные в живописное полотно природы. Добрая кормилица не загрязняла землю. Хрустальная водица, выйдя из пруда и покружив колесо, уходила дальше такой же прозрачной .

В настоящее время эти достопримечательности материальной культуры почти исчезли. Их в нашей стране остались единицы. Как рентабельные предприятия они свое время отжили. Водяные мельницы уходили из жизни трагично. Весной половодье прорывало плотину. Нередко ломало и мельницу. Пруд высыхал. Предприятие пустело. Восстанавливать его для помола не было смысла. Реставрировать и беречь как памятник? За это тоже никто не брался. Так подобные редкости и исчезали. Думается, что если целые мельницы где-то еще имеются, их надо сохранить, восстановить. Сейчас есть еще люди, знающие об их устройстве. Но не станет старожилов, очевидцев - некому будет и рассказать о водяных мельницах. Пусть их будет хотя бы по одной, по две в каждом регионе. Они стали бы интересными достопримечательностями, очагами знаний о технике и культуре прошлого.