Мельница своими руками, декоративная: разбор ветряной пробуем водяную

…и как пустить в него воду

Запитка рабочего колеса декоративной водяной мельницы задача куда посложнее его сооружения. Не говоря уже о соотв. гидротехнических сооружениях, насос для фонтана дорог, а его производительность и напор в данном случае явно излишни. Для мельницы с колесом диаметром до 1 м лучше подойдет аквариумная помпа; штатный фильтр снимать не надо, он все равно нужен.

Насосы в аквариумных помпах высокопроизводительные безнапорные – они качают из воды в воду. Но какой-то остаточный напор есть у любого безнапорного насоса. У мини-помп для маленьких аквариумов он не превышает 10-20 см, у помп для аквариумов от 100 до 200 л составляет ок.

Проще всего запитать декоративную водяную мельницу нижнего боя, слева на рис. Колесо нижнего боя можно делать без внутренней обечайки но, как сказано выше, его зрелищность минимальна. Не намного выше она у колеса полунижнего и среднего боя (в центре), да еще им нужны профилированные лопасти, внутренняя обечайка и гидросооружения, возни с которыми будет предостаточно.

Наиболее зрелищное (и хорошо освежающее воздух) колесо верхнего боя (справа на рис.) также должно быть с внутренней обечайкой, но профиль его лопастей технологически проще – ломаный, или лопасти прямые скошенные. Последнее в общем нежелательно, т.к. сильно увеличивается расход воды на испарение: для колеса диаметром 1 м с 16-ю лопастями при наружной температуре 30 до прим. 2 куб. м в месяц против 0,3-0,5 куб. м, если лопасти ломаные. В последнем случае вместо водяных каскадов с колеса падает частая капель, которая смотрится не хуже.

Однако для запитки колеса верхнего боя понадобятся две помпы разной производительности. Ту, что послабее, ставят в верхний бак, который с избытком подпитывается мощной нижней помпой. Дело в том, что, если аквариумная помпа оказывается на осушке, ее мотор сгорает, поэтому верхний бак должен быть постоянно заполнен водой. Передвигая в нем помпу вверх-вниз, регулируют скорость вращения колеса и его декоративный эффект.

Примечание: колесо, питаемое аквариумными помпами, раскручивается медленно, пока не нальются 3-4 лотка в лопастях. Но потом крутится хорошо, т.к. приток воды расходуется только на компенсацию трения в узле(ах) вращения колеса.

Аэродинамика

Из сказанного выше ясно также, что главная причина, мешающая повысить ЧВ декоративной ветряной мельницы, кроется в свойствах приземного потока воздуха. Изменить их не в состоянии, но использовать в полной мере можем.

Способ до некоторой степени компенсировать скос набегающего потока строители «настоящих больших» ветряных мельниц изобрели давно – это обратный ему скос оси вращения ротора, поз. 1 и 2 на рис.:

В больших мельницах его берут в пределах 2-12 градусов в зависимости от условий местности. Для малой декоративной мельницы, тем более что стоять она будет не на гладком голом камне, лучше придерживаться пределов 8-12 градусов. Меньшее значение – для мельницы высотой 1,5-1,7 м; большее – для ее высоты 40-50 см; промежуточные вычисляются линейной интерполяцией (пропорциональным делением).

Углу скоса 12 градусов соответствует наклон оси ротора прим. на 1/4 ее длины; 8 градусам – прим. на 1/7. Точно несложно просчитать по тангенсу. Т.е., если, напр., длина оси ротора 50 см, а необходимый угол его скоса 10 градусов, то берем: tg10 grad = 0,176.

Набегающий поток воздуха скошен не только по направлению, но и по скорости (см. опять поз. 1 на рис.); собственно, вторым и обусловлено первое. Устранить скоростной скос потока мы не можем, но его усугубляет отражение ветра от строения (корпуса, башни) мельницы.

Поэтому башни ветряных мельниц издавна делают гранеными (см. рис. справа) или круглыми, т.е. обтекаемыми в горизонтальной плоскости; пренебрегать этим условием для малых декоративных мельниц не следует, т.к. отражение потока ЧВ снижает еще больше, чем КИВ.

Затем, колесо ветряной мельницы ни в коем случае не пропеллер самолета или ротор быстроходного ветроагрегата. Ветряная мельница – тихоходный ветряк, т.е. линейная скорость концов лопастей ее ротора сопоставима или меньше скорости набегающего потока. Поэтому их аэродинамика проста и тяга лопасти определяется почти нацело разностью давлений на ее лобовой (передней, наветренной) и задней (теневой) сторонах (плоскостях), поз. 3 на пред. рис.

Примечание: кто знаком с аэродинамикой не понаслышке – в расчетах ротора ветряной мельницы за характерный физический размер в числе Рейнольдса Re берется поперечник (ширина) лопасти.

Отсюда следует благоприятное для строителей ветряных мельниц обстоятельство: тщательно сглаживать и профилировать лопасти тихоходного ветряка нет нужды. Во-первых, гладкая обшивка лопастей необходима только на их лобовой плоскости (поз. 4), а теневая может быть какой угодно, это упрощает конструкцию (набор) лопастей и изготовление ротора.

Примечание: мах на поз. 4 это не физик Эрнст Мах и не число его имени, а лонжерон (главный несущий стержень) лопасти. Иглицы – нервюры, ну, а кромки, передняя и задняя, они так и есть кромки.

Виндроза

Энергонезависимое механическое устройство автоматики, разворачивающее ротор мельницы на ветер, изобрели голландцы. Новинка оказалась настолько удобной, экономичной и надежной, что мельницы с виндрозой действуют в развитых странах до сих пор (см. напр. рис. выше с мельницей в Норфолке).

Виндроза – разновидность активного флюгера: небольшая ветрочувствительная дополнительная крыльчатка устанавливается перпендикулярно (ортогонально) ротору в горизонтальной плоскости. Когда ротор стоит точно по ветру, крыльчатка виндрозы неподвижна. Чуть ветер уходит в сторону, крыльчатка вращается и через механическую передачу поворачивает шатер с ротором снова на ветер.

Ротор декоративной мельницы механически не нагружен, и усилие для его поворота требуется на порядки меньшее, чем для ротора производственной мельницы. Поэтому некоторые готовые декоративные ветряные мельницы дополняются флюгаркой, имитирующей виндрозу (врезка слева вверху на рис.). Шатер с ротором становится простым (пассивным) флюгером, что для мельницы ненатурально.

Виндроза производственной мельницы достаточно сложный механизм (слева на рис.), вряд ли повторимый в домашних условиях. Но по указанной выше причине (ненагруженный ротор) виндрозу декоративной ветряной мельницы можно сделать гораздо проще из подручных материалов (центр и справа на рис.).

Конструкция вертушки в точности скопирована с первых голландских виндроз с тряпичными лопастями. Внешне она похожа на парусный ротор, но благодаря некоторому начальному углу установки полотнищ и иной конфигурации щелей между ними действует не как кливера и стакселя парусников, а скорее как решетчатое крыло, применяемое в системах спасения космических аппаратов при аварии на старте; это выяснилось уже в наше время.

Аэродинамическое качество решетчатого крыла низкое, т.е. оно дает небольшую подъемную силу, но при самых малых скоростях и в широком диапазоне углов атаки. Так и матерчатая вертушка виндрозы дает ничтожную мощность на валу, но при легчайшем дуновении сильнейшим образом скошенного ветра.

Размах махов вертушки 3-15 см в зависимости от размеров мельницы; полотнища из скользкой синтетической ткани или пленки (по эстетике – хуже) натягиваются туго. Ведущий шкив можно стянуть с вала мотора старого кассетного магнитофона. Оттуда же берутся маховик с тонваломи и подшипником скольжения для ведомого шкива и горизонтальной оси; скорее всего подойдет штатный резиновый пасик.

Магнитофон лучше курочить советский – их маховики больше и массивнее, отчего заявленный в ТД коэффициент детонации соответствовал реальному. Ось вертушки и ведущего шкива из велосипедной спицы; к ней нужно подобрать или сделать бронзографитовый или фторопластовый подшипник скольжения.

Количество зубьев трибы (диаметр цевки ок. 10 мм) – 6-8. Шаг зубьев на поворотном кругу должен быть точно таким же, а их количество не менее 60-ти. Исходя из этого рассчитывают радиус венца для размещения зубьев на кругу; возможно, придется подкорректировать его диаметр.

Примечание: если виндроза поворачивает ротор тылом к ветру, петлю пасика на ведущем шкиве нужно перевернуть на 180 градусов.

Выбираем прототип

Теперь определимся, какого типа настоящую мельницу нужно взять за прототип. Учитывая также эстетическое значение и условия работы декоративной.

Монументальное строение, в котором размещаются механизмы и служебные помещения, однозначно необходимо только для мельницы с горизонтальным ротором (горизонтальной осью его вращения) – раз. Плоскость вращения горизонтального ротора ортогональна его оси, т.е. вертикальна, а наибольший эстетический эффект и количество неосознанных ассоциаций дает плавное движение вверх-вниз, напр. взмахи крыльев птицы – два. Поэтому «вертикалки» наподобие показанной выше китайской бамбуковой с крыльями из циновок, отметаем.

Неповоротные башенные мельницы (поз. 1 на рис.) распространены в местах с абсолютно доминирующими ветрами одного направления, напр. на равнинах центральной Испании. Посмотрите внимательно: теперь понимаете, почему Дон Кихот набросился на мельницу, а не на курятник, что было бы гораздо смешнее? Такую мельницу можно взять за прототип для дачной и/или настольной.

Строение козловой мельницы (поз. 2) вращается на козле (или на чем-то козлином, по местной неформальной терминологии) – врытом в землю толстом бревне. Козловая мельница может быть построена без единого гвоздя, но ее поворот на ветер требует огромных усилий, а при ветре сильнее свежего – непомерных.

https://www.youtube.com/watch?v=htH3mRJp10Q

В Сибири леса и сильные ветра держатся вместе, распространена вечная мерзлота, а мужики живут крепкие, поэтому там прижились колчанные мельницы, поз. 3. Ее вертикальная ось вращения (тоже бревно, но уже не козел, а шкворень) не врыто в землю, а закреплено в срубе-колчане.

Одновременно колчан позволил приподнять ротор и увеличить его размах, отчего возросли и КИВ, и ЧВ; для поворота мельницы на свежий ветер уже хватало силы мельника, привезшего зерно на помол крестьянина и, возможно, их взрослых сыновей. Колчанная мельница хорошо подойдет как прототип декоративной на участке, оформленном в стиле рустикальном или кантри.

Самые совершенные горизонтальные ветряные мельницы – шатровые, поз. 4. Шкворень в них железный и вращается только шатер на поворотным круге; кроме того, усложняется механизм передачи усилия с ротора на жернов. Повернуть шатер с ротором на ветер способны 1-2 средне развитых человека или вовсе простейшая автоматика. Шатровая мельница годится в прототипы для любой декоративной, поэтому рассмотрим ее строение подробнее (поз. 4а):

А – камора (цоколь, мельничная изба). Капитальное строение на капитальном же фундаменте, в котором размещаются закрома для зерна, сусеки для муки, конюшня и, чаще всего, жилье мельника.
Б – башня (тулово). Надстройка над каморой для технологического оборудования. Каркасное, как правило, сооружение. Обшивка зачастую дощатая разборная, чтобы проще было менять жернова.
В – шатер. Легкое навершие на поворотном кругу. В шатре располагается 1-я (или единственная) ступень зубчатой угловой передачи с ротора на жернов. В позднейших шатровых мельницах к шатру приспосабливали и виндрозу – энергонезависимый механизм автоматического разворота ротора на ветер, см. рис. справа и по тексту далее.
Г – ротор (вертушок, колесо, крыльчатка); назначение понятно.

Декоративная деревянная мельница для сада своими руками: мастер-класс

Сегодня на наших загородных участках не редко появляются сооружения, которые никак нельзя назвать функциональными. В чем их предназначение? Оказывается, наши соотечественники всё чаще приезжают на дачу отдохнуть, а не для того, чтобы сменить один вид работы на другой. Но для полноценного отдыха нужно, чтобы было что-то, радующее глаз. Например, изящная беседка, искусственный прудик с рыбками, сказочно красивая клумба, русская банька или хотя бы резная скамеечка. Одно из наиболее популярных у дачников изделий – мельница для сада своими руками сделанная из древесины.

Перед тем, как приступить к изготовлению декоративной деревянной ветряной мельницы, условно разделим её конструкцию на три части: платформу, каркас и крышу. Для облегчения рабочего процесса можно отдельно сделать каждую из указанных частей, после чего просто собрать конструкцию воедино. Так мы и поступим.

Платформа – нижняя часть мельницы, её основа. Она должна быть достаточно прочной и устойчивой, чтобы выдержать вес всего изделия. Монтаж нижней части необходимо начать с создания квадратного каркаса размером 60х60 см. Для этих целей используем доску шириной 15-20 см, толщиной примерно 2 см. Идеально для такой работы подойдет 20 мм облицовочная доска, которую часто называют «вагонкой».

Параметры платформы необходимо периодически проверять, измеряя рулеткой расстояние по диагонали. Правильно сооруженная основа без перекосов позволит всему изделию быть прочным и надежным.

Декоративная мельница будет установлена на газоне или земле, что неизбежно приведет к контакту древесины с влажной почвой. Чтобы избежать гниения, можно установить её на ножки, предварительно изолированные от нежелательных контактов. Отличная изоляция для ножек может получиться из ПВХ трубы. Подберём трубу с подходящим диаметром и отрежем от неё куски по 20 см.

Теперь нам нужны четыре бруска, которые плотно войдут в отрезки трубы. Скрепляем отрезки с кусками бруса при помощи саморезов. Готовые ножки закрепляем к четырем внутренним углам платформы. Необходимо проверить уровнем, чтобы ножки оказались одинаковой длины от начала платформы и до поверхности земли.

Осталось нижнюю часть сооружения сверху закрыть досками, тщательно подгоняя их одну к другой. Скреплять конструкцию лучше всего саморезами. Получившаяся платформа должна быть похожа на табурет. Не следует забывать о необходимости вентиляции сооружения. Для этой цели можно просверлить в горизонтальной площадке с десяток отверстий. Они, кстати, пригодятся и для удаления из конструкции воды, которая неизбежно скопится после дождя.

Другой вариант сооружения платформы – имитация сруба. В качестве материала для него отлично подойдут черенки для лопат. Можно сделать такой «сруб» с четырьмя стенками, но эффектнее будут смотреться пять стен.

Каркас декоративной мельницы для вашего сада будем сооружать с использованием четырех метровых деревянных брусков. По четыре бруска должны быть использованы для основания и для вершины возводимой конструкции. По своему внешнему виду сооружение должно иметь форму усеченной пирамиды с основанием 40х40 см и вершиной 25х25 см. Каркас обшиваем вагонкой. От того, насколько аккуратно будет сделана средняя часть конструкции, зависит её внешний вид в целом.

Мельница будет выглядеть очень нарядной и красивой, если сделать в её средней части декоративные окошки, дверцы или даже балкончики. Такие и иные украшения придадут сооружению индивидуальный, неповторимый вид. Готовую пирамиду можно укрепить на подготовленном основании при помощи болтов и гаек. Можно, конечно, скрепить конструкцию саморезами или гвоздями, но тогда конструкция окажется неразборной и зимой сложнее будет найти место для её хранения.

Осталось соорудить крышу мельницы, которая, словно шапка, придаст конструкции завершенный вид. Для крыши необходимы два равнобедренных треугольника с размерами 30х30х35 см, которые соединены к основаниям тремя широкими досками, а сверху – брусьями (60 см).

Чтобы конструкция была устойчива, можно основание и крышу каркаса соединить между собой при помощи вертикальной оси, впрессованной в два подшипника. Такое дополнение позволит крыше мельницы свободно вращаться. Обить крышу можно оцинкованным железом и всё той же вагонкой.

Для работы необходим металлический стержень. Подойдет шпилька длиной 1,5 метра и диаметром 14 мм. Вертикальную ось, имеющую резьбу по длине всего каркаса (около 1 метра) необходимо закрепить снизу и сверху при помощи гаек с шайбами. Крепится ось в середину основания крыши и в центр нижней части каркаса. Вертикальная ось нужна мельнице для того, чтобы её «голова» могла поворачиваться «на ветер». Как такое вращение выглядит со стороны, можно увидеть на видео.

Горизонтальная ось крепится таким же образом, как и вертикальная. Для неё потребуется стержень примерно 40 см длиной. Располагается горизонтальная ось над центром вертикальной. Ось должна проходить через две доски с подшипниками: она протыкает крышу насквозь, проходя параллельно скату. Сами подшипники нужно монтировать в центральную часть доски. Для этого используются стяжные болты, которые пройдут доску насквозь и стянут отверстие для подшипников. На получившуюся ось будут прикрепляться лопасти.

Чтобы сооружаемая мельница была похожа на настоящую, можно сделать руль для крыльев. Он будет улавливать направление ветра. Такой руль-ветрило делают из двух деревянных трапеций, доски между основаниями и центральной оси. Ветрило не должно быть тяжелым, поэтому оббивать его лучше пластиком или оцинкованной жестью. Ось руля крепим к основанию крыши саморезом со стороны, противоположной от пропеллера.

Посмотрите видео, и вам станет понятным, для каких целей были нужны некоторые элементы конструкции. В принципе, от многого можно отказаться, если вам достаточно именно декоративной мельницы, которая не будет вращаться, а просто украсит своим присутствием ваш участок. Действующая модель потребует больших усилий, зато и выглядит гораздо симпатичнее.

Вертушка – очень важная деталь конструкции, которая может украсить её или, наоборот, испортить. Следует помнить, что крылья нашей мельницы не должны быть слишком тяжелыми. Возьмем для лопастей две доски длиной 1,5 метра, шириной в 5 см и толщиной в 2 см. Предварительно вырезаем в средней части этих досок пазы. При крестообразном наложении заготовок пазы должны войти друг в друга. Закрепляем стык при помощи болтов.

Каждая из получившихся лопастей служит основанием для деревянных дощечек. Их следует прибивать так, чтобы каждое из крыльев по форме напоминало трапецию. Готовую вертушку-пропеллер закрепляем на горизонтальной оси. Обратите внимание на то, что вертушка и руль должны уравновешивать друг друга. Теперь, когда монтаж крыши с рулем и лопастями завершен, можно обрезать лишнюю часть горизонтальной оси.

Как уже было сказано выше, конструкция может быть вращающейся или стационарной. Одна модель будет эффектнее, другая попроще, но даже самое простое декоративное изделие можно сделать красивым и достойным внимания и всяческих похвал.

Чем и как можно украсить готовое сооружение?

Покрасьте мельницу и покройте деревянные поверхности лаком. Древесина сама по себе красива, но, если вы хотите сделать что-то особенное, можно использовать краски разного цвета.
Не забудьте по окна и дверцу. Их присутствие интересно обыгрывается, например, с помощью резных наличников или рамок контрастного цвета.
Садовые фонарики, помещенные внутрь мельнички под самые её окна, сделают изделие ещё красочнее в темное время суток.
Симпатичные цветы вокруг сооружения тоже могут стать его украшением, если они не будут слишком высокими. Лучше выбрать почвопокровные растения. Тем более, что они как раз находятся на пике моды. Отличным фоном для модели послужит декоративный кустарник.

Декоративная мельница своим трудом сделанная с любовью и старанием, очень украшает любой участок и, к сожалению, способна привлечь внимание не только восхищенных зрителей, но и дачных воришек. Подумайте над тем, как именно вы могли бы сделать её вынос с участка невозможным. Например, можно вкопать и забетонировать металлическую трубу, на которой впоследствии и соорудить основание постройки. Пусть ваша замечательная работа долгие годы радует вас и ваших гостей.

Декоративные постройки из дерева

Существует много вариантов, как создать декоративную мельницу. Наиболее популярны среди дачников выполненные в «деревенском» или средневековом стиле, либо в стиле кантри. Подбирая материалы, можно создать мельницы маленькими или большими, деревянными либо каменными.

Понадобятся такие инструменты

шуруповёрт;
коловорот;
пилка;
уголок;
маркеры;
перфоратор;
линейка;
шлифовальная бумага.

Инструменты для строительства мельницы для сада Сегодня купить либо заказать в мастерской готовую модель мельницы не проблема. Но, сделанная своими руками будет радовать взор больше, чем купленная в магазине.

Первым делом делают чертёж декоративного сооружения. Его конструкция стандартно состоит из таких элементов:

Основания.
Каркаса.
Основы.
Крыши.
Устройства для вращения.
Лопастей.

Конструкция этой мельницы предельно простая:

В основе чертежа – квадрат либо прямоугольник из ДСП.
По уголкам к основе крепятся 4 одинаковые бруса.
Верхняя основа из ДСП крепится сверху к стойкам.
К верхней части образовавшейся трапеции прикрепляются два треугольника из ДСП. Они послужат основанием для двускатной крыши.
Далее каркас обшивают вагонкой, приделывают лопасти.

Всё очень просто. Мельница для сада на простой схеме Размеры такой конструкции будут любыми, они зависят от ваших пожеланий. Декоративная мельница для сада своими руками

Мастер-класс

Есть масса видов декоративных мельниц для украшения сада. В статье будет рассмотрен процесс создания мельницы-сруба. Эту модель отличает приемлемая стоимость и простота изготовления. Вот порядок действий:

Взять пару рукоятей от садовых лопат и, собрав их вблизи, зафиксировать шурупами. Заготовленные элементы обязаны быть чуть выше, чем планируемое сооружение, а запланированные места для чашечек находиться под углом в 60° (для шестиугольной мельницы).
Объединённые черенки установить на покатый клин. Выпилить чашечки под сруб с двух сторон, используя пилу или лобзик. Проделать данное действие столько раз, сколько необходимо, чтобы получить нужное число брёвен.
Взять 6 брёвнышек и распилить каждое пополам. У вас должны получиться 6 заготовок с чашечками и 6 – без них. Первые необходимы для верха основания, вторые для его низа.
Объединить брёвна при помощи шпилек или столярного клея. Собрать из 2-х досок шестиугольную базу и ставить шпильки по углам следующего ряда. Прежде изготовленные половинки брёвен последовательно нанизать на шпильки, формируя сруб.
При желании прорубить окошки и дверной проём.
Отшлифовать базу и покрыть лаком. Таким образом постройка будет предохранена от вредителей и гнили.
Наверху шпильки соорудить ещё одну шестиугольную заготовку и прикрепить к ней стальные уголки.
К уголкам добавить продолговатые узкие бруски и отделать небольшими рейками. Покрыть получившиеся стены поделки акриловым лаком.
С боков крыши проделать углубление под ось.
Из 3-х брусков изготовить остов для лопастей, сделав на одной шпильку округлой конфигурации, чтобы можно было в дальнейшем усадить лопасть на ось. Прибить части остова на рейки и отпилить их по требуемой форме.
Обработать крылья мельницы шлифовальной бумагой и определить их на ось. Установить готовую конструкцию на выбранном ранее участке двора.

Если вы ищите, чем украсить свой приусадебный участок, то сделанная собственноручно небольшая ветряная мельница – то, что нужно. Декорированная резьбой, светильниками и плетёным забором, она создаст удивительно уютную обстановку на вашей даче. При этом вы не потратите много средств, времени и усилий на её возведение. Всё, что от вас потребуется – это пара свободных часов и некоторые навыки работы с древесиной.

Назначение декоративной мельницы

Каждый дачник, занимаясь обустройством своей территории, хочет в итоге получить на ней красивый уголочек, позволяющий любоваться природой и проводить отдых на свежем воздухе.

Чтобы окружение выглядело гармоничным, надо создать перед началом работ дизайнерский проект ландшафта. Можно самостоятельно, а можно обратиться к специалистам. В проекте учитываются все элементы. И когда на проекте размещены постройки, растения и архитектурные сооружения, когда расставлены последние акценты, тогда и приступают к осуществлению плана. К последним акцентам относят и мельницу, которую обычно размещают на газоне или возле искусственного пруда, или у фонтана. Определитесь с местом декоративной мельницы Декоративная мельница как отдельный элемент декора выглядит очень эффектно и колоритно. А ведь, кроме эстетики, такая конструкция может выступать как маскировка. Часто дачники располагают её над выступающими деталями водопроводной системы, например, огромным вентилем. Устанавливают над люком септика или водопроводной колонки. Мельница в саду может носить функциональный характер, например как хранилище. Если соорудить элемент дачной архитектуры размерами побольше, то можно в нём обустроить бытовое помещение или уличный туалет. А когда немного расширить, то внутри легко обустроить беседку либо комнатку для детских игр. Дети в восторге будут точно! В мельнице можно устроить помещение

Всем известно, что мельничные конструкции в движение приводятся крыльями от дуновения ветра. И чем сильнее ветер, тем крылья вращаются быстрее. Вот и на даче мельница сможет отпугивать кротов и других животных. Крутящиеся лопасти образуют вибрации на поверхности грунта, что пугает приближающихся животных.

Ещё одним применением мельницы станет собачья будка. Ваш питомец неординарно будет смотреться в таком сооружении! А когда архитектурную постройку размещают недалеко от искусственного водоёма, то в ней можно хранить инвентарь для очистки пруда либо рыболовные снасти. Мельница из дерева для сада может быть и такой

Полуобтекание

Лопасти старинных ветряных мельниц делались с постоянным по размаху зауголиванием на 14-15 градусов (равнозначный, но неоднозначный термин – заклинение), но «почти нацело» выше также можно использовать для повышения ЧВ мельницы (и КИВ производственной), т.к. зачаточная круговая циркуляция есть и у самого тихоходного ветряка. А именно: придать лопасти некоторую винтовую крутку по размаху, т.е. различные углы установки у корня и на конце, и несколько заузить крыло лопасти у корня, чего требует то самое вредное Re.

Однако результатом бездумного пропорционального уменьшения лопастей ротора совершенной шатровой мельницы (см. далее), вроде тех, что на рис. справа, оказывается мельница, очень плохо чувствующая ветер. Аэродинамика тонкая штука. К примеру, первые опытные экземпляры легендарного МИГ-25 разбились, погибли опытные летчики-испытатели – о катапультировании на скорости 2,5М тогда никто и помыслить не смел.

Но вернемся в тему. Развертка крыла полуобтекаемой лопасти ветряной мини-мельницы, работающей в сильно скошенном и турбулизированном приземном потоке, и установочные углы для нее даны на рис.:

Указанные линейные размеры минимальные; их можно пропорционально увеличить втрое, а недостающие брать с чертежа, он в масштабе. Т. е., с таким ротором можно делать мельницы от мини-настольной (см. далее) до большой, почти в рост человека. В шатер можно и встроить мини-генератор со стабилизатором напряжения для подзарядки мобильника – избыток мощности на валу будет 20-30 Вт.

Старины мельницы от этого не убудет, т.к. электроника внутри и не видна. Махи лопастей – из круглого стержня (лучше деревянного) диаметром 12-40 мм; иглицы крепятся и фиксируются на углы установки растяжками из жесткой проволоки. Обшивка – любая; «для старины» лучше реечная либо из драни или шпона.

Примечание: мельничные ветроколеса с полуобтекаемыми лопастями имеют достоинство и для производства, и для эстетики – с повышением скорости ветра возрастает роль круговой циркуляции воздуха в плоскости вращения ротора и скорость его вращения стабилизируется, т.е. ротор не станет крутиться как бешеный, что некрасиво, а для большой мельницы и опасно.

Пошаговое изготовление деталей для мельницы

В своих столярных работах я всегда работаю с сосной, потому что это самое доступное и дешевое дерево, вместе с тем самое мягкое и легкое в работе. Вы можете выбрать любую породу, все дело в цене вопроса.

Шаг 1.Нарезаем электролобзиком блок-хаус.

Для создания основной части мельницы нам потребуется 4 равных трапеций – фасад, тыльная и боковые стороны. Каждая из 4 трапеций состоит из 6 кусков блок-хауса, прикрепленных от большего к меньшему. Нижняя часть всех кусков на 2 см больше верхней, поэтому при сложении мы получаем задуманную трапециевидную форму. Размеры указаны по длине нижнего основания, верхняя их часть меньше на 1 см с каждой стороны.

Также нам потребуется квадратное основание, на котором будет стоять вся мельница. Для нее нарезаем блок-хаус под прямым углом 25 см – 4 шт.

Шаг 2. Нарезаем бруски 40мм*40мм

Шаг 3. Нарезаем бруски 30мм*30мм

https://www.youtube.com/watch?v=9RixyBjbV6g

Шаг 4. Нарезаем вагонку для крыши

Чтобы сделать торцы крыши, нам потребуется лекало. На листе бумаги нарисуйте равнобедренный треугольник с основанием 38 см и высотой 30 см. По этому лекалу нарежьте 5 полос вагонки в двух экземплярах (для лицевой и тыльной сторон).

Шаг 5. Нарезаем раскладку 45 мм*15 мм для ветрила

Шаг 6. Вырезаем из фанеры 2 круга диаметром 17 см

На куске фанеры циркулем рисуем круги радиусом 17 см и так же электролобзиком вырезаем аккуратно по контуру.

Шаг 7. Шлифуем торцы всех деталей

Все полученные детали шкурим наждачной бумагой, особенно тщательно в торцах и местах среза. Детали должны стать ровными, без зазубрин.

Шаг 8. Защита от атмосферных явлений

Пропитываем все деревянные детали Пинотексом, Сенежем или Белинкой. Средства, разработанные для защиты древесины от биоповреждения различными грибками и насекомыми, наносим в 2-3 слоя кисточкой с периодом полного просыхания между слоями. Этот период, а также количество слоев указано в инструкции к выбранному вами средству.

Строение мельницы

Построить имитацию мельничной избы и тулова квадратными в горизонтальном сечении (см. рис. справа) несложно, но хорошей ЧВ такой мельницы ожидать не приходится. Значение обтекаемости строения мельницы было понято еще в старину, и строения производственных мельниц выполнялись многогранными или круглыми.

Чертежи основных узлов (ротора в сборе, башни и вертушка) простой декоративной ветряной мельницы даны на рис. ниже. Предельная в данном случае (но не максимально возможная) ЧВ достигается увеличенным зауголиванием простых лопастей на 16,7 градуса. Обратите внимание, в какую сторону свешены крылья лопастей: поскольку продажные резьбовые прутки с правой резьбой, то и ротор должен вращаться вправо (по часовой стрелке, если смотреть спереди); иначе он отвинтится и слетит, т.к. крепится запрессованной в перекрестье махов гайкой.

Реализовать своими руками граненую башню декоративной ветряной мельницы из фанеры на клею возможно (см. след. рис.), и похвалы вашему мастерству будут вполне заслуженными. Но, во-первых, материал требуется дорогой (поинтересуйтесь в ближайшем строймаге, сколько стоит лист фанеры-двадцатки).

Можно собрать все строение комбинированным способом (см. рис.), но это тоже работа не из простых, и ее сложность также растет с увеличением числа граней. Между тем многогранные вплоть до почти круглых избу и башню граненой декоративной ветряной мельницы вполне возможно сделать зеленому новичку в столярке буквально из обрезков. Дело в том, что тангенсы углов 30 и 60 градусов с достаточной для работ по дереву точностью равны 0,58 и 1,73.

Как подрезается брус 40х40 для сборки частей строения 12-ти и 6-ти гранной декоративной ветряной мельницы, показано на рис.:

Самая сборка – на клею без металлического крепежа и столярных соединений. Чтобы изделие было прочнее, используется прием, аналогичный перевязке кладочных швов в строительстве: венцы имитации сруба (зрительно весьма убедительной) собираются в зеркальном отражении поочередно. На рис. видно также, что при перпендикулярной подрезке не скошенного торца бруса поперечник венца меняется пропорционально. Это дает возможность собрать башню мельницы в виде усеченной пирамиды, а если она 12-гранная, то и ошкурить ее до круглой.

Техника производственная и декоративная

Для производственной мельницы определяющее значение имеет ее коэффициент использования ветра (КИВ), аналог КПД. Параметра чувствительности к ветру (ЧВ) или потоку (ЧП) в спецификациях «настоящих больших» мельниц не ищите – он там просто не нужен. ЧП/ЧВ это минимальная скорость потока, набегающего на ротор (колесо) мельницы, при котором он начинает вращаться без нагрузки, свободно, сам по себе.

Но ведь промышленная мельница должна приводить в движение производственное оборудование. К примеру, ротор ветряной мельницы диаметром 12 м на ветру 8 м/с развивает мощность на валу ок. 10 кВт. Если скорость ветра упадет вдвое, до 4 м/с, мощность на валу упадет вдесятеро, до прим.

Декоративная мельница для сада, дачи, приусадебного участка – пример противоположности. У ее ротора нет механической нагрузки, кроме трения в узле вращения (см. далее), и КИВ для мельницы – забавы и украшения – параметр третьестепенный. Зато, если легкий ветерок приятно холодит лицо, листва под ним трепещет и скатерть стола под навесом колышется, а мельница стоит, ее эстетический эффект умаляется или даже обращается в отрицательный.

Поэтому для декоративной мельницы главный параметр – ЧВ/ЧП; ее колесо должно хорошо крутиться при ветре 2-2,5 м/с или скорости потока воды от 0,25-0,3 м/с. Вариант мельницы с микромотором, вращающим колесо, определенно неэстетичен: ветряная мельница должна крутиться сообразно скорости и направлению ветра, а у водяной должна быть видна естественная причина вращения колеса.

Примечание: если водяная декоративная мельница верхнего боя (см. далее), ее колесо должно вращаться, когда вода буквально сочится по каплям из желоба.

При постройке декоративной мельницы дело упрощается тем, что отбора мощности в вала ротора нет, а минимизировать трение в его узле вращения современным техническими средствами несложно и недорого. Но для ветряной мельницы много усложняется тем, что с пропорциональным (линейным) уменьшением размеров ротора ометаемая им площадь падает по квадрату.

А еще более осложняется тем, что у самой земли (подстилающей поверхности) поток воздуха сильно скошен и турбулизирован, в результате чего величина несомой единицей его объема энергии падает в десятки раз; тут может выручить только использование начал аэродинамики.

Типы рабочих колес

Простое подливное рабочее колесо (см. рис. ниже) использует только кинетическую энергию набегающей воды. Наименее эффективно, но проще всего конструктивно. Устанавливается просто в поток достаточной мощности; декоративное – практически в любой ручей естественный или искусственный.

Колеса производственных мельниц полунижнего и среднего боя ставят в местах с большим перепадом воды: на перекате, за водопадом. Для колеса среднего боя нужно доработать естественную преграду (или соорудить погруженную запруду) и поставить над ней загородку-шандору, частично перекрывающую поток воды сверху.

Наиболее эффективное колесо верхнего боя работает большей частью от потенциальной энергии воды, которая должна быть поднята достаточно высоко: высокой запрудой или, для декоративного колеса, перекачкой. Профилировка лопастей простая или они вовсе прямые наклонные.

Примечание: вертикальные (мутовчатое и прямолопастное) рабочие водяные колеса (см. рис. справа) – прообразы соотв. реактивной и активной водяных турбин. Брызгаются очень красиво, но напор и расход воды для них нужны вряд ли возможные в личном хозяйстве.

Ход работ

Первым делом я нашла подходящие мне брусочки.

Вот такие у меня.

Бруски

Распилила их до нужного мне размера и скрепила их между собой уголками. Получился вот такой каркас будущей мельницы.
Каркас

Далее начала мастерить каркас крыши, для этого взяла тонкие рейки и сколотила их в форме треугольника. Установила на каркас.
Делаю крышу

Посмотрела, вроде получается что-то подобное мельнице…
Крыша

Пошла дальше ковыряться в закромах мужа! Нашла два небольших листа фанеры, вырезала по размеру и зашила крышу.
Фанера для крыши

Зашила крышу

В сарае обнаружила остатки деревянной вагонки, она хоть и с браком, но мне подошла. Лишнее я обрезала лобзиком и зашила ею каркас мельницы.

Обшила вагонкой

Торцы крыши я также зашила фанерой. Далее пришло время декора. Я долго думала: как украсть крышу и из чего сделать резные элементы, чтобы красиво было. Но дерева у меня уже не было, поэтому пришла мысль сделать это из простой потолочной плитки. Мне показалось это идеальным вариантом — и режется легко, и влаги не боится! Начала с черепицы, нарезала нужное мне количество для покрытия крыши и покрасила в нужный мне цвет.

Будущая черепица

Черепицу клеила на клей «Титан», вот что получилось.
Покрыла крышу

Затем вырезала элементы декора и так же покрасила.
Декор

Посмотрела, вроде получается… Принялась за покраску! Покрасила и прикрепила декор. По углам прибила пластиковые уголки.

Закрепила элементы декора

Но этого мне мало… Я решила сделать двери и окна! Взяла рейки и вырезала дверь и окошко, покрасила.

Дверка
Реечки для окна
Вот так вышло

Работа практически закончена, оставалась лишь вертушка. С ней я особенно не заморачивалась… Нарезала брусков и реек нужного размера и сколотила вот такой пропеллер! Покрасила и прикрутила к крыше саморезами.

Вертушка

Из остатков реек соорудила небольшую лесенку для декора.

Вот так

Вот и готово!

Устанавливаю

Моя мельница, конечно, не идеальна… Но все же результат меня радует! Да и муж когда увидел, то изменил свое мнение и понял, что нам это все — нужно. Даже сам устанавливал и крепил, чтобы ветром не унесло.