Ветряная мельница своими руками: из дерева, чертежи, схема, фото

Каменная основа для мельницы

Декоративная мельница для сада своими рукамиДля создания корпуса понадобятся услуги каменщика, если у вас таких навыков нет. Декоративное сооружение можно изготовить разными способами, но общее у них – основание в форме конуса и устройство для вращения с лопастями.

Для строительства нужен камень, булыжник и кирпич. Для основания обычно используется булыжник. Обязательно под основание сооружают ленточный фундамент, а на него сверху укладывают гидроизоляцию. Тогда кладка простоит намного дольше.

Если каркас возводит каменщик, то он выложит стены постройки так, чтобы к вершине скелета они сузились. В любом случае диаметр основания должен превышать диаметр верхней части.Декоративная мельница для сада своими руками

Крышу создают с помощью обрешётки. Изготавливается каркас из обрешётки, на него укрепляется кровельный материал. Крышу создать можно любую: полукруглую, односкатную,  двускатную. Между крышей и каменным скелетом устанавливают горизонтальную и вертикальную ось.

Каменная мельница простоит дольше сооружения из дерева. Но, один минус – нельзя взять и перенести мельницу в другое место. А вот декоративную мельницу из дерева можно не только перенести, но и перевезти в другой город, например.

…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.

В чем загвоздка?

Декоративная мельница дает эстетический эффект по след. причинам (в порядке возрастания его величины и убывания очевидности):

  • Память тысячелетий. Это не метафора. За свою историю мельница обросла толстой культурной оболочкой, вызывающей у мало-мальски подготовленного зрителя многочисленные ассоциации. Один Дон Кихот чего стоит. Заставил бы его Сервантес воевать с курятником – и мы увидели бы в нем неизъяснимую романтику.
  • Мельница технически может быть реализована только в монументальном архитектурном сооружении, причем для технически совершенной мельницы оно должно быть изысканной формы, диктуемой аэродинамикой.
  • Главный секрет эстетики мельницы кроется в динамике, во вращении ротора. Вода краса природы потому, что по естеству своему подвижна. Мельница оживит и украсит самые, простите, похабные задворки потому что машет крыльями.

Китайская вертикальная безбашенная бамбуковая ветряная мельницаПримечание: китайская вертикальная ветряная мельница (см. рис. справа) не требует для противодействия напору ветра капитальной опоры. К подобной конструкции приходили и другие народы древности, но у них не было такого незаменимого в те времена материала как бамбук. В Японии бамбука предостаточно, но в избытке и мелких быстрых водных потоков, пригодных для устройства более простой, долговечной и постоянно действующей водяной мельницы нижнего боя (см. далее и, возможно, «Семь самураев» Куросавы). Поэтому безбашенные вертикальные ветряные мельницы применялись только в Древнем Китае и отчасти в Индокитае.

Варианты и разновидности декоративных ветряных мельниц

Своими руками создают модели различного размера в зависимости от функционального назначения.

Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
В качестве материала для постройки ветряной мельницы используют только дерево, дикий камень или металл

Декоративное оформление зависит от дизайнерского решения.

Самобытно выглядит на участке каменная или деревянная поделка. Но в первом случае техника исполнения сложнее и без определенного навыка может не получиться, поэтому лучше для создания своими руками остановить выбор на втором варианте.

Ветряные мельницы бывают двух видов. Одни с зафиксированными лопастями, другие с вращающимися от потоков воздуха. Последние кроме декоративных качеств функциональные. Если закрепить несколько реек у основания и заглубить их на 30-50 см, от лопастей на поверхность грунта передается вибрация и отпугивает кротов.

Ветряная мельница, сделанная своими руками уникальна. Она станет броским акцентом в любом дизайнерском решении соответствующего стиля. Но для поделки можно найти и практическое применение:

  1. Каменную использовать не только как декоративный вариант, но и в качестве мангала. Она не мобильная, поэтому перед постройкой рекомендовано определиться с местом.
  2. Под ветряную мельницу можно стилизовать собачью конуру.
  3. Деревянными переносными можно закрыть выступающие вентили водопровода или люк септика.
  4. Ветряная мельница большого размера, добавит участку деревенский колорит и скроет неприглядную постройку, например, уличный туалет.
  5. Объемная конструкция с входной дверью может стать неплохой альтернативой бытовому помещению для хранения садового инвентаря.
  6. Если есть на участке искусственный водоем, большая ветряная мельница на его берегу, будет не только элементом дизайна, но и хозяйственной постройкой для хранения рыболовных снастей или оборудования для очистки.
Читайте также:  Теплые будки для собак (38 фото): особенности утепленных собачьих будок, подстилки с подогревом на зиму, варианты утепления пола

Совет! Неплохой вариант для семьи с детьми, домик под ветряную мельницу, придаст участку атмосферу сельского быта и станет любимым местом для игры ребенка.

Ниже несколько фото примеров, какой бывает ветряная мельница, построенная своими руками.

Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
Бюджетный вариант из паллетов

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.

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

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.

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.

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 садаСегодня 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:

  1. Основания.
  2. Каркаса.
  3. Основы.
  4. Крыши.
  5. Устройства для вращения.
  6. Лопастей.

Конструкция этой мельницы предельно простая:

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

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

Как построить?

Для изготовления садовой мельницы больше подходит древесина. Не надо специально покупать дерево: пригодятся любые остатки от стройки либо после ремонта зданий. Можно применить листы дерево-плиты, вагонку, брус. Купить нужно будет саморезы и лак по дереву.

Опорой сооружения является фундамент. Он обеспечит устойчивость, а также распределит вес конструкции на большую площадь. Конечно, если в планах небольшая декоративная мельница, то фундамент не нужен. 

Маленькое деревянное строение лучше сделать переносным. Когда надо его зафиксировать на месте, то достаточно вдавливать в землю четыре подготовленных острых ножки.

Первым делом готовится основание, ведь на него будет установлено ваше произведение. Это  для случая, когда вы не хотите заливать фундамент. Для создания платформы используют твёрдые и спрессованные наполнители. Можно поставить и на землю, только срок эксплуатации не будет таким продолжительным, как при установке на основание. Нижние деревянные части будут со временем деформироваться от влаги.

Платформу конструкции нужно сделать немного шире, тогда у декоративной мельницы будет лучшая устойчивость и надёжность. Работа по созданию нижней части конструкции требует внимательности и скрупулёзности, ведь без воздействия влаги не обойтись.

Дождевые черви, насекомые (муравьи и им подобные), сорняки и ползущие растения с мощной корневой системой будут нарушать структуру дерева. Поэтому обработка защитными препаратами обязательна.

На фото чертежа видно, какие детали надо вырезать. В первую очередь собирается нижнее и верхнее основания.Еще одна схема садовой мельницы

Нижняя основа должна быть изготовлена большего размера, чем верхнее основание. Например, можно использовать такие габариты: 50х50 и 40х40 см.

Читайте также:  Каркасный сарай с односкатной крышей своими руками пошагово: устройство, чертежи и фото

Первым делом надо собрать каркас трапециевидной формы из брусьев необходимой длины. Его верх надо закрыть заготовками. Они вырезаются из ДСП. По такому же принципу надо изготовить два треугольника с одинаковыми сторонами.

Основа и верх конструкции соединяются между собой. Получившийся скелет обшивают вагонкой, кусочками бруса или имеющимся другим деревом.

Прикрепить его не сложно: нужно нарезать планки необходимого размера. Понять, какой размер надо, можно прямо на месте: профиль приложить к телу мельницы, маркером создать пометки. Нарезать лобзиком планки. По отметкам и обшить каркас, в помощь саморезы.

Когда обшивка будет завершена, то лобзиком делают окошки и дверцы.

Дальше надо установить ось для лопастей. В треугольнике, в верхней части, делаем такое отверстие, чтобы можно было вставить длинный болт. На болт мы будем надевать элементы оси. Для закрепления нужны будут гайки.

Лопасти изготавливаются из разных материалов, но проще всего из брусочков. Из брусков делают и поперечины. Не надо перегружать только лопасти. Если будет большой вес, то мельница просто рухнет даже от небольшого ветерка.

Эта декоративная конструкция собирается быстро. Самым важным является разметка деталей.

Если вы новичок, то попробуйте вначале сделать миниатюрную мельницу. А потом уже приступать к конструкции побольше.

Для создания такого архитектурного сооружения дачники советуют из древесины выбрать сосну. Дерево стоит не очень дорого, у него красивый внешний вид. Чтобы изготовленная конструкция прослужила дольше, перед сборкой надо детали обработать. Использование антисептических препаратов убережёт материал от плесени и грибков.

Важно! Когда сделан чертёж, то по мере изготовления деталей вычёркивайте те, которые сделали.

Готовую мельницу надо покрыть лаком для дерева. Он защитит древесину от влажности. Но, такая защита будет действовать, когда отшлифованные детали обшивки корпуса были хорошо подогнаны друг к другу.

Если вы обшили неаккуратно, покрасьте сооружение матовой краской. Имейте в виду, что глянцевая эмаль подчеркнёт каждый изъян и неровности.

Часто мельницу окрашивают краской, а сверху лаком. Несомненно, это красиво. Особенно, когда используется краска разного цвета. Но, если дизайн участка разработан в натуральном стиле, то разноцветная мельница совершенно не впишется в ландшафт приусадебного участка. Поэтому лучше созданное малое архитектурное сооружение оставить некрашеным, а только лакированным.

Любая декоративная мельница создаст на участке эффектный, неординарный вид. Кто планирует на участке использовать декор, на мельницу стоит обратить внимание.

Мини-мельницы с закрылками

Декоративная ветряная мини-мельница уместна на даче по совсем неэстетичной причине – чтобы ее, простите, не стырили в отсутствие хозяев. Лопасти роторов мини-мельниц делают чаще всего цельнодеревянными, см. рис., разве что мастер – опытный авиамоделист.

Но сделать круглую или граненую башню мельницы «под старину» сложновато будет и ему, а хорошая ЧВ необходима и здесь. Выход из положения нашли также еще мастера старого времени по большим мельницам из мест, бедных стабильными ветрами достаточной силы: сделать в лопастях ближе к их задней (сбегающей) кромке продольные прорези, поз. 2 на рис.

Уже когда самолеты хорошо полетели, оказалось, что эти щели работают как закрылки. Если вы не поленитесь и придадите цельным лопастям мини-мельницы хотя бы примитивную профилировку (поз. 3; плоская сторона теневая), то мельничка высотой 30 см и с колесом диаметром 20-25 см на хорошем узле вращения (см. далее) закрутится и при ветре в 2-2,5 м/с, а более слабый уже и не чувствуется.

Минимальные размеры декоративной настольной мини-мельницы

Примечание: минимальные размеры настольной декоративной мини-мельницы даны на рис.:

Обшивка корпуса и подготовка лопастей

Из вагонки нарезают отрезки нужной длины, прикладывают к корпусу и отмечают карандашом линию спила. Обшивают все стороны и нижнюю часть крыши, верх не трогают.

Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
Закрепляют саморезами или гвоздями

Как сделать пропеллер:

  1. Берут два тонких бруса (40/20/1500) по центру каждого сверлят отверстие диаметром шпильки.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  2. Для соединения крестовины вырезают пазы.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  3. Чтобы крестовина хорошо вращалась, делают косые спилы от центра к краям.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  4. Из наличников нарезают заготовки и прикручивают к брусьям пропеллера.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками

Поперечины располагают расстоянием 3 см, нижняя 50 см, каждая последующая на 5 см короче

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.

Рекомендации по размещению

Различают две разновидности мельниц на дачном участке. У первого вида стандартные лопасти смонтированы так, что будут недвижимыми на протяжении всей службы. Такие сооружения станут на даче только архитектурной постройкой, исправно исполняя функцию декорации.

Эти декоративные мельницы украшают протекающие на даче ручейки и тихие местечки в саду. Чтобы вид их был эффектным, красивым и декоративным, важно подобрать габариты сооружения. Нужно, чтобы размеры мельницы соответствовали растительности, которая будет окружать её. Чтобы архитектурная постройка стала изюминкой участка, поставьте её на пригорке, холмике или расположите среди кустарников и деревьев.Декоративная мельница для сада своими руками

Есть и другой вид садовых мельниц. Как только подует лёгкий ветерок, их лопасти начинают вращаться. Такая панорама выглядит просто потрясающе! Даже, как вам казалось, неприглядный сад заиграет новой энергией и  красками. Такая декоративная мельница внесёт изумительное разнообразие.

Лучше всего её установить на участке, где все конструкции и сооружения оформлены в деревенском стиле. Но, не обязательно менять стиль, если он у вас современный! И даже когда всё на даче выполнено в пейзажном или регулярном стиле, этому малому архитектурному сооружению найдётся местечко. Мельницу размещают возле декоративного мостика или недалеко от цветника. Эффектно будет, когда рядом будут размещены скамеечки или даже старые тачки, которые украшены стелящимися растениями, например, петунией.Мельница своими руками для сада из вагонкиВыбирая место, где установить декоративную конструкцию, важно помнить, что миниатюрные дома, мельницы, скамеечки, качели для сада, исполненные в сельском стиле, потеряют своё очарование возле архитектурных строений, которые имеют строгую геометрию: углы, чёткие линии и формы.Декоративная мельница для сада своими руками

Важно! Высота мельницы бывает разной: от 40 см до 2,5 метров. При создании проекта сооружения выбирайте его размеры с учётом приусадебной площади. На небольшом участке гигантская мельница  выглядит нелепо.

Сборка каркаса

Из толстого бруса заготавливают отрезки:

  • 100 см – 4 шт.;
  • 60 см – 2 шт.;
  • 51 см – 5 шт.;
  • 44 см – 4 шт.;
  • 24 см – 4 шт.;
  • 42,5 см и 38 см по 2 шт. с одной стороны со спилом на 450.
Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
Пример, что должно получиться

Последовательность сборки рамы:

  1. Длинные заготовки сверху крепят к 24 см, внизу к 44 см. Получится две трапеции.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  2. Из оставшихся 24 см и 44 см, собирают объемную конструкцию. Скрепляют детали саморезами.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  3. Собирают рамку для крыши 2 шт. 60 см и также сверху и снизу 51см, закрепляют. Параллельно 60 см ставят две распорки 51см.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  4. Закрепляют между собой заготовки со спилом, короткая прилегает к длинной, сверху последний брус 51 см.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  5. Собирают каркас. Необходимо, чтобы крыша выступала со всех концов на одинаковое расстояние.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками

Покрывают детали влагоотталкивающим средством и дают им просохнуть

Читайте также:  🏡Дома из лафета – норвежская технология строительства на российском строительном рынке - Блог о строительстве

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.

Вертикальные рабочие волдяные колеса.

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.

Установка механизма вращения и лопастей

Последовательность:

  1. Из фанеры вырезают две заготовки на верхнюю часть.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  2. Отмечают параллельно с двух сторон места для вставки шпильки. Корончатым сверлом делают отверстия немного меньше диаметра подшипников, чтобы они плотно вошли.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  3. Снимают фанеру, забивают подшипники и хорошо закрепляют на каркасе крыши. Вставляют шпильку и фиксируют ее гайками с внутренней и наружной стороны.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  4. Вагонкой обшивают крышу и фанеру с задней части, закрывают стыки уголком по всему каркасу.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
  5. Спереди делают на облицовке отверстие, надевают пропеллер, следом шайбу и гайку. Затягивают, чтобы лопасти легко вращались, лишний металлический стержень обрезают.
    Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками

Для декора делают окошко и двери, покрывают лаком

Чего не надо

В технике есть общий принцип, нашедший отражение и в законах Мэрфи: прежде чем что-то улучшать, подумай, как бы там чего не напортить. Итак, по итогам вводно-теоретической части посмотрим, как не надо делать декоративную ветряную мельницу. Имея при этом в виду и эстетическую сторону дела.

Изделие на поз. 1 рис. – сборище всех недочетов: грубая поделка, а те три рогульки, что торчат из нее, назвать лопастями никак невозможно. Автор(ы) мельницы на поз. 2, вероятно, взяли за прототип мельницу с парусным ротором (см. далее), не зная о ее непригодности в данном качестве для малой декоративной. Кроме того, в парусном роторе должно быть не менее 8-ми лопастей, иначе он будет вовсе неэффективным.

Прототип мельницы на поз. 3, скорее всего, музейная на поз. 4. Но набор ее лопастей обнажен, дабы уберечь экспонат от поломки сильным ветром. Обшивка лопастей совершенных шатровых мельниц была съемной; набор лопастей покрывался ею частично или полностью сообразно силе ветра и потребности в мощности на валу, см. рис. справа.

Имея в виду необходимость для декоративной мельницы максимальной ЧВ, лопасти не мешало бы зашить полностью тканью, чтобы набор просвечивал. Это только придало бы мельнице респекта и зрелищности, т.к. лопасти лучших мельниц прошлого обтягивались парусиной, сквозь которую набор тоже проглядывал.

В мельнице на поз. 5 обшивка на лопасти наложена не с той стороны: она будет с наветра только если ротор окажется в ветровой тени башни. Что, разумеется, ни в коем случае не улучшит чувствительности ротора к ветру. И, наконец, изделие на поз. 6 с ротором то ли из крыльчатки комнатного вентилятора, то ли из гребного винта от электромотора надувной лодки, мельницей просто не выглядит – вместо эстетики в данном случае получился абсурд.

Чертежи и размеры декоративных ветряных мельниц

Внешний вид элемента дизайна, сделанного своими руками, будет уникальным, но основные составляющие строения в принципе одинаковые. После определения места ориентируются, какой размер будет у объекта.

Любая конструкция состоит из корпуса, крыши и лопастей, высотой от 30 см до 2 м. Чертежи декоративной ветряной мельницы подготавливают своими руками или используют готовые. В последнем случае при увеличении до нужного размера рекомендовано четко соблюдать все пропорции.

Но можно сделать и функциональную постройку мельницу-беседку по схеме.

Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
Для такой конструкции предварительно заливают фундамент

Ниже чертежи декоративных вариантов высотой в пределах 100 см и размахом лопастей 80-90 см.

Как сделать декоративную ветряную мельницу для сада своими руками
Для обшивки используют вагонку, каркас из бруса, размах – 120 см

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector