Действующая модель водяной мельницы. Водяная мельница: как сделать на даче своими руками

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

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

Основные требования при устройстве водяной мельницы

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

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Изготовление колеса и здания мельницы

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

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

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

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

Вернуться к оглавлению

Устройство каркаса декоративной ветряной мельницы

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

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

Для работы будут нужны:

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

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

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

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

Сделать сад более привлекательным поможет декоративная ветряная или водяная мельница. Чтобы создать ее своими силами, нужны чертеж и простые инструменты. Мастер-класс по изготовлению этого декора собственными руками есть в статье.

Мельница в саду: красиво и функционально

Приусадебный участок уже давно перестал быть только местом для выращивания овощей и фруктов. Это уютный уголок для семейных посиделок и шумных вечеринок, зона отдыха и развлечений на свежем воздухе. В стремлении сделать дачу красивой, ухоженной и оригинальной, хозяева обустраивают на территории роскошные клумбы , высаживают редкие и экзотические растения, делают мини-фонтан , колодец или искусственный пруд с рыбками и лилиями, а иногда и устанавливают декоративную мельницу. Разумеется, свою первоначальную функцию - превращать зерно в муку - она не выполняет, но, тем не менее, успешно служит другим целям.

Декоративная мельница из металла

С помощью декоративной мельницы возможно:

спрятать коммуникации, люки, вентили, расположенные на участке;
обустроить цветник, предусмотрев маленькие ящики по бокам конструкции;
создать интересный элемент детской игровой площадки ;
оборудовать сарай или уборную;
сделать оригинальную беседку или летнюю кухню.

Конечно, последние два варианта требуют большой площади, значительного капиталовложения и помощи родственников или друзей во время строительства. Если такие масштабы вам не нужны, остановитесь на мини-мельнице. Она непременно украсит ваш сад, а сделанная от души, да еще и руками самого хозяина, станет главной достопримечательностью вашего участка.

Как самому изготовить садовую мельницу. Пошаговый инструктаж

Обычно такое декоративное украшение делают из дерева, поэтому данный алгоритм монтажа рассчитан именно на этот материал. В первую очередь займитесь чертежом. Он поможет не только представить, как будет выглядеть готовая модель, но и скоординирует вас в правильном направлении в процессе работы. Отмечайте на бумаге, что вы уже сделали, и к какому этапу переходите.

для разметки – рулетка, линейка или угольник;
для шлифовки – наждачная бумага и специальная машинка;
для разрезания древесины – пила или лобзик;
для крепления – гвозди, шурупы, саморезы;
для сборки – шуруповерт или отвертка;
в обязательном порядке – молоток, дрель, уровень, а также карандаши/маркеры.

Из материалов понадобятся:

фанера или листы ДСП;
широкая доска для основы толщиной примерно в 2 см;
деревянные рейки;
бруски;
уголки;
вагонка для лопастей винта и обшивки корпуса (можно заменить рейками).

Точное количество необходимых материалов зависит от величины будущей мельницы. Рассчитать их можно, уже имея на руках готовый чертеж.

Совет. Выбирая древесину, остановитесь на сосне. Она мягкая, хорошо поддается обработке и долгое время сохраняет приятный аромат хвои. Прежде чем приступить к монтажу конструкции, смажьте все деревянные элементы специальным составом, который продлит срок службы мельницы, защитит от воздействия влаги и насекомых.

Один из вариантов изготовления декоративной мельницы

Сборка основы . Нижняя часть изделия может имитировать сруб с 4-мя или 5-ю стенками, а может быть сделана в виде табуретки. Для этого:

подготовьте каркас в форме квадрата;
из брусков обрежьте 4 ножки. Их можно защитить от влаги, вставив каждую в кусок пластиковой трубы и закрепив саморезами;
прикрепите ножки к внутренней стороне каркаса, высоту проверьте уровнем;
накройте каркас досками, тщательно подгоняя их друг к другу;
проделайте несколько отверстий в поверхности получившегося «табурета». Они необходимы для вентиляции и удаления воды после дождя.

Мельница из дерева

Монтаж каркаса. Для него возьмите 4 одинаковых бруска и прибейте к основе таким образом, чтобы получить в итоге усеченную пирамиду. Снаружи обшейте конструкцию вагонкой.

Внимание! От того, насколько аккуратно и правильно собран каркас, зависит общий внешний вид готовой мельницы. Не ленитесь делать замеры.

Изготовление крыши :

подготовьте 2 одинаковых треугольника из фанеры или ДСП;
соедините их вверху и по бокам;
прикрепите к основанию.

Создание вертушки :

возьмите 2 одинаковые доски;
в центре каждой из них сделайте пазы таким образом, чтобы при наложении досок друг на друга в виде креста эти выемки соединились;
закрепите место стыка болтами;
вырежьте крылья мельницы – они могут иметь форму треугольника или трапеции;
прибейте крылья к лопастям;
прикрепите вертушку к горизонтальной оси.

Совет. Если вы собираетесь создать конструкцию, которая вращается, к середине основания кровли и центру каркаса прикрутите с помощью гаек и болтов вертикальный стержень. Над его серединой расположите горизонтальную ось, которая будет располагаться параллельно скату кровли через доски с подшипниками. Собирать такую конструкцию сложнее, но и выглядит она гораздо более эффектно.

Декорирование мельницы. Как вписать ее в ландшафтный дизайн

Идеи отделки готовой конструкции:

Обработайте конструкцию морилкой. Сверху покройте лаком. Так вы не только защитите мельницу от влияния погоды, но и придадите ей максимально естественный вид.
Выкрасите готовое изделие яркими красками, чтобы создать впечатление игрушечной вещицы.
Сделайте окна и двери, украсив их, например, красивыми ажурными наличниками.
Поместите внутрь садовые фонарики, расположив их у окошек, чтобы любоваться мельницей и в темноте.
Украсьте крышу и стены декоративными бабочками, насекомыми.

Сама по себе мельница, конечно, хороша, но не менее важен фон, который вы для нее выберете. Это должно быть чистое, просторное место. Гармонично впишутся в ее компанию почвопокровные растения. Удачно сочетается мельница с любым водоемом на участке.

Совет. Поскольку мельница – это традиционный элемент голландского стиля, то более чем кстати смотрятся в ее окружении луковичные, и в первую очередь – тюльпаны.

Декоративная мельница своими руками: видео

Мельница для сада: фото

Ландшафтный дизайн приусадебного участка на даче можно оформить с помощью цветочных клумб, светильников, а также статуэток. Если рядом располагается ручеек либо речка, то есть возможность заняться обустройством водяной мельницы. На фото продемонстрирован такой вариант, где вы можете услышать журчание стекающихся потоков воды, которые способствуют формированию совершенно иной атмосферы в саду. О том, как сделать водяную мельницу, можно посмотреть далее. При этом все работы вы можете сделать своими руками.

Водяная мельница

Если вы хотите украсить свой приусадебный участок на даче, то вам нужны какие-то декоративные элементы, которые способны полностью изменить внешний вид участка. К примеру, использование водяной мельницы для декора участка - это отличное решение. Пример результата работ вы можете посмотреть на фото ниже. Если же для мельницы не имеется потока воды, то его можно его создать искусственно. Способы воплощения в реальность могут оказаться такими:

Декоративная водяная мельница устанавливается под водосточными желобами. В данном варианте ее колесо начнет крутиться при осадках. Однако можно и не ждать дождя: посредством шланга жидкость можно подать на каркас посредством маленькой мощности насоса. Стекая с помощью трубы на колесо, она потом отводится в сад.
Если сад около дачи является неровным, то рельеф можно использовать для организации падающего потока. На возвышенности необходимо вкопать в грунт посуду необходимых габаритов, куда соберется вода от осадков. Около емкости нужно установить такую постройку, как водяная мельница, к которой жидкость станет подводиться с помощью желоба.
На ровной территории можно соорудить водоем по принципу «альпийских горок», применяя уплотненную почву и булыжники. В среднюю часть горки можно закопать шланг.

Мельница с домиком

Мощность такого устройства, как насос, необходимо подбирать таким образом, чтобы можно было перекачивать жидкость из нижних резервуаров в накопитель, который расположен наверху, либо подавать сразу в колесо водяных или ветряных мельниц. Такое устройство для сада, изображенное на фото, работает легко и просто. Есть зависимость мощности насосов от длины, на которую будут перекачиваться потоки воды. При этом все работы можно обустроить своими руками без посторонней помощи.

После завершения создания перепадов уровней жидкости, нужно начать возведение главной постройки своими руками, как на схеме ниже показано. Обустройство такого элемента декора в саду производится очень просто: нужен домик, где потребуется установить насос, а также колесо, приводимое в движение посредством жидкости, перекачиваемой из емкости, расположенной наверху, в нижнюю область. Конструкция на картинке может оказаться совершенно иной: вы можете использовать все, кроме домика, использовав колесо либо несколько колес в случае каскада.

Колесо можно изготовить следующими методами:

для того чтобы изготовить колесо маховика, можно применять деталь от обыкновенного велосипеда;
используется катушка, на которую наматывается кабель;
из досок, сбитых друг с другом, нужно выпиливать круги;
может пригодиться труба, на которую прикрепляются лопасти.

Несмотря на то, из какого материала делается колесо, необходимо принимать во внимание следующие важные и первостепенные правила:

необходима лопасть;
в центральной части колеса должна находиться труба для того, чтобы установить ось, вокруг которой оно будет вращаться.

А далее рассмотрим принцип работы такой техники для сада и декоративного элемента, как водяная мельница. При этом все работы можно выполнить своими руками. Схема поможет обустроить все самому и своими руками. Схема и картинки помогут вам в обустройстве такой техники. Изготавливать такую конструкцию, как на картинке, необходимо с колеса и лопасти. Самый простой вариант - это установить по площади между двумя зафиксированными кругами. Крепить конструкцию можно с помощью любых механических способов. Возводить своими руками 2 опоры, на которых подвижным методом можно крепить ось водяных колес. Для этого применяют такой элемент, как подшипник.

Обустройство мельницы

Опоры можно оформлять как декоративный домик. В качестве материала для них можно использовать уголки из металла, швеллер, брусья из дуба, цементный раствор и многое другое. Картинки демонстрируют, как все это обустроить правильно и максимально точно. К верхней части колеса необходимо подвести желоб, по которому вода стекается в лопасть. Лопасти из дерева нужно покрыть парой слоев водоотталкивающих лаков. Лопасти из металла нужно покрыть краской, которая является антикоррозийной.

Осуществляется организация каналов для того, чтобы отводить воду на грядки или в посуду, где вода накапливается. Декорировать участок около мельницыможно по-разному: можно живописно уложить дерн, посадить декоративные сорта растений. Таким образом, нам стало ясно, как своими руками изготовить такую мельницу, которая будет декором вашего приусадебного участка. К тому же такой декоративный элемент может выполнять иные функции, которые рассмотрим далее. При этом такая постройка своими руками может пригодиться и для различных работ в саду.

Использование водяной мельницы

А на данном этапе необходимо рассмотреть, каким образом работает водяная мельница. На картинке показана такая мельница. Падающая на лопасти жидкость начинает вращать колесо, что становится причиной движения оси.

Можно использовать мощный водяной поток: ось водяного колеса раскручивается ротором электрогенератора. Так, мельница на картинке может вырабатывать электричество для освещения дорожек на приусадебном участке. Это один из способов использования водяных мельниц. Но на этом список применения мельниц незакончен. Однако в большинстве случаев водяная мельница на дачном участке выполняет декоративную функцию. Посредством такой садовой постройки потоки жидкости направляются в необходимом направлении, к примеру, на грядки у вас в огороде.

Отличным декором стилистического направления «кантри» может оказаться использование водяной мельницы. Картинки результатов использования таких декоративных элементов представлены далее. Также рассмотрим стилевое оформление. Размер такой постройки необходимо подбирать исходя из мощности потоков реки либо ручья, однако, для декоративного оформления территории сада можно использовать конструкции, которые в рост достигают приблизительно одного метра.

Опоры для такой постройки можно изготовить из бута. Отличный вариант - это кирпич: со временем края кирпичей отломаются и в таком виде конструкция будет выглядеть весьма оригинально. Камень с кирпичом отлично сочетаются с древесиной, однако, для того чтобы элементы из дерева прослужили как можно дольше, их необходимо делать из древесины, порода которой обладает достаточной плотностью. Элементы из металла нужно обработать с помощью ортофосфорной кислоты: в таком варианте коррозия будет на поверхности и при этом конструкции будет выглядеть оригинально с помощью естественного старения.

Для декора такой постройки на дачном участке можно воспользоваться соломой, бамбуком, а также керамической черепицей. Под струей падающих потоков воды можно насыпать гальку. Около желоба и домика можно сажать декоративные сорта растений. Водяная мельница станет отличным украшением дачной территории и всегда будет радовать глаз своим внешним видом.

Текущая вода привлекает людей, за ней можно наблюдать бесконечно. Она успокаивает, вдохновляет. А вот в летние жаркие дни вода излучает прохладу. Чтобы получить такие приятные чувства, сооружается водяная мельница, своими руками ее сделать очень просто. Главное учитывать определенные рекомендации.

Что представляет собой водяная мельница?

Давным-давно водяные мельницы применяли для того, чтобы перетирать зерна и делать из них муку. Для этого использовалась энергия воды. Но времена изменились, поэтому такую мельницу применяют для декора дачной территории. Такая конструкция добавляет шарм участку. Водяная мельница оснащена колесом, которое вращается с потоком воды. Ее устанавливают на берегу водоема.

Каковы возможности водяной мельницы?

Дачный участок существует не только, чтобы высаживать на нем разнообразные овощи и фрукты. Его еще используют для отдыха. По этой причине хозяева пытаются украсить территорию, чтобы находиться на ней было максимально приятно. Для этого может послужить водяная мельница. Она будет украшать участок, а вода, которая журчит, будет дарить умиротворение. Такая мельница становится отличным дополнением всей территории дачи.

Но некоторые люди применяют данную конструкцию не только для декора, но и для осуществления некоторых функций. Но для этого должен быть естественный водяной поток. Любой водоем, который есть на участке, будет вырабатывать энергию, которую можно использовать, к примеру, для освещения.

Стоит понимать, что это не мощный источник. Он не способен осветить весь дом. Но небольшие светильники будут светиться с его помощью ночью.

Что необходимо для строительных работ?

Изготовление мельницы не запрещает фантазировать. Поэтому используются разные материалы. Мельницу можно сделать из камня, битого кирпича. Но для таких конструкций потребуется сделать фундамент. Многие люди изготавливают деревянную мельницу с домиком. Крыша делается с соломы или камыша. Такое сооружение гармонично впишется в деревенский дизайн.

Для постройки можно применить ящики, доски, плитки, которые уже не нужны. Стоит покрыть лаком деревянный материал, чтобы он долго сохранялся.

В домике, который сооружают возле мельницы, делают окна, дверки. Изначально рекомендуется заняться конструированием модели. Для этого стоит определиться с материалом, из которого будет сооружаться конструкция. Необходимо также обзавестись шурупами, молотком, клеем и другими нужными инструментами.

Пошаговая инструкция по изготовлению

Сооружение водяной мельницы включает в себя такие этапы:

Конструирование перепада воды
Постройка домика, после чего его стоит установить на нужном месте
Запуск колеса

Если отсутствует природный поток воды, можно сделать его искусственным путем. Для этого можно выбрать один из вариантов:

Установка мельницы происходит под водосточным желобом. В таком случае вращение колеса будет происходить тогда, когда на улице идет дождь. Но не обязательно ждать подходящие погодные условия. Чтобы колесо вращалось, применяется шланг с водой, которая попадает на крышу с помощью насоса. Когда она будет течь по трубе, колесо будет вращаться. В дальнейшем воду можно направлять на огород.
Если участок имеет некоторые неровности, тогда стоит воспользоваться этим. Рельеф применяют для того, чтобы сделать падающий поток. На возвышенности углубляется в грунт емкость, которая будет наполняться водой. Возле такой емкости происходит установка мельницы.
Если территория ровная, тогда можно заняться созданием альпийской горки. Для этого потребуется земля и булыжник. В середину такой постройки устанавливается водяной шланг, который будет создавать поток воды.

Для постройки необходимо обзавестись насосом, который имеет достаточную мощность, чтобы вода перекачивалась из водоема. Для этого также учитывается расстояние от мельницы до источника воды. Когда будет создан перепад воды, тогда можно приступать к постройке самой конструкции. Мельница имеет простое устройство. Для этого нужен домик, куда прячется водяной насос и колесо, которое движется с помощью воды. Но многие люди обходятся без домика. Они ограничиваются простой конструкцией.

Для создания колеса для постройки применяют такие методы:

Для конструкции берут обычное колесо из старого велосипеда
Используется катушка, которая создана для наматывания проволоки
Колесо сооружают из досок, которые прибивают друг к другу
Применяют часть трубы

Не важно, какие материалы были взяты для сооружения конструкции, необходимо соблюдать такие правила:

Должна быть лопасти
В центре конструкции должна присутствовать труба, чтобы создавалась ось, вокруг которой будет вращаться колесо
Сооружается колесо с лопастями
Прикрепить части можно любыми удобными механическими методами

Конструируются две опоры. На них должно осуществиться крепление оси подвижным методом. Для такой манипуляции применяют подшипники. Чтобы оформить опоры, делают домик. Для этого используют разнообразные материалы, которые выбрал хозяин. Домик может быть деревянный, кирпичный и т. д.

Осуществляется подведение желоб к верху колеса. По нему будет течь вода. Если лопасти сделаны с древесины, тогда стоит покрыть их лаком, который отталкивает воду. Если они изготовлены из металла, тогда стоит намазать их краской, которая защищает от коррозии. Сооружаются каналы, чтобы вода текла на огород или в другое место. Происходит оформление участка возле мельницы. Для этого высаживаются растения, укладывается плитка и т. д.

Особенности применения

Стоит не забывать, что мельница должна гармонично вписываться в дачном участке. Она должна соответствовать его размерам. Если территория небольшая, тогда мельница не должна быть огромных размеров. Домик, который находиться возле данной конструкции, можно применять для хранения разнообразных вещей. Сюда можно положить игрушки для детей, садовые инструменты.

Некоторые люди конструируют мельницу для того, чтобы использовать водяной поток. Раскручиваясь, конструкция позволяет получать энергию. Поэтому с помощью мельницы можно осветить дорожки на дачном участке. Но самым главным назначением конструкции является декор территории. Также с ее помощью можно поливать огород, что очень удобно для тех людей, которые выращивают на грядках разнообразные культуры.

Итак, водяная мельница является отличным дополнением на дачном участке. С ее помощью можно преобразить территорию, украсить дачу, создать приятную атмосферу для отдыха. Не обязательно оплачивать строителям за постройку такого сооружения. Его можно сделать самостоятельно.

Изобретение водяной мельницы имело большое значение для истории и развития техники. Первые такие конструкции использовались для перелива воды еще в Древнем Риме, позже их стали применять для получения муки и в других промышленных целях.

История изобретения

Водяное колесо было изобретено людьми еще в древние времена, благодаря чему человек получил надежный и простой двигатель, применение которого с каждым годом все расширялось. Еще в первом столетии до нашей эры римский ученый Витрувий описал такую конструкцию в своем трактате «10 книг об архитектуре». Действие ее было основано на вращении колеса от воздействия потока воды на его лопасти. И первым практическим применением этого открытия стала возможность перемалывания зерен.

История мельниц ведет свое начало от первых жерновов, которые использовали древние люди для получения муки. Такие устройства были вначале ручными, затем стали использовать физическую силу рабов или животных, которые вращали мукомольное колесо.

История водяной мельницы началась с использования конструкции колеса, двигающегося от силы речного потока, для осуществления процесса перемалывания зерна в муку, а основанием для этого послужило создание первого двигателя. Древние машины произошли от поливальных устройств, называемых чадуфонами, которые применялись для поднятия воды из реки для орошения земли и полей. Такие устройства представляли собой несколько черпаков, насаженных на обод: при вращении они погружались в воду, зачерпывали ее, а после поднятия вверх опрокидывали в желоб.

Устройство древних мельниц

Со временем люди стали строить водяные мельницы и использовать силу воды для получения муки. Причем на равнинных территориях при низкой скорости течения рек для увеличения напора устраивали запруды, обеспечивая тем самым повышение уровня воды. Для передачи движения к устройству мельницы были изобретены двигатели с зубчатой передачей, которые делались из двух колес, соприкасающихся ободами.

Используя систему из колес различного диаметра, у которых оси вращения были параллельными, древние изобретатели смогли осуществить передачу и преобразование движения, которое можно было направить на пользу людям. Причем большее колесо должно совершить меньшее количество оборотов во столько раз, во сколько его диаметр превышает второе, малое. Первые колесные зубчатые системы стали применять еще 2 тыс. лет назад. С тех пор изобретатели и механики смогли придумать множество вариантов зубчатых передач, использующих уже не только 2, но и большее количество колес.

Устройство водяной мельницы античной эпохи, описанное Витрувием, содержало 3 основных части:

Двигатель, состоящий из вертикального колеса, имеющего лопатки, которые вращаются водой.
Передаточный механизм — второе вертикальное колесо с зубцами (трансмиссия), которое вращает третье горизонтальное, называемое шестерней.
состоящий из двух жерновов: верхний приводится в движение шестерней и насажен на ее вертикальный вал. Зерно для получения муки засыпалось в ковш-воронку, расположенную над верхним жерновом.

Водяные колеса устанавливали в нескольких положениях по отношению к потоку воды: нижнебойные — на реках с большой скоростью течения. Самыми распространенными были «висячие» конструкции, устанавливаемые на свободном течении, погруженные в воду нижними лопастями. Впоследствии стали использовать среднебойные и верхнебойные виды водяных колес.

Максимально возможный коэффициент полезного действия (КПД = 75%) давала работа верхнебойных или наливных видов, что широко применялось при устройстве «байдачных» плавучих мельниц, которые курсировали на больших реках: Днепре, Куре и др.

Значение открытия водяной мельницы состояло в том, что был изобретен первый античный механизм, который в дальнейшем мог быть использован для промышленного производства, что стало важным этапом в истории развития техники.

Средневековые гидроконструкции

Первые водяные мельницы в Европе, согласно историческим данным, появились в эпоху правления Карла Великого (340 г. н. э.) в Германии и были заимствованы у римлян. Одновременно были построены такие механизмы и на реках Франции, где к концу 11 в. уже насчитывалось около 20 тыс. мельниц. В это же время в Англии уже насчитывалось их более 5,5 тыс.

Водяные мельницы в Средневековье были широко распространены на всей территории Европы, использовались они для переработки сельскохозяйственной продукции (мукомольные, маслобойные, сукновальные), для подъема воды из шахты и в металлургическом производстве. К концу 16 в. их насчитывалось уже 300 тыс., а в 18 в. — 500 тыс. Одновременно происходило их техническое усовершенствование и увеличение роста мощности (с 600 до 2220 лошадиных сил).

Знаменитый художник и изобретатель Леонардо да Винчи в своих заметках также пытался придумать новые способы использования энергии и силы воды с помощью колес. Он предложил, например, конструкцию вертикальной пилы, которую приводил в движение поток воды, подающийся на колесо, т. е. процесс становился автоматизированным. Также Леонардо сделал чертежи нескольких вариантов использования гидроконструкций: фонтаны, способы осушения болот и т. д.

Ярким примером гидросиловой установки стал механизм подачи воды для устройства фонтанов и водоснабжения дворцов в Версале, Трианоне и Марли (Франция), для чего была специально возведена плотина на р. Сене. Из устроенного водохранилища вода под напором поступала на 14 нижнебойных колес размером 12 м. Они осуществляли ее подъем с помощью 221 насоса на высоту 162 м к акведуку, из которого она поступала во дворцы и фонтаны. Ежесуточно объем подаваемой воды составлял 5 тыс. м 3.

Как работает водяная мельница

Конструкция такой мельницы оставалась неизменной на протяжении многих веков. Основным материалом для постройки служило дерево, из которого складывали амбар, делали колеса и валы. Металл использовался только в некоторых деталях: оси, крепежные части, скобы. Изредка амбар возводили из камня.

Виды мельниц, которые использовали энергию воды:

Мутовчатые — строились на горных реках с быстрым течением. По конструкции они похожи на современные турбины: на вертикальном колесе делали лопасти под углом к основанию, при падении потока воды происходило вращение, от которого шло движение жернова.
Колесные, в которых вращалось само «водяное» колесо. Строились двух типов — с нижним и верхним боем.

На мельницу с верхним боем вода поступала от запруды, далее по желобу направлялась на колесо с кюветами, которое вращалось под его тяжестью. При использовании нижнего боя используется конструкция с лопастями, которые приводятся в движение при погружении в водный поток. Для повышения эффективности работы часто использовали плотину, перегораживающую только часть реки, называемую буном.

На рисунке ниже изображено устройство типичной деревянной водяной мельницы: вращательное движение идет от нижнего привода (колеса) , вверху расположен ковш (бункер) для зерна и желоба , подающие его на жернова . Полученная мука попала в лоток , а затем высыпалась в ларь или мешок .

Регулировка подачи зерна осуществлялась дозатором, специальным ящиком с отверстием, который влиял на крупность помола муки. После получения ее необходимо было просеять через специальное сито, установленное над ларем, которое совершало колебание при помощи небольшого механизма.

Некоторые водяные мельницы использовались не только для перемола зерна, но и для обдирания проса, гречихи или овса, из которых делалась крупа. Такие машины называли крупорушками. Предприимчивые хозяева использовали мельничные конструкции для толчения кудели, для валяния домотканого сукна, для чесания шерсти и т. д.

Строительство мельниц на Руси

В древнерусских летописях упоминание о водяных колесах и мельницах встречается с 9 в. Вначале они использовались исключительно для размалывания зерна, за что и были прозваны «мучными» и «хлебными». В 1375 г. князь Подольский Корпатович даровал грамотой Доминиканскому монастырю право на постройку хлебной мельницы. А в 1389 г. жене князя Дмитрия Донского такое сооружение отошло по завещанию.

В Великом Новгороде упоминание в берестяной грамоте о постройке мельницы датировано 14 в. Псковские летописи 16 в. рассказывают о строительстве такой конструкции на реке Волхов, к чему привлекли все местное население. Была устроена плотина, перекрывшая часть реки, однако она разрушилась из-за сильного паводка.

На равнинной местности водяные мельницы в России строились с наливным верхнебойным колесом. В 14-15 вв. стали появляться мутовчатые устройства, в которых колесо было расположено горизонтально на вертикальном валу.

Строили такие конструкции мастера-самоучки без каких-либо чертежей и схем. Причем они не только копировали уже возведенные сооружения, но каждый раз добавляли свои нововведения в их устройство. Еще во времена Петра Первого в Россию стали приезжать мастера из европейских стран, которые показывали свои навыки и знания в этой области.

Один из соратников Петра, известный инженер Вильям Генин, построивший на Урале 12 больших заводов, смог обеспечить их работу от гидросиловых установок. В последующем энергию воды повсеместно использовали специалисты при строительстве горнорудных и металлообрабатывающих предприятий по всей России.

В начале 18 века по всей территории действовало около 3 тыс. мануфактур, которые использовали гидроустановки для функционирования производства. Это были металлургические, лесопильные, бумажные, ткацкие и другие предприятия.

Самый знаменитый и уникальный комплекс для обеспечения энергией горнометаллургического комбината был построен в 1787 г. инженером К. Д. Фроловым на Змеиногорском руднике, который не имел аналогов в мире. Он включал плотину, от которых вода по подземным штольням проходила в открытый канал (535 м длиной) до мельницы, где вращалось колесо лесопильной конструкции. Далее вода поступала через следующий подземный канал к гидроколесу машины по подъему руды из шахты, далее — к третьему и четвертому. В конце она вытекала через штольню длиной более 1 км обратно в реку ниже плотины, общий путь ее составлял более 2 км, диаметр самого большого колеса — 17 м. Все сооружения были построены из местных материалов: глины, дерева, камня и железа. Комплекс успешно проработал более 100 лет, но до наших дней сохранилась только плотина Змеиногорского рудника.

Исследования в области гидравлики проводил также знаменитый ученый М. В. Ломоносов, который воплотил свои научные мысли на практике, участвуя в создании предприятия цветного стекла на основе работы гидроустановки с тремя колесами. Труды еще двух российских академиков — Д. Бернулли и Л. Эйлера — приобрели мировое значение в использовании законов гидродинамики и гидротехники и заложили теоретическую основу этих наук.

Использование энергии воды на Востоке

Применение водяных колес в Китае было впервые подробно описано в книге Сунн Инсина в 1637 г. В ней рассказывается подробно об использовании их для металлургического производства. Китайские конструкции были обычно горизонтальными, однако их мощность была достаточно высокой для производства муки и металла.

Использование энергии воды было впервые начато еще в 30-е гг. н. э., после изобретения китайским чиновником возвратно-поступательного механизма на основе водяных колес.

В Древнем Китае было построено несколько сотен мельниц, располагавшихся вдоль рек, однако в 10 в. правительство стало запрещать их из-за препятствования речному судоходству. Строительство мельниц постепенно расширялось и в соседних странах: Японии и Индии, на Тибете.

Колеса для подачи воды в странах ислама

Страны Востока, в которых люди исповедуют исламскую религию, являются в большинстве своем территорией с очень жарким климатом. С древних времен регулярное водоснабжение имело очень важное значение. Строились акведуки для подачи воды в города, а для поднятия ее из реки строили мельницы, которые называли «нориями».

По данным историков, первые такие сооружения возводились еще 5 тыс. лет назад на территории Сирии и других стран. На реке Оронт, одной из самых полноводных в стране, строительство норий было широко распространено в виде огромных колес водяных мельниц, которые многочисленными лопастями черпали воду и подавали ее на акведук.

Ярким примером такого сооружения являются сохранившиеся до наших времен нории города Хама, строительство которых датируется 13 в. Они продолжают работать и до настоящего времени, являясь одновременно украшением и достопримечательностью города.

Использование гидроэнергии в различных производствах

Кроме получения муки, область применения водяных мельниц распространялась на такие виды производств:

для мелиорации и обеспечения водой посевов на полях;
лесопильное, в котором энергия воды использовалась для обработки древесины;
металлургия и обработка металла;
в горных производствах для или другой породы;
в ткацкой и шерстяной мануфактурах;
для подъема воды из шахты и др.

Один из самых древних примеров использования силы воды — лесопильная мельница в Хиераполисе (Турция), механизмы ее были обнаружены во время раскопок и датированы 6 в. н. э.

В некоторых европейских странах археологами были обнаружены остатки старых мельниц эпохи Древнего Рима, которые использовали для дробления кварца с содержанием золота, добываемого в шахтах.

Самый большой комплекс, использующий силу воды, был построен, по историческим данным, в 1 в. на юге Франции под названием Barbegal, в котором было установлено 16 водяных колес, снабжавших энергией 16 мукомольных мельниц, обеспечивая, таким образом, хлебом близлежащий город Алерт. Ежесуточно здесь производилось 4,5 т муки.

Аналогичный мельничный комплекс на холме Яникул снабжал в 3 в. город Рим, что было оценено императором Аврелианом.

Создание водяной конструкции своими руками

Такой архитектурный элемент, как водяное колесо, приобрел популярность наравне с бассейнами, каскадами или фонтанчиками. Конечно, подобные сооружения выполняют скорее декоративную, нежели практическую функцию. Построить водяную мельницу своими руками сможет каждый хозяин, имеющий навыки работы с деревянными деталями.

Размер колеса рекомендуется выбирать минимум 1,5 м, но не более 10 м, что зависит от площади участка. Мельничный домик также выбирается по его будущему предназначению: строение для хранения инвентаря, игровая зона для детей, украшение территории.

Изготовление деталей:

в качестве основы для водяного колеса можно взять велосипедное или сбитое из дерева, к которому крепятся лопасти; в центре его должна быть труба, вокруг которое происходит вращение;
готовое изделие крепится на подшипники на 2 опоры, которые изготавливают их дубового бруса, металлического уголка, кирпича;
к верхней части колеса должен подходить желоб, по которому стекает вода на лопасти; ее подводят либо от шланга с насосом, либо она поступает после дождя;
все детали для увеличения срока работы рекомендуется обработать: деревянные - покрыть лаком, металлические — краской от коррозии;
для отведения воды прокладывают каналы в направлении грядок или к другой емкости;
на завершающем этапе сооружение украшают декоративными элементами.

Устройство на загородном участке декоративной водяной мельницы станет прекрасным эстетическим дополнением к ландшафту.

Знаменитые исторические мельницы

Самая большая действующая водяная мельница «Леди Изабелла» расположена около деревни Лекси на острове Мэн в Ирландском море. Это сооружение было возведено в 1854 г. инженером-самоучкой Робертом Казементом в честь жены местного генерал-губернатора, а целью его строительства было откачка грунтовых вод из местной шахты по добыче природных ископаемых (цинка, свинца и др.).

Специально были проложены каналы, по ним вода из горных рек проходила через мост и подавалась для вращения колеса диаметром 22 м, которое до сих пор считается самым огромным в мире, благодаря чему пользуется успехом у туристов уже много лет.

Одна из оригинальных достопримечательностей Франции — водяная старая мельница, расположенная около г. Вернона (Франция). Ее уникальность в том, что она опирается на 2 опоры старинного каменного моста, который соединял когда-то берега Сены. Точная дата ее сооружения неизвестна, однако, по некоторым данным, она возводилась в период противостояния Ричарду Львиное Сердце и имела стратегическое значение. В 1883 г. ее увековечил знаменитый художник Клод Моне на одном из своих полотен.

Создание водяной мельницы является важным этапом в истории развития техники, ведь она считается первой конструкцией, которую можно было использовать в различных целях для переработки сельскохозяйственной и другой продукции, что стало первым шагом к машинному производству в мире.