Декоративная мельница для сада: как сделать своими руками, чертежи и советы

Содержание

1. В чем секрет привлекательности?
2. Какой тип выбрать?
3. Ветряная мельница
4. Водяная мельница
5. Важные предостережения

Мельница — один из древнейших механизмов, известных человечеству. Еще в древнем Вавилоне и Китае люди использовали силу ветра и воды для помола зерна. Сегодня декоративная мельница может стать изюминкой вашего сада, оживить даже самый скучный пейзаж и придать участку особый шарм. Сделать ее своими руками вполне реально, но часто результат оказывается не таким впечатляющим, как хотелось бы. Дело не в умениях мастера, а в технических нюансах, которые напрямую влияют на эстетику. Именно об этих тонкостях и пойдет речь.

Производственные мельницы и их декоративные модели

В чем секрет привлекательности?

Почему декоративная мельница так притягивает взгляд? Есть несколько причин, которые работают в комплексе:

• Культурный код и история. За тысячелетия мельница обросла мифами, легендами и художественными образами. Вспомните хотя бы Дон Кихота — этот образ прочно связан с ветряными мельницами, добавляя им романтического флера.
• Монументальность и форма. Настоящая мельница — это всегда солидное архитектурное сооружение, чья форма часто диктуется законами аэродинамики для максимальной эффективности.
• Динамика и движение. Главный секрет — в движении. Вращающиеся лопасти или колесо оживляют пространство, подобно тому как движущаяся вода украшает пейзаж. Без этого элемента мельница теряет большую часть своего очарования.

Интересный факт: древние китайские вертикальные ветряные мельницы (см. рисунок) не требовали массивной башни для устойчивости. Такую конструкцию стало возможным реализовать благодаря бамбуку — легкому и прочному материалу. В других регионах, богатых водой (например, в Японии), предпочтение отдавали более простым и надежным водяным мельницам.

Разница между производственной и декоративной мельницей

Для настоящей, «рабочей» мельницы ключевым показателем является коэффициент использования ветра (КИВ) — аналог КПД. Ей важно вырабатывать мощность для вращения жерновов или насосов. Совсем другие задачи у декоративной садовой мельницы. Ее ротор не несет механической нагрузки, поэтому КИВ отходит на второй план.

Главный параметр для украшения сада — чувствительность к ветру или потоку воды (ЧВ/ЧП). Идеальная декоративная мельница должна начинать плавно вращаться при самом легком ветерке (2–2,5 м/с) или при слабом течении воды (от 0,25 м/с). Если лопасти неподвижны, когда листья на деревьях уже шелестят, эстетический эффект теряется. Вариант с моторчиком, принудительно вращающим колесо, лишен естественности и потому малопривлекателен.

Примечание: для водяной мельницы верхнего боя колесо должно вращаться, даже если вода течет из желоба тонкой струйкой или каплями.

С одной стороны, задача упрощается — не нужно передавать усилие. С другой — усложняется из-за физических законов. При уменьшении размеров ротора площадь, которую он ометает, сокращается в квадрате. Кроме того, у самой земли ветер слабее и более турбулентный. Для водяной мельницы эти эффекты выражены слабее, но их тоже нужно учитывать.

Какой тип выбрать?

Ветряная мельница в статике и особенно в динамике обычно выглядит эффектнее водяной, так как движение ее лопастей более заметно. Сделать ее в целом проще. Однако она будет «работать» только в ветреную погоду.

Декоративные мельницы — водяная и ветряная

Водяная мельница — более независима от капризов погоды, но требует постоянного источника воды. Если на участке нет естественного ручья или родника, придется создавать искусственную систему: водоем, уклон, насос для циркуляции воды, что означает дополнительные расходы и трудозатраты. Зато в жару такой элемент ландшафта будет освежать воздух.

Видео: пример декоративной водяной мельницы

В итоге для украшения зоны отдыха чаще выбирают ветряные мельницы — как готовые, так и самодельные. Но чтобы они действительно радовали глаз, важно обеспечить их чувствительность к слабому ветру.

Ветряная мельница

Как уже говорилось, основная проблема садовых ветряков — низкая чувствительность. Чтобы ее повысить, нужно разобраться в некоторых технических моментах.

Декоративные ветряные мельницы

Для вдохновения можно посмотреть подборку идей по украшению сада:

Видео: 30 примеров декора сада ветряными мельницами

Основы аэродинамики для мельницы

Главная сложность — работа в приземном, турбулентном потоке воздуха. Частично компенсировать это помогает наклон оси вращения ротора назад (на 8–12 градусов), как это делали в старину (см. поз. 1 и 2 на рисунке). Это позволяет лопастям лучше «ловить» ветер, дующий снизу.

Аэродинамика ротора ветряной мельницы

Также важно, чтобы корпус (башня) мельницы был обтекаемым. Круглые или граненые формы создают меньше завихрений, чем квадратные, что положительно сказывается на чувствительности ротора.

Старинная ветряная мельница в граненой башне

Ветряная мельница — это тихоходный ветряк. Ее лопасти движутся не быстрее (или медленнее) скорости ветра. Поэтому тяга создается в основном за счет разницы давления на переднюю и заднюю стороны лопасти. Это хорошая новость для мастера: не нужно создавать идеально гладкий аэродинамический профиль, как у самолета. Достаточно сделать переднюю плоскость гладкой.

Улучшенная конструкция лопастей

Для повышения эффективности можно придать лопасти небольшую винтовую крутку по размаху (разные углы у основания и на конце) и сделать ее уже у корня. Чертежи такой «полуобтекаемой» лопасти для декоративной мельницы представлены ниже. С таким ротором мельница будет хорошо вращаться даже при слабом ветре.

Чертежи полуобтекаемой лопасти декоративной ветряной мельницы

Лонжерон (основа) лопасти делается из деревянного стержня диаметром 12–40 мм. Обшивка может быть любой — реечной, из драни или шпона для придания «старинного» вида.

Мини-мельницы для дачи

Небольшие настольные или садовые мини-мельницы часто делают с цельными деревянными лопастями. Чтобы повысить их чувствительность, можно пойти на хитрость: сделать в лопастях продольные прорези ближе к задней кромке. Они работают как закрылки, улучшая аэродинамику. Даже простая плоская лопасть с такой прорезью и минимальным профилем будет хорошо крутиться на легком ветру.

Декоративные ветряные мини-мельницы с цельнодеревянными лопастями

Примечание: примерные минимальные размеры для настольной декоративной мельницы показаны на рисунке.

Чего делать не стоит

Чтобы не разочароваться в результате, избегайте распространенных ошибок:

Как не надо делать декоративную ветряную мельницу

• Грубые поделки с примитивными лопастями (поз. 1 на рис.) не добавят саду красоты.
• Не пытайтесь слепо копировать парусные роторы (поз. 2). Для их эффективной работы нужно много лопастей (не менее 8), и они рассчитаны на сильный постоянный ветер.
• Не оставляйте каркас лопастей полностью открытым (поз. 3), если только вы не создаете специальный музейный экспонат. В старину лопасти обшивали тканью, и сквозь нее просвечивал набор — это смотрелось очень эффектно.
• Следите, чтобы обшивка лопасти была натянута с наветренной (передней) стороны. Если она на задней (поз. 5), ротор будет плохо ловить ветер.
• Использование лопастей от вентилятора или гребного винта (поз. 6) разрушает образ мельницы, создавая ощущение абсурда.

Частичная обшивка лопастей ветряной мельницы

Выбор прототипа для постройки

Для декоративной мельницы лучше всего подходят прототипы с горизонтальной осью вращения ротора — они наиболее узнаваемы и эстетичны.

Основные типа ветряных мельниц с горизонтальной осью ротора

• Неповоротные башенные (поз. 1) хороши для мест с постоянным направлением ветра. Подходят как прототип для дачных и настольных моделей.
• Козловые (поз. 2) — просты в строительстве, но вся конструкция поворачивается на ветер с большим трудом. Для декоративных целей малопригодны из-за низкого расположения.
• Шатровые (поз. 4) — самые совершенные. На ветер поворачивается только легкий верхний шатер с ротором, что можно делать вручную или с помощью простого механизма. Идеальный прототип для любой декоративной мельницы.

Конструкция шатровой мельницы: капитальное основание (изба), каркасная башня (тулово), поворотный шатер, в котором находится ротор и первая ступень передачи (у декоративной ее, конечно, нет).

Шатровая ветряная мельница с виндрозой в Норфолке (Англия)

Почему не стоит выбирать парусный ротор

Парусные мельницы (см. рис.), пришедшие из арабских стран, очень живописны, но для декоративных целей не годятся. Их лопасти-паруса начинают работать только при достаточно сильном и устойчивом ветре (от 6–7 м/с). Чувствительность у них низкая.

Ветряные мельницы с парусным ротором

Ключевые узлы и механизмы

Для успеха проекта критически важны два момента: качественный узел вращения ротора и, желательно, механизм автоматической ориентации на ветер (чтобы не бегать каждый раз поворачивать мельницу вручную).

Узел вращения — основа основ

Самоустанавливающийся шариковый подшипник

Это самый ответственный узел. Он должен иметь минимальное трение и выдерживать боковые нагрузки. Лучшее решение — использование двух самоустанавливающихся шарикоподшипников, расположенных на расстоянии друг от друга на оси (резьбовой шпильке М4–М16). Ось в подшипниках фиксируется гайками с шайбами, а после затяжки резьба капается краской (масляной, глифталевой) для предотвращения самоотвинчивания от вибрации.

Узлы вращения декоративной ветряной мельницы

Узел вращения шатера (если мельница не флюгерного типа) можно сделать проще — на основе металлической оси, вращающейся в деревянном коробе между стальными накладками.

Виндроза — умная автоматика

Виндроза — это гениальное изобретение голландских мельников, механизм, автоматически поворачивающий шатер мельницы навстречу ветру. Он состоит из небольшой дополнительной крыльчатки, установленной сбоку перпендикулярно основному ротору. Когда ветер меняет направление, эта вертушка начинает вращаться и через простейшую передачу (шкив, пасик, зубчатый венец) поворачивает шатер.

Устройство виндрозы (приспособления для автоматического разворота на ветер) производственной и декоративной ветряной мельницы

Для декоративной мельницы виндрозу можно сделать упрощенно из подручных материалов: вертушку из ткани, ведущий шкив от старого магнитофона, зубчатый венец на поворотном круге. Это добавит конструкции аутентичности и избавит от необходимости manually ее ориентировать.

Конструкция ротора и количество лопастей

Силовые схемы лопастей роторов ветряных мельниц

Для декоративной мельницы лучше подходят лопасти с передним (висячим) расположением лонжерона — они легче и чувствительнее. Оптимальное количество лопастей — четыре. Меньше будет выглядеть ненатурально, больше — может снизить чувствительность к слабому ветру.

Строение и чертежи простой мельницы

Схема строения простой декоративной ветряной мельницы

Квадратный в плане корпус сделать проще, но он хуже с точки зрения аэродинамики. Настоящие мельницы всегда были круглыми или многогранными. Чертежи ключевых узлов простой, но эффективной декоративной мельницы представлены ниже. Обратите внимание на направление свеса лопастей — оно должно соответствовать направлению резьбы на оси, чтобы ротор не открутился в процессе работы.

Чертежи основных узлов простой декоративной ветряной мельницы

Сделать красивую граненую башню можно из фанеры, но это трудоемко. Более доступный способ — собрать каркас из деревянного бруска, подрезанного под нужным углом (например, для 12-гранной башни — под 15 градусов). Собирается такой каркас на клею, венцы укладываются со смещением для прочности. После сборки и шлифовки башня может приобрести почти круглые очертания.

Подрезка деревянного бруса для сборки строения декоративной ветряной мельницы

Пробуем водяную

Создать условия для водяной мельницы сложнее, но результат может быть потрясающим. Главное, что определяет ее вид, — тип «боя», то есть способ подачи воды на колесо.

Видео: водяная мельница для сада своими руками

Наиболее зрелищны мельницы верхнего боя (слева на рис.), где вода падает сверху на лопасти. Они лучше всего освежают воздух, но и сложнее в изготовлении. Мельницы нижнего боя (в центре и справа) проще: колесо просто погружено в поток. Но и выглядят они скромнее.

Декоративные водяные мельницы с колесами верхнего и нижнего боя

Типы водяных колес

Типы рабочих колес водяных мельниц

• Подливное (нижний бой). Самое простое. Использует kinetic энергию текущей воды. Ставится в любой ручей. Почти не освежает воздух, зато минимальный расход воды.
• Верхний бой. Самое эффектное. Работает в основном на potential энергии воды, падающей сверху. Требует хорошего напора (естественного или созданного насосом). Дает красивые каскады, отлично увлажняет воздух, но в жару расход воды на испарение может быть значительным.

Изготовление колеса и система подачи воды

Колесо можно сделать, набив планки (дрань, шпон) на фанерную основу. Важно не делать сплошной барабан (поз. А на рис.), где будет застаиваться вода. Лучше собрать колесо из отдельных сегментов, как показано на поз. Б.

Как сделать рабочее колесо для декоративной водяной мельницы

Для циркуляции воды в небольшой декоративной системе отлично подходят аквариумные помпы. Они безнапорные, но имеют остаточный напор (от 20 см у маленьких до 80–100 см у мощных). Этого достаточно для работы колеса.

Схемы питания водой колес декоративных водяных мельниц при помощи аквариумных помп

Для колеса верхнего боя (самого красивого) понадобится система из двух помп. Одна, мощная, качает воду из нижнего водоема в верхний бак. Вторая, слабая, установлена в самом баке и обеспечивает тонкую струйку воды на колесо. Такая схема позволяет регулировать скорость вращения, поднимая или опуская верхнюю помпу. Важно следить, чтобы помпа никогда не оставалась без воды («на сухую»), иначе она сгорит.

Важные предостережения

Речь не о технике безопасности, а о юридических тонкостях. Если вы живете не в России, перед строительством декоративной ветряной или водяной (на естественном потоке) мельницы обязательно проконсультируйтесь с юристом. В некоторых странах использование возобновляемых источников энергии (даже в декоративных целях) может облагаться налогом или требовать специального разрешения. Незнание закона не освобождает от ответственности, и можно получить неожиданный штраф.

что еще почитать: Альпийская горка на даче: принципы устройства, строительство, озеленениеУстройство газона: подготовка, технология работ, выбор вида, уходДорожки своими руками: из бетона, спилов, подручных материалов Вывести все материалы с меткой:

• загородный дом
• ландшафтный дизайн

Перейти в раздел:

• Строительство своими руками, загородный дом и участок

Обсуждение:

выйти

Нажимая кнопку «Добавить комментарий», я соглашаюсь с пользовательским соглашением и политикой конфиденциальности сайта.



• Хай-тек в интерьере: стиль высоких технологий для современного дома
• Рулетики из свинины с сыром и маринованным огурцом: пошаговый рецепт