Как сделать водяную мельницу своими руками

Как сделать водяную мельницу: декор плюс функционал

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

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

Мельница водяное колесо фото

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

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

Известно, что загородный участок необходим не только для труда, но и для полноценного отдыха на природе. Садоводы украшают приусадебную территорию фонтанами, каменными фигурками, светильниками. Прекрасным дополнением к этим деталям станет небольшая водяная мельница, которую реально сделать своими руками.

Известно, что загородный участок необходим не только для труда, но и для полноценного отдыха на природе

На воду можно смотреть бесконечно, она дарит холодок в жаркий день, а журчание, доносящееся из сада, успокаивает и отвлекает от суеты. Современные технологии позволяют дачникам самостоятельно создать такое украшение для своего участка.

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.

Материалы

для корпуса мельницы:

лист фанеры, ДСП или широкая доска
4 деревянных бруска длина – 60-70 см, сечение 3х3 или 5х5
деревянные рейки 2 шт., длина – 60-70 см, ширина 3 см
любой материал для обшивки мельницы (вагонка, рейки)

материал для планок лопастей (вагонка, рейки)
деревянные уголки (длина 60-70 см, сторона 3 см)

для крыши

лист фанеры, ДСП
3 рейки (длина вымеряется при сборе крыши, но не менее 50 см)
саморезы

Подготовив исходные материалы, приступаем к выпиливанию деталей.

Из фанеры или ДСП выпиливаем два основания: нижнее 50х50 см и верхнее 40х40 см.
Расчерчиваем на основаниях диагональный крест и в его центре просверливаем отверстия.
С помощью саморезов крепим рейки к углам нижнего основания, отступив от каждого края 2-3 см.

Вставляем в отверстие дополнительную рейку, она поможет нам в сборке каркаса.
Накладываем на вершины реек верхнее основание и закрепляем его на саморезы.
Обшиваем каркас вагонкой (горизонтально), подгоняя каждую планку по ширине стороны, на которую она крепится, лишнее отпиливаем.

Приступаем к строительству крыши. Выпиливаем из фанеры или ДСП два ската (равнобедренные треугольники). Размер сторон треугольников выбираем произвольно, но ориентируясь на гармоничное сочетание его с каркасом.

Соединяем скаты рейками по бокам и верху, чтобы получился объемный треугольник.
Крепим крышу к основанию, прикручивая рейки саморезами.
Проделываем в лицевом скате крыши отверстие.
Собираем лопасти. Две рейки выкладываем крестовиной, проделываем сквозное отверстие в центре креста, по диаметру равное отверстию в крыше.

Пропускаем болт через отверстие в крестовине и отверстие в крыше. Закрепляем его шайбами с двух сторон и гайкой.
Берем маленькие гвозди, заготовленные рейки для лопастей, и аккуратно прибиваем их на все четыре лопасти

Обшиваем бока крыши вагонкой, вертикально или горизонтально, как вам больше нравится.

Шлифуем обшивку мельницы.
Закрываем стыки на ребрах мельницы деревянными уголками.

Понимая, что даже при наличии пошаговой инструкции у человека всегда могут возникнуть дополнительные вопросы, мы решили дополнить наш обзор полезными советами.

из пород деревьев лучше всего брать сосну, она мягкая и теплая, хорошо поддается обработки и долго хранит приятный хвойный аромат
для упорядочения работы сделайте чертеж декоративной мельницы и отмечайте на нем уже выполненные детали

чтобы мельница прожила долго, обработайте деревянные части специальным составом, предохраняющим от влаги и древесных жуков
используйте подручные материалы для украшения мельницы

не перегружайте лопасти мельницы, правильно рассчитайте их массу, чтобы они не завалили все сооружение

устанавливайте основание мельницы на дополнительный подиум (цемент, камень, мощение), чтобы избежать гниения дерева от долгого соприкосновения с землей

Теперь вы знаете, как сделать декоративную мельницу своими руками, но даже этот маленький макет может украсить ваш сад. Еще немного терпения, краски или мозаики , и ваша мельница превратится в произведение искусства.

Материалы и инструменты

Постройка изготавливается из дерева. Для создания декоративной водяной мельницы необходимы:

карандаш, ручка, маркер, циркуль (для чертежей и разметки деталей);
угольник (линейка с прямым углом), простая длинная линейка;
шлифовальная машина или наждачная бумага (средней зернистости);
лобзик (простой или электрический), пила;
саморезы, гвозди, шурупы, болты и шайбы разных размеров;
дрель, сверла различной формы и толщины;
отвертки (крестовая и простая) или шуруповерт (электрический или аккумуляторный);
метр, мерная рулетка;
молоток.

Необходимое количество материалов определяется в соответствии с размерами постройки. Для мельницы потребуются:

фанера;
бруски различных размеров;
деревянные рейки (они будут соединять все стены и крышу нашей постройки);
бухта для проволоки или другая конструкция круглой формы (для изготовления колеса);
металлический стержень с резьбой, алюминиевая трубка и втулки (для крепления и вращения колеса);
для крыши можно использовать фанеру и любой кровельный материал (например, черепицу);
материал для обшивки корпуса мельницы;
шланг (для крепления его к желобу, а также если необходимо устройство подземного ключа);
материалы для декорирования (плитка, камни, окна, двери и т. д.);
специальный клей для деревянных изделий;
пропитка, лак, эмаль для работ по дереву.

Внимание! Расчет материалов необходимо проводить с небольшим запасом на брак и непреднамеренные поломки

Как построить декоративную мельницу с водопадом из дерева своими руками

Многие владельцы дачных участков считают, что конструкция с водяным колесом более подходит для сада, чем классический ветряк. Причин для такого мнения много, но чаще всего людям нравится звук и вид падающей с колеса воды. Его не сравнить ни с фонтаном, ни с искусственным водопадом.

Декоративную водяную мельницу невозможно сделать без ручья или мини-водопада. Если такой имеется в саду, то процесс постройки заметно упрощается. Если же нет, то большую часть работы придется сделать с нуля.

Процесс изготовления декоративной мельницы своими руками пошагово будет выглядеть следующим образом:

Облагораживаем место установки на пруду в саду, выкладываем берег камнями, забиваем в дно четыре опоры, на которых будет держатся корпус мельницы. Декоративное колесо будет работать и на берегу, но в этом случае теряется натурализм композиции;
Собираем корпус, сделать его не сложнее собачьей будки, нужно лишь добавить имитацию окошка и установить лоток подачи воды на колесо. Лоток можно заменить брусом с выфрезерованным внутри пазом;
Коробку собираем из осины, соединяем на деревянных шпунтах, без клея и саморезов. Из-за высокой влажности металл быстро приходит в негодность, а клеевая основа даже на основе эпоксидной или полиэфирной смолы отслаивается от поверхности древесины;
Собираем водяное колесо. Структурно оно состоит из двух одинаковых дисков, соединенных между собой дощечками из той же осины, или лучше — дуба. Каждую половинку колеса собираем из 6-8 трапециевидных заготовок, все это крепим на пластиковый обруч;
Ось вращения делаем из обточенного на станке дубового бруска, или пластиковой водопроводной трубы дюймового размера. Если декоративная мельница будет зимовать в саду, то лучше все детали делать деревянными.

Остаются мелочи – установить в пруд аквариумный погружной насос и завести шланг для подачи воды внутрь декоративной мельницы. Если в саду имеется ручей, то можно просто по руслу вверх по течению пробросить шланг и сделать вывод на подающий желоб. Никакой дополнительной отделки лаками и красками не будет. Если сделать коробку крашенной или лакированной, то такая мельница будет выглядеть неестественно.

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, водозаборные сооружения, 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.

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.

Водяная мельница своими руками

Первоначально нужно создать на выбранном для постройки месте перепад уровней воды. После этого можно переходить непосредственно к процессу сооружения основной конструкции. Мельница имеет довольно простое устройство. По своему исполнению она представляет небольшой домик, где необходимо установить водяной насос и колесо, которое будет вращаться под действием воды, подаваемой из верхнего резервуара в нижний. Но можно в качестве основы использовать и другой вариант мельницы: от домика можно отказаться, ограничившись одним или несколькими колесами.

Существует несколько способов, позволяющих создать своими руками колесо для мельницы:

На роль мельничного маховика можно приспособить обычное велосипедное колесо.
Сделать из катушки для наматывания кабеля.
Изготовить из предварительно сбитых друг с другом досок, придав конструкции форму круга.
Можно использовать кусок трубы с прикрепленными к ней лопастями.

Если вы впервые будете делать деревянное колесо своими руками, чертежи вам понадобятся в любом случае. Начинать без них не советуем, иначе вы совершите массу ошибок и только зря потратите время и материалы.

Хотя в принципе выбор можно остановить на любом варианте. Главное, чтобы были соблюдены два обязательных условия:

конструкция должна иметь лопасти;
в центре колеса должна располагаться труба, на которую будет установлена ось, обеспечивающая вращение.

Этапы изготовления

Несмотря на то что это всего лишь элемент декора, при сооружении этой постройки все равно нужно придерживаться определённого алгоритма, который включает ряд этапов:

На первом этапе необходимо изготовить колесо мельницы с лопастями. Во избежание дополнительных трудностей лопасти рекомендуется устанавливать по периметру между двумя соосно закрепленными кругами. Крепление можно выполнить любым доступным механическим способом.
На этом этапе изготавливают две опоры, после чего на них крепится ось водяного колеса с возможностью вращения. Этого можно добиться посредством использования подшипников.
Опоры можно сразу изготовить в виде декоративного домика. Их можно сделать из любых доступных материалов — дубовых брусьев, цемента, кирпича, фанеры, металлических уголков и пр.
К верхней части колеса следует подвести желоб, посредством которого вода будет подаваться на лопасти.
В зависимости от материала, из которого изготовлены лопасти, их необходимо обработать влагозащитным материалом. На деревянные элементы наносят 2−3 слоя водоотталкивающего лака, а металлические окрашивают антикоррозионной краской.
Сооружают каналы, через которые приводящая в движение лопасти вода будет отводиться, например, на грядки или в специальную емкость.
На завершающем этапе занимаются оформлением прилегающей территории — подготавливают клумбы с укладкой плодородного грунта, высаживают декоративные растения.

Варианты использования

Водяная мельница работает по довольно простому и общеизвестному принципу: на лопасти колёс подаётся вода, заставляя их вращаться, а они, в свою очередь, приводят в движение ось постройки. Но поскольку на дачном участке в основном сооружают декоративные мельницы, в ее конструкции дальнейшая передача крутящего момента к исполнительному механизму не предусмотрена.

Создаваемый мощный водяной поток владелец дачного участка может использовать с выгодой для себя. Например, ось водяных колес может заставлять вращаться ротор электрогенератора. Таким образом мельница может стать источником дополнительной электроэнергии, которую можно использовать для освещения дорожек.

Хотя чаще всего такую мельницу сооружают на даче исключительно в качестве элемента декора. Она позволяет перенаправлять потоки воды в нужном направлении, например, для орошения грядок.

Сооружение модели водяной мельницы

Рисунок 4. Схема погружного насоса для водяной мельницы.

Прежде чем возводить полноразмерную мельницу, стоит подумать, соответствуют ли ее размеры площади доступного пространства. На стандартном садовом участке, не отличающемся особо внушительными просторами, огромное сооружение будет смотреться нелепо и неуместно. Вместо этого рекомендуется собрать уменьшенную модель-миниатюру, которая отлично впишется в дизайн не слишком большого двора. Чертеж с точными размерами (в сантиметрах), по которому можно безошибочно собрать постройку, приведен на схеме (рис. 5). Для сооружения модели водяной мельницы могут понадобиться следующие материалы:

тротуарные плиты с габаритами 75х50х5 см;
булыжники для мостовой (серые кубики на схеме);
битумная черепица;
латунный резьбовой стержень;
алюминиевый уголок;
втулки, гайки, шурупы, дюбели, гвозди;
монтажные рейки из дерева;
фанера;
специальный клей и защитная пропитка для древесины.

Также пригодятся такие инструменты:

Рисунок 5. Чертеж водяной мельницы.

электролобзик;
дисковая пила (болгарка);
молоток, отвертки;
влажная губка;
нож;
карандаш.

Каменные кубы (мостовые булыжники) укладываются в ряд по краям плит тротуара, сверху наносится и разглаживается увлажненной губкой раствор. Деревянные рейки при помощи электролобзика распиливаются в соответствии с размерами, затем из них формируется опорная конструкция сооружения, подобная каркасу. Места соединения сцепляются клеем по дереву, угловые элементы крепятся врубкой вполдерева. Все сборочные элементы из дерева нужно пропитать защитным раствором, чтобы постройка выдержала многолетний простой под открытым небом, омываемая дождями и снегом. Сформированный каркас, подпираемый раскосами, шурупами крепится к основанию. Затем окна каркаса заполняются кусками битумной черепицы, разрезанными болгаркой по соответствующим размерам и закрепленными силиконовым клеем. На фанерные листы карандашом наносится рисунок колесных дисков, затем электролобзиком выпиливаются нужные формы деталей.

К одному из двух колесных дисков приклеиваются куски порезанного на равные части алюминиевого уголка, имитирующие водозаборные лопасти.

Далее необходимо сделать опору для получившегося водяного колеса. Она должна иметь высокую надежность, поэтому после склеивания рекомендуется упрочить конструкцию шурупами, а в осевое отверстие вбить алюминиевую втулку. Колесо тоже следует выполнять аккуратно и надежно, так как от его качества зависит долговечность всего сооружения.

Ось мельницы представляет собой латунный стержень, на который следует надеть распорную втулку вместе с алюминиевой трубкой, что усилит крепление к стене. Потом на ось садится собранное ранее колесо. Такая же втулка необходима для отделения колеса от опоры, чтобы между ними был промежуток. Затем ось прикручивается гайкой, для чего стержень должен иметь резьбу. Верхнюю половину каркаса мельницы нужно обшить деревянными рейками.

https://www.youtube.com/watch?v=iXS5X3_41no

В нижней половине по углам при помощи клея крепятся деревянные уголки. Это необходимо для корректного совмещения деталей постройки. Ножом вырезаются куски черепицы для кровли, которые затем клеятся сверху домика.

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 обработки камней 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.