L’era dell’agricoltura è finita nel passato molti secoli fa, ma ciò non significa che tutti gli sviluppi di quel tempo ora non significhino nulla. Ad esempio, oggi parleremo di come realizzare un mulino a vento con le tue mani.

Vale la pena iniziare con il motivo per cui è necessario in generale? È improbabile che qualcuno macini il miglio in farina con il suo aiuto. Sì, e la coltivazione del miglio viene effettuata da agricoltori professionisti, che dispongono di tecnologie moderne responsabili di tutti i processi produttivi. Tuttavia, sempre più residenti estivi si chiedono come realizzare un mulino a vento con le proprie mani?

Questa eccitazione può essere spiegata in modo abbastanza semplice: un mulino a vento, che puoi facilmente realizzare con le tue mani, è un eccellente elemento di progettazione del paesaggio che rende il sito davvero unico. È molto più facile vendere un giardino con una tale caratteristica che un terreno identico a quello vicino.

Nel mondo moderno, l'unicità è apprezzata sopra ogni altra cosa. Ecco perché se decidi di realizzare un mulino a vento con le tue mani, trasformerà il tuo giardino. Inoltre, con la dovuta diligenza e una piccola escursione nella fisica, puoi utilizzare questa struttura come fonte di energia.

Attenzione! Un mulino a vento può essere utilizzato come generatore elettrico.

Un mulino a vento nel tuo cottage estivo non può essere solo un elemento del paesaggio che hai realizzato con le tue mani, ma anche un convertitore di energia eolica. Ciò farà risparmiare in modo significativo il budget familiare.

Ulteriori qualità di un mulino a vento

Prima di scegliere un luogo in cui installare un mulino a vento, dovresti considerare che questa struttura, che realizzi con le tue mani, può avere diversi scopi:

1. Un mulino a vento può nascondere una serie di aree antiestetiche della tua proprietà, come un tombino.
2. Alcuni mulini a vento che puoi realizzare da solo sono realizzati con materiali leggeri. Di conseguenza, è possibile minimizzarne le dimensioni. Pertanto, queste strutture vengono spesso utilizzate come cappucci protettivi per valvole di tubi e altri oggetti tecnici.
3. La struttura può essere utilizzata come casetta giochi per bambini. Per fare ciò, dovrai ingrandire leggermente il disegno, ma qui non c'è nulla di irrealistico. L'importante è renderlo stabile e non dimenticare l'ingresso.
4. In una grande struttura realizzata per sembrare un mulino con le tue mani, puoi riporre una varietà di attrezzi da giardinaggio. In effetti, questo sarà un ripostiglio.
5. Il mulino in pietra può essere utilizzato anche come barbecue.
6. Con piccole modifiche, questa struttura può essere utilizzata come spaventapasseri per le talpe. È sufficiente scavare le gambe a una profondità di 20 centimetri in modo che le vibrazioni della struttura che si verificheranno durante la rotazione delle lame vengano trasmesse al terreno.

Come puoi vedere, un mulino a vento realizzato da te può trovare molti usi come elemento di progettazione del paesaggio.

Il ruolo del mulino a vento nella progettazione del paesaggio

Il mondo moderno è così diversificato che affinché una trama sia la migliore, le cure semplici e persino i letti non sono sufficienti: deve distinguersi. Allo stesso tempo, devi fare tutto con saggezza. Dopotutto, la progettazione del paesaggio è una scienza complessa che tiene conto di molte sfumature.

Ad esempio, quando si sceglie la copertura vegetale, fattori quali:

• ombra,
• umidità,
• combinazione con altre culture,
• necessari sistemi di irrigazione, ecc.

Un mulino a vento è considerato uno degli elementi più alla moda della progettazione del paesaggio al momento. Il vantaggio più importante di una tale struttura è che la struttura può essere realizzata con le tue mani.

Realizzare un mulino a vento con le tue mani

Scegliere un luogo e prepararlo

Costruire un mulino a vento è un'impresa molto più importante di quanto possa sembrare a prima vista. È necessario prendere in considerazione molti fattori per ottenere un elemento di progettazione del paesaggio davvero utile.

Uno spazio aperto è l'ideale per l'installazione. In primo luogo, qui le pale del mulino ruoteranno quasi sempre e, in secondo luogo, è molto più semplice assemblare questa struttura in uno spazio aperto, poiché nulla ti interferirà.

Dopo aver selezionato una posizione adatta per l'installazione, sarà necessario rimuovere l'area. Rimuovere tutti i cespugli e i ceppi che interferiscono con la costruzione. Se l'erba è troppo alta, tagliala con un tosaerba.

Il terreno deve essere accuratamente livellato prima di installare la struttura. Solo dopo puoi iniziare a gettare le basi, o meglio, la piattaforma. Per scegliere la giusta location, devi avere le idee chiare su come sarà la tua futura struttura.

Creazione di un piano

Prendiamo ad esempio una struttura elementare che, con il giusto impegno, ogni persona può costruire. Tutto inizia con la creazione di un piano:

1. Disegna uno schizzo del layout.
2. Usando il disegno, calcolerai quali dimensioni dovrebbero essere per ciascuna parte del mulino a vento che vuoi realizzare con le tue mani.
3. Seleziona il materiale ottimale da cui verranno realizzati i principali elementi strutturali. Il pino è considerato la scelta migliore. Ha qualità ad alte prestazioni. Allo stesso tempo, il suo costo è a un livello accettabile.

Una volta che tutto è sistemato con il progetto e il disegno, puoi iniziare il processo di assemblaggio vero e proprio.

Selezione degli strumenti e dei materiali necessari per il lavoro

Per creare una struttura decente avrai bisogno dei seguenti strumenti:

• Righello per creare angoli.
• Penne, pennarelli, matite, compassi, pennarelli.
• Nastro da costruzione.
• Forare con una serie di accessori di diverse dimensioni.
• Cacciavite o cacciavite. A questo scopo è possibile utilizzare anche un normale trapano con un accessorio speciale.
• Martello, sega, seghetto alternativo.
• Bulloni, chiodi, rondelle, viti autofilettanti, viti. La lunghezza degli elementi dipende direttamente dallo spessore delle tavole che utilizzerai.
• Carta vetrata per levigare elementi. Puoi anche usare una levigatrice.

Con questi strumenti, puoi realizzare un eccellente mulino a vento con le tue mani, che sarà una meravigliosa aggiunta al tuo concetto di paesaggio di campagna. Inoltre, per implementare l'idea avrai bisogno dei seguenti materiali:

• Per realizzare un mulino a vento con le tue mani, viene spesso utilizzato compensato o assicella. Le tavole larghe sono ottime per lo scafo.
• Per realizzare muri con le tue mani, usa le barre.
• Qualsiasi materiale è adatto per il rivestimento.
• Per realizzare le lame utilizzare lamelle o tubi metallici.
• Angoli.
• Il tetto può essere realizzato in compensato. Utilizzare le doghe come elementi di fissaggio.
• Per fissare l'elica a pale con le tue mani, avrai bisogno di un perno e di un cuscinetto.

Una volta raccolti tutti i materiali e gli strumenti, potrai creare il tuo mulino a vento.

Marcatura della struttura

Dopo aver realizzato tutti i disegni e raccolto l'attrezzatura necessaria, puoi procedere direttamente alla marcatura della struttura con le tue mani:

Dopo aver segnato il mulino a vento con le tue mani, ritaglia con cura tutti gli elementi, levigali, trattali con composti speciali e solo dopo inizia l'assemblaggio finale.

Trattamento

Per impregnare il legno è meglio utilizzare i seguenti composti: Pinotext, Aquatex, Belinka.

Importante! L'impregnazione dovrebbe essere eseguita in 2-3 passaggi. Ciò garantisce la durata della protezione. In questo caso, ogni strato deve avere il tempo di asciugarsi.

Assemblea

Una volta completata la lavorazione di tutte le parti del mulino a vento, puoi iniziare ad assemblarlo da solo. Segui semplicemente queste istruzioni e potrai fare tutto da solo:

1. Fissare le parti laterali con le doghe.
2. Per creare la base del tuo mulino a vento, usa due quadrati con dei buchi al centro.
3. Collegare la base e il corpo del mulino a vento con viti autofilettanti.
4. Realizza due triangoli le cui basi misurano 38 cm e i lati misurano 35 e mezzo.
5. Avvita il compensato ai triangoli su entrambi i lati.
6. Il tetto deve essere composto da due parti. Ciascuno utilizzerà cinque elementi preparati in anticipo.
7. Realizza la tua girandola utilizzando le doghe di legno.
8. Attacca le lamelle corte alle estremità delle lame e avvita i cerchi al centro. Quindi praticare dei fori al centro e installare i perni. Devi fare lo stesso anche con la fine.
9. Fissare il perno. Fissare l'intera struttura con i dadi.

Alla fine, metti il ​​coperchio sul corpo che hai realizzato con le tue mani e fissa il tutto con viti autofilettanti.

Puoi vedere il processo dettagliato di assemblaggio del dispositivo mulino a vento nel video qui sotto.

Decorazione

Una volta realizzato interamente il mulino a vento con le tue mani, devi dargli l'aspetto appropriato. Puoi usare la vernice per questo. Darà completezza al tuo edificio.

Attenzione! Se gli elementi in legno non vengono lavorati abbastanza bene, è meglio usare la vernice.

Per dare al mulino a vento un'atmosfera aggiuntiva, i suoi elementi possono essere dipinti in diversi colori. Puoi anche aggiungere disegni come fiori, farfalle o insetti. Ognuno di essi può essere facilmente realizzato con le tue mani se usi un po' di fantasia.

Risultati

Come puoi vedere, chiunque può costruire un mulino a vento. La cosa principale è disegnare i segni corretti e scegliere un buon posto nelle fasi iniziali. È inoltre necessario decidere in anticipo quali qualità uniche avrà la struttura.

Un tempo il mulino a vento era un'importante struttura che permetteva di effettuare un gran numero di operazioni. Con il suo aiuto, è stato possibile macinare facilmente il grano in farina o nutrire il bestiame. Oggi nessuno utilizza mulini che funzionino grazie al flusso del vento o dell'acqua, ma vengono utilizzati con successo nella progettazione del paesaggio. Qual è il principio di funzionamento del mulino ed è possibile assemblarlo da soli? Questo sarà discusso nell'articolo.

Principio di funzionamento

Il principio di funzionamento di un mulino a vento può essere descritto in modo molto semplice. Come forza motrice vengono utilizzate le correnti d'aria in costante movimento. Il vento colpisce tre nodi principali:

• lame;
• meccanismo di trasmissione;
• meccanismo che fa il lavoro.

Nei mulini utilizzati prima, le pale potevano essere lunghe diversi metri ciascuna. Ciò è stato fatto per aumentare l'area di cattura del vento. Le dimensioni sono state selezionate in base alla funzione svolta dal mulino. Se era necessaria più potenza del mulino, l'elica era più grande. I mulini che macinavano la farina erano dotati delle pale più grandi. Ciò è dovuto alle pesanti macine che dovevano essere ruotate. La forma delle pale dei mulini a vento è migliorata nel tempo e sono state create secondo le leggi dell'aerodinamica, che hanno permesso di aumentarne l'efficienza.

Il modulo successivo del mulino a vento, che segue le pale, è il cambio o meccanismo di trasmissione. A volte solo l'albero su cui erano montate le pale fungeva da tale modulo. All'altra estremità del pozzo c'era uno strumento che faceva il lavoro. Ma un tale meccanismo del mulino a vento non è particolarmente sicuro e affidabile. È semplicemente impossibile fermare il mulino se necessario. Inoltre, l'albero potrebbe rompersi facilmente se qualcosa lo bloccasse. Un cambio è una soluzione più efficiente ed elegante. È adatto a convertire la rotazione delle pale in lavoro utile di vario genere. Inoltre, scollegando i componenti del cambio, l'interazione può essere facilmente interrotta.

L'attrezzatura che potrebbe essere utilizzata e viene utilizzata con il mulino è molto varia. Oltre alle macine, possono essere varie smerigliatrici a lame, grazie alle quali è possibile preparare in breve tempo i mangimi per il bestiame. I mulini potevano disporre di attrezzature di falegnameria alimentate dal vento.

Dove può essere utilizzato il mulino?

I mulini stanno vivendo una rinascita, ma ciò non è dovuto al ritorno ai metodi produttivi di prima. Sempre più persone si chiedono quale sia il principio di funzionamento di un simile progetto. Coloro che vedevano con un occhio un piccolo mulino a vento installato nel giardino di qualcuno volevano avere un mulino a vento nella loro proprietà. Il mulino può essere proprio il pezzo forte che mancava nel giardino alberato. Il mulino aggiunge personalità a qualsiasi area. È difficile trovare due mulini identici realizzati a mano. Ogni maestro porta i propri risultati.

Il mulino a vento può essere modificato e utilizzato come generatore di energia elettrica. Ciò ti consentirà di illuminare il cortile utilizzando lampadine a LED e di non pagare l'elettricità. Ciò richiederà una certa conoscenza della fisica e dell'ingegno. Allo stesso modo, puoi utilizzare un mulino se un piccolo ruscello scorre attraverso l'area.

L'approccio alla progettazione del paesaggio dovrebbe essere moderato. Puoi piantare una varietà di fiori e altre piante senza troppe difficoltà, ma sembreranno insipidi. Ogni progetto dovrebbe avere il suo punto forte. Raramente puoi sorprendere qualcuno con un prato tagliato in modo uniforme. Un mulino sul sito offrirà l'opportunità di distinguersi. Accanto ad esso puoi allestire un piccolo angolo per il relax dopo una dura giornata; può essere un nascondiglio per le piccole cose che ti stanno a cuore. Altre possibilità di utilizzo di tale mulino sono descritte di seguito.

Usi aggiuntivi

Un mulino a vento può essere non solo un generatore ma un semplice elemento che decorerà il sito. Potrebbe avere altri usi pratici. Ecco perché vale la pena riflettere attentamente su dove può essere installato esattamente. Ad esempio, se nel giardino è installato un sistema di irrigazione automatico, molto probabilmente potrebbe esserci un portello in cui si trovano tutte le unità di approvvigionamento idrico. È impossibile nascondere un simile portello sotto l'erba del prato, ma se ciò non viene fatto, risalterà e rovinerà la vista. Proprio in questo caso, un mulino verrà in soccorso. Può essere montato direttamente sul coperchio del portello, nascondendolo così. Allo stesso tempo, i visitatori non avranno alcun sospetto che qualcosa non va.

Gli elementi fognari non sono sempre nascosti nei portelli. Inoltre, potrebbero esserci altri elementi sul prato che devono essere nascosti. Dato che il materiale selezionato per il mulino è leggero, non può danneggiare gli elementi. Anche l'alloggiamento è realizzato sotto forma di cappuccio, quindi può essere installato sopra. Se costruisci un mulino di grandi dimensioni, i bambini ne saranno infinitamente felici. Potranno utilizzare il mulino per giocare con gli amici. Se la struttura deve essere utilizzata in questo modo, deve essere ben rinforzata in modo da non ferire i bambini. Inoltre, avrai bisogno di un ingresso, che dovrà essere effettuato dal lato posteriore.

Molti strumenti vengono utilizzati per prendersi cura del giardino e del prato. È più conveniente se si trova direttamente sul posto e non è necessario tornare nel ripostiglio vicino alla casa per prenderlo. Anche un mulino può aiutare in questo. All'interno del frantoio è possibile attrezzare un ottimo locale per il deposito delle attrezzature. Per mantenerlo il più compatto possibile, puoi costruire vari organizzatori da giardino. Il mulino può essere costruito in pietra naturale o mattoni refrattari. In questo caso, puoi pensare a tutto in modo che serva da barbecue. Puoi anche costruire un tavolino per questo.

Nota! Un problema per molti sono le talpe, che scavano costantemente nel giardino. Questo problema può essere parzialmente risolto utilizzando un mulino. È in grado di trasmettere le vibrazioni derivanti dalla rotazione. Ciò è dovuto al fatto che le gambe sono scavate nel terreno per almeno 20 cm. Inoltre, nella struttura del mulino a vento possono essere montati motori di vibrazione, che spaventeranno gli animali.

Realizzazione fai-da-te

La realizzazione di un mulino non dovrebbe essere presa alla leggera. Sebbene il progetto di un mulino a vento possa sembrare abbastanza semplice, tutto deve essere calcolato correttamente. Solo in questo caso puoi ottenere un prodotto veramente utile in grado di decorare il sito. Il primo passo è selezionare l'area in cui verrà installata la struttura della turbina eolica. Se posizionate il prodotto tra gli alberi, si perderà lì e non sarà gradevole alla vista, inoltre la forza del vento tra gli alberi è minore, quindi la rotazione delle pale potrebbe essere praticamente assente, il che sarà negativo se c'è un generatore all'interno.

Nota!È più semplice consegnare i materiali richiesti in aree aperte ed è anche più semplice assemblare la struttura della pala del mulino a vento.

Dopo aver selezionato un sito per un mulino a vento, questo viene pulito e preparato. Il primo passo è rimuovere i vari elementi che potrebbero interferire. Questo vale per rami vecchi, cespugli o grandi erbacce. Se un albero era precedentemente cresciuto sul sito, dovrai sradicare il ceppo. Dopo la raccolta, nel luogo in cui sarà collocato il mulino, viene tolta l'erba e rimossa una piccola zona di terreno. Successivamente, viene preparata la fondazione su cui verrà montato il mulino a vento.

Disegno

Non esistono regole rigide per assemblare la propria versione del mulino. Il compito principale sarà quello di disegnare un buon disegno schematico. Dovrebbe mostrare tutti i dettagli del mulino. A seconda dell'area selezionata e degli scopi assegnati al mulino, le dimensioni vengono selezionate. Devono essere indicati direttamente sullo schizzo. Un esempio è visibile nella foto sopra. Il passo successivo è la selezione del materiale per il mulino. Il legno è adatto, ma deve essere trattato con un antisettico e anche verniciato in modo che non si gonfi per l'umidità e non venga mangiato dai parassiti.

Nota! Il pino sarebbe un'ottima soluzione per la progettazione di una turbina eolica. È impregnato di resine, quindi respinge perfettamente l'umidità. Il costo di tale legno è relativamente basso, quindi è perfetto per lo scopo previsto.

Preparazione della fondazione

Quando tutto è chiaro con le dimensioni, puoi procedere alla creazione delle basi per il mulino a vento. Questa è una procedura facoltativa, ma è necessaria se il mulino a vento è di dimensioni significative e viene utilizzato come ufficio. Viene scavato un piccolo foro a una profondità di 50 cm. In uno strato di 15 cm viene aggiunto uno strato di pietrisco e nello stesso strato viene posata sabbia a grana media. Deve essere ben compattato e livellato in modo che il mulino a vento sia a livello. Successivamente, la cassaforma viene impostata all'altezza alla quale sorgerà la fondazione della turbina eolica. Nella maggior parte dei casi non è richiesto.

All'interno del foro sotto la fondazione del mulino a vento viene posizionata una rete di rinforzo. È costituito da un rinforzo intrecciato con filo per maglieria. Il calcestruzzo viene versato dall'alto. Deve essere ben compattato in modo che non vi siano vuoti che potrebbero causare crepe nelle fondamenta del mulino a vento. L'installazione del mulino a vento sulla fondazione può essere effettuata dopo alcune settimane.

Assemblea

Prima di tutto vi servirà un telaio per il mulino. Può essere realizzato con una trave di legno di dimensioni 5x5 cm. Deve essere fissato non su una base di cemento, ma su una piccola griglia. Può essere realizzato in legno con una dimensione di 10×10 cm. Un quadrato o un rettangolo è realizzato in legno. Tutto dipenderà dal design scelto. Gli elementi sono saldamente collegati tra loro. È necessario verificare se ogni obiettivo corrisponde a 90°. Successivamente, sulla fondazione sotto il mulino viene posato uno strato di impermeabilizzazione in feltro per tetti. È necessario evitare che l'umidità del calcestruzzo danneggi il legno. La struttura in legno della base del mulino a vento è posata su cartone catramato e avvitata alla base con tasselli.

Il prossimo passo è installare un telaio fatto di tronchi. Ai quattro angoli sono attaccati i supporti per il mulino. Molto spesso, le pareti del mulino hanno una forma trapezoidale, quindi le barre non sono fissate ad angolo retto, ma con una leggera pendenza. Per fare ciò, devono prima essere tagliati. Il fissaggio alla base avviene tramite angoli metallici. Una volta posizionati i quattro montanti del mulino, viene realizzato il rivestimento superiore. Inoltre, sono fissati montanti trasversali che aumenteranno la resistenza dell'intera struttura del mulino. Questo è esattamente il momento in cui è necessario rafforzare i luoghi in cui verranno posizionate le finestre e le porte.

Il prossimo passo è costruire il tetto del mulino. Un piccolo tetto a due falde sta benissimo nelle turbine eoliche. Le capriate triangolari sono costruite dalle barre e montate sulla parte superiore del mulino. Successivamente, tutte le pareti del mulino a vento, tranne quella anteriore, vengono coperte. Il mulino a vento può essere coperto con assi di legno o block house. Più vicino al tetto, sul lato anteriore del mulino a vento, è fissato un meccanismo su cui verranno installate le pale. Potrebbe trattarsi di un tubo in cui vengono premuti diversi cuscinetti. Puoi fissarlo alle traverse orizzontali del telaio del mulino a vento utilizzando dei morsetti. Un albero metallico delle lame è inserito nei cuscinetti. Può essere realizzato da un pezzo di rinforzo.

Uno degli elementi più complessi di una turbina eolica è l’elica. Sopra è riportato un disegno approssimativo delle pale del mulino a vento. Le dimensioni possono essere aumentate proporzionalmente a seconda delle dimensioni di un particolare progetto di turbina eolica. Successivamente, l'elica viene installata sull'albero precedentemente preparato. Ora puoi cucire la parete anteriore del mulino a vento. Successivamente, nel mulino a vento vengono installate finestre e porte e viene organizzato anche lo spazio interno. Come copertura di una turbina eolica sono adatte lamiere ondulate o tegole metalliche. Di seguito è riportato un video sull'assemblaggio di un mulino a vento decorativo.

Nota!È importante fornire un meccanismo che bloccherà l'albero del mulino a vento. Ciò sarà necessario durante i forti venti in modo che le pale del mulino a vento non vengano danneggiate.

Riepilogo

Come puoi vedere, un mulino a vento o un mulino a vento può essere un'aggiunta piuttosto utile al giardino. Grazie al suo aspetto unico, il mulino a vento attirerà sicuramente l'attenzione dei passanti e degli ospiti. Inoltre, un mulino a vento semplificherà notevolmente il compito di manutenzione del giardino. All'interno del mulino possono essere collocate attrezzature di pompaggio e unità di controllo principali, che le proteggeranno dalle condizioni atmosferiche avverse.

Gli antenati dei mulini a vento apparvero quasi quattromila anni fa in Egitto. Inizialmente, il mulino a vento aveva una direzione costante delle pale e una trasmissione a cinghia rispetto all'asse della macina in pietra. Successivamente nel progetto apparvero ingranaggi, cuscinetti e meccanismi di rotazione. Tale dispositivo è stato utilizzato con successo senza modifiche radicali fino all'inizio del secolo scorso ed è utilizzato anche adesso.

Le ragioni del successo dell’energia eolica

Le caratteristiche dell’energia eolica sono uniche. Meritano una menzione speciale le proprietà che hanno contribuito al successo a lungo termine dei mulini a vento. Il confronto delle caratteristiche delle fonti energetiche permette di comprendere un utilizzo così duraturo e geograficamente diffuso dell’energia eolica:

Ma il vento ha anche degli svantaggi. Ad esempio, la proverbiale impermanenza. La direzione del vento cambia così spesso che fu addirittura necessario creare mulini con corpo rotante. E il cambiamento nella forza del vento da uragano a calma non ci consente di contare sulla stabilità dell'approvvigionamento energetico. Anche altre fonti energetiche naturali sono instabili e presentano i loro svantaggi. Il sole non fornisce energia di notte e durante il giorno può nascondersi dietro le nuvole. Non ci sono fiumi ovunque e, dove ci sono, possono seccarsi o congelarsi per mesi.

Un altro svantaggio è la bassa densità del vento: 1,29 kg/m3. Ad esempio, la densità dell'acqua è quasi una tonnellata. Per ottenere la stessa quantità di energia, l’area delle pale di un mulino a vento deve essere 750 volte più grande di quella di un mulino ad acqua. E per tali strutture deve esserci un alloggio corrispondente.

Tuttavia, da quasi quattromila anni, il vento è richiesto come fonte di energia nei continenti europeo, asiatico e africano. E ora non si dimenticano di lui.

Come il vento fa girare le pale

Poiché l'aria ha massa, il movimento dell'aria ha energia cinetica. Quando un oggetto appare nel percorso del vento che soffia in una certa direzione, la sua interazione può essere descritta utilizzando i vettori di forza. Il vento spingerà l'ostacolo e si spingerà nella direzione opposta. In questo caso la lama, fissata all'asse della struttura, si piegherà lungo l'asse di rotazione e girerà su di esso. Graficamente appare così:

Dopo il contatto, il vento viene riflesso dalla pala, lasciandole una certa energia:

1. piegare la pala nella direzione del vento, al quale la struttura resiste con la forza Fl2-1, creando energia potenziale. Il vettore della forza del vento Fв2-1 diminuirà della quantità di questa forza;
2. creando energia cinetica di rotazione, sulla lama agisce la forza Fl2-2. Allo stesso tempo, il vettore della forza del vento Fв2-2 diminuisce, cambiando la sua direzione.

La quantità di energia cinetica trasmessa dal vento attraverso le pale dipende dalla massa d'aria che interagisce con la pala, dalla velocità del suo movimento, dalla direzione rispetto alle pale: più è perpendicolare, meglio è.

Nel mulino stesso, oltre alla progettazione delle pale, è possibile ridurre al minimo le perdite per attrito utilizzando cuscinetti sull'asse e ingranaggi nel meccanismo di trasmissione, oppure installando il generatore direttamente sull'asse delle pale.

Sapendo come funziona un mulino, puoi provare a crearne uno tu stesso. Almeno per scopi decorativi.

Come calcolare le ali di un mulino

Per prima cosa devi decidere perché e dove costruire un mulino. Di solito la macchina eolica è installata in un'area aperta, per esempio - alla dacia. Se gli alberi crescono vicini e fitti attorno al recinto, dovrai realizzare un involucro alto per il mulino a vento. In questo caso sarà necessaria una fondazione.

Anche gli edifici bassi ma pesanti necessitano di fondamenta. Per i cottage estivi, è sufficiente posare file di mattoni in cemento o fitte attorno al perimetro del futuro edificio fino a una profondità di 0,7 metri. Per le strutture decorative è sufficiente impalcatura e compattazione di uno strato di mattoni, che isola la struttura dall'umidità.

Ora dobbiamo decidere perché costruire il mulino. Ci sono molte opzioni:

• per sollevare l'acqua da un pozzo;
• generare elettricità;
• per respingere le talpe;
• per riporre gli attrezzi da giardino;
• per scopi decorativi.

L'ordine delle opzioni viene presentato per ridurre i requisiti di alimentazione del dispositivo, ad es. per semplificare il meccanismo. La definizione dei requisiti di progettazione rimane un diritto e una responsabilità del proprietario.

Ricordiamo subito che la potenza reale di un mulino a vento domestico non supera i 500 W con una velocità del vento di 5-8 m/s. Tuttavia, l'elettricità può essere accumulata, includendo, se necessario, potenti consumatori per un breve periodo di tempo. Ad esempio, una pompa per sollevare l'acqua.

La cosa principale in un mulino a vento sono le pale. Innanzitutto, per determinare il disegno delle pale, bisogna sapere che maggiore è la potenza, maggiore sarà l'area di proiezione sul piano di rotazione delle pale. Ciò si ottiene aumentando il numero, la lunghezza, l'area e l'angolo di rotazione delle pale.

Per calcolare la potenza media di una struttura, dovrai conoscere la forza dei venti abituali nell'area di costruzione. Inoltre, le pale del mulino devono essere perpendicolari alle direzioni prevalenti del vento. Queste informazioni dovrebbero essere trovate su Internet cercando "statistiche sulla velocità del vento" e "rosa dei venti" per la tua regione.

Non resta che calcolare la dimensione delle pale. Ad esempio, il vento medio è di 5 m/s e il consumo energetico di un elettrodomestico è di 100 W. Le perdite per convertire l'energia cinetica di rotazione dell'asse del mulino in energia elettrica saranno circa del 20% - 40%.

L'efficienza può essere calcolata tenendo conto dei valori esatti del passaporto dell'efficienza del generatore sull'asse, raddrizzatore, stabilizzatore, convertitore DC-AC con una tensione di 220 V. Durante il calcolo, le percentuali di perdite non sono riassumendo; è necessario moltiplicare in sequenza l'efficienza di ciascun dispositivo per ottenere l'efficienza del sistema di conversione da rotazione a elettricità. Un'altra metà dell'energia eolica viene dispersa nelle pale.

Le perdite di conversione possono essere ridotte eliminando, ad esempio, un convertitore DC-AC se l'attuatore può essere alimentato da una batteria. L'assenza di qualsiasi altro dispositivo è possibile anche se la tensione e la corrente non sono di grande importanza per il funzionamento del dispositivo - ad esempio una piccola lampadina a incandescenza o, cosa ancora più pratica - una lampadina a LED.

La potenza di un generatore eolico è direttamente proporzionale alla densità dell'aria, moltiplicato per la velocità del vento alla terza potenza (per 5 m/s - 125). Se si divide il risultato per il doppio dell'area di proiezione delle pale sul piano di rotazione, si ottiene la potenza che il generatore può generare sull'asse di rotazione delle pale.

Ad esempio, è possibile calcolare l'area di proiezione per 4 pale larghe 0,5 m, che durante la rotazione formano un cerchio con un diametro di 2 m, fissato ad un angolo di 60 gradi rispetto al piano di rotazione. L'area secondo la formula d/2*sin(30)*0,5*4 è pari a 2/2*0,25*4=1 metro quadrato.

Questo modello, con la velocità media del vento più comune in Russia pari a 5 m/s, riceve energia dal vento nella quantità di 1,29*125/2*1 = 80 W. Rimuovi la metà per la conversione in movimento rotatorio, rimuovi il 25% per la conversione in elettricità e rimarrai con circa 30 watt per i consumatori. La potenza eolica massima in un tale vento su pale che coprono completamente l'area del cerchio in proiezione può aumentare di 3,14 volte. Di conseguenza, il consumatore otterrà un massimo di circa 100 W. Non male.

Se i LED vengono utilizzati per scopi decorativi, le dimensioni del mulino cambieranno a livelli ridicoli, se ci fosse un leggero vento lungo il terreno.

Senza conversione in elettricità, l’energia eolica viene utilizzata per respingere i piccoli insetti che vivono nel sottosuolo. È sufficiente abbassare un asse di legno rotante da un mulino a vento di 15 centimetri nella rientranza e la vibrazione del terreno li spaventerà per diversi metri senza disturbare i proprietari.

Tipologie di pale eoliche

I design delle pale sono disponibili non solo con rotazione verticale, ma anche con rotazione orizzontale. Le lame possono avere un design elicoidale, derivazione variabile. I mulini furono costruiti per durare secoli e quindi ogni edificio era unico. Anche i design moderni stupiscono per la loro diversità.

Statistiche e prospettive

In Russia alla fine del XIX secolo operavano circa 200.000 mulini. Una normale turbina eolica produceva una potenza di 3,5 kW, una grande con un diametro delle pale di 24 metri - fino a 15 kW. La potenza totale generata in quel momento raggiunse i 750 mW. Ora vengono utilizzati generatori eolici e alcuni mulini per altri scopi. E producono tutti 50 volte meno energia rispetto a 100 anni fa, fino a 15 mW. Piani di sviluppo. Certamente. vengono creati, perché il potenziale eolico sul nostro Paese è di decine di miliardi di kilowatt.

Fino a quando i piani non saranno realizzati, si può parafrasare la famosa espressione di Vladimir Mayakovsky e dire: "Se si costruiscono mulini, significa che qualcuno ne ha bisogno? Significa che qualcuno vuole che esistano?" L'affascinante bellezza dei mulini in funzione è diventata un potente fattore di ispirazione per gli artigiani che creano capolavori nei cortili e nei cottage estivi.

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Programma didattico: Come funziona un mulino

Vi siete mai chiesti come si ottiene la farina dal grano? Sono sempre stato interessato a come funzionavano gli antichi mulini. A Suzdal ci è stato spiegato tutto nel dettaglio.

È chiaro che il vento fa ruotare queste pale. Avevano una struttura in legno ed erano ricoperti di tessuto e tela.

Sai a cosa servono questi bastoni dietro al mulino? Pensi che non colpirà? ;)

Ed ecco le figurine. Con il loro aiuto, l'intero mulino è stato GIRATO per catturare il vento, non è divertente? :-))

La meccanica del mulino ci è stata spiegata utilizzando questo modello, che si trovava all'interno del mulino vero e, a differenza del precedente, era funzionante ;-))

Ebbene, in generale, il vento fa ruotare le pale, le pale ruotano questo tronco orizzontale:

Un tronco orizzontale, con l'ausilio di antichi ingranaggi, fa ruotare un tronco verticale:

Il tronco verticale, a sua volta, con l'aiuto degli stessi ingranaggi, fa ruotare queste specie di frittelle di pietra: macine, laggiù, vedi?:

E dall'alto, da queste scatole, simili a piramidi rovesciate, il grano veniva versato nei fori delle macine. La farina finita cadeva attraverso i fori praticati nel legno della parete anteriore in una scatola speciale chiamata “collo di bottiglia”.

Ricordi la fiaba del panino? ;) “La nonna spazzava il fienile con una scopa, raschiava le estremità inferiori...” Da bambina mi chiedevo sempre che tipo di estremità inferiori ci fossero nelle quali si potesse spargere la farina su un panino intero? Nel nostro appartamento la farina non era solo in giro nelle scatole. ;-)) Ebbene, non sono passati nemmeno quarant'anni da quando l'enigma è stato risolto! 8-)))

Mulino: vento e acqua

I più antichi apparecchi per macinare il grano in farina e sbucciarlo in cereale furono conservati come mulini di famiglia fino all'inizio del XX secolo. ed erano macine a mano costituite da due macine rotonde in dura arenaria quarzosa del diametro di 40-60 cm. I mulini più antichi sono considerati strutture in cui le macine venivano fatte ruotare con l'aiuto di animali domestici. L'ultimo mulino di questo tipo cessò di esistere in Russia a metà del XIX secolo.

I russi impararono a sfruttare l'energia dell'acqua che cade su una ruota munita di pale all'inizio del secondo millennio. I mulini ad acqua sono sempre stati avvolti da un alone di mistero, avvolti da leggende poetiche, racconti e superstizioni. I mulini a ruota con idromassaggio e vasca idromassaggio sono di per sé strutture non sicure, come si evince dal proverbio russo: “Ogni nuovo mulino richiederà una tassa sull’acqua”.

Fonti scritte e grafiche indicano la diffusa distribuzione dei mulini a vento nella zona centrale e nel Nord. Spesso i grandi villaggi erano circondati da una corona di 20-30 mulini, posti in luoghi alti e ventosi. I mulini a vento macinavano da 100 a 400 libbre di grano al giorno su macine. Avevano anche degli stupa (macine per il grano) per ottenere cereali. Affinché i mulini funzionassero, le loro ali dovevano essere girate a seconda della direzione del vento: questo determinava la combinazione di parti fisse e mobili in ciascun mulino.

I falegnami russi hanno creato molte versioni diverse e ingegnose di mulini. Già ai nostri tempi sono state registrate più di venti varietà delle loro soluzioni progettuali.

Di questi si possono distinguere due tipologie principali di mulini: “post mill”

Mulini postali:
a - sui pilastri; b - sulla gabbia; c - sul telaio.
e "tende da tenda".

I primi erano comuni nel nord, i secondi nella zona centrale e nella regione del Volga. Entrambi i nomi riflettono anche il principio del loro design.
Nella prima tipologia la stalla del mulino ruotava su un pilastro scavato nel terreno. Il supporto era costituito da pilastri aggiuntivi o da una gabbia di tronchi piramidale tagliata a pezzi o da un telaio.

Il principio dei mulini a tenda era diverso

Mulini a tenda:
a - su un ottagono troncato; b - su un ottagono dritto; c - figura otto sulla stalla.
- la loro parte inferiore a forma di cornice ottagonale tronca era immobile, e la parte superiore più piccola ruotava con il vento. E questo tipo aveva molte varianti in diverse aree, compresi i mulini a torre: a quattro, sei e otto ruote.

Tutti i tipi e le varianti di mulini stupiscono con calcoli progettuali precisi e la logica dei tagli che resistono ai venti ad alta potenza. Gli architetti popolari prestarono attenzione anche all'aspetto di queste uniche strutture economiche verticali, la cui sagoma giocò un ruolo significativo nell'insieme dei villaggi. Ciò si esprimeva nella perfezione delle proporzioni, nella grazia della falegnameria e negli intagli su pilastri e balconi.

Mulini ad acqua

Diagramma del mulino a vento

Mulino azionato da un asino

Fornitura del mulino

La parte più essenziale di un mulino - la gabbia o ingranaggio - è costituita da due macine: quella superiore, o guida, UN e - inferiore, o inferiore, IN .

Le macine sono cerchi di pietre di notevole spessore, presentanti al centro un foro passante, detto punta, e sulla superficie macinante il cosiddetto. tacca (vedi sotto). La macina inferiore giace immobile; il suo buco del culo è chiuso ermeticamente con una manica di legno, un cerchio G , attraverso il foro al centro del quale passa un fuso CON ; sopra quest'ultimo è presente un pattino montato mediante un tondino di ferro CC , rinforzato con le estremità in posizione orizzontale negli occhiali del corridore e chiamato paraplicea, o fluffball.

Al centro del paraplice (e, quindi, al centro della macina), sul suo lato inferiore, è ricavata una rientranza piramidale o conica, nella quale si inserisce l'estremità superiore corrispondentemente appuntita del fuso. CON .

Con questo collegamento della guida al mandrino, la prima ruota quando ruota il secondo e, se necessario, può essere facilmente rimossa dal mandrino. L'estremità inferiore del mandrino viene inserita con una punta in un cuscinetto montato su una trave D . Quest'ultimo può essere alzato e abbassato e quindi aumentare e diminuire la distanza tra le macine. Mandrino CON ruota utilizzando il cosiddetto. ingranaggio della lanterna E ; si tratta di due dischi, posti su un fuso a breve distanza l'uno dall'altro e fissati insieme, lungo la circonferenza, con bastoni verticali.

Il pignone ruota utilizzando la ruota di avvolgimento F , che presenta sul lato destro della corona dei denti che afferrano i perni dell'ingranaggio della lanterna e lo fanno così ruotare insieme all'alberino.

Per asse Z viene messa un'ala, che viene spinta dal vento; o, in un mulino ad acqua, una ruota idraulica azionata dall'acqua. Il grano viene introdotto attraverso un secchio UN e il punto del corridore nello spazio tra le macine. Il mestolo è costituito da un imbuto UN e abbeveratoi B, sospeso sotto il punto del corridore.

La macinazione del grano avviene nell'intervallo tra la superficie superiore della superficie inferiore e la superficie inferiore del corridore. Entrambe le macine sono ricoperte da un involucro N , che impedisce la dispersione dei chicchi. Man mano che la macinazione procede, i grani vengono spostati (sotto l'azione della forza centrifuga e della pressione dei grani appena arrivati) dal centro del fondo verso la circonferenza, cadono dal fondo e percorrono uno scivolo inclinato nel manicotto di beccatura R - per setacciare. La manica E è realizzata in tessuto di lana o seta e posta in una scatola chiusa Q , da cui è esposta la sua estremità sottostante.

Innanzitutto la farina fine viene setacciata e cade nel fondo della scatola; quello più grossolano viene seminato all'estremità della manica; la crusca rimane sul setaccio S , e la farina più grossolana viene raccolta in una scatola T .

Macina

La superficie della macina è divisa da profondi solchi chiamati solchi, in aree pianeggianti separate denominate superfici di macinazione. Dai solchi, espandendosi, si formano solchi più piccoli chiamati piume. Le scanalature e le superfici piane sono distribuite secondo uno schema ripetuto chiamato fisarmonica.

Un tipico mulino da farina ha sei, otto o dieci di questi corni. Il sistema di scanalature e scanalature, in primo luogo, forma un tagliente e, in secondo luogo, garantisce il flusso graduale della farina finita da sotto le macine. Con l'uso costante di una macina? richiedere tempestivo minando, ovvero rifilatura dei bordi di tutte le scanalature per mantenere un tagliente affilato.

Le macine vengono utilizzate in coppia. La macina inferiore è installata in modo permanente. La macina superiore, detta anche girante, è mobile, ed è quella che produce direttamente la macinazione. La macina mobile è azionata da un "perno" metallico a forma di croce montato sulla testa dell'asta principale o albero motore, che ruota sotto l'azione del meccanismo principale del mulino (utilizzando l'energia eolica o idraulica). Il disegno in rilievo si ripete su ciascuna delle due macine, fornendo così un effetto “forbice” durante la macinazione dei cereali.

Le macine devono essere equamente bilanciate. Il corretto posizionamento delle pietre è fondamentale per garantire la macinazione di farina di alta qualità.

Il materiale migliore per le macine è una roccia speciale, viscosa, dura e incapace di lucidare l'arenaria, chiamata macina. Poiché le rocce in cui tutte queste proprietà sono sufficientemente e uniformemente sviluppate sono rare, le buone macine sono molto costose.

Sulle superfici di sfregamento delle macine viene praticata una tacca, ovvero vengono perforate una serie di scanalature profonde e gli spazi tra queste scanalature vengono portati in uno stato grezzo. Durante la macinazione, il grano cade tra le scanalature delle macine superiore ed inferiore e viene lacerato e tagliato dai bordi taglienti delle scanalature in particelle più o meno grandi, che vengono infine macinate all'uscita dalle scanalature.

Le scanalature servono anche come percorsi lungo i quali il grano macinato si sposta dalla punta al cerchio e lascia la macina. Poiché le macine, anche quelle del materiale migliore, sono usurate, è necessario rinnovare di tanto in tanto la tacca.

Descrizione della progettazione e dei principi di funzionamento dei mulini

I mulini sono detti a pilastro perché la loro stalla poggia su un pilastro scavato nel terreno e rivestito all'esterno da un telaio di tronchi. Contiene travi che impediscono al palo di muoversi verticalmente. Naturalmente, il fienile poggia non solo su un pilastro, ma su un telaio di tronchi (dalla parola taglio, tronchi tagliati non strettamente, ma con spazi vuoti). In cima a tale cresta, un anello rotondo uniforme è costituito da piastre o assi. Su di esso poggia il telaio inferiore del mulino stesso.

Le file di pilastri possono essere di diverse forme e altezze, ma non superiori a 4 metri. Possono sollevarsi da terra immediatamente sotto forma di piramide tetraedrica o prima verticalmente, e da una certa altezza si trasformano in una piramide tronca. Esistevano, anche se molto raramente, mulini a telaio basso.

Anche la base delle tende può essere diversa per forma e design. Ad esempio, una piramide può iniziare al livello del suolo e la struttura potrebbe non essere una struttura in tronchi, ma una struttura a telaio. La piramide può poggiare su un quadrilatero a cornice e ad essa possono essere attaccati locali di servizio, un vestibolo, la stanza del mugnaio, ecc.

La cosa principale nei mulini sono i loro meccanismi.

Nelle tende da tenda, lo spazio interno è diviso in più livelli dai soffitti. La comunicazione con loro avviene lungo ripide scale tipo mansarda attraverso i portelli lasciati nei soffitti. Parti del meccanismo possono essere posizionate su tutti i livelli. E possono essercene da quattro a cinque. Il nucleo della tenda è un potente albero verticale, che perfora il mulino fino al “cappello”. Poggia su un cuscinetto metallico fissato in una trave che poggia su un telaio in ciottoli. La trave può essere spostata in diverse direzioni utilizzando i cunei. Ciò consente di conferire all'albero una posizione rigorosamente verticale. Lo stesso può essere fatto utilizzando la trave superiore, dove il perno dell'albero è incorporato in un anello metallico.

Nel livello inferiore, sull'albero è posizionato un grande ingranaggio con denti a camma, fissato lungo il contorno esterno della base rotonda dell'ingranaggio. Durante il funzionamento, il movimento dell'ingranaggio grande, moltiplicato più volte, viene trasmesso all'ingranaggio piccolo o lanterna di un altro albero verticale, solitamente metallico. Questo albero perfora la macina inferiore fissa e poggia contro una barra di metallo su cui è sospesa la macina superiore mobile (rotante) attraverso l'albero. Entrambe le macine sono ricoperte lateralmente e superiormente da un involucro di legno. Le macine sono installate sul secondo livello del mulino. La trave del primo ordine, su cui poggia un piccolo albero verticale con un piccolo ingranaggio, è sospesa su un perno filettato metallico e può essere leggermente alzata o abbassata tramite una rondella filettata con maniglie. Con esso la macina superiore si alza o si abbassa. Ecco come viene regolata la finezza della macinazione del grano.

Dall'involucro della macina scende inclinato verso il basso uno scivolo cieco di assi con all'estremità un chiavistello e due ganci metallici a cui è appeso un sacco pieno di farina.

Accanto al blocco di macina è installata una gru a bandiera con archi di presa metallici. Con il suo aiuto, le macine possono essere rimosse dai loro posti per la forgiatura.

Sopra l'involucro della macina, dal terzo livello scende una tramoggia per l'alimentazione del grano, fissata rigidamente al soffitto. Ha una valvola che può essere utilizzata per interrompere l'alimentazione del grano. Ha la forma di una piramide tronca rovesciata. Un vassoio oscillante è sospeso dal basso. Per elasticità ha una barra di ginepro e un perno abbassato nel foro della macina superiore. Un anello metallico è installato eccentricamente nel foro. L'anello può avere anche due o tre piume oblique. Quindi viene installato simmetricamente. Il perno con l'anello si chiama conchiglia. Correndo lungo la superficie interna dell'anello, il perno cambia costantemente posizione e fa oscillare il vassoio inclinato. Questo movimento versa il grano nella mascella della macina. Da lì cade nello spazio tra le pietre, viene macinato in farina, che entra nell'involucro, da esso in un vassoio chiuso e in un sacchetto.

Il grano viene versato in una tramoggia incassata nel pavimento del terzo livello. Qui i sacchi di grano vengono alimentati utilizzando un cancello e una fune con un gancio. Il cancello può essere collegato e scollegato da una puleggia montata su un albero verticale. Questa operazione viene eseguita dal basso utilizzando una fune e una leva pavimento in assi, coperto da porte a doppia anta inclinate. I sacchi, passando attraverso il portello, aprono le porte, che poi si chiudono sbattendo in modo casuale, e il sacco finisce sui coperchi del portello ripetuto.

Nell'ultimo livello, situato nella "testa", un altro piccolo ingranaggio con denti a camma smussati è installato e fissato sull'albero verticale. Fa ruotare l'albero verticale e avvia l'intero meccanismo. Ma è fatto funzionare da un grosso ingranaggio su un albero “orizzontale”. La parola è tra virgolette perché in realtà l'albero giace con una leggera pendenza verso il basso dell'estremità interna. Il perno di questa estremità è racchiuso in una scarpa metallica di un telaio di legno, la base del cappuccio. L'estremità rialzata del fusto, protesa verso l'esterno, poggia tranquillamente su una pietra “portante”, leggermente arrotondata nella parte superiore. In questo punto sull'albero sono incastonate piastre metalliche, che proteggono l'albero dalla rapida usura.

Due travi a staffa reciprocamente perpendicolari vengono tagliate nella testa esterna dell'albero, alla quale altre travi sono fissate con morsetti e bulloni: la base delle ali del traliccio. Le ali possono ricevere il vento e far ruotare l'albero solo quando su di esse è distesa la tela, solitamente arrotolata in fasci durante il riposo, non nelle ore di lavoro. La superficie delle ali dipenderà dalla forza e dalla velocità del vento.

L'ingranaggio dell'albero "orizzontale" ha i denti tagliati sul lato del cerchio. È abbracciato superiormente da un ceppo del freno in legno, che può essere rilasciato o serrato con l'aiuto di una leva. Una frenata brusca in caso di vento forte e rafficato causerà temperature elevate quando il legno sfrega contro il legno e persino la combustione senza fiamma. È meglio evitarlo.

Prima del funzionamento, le ali del mulino devono essere rivolte verso il vento. A questo scopo è disponibile una leva con montanti: il "carrello".

Attorno al mulino furono scavate colonnine di almeno 8 pezzi. Avevano una "guida" attaccata a loro con una catena o una corda spessa. Con la forza di 4-5 persone, anche se l'anello superiore della tenda e parti del telaio sono ben lubrificate con grasso o qualcosa di simile (prima erano lubrificate con strutto), è molto difficile, quasi impossibile, girare la “tappo” del mulino. Anche qui la “potenza” non funziona. Pertanto, utilizzarono un piccolo cancello portatile, che veniva alternativamente posizionato su pali con il suo telaio trapezoidale, che fungeva da base dell'intera struttura.

Un blocco di macine con un involucro con tutte le parti e i dettagli situati sopra e sotto era chiamato in una parola: postav. In genere, i mulini a vento di piccole e medie dimensioni venivano realizzati “in un unico lotto”. Le grandi turbine eoliche potrebbero essere costruite a due stadi. Esistevano mulini a vento dotati di “libbre” su cui venivano pressati i semi di lino o di canapa per ottenere l'olio corrispondente. I rifiuti - la torta - venivano usati anche in casa. I mulini a vento “Saw” sembravano non essere mai esistiti.

Il mulino è forse il meccanismo più antico conosciuto. I mulini per farina furono sicuramente utilizzati nel regno neo-babilonese (questa è la fine del II - inizio del I millennio a.C.), e poco dopo i mulini a vento originali furono inventati in Cina (vedi sotto). Il mulino può ravvivare e decorare il paesaggio più noioso, e il suo modello decorativo aggiungerà un fascino speciale a un orto molto piccolo, vedi fig. sotto. Puoi realizzare tu stesso un mulino decorativo senza gravi difficoltà, ma il suo effetto estetico è spesso molto inferiore al previsto. E il punto qui non è la qualità del lavoro del maestro: questo è proprio il caso in cui l'estetica è quasi completamente determinata dal tipo di implementazione tecnica. Ecco di cosa tratta questo articolo.

Qual è il problema?

Il mulino decorativo dà un effetto estetico. ragioni (in ordine crescente di grandezza e decrescente di ovvietà):

• Memoria di millenni. Questa non è una metafora. Nel corso della sua storia il mulino ha acquisito uno spesso involucro culturale, evocando nello spettatore più o meno preparato numerose associazioni. Solo Don Chisciotte vale qualcosa. Se Cervantes lo avesse costretto a combattere il pollaio, avremmo visto in lui un'inspiegabile storia d'amore.
• Un mulino può tecnicamente essere realizzato solo in una struttura architettonica monumentale, e per un mulino tecnicamente perfetto deve avere una forma squisita dettata dall'aerodinamica.
• Il segreto principale dell'estetica del mulino risiede nella dinamica, nella rotazione del rotore. L'acqua è la bellezza della natura perché è naturalmente mobile. Il mulino ravviverà e decorerà i cortili più, scusatemi, osceni perché sbatte le ali.

Nota: Il mulino a vento verticale cinese (vedi figura a destra) non necessita di un sostegno di capitale per contrastare la pressione del vento. Anche altri popoli antichi arrivarono a un design simile, ma a quei tempi non avevano un materiale così insostituibile come il bambù. In Giappone c'è abbondanza di bambù, ma ci sono anche abbondanza di piccoli e veloci corsi d'acqua adatti alla costruzione di un mulino ad acqua dal fondo più semplice, più durevole e costantemente funzionante (vedi oltre e, forse, "I Sette Samurai" di Kurosawa). . Pertanto, i folli mulini a vento verticali venivano utilizzati solo nell'antica Cina e in parte in Indocina.

Attrezzature produttive e decorative

Per uno stabilimento produttivo il fattore di utilizzo del vento (WCI), analogo all’efficienza, è di importanza decisiva. Non cercare il parametro della sensibilità al vento (WS) o della sensibilità al flusso (FS) nelle specifiche dei mulini “veri grandi”: lì semplicemente non è necessario. CV/CV è la velocità minima del flusso incidente sul rotore (ruota) del mulino, alla quale questo inizia a ruotare senza carico, liberamente, da solo. Ma un mulino industriale deve azionare le attrezzature di produzione. Ad esempio, il rotore di un mulino a vento con un diametro di 12 m sviluppa con un vento di 8 m/s una potenza all'albero di ca. 10 chilowatt. Se la velocità del vento diminuisce della metà, a 4 m/s, la potenza dell'albero diminuirà di dieci volte, a ca. 1 kW, e questo dipende dalle proprietà del flusso d'aria. Il vento si è indebolito un po' di più e la ruota semplicemente non farà girare la macina, non spingerà la sega o il pistone della pompa. E perché allora una situazione di emergenza/emergenza? Dobbiamo raggiungere il KIV più alto.

Un mulino decorativo per un giardino, un cottage o un terreno personale è un esempio del contrario. Il suo rotore non ha carico meccanico, ad eccezione dell'attrito nell'unità di rotazione (vedi sotto), e il KIV del mulino - divertimento e decorazione - è un parametro terziario. Ma se una leggera brezza rinfresca piacevolmente il tuo viso, il fogliame sottostante svolazza e la tovaglia sotto la tettoia ondeggia, e il mulino sta fermo, il suo effetto estetico diminuisce o addirittura diventa negativo. Pertanto per un mulino decorativo il parametro principale è ChV/PP; la sua ruota dovrebbe girare bene con un vento di 2-2,5 m/s o con una velocità del flusso d'acqua di 0,25-0,3 m/s. La versione del mulino con micromotore che fa girare la ruota è decisamente antiestetica: un mulino a vento dovrebbe ruotare secondo la velocità e la direzione del vento, e un mulino ad acqua dovrebbe avere un motivo naturale visibile per la rotazione della ruota.

Nota: se il mulino decorativo a base d'acqua funziona dall'alto (vedi sotto), la sua ruota dovrebbe ruotare quando l'acqua gocciola letteralmente dalla grondaia.

Quando si costruisce un mulino decorativo, la questione è semplificata dal fatto che non è presente alcuna presa di forza nell'albero del rotore e ridurre al minimo l'attrito nella sua unità di rotazione utilizzando mezzi tecnici moderni è facile ed economico. Ma per un mulino a vento, molto è complicato dal fatto che con una diminuzione proporzionale (lineare) delle dimensioni del rotore, l'area spazzata da esso diminuisce perpendicolarmente. Ed è ancora più complicato dal fatto che in prossimità del suolo stesso (la superficie sottostante) il flusso d'aria è fortemente inclinato e turbolento, per cui la quantità di energia trasportata da un'unità del suo volume diminuisce di decine di volte; Qui solo l'uso dei principi aerodinamici può aiutare. Per un mulino ad acqua, questi schemi sono meno pronunciati, ma esistono comunque, quindi l’idrodinamica non può essere trascurata.

Quale dovrei fare?

Un mulino a vento decorativo è superiore in estetica e statica a un mulino ad acqua (vedi figura), e in dinamica è molte volte superiore semplicemente perché c'è un movimento più visibile in esso. In genere è più semplice costruire un modello decorativo di un mulino a vento che di uno ad acqua, ma funzionerà solo in condizioni di vento; Un mulino-ventilatore con motore non è un'opzione per ragioni estetiche, vedere sopra.

Mulini decorativi – mulini ad acqua e a vento

Un mulino ad acqua - la decorazione di un sito - sarà indipendente dal punto di vista energetico solo se la sua area ricreativa si trova su un pendio (il che è già scomodo) e c'è una fonte naturale o un corso d'acqua (una sorgente, una sorgente, un ruscello, su a sinistra nella figura), il che è generalmente improbabile. Altrimenti, dovrai realizzare tu stesso una pendenza, costruire un bacino artificiale con un ruscello (cascata, fontana) e spendere elettricità per pompare acqua; sulla decorazione di una collina alpina con un ruscello con un mulino ad acqua, guarda il video:

Video: esempio di mulino ad acqua decorativo

Ma, in primo luogo, l'effetto estetico di un mulino ad acqua decorativo è quasi indipendente dalle condizioni atmosferiche, purché la temperatura sia positiva, e con il caldo il mulino rinfrescerà l'aria; tuttavia ciò aumenterà il consumo di acqua per l'evaporazione. In generale, l’estetica di un flusso d’acqua con un mulino può essere significativamente superiore a quella di un mulino a vento, ma costerà anche molto lavoro/spese.

Vento

Per i motivi di cui sopra, i mulini a vento, acquistati già pronti (non economici, tra l'altro) o fatti in casa, vengono spesso utilizzati per decorare le aree ricreative delle abitazioni private, vedere di seguito. riso. Ma in entrambi i casi si scopre che l'effetto estetico del mulino sul proprio terreno è molto inferiore a quanto previsto o visibile nella brochure pubblicitaria. Il motivo è spiegato sopra: CV/PR basso dell'azienda. Per aumentarlo, dovrai prima rivolgerti a cose puramente prosaiche.

Nota: Per esempi di decorazione del giardino con mulini a vento, vedere la storia qui sotto:

Video: 30 esempi di decorazione del giardino con mulini a vento

Aerodinamica

Da quanto sopra risulta anche chiaro che la ragione principale che impedisce l'aumento della frequenza di un mulino a vento decorativo risiede nelle proprietà del flusso d'aria superficiale. Non siamo in grado di cambiarli, ma possiamo sfruttarli al meglio.

I costruttori di mulini a vento "veri grandi" hanno inventato molto tempo fa un modo per compensare in una certa misura lo smusso del flusso in arrivo: questo è lo smusso inverso dell'asse di rotazione del rotore, pos. 1 e 2 in Fig.:

Nei grandi mulini viene prelevato entro 2-12 gradi, a seconda delle condizioni locali. Per un piccolo mulino decorativo, soprattutto perché non poggerà su una pietra liscia e nuda, è meglio rispettare i limiti di 8-12 gradi. Un valore inferiore si intende per un mulino con altezza pari a 1,5-1,7 m; più grande - per la sua altezza 40-50 cm; quelli intermedi sono calcolati mediante interpolazione lineare (divisione proporzionale). Un angolo di smusso di 12 gradi corrisponde ad un'inclinazione dell'asse del rotore di ca. per 1/4 della sua lunghezza; 8 gradi - ca. entro 1/7. È facile calcolare esattamente utilizzando la tangente. Cioè, se, ad esempio, la lunghezza dell'asse del rotore è di 50 cm e l'angolo di smusso richiesto è di 10 gradi, allora prendiamo: tg10 grad = 0,176. 1/0,176 = 5,6. 50/5,6 = 8,9, cioè l'estremità anteriore (controcorrente) dell'asse del rotore deve essere sollevata di 9 cm e di conseguenza. Come creare un nodo per la sua rotazione, vedi sotto.

Il flusso d'aria in entrata è distorto non solo nella direzione, ma anche nella velocità (vedi ancora punto 1 in figura); infatti il ​​secondo è dovuto al primo. Non possiamo eliminare la pendenza ad alta velocità del flusso, ma è aggravata dalla riflessione del vento dalla struttura (scafo, torre) del mulino. Pertanto, le torri dei mulini a vento sono state per lungo tempo realizzate sfaccettate (vedi figura a destra) o rotonde, cioè aerodinamico sul piano orizzontale; Questa condizione non dovrebbe essere trascurata per i piccoli mulini decorativi, perché la riflessione del flusso di CV si riduce ancor più del CIW.

Quindi, la ruota di un mulino a vento non è affatto l'elica di un aereo o il rotore di una turbina eolica ad alta velocità. Un mulino a vento è un mulino a vento a bassa velocità, ad es. la velocità lineare delle estremità delle pale del rotore è paragonabile o inferiore alla velocità del flusso in arrivo. Pertanto, la loro aerodinamica è semplice e la spinta della pala è determinata quasi interamente dalla differenza di pressione sui suoi lati (piani) frontale (anteriore, sopravvento) e posteriore (ombra), pos. 3 alla prec. riso.

Nota: chi ha familiarità con l'aerodinamica in prima persona: nei calcoli del rotore di un mulino a vento, il diametro (larghezza) della pala viene preso come dimensione fisica caratteristica nel numero di Reynolds Re.

Ciò porta a una circostanza favorevole per i costruttori di mulini a vento: non è necessario levigare e profilare con cura le pale di un mulino a vento a bassa velocità. In primo luogo, la pelle liscia delle pale è necessaria solo sul loro piano frontale (rif. 4), e la pelle d'ombra può essere qualsiasi cosa, questo semplifica la progettazione (set) delle pale e la fabbricazione del rotore. In secondo luogo, è consigliabile piegare le pale verso il flusso, ma ciò priverà il mulino di una parte significativa della sua estetica: non sono stati costruiti veri e propri mulini con pale a forma di trogolo.

Nota: passare alla pos. 4 non è il fisico Ernst Mach e non il numero che porta il suo nome, ma il longherone (asta portante principale) della lama. Le macellerie sono costolette, ma i bordi, davanti e dietro, sono solo bordi.

Semi-aerodinamico

Le pale degli antichi mulini a vento erano realizzate con un angolo costante di 14-15 gradi lungo tutta la campata (un termine equivalente ma ambiguo è inceppamento), ma “quasi del tutto” più alto può essere utilizzato anche per aumentare la frequenza del mulino (e la produzione CV), perché Anche le turbine eoliche più lente hanno una circolazione circolare rudimentale. Vale a dire: dare alla pala una certa torsione elicoidale lungo la campata, cioè diversi angoli di installazione alla radice e all'estremità, e restringere leggermente l'ala della lama alla radice, che è ciò che richiede quel dannosissimo Re.

Tuttavia, il risultato di una riduzione proporzionale sconsiderata delle pale del rotore di un mulino a tenda perfetto (vedi sotto), come quelli in Fig. a destra risulta essere un mulino che risente molto poco del vento. L’aerodinamica è una cosa delicata. Ad esempio, i primi prototipi del leggendario MIG-25 si sono schiantati, uccidendo piloti collaudatori esperti, quindi nessuno ha osato pensare all'espulsione a una velocità di 2,5 M. Se questa macchina non fosse stata un'era in anticipo rispetto all'aviazione di quel tempo, non sarebbe stata messa in produzione. Ma lo hanno fatto comunque, e ha volato come dovrebbe. E tutto quello che dovevo fare era spostare l'asse di rotazione dello stabilizzatore di 140 mm.

Ma torniamo all'argomento. Lo sviluppo dell'ala di una pala di mini-mulino a vento semi-aerodinamica che opera in un flusso superficiale altamente distorto e turbolento, e gli angoli di installazione per essa sono riportati in Fig.:

Le dimensioni lineari indicate sono minime; si possono triplicare proporzionalmente, e quelli mancanti si possono ricavare dal disegno, è in scala. Cioè, con un rotore del genere puoi realizzare mulini da mini-tavolo (vedi sotto) a grandi, alti quasi quanto una persona. Puoi anche costruire nella tenda un mini-generatore con stabilizzatore di tensione per ricaricare il tuo cellulare: la potenza in eccesso sull'albero sarà di 20-30 W. L'antichità del mulino non verrà sminuita da questo, perché... L'elettronica è interna e non visibile. Le oscillazioni delle lame sono costituite da un'asta tonda (preferibilmente di legno) del diametro di 12-40 mm; Le scope vengono agganciate e fissate agli angoli dell'impianto con tiranti in filo rigido. Guaina: qualsiasi; “per l'antichità” è meglio averlo a doghe, oppure in scandole o impiallacciatura.

Nota: le ruote eoliche dei mulini con pale semi-aerodinamiche presentano vantaggi sia dal punto di vista produttivo che estetico: con l'aumentare della velocità del vento, aumenta il ruolo della circolazione circolare dell'aria nel piano di rotazione del rotore e la sua velocità di rotazione si stabilizza, ad es. il rotore non gira come un matto, il che è sgradevole e, per un mulino di grandi dimensioni, pericoloso.

Mini mulini con alette

Un mini mulino a vento decorativo è appropriato in una dacia per un motivo del tutto antiestetico, in modo che, scusatemi, non venga rubato in assenza dei proprietari. Le pale del rotore dei mini-mulini sono spesso realizzate in legno massiccio, vedere Fig., a meno che il comandante non sia un modellista di aerei esperto.

Ma anche per lui realizzare una torre di mulino rotonda o sfaccettata “in stile antico” sarà un po’ difficile, e anche qui ci vuole un buon curriculum. Anche i vecchi maestri di grandi mulini provenienti da luoghi poveri di venti stabili di forza sufficiente hanno trovato una via d'uscita dalla situazione: realizzare fessure longitudinali nelle pale più vicine al bordo posteriore (di corsa), pos. 2 nella fig. Già quando gli aerei volavano bene, si è scoperto che queste fessure funzionavano come alette. Se non sei pigro e dai alle pale solide del mini-mulino almeno un profilo primitivo (elemento 3; il lato piatto è ombra), allora il mulino con un'altezza di 30 cm e una ruota con un diametro di 20-25 cm su una buona unità di rotazione (vedi sotto) girerà e quando il vento è di 2-2,5 m/s, e uno più debole non si avverte più.

Nota: Le dimensioni minime di un minimulino decorativo da tavolo sono riportate in figura:

Cosa non fare

Esiste un principio generale nella tecnologia, riflesso nelle leggi di Murphy: prima di migliorare qualcosa, pensa a come non rovinarla. Quindi, in base ai risultati della parte teorica introduttiva, vediamo come non realizzare un mulino a vento decorativo. Tenendo presente anche il lato estetico delle cose.

Prodotto in pos. 1 foto. - una raccolta di tutti i difetti: un mestiere rozzo, e quei tre volantini che sporgono da esso non possono essere chiamati lame. Autore(i) del mulino in pos. 2, probabilmente presero come prototipo un mulino con rotore a vela (vedi sotto), non sapendo della sua inidoneità in questa veste per piccoli scopi decorativi. Inoltre, il rotore di una vela deve avere almeno 8 pale, altrimenti sarà completamente inefficace.

Prototipo del mulino in pos. 3, probabilmente un pezzo da museo in pos. 4. Ma l'insieme delle sue pale è esposto per proteggere la mostra dai danni causati dai forti venti. La copertura delle pale dei perfetti mulini a tenda era rimovibile; una serie di pale ne veniva ricoperta parzialmente o completamente a seconda della forza del vento e della necessità di potenza sull'albero, vedere fig. sulla destra.

Tenendo presente la necessità di un mulino decorativo della massima frequenza, non sarebbe male coprire completamente le lame con un tessuto in modo che l'insieme sia trasparente. Questo darebbe solo rispetto e divertimento al mulino, perché... le pale dei migliori mulini del passato erano ricoperte da tele, attraverso le quali era visibile anche l'insieme.

Nel mulino alla pos. 5, la pelle delle pale è posizionata dalla parte sbagliata: sarà rivolta controvento solo se il rotore si trova all'ombra del vento della torre. Il che, ovviamente, non migliorerà in alcun modo la sensibilità del rotore al vento. E infine, il prodotto in pos. 6 con un rotore proveniente dalla girante di un ventilatore ambientale o da un'elica di un motore elettrico di un gommone, semplicemente non sembra un mulino - invece dell'estetica, in questo caso si è rivelato assurdo.

Scelta di un prototipo

Ora decidiamo quale tipo di mulino reale dobbiamo utilizzare come prototipo. Tenendo conto anche del significato estetico e delle condizioni di lavoro del decorativo.

Una struttura monumentale che ospita meccanismi e locali di servizio è chiaramente necessaria solo per un mulino con un rotore orizzontale (l'asse orizzontale della sua rotazione) - una volta. Il piano di rotazione del rotore orizzontale è ortogonale al suo asse, cioè verticale, e il massimo effetto estetico e il numero di associazioni inconsce è fornito, ad esempio, da un movimento fluido su e giù. battito d'ali di un uccello - due. Pertanto, spazziamo via le “verticali” come il bambù cinese mostrato sopra con ali fatte di stuoie.

I mulini a torre fissi (elemento 1 nella figura) sono comuni, ad esempio, in luoghi con venti assolutamente dominanti in una direzione. nelle pianure della Spagna centrale. Guarda bene: ora capisci perché Don Chisciotte ha attaccato il mulino e non il pollaio, che sarebbe stato molto più divertente? Un tale mulino può essere preso come prototipo per una casa di campagna e/o da tavolo.

La struttura del mulino a portale (rif. 2) ruota su una capra (o qualcosa di simile a una capra, secondo la terminologia informale locale) - uno spesso tronco scavato nel terreno. Un mulino a portale può essere costruito senza un solo chiodo, ma girarlo contro il vento richiede uno sforzo enorme e, con un vento più forte, è esorbitante. Pertanto, i mulini a portale erano comuni in zone boschive tranquille, lontane da fonti di prodotti siderurgici. Come prototipo di un mulino a portale decorativo, è di scarsa utilità: è pressato a terra ed è molto difficile ottenerne un buon CV.

In Siberia, foreste e forti venti si uniscono, il permafrost è diffuso e gli uomini vivono forti, quindi i mulini a faretra hanno messo radici lì, pos. 3. Il suo asse di rotazione verticale (anche un tronco, ma non un cavalletto, ma un perno) non è scavato nel terreno, ma è fissato in una faretra di tronchi. Allo stesso tempo, la faretra ha permesso di alzare il rotore e aumentarne l'apertura, il che ha fatto aumentare sia il CIV che il CV; Per trasformare il mulino in un vento fresco, bastava già la forza del mugnaio, che portava il grano da macinare al contadino e, possibilmente, ai loro figli adulti. Un mulino a faretra è adatto come prototipo decorativo per un ambiente arredato in stile rustico o country.

I mulini a vento orizzontali più avanzati sono i mulini a vento a tenda, pos. 4. Il perno al loro interno è di ferro e solo la tenda ruota sulla piattaforma girevole; Inoltre, il meccanismo di trasmissione della forza dal rotore alla macina diventa più complicato. 1-2 persone moderatamente sviluppate o anche l'automazione più semplice possono trasformare una tenda con un rotore nel vento. Il mulino a tenda è adatto come prototipo per qualsiasi dispositivo decorativo, quindi vediamo la sua struttura più in dettaglio (punto 4a):

Informazioni sui rotori delle vele

I mulini a vento arrivarono in Europa tardi: furono visti per la prima volta dai crociati tra gli arabi. La novità piacque subito ai cavalieri, che, tra l'altro, dovettero gestire niente meno che combattere. L’Europa a quel tempo era una terra arretrata del mondo, divisa in tanti piccoli e minuscoli possedimenti feudali semi-indipendenti, e i felici possessori di acque correnti adatte a fondare mulini ad acqua facevano pagare ai vicini una macinatura più pulita di quella dei mercanti d’alto bordo. strada.

I mulini a vento arabi erano costruiti con un rotore a vela (vedi figura): gli arabi non avevano il proprio legname (il legno di palma è fragile e instabile), ma nelle steppe e nei deserti c'erano venti anche forti. Ma in Europa i mulini a vela non misero radici, tranne che in Spagna, che aveva condizioni simili a quelle dell’Arabia, e in Grecia, che era piena di “corridoi del vento” creati dalle montagne.

Il mulino a vela funziona solo con venti di forza sufficiente (più di 6-7 m/s): finché le pale della vela non vengono gonfiate al profilo desiderato, il rotore non gira. Cioè, sia il KIV che il CV del mulino a vela sono bassi e, nonostante il suo spettacolo romantico, non è adatto come prototipo decorativo. Tuttavia, un rotore a vela, che funziona secondo un principio diverso, può trovare un'applicazione utile ed efficace nel meccanismo di un mulino a tenda, vedi sotto.

Unità e meccanismi

Probabilmente non è necessario ripetere che la frequenza di un mulino decorativo è determinata dalla perfezione tecnica dei suoi gruppi rotanti e non è necessario trasmettere potenza dal rotore. Ma l'orientamento automatico al vento è molto, molto auspicabile: se devi avvicinarti al mulino per girare il tutto o la tenda, l'estetica si trasforma in irritazione e stanchezza. Anche la progettazione complessiva del rotore è di una certa importanza.

Nodi di rotazione

Il mulino decorativo ha da una a 4 unità di rotazione, vedi sotto. Obbligatorio per chiunque e il più severo in termini di qualità di esecuzione è l'unità di rotazione del rotore: deve avere perdite meccaniche minime e resistere a carichi laterali alternati irregolari abbastanza forti, quindi questa unità è realizzata su cuscinetti a sfere autoallineanti, vedere fig. sulla destra. I cuscinetti di supporto convenzionali a fila singola, anche se non grippano, ridurranno significativamente il CV del mulino. Ma non affidatevi solo ai cuscinetti: se il rotore è aerodinamicamente e/o strutturalmente “sbagliato”, non girerà, perché le sue lame non forniranno trazione.

Per l'unità di rotazione del rotore sono necessari 2 cuscinetti, posizionati sull'asse di rotazione ad una distanza di almeno 50 mm l'uno dall'altro (in un mini-mulino da tavolo - non più vicini di 15-20 mm l'uno dall'altro). I cuscinetti vengono fissati in qualsiasi modo conveniente: in gabbie di legno (a sinistra nella figura), con morsetti, ecc.

L'asse stesso è un pezzo di barra filettata M4 - M16, a seconda delle dimensioni del mulino. Nei cuscinetti, l'asse viene fissato con coppie di dadi e rondelle e, dopo aver serrato i dadi, con gocce di olio, vernice gliftale o pentaftalica inserite nelle filettature. L'unità sarà pronta per l'uso dopo 2-3 giorni. Il silicone viscoso non penetra in profondità nella filettatura e le vernici e gli adesivi ad asciugatura rapida non sono elastici una volta asciutti a causa delle vibrazioni e degli strappi del rotore, il legante da essi si spezzerà presto e il gruppo si allenterà; I controdadi non causeranno alcun danno, ma senza un ulteriore fissaggio con un legante elastico si allenteranno presto. Per esperienza amatoriale nella realizzazione di un rotore su cuscinetti per un mulino a vento decorativo, guarda il video:

Video: realizzazione di pale per un mulino su cuscinetto

Se il rotore del mulino viene girato verso il vento da una banderuola (cosa non naturale; i veri mulini non sono stati costruiti così), allora il gruppo di rotazione della tenda è realizzato in modo simile, su cuscinetti. Se il rotore viene girato verso il vento manualmente o con un'andana (vedi sotto), l'unità di rotazione della tenda può essere semplificata, come mostrato al centro in Fig. Tale unità è assemblata in una scatola di legno (compensato), a destra in Fig. Rivestimenti in acciaio – da 2 mm di spessore (almeno 2 passi della filettatura dell'asse di rotazione). Gioco dell'asse orizzontale 0,5-1 mm; verticale (i dadi non sono serrati troppo!) ca. 0,5 mm. Anche i dadi vengono fissati con vernice e, dopo che si è asciugato, sotto le rondelle vengono aggiunte 2-3 gocce di mandrini o altro olio per macchine liquido non essiccante.

Rosa dei Venti

Gli olandesi hanno inventato un dispositivo di automazione meccanica non volatile che fa girare il rotore del mulino al vento. Il nuovo prodotto si è rivelato così conveniente, economico e affidabile che i mulini con Windrose continuano a funzionare nei paesi sviluppati (vedi, ad esempio, l'immagine sopra con un mulino nel Norfolk).

Windrose è un tipo di banderuola attiva: una piccola girante aggiuntiva sensibile al vento è installata perpendicolarmente (ortogonale) al rotore su un piano orizzontale. Quando il rotore è posizionato esattamente nel vento, la girante della rosa dei venti è immobile. Il vento si sposta leggermente di lato, la girante gira e, attraverso una trasmissione meccanica, riporta la tenda con il rotore contro vento.

Il rotore di un mulino decorativo non è caricato meccanicamente e la forza richiesta per farlo girare è di diversi ordini di grandezza inferiore a quella del rotore di un mulino di produzione. Pertanto, alcuni mulini a vento decorativi già pronti sono completati da una banderuola che imita Windrose (riquadro in alto a sinistra nella figura). La tenda con il rotore diventa una semplice banderuola (passiva), cosa innaturale per un mulino.

Il mulino per la produzione di Windrose è un meccanismo piuttosto complesso (a sinistra nella figura), che difficilmente si ripeterà a casa. Ma per il motivo sopra indicato (rotore scarico), la rosa dei venti di un mulino a vento decorativo può essere realizzata molto più facilmente con materiali di scarto (al centro e a destra nella figura).

Il design del giradischi è copiato esattamente dalle prime rose dei venti olandesi con lame di pezza. Esternamente, è simile al rotore di una vela, ma a causa di un certo angolo iniziale di installazione dei pannelli e di una diversa configurazione degli spazi tra loro, non agisce come il fiocco e la vela di trinchetto delle navi a vela, ma piuttosto come un'ala a traliccio utilizzato nei sistemi di salvataggio per veicoli spaziali in caso di incidente al momento del lancio; Questo è già diventato chiaro ai nostri tempi. La qualità aerodinamica dell'ala a traliccio è bassa, ad es. produce poca portanza, ma a velocità molto basse e su un'ampia gamma di angoli di attacco. Allo stesso modo, un giradischi in tessuto rosa dei venti produce una potenza trascurabile sull'albero, ma con il minimo soffio di un vento obliquo molto forte.

L'intervallo di oscillazione del piatto rotante è di 3-15 cm a seconda delle dimensioni del mulino; i pannelli in tessuto sintetico o pellicola scivolosa (peggiore dal punto di vista estetico) sono tesi. La puleggia motrice può essere estratta dall'albero motore di un vecchio registratore a cassette. Da lì si preleva un volano con tonneau e un cuscinetto a strisciamento per la puleggia condotta e l'asse orizzontale; Molto probabilmente andrà bene una perlina di gomma standard. È meglio usare un registratore sovietico: i loro volani sono più grandi e più massicci, motivo per cui il coefficiente di detonazione indicato nel TD corrispondeva a quello reale. L'asse del giradischi e la puleggia motrice sono costituiti da un raggio di bicicletta; per questo è necessario selezionare o realizzare un cuscinetto scorrevole in bronzo-grafite o fluoroplastica.

Il numero di denti della tribù (il diametro della lanterna è di circa 10 mm) è 6-8. Il passo dei denti sul giradischi deve essere esattamente lo stesso e il loro numero deve essere almeno 60. In base a ciò viene calcolato il raggio del cerchio per posizionare i denti sul cerchio; Potrebbe essere necessario regolarne il diametro. I denti nei fori del gambo e del cerchio sono fissati con colla siliconica; qualsiasi altro si romperà presto a causa delle vibrazioni e degli urti e i denti inizieranno a cadere.

Nota: Se Windrose gira il rotore con la parte posteriore al vento, l'anello smussato sulla puleggia motrice deve essere ruotato di 180 gradi.

Rotore

Dell'aerodinamica del rotore è stato detto abbastanza; resta da chiarire alcune caratteristiche progettuali. Le pale del rotore erano solitamente realizzate con una disposizione avanti/indietro o a metà oscillazione, vedere fig. (pale pendenti e intere).

I primi davano CIV maggiore e CV migliore, perché le perdite aerodinamiche sono state escluse secondo bordo, ma più spesso si rompevano in caso di forti venti e la torsione della lama nel senso dell'apertura di oltre 5-7 gradi riduceva ulteriormente la loro resistenza. La pressione del vento per unità di area della proiezione frontale di un mulino decorativo è molte volte inferiore a quella di grandi dimensioni, quindi sono preferibili le lame sospese. Un'eccezione è un rotore con pale semi-affusolate (vedi sopra), perché con un angolo di torsione superiore a 10-12 gradi, funzionerà correttamente solo se sia il bordo anteriore che quello posteriore sono attorcigliati e l'oscillazione non attorcigliata (longherone) si trova lungo la larghezza della pala secondo il calcolo aerodinamico.

Di quante lame hai bisogno?

In luoghi non ricchi di vento, furono costruiti mulini con rotori a 6 e persino 8 pale: ciò aumentava la potenza sul loro albero con venti deboli, sebbene il CIV cadesse con venti forti. Ma se ci si avvicina dal punto di vista del CV massimo, allora la soluzione ottimale risulta essere... un rotore monopala con contrappeso; ciò è dovuto all'attrito delle pale contro l'aria. Tuttavia, i mulini a vento a bassa velocità con un numero di pale inferiore a 4 non vengono quasi mai costruiti: la potenza sull’albero risulta essere troppo bassa, perché Senza una circolazione circolare sviluppata, l’energia del vento che “scivola” tra le pale che si muovono lentamente viene sprecata. Di conseguenza, un mulino decorativo con meno di 4 lame sembrerà innaturale, quindi 4 lame dovrebbero essere considerate ottimali.

Struttura del mulino

Non è difficile costruire un'imitazione di un mulino a capanna e di un corpo quadrato in sezione orizzontale (vedi figura a destra), ma non ci si può aspettare un buon CV per un mulino del genere. L'importanza di una struttura snella dei mulini era già compresa nei tempi antichi e le strutture dei mulini industriali venivano realizzate poliedriche o rotonde.

I disegni dei componenti principali (gruppo rotore, torre e piattaforma girevole) di un semplice mulino a vento decorativo sono riportati in Fig. sotto. Il CV massimo in questo caso (ma non il massimo possibile) si ottiene aumentando l'angolo delle lame semplici di 16,7 gradi. Fare attenzione alla direzione in cui pendono le ali delle pale: poiché le aste filettate commerciali hanno la filettatura destrorsa, il rotore dovrà ruotare verso destra (in senso orario se visto frontalmente); altrimenti si svita e vola via, perché... È fissato con un dado premuto nel mirino delle altalene. In generale, un mulino di questo tipo è conveniente per una casa del fine settimana: può essere smontato per riporlo e, una volta assemblato, può essere facilmente trasportato da un adulto di qualsiasi sesso o da due bambini.

È possibile realizzare una torre sfaccettata di un mulino a vento decorativo con le proprie mani in compensato con colla (vedi immagine successiva), e gli elogi per la tua abilità saranno ben meritati. Ma, in primo luogo, il materiale richiesto è costoso (chiedi al negozio di costruzioni più vicino quanto costa un foglio di compensato su venti). In secondo luogo, con l'aumento del numero dei lati della torre e/o con la diminuzione delle sue dimensioni, la complessità del lavoro aumenta notevolmente, insieme ai requisiti per la precisione della marcatura e del taglio delle parti, e quest'ultimo ha un limite pari allo spessore della lima o della lama della sega.

Puoi assemblare l'intera struttura utilizzando un metodo combinato (vedi figura), ma anche questo non è un lavoro facile e la sua complessità aumenta anche con il numero di facce. Nel frattempo, è del tutto possibile per un principiante verde in falegnameria realizzare letteralmente con gli scarti una capanna sfaccettata, addirittura quasi rotonda, e una torre di un mulino a vento decorativo sfaccettato. Il fatto è che le tangenti degli angoli di 30 e 60 gradi con una precisione sufficiente per la lavorazione del legno sono 0,58 e 1,73.

Nella figura viene mostrato come viene tagliata una trave 40x40 per assemblare parti di un mulino a vento decorativo a 12 e 6 lati:

L'assemblaggio vero e proprio avviene mediante colla senza fissaggi metallici o giunti di carpenteria. Per rendere il prodotto più resistente, viene utilizzata una tecnica simile alla fasciatura delle giunture in muratura nella costruzione: le corone di una finta casa di tronchi (visivamente molto convincente) vengono assemblate specularmente una per una. Nella fig. È anche chiaro che quando si rifila perpendicolarmente l'estremità non smussata della trave, il diametro della corona cambia proporzionalmente. Ciò consente di assemblare la torre del mulino sotto forma di piramide tronca e, se ha 12 lati, levigarla fino a renderla rotonda.

E se fosse più moderno?

Ci sono, anche se pochi, appassionati di decorare il sito con modelli di impianti eolici a bassa velocità (APU; semplicemente turbine eoliche) dell'era industriale, vedi fig. sulla destra. Ebbene, gli edifici industriali hanno una propria estetica, a volte piuttosto sottile e multivalore. Ma in un caso così laborioso, non sarebbe male realizzare una vera unità eolica: darà non meno un effetto decorativo e farà anche qualche lavoro utile: pompare l'acqua dal pozzo nel serbatoio a pressione, ricaricare la batteria dell'illuminazione di emergenza, ecc.

Sto cercando di costruire un mulino ad acqua

Le condizioni per l'installazione di un mulino ad acqua decorativo sul tuo sito sono meno comuni e sono molto più difficili da creare rispetto a un mulino a vento, quindi non vengono costruite molto spesso. Tuttavia, un mini-mulino ad acqua in un'area ricreativa può essere ancora più spettacolare di un mulino a vento, guarda il video:

Video: mulino ad acqua fai da te per il giardino

Il fattore determinante per l'estetica di un mulino ad acqua è un fattore puramente tecnico come l'impatto della sua girante. I più spettacolari (e il modo migliore per rinfrescare l'aria) sono i mulini dall'alto (a sinistra nella figura), ma sono anche i più difficili da realizzare.

La ruota del mulino della ruota inferiore con paraspruzzi (al centro nella figura) è inferiore in decoratività a quella superiore, ma strutturalmente e tecnologicamente è molto più semplice. La semplice rotella di innesto inferiore (sugo), a destra nella figura, sembra generalmente non importante. Le ruote delle ruote semi-inferiori e centrali (vedi sotto) richiedono condizioni naturali speciali per la loro installazione, e in termini di estetica non sono migliori di quelle inferiori e quindi sono di scarsa utilità per scopi decorativi.

Tipi di girante

Una semplice girante antiallagamento (vedi figura sotto) utilizza solo l'energia cinetica dell'acqua in entrata. Meno efficace, ma più facile da costruire. Viene semplicemente installato in un flusso di potenza sufficiente; decorativo - in quasi tutti i corsi d'acqua, naturali o artificiali. L'effetto estetico in realtà è dovuto solo alla rotazione della ruota. L'aria non è quasi rinfrescante, ma il consumo di acqua per l'evaporazione è minimo.

Le ruote dei mulini di produzione dei mulini semi-bassi e medi sono posizionate in luoghi con una grande caduta d'acqua: su un riffle, dietro una cascata. Per una ruota da battaglia media, è necessario modificare la barriera naturale (o costruire una diga sommersa) e posizionare sopra di essa un recinto di sabbia, bloccando parzialmente il flusso dell'acqua dall'alto. Le giranti semi-basse e medie sfruttano parzialmente anche l'energia potenziale dell'acqua sollevata, quindi sono più efficienti di una semplice ruota per sugo, ma le loro pale devono essere profilate.

La ruota aerea più efficace funziona principalmente grazie all'energia potenziale dell'acqua, che deve essere sollevata abbastanza in alto: da un'alta diga o, per una ruota decorativa, mediante pompaggio. La profilatura delle lame è semplice oppure sono addirittura dritte ed inclinate. L'effetto estetico è magnifico - la rotazione della ruota è completata da cascate d'acqua - ma il suo consumo per l'evaporazione nella stagione calda può raggiungere decine di litri al giorno.

Nota: ruote idrauliche funzionanti verticali (a spirale e a pala diritta) (vedi figura a destra) - prototipi di quelle corrispondenti. turbine ad acqua reattiva e attiva. Spruzzano in modo meraviglioso, ma la pressione e il flusso d'acqua di cui hanno bisogno sono difficilmente possibili in una casa privata.

Come fare una ruota...

I produttori di ruote idrauliche decorative su misura spesso progettano da vecchi modelli di produzione. Molto probabilmente su richiesta dei clienti: chi può pagare per un prodotto del genere, vorrà sicuramente che sia “come quello vero”. Tuttavia, l'effetto "veramente antico" può essere ottenuto molto più facilmente posizionando strisce di scandole o impiallacciatura su chiodi liquidi su una base di compensato e fissandole inoltre con i cosiddetti chiodi di bronzo. chiodi di finitura (sono ampiamente utilizzati, ad esempio, dai falegnami delle porte per il fissaggio delle piastre).

Ma realizza la base della ruota come mostrato in pos. E fig. , Non c'è bisogno:

Prima di tutto, è di nuovo troppo complicato. E, soprattutto, l'acqua penetrerà sicuramente nel tamburo della ruota, ristagnerà lì e la ruota marcirà. Secondo il metodo mostrato in pos. B, puoi realizzare una ruota per un mulino ad acqua decorativo con rifiuti e scarti, e il profilo delle pale risulterà immediatamente rotto, il che è positivo, vedi sotto.

...e come metterci l'acqua

Alimentare la girante di un mulino ad acqua decorativo è un compito molto più difficile della sua costruzione. Per non parlare del corrispondente le strutture idrauliche, una pompa per una fontana stradale, le sue prestazioni e pressione in questo caso sono chiaramente inutili. Per un mulino con una ruota fino a 1 m di diametro, è più adatta una pompa per acquario; Non è necessario rimuovere il filtro standard, è comunque necessario.

Le pompe per acquari sono pompe ad alte prestazioni, senza pressione: pompano da acqua ad acqua. Ma qualsiasi pompa non a pressione ha una pressione residua. Per le minipompe per acquari di piccole dimensioni non supera i 10-20 cm, per le pompe per acquari da 100 a 200 l è di ca. 60 cm, e per le pompe per acquari di grandi dimensioni può arrivare fino a 80-100 cm. A metà della pressione residua le prestazioni della pompa diminuiscono da tre a quattro volte, ma per una ruota idraulica decorativa questo è sufficiente.

Il modo più semplice è alimentare il mulino decorativo ad acqua del combattimento inferiore, a sinistra in Fig. La ruota da combattimento inferiore può essere realizzata senza guscio interno, ma, come affermato sopra, il suo valore di intrattenimento è minimo. Non è molto più alto per le ruote della battaglia semi-inferiore e centrale (al centro), e hanno anche bisogno di lame profilate, un guscio interno e strutture idrauliche, con le quali ci sarà molto clamore. L'unica semplificazione rispetto alla ruota di produzione è che non è necessaria una levigatrice, perché non c'è presa di forza dalla ruota e l'energia cinetica del getto d'acqua che colpisce la ruota non ha importanza.

La ruota più spettacolare (e buon deodorante per ambienti) della ruota superiore (a destra nella figura) dovrebbe avere anche un guscio interno, ma il profilo delle sue lame è tecnologicamente più semplice: lame rotte o smussate dritte. Quest'ultimo è generalmente indesiderabile, perché il consumo di acqua per l'evaporazione aumenta notevolmente: per una ruota di diametro 1 m con 16 pale ad una temperatura esterna di +30 fino a ca. 2 cu. m al mese contro 0,3-0,5 metri cubi. m, se le lame sono rotte. In quest'ultimo caso, invece delle cascate d'acqua, dalla ruota cadono frequenti gocce, il che non sembra peggio.

Tuttavia, per alimentare la ruota superiore, saranno necessarie due pompe di diversa capacità. Quello più debole viene posto nel serbatoio superiore, che viene alimentato in eccesso dalla potente pompa inferiore. Il fatto è che se la pompa dell'acquario si secca, il suo motore si brucia, quindi il serbatoio superiore deve essere costantemente riempito d'acqua. Muovendo la pompa su e giù al suo interno si regola la velocità di rotazione della ruota e il suo effetto decorativo.

Nota: la ruota, alimentata dalle pompe dell'acquario, gira lentamente fino a riempire 3-4 vassoi nelle pale. Ma poi gira bene, perché... l'afflusso di acqua viene utilizzato solo per compensare l'attrito nelle unità di rotazione della ruota.

Stai attento!

No, non parleremo dei pericoli dei mulini decorativi o dei loro danni alla salute: non ce ne sono. Ma se non vivi nella Federazione Russa, prima di costruire un mulino a vento decorativo o un mulino ad acqua su un ruscello naturale, consulta un avvocato. In un certo numero di paesi, incl. nell'ex Unione Sovietica, l'uso di risorse energetiche naturali rinnovabili è soggetto a tassazione e di conseguenza la costruzione e/o l'installazione non autorizzata. dispositivi è punibile con una grossa multa. Se un mulino decorativo rientri in questa legge lo decideranno le autorità locali competenti, dotate di tutti i poteri necessari. E se lo spirito della legge non è nel coordinamento degli interessi, ma nel divieto di tutto ciò che è discutibile a “valori” inverosimili e autolesionistici, allora una persona comune che vuole semplicemente decorare la sua trama e avere un un piacevole riposo su di esso non può aspettarsi nulla di buono per se stesso.