طاحونة هوائية - كيف تفعل ذلك بنفسك؟ المطاحن تصميم طاحونة المياه.

إن المناظر الطبيعية مع طواحين الهواء مألوفة لنا أكثر على لوحات سادة الرسم الأوروبيين في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر.

الآن لا يمكن رؤية العديد من طواحين الهواء العاملة إلا في هولندا. صحيح أنهم لا يطحنون الدقيق على الإطلاق ، رغم وجود البعض. يضخون المياه من قناة إلى أخرى. كيف تم بناء الطاحونة؟ يمكنك رؤية هذا فقط في دول البلطيق وهولندا نفسها. أول شيء يجب القيام به لجعله يعمل بشكل جيد هو اللحاق بالريح. للقيام بذلك ، تم تشغيل سقفه في الاتجاه الصحيح بمساعدة عجلة ورافعة خاصة. كانت العجلة متصلة بالسقف للتو. عندما وصل السقف إلى الموضع المطلوب ، تم إيقاف العجلة بسلسلة خاصة. ثم تم تحرير الفرامل الخاصة ، وبدأت أجنحة الطاحونة تدور ببطء في البداية ، ثم بشكل أسرع وأسرع. تم نقل العمود الذي تم تثبيت الأجنحة عليه بالدوران إلى المحور الرأسي الرئيسي من خلال الأجنحة الخشبية.

تطبيق.

علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون جهاز الطاحونة مختلفًا. بمساعدتها ، قاموا بضخ المياه ، وعصر الزيت من البذور ، وصنعوا منه الورق ونقش الخشب ، وبالطبع الدقيق المطحون. قامت مطحنة الدقيق بعملها بنفس أحجار الرحى. مع ظهور البخار وأنواع المحركات الأخرى ، يمكن القول إنها فقدت أهميتها بالنسبة للصناعة. ولكن في عصرنا ، عندما يتعلم الناس توفير الطاقة والطبيعة ، تم إحياء طاحونة الهواء بقدرة مختلفة ، كمصدر رخيص للكهرباء وصديق للبيئة. تعمل المئات من طواحين الهواء ، وأحفادها ، في هولندا وهولندا وألمانيا. في الولايات المتحدة وكندا وأستراليا ، تستخدم المزارع النائية بنجاح توربينات الرياح لتوليد الكهرباء لمنازلها وأعمالها.

عنصر زخرفي. بنائه.

اليوم ، اكتسبت طاحونة الهواء شعبية كعنصر زخرفي للمنزل. اجعله سهلا. مثل هذا الطاحونة ، التي يتم تجميعها بيديك بالقرب من منزل ريفي أو كوخ ريفي ، ستزين أي ركن من أركان الحديقة. يبدأ العمل بصناعة الأساس. تم حفر حفرة حتى عمق 70 سم ، ووضع أساس من الطوب. إطار ملحوم من 50x50 بأبعاد 80x120x270. الإطار مغمد بالخشب 40x40. من الممكن غلق البناء في الأعلى باستخدام اللوح. الإطار مثبت على الأساس. يتم طلاء الخشب من الأعلى بتشريب واقي في عدة طبقات. من الداخل ، الجسم معزول بالرغوة والخشب الرقائقي. التالي هو السقف. يتم وضع صندوق مستمر على العوارض الخشبية للسقف ، والتي يتم تغطيتها بعد ذلك بمواد التسقيف في طبقتين. يتم وضع مواد التسقيف على مواد التسقيف. ثم يتم تجميع الآلية. يتم تحديد وتركيب محور ومحامل. يتم تجميع الشفرات من ألواح خشبية بقسم 20 × 40 مم ، يتم تثبيتها بمسامير ذاتية التنصت. يتم تثبيت الشفرات على المحور. الجزء العلوي من الأساس مغطى أيضًا بالخشب. يمكن استخدام الداخل للتخزين ، على سبيل المثال ،

لقد غرق عصر الزراعة في القرون العديدة الماضية ، لكن هذا لا يعني أن جميع التطورات في ذلك الوقت لا تعني شيئًا الآن. على سبيل المثال ، سنتحدث اليوم عن كيفية صنع طاحونة بيديك.

يجدر بنا أن نبدأ لماذا هذا ضروري بشكل عام؟ من غير المحتمل أن يقوم شخص ما بمساعدتها بطحن الدخن وتحويله إلى دقيق. ويتم زراعة الدخن من قبل مزارعين محترفين لديهم تكنولوجيا حديثة مسئولة عن جميع عمليات الإنتاج. ومع ذلك ، يتساءل المزيد والمزيد من سكان الصيف كيف يصنعون طاحونة بأيديهم؟

يتم شرح هذا الضجيج بكل بساطة - طاحونة الهواء ، التي يمكنك صنعها بسهولة بيديك ، هي عنصر رائع في تصميم المناظر الطبيعية التي تجعل الموقع فريدًا حقًا. من الأسهل بكثير بيع حديقة بها مثل هذا الحماس من قطعة أرض تشبه قطرتين من الماء تشبه القطرة المجاورة.

في العالم الحديث ، يتم تقدير التفرد قبل كل شيء. هذا هو السبب في أنك إذا قررت صنع طاحونة بيديك ، فسوف يسمح لك ذلك بتحويل حديقتك. بالإضافة إلى ذلك ، مع العناية الواجبة والقليل من الاستغراق في الفيزياء ، يمكنك استخدام هذا الهيكل كمصدر للطاقة.

انتباه ! يمكن استخدام الطاحونة كمولد كهربائي.

لا يمكن أن تكون طاحونة الهواء في كوخك الصيفي عنصرًا من المناظر الطبيعية التي صنعتها بيديك فحسب ، بل يمكن أن تكون أيضًا محول طاقة الرياح. هذا سيوفر بشكل كبير ميزانية الأسرة.

صفات إضافية لطاحونة الهواء

قبل اختيار مكان لتثبيت طاحونة هوائية ، يجب أن تفكر في أن هذا الهيكل ، الذي تصنعه بيديك ، يمكن أن يكون له عدة أغراض:

1. يمكن لطاحونة الهواء إخفاء عدد من الأماكن القبيحة في الفناء الخاص بك ، مثل غرفة التفتيش.
2. بعض طواحين الهواء DIY مصنوعة من مواد خفيفة الوزن. نتيجة لذلك ، من الممكن تقليل أبعادها. لذلك ، غالبًا ما تستخدم هذه الهياكل كأغطية واقية لصمامات الأنابيب والمرافق الهندسية الأخرى.
3. يمكن استخدام المبنى كمنزل لألعاب الأطفال. للقيام بذلك ، تحتاج إلى توسيع الهيكل قليلاً ، لكن لا يوجد شيء غير واقعي هنا. الشيء الرئيسي هو جعله مستقرًا وعدم نسيان المدخل.
4. في هيكل كبير مصنوع تحت المطحنة بيديك ، يمكنك تخزين مجموعة متنوعة من أدوات الحدائق. في الواقع ، ستكون غرفة منافع.
5. يمكن أيضًا استخدام طاحونة الحجر كنحاس.
6. يمكن استخدام هذا الهيكل ، مع تعديل طفيف ، كفزاعة للشامات. يكفي حفر الأرجل بعمق 20 سم بحيث تنتقل الاهتزازات من الهيكل الذي سيحدث أثناء دوران الشفرات إلى الأرض.

كما ترى ، يمكن أن تجد طاحونة الهواء التي تصنعها بيديك العديد من الاستخدامات كعنصر من عناصر تصميم المناظر الطبيعية.

دور طاحونة الهواء في تصميم المناظر الطبيعية

العالم الحديث متنوع للغاية لدرجة أنه لكي يكون الموقع أفضل رعاية بسيطة وحتى الأسرة ليست كافية - فأنت بحاجة إلى التميز. في الوقت نفسه ، يجب عمل كل شيء بحكمة. بعد كل شيء ، تصميم المناظر الطبيعية هو علم معقد يأخذ في الاعتبار العديد من الفروق الدقيقة.

على سبيل المثال ، عوامل مثل:

• ظل،
• رطوبة،
• مع الثقافات الأخرى
• أنظمة الري اللازمة ، إلخ.

تعد طاحونة الهواء من أكثر العناصر شيوعًا في تصميم المناظر الطبيعية في الوقت الحالي. الميزة الأكثر أهمية لمثل هذا الهيكل هي أنه يمكن صنع الهيكل يدويًا.

نصنع طاحونة بأيدينا

اختر مكانًا وحضره

يعتبر بناء طاحونة هوائية مهمة أكثر مسؤولية مما قد يبدو للوهلة الأولى. هناك العديد من العوامل التي يجب مراعاتها من أجل الحصول على عنصر مفيد حقًا في تصميم المناظر الطبيعية.

المساحة المفتوحة هي الأنسب للتثبيت. أولاً ، هنا ستدور شفرات الطاحونة دائمًا تقريبًا ، وثانيًا ، من الأسهل بكثير تجميع هذا الهيكل في مساحة مفتوحة ، حيث لن يتداخل معك شيء.

بعد تحديد مكان مناسب للتثبيت ، ستحتاج إلى إزالة المنطقة. قم بإزالة جميع الشجيرات والجذوع التي تتداخل مع البناء. إذا كان العشب طويلًا جدًا ، قم بقصه بجزازة العشب.

يجب تسوية الأرض قبل تثبيت الهيكل بعناية. بعد ذلك فقط ستتمكن من البدء في وضع الأساس ، وبشكل أكثر دقة ، النظام الأساسي. لاختيار المكان المناسب ، يجب أن يكون لديك فكرة واضحة عن الشكل الذي سيبدو عليه هيكلك المستقبلي.

ضع خطة

كمثال ، لنأخذ هيكلًا أوليًا ، بالقدر المناسب من الجهد ، يمكن لكل شخص بناؤه. كل شيء يبدأ بإنشاء خطة:

1. ارسم مخططًا تخطيطيًا للتخطيط.
2. باستخدام الرسم ، احسب الأبعاد التي يجب أن تكون لكل جزء من طاحونة الهواء التي تريد صنعها بيديك.
3. اختر المادة المثلى التي ستصنع منها العناصر الهيكلية الرئيسية. الصنوبر هو الخيار الأفضل. لديها أداء عالي. في الوقت نفسه ، تكون تكلفتها عند مستوى مقبول.

بعد تسوية كل شيء بالخطة والرسم ، يمكنك المتابعة إلى عملية التجميع المباشر.

اختيار الأدوات والمواد اللازمة للعمل

لإنشاء هيكل لائق ، ستحتاج إلى الأدوات التالية:

• مسطرة لعمل الزوايا.
• أقلام ، أقلام فلوماستر ، أقلام رصاص ، بوصلات ، أقلام تحديد.
• لفة البناء.
• حفر بمجموعة من الفوهات مختلفة الحجم.
• مفك البراغي أو مفك البراغي. يمكنك أيضًا استخدام مثقاب عادي بفوهة خاصة لهذا الغرض.
• المطرقة ، المنشار ، بانوراما.
• مسامير ، مسامير ، غسالات ، براغي ، براغي. يعتمد طول العناصر بشكل مباشر على مدى سماكة الألواح التي ستستخدمها.
• ورق الصنفرة لطحن العناصر. يمكنك أيضًا استخدام طاحونة.

باستخدام هذه الأدوات ، يمكنك صنع طاحونة هوائية ممتازة بيديك ، والتي ستكون إضافة رائعة لمفهوم المناظر الطبيعية في بلدك. أيضًا ، لتنفيذ الفكرة ، ستحتاج إلى المواد التالية:

• غالبًا ما يستخدم الخشب الرقائقي أو البطانة لصنع طاحونة هوائية بيديك. الألواح العريضة رائعة بالنسبة للبدن.
• لصنع الجدران بيديك ، استخدم القضبان.
• أي مادة مناسبة للتغليف.
• لعمل الشفرات ، استخدم الشرائح المعدنية أو الأنابيب.
• زوايا.
• يمكن أن يكون السقف مصنوعًا من الخشب الرقائقي. استخدم القضبان كمثبتات.
• من أجل إصلاح المروحة ذات المجذاف بيديك ، سوف تحتاج إلى كابستان ومحمل.

بعد جمع كل المواد والأدوات ، يمكنك صنع طاحونة بيديك.

تخطيط تصميم

بعد إجراء جميع الرسومات وجمع المخزون الضروري ، يمكنك المتابعة مباشرة إلى تخطيط الهيكل بيديك:

بعد أن تصمم الطاحونة بيديك ، قم بقطع جميع العناصر بعناية ، وصنفها ، ومعالجتها بمركبات خاصة ، وبعد ذلك فقط ابدأ التجميع النهائي.

علاج او معاملة

من أجل تشريب الخشب ، من الأفضل استخدام التركيبات التالية: Pinotext ، Aquatex ، Belinka.

الأهمية ! يجب أن يتم التشريب في 2-3 تمريرات. هذا يضمن استقرار الحماية. في هذه الحالة ، يجب أن يكون لكل طبقة وقت لتجف.

حَشد

بعد الانتهاء من معالجة جميع أجزاء الطاحونة ، يمكنك البدء في تجميعها بنفسك. ما عليك سوى اتباع هذا الدليل ويمكنك القيام بذلك بنفسك:

1. اربط الأجزاء الجانبية بالقضبان.
2. لصنع قاعدة الطاحونة بيديك ، استخدم مربعين بهما فتحات في المنتصف.
3. قم بتوصيل قاعدة وجسم الطاحونة بمسامير.
4. ضع مثلثين معًا ، قاعدتهما 38 سم ، وضلعاهما 35 ونصفًا.
5. على كلا الجانبين ، قم بربط الخشب الرقائقي بالمثلثات.
6. يجب أن يتكون السقف من جزأين. لكل منها ، سيتم وضع خمسة عناصر معدة مسبقًا.
7. اصنع قرصًا دوارًا لطاحونة الهواء بيديك باستخدام شرائح خشبية.
8. اربط القضبان القصيرة في نهايات الشفرات ولف الدوائر في المركز. ثم حفر حفرة في المنتصف وتثبيت الأزرار. عليك أن تفعل الشيء نفسه مع المؤخرة.
9. اربط البرج. اربط الهيكل بالكامل بالصواميل.

في النهاية ، ضع الغطاء على الجسم الذي صنعته بيديك وقم بتأمين كل شيء بمسامير.

يمكنك مشاهدة عملية التجميع التفصيلية لجهاز الطاحونة في الفيديو أدناه.

زخرفة

بعد أن تصنع طاحونة هوائية فقط بفضل يديك ، عليك أن تمنحها الشكل المناسب. للقيام بذلك ، يمكنك استخدام الورنيش. سوف يعطي المبنى الخاص بك اكتمال.

انتباه ! إذا لم تتم معالجة العناصر الخشبية بجودة كافية ، فمن الأفضل استخدام الطلاء.

لإعطاء الطاحونة حاشية إضافية ، يمكن طلاء عناصرها بألوان مختلفة. يمكنك أيضًا إضافة رسومات مثل الزهور أو الفراشات أو الحشرات. كل واحد منهم من السهل القيام به بيديك ، إذا كنت تستخدم القليل من الخيال.

نتائج

كما ترى ، يمكن للجميع صنع طاحونة هوائية. الشيء الرئيسي هو رسم العلامات الصحيحة في المراحل الأولية وإيجاد مكان جيد. من الضروري أيضًا أن تقرر مسبقًا الصفات الفريدة التي ستتمتع بها البنية.

قرأت بالفعل: 4003

ما هي طاحونة الهواء؟

عادة ما يتم إنشاء المباني المتاحة على قطعة أرض شخصية أو كوخ صيفي بأسلوب وظيفي صارم. كقاعدة عامة ، ليس لديهم أي عناصر زخرفية محددة وتبدو مناسبة لغرضهم. في الوقت نفسه ، فإن الرغبة في تزيين وتنشيط أراضي الموقع بطريقة ما هي سمة لمعظم المالكين. هناك العديد من الخيارات لحل هذه المشكلة. في أغلب الأحيان ، يتم استخدام تقنيات تصميم المناظر الطبيعية ، والتي يمكن من خلالها تزيين أي قطعة أرض.

أحد خيارات إنشاء مظهر غير عادي هو بناء طاحونة هوائية. القرار غير متوقع إلى حد ما ، لكنه مذهل على الدوام ، ويتطلب دراسة مفصلة.

الجهاز ومبدأ العملية

الطاحونة الهوائية هي جهاز يتحول إلى آلية طحن الدقيق. هذا هو الغرض التقليدي للمطاحن ، والتي كانت تؤدي المهمة الوحيدة تقريبًا - طحن الحبوب وصنع الدقيق. استقبلت ريش (أجنحة) الطاحونة تدفق الرياح على طائراتها وبدأت في الدوران. تم نقله إلى أحجار الرحى التي تطحن الحبوب وتنتج الدقيق. جهاز الطاحونة هو نموذج أولي للمضخات والآليات الأخرى التي تستخدم التدفقات في الوقت الحاضر.

في الوقت الحاضر ، من النادر العثور على طاحونة تعمل ؛ بشكل أساسي ، يتم الاحتفاظ بها في المحميات الإثنوغرافية كمعارض. في الوقت نفسه ، فهي قابلة للخدمة تمامًا ويمكنها أداء وظيفتها بكفاءة عالية.

عنصر زخرفي أم هيكل عملي؟

من المستحيل استخدام طاحونة هوائية كمرفق كامل لطحن الدقيق. أولاً ، حجم هذا الهيكل غير مناسب للمناطق الصغيرة نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، ليست هناك حاجة حاليًا لطحن الحبوب. لذا تلعب طواحين الهواء التي أقيمت في قطع أراضي الحدائق دورًا زخرفيًا. في الوقت نفسه ، يمكن استخدام الدوار الدوار ، إذا كان قادرًا على أداء وظائفه ، جيدًا لتلبية الاحتياجات المنزلية المختلفة:

• توليد الطاقة؛
• تشغيل مضخة المياه
• يمكن تكييف حالة الطاحونة لتخزين المعدات المختلفة.

يعد اختيار كيفية استخدام الطاحونة من اختصاص مالك الموقع ، ولكن الغرض الأكثر شيوعًا لهذه الهياكل هو تزيين الموقع ، وإدخال الزخارف الفولكلورية في أسلوب التصميم. لا يمكن اعتبار هذه اللحظة ثانوية أو غير مهمة ، لأن المظهر يحتاج أيضًا إلى نهج كفء وإبداعي ، بالإضافة إلى التطبيق العملي.

ما الذي قد يكون مطلوبًا؟

في هذه الحالة ، النقطة الأساسية هي التصنيع المستقل للهيكل. بالإضافة إلى بعض الأهداف العملية التي يتم اتباعها عند إنشاء طاحونة هوائية ، فإن النهج الإبداعي مهم ، والقدرة على بذل الجهود لتصميم الموقع بشكل مستقل.

يمكنك استخدام مثل هذا الهيكل بطرق مختلفة ، على سبيل المثال ، باستخدام طاحونة هوائية ، يمكنك تزيين بئر ماء. في كثير من الأحيان ، تغطي هذه الهياكل الخروج إلى سطح المجاري. لا يتم استبعاد استخدام طاحونة الهواء للغرض المقصود منها - من أجل تشغيل آليات الحركة أو توليد تيار كهربائي ، على سبيل المثال ، لإضاءة موقع.

الأهمية!يعد تزيين المنطقة عاملاً مهمًا في حد ذاته ، ولكن إذا كانت هناك إمكانية للاستخدام العملي لطاحونة الهواء لتلبية الاحتياجات المنزلية ، فإن قيمتها تزيد عدة مرات.

استخدام آخر محتمل لمثل هذا العنصر هو مكان لألعاب الأطفال. يستمتع الأطفال باللعب في منازل مختلفة ، وإذا تم تصميمها على أنها طاحونة هوائية ، فإنها تصبح أكثر إثارة للاهتمام.

اقرأ أيضًا: أين يقع أكبر توربينات رياح في العالم؟

اختيار الموقع للتثبيت

يتأثر اختيار الموقع ، أولاً وقبل كل شيء ، بنية المالك والغرض من الهيكل. إذا تم التخطيط لاستخدام زخرفي بحت ، يتم وضع الطاحونة على أساس الروعة والتأثير الخارجي ، أي في منطقة مفتوحة توفر نظرة عامة جيدة على الهيكل. إذا كان الجهاز يعمل ، فسيتأثر الاختيار بمستوى الموقع ، وغياب المباني الكبيرة القريبة التي يمكنها إغلاق الشفرات من التيارات الهوائية.

بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري مراعاة موقع المرافق أو المباني أو الهياكل التي قد تتداخل معها الأجنحة الدوارة للمصنع. إذا كانوا مقابل النافذة ، فإن الخفقان المستمر في العيون سيخلق إزعاجًا كبيرًا للأشخاص في الغرفة.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أيضًا أن الهيكل سيحتاج إلى نهج عادي ، خاصة إذا كان من المخطط جعله عنصرًا في ملعب للأطفال. مع الأخذ في الاعتبار كل هذه الاعتبارات ، يتم اختيار المكان الأمثل لبناء المصنع.

تعليمات خطوة بخطوة

إنشاء طاحونة هوائيةيحدث وفقًا للمخطط المعتاد المستخدم في بناء أي هياكل:

• إنشاء مشروع (رسم العمل)
• شراء المواد واختيار الأدوات
• إعداد الموقع
• تجميع الإسكان والدوار
• تركيب العناصر الميكانيكية (إذا كان مخططا)
• بدء ، تصحيح أوضاع التشغيل

قد تكون بعض الخطوات الواردة في قائمة التحقق هذه زائدة عن الحاجة ، وفي بعض الأحيان ، على العكس من ذلك ، قد تكون هناك حاجة إلى خطوات إضافية. لا يمكن وضع خطة العمل النهائية إلا من خلال النظر في التصميم المحدد وظروف التشغيل والأبعاد والمعلمات الأخرى.

الأهمية!لا ينبغي بأي حال من الأحوال إهمال إنشاء المشروع. غالبًا في هذه المرحلة يتم اكتشاف أخطاء كبيرة أو عوامل إضافية تغير جذريًا نهج العمل المنجز. يمكن أن يؤدي الإنتاج العشوائي إلى إهدار الوقت والمواد.

المواد والأدوات اللازمة

ل إنشاء طاحونة هوائية زخرفيةمن الأفضل استخدام المواد التقليدية:

• الحزم،
• المجالس،
• تحولت السجلات ،
• الأظافر،
• مفكات ذاتية الطرق.

بالإضافة إلى ذلك ، اعتمادًا على حجم المطحنة والغرض منها ، قد تكون هناك حاجة إلى مواد لإنشاء الأساس:

• يبني،
• رمل،
• شريط التسليح.

من المهم بنفس القدر امتلاك الأدوات اللازمة:

• منشار كهربائي،
• طائرة كهربائية
• منشار يدوي ،
• إزميل ، إزميل ،
• كماشة،
• مطرقة،
• المثقاب الكهربائي مع مجموعة من التدريبات ،
• المسطرة شريط قياس.

اعتمادًا على تصميم الهيكل ، قد يتم استخدام أدوات أو أجهزة أخرى ، إذا لزم الأمر.

مؤسسة

الخطوات الأولى التي يجب إكمالها في المرحلة الأولية هي إعداد الموقع للبناء. إذا تم التخطيط للهيكل ليكون كبيرًا بدرجة كافية ، على سبيل المثال ، يجب تزيين مخزن للأدوات والمخزون والأجهزة الهندسية لمصنع ، فستكون هناك حاجة إلى الأساس.

أسهل طريقة لملء الأساس هي إنشاء أساس من نوع الشريط. للقيام بذلك ، يتم حفر خندق على طول محيط الجدران المستقبلية ، حيث يتم تثبيت القوالب داخلها ، ويتم حياكة قفص التسليح وصب الخرسانة. يتم الحفاظ على الأساس في الوقت المناسب لبلورة كافية للخرسانة ، وبعد ذلك يمكن القيام بمزيد من العمل.

ملحوظة:بالنسبة للهياكل الزخرفية الصغيرة ، لا يلزم الأساس ؛ يكفي رفعها قليلاً فوق مستوى سطح الأرض لمنع الاتصال بالمياه الجوفية.

بعد اكتمال الأساس ، بدأوا في إنشاء غلاف طاحونة الهواء.

استخدام طاقة تدفق الماء. منذ قرون ، كانت طواحين الهواء تُستخدم عادةً لطحن الحبوب أو تشغيل مضخة مياه أو كليهما. تتشكل معظم طواحين الهواء الحديثة مثل توربينات الرياح وتستخدم لتوليد الكهرباء ؛ تستخدم مضخات الرياح لضخ المياه أو تصريف الأرض أو ضخ المياه الجوفية.

طواحين الهواء في العصور القديمة

طاحونة الهواء للمهندس اليوناني هيرون الإسكندرية ، التي اخترعها في القرن الأول الميلادي ، هي أقدم مثال على استخدام طاقة الرياح لدفع آلية.مثال آخر لمحرك الرياح القديم هو عجلة الصلاة المستخدمة في التبت والصين في أوائل القرن الرابع. هناك أيضًا أدلة على أنه في الإمبراطورية البابلية ، خطط حمورابي لاستخدام طاقة الرياح في مشروعه الطموح للري.

طواحين الهواء الأفقية

كانت الطواحين الهوائية الأولى التي تم تشغيلها تحتوي على أشرعة (شفرات) تدور في مستوى أفقي حول محور عمودي. وفقًا لأحمد الحسن ، اخترع الجغرافي الفارسي استاخيري طواحين الهواء في شرق بلاد فارس في القرن التاسع. تم التشكيك في صحة الاختراع السابق لطاحونة الهواء من قبل الخليفة الثاني عمر (خلال 634-644 م) على أساس أن طواحين الهواء تظهر فقط في الوثائق التي يعود تاريخها إلى القرن العاشر.

كانت المطاحن في ذلك الوقت تحتوي من ستة إلى اثني عشر شفرة مغطاة بالقصب أو مادة القماش. تم استخدام هذه الأجهزة لطحن الحبوب أو استخراج المياه ، وكانت مختلفة تمامًا عن طواحين الهواء العمودية الأوروبية اللاحقة. في البداية ، كانت طواحين الهواء تستخدم على نطاق واسع في الشرق الأوسط وآسيا الوسطى ، ثم أصبحت تدريجيًا شائعة في الصين والهند.

يمكن العثور على نوع مماثل من طاحونة الهواء الأفقية ذات الشفرات المستطيلة المستخدمة للري في الصين في القرن الثالث عشر (خلال عهد أسرة جين في الشمال) ، اكتشفها الرحالة يلو تشوكاي وجلبها إلى تُرْكِستان عام 1219.

كانت طواحين الهواء الأفقية موجودة بأعداد صغيرة في جميع أنحاء أوروبا في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر. أشهر هؤلاء الذين نجوا حتى يومنا هذا هم Hooper's Mill في Kent و Fowler's Mill في Battersea بالقرب من لندن. على الأرجح ، كانت المطاحن التي كانت موجودة في أوروبا في ذلك الوقت اختراعًا مستقلاً للمهندسين الأوروبيين خلال الثورة الصناعية ؛ لم يتم استعارة تصميم المطاحن الأوروبية من الدول الشرقية.

طواحين الهواء العمودية

فيما يتعلق بأصل طواحين الهواء العمودية ، يستمر جدل المؤرخين حتى يومنا هذا. بسبب نقص المعلومات الموثوقة ، من المستحيل الإجابة على السؤال عما إذا كانت المطاحن العمودية اختراعًا أصليًا للسادة الأوروبيين أو تصميمًا مستعارًا من دول الشرق الأوسط.

يعود تاريخ وجود أول مطحنة معروفة في أوروبا (يفترض أنها من النوع الرأسي) إلى عام 1185 ؛ كانت تقع في قرية ويدلي السابقة في يوركشاير عند مصب نهر هامبر. بالإضافة إلى ذلك ، هناك عدد من المصادر التاريخية الأقل موثوقية ، والتي بموجبها ظهرت طواحين الهواء الأولى في أوروبا في القرن الثاني عشر. كان الغرض الأول من طواحين الهواء هو طحن محاصيل الحبوب.

مطحنة عملاقة

هناك أدلة على أن أقدم نوع من طاحونة الهواء الأوروبية كان يسمى طاحونة ما بعد ، وسميت بهذا الاسم بسبب الجزء الرأسي الكبير الذي يشكل الهيكل الرئيسي للمطحنة.

عند تركيب جسم الطاحونة بهذه الطريقة ، كان قادرًا على الدوران في اتجاه الريح ؛ جعل هذا من الممكن العمل بشكل أكثر إنتاجية في شمال غرب أوروبا ، حيث يتغير اتجاه الرياح على فترات قصيرة. تم حفر أساسات أول طواحين جسرية في الأرض ، مما وفر دعماً إضافياً عند الدوران. في وقت لاحق ، تم تطوير دعامة خشبية تسمى الجسر (أو الماعز). كان يغلق عادة ، مما يعطي مساحة تخزين إضافية للمحاصيل ويوفر الحماية أثناء الظروف الجوية السيئة.

كان هذا النوع من الطواحين الهوائية هو الأكثر شيوعًا في أوروبا حتى القرن التاسع عشر ، عندما حلت محلها طواحين الهواء القوية.

طاحونة جسرية مجوفة (فارغة)

كان للمطاحن من هذا التصميم تجويف تم وضع عمود الإدارة بداخله. جعل هذا من الممكن تحويل الهيكل في اتجاه الريح بجهد أقل مما هو عليه في المطاحن العملاقة التقليدية ، ولم تكن هناك حاجة أيضًا لرفع أكياس الحبوب إلى أحجار الرحى عالية المواضع ، نظرًا لأن استخدام عمود دفع طويل أتاح يتم وضع أحجار الرحى على مستوى الأرض. تم استخدام هذه المطاحن في هولندا منذ القرن الرابع عشر.

مطحنة البرج

قرب نهاية القرن الثالث عشر ، بدأ استخدام نوع جديد من تصميم المطحنة ، طاحونة البرج. كانت ميزتها الرئيسية هي أن الجزء العلوي فقط من الهيكل كان يتحرك ، في حين أن الجزء الرئيسي من الطاحونة ظل ثابتًا.
جاء الاستخدام الواسع لمطاحن الأبراج مع بداية فترة تعزيز الاقتصاد ، بسبب الحاجة إلى مصادر موثوقة للطاقة. لم يشعر المزارعون والمطاحن بالحرج حتى من ارتفاع تكلفة البناء مقارنة بأنواع المطاحن الأخرى.
على عكس الطاحونة العملاقة ، في طاحونة البرج ، كان فقط سقف طاحونة البرج هو الذي يتفاعل مع وجود الرياح ، مما جعل من الممكن جعل الهيكل الرئيسي أعلى بكثير ، وهذا بدوره جعل من الممكن تصنيع شفرات أكبر ، لذلك أن دوران الطاحونة كان ممكنًا حتى في ظروف الرياح الخفيفة.

يمكن أن يدور الجزء العلوي من المطحنة في اتجاه الريح بسبب وجود الرافعات. بالإضافة إلى ذلك ، كان من الممكن تثبيت سقف الطاحونة والشفرات في اتجاه الريح بسبب وجود طاحونة هوائية صغيرة مثبتة بزاوية قائمة على الشفرات الموجودة في مؤخرة الطاحونة الهوائية. انتشر هذا النوع من البناء في أراضي الإمبراطورية البريطانية السابقة والدنمارك وألمانيا. في منطقة تقع على مسافة قصيرة من البحر الأبيض المتوسط ​​، تم بناء طواحين البرج بأسقف ثابتة ، حيث كان التغيير في اتجاه الرياح طفيفًا جدًا في معظم الأوقات.

مطحنة الخيمة

طاحونة الورك هي نسخة محسنة من طاحونة البرج ، حيث يتم استبدال البرج الحجري بإطار خشبي ، عادة ما يكون مثمن الشكل (هناك طواحين بزوايا أكثر أو أقل). كان الإطار مغطى بالقش أو الأردواز أو الصفائح المعدنية أو ورق السقف. أدى البناء الأخف مقارنة بمطاحن البرج إلى جعل الطاحونة أكثر عملية ، مما سمح ببناء الهيكل في مناطق التربة غير المستقرة. في البداية ، تم استخدام هذا النوع من المطاحن كمطحنة تصريف ، ولكن فيما بعد توسع نطاق الاستخدام بشكل كبير.

عند إقامة طاحونة في المناطق المبنية ، كان يتم وضعها عادةً على قاعدة حجرية ، مما يسمح للهيكل بالارتفاع فوق المباني المحيطة لتحسين وصول الرياح.

الجهاز الميكانيكي للمطاحن

ريش (أشرعة)

تقليديا ، يتكون الشراع من إطار شبكي توجد عليه اللوحة. يمكن للطاحونة ضبط كمية القماش بشكل مستقل حسب قوة الرياح والطاقة المطلوبة. في العصور الوسطى ، كانت الشفرات عبارة عن شبكة شعرية وُضعت عليها اللوحة القماشية ، بينما في المناخات الباردة ، تم استبدال القماش بألواح خشبية ، مما حال دون التجمد. بغض النظر عن تصميم الشفرات ، كان من الضروري إيقاف الطاحونة تمامًا من أجل ضبط الأشرعة.

كانت نقطة التحول هي اختراع بريطانيا العظمى في نهاية القرن الثامن عشر لتصميم يتكيف تلقائيًا مع سرعة الرياح دون تدخل طاحن. اخترع ويليام كيوبت أشهر الأشرعة وأكثرها عملية في عام 1807. في هذه الشفرات ، تم استبدال القماش بآلية إغلاق متصلة.

في فرنسا ، اخترع Pierre-Théophile Burton نظامًا يتكون من شرائح خشبية طولية متصلة بآلية سمحت للمطحنة بفتحها أثناء دوران الطاحونة.

في القرن العشرين ، بفضل التقدم في صناعة الطائرات ، زاد مستوى المعرفة في مجال الديناميكا الهوائية بشكل كبير ، مما أدى إلى زيادة كفاءة المطاحن من قبل المهندس الألماني بيلاو والحرفيين الهولنديين.

معظم طواحين الهواء لها أربعة أشرعة. إلى جانبهم ، هناك طواحين مجهزة بخمسة أو ستة أو ثمانية أشرعة. وهي أكثر انتشارًا في المملكة المتحدة (خاصة في مقاطعات لينكولنشاير ويوركشاير) ، وألمانيا ، وأقل في البلدان الأخرى. كانت مصانع قماش المطحنة الأولى في إسبانيا والبرتغال واليونان ورومانيا وبلغاريا وروسيا.

تتميز المطحنة ذات العدد الزوجي من الأشرعة بميزة على الأنواع الأخرى من المطاحن ، لأنه في حالة تلف إحدى الشفرات ، يمكن إزالة الشفرة المقابلة لها ، وبالتالي الحفاظ على توازن الهيكل بأكمله.

في هولندا ، بينما تكون شفرات المطحنة ثابتة ، يتم استخدامها لنقل الإشارات. الميل الطفيف للأشرعة نحو المبنى الرئيسي يرمز إلى حدث بهيج ؛ بينما المنحدر بعيدًا عن المبنى الرئيسي يرمز إلى الحزن. تم وضع طواحين الهواء عبر هولندا في مواقف حداد على الضحايا الهولنديين في حادث تحطم طائرة بوينج الماليزية عام 2014.

آلية مطحنة

تنقل التروس داخل الطاحونة الطاقة من الحركة الدورانية للأشرعة إلى الأجهزة الميكانيكية. الأشرعة مثبتة على أعمدة أفقية. يمكن تصنيع الأعمدة بالكامل من الخشب أو الخشب بعناصر معدنية أو من المعدن بالكامل. عجلة الفرامل مثبتة على العمود بين المحامل الأمامية والخلفية.

تم استخدام المطاحن في العديد من العمليات الصناعية ، مثل معالجة البذور الزيتية ، وخلع الملابس الصوف ، ومنتجات الصباغة ، وصنع المنتجات الحجرية.

توزيع المطاحن

يقدر العدد الإجمالي لطواحين الهواء في أوروبا بحوالي 200000 في وقت انتشار هذا النوع من الأجهزة ، وهذا الرقم متواضع جدًا مقارنة بحوالي 500000 التي كانت موجودة في نفس الوقت. تكاثرت طواحين الهواء في المناطق التي يوجد بها القليل جدًا من المياه ، حيث تجمدت الأنهار في الشتاء ، وفي المناطق المسطحة حيث كان تدفق الأنهار بطيئًا جدًا لتوفير الطاقة المطلوبة لتشغيل الطواحين المائية.

مع ظهور الثورة الصناعية ، تراجعت أهمية الرياح والمياه كمصادر رئيسية للطاقة الصناعية ؛ في النهاية تم استبدال عدد كبير من طواحين الهواء وعجلات المياه بطواحين بخارية وطواحين تعمل بمحركات الاحتراق الداخلي. في الوقت نفسه ، كانت طواحين الهواء لا تزال تحظى بشعبية كبيرة ، واستمر بناؤها حتى نهاية القرن التاسع عشر.

اليوم ، غالبًا ما تكون طواحين الهواء هياكل محمية ، حيث تم التعرف على قيمتها التاريخية. في بعض الحالات ، توجد طواحين الهواء القديمة كمعارض ثابتة (عندما تكون الآلات القديمة هشة للغاية بحيث لا يمكن نقلها) ، وفي حالات أخرى ، كمعارض تعمل بشكل كامل.

من بين 10000 طاحونة هوائية كانت مستخدمة في هولندا في خمسينيات القرن التاسع عشر ، لا يزال حوالي 1000 طاحونة تعمل. يدير معظم طواحين الهواء الآن متطوعون ، على الرغم من أن بعض المطاحن لا تزال تعمل على أساس تجاري. توجد العديد من طواحين الصرف كآلية احتياطية لمحطات الضخ الحديثة. كانت منطقة Saan في هولندا أول منطقة صناعية في العالم مع حوالي 600 طاحونة هوائية قيد التشغيل بحلول نهاية القرن الثامن عشر. كان للتقلبات الاقتصادية والثورة الصناعية تأثير أكبر بكثير على طواحين الهواء مقارنة بمصادر الطاقة الأخرى ، مما أدى إلى الحفاظ على القليل منها حتى يومنا هذا.

كان بناء الطواحين شائعًا في جميع أنحاء مستعمرة كيب بجنوب إفريقيا في القرن السابع عشر. لكن طواحين البرج الأولى لم تنجو من العواصف على رأس شبه الجزيرة ، لذلك في عام 1717 تقرر بناء طاحونة أكثر متانة. أكمل الحرفيون الذين أرسلتهم شركة الهند الشرقية الهولندية بشكل خاص البناء بحلول عام 1718. في أوائل ستينيات القرن التاسع عشر ، كانت كيب تاون تمتلك 11 طاحونة هوائية.

توربينات الرياح

توربينات الرياح هي في الأساس طاحونة هوائية تم تصميم هيكلها خصيصًا لتوليد الكهرباء. يمكن اعتبارها الخطوة التالية في تطوير طاحونة الهواء. تم بناء أول توربينات الرياح في أواخر القرن التاسع عشر من قبل البروفيسور جيمس بليث في اسكتلندا (1887) ، وتشارلز ف.براش في كليفلاند ، أوهايو (1887-1888) وبول لا كور في الدنمارك (1890). منذ عام 1896 ، عملت مطحنة Paul's la Cour كمولد كهربائي في قرية أسكوف. بحلول عام 1908 ، كان هناك 72 مولداً لطاقة الرياح في الدنمارك ، تتراوح طاقتها من 5 إلى 25 كيلوواط. بحلول الثلاثينيات من القرن الماضي ، كانت طواحين الهواء منتشرة على نطاق واسع في المزارع في الولايات المتحدة ، حيث تم استخدامها لتوليد الكهرباء ، بسبب حقيقة أن أنظمة نقل وتوزيع الطاقة لم يتم تركيبها بعد.

بدأت صناعة طاقة الرياح الحديثة في عام 1979 مع بدء الإنتاج المتسلسل لتوربينات الرياح من قبل الشركات المصنعة الدانماركية كوريانت وفيستاس ونوردتانك وبونوس. كانت التوربينات الأولى صغيرة وفقًا لمعايير اليوم ، بقوة 20-30 كيلو واط لكل منها. منذ ذلك الحين ، تم تكبير حجم التوربينات المنتجة تجاريًا بشكل كبير ؛ إن توربين Enercon E-126 قادر على توفير ما يصل إلى 7 ميجاوات من الطاقة.

مع بداية القرن الحادي والعشرين ، كانت هناك زيادة في القلق العام بشأن أمن الطاقة والاحتباس الحراري ونضوب الوقود الأحفوري. أدى كل هذا في النهاية إلى زيادة الاهتمام بجميع أنواع مصادر الطاقة المتجددة وزيادة الاهتمام بتوربينات الرياح.

مضخات الرياح

تم استخدام مضخات الرياح لضخ المياه في ما يعرف الآن بأفغانستان وإيران وباكستان منذ القرن التاسع. انتشر استخدام مضخات الرياح على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم الإسلامي ، ثم انتشر إلى أراضي الصين والهند الحديثة. تم استخدام مضخات الرياح في أوروبا ، وخاصة في هولندا ومناطق إيست أنجليا في بريطانيا العظمى ، من العصور الوسطى فصاعدًا ، لتصريف الأراضي لأغراض الزراعة أو البناء.

اخترع دانيال هالادي مضخة الرياح الأمريكية ، أو توربينات الرياح عام 1854 ، وكانت تستخدم في المقام الأول لسحب المياه من الآبار. كما تم استخدام إصدارات أكبر من المضخة الهوائية لأداء مهام مثل نشر الخشب ، وتقطيع التبن ، وتقشير الحبوب وطحنها. في كاليفورنيا وبعض الولايات الأخرى ، كانت المضخة الهوائية جزءًا من نظام مياه محلي قائم بذاته يشتمل أيضًا على بئر يدوي وبرج مياه خشبي. في نهاية القرن التاسع عشر ، حلت الشفرات والأبراج الفولاذية محل الهياكل الخشبية القديمة. في ذروتها في عام 1930 ، قدر الخبراء أن حوالي 600000 مضخة هوائية كانت قيد الاستخدام. شاركت شركات أمريكية مثل Pump Company و Feed Mill Company و Challenge Wind Mill و Appleton Manufacturing Company و Eclipse و Star و Aermotor و Fairbanks-Morse في إنتاج مضخات الرياح ، وبمرور الوقت أصبحوا الموردين الرئيسيين للمضخات في الشمال و أمريكا الجنوبية.

تستخدم مضخات الرياح على نطاق واسع في المزارع والمزارع في الولايات المتحدة وكندا وجنوب إفريقيا وأستراليا هذه الأيام. لديهم عدد كبير من الشفرات ، مما يسمح لهم بالدوران بسرعة أعلى في الرياح الخفيفة وإبطاء السرعة إلى المستوى المطلوب في الرياح القوية. تعمل هذه المطاحن على رفع المياه لتلبية احتياجات مصانع الأعلاف والمناشر والآلات الزراعية.

في أستراليا ، يقوم Griffiths Brothers بتصنيع طواحين الهواء تحت اسم "Southern Cross Windmills" منذ عام 1903. اليوم ، أصبحوا جزءًا لا غنى عنه من القطاع الريفي الأسترالي بفضل استخدام المياه من الحوض الارتوازي العظيم.

طواحين الهواء في دول مختلفة

طواحين الهواء في هولندا

في 1738-40 ، تم بناء 19 طاحونة هوائية حجرية في بلدة كيندرديك الهولندية لحماية الأراضي المنخفضة من الفيضانات. تضخ طواحين الهواء المياه من تحت مستوى سطح البحر إلى نهر ليك الذي يصب في بحر الشمال. بالإضافة إلى ضخ المياه ، تم استخدام طواحين الهواء لتوليد الكهرباء. بفضل هذه المطاحن ، أصبحت Kinderdijk أول مدينة مكهربة في هولندا في عام 1886.

اليوم ، تضخ محطات الضخ الحديثة المياه من تحت مستوى سطح البحر في Kinderdijk ، وتم إدراج طواحين الهواء في قائمة اليونسكو للتراث العالمي في عام 1997.

المطاحن تصميم طاحونة المياه. - الجزء 3.

لويس أستون نايت (1873-1948) مطحنة المياه

تقول الحكمة الشعبية إن الخبز هو رأس كل شيء ، لكن لا يمكنك خبز الخبز بدون دقيق ، ولا يمكنك صنع دقيق بدون طاحونة. بالطبع يمكنك الاستغناء عنها ، كما يفعل الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الصحراوية من الكرة الأرضية. إنهم يطحنون الحبوب بأحجار الرحى اليدوية ، لكن هذا عمل يدوي بدائي ، وفي تطورهم ، هؤلاء الناس ليسوا بعيدين عن القبائل البدائية. مع تطور الصناعة ، بدأ استخدام عجلة المياه ليس فقط في معالجة الحبوب ، ولكن أيضًا في الهياكل الأخرى ، والتي كانت تسمى أيضًا المطاحن. وكان هذا اسم صناعة الحديد ، والمناشر ، وصناعة الورق ، والمنسوجات وعدد من الشركات الأخرى. كانت مطحنة دقيق المياه من أولى الأجهزة التقنية الحيوية للإنسان. اتضح أنه بدون طاحونة لا يمكن أن يكون هناك تقدم في التكنولوجيا وتطور البشرية. تظهر الصورة بناء مطحنة حديثةمدفوعًا بعجلة سكب 6 ، قادوس حبوب 1 ومزلق 2 ، يتم من خلاله تغذية الحبوب إلى أحجار الرحى 3. يدخل الدقيق في الصينية 4 ومن هناك يُسكب في الكيس 5.لم يتغير تصميم طواحين المياه كثيرًا على مر القرون. ظلت العناصر الميكانيكية الرئيسية دون تغيير. كان الخشب مادة البناء الرئيسية. ومنه قاموا ببناء حظيرة وعجلات وأعمدة وجميع المعدات الأخرى ، وبحسب الجهاز ، تم تقسيم طواحين المياه إلى طواحين وعجلات. كان Whorled هو النموذج الأولي للتوربينات الحديثة. تأتي المطاحن ذات العجلات في نوعين: علوي وسفلي. جهاز طواحين المياه من جميع الأنواع هو نفسه إلى حد كبير. تم قطع حظيرة من جذوع الأشجار. في نصف الحظيرة ، على ارتفاع الكتف ، تم وضع سقف ضخم. وضعت عليها أحجار الرحى: كان الجزء السفلي عبارة عن سرير للتشمس والجزء العلوي كان عبارة عن عداء. في منتصفها حفرة (ثقب الباب). كانت أحجار الرحى محاطة بغلاف. يجب أن تكون أحجار الرحى ذات جودة خاصة. لقد احتاجوا إلى القوة والمتانة والمسامية. في كثير من الأحيان كان يجب نقل أحجار الرحى من بعيد. اعتمادًا على احتياطيات المياه وقوة النهر ، كان للمطاحن أيضًا عدة بؤر استيطانية ، أي مع حظيرة واحدة كان هناك عجلتان للمياه ووحدتان لطحن الدقيق. تم بناء المطاحن بدون أي مخططات. كانت جميع "الوثائق التقنية" في ذاكرة السادة. بالطبع ، تم أخذ المطاحن الموجودة بالفعل في المنطقة كنموذج ، ولكن اضطررت إلى تغيير شيء ما وإضافة شيء جديد في ضوء التضاريس. تم بناء السد بأبسط الوسائل البدائية. حُرثت قطعة من الأرض البكر ووضع سد من الأحمق. تم وضع طبقات كثيفة متساوية تمتد لعدة قامات طبقة تلو الأخرى. للتثبيت ، تم استخدام الأعمدة والأوتاد وحزم الفرشاة.في فصل الشتاء ، في الصقيع الشديد ، توقفت بعض المطاحن مؤقتًا. في بعض الأحيان كان يتم عمل مأوى فوق العجلة - "teplyak" على شكل خيمة من القش ، لكن هذا لم يساعد كثيرًا. في الربيع ، أثناء الفيضانات ، يمكن أن يخترق السد وأعيد بناؤه. لمنع حدوث ذلك ، تم تجهيز السدود ببوابة درع الرفع ، والتي من خلالها تتسرب المياه الزائدة. تعلم الروس استخدام طاقة الماء الساقط على عجلة ذات ريش في بداية الألفية الثانية. لطالما كانت الطواحين المائية محاطة بهالة من الغموض ، مغطاة بالأساطير الشعرية والحكايات والخرافات. تعتبر المطاحن ذات العجلات ذات الدوامات المائية والدوامات في حد ذاتها هياكل غير آمنة ، وهو ما ينعكس في المثل الروسي: "سوف يأخذون الماء من أي مطحنة جديدة".تعتمد إنتاجية المطحنة على حجم الحجر وسرعة دورانه. تم أخذ أحجار الطحن بقطر من 50 إلى 120 سم. في الأنهار الضحلة ، تم وضع عداء صغير ، ودور خلال 60 دورة في الدقيقة. يمكن أن يتحول نهر كامل الجريان إلى حجر أكبر ، وقد شكل ما يصل إلى 150 دورة. اعتمادًا على هذا ، يتم طحن إعداد واحد من كلاب واحد (16 كجم) إلى أربعة كلود (64 كجم) في الساعة. بعض طواحين المياه ليس فقط مطحون الحبوب. عمل الكروبرس هنا أيضًا. هذه الآلات تقشر الدخن والحنطة السوداء والشوفان وتصنع منها الحبوب. كان من الممكن أيضًا إزالة قشرها من حبوب عباد الشمس ، وإعدادها لاستخراج الزيت. بالإضافة إلى القمح ، الجاودار ، الشعير ، الحنطة ، يطحنون محاصيل الحبوب الأخرى: البازلاء ، الدخن ، الحنطة السوداء ، دقيق الشوفان ، الدخن ، الجاودار للشعير. صُنعت أيضًا أجهزة خاصة لسحق القطر ، وأكمل لتلبيد القماش المنزلي ، وطبل تمشيط للصوف.طاحونة المياه هي واحدة من أقدم المعالم الأثرية للمعرفة البشرية. كما أنه يحمل عناصر التكنولوجيا والعمارة ، وبالتالي. هو "متحف في الهواء الطلق" وليس في مشهد صناعي حديث ، ولكنه يقع في أكثر أركان الطبيعة الخلابة. وهذه الطبيعة لا تلوث ، كونها منتجا صديقا للبيئة. ظهرت المطاحن تحت حكم الرومان. قاموا ببناء طواحين مائية بعجلات صب وعجلات سكب. الأول كان مدفوعًا بزخم المياه المتساقطة ، والثاني بسبب وزنه. تم الحفاظ على أقدم الأجهزة لطحن الحبوب وتحويلها إلى دقيق وتقشيرها إلى حبيبات في روسيا كمطاحن عائلية حتى بداية القرن العشرين. وهي عبارة عن أحجار رحى مصنوعة يدويًا من حجرين دائريين مصنوعين من حجر الكوارتز الصلب بقطر 40-60 سم ، وتعتبر أقدم أنواع المطاحن عبارة عن هياكل حيث تدور أحجار الرحى بمساعدة الحيوانات الأليفة. لم تعد آخر طاحونة من هذا النوع موجودة في روسيا في منتصف القرن التاسع عشر.

أهم جزء في مطحنة الدقيق هو إعداد مطحنةأو العداء - يتكون من اثنين من أحجار الرحى: الجزء العلوي ، أو العداء ، لكن و - أقل أو أقل ، في . أحجار الطحن عبارة عن دوائر حجرية ذات سمك كبير ، بها ثقب في المنتصف ، يسمى نقطة ، وعلى سطح الطحن ، ما يسمى. الشق (انظر أدناه). يقع حجر الرحى السفلي بلا حراك ؛ أحمقه مغلق بإحكام بأكمام خشبية ، دائرة ز ، من خلال الفتحة الموجودة في وسطها يمر المغزل مع ؛ على الجزء العلوي من الأخير يتم زرع عداء بواسطة قضيب حديدي نسخة ، مدعومة بالنهايات في وضع أفقي في نقطة العداء وتسمى المظلة ، أو الزغب. في منتصف المظلة (وبالتالي في وسط حجر الرحى) ، على جانبها السفلي ، تم عمل عطلة هرمية أو مخروطية ، يدخل فيها الطرف العلوي المدبب المقابل للمغزل. مع . مع اتصال العداء بالمغزل ، يدور الأول عندما يدور الأخير ، وإذا لزم الأمر ، يمكن إزالته بسهولة من المغزل. يتم إدخال الطرف السفلي من المغزل مع ارتفاع في محمل مركب على عارضة د . يمكن رفع الأخير وخفضه وبالتالي زيادة المسافة بين أحجار الرحى وتقليلها. مغزل معيدور بمساعدة ما يسمى ب. ترس ترس ه ؛ هذان قرصان يوضعان على مغزل على مسافة صغيرة من بعضهما البعض ويتم تثبيتهما معًا ، حول المحيط ، بعصي عمودية.
يتم تدوير الترس الصغير بواسطة عجلة الرياح F ، والتي لها أسنان على الجانب الأيمن من حافتها التي تمسك ترس الترس الصغير من العصي وبالتالي تقوم بتدويره مع المغزل. لكل محور ض يتم وضع الجناح الذي تحركه الريح ؛ أو ، في طاحونة مائية ، عجلة مائية يقودها الماء. يتم إدخال الحبوب من خلال الدلو أونقطة عداء في الفجوة بين أحجار الرحى. يتكون الدلو من قمع أوالحوض الصغير بمعلقة تحت نقطة العداء. يحدث طحن الحبوب في الفجوة بين السطح العلوي للقاع وقاع العداء. كل من أحجار الرحى مغطاة بغلاف ن مما يمنع نثر الحبوب. مع استمرار عملية الطحن ، يتم تحريك الحبيبات بفعل قوة الطرد المركزي وضغط الحبوب التي وصلت حديثًا) من مركز القاع إلى المحيط ، ثم تسقط من الأسفل وتذهب ، على طول مجرى مائل ، إلى غلاف النقر ص - للفحص. الكم E مصنوع من الصوف أو الحرير chintz ويوضع في صندوق مغلق. س الذي منه تنكشف نهايته الأساسية. أولاً ، يُنخل الدقيق الناعم ويسقط في الجزء الخلفي من الصندوق ؛ زرعت الخشنة في نهاية الأكمام ؛ نخالة باقية على المنخل س ، ويجمع الدقيق الخشن في صندوق تي .

يتم تقسيم سطح حجر الرحى بواسطة أخاديد عميقة تسمى الأخاديد، إلى مناطق مسطحة منفصلة تسمى طحن الأسطح. من الأخاديد ، تتوسع ، تغادر الأخاديد الأصغر ، تسمى ريش. يتم توزيع الأخاديد والأسطح المسطحة في نمط متكرر يسمى الأكورديون. يحتوي حجر الرحى النموذجي على ستة أو ثمانية أو عشرة من هذه التوافقيات. نظام الأخاديد والأخدود ، أولاً ، يشكل حافة القطع ، وثانيًا ، يوفر صبًا تدريجيًا للدقيق النهائي من تحت أحجار الرحى. مع الاستخدام المستمر ، تتطلب أحجار الرحى في الوقت المناسب تقويضأي تقليم حواف جميع المزامير للحفاظ على حافة القطع الحادة.

تستخدم أحجار الرحى في أزواج. يتم تثبيت حجر الرحى السفلي بشكل دائم. حجر الرحى العلوي ، المعروف أيضًا باسم العداء ، متحرك ، وهو الذي ينتج الطحن المباشر. يتم تحريك حجر الرحى المتحرك بواسطة "دبوس" معدني متقاطع الشكل مركب على رأس القضيب الرئيسي أو عمود الإدارة ، والذي يدور تحت تأثير الآلية الرئيسية للمطحنة (باستخدام طاقة الرياح أو الماء). يتكرر نمط النقش على كل من حجري الرحى ، مما يوفر تأثير "المقص" عند طحن الحبوب.يجب أن تكون أحجار الرحى متوازنة بشكل متساوٍ. يعد الوضع الصحيح للحجارة أمرًا بالغ الأهمية لضمان طحن دقيق عالي الجودة.أفضل مادة لأحجار الرحى هي صخر خاص - لزج وصلب وغير قادر على تلميع الحجر الرملي ، يسمى حجر الرحى. نظرًا لأن الأحجار التي يتم فيها تطوير كل هذه الخصائص بشكل كافٍ ومتساوٍ نادرة ، فإن أحجار الرحى الجيدة باهظة الثمن.يصنعون أحجار الرحى على أسطح الاحتكاك
الشق، أي أنها تخترق سلسلة من الأخاديد العميقة ، ويتم إحضار الفجوات بين هذه الأخاديد إلى حالة خشنة. تتساقط الحبوب أثناء الطحن بين أخاديد أحجار الرحى العلوية والسفلية ويتم تمزيقها وتقطيعها بواسطة حواف القطع الحادة للشقوق إلى جزيئات كبيرة أو أكثر ، والتي يتم طحنها أخيرًا بعد ترك الأخاديد. تعمل أخاديد الشق أيضًا كمسارات تتحرك على طولها الحبوب المطحونة من النقطة إلى الدائرة وتترك حجر الرحى. نظرًا لأن أحجار الرحى ، حتى من أفضل المواد ، تبلى ، يجب تجديد القطع من وقت لآخر.

جون كونستابل (1776-1837).مطحنة فلاتفورد. عرض من القفل على Stura

يبدو أن محركات المياه القديمة قد تطورت من آلات الري في تشادوفون ، والتي ساعدت في رفع المياه من النهر لري الضفاف. قبل تسعة قرون من ولادة المسيح ، اخترعت الصين عجلة المياه - وهي عبارة عن عجلة خشبية ذات ريش ، يتم تدويرها بواسطة مجرى مائي. كانت أول آلة تعمل بدون استخدام القوة العضلية البشرية ، وكانت تسمى الشدوفون chadufon. بمساعدة chadufons ، تم رفع المياه من النهر للري. شادوفونكانت عبارة عن سلسلة من المجارف المركبة على حافة عجلة كبيرة ذات محور أفقي. عندما دارت العجلة ، غرقت المجارف السفلية في مياه النهر ، ثم ارتفعت إلى أعلى العجلة وانقلبت في المزلق.

في البداية ، تم تدوير هذه العجلات يدويًا ، ولكن عندما تسير المياه على طول قناة شديدة الانحدار ، بدأت العجلة مجهزة بشفرات خاصة. مع اختراع عجلة الماء ، كان لدى الإنسان لأول مرة محرك موثوق به ومتعدد الاستخدامات وبسيط للغاية. كانت هناك خطوة واحدة إلى الطاحونة المائية. يزعم الصينيون أنهم كانوا أول من اتخذ هذه الخطوة واخترعوا أولاً طاحونة مائية بعجلة أفقية ، ثم اخترعوا ترسًا للعجلة وحولوا عجلة المياه إلى مستوى عمودي. لكن أول طاحونة مائية بعجلة عمودية و العتاد وصفها المهندس المعماري والميكانيكي الروماني فيتروفيوس ، الذي عاش في القرن الأول قبل الميلاد:
« ... وضعوا دواليب على الأنهار ... يتم تثبيت الشفرات على حوافها ، والتي ، عندما يدفعها تدفق النهر ، تتسبب في دوران العجلة مع حركتها ، وبالتالي ، تجمع المياه بالمجارف وترفعها ، قم بتوصيل الكمية المطلوبة من الماء دون مساعدة من التوبشاك ، بالتناوب من ضغط النهر.تعمل طواحين المياه بنفس الطريقة ، حيث كل شيء هو نفسه ، باستثناء أسطوانة مسننة مثبتة على أحد طرفي المحور. يتم وضعها عموديًا على حافة ، وتدور في نفس مستوى العجلة. هذه الأسطوانة الكبيرة تجاور أسطوانة أصغر ، راكدة ، مسننة أيضًا ، والتي تتصل بها أحجار الرحى. لذلك فإن أسنان الأسطوانة مثبتة على المحور ، مما يدفع أسنان الراقد ، مما يتسبب في دوران أحجار الرحى. من دلو معلق فوق هذه الآلة ، يتم سكب الحبوب على أحجار الرحى ، والتي يتم الحصول على الدقيق منها بنفس الدوران.».

ألبريشت دورر. مطحنة المياه. 1489. ألوان مائية وغواش على ورق

تحت ضغط التيار ، كانت العجلة تدور وتسحب الماء بنفسها. وكانت النتيجة مضخة آلية بسيطة لا تتطلب وجود شخص لتشغيلها.اختراع عجلة الماءكانت ذات أهمية كبيرة لتاريخ التكنولوجيا. لأول مرة ، يمتلك الشخص تحت تصرفه محركًا موثوقًا ومتعدد الاستخدامات وسهل التصنيع للغاية. سرعان ما أصبح واضحًا أن الحركة التي تم إنشاؤها بواسطة عجلة المياه يمكن استخدامها ليس فقط لضخ المياه ، ولكن أيضًا لتلبية الاحتياجات الأخرى ، مثل طحن الحبوب. في المناطق المسطحة ، تكون سرعة تدفق الأنهار صغيرة من أجل تدوير العجلة بقوة تأثير تأثير الطائرة النفاثة. لإنشاء الضغط اللازم ، بدأوا في سد النهر ، ورفع مستوى الماء بشكل مصطنع وتوجيه الطائرة على طول المزلق إلى شفرات العجلة.

ومع ذلك ، أدى اختراع المحرك على الفور إلى ظهور مشكلة أخرى: كيف يتم نقل الحركة من عجلة الماء إلى الجهاز الذي يجب أن يؤدي عملاً مفيدًا للإنسان؟ لهذه الأغراض ، كانت هناك حاجة إلى آلية إرسال خاصة ، والتي لا يمكنها فقط نقل الحركة الدورانية ، ولكن أيضًا تحويلها. لحل هذه المشكلة ، تحولت الميكانيكا القديمة مرة أخرى إلى فكرة العجلة. أبسط الدفع بالعجلات يعمل على النحو التالي. تخيل عجلتين بمحاور دوران متوازية ، والتي تكون على اتصال وثيق مع حوافها. إذا بدأت إحدى العجلات الآن في الدوران (تسمى السائق) ، فبسبب الاحتكاك بين الحافات ، ستبدأ الأخرى (العبد) في الدوران. علاوة على ذلك ، فإن المسارات التي اجتازتها النقاط الواقعة على حوافها متساوية. هذا صحيح بالنسبة لجميع أقطار العجلات.

فرانسوا باوتشر (1703-1770). طاحونة مائية قديمة.

لذلك ، فإن العجلة الأكبر ستصنع ، مقارنة بالعجلة الأصغر المرتبطة بها ، عددًا أقل من الثورات حيث يتجاوز قطرها قطر الأخير. إذا قسمنا قطر إحدى العجلة على قطر الأخرى ، نحصل على رقم يسمى نسبة التروس لمحرك العجلة هذا. تخيل ناقل حركة ثنائي العجلات يبلغ قطر إحدى العجلات فيه ضعف قطر الأخرى. إذا تم دفع العجلة الأكبر ، فيمكننا استخدام هذا الترس لمضاعفة السرعة ، ولكن في نفس الوقت ، سوف ينخفض ​​العزم بمقدار النصف. سيكون هذا المزيج من العجلات مناسبًا عندما يكون من المهم الحصول على سرعة أعلى عند المخرج منها عند المدخل. على العكس من ذلك ، إذا تم تشغيل العجلة الأصغر ، فسوف نفقد السرعة عند الخرج ، لكن عزم الدوران لهذا الترس سوف يتضاعف. هذا الترس مفيد حيث تحتاج إلى "تقوية الحركة" (على سبيل المثال ، عند رفع الأثقال). وبالتالي ، باستخدام نظام من عجلتين بأقطار مختلفة ، لا يمكن نقل الحركة فحسب ، بل أيضًا تحويلها.في الممارسة الواقعية ، لا يتم استخدام عجلات التروس ذات التشغيل السلس مطلقًا ، نظرًا لأن أدوات التوصيل بينها ليست صلبة بدرجة كافية ، وتنزلق العجلات. يمكن القضاء على هذا العيب إذا تم استخدام عجلات التروس بدلاً من العجلات الملساء. ظهرت أولى تروس العجلة منذ حوالي ألفي عام ، لكنها انتشرت بعد ذلك بكثير. الحقيقة هي أن تقطيع الأسنان يتطلب دقة كبيرة. من أجل أن تدور العجلة الثانية بالتساوي ، بدون اهتزازات وتوقفات ، مع دوران منتظم لعجلة واحدة ، يجب إعطاء الأسنان شكلًا خاصًا ، بحيث تكون الحركة المتبادلة للعجلات كما لو كانت تتحرك فوق بعضها البعض دون ينزلق ، ثم تسقط أسنان إحدى العجلات في تجاويف الأخرى. إذا كانت الفجوة بين الأسنان
ستكون العجلات كبيرة جدًا ، وسوف تصطدم ببعضها البعض وتنكسر بسرعة. إذا كانت الفجوة صغيرة جدًا ، تقطع الأسنان بعضها البعض وتنهار.كان حساب التروس وتصنيعها مهمة صعبة للميكانيكيين القدماء ، لكنهم كانوا يقدرون بالفعل ملاءمتهم. بعد كل شيء ، قدمت مجموعات مختلفة من التروس ، بالإضافة إلى ارتباطها ببعض التروس الأخرى ، فرصًا هائلة لتحويل الحركة. على سبيل المثال ، بعد توصيل عجلة تروس بمسمار ، تم الحصول على ترس دودي ينقل الدوران من مستوى إلى آخر. باستخدام العجلات المائلة ، من الممكن نقل الدوران بأي زاوية إلى مستوى عجلة القيادة. من خلال توصيل العجلة بالمسطرة المسننة ، من الممكن تحويل الحركة الدورانية إلى حركة انتقالية ، والعكس صحيح ، ومن خلال ربط قضيب توصيل بالعجلة ، يتم الحصول على حركة ترددية. لحساب التروس ، عادةً ما يأخذون النسبة ليس من أقطار العجلات ، ولكن نسبة عدد أسنان العجلات والقيادة. غالبًا ما يتم استخدام عدة عجلات في ناقل الحركة. في هذه الحالة ، ستكون نسبة التروس الخاصة بناقل الحركة بالكامل مساوية لمنتج نسب التروس للأزواج الفردية. عندما تم التغلب على جميع الصعوبات المرتبطة بالحصول على الحركة وتحويلها بنجاح ، ظهرت طاحونة مائية. لأول مرة ، تم وصف هيكلها التفصيلي من قبل الميكانيكي والمهندس المعماري الروماني القديم فيتروفيوس. كان للمطحنة في العصر القديم ثلاثة مكونات رئيسية مترابطة في جهاز واحد: 1) آلية محرك على شكل عجلة عمودية ذات شفرات تدور بالماء ؛ 2) آلية نقل أو ناقل حركة على شكل ترس رأسي ثان ؛ قام الترس الثاني بتدوير الترس الأفقي الثالث - الترس ؛ 3) تم تركيب مشغل على شكل أحجار الرحى ، العلوي والسفلي ، وحجر الرحى العلوي على عمود تروس رأسي ، تم تشغيله بمساعدة. سكب الحبوب من دلو على شكل قمع فوق حجر الرحى العلوي.

سد.جوكوفسكي ، 1909

يعتبر إنشاء طاحونة مائية علامة فارقة في تاريخ التكنولوجيا. أصبحت أول آلة تُستخدم في الإنتاج ، وهو نوع من الذروة وصل إليه الميكانيكا القديمة ، ونقطة البداية للبحث التقني عن ميكانيكا عصر النهضة. كان اختراعها أول خطوة خجولة نحو إنتاج الآلة.

***

توقع حزن البحر ، مشاكل من الماء. الماء يكسر الطاحونة.

كل طاحن يصب الماء على طاحونته.

عندما لا يكون هناك حصان ، فإن ركوب الحمار إلى الطاحونة ليس عيباً.

الطاحونة لا تطحن بدون ماء.

مطحنة كبيرة لا تدور بالماء المنخفض.

أخذ الماء الطاحونة بأكملها ، وأنت تسأل أين الأخدود.

الماء يكسر الطاحونة.

الطاحونة تقف بالماء لكنها تموت من الماء.

رأس بلا عقل مثل طاحونة بلا ماء.

هناك الكثير من المال - ابدأ طاحونة.

ليس طاحونة ، بل دوّارة. الطحن لا يطحن ، لكنه يفسد الماء فقط.

طاحونة العمل ليس لديها وقت للتجميد.

من كل مطحنة جديدة ، سيأخذ مصدرًا للمياه (أي سيغرق شخصًا).

عقل الشاب مثل طاحونة بلا ماء.

كلما زادت المياه ، كان ذلك أفضل للمطحنة.