Mlin na veter - kako to narediti sami? Mlini Projektiranje vodnega mlina.

Pokrajina z mlini na veter nam je bolj poznana na platnih evropskih slikarskih mojstrov 18. in 19. stoletja.

Zdaj je veliko delujočih mlinov na veter mogoče videti le na Nizozemskem. Res je, da sploh ne meljejo moke, čeprav jih je nekaj. Črpajo vodo iz enega kanala v drugega. Kako je bil zgrajen mlin na veter? To lahko vidite le v samih baltskih državah in na Nizozemskem. Prva stvar, ki jo morate narediti, da bo dobro delovala, je ujeti veter. Da bi to naredili, je bila njegova streha s pomočjo posebnega kolesa in vzvoda obrnjena v pravo smer. Kolo je bilo ravno priključeno na streho. Ko je streha dosegla želeni položaj, je bilo kolo ustavljeno s posebno verigo. Nato se je sprostila posebna zavora in krila mlina so se začela vrteti, najprej počasi, nato pa vse hitreje. Gred, na katerega so bila pritrjena krila, je preko lesenih prenašala rotacijo na glavno navpično os.

Aplikacija.

Poleg tega je lahko naprava vetrnice drugačna. Z njeno pomočjo so črpali vodo, iz semen iztisnili olje, z njim izdelovali celo papir in žagali les ter seveda mleto moko. Mlin za moko je svoje delo opravil z istimi kamnitimi mlinskimi kamni. S pojavom parnih in drugih vrst motorjev lahko rečemo, da je izgubil svoj pomen za industrijo. Toda v našem času, ko se ljudje učijo varčevati z energijo in naravo, je vetrnica oživela v drugačni zmogljivosti, kot poceni in okolju prijazen vir električne energije. Na stotine vetrnic, njenih pravnukov, deluje na Nizozemskem, Nizozemskem in v Nemčiji. V ZDA, Kanadi in Avstraliji oddaljene kmetije uspešno uporabljajo vetrne turbine za proizvodnjo električne energije za svoje domove in podjetja.

Dekorativni element. Njegova konstrukcija.

Danes je vetrnica postala priljubljena kot dekorativni element domačije. Naj bo enostavno. Tak mlin, sestavljen z lastnimi rokami v bližini podeželske hiše ali koče, bo okrasil kateri koli kotiček vrta. Delo se začne z izdelavo temeljev. Izkopljemo luknjo do globine 70 cm in položimo opečno podlago. Okvir je varjen od 50x50 v dimenzijah 80x120x270. Okvir je obložen z lesom 40x40. Konstrukcijo je mogoče na vrhu obložiti z lamelno ploščo. Okvir je nameščen na temelj. Les je na vrhu prevlečen z zaščitno impregnacijo v več plasteh. Od znotraj je telo izolirano s peno in vezano ploščo. Naslednja je streha. Na strešne špirovce je položen neprekinjen zaboj, ki ga nato v dveh slojih prekrijemo s strešnim materialom. Strešni material je položen na strešni material. Nato je mehanizem sestavljen. Izbrana in nameščena sta os in dva ležaja. Rezila so sestavljena iz lesenih desk s presekom 20x40 mm, ki so pritrjene s samoreznimi vijaki. Rezila so nameščena na osi. Zgornji del temelja je tudi obložen z lesom. Notranjost se lahko uporablja za shranjevanje, npr.

Obdobje kmetijstva je potonilo v preteklost pred mnogimi stoletji, vendar to ne pomeni, da ves takratni razvoj zdaj nič ne pomeni. Danes bomo na primer govorili o tem, kako narediti mlin na veter z lastnimi rokami.

Vredno je začeti s tem, zakaj je to na splošno potrebno? Malo verjetno je, da bo kdo z njeno pomočjo zmlel proso v moko. Pridelovanje prosa pa izvajajo profesionalni kmetje, ki imajo sodobno tehnologijo, odgovorno za vse proizvodne procese. Kljub temu se vse več poletnih prebivalcev sprašuje, kako narediti mlin na veter z lastnimi rokami?

Takšen hype je razložen precej preprosto - mlin na veter, ki ga lahko enostavno naredite z lastnimi rokami, je veličasten element krajinskega oblikovanja, zaradi katerega je spletno mesto resnično edinstveno. Veliko lažje je prodati vrt, ki ima takšno poletje, kot parcelo, ki je kot dve kapljici vode podobna sosednji.

V sodobnem svetu je edinstvenost cenjena nad vsem drugim. Zato, če se odločite za izdelavo mlina na veter z lastnimi rokami, vam bo to omogočilo preoblikovanje vašega vrta. Poleg tega lahko z ustrezno skrbnostjo in malo digresije v fiziko to strukturo uporabite kot vir energije.

Pozor! Vetrnica se lahko uporablja kot električni generator.

Mlin na veter v vaši poletni koči ni lahko le element pokrajine, ki ste jo naredili z lastnimi rokami, ampak tudi pretvornik vetrne energije. To bo znatno prihranilo družinski proračun.

Dodatne lastnosti mlina na veter

Preden izberete kraj za namestitev vetrnice, morate upoštevati, da ima ta konstrukcija, ki jo naredite z lastnimi rokami, več namenov:

1. Mlin na veter lahko skrije številna grda mesta na vašem dvorišču, kot je jašek.
2. Nekatere DIY vetrnice so narejene iz lahkih materialov. Posledično je mogoče zmanjšati njihove dimenzije. Zato se te strukture pogosto uporabljajo kot zaščitni pokrovi za cevne ventile in druge inženirske objekte.
3. Objekt se lahko uporablja kot hiša za otroške igre. Če želite to narediti, morate strukturo nekoliko povečati, vendar tukaj ni nič nerealno. Glavna stvar je, da je stabilen in ne pozabite na vhod.
4. V veliki strukturi, izdelani pod mlinom z lastnimi rokami, lahko shranite raznovrstno vrtno orodje. Pravzaprav bo to pomožni prostor.
5. Kamniti mlin se lahko uporablja tudi kot žar.
6. Ta struktura, z rahlo spremembo, se lahko uporablja kot strašilo za krte. Dovolj je, da noge izkopljete 20 centimetrov globoko, da se vibracije iz konstrukcije, ki se bodo pojavile med vrtenjem rezil, prenesejo na tla.

Kot lahko vidite, lahko vetrnica, ki jo naredite z lastnimi rokami, najde veliko uporab kot element krajinskega oblikovanja.

Vloga mlina na veter pri oblikovanju krajine

Sodobni svet je tako raznolik, da da bi bilo mesto najboljše, preprosta nega in celo postelje niso dovolj - morate izstopati. Hkrati je treba vse narediti pametno. Konec koncev je krajinsko oblikovanje kompleksna znanost, ki upošteva številne nianse.

Na primer dejavniki, kot so:

• senca,
• vlažnost,
• kombinacija z drugimi kulturami
• potrebni namakalni sistemi itd.

Eden najbolj trendovskih elementov krajinskega oblikovanja trenutno je mlin na veter. Najpomembnejša prednost takšne strukture je, da je konstrukcijo mogoče izdelati ročno.

Mlin na veter naredimo z lastnimi rokami

Izberite mesto in ga pripravite

Gradnja mlina na veter je veliko bolj odgovoren podvig, kot se zdi na prvi pogled. Obstaja veliko dejavnikov, ki jih je treba upoštevati, da bi dobili resnično vreden element krajinskega oblikovanja.

Za namestitev je najbolj primeren odprt prostor. Prvič, tukaj se bodo rezila mlina skoraj vedno vrtela, in drugič, to strukturo je veliko lažje sestaviti na odprtem prostoru, saj vas nič ne bo motilo.

Ko izberete primeren kraj za namestitev, boste morali odstraniti spletno mesto. Odstranite vse grmovje in štore, ki ovirajo gradnjo. Če je trava previsoka, jo pokosite s kosilnico.

Pred namestitvijo konstrukcije je treba tla skrbno izravnati. Šele po tem boste lahko začeli polagati temelje, natančneje platformo. Če želite izbrati pravo mesto, morate imeti jasno predstavo o tem, kakšna bo vaša prihodnja struktura.

Ustvarite načrt

Za primer vzemimo elementarno strukturo, ki jo lahko s primerno količino truda zgradi vsak človek. Vse se začne z izdelavo načrta:

1. Narišite skico postavitve.
2. S pomočjo risbe izračunajte, kakšne naj bodo dimenzije za vsak del vetrnice, ki ga želite izdelati z lastnimi rokami.
3. Izberite optimalen material, iz katerega bodo izdelani glavni konstrukcijski elementi. Bor je najboljša izbira. Ima visoko zmogljivost. Hkrati so njegovi stroški na sprejemljivi ravni.

Ko je vse dogovorjeno z načrtom in risbo, lahko nadaljujete z neposrednim postopkom montaže.

Izbira orodij in materialov, potrebnih za delo

Če želite ustvariti dostojno strukturo, boste potrebovali naslednja orodja:

• Ravnilo za ustvarjanje vogalov.
• Svinčniki, flomastri, svinčniki, kompasi, markerji.
• Gradbeni zvitek.
• Vrtajte s kompletom šob različnih velikosti.
• Izvijač ali izvijač. V ta namen lahko uporabite tudi navaden vrtalnik s posebno šobo.
• Kladivo, žaga, sestavljanka.
• Vijaki, žeblji, podložke, samorezni vijaki, vijaki. Dolžina elementov je neposredno odvisna od debeline plošč, ki jih boste uporabili.
• Brusni papir za brušenje elementov. Uporabite lahko tudi mlinček.

S temi orodji lahko z lastnimi rokami naredite odličen mlin na veter, ki bo odličen dodatek k vašemu konceptu podeželske krajine. Za izvedbo ideje boste potrebovali tudi naslednje materiale:

• Za izdelavo mlina na veter z lastnimi rokami se najpogosteje uporablja vezan les ali podloga. Široke deske so odlične za trup.
• Za izdelavo sten z lastnimi rokami uporabite palice.
• Za oblaganje je primeren kateri koli material.
• Za izdelavo rezil uporabite kovinske letve ali cevi.
• vogali.
• Streha je lahko iz vezanega lesa. Uporabite tirnice kot pritrdilne elemente.
• Za pritrditev propelerja z lastnimi rokami boste potrebovali opornik in ležaj.

Ko so vsi materiali in orodja zbrani, lahko naredite mlin na veter z lastnimi rokami.

Oblikovna postavitev

Ko so izdelane vse risbe in zbrani potreben inventar, lahko nadaljujete neposredno na postavitev konstrukcije z lastnimi rokami:

Ko naredite postavitev vetrnice z lastnimi rokami, previdno izrežite vse elemente, jih obrusite, obdelajte s posebnimi spojinami in šele po tem začnite končno montažo.

Zdravljenje

Za impregnacijo lesa je najbolje uporabiti naslednje sestavke: Pinotext, Aquatex, Belinka.

Pomembno! Impregnacijo je treba opraviti v 2-3 prehodih. To zagotavlja stabilnost zaščite. V tem primeru mora imeti vsak sloj čas, da se posuši.

montaža

Ko končate z obdelavo vseh delov vetrnice, jo lahko začnete sestavljati sami. Samo sledite tem navodilom in to lahko storite sami:

1. Stranske dele pritrdite z tirnicami.
2. Za izdelavo podlage mlina na veter z lastnimi rokami uporabite dva kvadrata, ki imata luknje na sredini.
3. Osnovo in telo vetrnice povežite s samoreznimi vijaki.
4. Sestavite dva trikotnika, katerih osnove sta 38 cm, stranice pa 35 in pol.
5. Na obeh straneh privijte vezane plošče na trikotnike.
6. Streha mora biti sestavljena iz dveh delov. Za vsakega bo šlo pet vnaprej pripravljenih elementov.
7. Naredite vrtljivo ploščo za mlin na veter z lastnimi rokami z uporabo lesenih letvic.
8. Na konce rezil pritrdite kratke tirnice in na sredino privijte kroge. Nato na sredini izvrtajte luknjo in namestite čepe. Enako morate storiti z zadnjico.
9. Pritrdite konico. Celotno konstrukcijo pritrdite z maticami.

Na koncu namestite pokrov na ohišje, ki ste ga naredili z lastnimi rokami, in vse pritrdite s samoreznimi vijaki.

Natančen postopek montaže vetrnice si lahko ogledate v spodnjem videu.

okrasitev

Ko ste mlin na veter izdelali izključno po zaslugi svojih rok, mu morate dati ustrezen videz. Če želite to narediti, lahko uporabite lak. To bo vaši zgradbi dalo popolnost.

Pozor! Če leseni elementi niso dovolj kakovostno obdelani, je bolje uporabiti barvo.

Da bi vetrnici dobili dodatno spremstvo, lahko njene elemente pobarvate v različnih barvah. Dodate lahko tudi risbe, kot so rože, metulji ali žuželke. Vsako od njih je enostavno narediti z lastnimi rokami, če uporabite malo domišljije.

Rezultati

Kot vidite, lahko vsak naredi mlin na veter. Glavna stvar je, da v začetnih fazah narišete pravilno oznako in poiščete dobro mesto. Prav tako se je treba vnaprej odločiti, katere edinstvene lastnosti bo imela struktura.

Že prebrano: 4 003

Kaj je mlin na veter?

Stavbe, ki so na voljo na zasebni parceli ali poletni koči, so običajno ustvarjene v strogem funkcionalnem slogu. Praviloma nimajo posebnih dekorativnih elementov in izgledajo primerno svojemu namenu. Hkrati je za večino lastnikov značilna želja, da bi nekako okrasili, oživili ozemlje mesta. Obstaja veliko možnosti za rešitev tega vprašanja. Najpogosteje se uporabljajo tehnologije krajinskega oblikovanja, s pomočjo katerih je mogoče okrasiti popolnoma kateri koli kos zemlje.

Ena od možnosti za ustvarjanje nenavadnega videza je gradnja mlina na veter. Odločitev je nekoliko nepričakovana, a vedno spektakularna, ki zahteva natančen premislek.

Naprava in načelo delovanja

Mlin na veter je naprava, ki se pretvori v delo mehanizma za mletje moke. To je tradicionalni namen mlinov, ki so opravljali skoraj edino delo - mletje žita, izdelovanje moke. Rezila (krila) mlina so sprejela tok vetra na svoje ravnine in se začela vrteti. Prenesli so ga na mlinske kamne, ki so mleli žito in proizvajali moko. Naprava za mlin na veter je prototip črpalk in drugih današnjih mehanizmov, ki uporabljajo pretoke.

Trenutno je le redko najti delujočo vetrnico, v bistvu jih hranijo v etnografskih rezervatih kot eksponate. Hkrati so precej uporabni in svoje delo opravljajo precej učinkovito.

Dekorativni element ali praktična struktura?

Nemogoče je uporabiti mlin na veter kot popolno napravo za mletje moke. Prvič, velikost takšne strukture ni primerna za relativno majhna območja. Poleg tega trenutno ni potrebe po mletju žita. Torej mlini na veter, postavljeni na vrtnih parcelah, igrajo dekorativno vlogo. Hkrati se lahko vrtljivi rotor, če lahko opravlja svoje funkcije, uporablja za različne gospodinjske potrebe:

• močna generacija;
• aktiviranje vodne črpalke;
• ohišje vetrnice je mogoče prilagoditi za shranjevanje različne opreme.

Izbira načina uporabe mlina na veter je prerogativ lastnika mesta, vendar je najpogostejši namen takšnih struktur okrasitev mesta in vnos folklornih motivov v slog oblikovanja. Tega trenutka ni mogoče šteti za drugotnega ali nepomembnega, saj videz potrebuje tudi kompetenten in ustvarjalen pristop ter praktično uporabo.

Kaj bi lahko bilo potrebno?

V tem primeru je ključna točka neodvisna izdelava konstrukcije. Poleg določenih praktičnih ciljev, ki jih zasledujemo pri ustvarjanju mlina na veter, je pomemben ustvarjalni pristop, sposobnost prizadevanj za samostojno oblikovanje mesta.

Takšno strukturo lahko uporabite na različne načine, na primer z mlinom na veter lahko okrasite vodnjak. Pogosto takšne strukture pokrivajo izhod na površino kanalizacije. Uporaba vetrnice za predvideni namen ni izključena - za zagon mehanizmov ali ustvarjanje električnega toka, na primer za osvetlitev mesta.

Pomembno! Okrasitev ozemlja je sama po sebi pomemben dejavnik, a če obstaja možnost praktične uporabe vetrnice za gospodinjske potrebe, se njena vrednost večkrat poveča.

Druga možna uporaba takega elementa je prostor za otroške igre. Otroci se z veseljem igrajo v različnih hišicah, in če je stiliziran kot mlin na veter, postane še bolj zanimiv.

PREBERITE TUDI: Kje se nahaja največja vetrna turbina na svetu?

Izbira mesta za namestitev

Na izbiro lokacije vpliva predvsem namen lastnika, namen objekta. Če je načrtovana izključno dekorativna raba, je mlin postavljen na podlagi slikovitosti, zunanjega učinka, torej na odprtem prostoru, ki omogoča dober pregled nad konstrukcijo. Če je naprava funkcionalna, bo na izbiro vplivala raven lokacije, odsotnost velikih zgradb v bližini, ki bi lahko zaprle rezila pred vetrnimi tokovi.

Poleg tega je treba upoštevati lokacijo javnih naprav, zgradb ali objektov, na katere lahko ovirajo vrtljiva krila mlina. Če so nasproti okna, bo nenehno utripanje v očeh ljudem v sobi povzročilo veliko neprijetnosti.

Upoštevati je treba tudi, da bo konstrukcija morala imeti običajen pristop, še posebej, če je načrtovano, da bo element otroškega igrišča. Ob upoštevanju vseh teh premislekov se izbere optimalno mesto za gradnjo mlina.

Navodila po korakih

Ustvarjanje mlina na veter poteka po običajni shemi, ki se uporablja pri gradnji kakršnih koli struktur:

• izdelava projekta (delovna risba)
• nakup materiala, izbor orodja
• priprava mesta
• sklop ohišja in rotorja
• montaža mehanskih elementov (če je načrtovano)
• zagon, odpravljanje napak v načinih delovanja

Nekateri koraki na tem kontrolnem seznamu so morda odveč, včasih, nasprotno, morda bodo potrebni dodatni koraki. Končni načrt ukrepanja je mogoče sestaviti le ob upoštevanju specifične zasnove, njenih pogojev delovanja, dimenzij in drugih parametrov.

Pomembno! V nobenem primeru ne smete zanemariti ustvarjanja projekta. Pogosto se na tej stopnji odkrijejo pomembne napake ali dodatni dejavniki, ki korenito spremenijo pristop k opravljenemu delu. Naključna proizvodnja lahko privede do izgube časa in materialov.

Potrebni materiali in orodja

Za ustvarjanje okrasne vetrnice Najbolje je uporabiti tradicionalne materiale:

• žarek,
• deske,
• struženi polena,
• nohti,
• samorezni vijaki.

Poleg tega bodo glede na velikost in namen mlina morda potrebni materiali za izdelavo temeljev:

• cement,
• pesek,
• ojačitvena palica.

Enako pomembno je imeti potrebna orodja:

• električna žaga,
• električno letalo,
• ročna nožna žaga,
• dleto, dleto,
• klešče,
• kladivo,
• električni vrtalnik s kompletom svedrov,
• ravnilo, merilni trak.

Glede na zasnovo konstrukcije se lahko po potrebi vključijo druga orodja ali naprave.

fundacija

Prvi koraki, ki jih bo treba izvesti v začetni fazi, so priprava mesta za gradnjo. Če je konstrukcija načrtovana, da bo dovolj velika, na primer je treba pod mlinom okrasiti skladišče za orodje, inventar, inženirske naprave, potem bo potreben temelj.

Najlažji način za polnjenje temeljev je izdelava podlage v obliki traku. Da bi to naredili, se vzdolž oboda bodočih sten izkoplje jarek, znotraj katerega je nameščen opaž, pletena ojačitvena kletka in vlije beton. Temelj se vzdržuje pravi čas za zadostno kristalizacijo betona, po katerem se lahko izvajajo nadaljnja dela.

Opomba: za majhne dekorativne konstrukcije temelj ni potreben, dovolj je, da jih nekoliko dvignete nad nivojem tal, da izključite stik s podzemno vodo.

Ko je temelj končan, začnejo ustvarjati ohišje vetrnice.

Uporaba energije toka vode. Pred stoletji so se vetrnice običajno uporabljale za mletje žita, pogon vodne črpalke ali oboje. Večina sodobnih vetrnic je oblikovanih kot vetrne turbine in se uporabljajo za proizvodnjo električne energije; vetrne črpalke se uporabljajo za črpanje vode, odvodnjavanje zemlje ali črpanje podtalnice.

Mlini na veter v antiki

Mlin na veter grškega inženirja Herona iz Aleksandrije, izumljen v prvem stoletju našega štetja, je najzgodnejši primer uporabe vetrne energije za pogon mehanizma.Drug primer starodavnega vetrnega pogona je molitveno kolo, ki so ga uporabljali v Tibetu in na Kitajskem v zgodnjega 4. stoletja. Obstajajo tudi dokazi, da je Hamurabi v Babilonskem cesarstvu načrtoval uporabo vetrne energije za svoj ambiciozen projekt namakanja.

Vodoravni mlini na veter

Prve zagnane vetrnice so imele jadra (lopatice), ki so se vrtela v vodoravni ravnini okoli navpične osi. Po besedah ​​Ahmada al-Hasana je mline na veter v vzhodni Perziji izumil perzijski geograf Estakhiri v devetem stoletju. Verodostojnost prejšnjega izuma mlina na veter drugega kalifa Umarja (v letih 634-644 n. št.) je vprašljiva z utemeljitvijo, da se mlini na veter pojavljajo le v dokumentih iz desetega stoletja.

Takratni mlini so imeli od šest do dvanajst rezil, prekritih s trstičnim ali suknenim materialom. Te naprave so bile uporabljene za mletje žita ali črpanje vode in so se precej razlikovale od poznejših evropskih vertikalnih vetrnic. Sprva so se vetrnice pogosto uporabljale na Bližnjem vzhodu in v Srednji Aziji, nato pa so postopoma postale priljubljene na Kitajskem in v Indiji.

Podoben tip vodoravnega mlina na veter s pravokotnimi rezili, ki se uporablja za namakanje, je mogoče najti tudi na Kitajskem (v času dinastije Jin na severu) v trinajstem stoletju, ki ga je leta 1219 odkril in v Turkestan prinesel popotnik Yelü Chucai.

Vodoravne vetrnice so bile v 18. in 19. stoletju v majhnem številu prisotne po vsej Evropi. Najbolj znana med tistimi, ki so se ohranila do danes, sta Hooper's Mill v Kentu in Fowler's Mill v Batterseaju pri Londonu. Najverjetneje so bili mlini, ki so takrat obstajali v Evropi, samostojni izum evropskih inženirjev med industrijsko revolucijo; zasnova evropskih mlinov ni bila izposojena iz vzhodnih držav.

Vertikalne vetrnice

O nastanku vertikalnih mlinov na veter se razprava zgodovinarjev nadaljuje še danes. Zaradi pomanjkanja zanesljivih informacij je nemogoče odgovoriti na vprašanje, ali so navpični mlini izvirni izum evropskih mojstrov ali zasnova, izposojena iz držav Bližnjega vzhoda.

Obstoj prvega znanega mlina v Evropi (predvideva se, da je navpičnega tipa) sega v leto 1185; nahajal se je v nekdanji vasi Weedley v Yorkshiru ob ustju reke Humber. Poleg tega obstajajo številni manj zanesljivi zgodovinski viri, po katerih so se prve vetrnice v Evropi pojavile v 12. stoletju. Prvi namen vetrnic je bil mletje žitnih pridelkov.

portalni mlin

Obstajajo dokazi, da se je najzgodnejši tip evropskega mlina na veter imenoval poštni mlin, tako imenovan zaradi velikega navpičnega dela, ki sestavlja glavno strukturo mlina.

Pri takšni montaži telesa mlina se je lahko vrtelo v smeri vetra; to je omogočilo bolj produktivno delo v severozahodni Evropi, kjer se smer vetra spreminja v kratkih intervalih. V zemljo so bili vkopani temelji prvih portalnih mlinov, ki so dajali dodatno oporo pri struženju. Kasneje se je razvila lesena podpora, imenovana prelet (ali koze). Običajno je bil zaprt, kar je dajalo dodaten prostor za shranjevanje pridelkov in zagotavljalo zaščito pred neugodnimi vremenskimi razmerami.

Ta vrsta mlinov na veter je bila najpogostejša v Evropi vse do devetnajstega stoletja, ko so jih zamenjali močni stolpni mlini.

Votel (prazen) portalni mlin

Mlini te zasnove so imeli votlino, v katero je bila nameščena pogonska gred. To je omogočilo obračanje konstrukcije v smeri vetra z manj napora kot pri tradicionalnih portalnih mlinih, prav tako pa ni bilo treba dvigovati vreč z žitom na visoko postavljene mlinske kamne, saj je uporaba dolge pogonske gredi omogočala mlinske kamne, ki jih je treba postaviti na raven tal. Takšni mlini se na Nizozemskem uporabljajo že od 14. stoletja.

stolpni mlin

Proti koncu 13. stoletja se je začela uporabljati nova vrsta zasnove mlina, stolpni mlin. Njegova glavna prednost je bila v tem, da se je gibal le zgornji del konstrukcije, medtem ko je glavni del mlina ostal negiben.
Široka uporaba stolpnih mlinov je prišla z začetkom obdobja krepitve gospodarstva zaradi potrebe po zanesljivih virih energije. Kmetov in mlinov ni bilo nerodno niti višji strošek gradnje v primerjavi z drugimi vrstami mlinov.
Za razliko od portalnega mlina je pri stolpnem mlinu na prisotnost vetra reagirala le streha stolpnega mlina, kar je omogočilo, da je glavna konstrukcija precej višja, kar je posledično omogočilo izdelavo večjih rezil, tako da je bilo vrtenje mlina možno tudi v rahlem vetru.

Zgornji del mlina se je zaradi prisotnosti vitlov lahko obrnil v smeri vetra. Poleg tega je bilo mogoče streho mlina in rezila držati proti vetru zaradi prisotnosti majhne vetrnice, nameščene pravokotno na rezila na zadnji strani vetrnice. Ta vrsta gradnje je postala razširjena na ozemlju nekdanjega Britanskega cesarstva, Danske in Nemčije. Na območju, ki je oddaljeno od Sredozemlja, so bili zgrajeni stolpni mlini s fiksnimi strehami, saj je bila sprememba smeri vetra večino časa zelo majhna.

Mlin za šotore

Kolčni mlin je izboljšana različica stolpnega mlina, kjer je kamniti stolp nadomeščen z lesenim okvirjem, običajno osmerokotne oblike (so mlini z več ali manj koti). Okvir je bil pokrit s slamo, skrilavcem, pločevino ali strešnim papirjem. Lažja konstrukcija v primerjavi s stolpnimi mlini je naredila mlin na veter bolj praktičen, kar je omogočilo postavitev konstrukcije na območjih z nestabilnimi tlemi. Sprva so to vrsto mlina uporabljali kot drenažni mlin, kasneje pa se je obseg uporabe močno razširil.

Pri postavitvi mlina v naseljenih območjih so ga običajno postavili na zidano podlago, kar je omogočalo dvig konstrukcije nad okoliškimi poslopji za boljši dostop vetra.

Mehanska naprava mlinov

Rezila (jadra)

Tradicionalno je jadro sestavljeno iz okvirja-rešetke, na kateri se nahaja platno. Mlinar lahko samostojno prilagaja količino tkanine glede na moč vetra in zahtevano moč. V srednjem veku so bila rezila rešetka, na kateri je bilo platno, v hladnejših podnebjih pa so tkanino zamenjali z lesenimi deskami, ki so preprečevale zmrzovanje. Ne glede na zasnovo rezil je bilo treba mlin popolnoma ustaviti, da bi prilagodili jadra.

Prelomnica je bil izum v Veliki Britaniji ob koncu osemnajstega stoletja zasnove, ki se je samodejno prilagajala hitrosti vetra brez posredovanja mlinarja. Najbolj priljubljena in funkcionalna jadra je izumil William Cubitt leta 1807. V teh rezilih je bila tkanina zamenjana s povezanim mehanizmom zapiranja.

V Franciji je Pierre-Théophile Burton izumil sistem, sestavljen iz vzdolžnih lesenih letvic, povezanih z mehanizmom, ki je mlinarju omogočal, da jih odpre, medtem ko se mlin vrti.

V dvajsetem stoletju se je zaradi napredka letalske konstrukcije raven znanja na področju aerodinamike močno povečala, kar je privedlo do nadaljnjega povečanja učinkovitosti mlinov nemškega inženirja Bilaua in nizozemskih obrtnikov.

Večina vetrnic ima štiri jadra. Poleg njih so mlini opremljeni s petimi, šestimi ali osmimi jadri. Najbolj razširjeni so v Združenem kraljestvu (zlasti v okrožjih Lincolnshire in Yorkshire), Nemčiji in redkeje v drugih državah. Prve tovarne mlinskih platna so bile v Španiji, na Portugalskem, v Grčiji, Romuniji, Bolgariji in Rusiji.

Mlin s sodim številom jader ima prednost pred drugimi vrstami mlinov, saj je ob poškodbi enega od rezil mogoče odstraniti nasprotno rezilo in s tem ohraniti ravnovesje celotne konstrukcije.

Na Nizozemskem, medtem ko so rezila mlina mirna, se uporabljajo za prenos signalov. Rahel nagib jader proti glavni zgradbi simbolizira vesel dogodek; medtem ko pobočje stran od glavne stavbe simbolizira žalost. Mline na veter po Nizozemski so postavili na položaje žalovanja v spomin na nizozemske žrtve nesreče malezijskega Boeinga leta 2014.

mlinski mehanizem

Zobniki znotraj mlina prenašajo energijo iz rotacijskega gibanja jader na mehanske naprave. Jadra so pritrjena na vodoravne gredi. Jaški so lahko v celoti leseni, leseni s kovinskimi elementi ali v celoti kovinski. Zavorno kolo je nameščeno na gredi med sprednjim in zadnjim ležajem.

Mline so bile uporabljene za številne industrijske postopke, kot so predelava oljnic, obdelava volne, barvanje izdelkov in izdelava izdelkov iz kamna.

Distribucija mlinov

Ocenjuje se, da je skupno število vetrnic v Evropi v času največje razširjenosti tovrstnih naprav doseglo okoli 200.000, ta številka je precej skromna v primerjavi s približno 500.000, ki so obstajale v istem času. Mline na veter so se množile v regijah, kjer je bilo premalo vode, kjer so reke pozimi zmrznile, in v ravninskih predelih, kjer je bil tok rek prepočasen, da bi zagotovil potrebno moč za delovanje vodnih mlinov.

S prihodom industrijske revolucije se je pomen vetra in vode kot glavnih industrijskih virov energije zmanjšal; sčasoma so veliko število mlinov na veter in vodnih koles zamenjali parni mlini in mlini, ki jih poganjajo motorji z notranjim zgorevanjem. Hkrati so bile vetrnice še vedno precej priljubljene, gradili so jih do konca 19. stoletja.

Danes so vetrnice pogosto zaščiteni objekti, saj je njihova zgodovinska vrednost priznana. V nekaterih primerih starodavne vetrnice obstajajo kot statični eksponati (ko so starodavni stroji preveč krhki za premikanje), v drugih primerih kot popolnoma delujoči eksponati.

Od 10.000 mlinov na veter, ki so jih uporabljali na Nizozemskem v 1850-ih, jih približno 1000 še vedno deluje. Večino vetrnic zdaj vodijo prostovoljci, čeprav nekateri mlinarji še vedno delujejo na komercialni osnovi. Številni drenažni mlini obstajajo kot rezervni mehanizem za sodobne črpalne postaje. Regija Saan na Nizozemskem je bila prva industrijska regija na svetu z okoli 600 obratovalnimi mlini na veter do konca 18. stoletja. Gospodarska nihanja in industrijska revolucija so imeli veliko večji vpliv na mline na veter kot na druge vire energije, zato se jih je le malo ohranilo do danes.

Gradnja mlinov je bila v 17. stoletju običajna po vsej Cape koloniji Južne Afrike. Toda prvi stolpni mlini niso preživeli neurja na rtu polotoka, zato je bilo leta 1717 sklenjeno, da zgradijo trpežnejši mlin. Obrtniki, ki jih je posebej poslala nizozemska vzhodnoindijska družba, so dokončali gradnjo do leta 1718. V začetku 1860-ih se je Cape Town ponašal z 11 mlini na veter.

vetrne turbine

Vetrna turbina je v bistvu mlin na veter, katerega struktura je posebej zasnovana za proizvodnjo električne energije. Lahko ga razumemo kot naslednji korak v razvoju mlina na veter. Prve vetrne turbine so v poznem devetnajstem stoletju zgradili profesor James Blyth na Škotskem (1887), Charles F. Brush v Clevelandu v Ohiu (1887-1888) in Paul la Cour na Danskem (1890). Od leta 1896 je mlin Paul's la Cour služil kot električni generator v vasi Askov. Do leta 1908 je bilo na Danskem 72 vetrnih generatorjev z močjo od 5 do 25 kW. Do tridesetih let prejšnjega stoletja so bile vetrnice v široki uporabi na kmetijah v Združenih državah, kjer so jih uporabljali za proizvodnjo električne energije, zaradi dejstva, da sistemi za prenos in distribucijo električne energije še niso bili nameščeni.

Moderna industrija vetrne energije se je začela leta 1979 z začetkom serijske proizvodnje vetrnih turbin danskih proizvajalcev Kuriant, Vestas, Nordtank in Bonus. Prve turbine so bile po današnjih standardih majhne, ​​z močjo 20-30 kW vsaka. Od takrat so se komercialno proizvedene turbine močno povečale; Turbina Enercon E-126 je sposobna oskrbeti do 7 MW energije.

Z začetkom 21. stoletja se je povečala zaskrbljenost javnosti glede energetske varnosti, globalnega segrevanja in izčrpavanja fosilnih goriv. Vse to je na koncu privedlo do povečanja zanimanja za vse vrste obnovljivih virov energije in povečanega zanimanja za vetrne turbine.

vetrne črpalke

Vetrne črpalke so bile uporabljene za črpanje vode v današnjem Afganistanu, Iranu in Pakistanu že od 9. stoletja. Uporaba vetrnih črpalk je postala razširjena po vsem muslimanskem svetu, nato pa se je razširila na ozemlje sodobne Kitajske in Indije. Vetrne črpalke so se uporabljale v Evropi, zlasti na Nizozemskem in območjih Vzhodne Anglije v Veliki Britaniji, od srednjega veka naprej, za odvodnjavanje zemljišč za kmetijske ali gradbene namene.

Ameriško vetrno črpalko ali vetrno turbino je izumil Daniel Haladey leta 1854 in se je uporabljala predvsem za črpanje vode iz vodnjakov. Večje različice vetrne črpalke so bile uporabljene tudi za opravila, kot so žaganje lesa, sekanje sena, luščenje in mletje žita. V Kaliforniji in nekaterih drugih zveznih državah je bila vetrna črpalka del samostojnega sistema za gospodinjsko vodo, ki je vključeval tudi ročni vodnjak in lesen vodni stolp. Konec 19. stoletja so jeklena rezila in stolpi nadomestili zastarele lesene konstrukcije. Na vrhuncu leta 1930 so strokovnjaki ocenili, da je bilo v uporabi okoli 600.000 vetrnih črpalk. S proizvodnjo vetrnih črpalk so se ukvarjala ameriška podjetja, kot so Pump Company, Feed Mill Company, Challenge Wind Mill, Appleton Manufacturing Company, Eclipse, Star, Aermotor in Fairbanks-Morse, ki so sčasoma postala glavni dobavitelji črpalk na severu in Južna Amerika.

Vetrne črpalke se danes pogosto uporabljajo na kmetijah in rančih v ZDA, Kanadi, Južni Afriki in Avstraliji. Imajo veliko število rezil, kar jim omogoča, da se pri rahlem vetru vrtijo z večjo hitrostjo in pri močnem vetru upočasnijo na zahtevano raven. Takšni mlini zbirajo vodo za potrebe obratov za krmo, žag in kmetijskih strojev.

V Avstraliji Griffiths Brothers proizvajajo mline na veter pod imenom "Southern Cross Windmills" od leta 1903. Danes so postali nepogrešljiv del avstralskega podeželskega sektorja zahvaljujoč uporabi vode iz Velike arteške kotline.

Mlini na veter v različnih državah

Mlini na veter na Nizozemskem

V nizozemskem mestu Kinderdijk je bilo v letih 1738–1740 zgrajenih 19 kamnitih vetrnic za zaščito nižin pred poplavami. Mline na veter so črpale vodo pod morsko gladino v reko Lek, ki se izliva v Severno morje. Poleg črpanja vode so vetrnice uporabljali za pridobivanje električne energije. Zahvaljujoč tem mlinom je Kinderdijk leta 1886 postal prvo elektrificirano mesto na Nizozemskem.

Danes sodobne črpališča črpajo vodo pod morsko gladino v Kinderdijku, vetrnice pa so bile leta 1997 vpisane na Unescov seznam svetovne dediščine.

Mlini Projektiranje vodnega mlina. - 3. del.

Louis Aston Knight (1873-1948) Vodni mlin

Kruh je vsem glava, pravi ljudska modrost, a brez moke ne moreš speči kruha in brez mlina ne moreš narediti moke. Seveda lahko brez njih, kot to počnejo ljudje, ki živijo v puščavskih predelih sveta. Žito meljejo z ročnimi mlinskimi kamni, vendar je to primitivno ročno delo in v svojem razvoju ta ljudstva niso daleč stran od primitivnih plemen. Z razvojem industrije se je vodno kolo začelo uporabljati ne samo za predelavo žita, ampak tudi v drugih objektih, ki so jih imenovali tudi mlini.Tako so se imenovali železarstvo, žage, papir, tekstil in številna drugih podjetij. Vodni mlin za moko je bil ena prvih tehničnih naprav, ki so bile pomembne za človeka. Izkazalo se je, da brez mlina ne more biti napredka v tehnologiji in razvoju človeštva. Slika prikazuje gradnja sodobnega mlina ki ga poganja točilno kolo 6, zbiralnik za žito 1 in žleb 2, skozi katerega se zrno dovaja v mlinski kamni 3. Moka vstopi v pladenj 4 in od tam se vlije v vrečo 5.Zasnova vodnih mlinov se skozi stoletja ni veliko spremenila. Glavni mehanski elementi so ostali nespremenjeni. Les je bil glavni gradbeni material. Iz nje so zgradili tako hlev in kolesa, pa gredi in vso drugo opremo.Po napravi so vodne mline delili na vrtljive in kolesne. Vrteli so bili prototip sodobne turbine. Kolesni mlini so na voljo v dveh vrstah: zgornji in spodnji. Naprava vodnih mlinov vseh vrst je večinoma enaka. Iz hlodov so izrezali hlev. V polovici skednja, v višini ramen, je bil položen masiven strop. Nanjo so postavili mlinske kamne: spodnji je bil ležalnik, zgornji pa tekač. Na sredini je luknja (kukala). Mlinski kamni so bili zaprti z ohišjem. Mlinski kamni so morali biti posebne kakovosti. Zahtevali so moč, žilavost in poroznost. Pogosto je bilo treba mlinske kamne prevažati od daleč. Glede na vodne zaloge in moč reke so imeli mlini tudi več postojank, torej z enim hlevom sta bili dve vodni kolesi in dve enoti za mletje moke. Mline so bili zgrajeni brez načrtov. Vsa »tehnična dokumentacija« je bila mojstrom v spominu. Seveda so za vzor vzeli že obstoječi mlini v okrožju, vendar Glede na teren sem moral nekaj spremeniti in dodati nekaj novega. Jez je bil narejen z najpreprostejšimi improviziranimi sredstvi. Kos deviške zemlje je bil preoran in iz travnika položen jez. Plast za plastjo so polagali goste, enakomerne plasti, ki so se raztezale za več sežnov. Za pritrditev so bili uporabljeni drogovi, količki, snopi grmičevja.Pozimi, v hudih zmrzalih, so nekateri mlini začasno ustavili. Včasih so nad kolesom naredili zavetje - "teplyak" v obliki slamnatega šotora, vendar to ni veliko pomagalo. Spomladi, ob poplavah, bi lahko prebil jez in so ga obnovili. Da se to ne bi zgodilo, so jezove opremili z dvižnimi ščitnimi vrati, skozi katera je uhajala odvečna voda. Rusi so se naučili uporabljati energijo vode, ki pada na kolo z rezili na začetku drugega tisočletja. Vodne mline so že od nekdaj obdane z avro skrivnosti, prekrite s poetičnimi legendami, pripovedkami in vraževerji. Mlini na kolesih z vrtincem in vrtincem so sami po sebi nevarni objekti, kar se odraža v ruskem pregovoru: "Vodo bodo vzeli iz vsakega novega mlina." Produktivnost mlina je bila odvisna od velikosti kamna in hitrosti njegovega vrtenja. Mlinski kamni so bili vzeti s premerom od 50 do 120 centimetrov. Na plitvih rekah je bil nameščen majhen tekač, ki se je vrtel s hitrostjo 60 vrtljajev na minuto. Polnovodna reka bi lahko obračala večji kamen in je naredila do 150 obratov. Glede na to je ena nastavitev mlela od enega puda (16 kg) do štirih pudov (64 kg) na uro. Nekateri vodni mlini niso mleli le žita. Tu so delovali tudi kruperji. Ti stroji so luščili proso, ajdo, oves in iz njih delali drobljence. Na njih je bilo mogoče odstraniti tudi lupino sončničnih zrn in jih pripraviti za pridobivanje olja. Poleg pšenice, rži, ječmena, pire so mleli še druge žitne pridelke: grah, proso, ajdo, ovseno kašo, proso, rž za slad. Izdelane so bile tudi posebne naprave za tolčenje vleke, polnilo za polstenje domačega blaga in mikalni boben za volno. vodni mlin je eden najzgodnejših spomenikov človeškega znanja. Nosi tudi elemente tehnologije in arhitekture. je »muzej na prostem« in ne v sodobni industrijski pokrajini, temveč se nahaja v najbolj slikovitih kotičkih narave. In ta narava ne onesnažuje, saj je okolju prijazna proizvodnja. Mlini so se pojavili pod Rimljani. Zgradili so vodne mline z nalivalnimi in nadglavnimi oziroma tolnimi kolesi. Prve je poganjala zagon padajoče vode, druge pa njena teža. Najstarejše naprave za mletje žita v moko in luščenje v zdrob so se v Rusiji ohranile kot družinski mlini do začetka 20. stoletja. in so bili ročni mlinski kamni iz dveh okroglih kamnov iz trdega kremenčevega peščenjaka s premerom 40-60 cm Za najstarejše vrste mlinov veljajo objekti, kjer so se mlinski kamni vrteli s pomočjo domačih živali. Zadnji mlin te vrste je v Rusiji prenehal obstajati sredi 19. stoletja.

Najpomembnejši del mlina za moko je nastavitev mlina ali pribor - sestavljen iz dveh mlinskih kamnov: vrha ali tekača, AMPAK in - nižje ali nižje, AT . Mlinski kamni so kamniti krogi precejšnje debeline, ki imajo na sredini skoznjo luknjo, ki se imenuje konica, in na brusni površini ti. zarezo (glej spodaj). Spodnji mlinski kamen leži negibno; njegov rit je tesno zaprt z lesenim rokavom, krogom g , skozi luknjo, v središču katere poteka vreteno Z ; na vrh slednjega je s pomočjo železne palice posajen tekač CC , okrepljena s konci v vodoravnem položaju v tekačevi točki in imenovana paraplice ali puh. Na sredini paraplice (in torej v središču mlinskega kamna) je na njeni spodnji strani narejena piramidalna ali stožčasta vdolbina, v katero vstopa ustrezno zašiljeni zgornji konec vretena. Z . Pri tej povezavi tekača z vretenom se prvi vrti, ko se slednji vrti in ga po potrebi enostavno odstranimo z vretena. Spodnji konec vretena je s konico vstavljen v ležaj, nameščen na nosilcu D . Slednje je mogoče dvigovati in spuščati ter tako povečati in zmanjšati razdaljo med mlinskimi kamni. vreteno Z vrti s pomočjo t.i. zobnik E ; to sta dva diska, nameščena na vreteno na majhni razdalji drug od drugega in pritrjena skupaj, po obodu, z navpičnimi palicami.
Zobnik se vrti z vetrnim kolesom F , ki ima na desni strani svojega roba zobe, ki zgrabijo zobnik za palice in ga tako vrtijo skupaj z vretenom. na os Z natakne se krilo, ki ga poganja veter; ali v vodnem mlinu vodno kolo, ki ga poganja voda. Zrno se vnese skozi vedro a in tekaška točka v reži med mlinskimi kamni. Vedro je sestavljeno iz lijaka a in korito b, obešen pod konico tekača. Mletje zrna poteka v reži med zgornjo površino dna in dnom tekača. Oba mlinska kamna sta pokrita z ohišjem N , ki preprečuje raztros zrn. Ko mletje poteka, se zrna premaknejo pod delovanjem centrifugalne sile in pritiska na novo prispelih zrn) od središča dna do oboda, padejo z dna in gredo po nagnjenem žlebu v klešče. R - za presejanje. Rokav E je izdelan iz volnenega ali svilenega šinca in je nameščen v zaprti škatli. Q Iz katerega je izpostavljen njen osnovni konec. Najprej presejemo fino moko in pade na zadnji del škatle; grobo sejemo na koncu rokava; otrobi se zadržujejo na situ S , najbolj grobo moko pa zberemo v škatli T .

Površina mlinskega kamna je razdeljena z globokimi žlebovi, imenovanimi brazde, v ločena ravna območja, imenovana brusilne površine. Od brazd, ki se širijo, odhajajo manjši žlebovi, imenovani perje. Brazde in ravne površine so razporejene v ponavljajočem se vzorcu, imenovanem harmonika. Tipičen mlinski kamen ima šest, osem ali deset teh harmonik. Sistem žlebov in žlebov, prvič, tvori rezalni rob, in drugič, zagotavlja postopno vlivanje končne moke izpod mlinskih kamnov. Ob stalni uporabi mlinski kamni zahtevajo pravočasno spodbijanje tj. obrezovanje robov vseh žlebov, da se ohrani oster rezalni rob.

Mlinski kamni se uporabljajo v parih. Spodnji mlinski kamen je trajno nameščen. Zgornji mlinski kamen, znan tudi kot tekač, je premičen in je tisti, ki proizvaja neposredno mletje. Premični mlinski kamen poganja križno oblikovan kovinski "zatič", nameščen na glavi glavne palice ali pogonske gredi, ki se vrti pod vplivom glavnega mehanizma mlina (z uporabo vetrne ali vodne moči). Reliefni vzorec se ponovi na vsakem od dveh mlinskih kamnov in tako zagotovi učinek "škarij" pri mletju zrn.Mlinski kamni morajo biti enako uravnoteženi. Pravilno pozicioniranje kamnov je ključnega pomena za zagotavljanje visokokakovostnega mletja moke.Najboljši material za mlinske kamne je posebna kamnina - viskozna, trda in nesposobna za poliranje peščenjaka, imenovana mlinski kamen. Ker so kamni, pri katerih so vse te lastnosti dovolj in enakomerno razvite, redki, so dobri mlinski kamni zelo dragi.Na drgnjenih površinah mlinskih kamnov, ki jih izdelujejo
zarezo t.j. prebodejo vrsto globokih utorov, reže med temi žlebovi pa se spravijo v grobo grobo stanje. Zrno med mletjem pade med žlebove zgornjih in spodnjih mlinskih kamnov in ga ostri rezalni robovi zareznih žlebov raztrgajo in razrežejo na bolj ali manj velike delce, ki se po izstopu iz žlebov dokončno zmeljejo. Utori zareza služijo tudi kot poti, po katerih se zmleto žito premika od točke do kroga in zapušča mlinski kamen. Ker se mlinski kamni, tudi tisti iz najboljšega materiala, obrabijo, je treba rez občasno obnavljati.

John Constable (1776-1837).Flatford mlin. Pogled s ključavnice na Šturo

Starodavni vodni motorji so se očitno razvili iz strojev za namakanje Chadufonov, s pomočjo katerih so dvigali vodo iz reke za namakanje bregov. Devet stoletij pred Kristusovim rojstvom je Kitajska izumila vodno kolo - leseno kolo z rezili, ki ga vrti vodni tok. To je bil prvi stroj, ki je deloval brez uporabe človeške mišične moči in se je imenoval čadufon. S pomočjo čadufonov so iz reke dvignili vodo za namakanje. Chadufon To je bila serija zajemalk, nameščenih na rob velikega kolesa z vodoravno osjo. Ko se je kolo zavrtelo, so se spodnji zajemalki pogreznili v vodo reke, nato pa se dvignili na vrh kolesa in se prevrnili v žleb.

Sprva so taka kolesa vrteli ročno, a tam, kjer voda teče po strmem kanalu, so kolo začeli opremiti s posebnimi rezili. Z izumom vodnega kolesa je imel človek prvič na voljo zanesljiv, vsestranski in zelo preprost motor. Do mlina je bil še en korak. Kitajci trdijo, da so bili prvi, ki so naredili ta korak in najprej izumili vodni mlin z vodoravnim kolesom, nato so izumili kolesni zobnik in vodno kolo obrnili v navpično ravnino. Toda prvi vodni mlin z navpičnim kolesom in orodje je opisal rimski arhitekt in mehanik Vitruvij, ki je živel v 1. stoletju pr.
« ... na reke postavljajo kolesa ... Na njihova platišča so pribita rezila, ki, ki jih potiska tok reke, s svojim gibanjem povzročijo, da se kolo vrti in tako zbira vodo z zajemalkami in jo dvigne, dostaviti potrebno količino vode brez pomoči topchaka, ki se vrti od samega pritiska reke.Na enak način se vrtijo vodni mlini, pri katerih je vse enako, razen zobatega bobna, ki je nameščen na enem koncu osi. Navpično postavljen na rob, se vrti v isti ravnini kot kolo. Ta velik boben se prilega manjšemu, ležečemu, prav tako nazobčanemu, na katerega so povezani mlinski kamni. Tako zobje bobna, nameščenega na osi, potiskajo zobe ležečega, povzročijo vrtenje mlinskih kamnov. Iz vedra, ki visi nad tem strojem, se na mlinske kamne vlije žito, iz katerega se z enakim vrtenjem pridobiva moka.».

Albrecht Durer. Vodni mlin. 1489. Akvarel in gvaš na papirju

Pod pritiskom toka se je kolo vrtelo in samo potegnilo vodo. Rezultat je bila preprosta avtomatska črpalka, ki za svoje delovanje ne zahteva prisotnosti osebe.Izum vodnega kolesaje bil zelo pomemben za zgodovino tehnologije. Prvič ima oseba na voljo zanesljiv, vsestranski in zelo enostaven za izdelavo motor. Kmalu je postalo očitno, da je gibanje, ki ga ustvarja vodno kolo, mogoče uporabiti ne samo za črpanje vode, ampak tudi za druge potrebe, kot je mletje žita. Na ravnih območjih je hitrost toka rek majhna, da se kolo zavrti s silo udarca curka. Da bi ustvarili potreben pritisk, so začeli zajeziti reko, umetno dvigovati nivo vode in usmerjati curek vzdolž žleba na lopatice koles.

Vendar je izum motorja takoj povzročil še eno težavo: kako prenesti gibanje z vodnega kolesa na napravo, ki bi morala opravljati koristno delo za ljudi? Za te namene je bil potreben poseben prenosni mehanizem, ki ni mogel samo prenašati, temveč tudi preoblikovati rotacijsko gibanje. Pri reševanju tega problema se je starodavna mehanika spet obrnila na idejo kolesa. Najenostavnejši kolesni pogon deluje na naslednji način. Predstavljajte si dve kolesi z vzporednimi osemi vrtenja, ki sta v tesnem stiku s svojimi platišči. Če se zdaj eno od koles začne vrteti (imenovano je voznik), se bo zaradi trenja med platišči začelo vrteti tudi drugo (podrejeno). Poleg tega so poti, ki jih prehodijo točke, ki ležijo na njihovih robovih, enake. To velja za vse premere koles.

François Boucher (1703-1770). Stari vodni mlin.

Zato bo večje kolo v primerjavi z manjšim, ki je z njim povezano, naredilo tolikokrat manj vrtljajev, kolikor njegov premer presega premer slednjega. Če premer enega kolesa delimo s premerom drugega, dobimo številko, ki se imenuje prestavno razmerje tega kolesnega pogona. Predstavljajte si dvokolesni menjalnik, pri katerem je premer enega kolesa dvakrat večji od premera drugega. Če je gnano večje kolo, lahko s to prestavo podvojimo hitrost, hkrati pa se bo navor zmanjšal za polovico. Ta kombinacija koles bo priročna, ko je pomembno doseči večjo hitrost na izhodu kot na vhodu. Če, nasprotno, poganjamo manjše kolo, bomo izgubili moč pri hitrosti, vendar se bo navor te prestave podvojil. Ta oprema je uporabna tam, kjer morate "okrepiti gibanje" (na primer pri dvigovanju uteži). Tako je z uporabo sistema dveh koles različnih premerov mogoče ne le prenašati, ampak tudi preoblikovati gibanje.V realni praksi se zobniki z gladkim tekom skoraj nikoli ne uporabljajo, saj spojke med njimi niso dovolj toge in kolesa zdrsnejo. To pomanjkljivost je mogoče odpraviti, če namesto gladkih koles uporabite zobnike. Prvi kolesni zobniki so se pojavili pred približno dva tisoč leti, vendar so postali razširjeni veliko pozneje. Dejstvo je, da rezanje zob zahteva veliko natančnost. Da bi se drugo kolo vrtelo enakomerno, brez sunkov in ustavljanj, z enakomernim vrtenjem enega kolesa, je treba zobom dati posebno obliko, pri kateri bi bilo medsebojno gibanje koles, kot da bi se premikala drug čez drugega brez zdrsne, potem bi zobje enega kolesa padli v vdolbine drugega. Če je vrzel med zobmi
kolesa bodo prevelika, udarila se bodo in se hitro zlomila. Če je reža premajhna, se zobje zarežejo drug v drugega in se drobijo.Izračun in izdelava zobnikov je bila za starodavne mehanike težka naloga, vendar so že cenili njihovo priročnost. Navsezadnje so različne kombinacije prestav, pa tudi njihova povezava z nekaterimi drugimi prestavami, dajale ogromno možnosti za preoblikovanje gibanja. Na primer, po priključitvi zobnika na vijak je bil pridobljen polžasti zobnik, ki prenaša vrtenje iz ene ravnine v drugo. Z uporabo stožčastih koles je mogoče prenašati vrtenje pod katerim koli kotom na ravnino pogonskega kolesa. S priključitvijo kolesa na zobato ravnilo je mogoče rotacijsko gibanje pretvoriti v translacijsko in obratno, s pritrjevanjem ojnice na kolo pa dobimo povratno gibanje. Za izračun prestav običajno vzamejo razmerje ne premerov koles, temveč razmerje med številom zob pogonskih in gnanih koles. Pogosto se v menjalniku uporablja več koles. V tem primeru bo prestavno razmerje celotnega menjalnika enako zmnožku prestavnih razmerij posameznih parov. Ko so bile vse težave, povezane s pridobivanjem in preoblikovanjem gibanja, uspešno premagane, se je pojavil vodni mlin. Prvič je njegovo podrobno strukturo opisal starorimski mehanik in arhitekt Vitruvius. Mlin v starodavni dobi je imel tri glavne komponente, povezane v eno samo napravo: 1) motorni mehanizem v obliki navpičnega kolesa z rezili, ki jih vrti voda; 2) prenosni mehanizem ali menjalnik v obliki druge navpične prestave; druga prestava je zavrtela tretjo vodoravno prestavo - zobnik; 3) aktuator v obliki mlinskih kamnov, zgornji in spodnji, zgornji mlinski kamen pa je bil nameščen na navpični zobniški gredi, s pomočjo katere je bil poganjan. Iz lijakastega vedra se je zlilo žito na zgornji mlinski kamen.

Jez. S. Žukovski, 1909

Ustvarjanje vodnega mlina velja za pomemben mejnik v zgodovini tehnologije. Postal je prvi stroj, ki je bil uporabljen v proizvodnji, nekakšen vrhunec, ki ga je dosegla antična mehanika, in izhodišče za tehnično iskanje renesančne mehanike. Njen izum je bil prvi sramežljivi korak k proizvodnji strojev.

***

Pričakujte žalost z morja, težave iz vode. Voda razbije mlin.

Vsak mlinar na svoj mlin nalije vodo.

Ko ni konja, ni sramota jahati osla v mlin.

Mlin brez vode ne melje.

Velik mlin se ne vrti z nizko vodo.

Voda je vzela cel mlin, vi pa vprašate, kje je žleb.

Voda razbije mlin.

Mlin stoji pri vodi, a od vode umre.

Glava brez uma je kot mlin brez vode.

Denarja je veliko - zaženi mlin.

Ne mlin, ampak vrtinček. Mletje ne melje, ampak samo blati vodo.

Delujoči mlin nima časa za zamrzovanje.

Iz vsakega novega mlina bo vzel vodo (torej utopil bo osebo).

Um mladega človeka je kot mlin brez vode.

Več vode, bolje za mlin.