Minden a szélmalmokról

Mindent tudni a szélmalmokról, mi az és hogyan működik, nem csak a tétlen érdeklődés miatt szükséges. A pengék eszköze és leírása nem minden, meg kell értenie, mire valók a malmok. Elég, ha a szélmalmokról és villamosenergia-termelésükről, egyéb gazdasági értékről beszélünk.

A malmok akkor jöttek létre, amikor megkezdődött a búza és egyéb gabonafélék tömeges termesztése. De nem tudták azonnal felhasználni a szél erejét a szerkezet elforgatására. Az ókorban a kerekeket rabszolgák vagy igásállatok forgatták. Később vízimalmokat kezdtek építeni. És végül végül is volt már szélszerkezet.

Látszólagos egyszerűsége ellenére a valóságban éppen ellenkezőleg, nagyon összetett. Egy ilyen termék létrehozása csak a szél terhelésének figyelembevételével és a mechanizmus időtartamának megfelelő kiválasztásával vált lehetővé egy adott feladathoz. És ezek a feladatok nagyon sokrétűek voltak - mind a fa aprítása, mind a vízszivattyúzás. A legkorábbi modellek - "kecskék" - ugyanúgy épültek, mint egy faház.

Aztán megjelentek az úgynevezett sátormalmok, amelyek fix testűek, csak a teteje forog a főtengellyel.

Az ilyen modellek 2 malomkő meghajtására képesek, ezért megnövekedett termelékenységük jellemzi őket. A malomra gondoltak, ami jellemző, nem csak haszonelvű eszköz. Nagy jelentőséget tulajdonítottak neki a mítoszokban, legendákban és mesékben. Nem volt olyan ország, ahol hiányoztak volna az ilyen ötletek. A mítoszok különböző motívumai voltak: az alapítvány építése során bevésődött emberek, a malomban lakó szellemek, rejtett kincsek, rejtélyes földalatti járatok stb.

A szélmalom azért működik, mert a légáramok a lapátokra hatnak és mozgásba hozzák őket. Ez az impulzus az átviteli eszközhöz megy, és azon keresztül a malom tényleges munkarészéhez. A régebbi modellekben a pengéket több méteresre növelték. Csak így lehetett növelni a légáramlatokkal való érintkezési területet. Az érték a fő funkciónak és a szükséges teljesítménynek megfelelően kerül kiválasztásra.

Ha a malom a legnagyobb pengékkel van felszerelve, akkor képes lisztet őrölni. Ez az egyetlen megoldás, amely biztosítja a nehéz malomkövek hatékony csavarását. A tervezési fejlesztéseket az aerodinamikai koncepciók fejlesztése tette lehetővé. A modern technológiai fejlődés lehetővé teszi a jó eredmény elérését még viszonylag szerény szélfelület mellett is.

Közvetlenül a lapátok mögött az áramkörben van egy sebességváltó vagy más átviteli mechanizmus. Egyes modelleknél ez egy tengely volt, amelyre a pengék voltak felszerelve. A tengely másik végét a munkát végző szerszámmal (egységgel) szerelték fel. Ezt a kialakítást azonban az egyszerűsége ellenére fokozatosan elhagyták.

A sebességváltós változat sokkal hatékonyabb és elegánsabbnak bizonyult. A sebességváltók a forgó lapátok impulzusát hasznos munkává alakítják át. És érdemes a sebességváltó alkatrészeit leválasztani, gyorsan leállíthatja a munkát. Ezért a mechanizmus nem forog hiába, és még a szél éles növekedése sem olyan ijesztő. Fontos: ma már a malmokat kizárólag villamosenergia-termelésre használják.

De már az első malmok megjelenése is igazi forradalmat jelentett a technológiában. Persze ma 5-10 liter. val vel. a szárnyon teljesen "gyerekes" méretűnek tűnik. Azonban egy olyan korszakban, amikor nemcsak robogók léteztek, hanem több évszázaddal a gőzmozdonyok előtt is, ez óriási eredménynek bizonyult. A XI-XIII. században az ember olyan hatalmat kapott, amely az előző korszakban hozzáférhetetlen volt. A gazdaság áramellátása azonnal jelentősen megnőtt, ezért sok tekintetben az európai gazdaság éles felfutása vált lehetővé ebben az időszakban.

A legkényelmesebb a szélmalmot egy vízanalóggal összehasonlítani. A vízszerkezet nagy múltra tekint vissza, és független a szélváltozásoktól. A vízáramok sokkal stabilabbak. Használhatja az apály és áramlás erejét is, ami egy szélturbina számára teljesen elérhetetlen. Ezek a körülmények vezettek ahhoz a tényhez, hogy a vízimalmok elterjedtsége a középkor bármely államában többszöröse volt.

A szél erejét a gabona őrlésére, mint már említettük, később kezdték alkalmazni. Ez a megoldás ráadásul jelentős többletköltséggel járt. Hollandiában azonban a 15. században és különösen a 17. század elejétől a szélmalmok egyéb előnyeit is felértékelték. Láncokat toltak merőkanálokkal, amelyek eltávolították a talajvizet. Ezen innováció nélkül lehetetlen lett volna a modern Hollandia területének jelentős részének fejlesztése.

Hollandiában a szélmalmok más okból is népszerűvé váltak. - szinte folyamatosan fújnak a nyugati szelek, amelyek az Atlanti-óceán felől szállítják a levegőt a Balti-tenger felé. Ezért nem volt különösebb probléma sem a pengék tájolásával, sem a technológia használatával. Napjainkban a szélmalmokat nem a minőség és a szemcseőrlési képesség, hanem az áramtermelésre való alkalmasság szempontjából célszerű összehasonlítani a vízimalmokkal. Csökken a tápegység stabilitása, nő a hálózati energia költsége, ezért nagyon fontos az Önnek megfelelő típus kiválasztása.

A szélerőművek gyakorlatilag végtelen erőforrásokkal működnek. Amíg a Földnek van légköre, és a Nap megvilágítja a bolygót, a szelek nem fognak elállni. Az ilyen eszközök nem szennyezik a környezetet, mert a dízel- és benzinrendszerekkel ellentétben nem bocsátanak ki mérgező anyagokat. Teljesen környezetbarátnak azonban nem lehet szélerőművet nevezni, mert nagy zajt kelt, és számos országban még törvényi korlátozásokat is szabnak rá. Végül a szélmalom nem tud normálisan működni a madárvonulási időszakokban.

Oroszországban még nincsenek zaj- és naptárkorlátozások. De bármikor megjelenhetnek. És mindenesetre szélerőmű - modern szélmalom és klasszikus malom egyaránt - nem helyezhető el a lakóházak közvetlen közelében. Ráadásul az igazi hatékonyságot az évszak, a napszak, az időjárás, a terep határozza meg; mindez közvetlenül befolyásolja a légáramlás sebességét és alkalmazásának hatékonyságát.

A szélerőmű másik hátránya a szél instabilitása. Az akkumulátorok használata részben megoldja ezt a problémát, ugyanakkor bonyolítja és drágítja a rendszert. Néha szükség van további energiaforrások használatára is. De a szélmalmot gyorsan telepítik - figyelembe véve a helyszín előkészítését, ez legfeljebb 10-14 napot vesz igénybe. Egy ilyen telepítéshez sok hely szükséges, különösen figyelembe véve a lapátok fesztávját és azt a helyet, amelynek biztonsági okokból szabadnak kell lennie.

A lisztőrlő gyártású szélmalmok 1 vagy 2 malomkővel dolgoztak. A szél felé fordulás kétféleképpen történik - portálos és csípős. A portálos technika azt jelenti, hogy az egész malom teljesen megfordul a tölgyfa oszlop körül. Ezt az oszlopot a súlypontba szerelték fel, nem szimmetrikusan a testhez képest. A szél felé fordulás sok energiát emésztett fel, ezért nagyon bonyolult volt.

Hagyományosan a portálmalmokat egyfokozatú mechanikus sebességváltóval látták el. Hatékonyan megcsavarta a tengelycsonkot. A Bock-malom is portálos módszerrel készült. Egy tökéletesebb megoldás egy sátor (más néven holland) rendszer. Az épület felső részén a kereket tartó hintakerettel szerelték fel, amelyet kontyolt tető koronázott meg.

A könnyű szerkezetnek köszönhetően a szél felé fordulás sokkal kisebb erőfeszítéssel megy végbe. A szélkerék nagyon nagy keresztmetszettel rendelkezhetett, mivel nagyon magasra volt emelve. A legtöbb esetben a sátormalmot kétfokozatú sebességváltóval szerelték fel. A köztes szerkezet tegez típusú malom. Ebben a forgókör a test 0,5 magasságában helyezkedett el, fontos alfaja a vízelvezető malom.

A szélmalom teljesítményét korábban az átviteli eszköz erőssége korlátozta. A korlátozások a fából készült kerék fogaskerekeihez és a tarsushoz kapcsolódnak. Ennek eredményeként lehetetlen növelni a szélenergia felhasználási együtthatóját (hatékonyságát). A hozzájuk tartozó fogak és fogak sablon szerint készültek, kiváló minőségű száraz fából. Erre a célra alkalmas:

• akác;
• Nyír;
• gyertyán;
• szilfa;
• juharfa.

A főtengely kerékpereme nyírfából vagy szilfából készült. A táblákat két rétegben rakták ki. Kívül a peremet gondosan körbe vágták; csavarokat használtak a küllők tartására. Ugyanezek a csavarok segítettek a tárcsák meghúzásában. A tervezés fejlesztése során a fő figyelmet a szárnyak kivitelezésére fordították.

A meglehetősen régi malmokban a szárnyrácsokat vászon borította. De később ugyanezt a funkciót a táblák is sikeresen ellátták. Azt is megállapították, hogy a lucfenyő deszkák jobban illeszkednek. Kezdetben a szárnyakat a penge állandó ékszögével hozták létre, amely 14 és 15 fok között változott. Elkészítésük meglehetősen egyszerű, de túl sok szélenergia ment kárba.

A spirális penge használata lehetővé tette a hatásfok 50%-os növelését a régebbi változathoz képest. A változtatható ékszög a hegyben 1 és 10 fok között, az alapnál 16 és 30 fok között volt. Az egyik legmodernebb lehetőség a félig áramvonalas profil. A sátormalmok korszakának vége felé szinte kizárólag kőből épültek. Bizonyos esetekben természetesen a szélrendszert vízszivattyúhoz kötötték, ami lehetővé tette a föld öntözését.

Az ilyen építmények legkorábbi típusában, mint a lisztmalmokban, a vitorla részleges eltávolításával vagy a redőnyök kinyitásával lehetett csökkenteni a szárnyfelületet. Ez a megoldás lehetővé tette a károk megelőzését még fokozott szél mellett is. De még mindig ott volt a probléma egy kis sebességű szélturbinával, sok lapáttal vagy nagy szárnyszélességgel. Az ok teljesen nyilvánvaló – ez egy nagyon komoly, frusztráló pillanat. A megoldást a német Kester cég találta meg, amely az Adler szélkereket minimális lapáttal és jelentős távolsággal készítette el; ennek a kialakításnak már átlagos sebessége volt.

A szárnyak szívóoldalán még fejlettebb kialakításokat speciális szelepekkel látták el. Ezért a beállítás automatikusan megtörtént, ami a lehető legmagasabb teljesítményt biztosította. Működőképes állapotban a szelepek tartását rugó biztosította. Mindent úgy terveztek, hogy ezek miatt a szelepek miatt még aktív mozgás mellett sem volt erős ellenállás. Ha a beállított fordulatszámot a centrifugális erő túllépte, a szelepeket elforgatták.

Ezzel párhuzamosan nőtt a légáramlással szembeni ellenállás, sokkal kevésbé zökkenőmentesen és nem olyan hatékonyan használták, mint általában. De általában sikerült csökkenteni a feszítő nyomatékot. A 18. és 19. században szélmalmokat már az egész bolygón használtak. Megszűntek a félkézműves módszerekkel, a gyárakban elkezdtek fémből készült többlapátos szélmotorokat gyártani. A 19. század végére csak néhány modellből hiányzott a csavarási sebesség automatikus beállításának és a kerék merev rögzítésének funkciója a motor irányában.

Az iparosodott országokban már évente több százezer készletet készítettek malmok számára.... Megkezdődött a továbbfejlesztett gazdaságos, elsősorban villamosenergia-termelésre tervezett modellek gyártása is. Az ilyen rendszerek teljesítménye viszonylag alacsony, általában nem haladja meg az 1 kW-ot, leggyakrabban 2-3 lapátos lapátos kerekekkel tervezték felszerelni. A generátorhoz való csatlakozás egy reduktoron keresztül történik. Az energia tárolására az ilyen rendszerekben kis és közepes kapacitású akkumulátorokat használtak.

A malom építésekor számos árnyalatot kell figyelembe venni.

Fontos figyelembe venni a pengék forgását. Ezért a közelben nem lehetnek idegen épületek és építmények. Célszerű sík területet választani, ellenkező esetben az épület ferde lehet. A területet minden növényzettől és egyéb zavaró dologtól megtisztítják. Azt is figyelembe veszik, hogyan fog kinézni minden kívülről.

Akár rétegelt lemezből, tartós műanyagból vagy fémből is készíthet szélmalmot. Senki sem tiltja ezek kombinálását. Ennek ellenére a klasszikus megközelítés optimálisan illeszkedik a fa deszka, fa, rétegelt lemez használatához. A vízszigeteléshez polietilént, a tetőhöz tetőfedő anyagot használnak. Ezért kalapácsokra és szögekre, fúrókra, fűrészekre és egyéb faépítési eszközökre is szükségünk van: gyaluk, sarokcsiszolók, vödrök és kefék.

A legtöbb szélmalom dekoratívsága ellenére az építési séma továbbra is magában foglalja az alapozás előkészítését. A lyuk ásása és a habarcs öntése nem kötelező. Elég egy bár vagy rönk elrendezését használni. Általában a kialakítás közel áll a trapéz alakúhoz. A belső és a külső keretek egy adott szögben elhelyezett függőleges oszlopokkal vannak összekötve.

A szerkezet letakarásakor ügyeljen az ablakok és ajtók nyílásaira. A kések rögzítési pontja is kritikus. Az ajtók felszerelése kiegészítő rögzítőelemekkel történik. A pengékkel ellátott gerendák rúddal erősíthetők. A kárpitozás bármilyen hermetikusan záródó felületet biztosító anyaggal lehetséges, a legszínesebb a fa.

A tető formáját egyedileg választják ki. A sima és egyenes fedés semmivel sem rosszabb, mint egy szögkészlet. Egy réteg tetőfedő anyag elegendő vízszigetelést biztosít. Az elülső tetőt deszkákból vagy rétegelt lemezből készítik. Nincs szükség több dekoratív felületre.

A malmot száraz, előkészített helyre kell helyezni. A horgonyok szükség szerint használatosak a rögzítés merevségének biztosítása érdekében. Ügyeljen arra, hogy ellenőrizze a törvényeket és előírásokat, hogy ne legyen probléma. Mindenesetre az elektromos biztonságra és a földelésre vonatkozó ajánlásokat is be kell tartani. A generátort egy bizonyos szakasz vezetékein és "utcai" szigetelésen keresztül kell csatlakoztatni.

A mandrnaki kikötő közelében található rodoszi malmok nagyon hosszú ideig zúzták a gabonát, amelyet közvetlenül a kikötőbe szállítottak tengeren. Kezdetben 13 volt belőlük, más források szerint 14. De csak 3 maradt fenn korunkig, és műemlékként őrzik. Öland szigetén megközelítőleg hasonló a helyzet - 2000 malom helyett csak 355 maradt életben. A múlt század elején szétszedték, mert megszűnt a szükség, szerencsére megmaradtak a legszebb épületek.

Érdemes még megjegyezni:

• Zaanse Schans (Amszterdamtól északra);

• Mykonos szigeteinek malmai;

• Consuegra városa;

• a Kinderdijk malomhálózat;

• az iráni Nashtifan szélmalmai.