Yel Değirmenleri: Elektrik Için Yapıları. Bu Nedir Ve Nasıl çalışır? Cihaz, Bıçakların Açıklaması. Değirmenler Ne Için?

2024 Yazar: Beatrice Philips | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-09 13:49

Yel değirmenleri hakkında her şeyi, ne olduğunu ve nasıl çalıştığını bilmek, yalnızca boş ilgiden dolayı gerekli değildir. Bıçakların cihazı ve açıklaması hepsi değil, değirmenlerin ne için olduğunu anlamanız gerekiyor. Yel değirmenleri ve elektrik için inşaları hakkında, diğer ekonomik değerler hakkında söylemek yeterlidir.

Menşe tarihi

Değirmenler, buğday ve diğer tahılların toplu ekiminin başladığı bir zamanda kuruldu. Ancak yapıyı döndürmek için rüzgarın gücünü hemen kullanamadılar. Eski zamanlarda, tekerlekler köleler veya yük hayvanları tarafından döndürülürdü . Daha sonra su değirmenleri yapmaya başladılar. Ve nihayet, zaten bir rüzgar yapısı vardı.

Görünürdeki sadeliğine rağmen, gerçekte tam tersine çok karmaşıktır . Böyle bir ürünü ancak rüzgardan gelen yükü dikkate alarak ve belirli bir görev için mekanizma süresinin doğru seçimi ile oluşturmak mümkün oldu. Ve bu görevler çok çeşitliydi - hem odun kesmek hem de su pompalamak. En eski modeller - "keçiler" - ahşap bir evle aynı şekilde inşa edildi.

Daha sonra, sabit bir gövdeye sahip olan, yalnızca ana şaftın döndüğü üst kısımdaki çadır değirmenleri ortaya çıktı.

Bu tür modeller 2 değirmen taşını sürme yeteneğine sahiptir ve bu nedenle artan verimlilik ile ayırt edilir . Değirmen, sadece faydacı bir araç değil, tipik bir özellik olarak kabul edildi. Mitlerde, efsanelerde ve masallarda ona büyük önem verildi. Bu tür fikirlerin olmadığı hiçbir ülke yoktu. Mitlerin çeşitli motifleri vardı: Vakfın inşası sırasında hapsedilen insanlar, değirmende yaşayan ruhlar, gizli hazineler, gizemli yeraltı geçitleri vb.

Cihaz ve çalışma prensibi

Bir yel değirmeni çalışır çünkü hava akımları kanatlara etki eder ve onları harekete geçirir. Bu dürtü, transfer cihazına ve bunun içinden - değirmenin gerçek çalışma kısmına gider. Eski modellerde bıçaklar birkaç metreye çıkarıldı . Ancak bu şekilde hava akımlarıyla temas alanını artırmak mümkün oldu. Değer, ana fonksiyona ve gerekli güce göre seçilir.

Değirmen en büyük bıçaklarla tasarlanmışsa, un öğütebilir . Ağır değirmen taşlarının verimli bir şekilde bükülmesini sağlayan tek çözüm budur. Aerodinamik kavramların geliştirilmesiyle tasarım iyileştirmeleri mümkün olmuştur. Modern teknolojik gelişme, nispeten mütevazı bir rüzgar temas alanı ile bile iyi bir sonuç vermeyi mümkün kılmaktadır.

Devredeki kanatların hemen arkasında bir dişli kutusu veya başka bir aktarım mekanizması vardır . Bazı modellerde bunun üzerine bıçakların monte edildiği bir şaft olduğu ortaya çıktı. Milin diğer ucu, işi yapan bir alet (ünite) ile donatıldı. Ancak bu tasarım, sadeliğine rağmen yavaş yavaş terk edildi.

Çok tehlikeli ve güvenilmez olduğu ve en ciddi durumda bile değirmenin çalışmasını durdurmanın gerçekçi olmadığı ortaya çıktı.

Şanzıman versiyonunun çok daha verimli ve zarif olduğu ortaya çıktı . Dişli kutuları, dönen bıçaklardan gelen darbeyi faydalı işe dönüştürür. Ve dişli kutusunun parçalarının bağlantısını kesmeye değer, işi hızlı bir şekilde durdurabilirsiniz. Bu nedenle, mekanizma boşuna dönmüyor ve rüzgarda keskin bir artış bile o kadar korkutucu değil. Önemli: Artık değirmenler yalnızca elektrik için kullanılıyor.

Ancak ilk değirmenlerin görünümü bile teknolojide gerçek bir devrimdi. Tabii ki, bugün 5 - 10 litre. ile birlikte.kanatta tamamen "çocukça" bir boyut gibi görünüyor. Ancak, sadece motorlu skuterlerin değil, buharlı lokomotiflerden birkaç yüzyıl öncenin de olduğu bir çağda, bu muazzam bir başarı olarak ortaya çıktı. XI-XIII yüzyıllarda, insan, önceki çağda erişilemeyen emrinde güç aldı . Ekonominin güç kaynağı hemen önemli ölçüde arttı ve bu nedenle, birçok açıdan, o dönemde Avrupa ekonomisinde keskin bir yükseliş mümkün oldu.

Lehte ve aleyhte olanlar

Bir yel değirmenini bir su analoguyla karşılaştırmak en uygunudur. Su yapısı uzun bir geçmişe sahiptir ve rüzgar değişikliklerinden bağımsızdır. Su akımları çok daha kararlıdır. Bir rüzgar türbini için tamamen erişilemeyen gelgit ve akış kuvvetini de kullanabilirsiniz . Bu koşullar, su değirmenlerinin yaygınlığının Orta Çağ'ın herhangi bir eyaletinde birçok kez daha yüksek olmasına neden oldu.

Daha önce de belirtildiği gibi, tahıl öğütmek için rüzgarın gücü daha sonra uygulanmaya başlandı . Bu çözüm ayrıca önemli ek maliyetler de gerektirdi. Ancak Hollanda'da 15. yüzyılda ve özellikle 17. yüzyılın başlarından itibaren yel değirmenlerinin diğer avantajları takdir edildi. Yeraltı suyunu çıkaran zincirleri kepçelerle ittiler. Bu yenilik olmadan, modern Hollanda topraklarının önemli bir bölümünü geliştirmek imkansız olurdu.

Ek olarak, bir yel değirmeni kuru bir yerde bile durabilir ve bir su kütlesine bağlı olmayabilir.

Hollanda'da yel değirmenleri başka bir nedenle popüler oldu .- Atlantik Okyanusu'ndan Baltık Denizi'ne doğru hava taşıyan, neredeyse sürekli esen batı rüzgarları var. Bu nedenle, hem bıçakların oryantasyonu hem de teknolojinin kullanımı ile ilgili özel bir sorun yaşanmadı. Günümüzde yel değirmenlerini su değirmenleri ile kalite ve tahıl öğütme yetenekleri açısından değil, elektrik üretimine uygunluk açısından karşılaştırmak en doğru olanıdır. Güç kaynağının kararlılığı azalır, ağ enerjisinin maliyeti yükselir ve bu nedenle size uygun türü seçmek çok önemlidir.

Rüzgar çiftlikleri neredeyse sonsuz kaynaklarla çalışır . Dünya'nın bir atmosferi olduğu ve güneş gezegeni aydınlattığı sürece rüzgarlar durmayacaktır. Bu tür cihazlar çevreyi kirletmez çünkü dizel ve benzinli sistemlerin aksine zehirli madde yaymazlar. Bununla birlikte, bir rüzgar santraline tamamen çevre dostu demek mümkün değil çünkü çok fazla gürültü çıkarıyor ve bazı ülkelerde yasal kısıtlamalar bile getiriyorlar. Son olarak, kuş göç mevsimlerinde yel değirmeni normal şekilde çalışamaz.

Rusya'da henüz gürültü veya takvim kısıtlaması yoktur . Ama her an görünebilirler. Ve her durumda, bir rüzgar çiftliği - hem modern bir yel değirmeni hem de klasik bir değirmen - konutun hemen yakınında bulunamaz. Ayrıca, gerçek verimlilik mevsime, günün saatine, hava durumuna, araziye göre belirlenir; tüm bunlar, hava akış hızını ve uygulamasının verimliliğini doğrudan etkiler.

Rüzgar çiftliğinin bir başka dezavantajı, daha önce belirtilen rüzgar istikrarsızlığıdır. Pillerin kullanılması bu sorunu kısmen çözüyor, ancak aynı zamanda sistemi karmaşıklaştırıyor ve daha pahalı hale getiriyor. Bazen ek olarak diğer enerji kaynaklarını da kullanmak gerekir . Ancak yel değirmeni hızlı bir şekilde kurulur - sitenin hazırlanması dikkate alındığında 10-14 günden fazla sürmez. Böyle bir kurulum için, özellikle kanatların açıklığı ve güvenlik nedeniyle boş olması gereken alan göz önüne alındığında, çok fazla alan gerekir.

Tipe genel bakış

Yel değirmenlerinde un değirmeni üretimi 1 veya 2 değirmen taşı ile çalışırdı. Rüzgara dönüş iki şekilde gerçekleşir - portal ve kalça ile . Portal tekniği, tüm değirmenin tamamen meşe direği etrafında döndürülmesi anlamına gelir. Bu sütun, gövdeye simetrik olarak değil, ağırlık merkezine monte edilmiştir. Rüzgara dönmek çok fazla enerji tüketiyordu ve bu nedenle çok zordu.

Geleneksel olarak, portal değirmenler tek kademeli bir mekanik şanzımanla donatılmıştır . Saplama milini etkili bir şekilde büktü. Bock değirmeni de portal yöntemine göre yapılmıştır. Daha mükemmel bir seçenek, bir çadır (diğer adıyla Hollandalı) şemasıdır. Üst kısımda bina, tekerleği destekleyen ve kırma çatı ile taçlandırılmış bir salıncak çerçevesi ile donatıldı.

Hafif yapısı sayesinde rüzgara dönüş çok daha az çaba ile gerçekleşir . Rüzgar çarkı, büyük bir yüksekliğe yükseltildiği için çok büyük bir kesite sahip olabilir. Çoğu durumda, çadır değirmeni iki aşamalı bir şanzımanla donatıldı. Ara yapı, titreme tipi bir değirmendir. İçinde dönüş dairesi, vücudun 0,5 yüksekliğinde yerleştirildi, önemli bir alt tür, bir drenaj değirmenidir.

Yel değirmeni hızı geçmişte iletim cihazının gücü ile sınırlandırılmıştır. Tahta çark dişlileri ve tarsus ile ilgili kısıtlamalar vardı. Sonuç olarak, rüzgar enerjisinin uygulama katsayısını (verimliliği) artırmak mümkün değildir. Dişlerin kendisi ve sapları, yüksek kaliteli kuru ahşaptan bir şablona göre yapılmıştır. Bu amaç için uygun:

• akasya;
• Huş ağacı;
• gürgen;
• karaağaç;
• akçaağaç.

Ana milin jantı huş veya karaağaçtan yapılmıştır. Levhalar iki katman halinde düzenlenmiştir. Dışarıda, jant dikkatlice bir daire şeklinde kesilmiştir; konuşmacıları tutmak için cıvatalar kullanıldı. Aynı cıvatalar disklerin sıkılmasına yardımcı oldu. Tasarımın iyileştirilmesinde ana dikkat, kanatların uygulanmasına verildi.

Oldukça eski değirmenlerde kanat ızgaraları kanvasla kaplanırdı . Ancak daha sonra aynı işlev panolar tarafından başarıyla gerçekleştirildi. Ayrıca ladin kalasların daha iyi uyduğu bulundu. Başlangıçta kanatlar, bıçağın 14 ila 15 derece arasında değişen sabit bir kama açısıyla oluşturuldu. Bunları yapmak oldukça basittir, ancak çok fazla rüzgar enerjisi israf edilmiştir.

Helisel bıçak kullanımı, eski versiyona kıyasla verimliliği %50'ye kadar artırmayı mümkün kıldı . Uçtaki değişken kama açısı 1 ile 10 arasında, tabanda ise 16 ile 30 derece arasında değişiyordu. En modern seçeneklerden biri yarı aerodinamik bir profile sahip. Çadır değirmenleri döneminin sonlarına doğru neredeyse tamamen taştan yapılmıştır. Bazı durumlarda, elbette, rüzgar sistemi bir su pompasına bağlandı ve bu da araziyi sulamayı mümkün kıldı.

Un fabrikalarında olduğu gibi bu tür yapıların en erken türlerinde, kanat alanını kısmen yelkeni sökerek veya panjurları açarak azaltmak mümkündü. Bu çözüm, artan rüzgarda bile hasarı önlemeyi mümkün kıldı. Ancak yine de çok sayıda kanatlı veya geniş kanat genişliğine sahip düşük hızlı bir rüzgar türbini sorunu vardı. Nedeni oldukça açık - bu çok ciddi, sinir bozucu bir an. Çözüm, minimum kanat ve aralarında önemli bir mesafe bulunan Adler rüzgar çarkını üreten Alman şirketi Kester tarafından bulundu; bu tasarım zaten ortalama bir hıza sahipti.

Kanatların emiş tarafında daha da gelişmiş tasarımlar özel valflerle donatıldı . Bu nedenle, ayarlama otomatik olarak gerçekleşti ve bu da mümkün olan en yüksek performansı sağladı. Çalışır durumda valflerin tutulması bir yay ile sağlanmıştır. Her şey, bu valfler nedeniyle aktif harekette bile güçlü bir direnç olmayacak şekilde tasarlandı. Merkezkaç kuvveti nedeniyle ayarlanan hız aşılırsa valfler döndürülür.

Aynı zamanda, hava akışına karşı direnç arttı, çok daha az sorunsuz kullanıldı ve her zamanki kadar verimli değildi. Ancak normalde gerilme anını azaltmak mümkündü. 18. ve 19. yüzyıllarda, yel değirmenleri gezegenin her yerinde zaten kullanılıyordu . Yarı el işi yöntemlerle yapılmayı bıraktılar, fabrikalarda metalden yapılmış çok kanatlı rüzgar motorları üretmeye başladılar.19. yüzyılın sonunda, sadece birkaç model, burulma oranının otomatik olarak ayarlanması ve tekerleğin motor yönünde sert bir şekilde sabitlenmesi işlevlerinden yoksundu.

Sanayileşmiş ülkelerde, zaten yılda yüz binlerce değirmen seti yapılıyordu .… Öncelikli olarak elektrik üretimine yönelik geliştirilmiş ekonomik modellerin üretimine de başlandı. Bu tür sistemlerin gücü nispeten düşüktür, genellikle 1 kW'ı geçmez, çoğu zaman 2-3 kürek tipi bıçaklı tekerleklerle donatılması öngörülmüştür. Jeneratöre bağlantı bir redüktör aracılığıyla gerçekleşir. Bu tür sistemlerde enerji depolamak için küçük ve orta kapasiteli piller kullanıldı.

İnşaat özellikleri

Bir değirmen inşa etmek için bir dizi nüansı göz önünde bulundurmanız gerekir.

Koltuk seçimi

Bıçakların dönüşünü dikkate almak önemlidir. Bu nedenle, yakınlarda yabancı bina ve yapı olmamalıdır. Düz bir alan seçilmesi tavsiye edilir, aksi takdirde bina yamuk olabilir. Site, tüm bitki örtüsünden ve diğer engelleyici şeylerden temizlenir . Ayrıca her şeyin dışarıdan nasıl görüneceğini de hesaba katarlar.

Araçlar ve malzemeler

Kontrplak, dayanıklı plastik veya metalden bir yel değirmeni bile yapabilirsiniz. Bunların birleştirilmesini de kimse yasaklamaz. Ancak yine de klasik yaklaşım, ahşap bir tahta, kereste, kontrplak kullanımına en uygun şekilde uyar. Su yalıtımı için polietilen, çatı için çatı kaplama malzemesi kullanılır. Bu yüzden ayrıca ahşap yapımı için çekiç ve çiviler, matkaplar, testereler ve diğer aletlere ihtiyacımız var: planya makineleri, açılı taşlama makineleri, kovalar ve fırçalar.

temel

Çoğu yel değirmeninin dekoratifliğine rağmen, inşaat şeması hala temelin hazırlanmasını içerir. Çukur kazmak ve harç dökmek isteğe bağlıdır. Bir çubuğun veya günlüklerin düzenini kullanmak oldukça yeterlidir . Genellikle tasarım, yamuk şeklindedir. İç ve dış çerçeveler, belirli bir açıyla yerleştirilmiş dikey direkler kullanılarak birleştirilir.

Duvarlar ve çatı

Yapıyı kaplarken, pencere ve kapıların açıklıklarına dikkat edin. Bıçak montaj noktası da önemlidir . Kapılar yardımcı bağlantı elemanları ile monte edilir. Bıçaklı kirişler bir çubukla güçlendirilebilir. Döşeme, hava geçirmez bir şekilde kapatılmış bir yüzey sağlayan herhangi bir malzeme ile mümkündür, en renkli olanı ahşaptır.

Çatı şekli ayrı ayrı seçilir . Pürüzsüz ve düz kapsama, bir açı kümesinden daha kötü değildir. Bir çatı kaplama malzemesi tabakası yeterli su yalıtımı sağlayacaktır. Ön çatı, levhalar veya kontrplak kullanılarak elde edilir. Daha fazla dekoratif kaplama kullanmaya gerek yoktur.

Bir rüzgar jeneratörünün montajı

Değirmen kuru, hazırlanmış bir alana yerleştirilmelidir. Ankrajın sağlamlığını sağlamak için gerektiğinde ankrajlar kullanılır. Sorun yaşamamak için yasa ve yönetmelikleri mutlaka kontrol edin. Her durumda, elektrik güvenliği ve topraklama tavsiyelerine de uyulur . Jeneratörü belirli bir bölümdeki kablolardan ve "sokak" yalıtımında bağlamak gerekir.

En ünlü eski değirmenler

Mandrnaki limanının yakınında bulunan Rodos değirmenleri, deniz yoluyla doğrudan limana teslim edilen tahılları çok uzun süre ezdi. Başlangıçta, diğer kaynaklara göre 13 tanesi vardı - 14. Ancak zamanımıza sadece 3 tanesi hayatta kaldı ve anıt olarak korunuyor. Öland adasında durum hemen hemen aynı - 2.000 değirmen yerine sadece 355 hayatta kaldı . Geçen yüzyılın başında sökülmüşlerdi, çünkü ihtiyaç ortadan kalktı, neyse ki en güzel binalar hayatta kaldı.

Ayrıca şunu da belirtmekte fayda var:

Zaanse Schans (Amsterdam'ın kuzeyinde)

Mikonos adalarının değirmenleri

Consuegra şehri

Kinderdijk değirmen ağı