Техника - молодёжи 1980-12, страница 63

В XVI веке, когда не было ни паровых машин, ни двигателей внутреннего сгорания, голландцы, лишенные сколько-нибудь значительных источников водяной анергии, нашли ей замену в дующих над территорией их идеально плоской страны ветрах. Ветряные мельницы не только смалывали все потребляемое в стране зерно (каждая вполне удовлетворяла нужды 2 тыс. человек), но и перерабатывали огромную массу грузов, привозимых голландскими судами из разных уголков земного шара. В дополнение к мукомольным мельницам, первое документальное упоминание о которых относится к 1274 году, в 1582 году появляется первая маслобойка, в 1586 году — бумагоделательная мельница, а в 1592 году — лесопильная. С 1600-х годов ветряные мельницы становятся энергетической базой быстро капитализирующейся Голландии, и в середине XIX века в одной только ее провинции Заан, тянущейся узкой полосой вдоль берега Северного моря, действовало около 1000 этих агрегатов — с их помощью выде-лывались доски, бумага, масла, краски, известь, мел, на них смалывались какао, нюхательный табак, перец, горчица, дубовая кора и т. д. Но главным потребителем энергии ветра в этой стране была не мукомольная и не обрабатывающая промышленность.

О голландцах говорят, что они создали даже почву, на которой живут, — и это действительно так: значительная часть территории современных Нидерландов лежит ниже уровня моря. Сейчас трудно себе представить те грандиозные бедствия, которые коварная водная стихия обрушивала на маленький народ. До начала XV века равнины Голландии со зловещим постоянством подвергались наводнениям, которые разрушали десятки городов и деревень, уносили тысячи человеческих жизней. Лишь с 1400-х годов начались грандиозные работы по отвоеванию земель у моря, и это стало возможным благодаря тому, что голландцы сумели заставить работать против морской стихии воздушную. Столь величественная задача дала мощный толчок совершенствованию центрального орудия этой борьбы — ветряной мельницы.

В отличие от постава, который может находиться внутри поворачивающейся вокруг штыря мельницы, водоотливное колесо жестко связано с землей. Обойти эту трудность удалось в конструкции, показанной на рисунке 10. Здесь в штыре, укрепленном в козлах, сделано сквозное отверстие, через которое пропущен вертикальный вал, передающий вращение от крылово

го вала водоотливному колесу. Верхняя часть конструкции, ловя ветер, может свободно поворачиваться во-' круг полого штыря, а положение водоотливного колеса сохраняется неизменным.

Как только подобные мельницы (рис. 11 и 24) появились, выяснилось, что куда проще ограничиться такой поворотной « верхушкой », несущей только крылья и крыло-вый вал, чем заставлять поворачиваться всю конструкцию. Дальнейшее развитие этой идеи привело к созданию шатровой мельницы, которая стала известна во всем мире как мельница голландского типа (р и с. 7). Если размеры поворотной части ужать до крайнего необходимого предела, то она превратится в небольшой шатер, величаво увенчивающий мельничное здание. При этом неподвижный полый штырь должен быть, образно говоря, 4 раздут» до размеров цилиндрической или конической башни, внутри которой размещены все передаточные механизмы, несколько поставов, подъемники, складские и даже жилые помещения. В результате такого «раздутия» подпятник штыря превращается в погон с катками, уложенный на верхний периметр багшни.

Для поворота шатра делают свисающий хвостовой брус с несколькими распорками. Мощная шатровая мукомольная мельница с двумя поставами и подъемником показана на рисунке 5. Однако на таких больших конструкциях осуществление поворота может оказаться затруднительным, поэтому в нижней части бруса нередко крепилась платформа с воротом (р и с. 4). Наматывая на него цепь, конец которой закреплен на врытых в землю или вделанных в тело башни штырях, можно приводить крылья к ветру.

Последним усовершенствованием шатровой мельницы была так называемая «виндроза» — небольшой ветрячок, укрепленный в задней части шатра перпендикулярно к плоскости вращения крыльев (р и с. 8). Если ветер дует на него под некоторым углом, он вращается в ту или иную сторону, и это вращение через передачу поворачивает шатер так, чтобы крылья располагались против набегающего воздушного потока. Но эта новинка привилась только в Южной Голландии ; основным, принятым повсеместно типом осталась шатровая мельница с хвостовым брусом. Правда, позднее англичане приспособили «виндрозу» к обычной мукомольной мельнице на штыре — именно такова построенная в 1819 году мельница Грейт Чизел в Кембриджшире (р и с. 20).

Замечательна универсальность

шатровых мельниц, которые нашли применение буквально во всех отраслях голландской промышленности. Они использовались и для помола зерна (рис. 18 и 21), и для распиловки бревен (рис. 15), и для выжимания масла (рис. 22), и, конечно же, для откачки воды и при осушении (рис. 13 и 14).

Откачка воды породила даже первые в истории автоматические энергетические установки — мельницы, о которых Д. И. Менделеев писал, что они «сами собой управляют и действуют весьма долго без всякого надзора в пустынных местах». И действительно, такие насосные установки сами устанавливались против ветра с помощью вертикально поставленной лопасти, грузы, размещенные на концах лопастей, меняли угол атаки при слишком сильных порывах ветра, а система смазки автоматически давала на каждые 100 оборотов по капле масла, где требовалось.

Среди подобных автоматов особенно интересен своеобразный «вет-ромоторный насос* (рис. 12). Водоотливные колеса могут поднимать воду всего на 1,2—1,5 м, поэтому при больших перепадах высот ставили последовательно несколько мельниц. Однако, если объем откачиваемой воды был невелик, такая «многоступенчатость» обходилась весьма накладно — требовалось какое-то более рациональное решение. Им оказался архимедов винт, способный поднимать воду на 4— 5 м. Он выгодно ют^{личался} от колеса тем, что во вртмя работы не нуждался в жесткой привязке к земле и больше того — здог перемещаться в известных пределах. Это позволило создать предельно простую водокачку, состоАцую из вала, на одном конце которого был насажен архимедов винт, а на другом — мельничные крылья. Вал вращался в подпятнике, укрепленном на дне водоема, и в подшипнике, опиравшемся на стоящие на берегу козлы, основание которых можно было несколько передвигать, дабы устанавливать крылья перпендикулярно к ветру.

Конструкция мельницы-маслобойки отличается от мукомольной только внутренним устройством. Это такая же шатровая мельница, но вращение вертикального вала через коническую зубчатую передачу сообщается горизонтальному кулачковому валу, который, сцепляясь с кулачками, заставляет двигаться «туда — сюда» песты и жомы прессов (рис. 23). То же самое можно сказать и о лесопилках: крыловый вал у них сделан коленчатым и через кривошипно-шатунный механизм приводит в действие несколь-

Продолжение на стр. 64

61