Su Çarkları ve Su Değirmenleri

Su Çarkları ve Su Değirmenleri

18 yüzyılda buhar makinesi ortaya çıkıncaya kadar sanayide elle ya da hayvan gücüyle çalıştırılamayacak kadar büyük bütün makineler ya rüzgâr gücüyle {bak RÜZGÂR ENERJİSİ) ya da akarsuların yardımıyla çalıştırılırdı Su çarkında, akan ya da düşen suyun enerjisiyle bir çark döndürülür; çarkın ortasındaki mrl, çalıştırılmak istenen makineye, örneğin bir değirmene bağlıdır Böylece suyun etkisiyle çark döndükçe, makine de işler



Geçmişteki bu sistemden, özellikle buğdayın öğütülmesinde kullanılanun değirmenlerinde, ağır değirmen taşının döndürülmesinde yararlanılmıştır
Su çarkını durdurmak için çarkın kanatlarına çarpan suyun kesilmesi gerekir Bu nedenle su çarkı akarsuyun ana yatağına değil, bir yan kanala yerleştirilir Değirmenin suyunu sağlayan bu kanalın üst ucunda (yukarı çığırında), suyun akış miktarını azaltıp çoğaltmaya ya da suyu bütünüyle kesmeye yarayan bir savak kapağı bulunur Suyun çarka gelen kesimine yükleme kanalı, çarktan çıkan kesimine ise boşaltma ya da çıkış kanalı denir

13 yüzyıldan sonra Avrupa'da görülen en yaygın su çarkı tipi, üstten çarpmalı çark'tır Bunlarda çark, yükleme kanalının yaklaşık 60 cm altına yerleştirilir ve suyu üstten alır Çarkın çevresine kepçe biçimli kanatlar takılmıştır; üstten akan su bu kepçelere dolar Çarkın bir yanındaki dolu kepçeler ile öbür yanındaki boş kepçeler arasındaki ağırlık farkı çarkın dönmesini sağlar Her kepçe dibe yaklaşırken içindeki suyu çıkış kanalına boşaltır Üstten çarpmalı çarkların çapı, yükleme kanalı ile çıkış kanalı arasındaki düzey farkından biraz daha azdır Bu tür çarklarda en yaygın rastlanan çap uzunluğu 6 ile 7,5 metre arasında olmuştur; ama çapı 21 metreden daha büyük bazı çarkların da kullanılmış olduğu bilinmektedir




Üstten çarpmalı çarkların verimi oldukça yüksektir; bunlarda, düşen suyun enerjisinin yalnızca dörtte biri boşa gider Ama üstten çarpmalı çarklar oldukça yavaş döner; bu nedenle çarkın döndürdüğü makineye aktardığı hızı yükseltmek için genellikle araya dişli çarklar yerleştirilir (bak DİŞLİ Çark)

Alttan çarpmalı çark'lar, çarkın altından akan suyun hızından yararlanır Su çarkın altındaki kanatlara çarpar ve çarkı döndürür Bu tür çarkların verimi, üstten çarpmalılara oranla çok daha düşüktür; düz kanatlar kullanıldığı zaman suyun enerjisinin yaklaşık dörtte üçü boşa gider Eğrisel kanatlar kullanılırsa verim iki katına çıkar Alttan çarpmalı su çarkları, Avrupa'da özellikle Ren Irmağı boyunca uzun süre kullanılmıştır

Yandan beslemeli çark'larda ise, yükleme kanalı ile çıkış kanalının arasında, çarkın çemberine yakın bir yerde, göğüslük denen bir bölüm vardır Su çarka, çarkın hemen hemen eksen düzeyinde girer; eksen düzeyi, suyun kepçeler yoluyla uyguladığı kuvvetin en büyük olduğu düzeydir Göğüslük, kepçeler çıkış kanalı ile hemen hemen aym düzeye gelinceye kadar suyun kepçelerden dökülmesini önler Yandan beslemeli su çarklarında, üstten ve alttan çarpmalı çarkların ilkeleri birleştirilmiştir
Su çarklarının daha modern bir biçimi de, güçlü bir biçimde püskürtülen suya bağlı olarak yüksek hızlarda dönen, özel olarak tasarımlarımış Pelton çarkıdır Pelton çarkı ve su türbinleri TÜRBİN maddesinde anlatılmıştır