Stirling Motoru

Bu proje, ülkemizde uygulaması az ama dünya üzerinde uygulama alanı çok olan stirling motorunun yapımıdır. Bu proje ile meslek liseleri arasında yapılan proje yarışmasında Mersin il birinciliği ve Antalya bölge ikinciliği kazandık. Çalışmalarımız sırasında Stirling motoru yapımı ile ilgili bir çok yabancı kaynağı taradık ve uzun süre çalışmalar ve denemeler yaptık. Yapımını anlatacağımız motor dördüncü uygulamamızdır. İşte bu kaynak tarama ve imalat sırasında öğrendiklerimizi sizlerle paylaşmak istedim. Bu konuda ki nadir türkçe kaynaktan birisi de burası. Çalışmalarımız sırasında önemli ölçüde malzeme ve ekipman sıkıntısı yaşadık. Gamma tipi Stirling motorunda biri ısıtılan diğeri soğutulan iki silindir ve piston bulunmaktadır. Isıtılan silindir içindeki piston displacer (yer değiştirme pistonu) çok hafif olmalıdır. Soğutulan kısındaki piston (güç pistonu)ağır olmalıdır çünkü yüksek bir atalete sahip olması gerekmektedir. Sistem tamamen kapalı olmalıdır. Çalışma gazı olarak hidrojen, helyum olabileceği gibi hava da kullanılabilir.

Motorun Çalışma Prensibi' ni inceledikten sonra gamma tipi stirling motorunun yapımına geçebiliriz. Daha iyi anlaşılabilmesi için videosunuda izleyelim.

Motorun yapımı esnasında rahatlıkla bulunabilecek malzemeler seçilmiştir.
Motorumuz şu kısımlardan oluşmaktadır:
Displacer Silindiri
Displacer Pistonu
Güç Silindiri
Güç Pistonu
Silindir Kapağı
Soğutucu
Volan
Displacer Silindiri : Silindir piyasada rahatlıkla bulabileceğimiz balata spreyi kutusundan yapılmıştır. Silindir çapı : 67 mm Silindir yüksekliği ise yaklaşık 200 mm dir.












Displacer Pistonu : Çok hafif olması gereken piston alüminyum folyodan imal edilmiştir. Hava alması engellenmiş ortasından delinerek 4mm mile kontra somunla sabitlenmiştir. Piston çapı 54 mm, Piston yüksekliği 110 mm dir.










Güç Silindiri : Güç silindiri olarak bir aracın piston pimini kullandık. Boyunu uygun şekilde kısalttık ve bir tarafına üç delikli bir çember kaynatarak flanşlı hale getirdik. Silindir çapı 19 mm Kursu 30 mm dir. Silindirin bir tarafını kapatıp uc kısmınada LPG cilerde bulabileceğiniz bir rekor takıyoruz.








Güç Pistonu : Güç pistonu olarak bir aracın fren teker pistonunu kullandık. Alüminyum malzemeden olması ve silindire tam uyması tercih sebebiydi. Piston çapı 19 mm. Pistona kol takabilmek için pistonun üst kısmını deldik ve pim yardımıyla kolu az boşlukla pistona taktık.

Silindir Kapağı : Silindir kapağı displacer silindirinin üst kısmını kapatan kapaktır, sıkı geçecek şekilde yapılmıştır. Kapağın tam ortasında displacer pistonunun milinin dik olarak hareket etmesi için kılavuz görevi gören parça mevcuttur. Bu parça hem sızdırmaz olmalı hem de sürtünmesi az olmalıdır. Bu sebeple bu parça için en uygun malzeme pirinçtir. Başka malzemeler bu konuda başarısız oldular. Ayrıca iki silindir arasında hava alışverişi sağlayan rekorda kapaktaki yerine yerleştirildi. Sızdırmazlığın tam sağlanması için sıvı conta kullanılmalıdır.
Soğutucu : Sistemin çalışma prensibine bakılırsa displacer silindirinin bir kısmı ısıtılırken bir kısmıda soğutulmaktadır. Soğutma malzemesi olarak su kullandık. Soğutucu olarak ta yine rahatlıkla bulabileceğimiz kapaklı bir teneke kutu kullandık. Silindirin üstüne takabilmek içinde silindir çapında deldik.

Soğutucunun montaj edilmiş hali görülmektedir. Suyu sızdırmaması için sıvı conta kullanılmıştır.

Volan : Sistemin en önemli parçalarından biriside volandır. Güç pistonunun olduğu silindirle bağlantılıdır. Disk çapı 190 mm, kalınlığı 6 mm dir. Diğer disk ise displacer pistonu ile bağlantılıdır. Bu diskin görevi sadece hareket almaktır. Kurs 30 mm olduğu için her iki diskin merkezlerinden 15 mm uzağa delikler deliyoruz ve bu deliklere düzgün yüzeyli, dik, 4 mm çapında miller takıyoruz. Takılan millerin görevi piston kollarına yataklık etmektir.Daha sonra bu diskleri 6mm çapında bir mil vasıtasıyla uzun bir tahtaya yataklıyoruz. Montaj esnasında dikkat etmemiz gereken husus pistonlar arasında 90 derece fark olması gerektiğidir. Yani güç pistonu en alt noktadayken, displacer pistonu ortada olmalıdır.

Motoru üzerine yerleştireceğimiz platform.

Platformun üstü ve güç silindiri.

Motorun volanının ve piston kollarının takılmadan önceki hali.

Kolların ve volanın takıldıktan sonraki hali.

Silindirler arasındaki hava alışverişini sağlamak için rekorlara uygun plastik boru kullanıldı.

Motorun son hali

VİDEO 1 VİDEO 2

Projenin Yapıldığı Yer:

Anamur Teknik Lise ve Endüstri Meslek Lisesi

Projede Çalışanlar :

Zafer ÇİÇEK-Ali TEZCAN

Devamını Oku!

Savonius Tipi Rüzgar Türbini

Savonius türbinleri, iki ya da üç adet kepçeye benzer kesitin birleşimi şeklindedir. En yaygını iki adet kepçenin bulunduğu durumdur ve “S” şeklini andıran bir görüntüsü vardır. Savonius türbininde akışkan içbükey kanat üzerinde türbülanslı bir yol izler ve burada dönel akışlar meydana gelir. Bu dönel akışlar Savonius türbininin performansını düşürür, bu nedenle elektrik üretiminde pek fazla kullanılmazlar. Daha çok su pompalama amaçlı ve rüzgâr ölçümlerinde kullanılan anemometre olarak kullanılırlar.
Çalışmamızda tek katlı savonius tipi türbin yapılmıştır.
Devamını Oku!

Rüzgar Pompası

Rüzgar pompası bitirdiğim ilk projem. Rüzgar pompası adından da anlaşılacağı üzere rüzgar enerjisini kullanarak su pompalamaktadır. Taşınabilir olması için küçük boyutlarda yapılmıştır. Sistemin türbinini de pompasını da kendim yaptım. Ayrıca sisteme moment artışı sağlamak için dişli kutusuda eklenmiştir. Bu blogda sistemin yapım aşamalarını ilgilenenlerle paylaşmak istiyorum. Öncelikle türbinin yapımından başlayalım : Türbin yapmaya öncelikle göbek kısmından başladım. Tornada 8 mm çapında bir yatak hazırladım. Daha sonra bu yatağı bir göbeğe kaynattım.
Bu göbeğe 4 adet kol ilave ederek türbinin iskeletini oluşturdum.(Şekil 1)Kollarla beraber göbeğimizin çapı 25 cm oldu.Kolların çevresini sarmak için gerekli sacın çevresini buldum 25*3,14 = 78,5 cm oldu.Sacın uçlarını birleştirmek için 1,5 cm payı ekleyince kolların çevresini sarmak için kullanılacak sacın uzunluğu 78,5+1,5 = 80 cm oldu. 80*5 ebatlarında 1,5 mm kalınlığında sac hazırladım. (Şekil 3)
Sacımızı tam daire şeklinde yuvarlatıp uçlarından nokta kaynağı ile birleştiriyoruz ve göbeğimizdeki kollara kaynatarak birleştiriyoruz. Şimdi elimizde kanatları üzerine bağlayabileceğimiz 8mm göbek çapında bir çemberimiz var Şimdi kanatları yapalım.
Yanda görülen şekilde (Şekil 2) 0,8 mm saclardan 12 adet kesiyoruz ve rüzgarı daha iyi alabilmesi için bir miktar kavis verdim. Daha sonra 3cm aşağıdan 90 derece büktüm ve deliklerini çemberdekilere karşılık gelecek şekilde deldim.Kanatların sağlamlığını artırmak için alt kısmı ile üst kısmı arasına kısa çubuklar kaynattım.

Şimdide kanatlarımızı çemberdeki yerlerine civata somun yardımı ile takıyoruz. Takılacak olan mile sabitlemek için göbeğe bir delik deliyoruz.Son hali yanda

Şimdide dişli kutusunu anlatalım: Dişli kutusu aynı zaman da en önemli parçaların üzerinde bulunduğu platformuda oluşturmaktadır.Dişli kutusuna ihtiyaç duyulma sebebi rüzgar pompaları için güç gerekliliğidir.Türbinimizi bağladığımız mil, aldığı hareketi 16 dişi bulunan küçük dişliye iletmektedir. Küçük dişli aldığı hareketi 48 dişi bulunan büyük dişliye iletmektedir. Bu şekilde 3 kat moment artışı sağlanmış olmaktadır.Dişlilerin millerini platformu oluşturan 3mm lik saclara yatakladık. Yatakları yerlerine somunla sabitledik. Dişlileri mil üzerinde pim ve gupilyalar yardımı ile sabitledik. Büyük dişliyi aynı zamanda krank mili olarak kullandık ve dişli üzerine biyel kolumuzu yatakladık.

Dişli kutusu bir flanş tarafından taşınmaktadır. Kule üzerinde bulunan rulmana yataklandırılmıştır.

Şu ana kadar rüzgar türbinini ve dişli kutusunu yaptık. Şimdide türbinin, rüzgarı tam karşıdan almasını sağlayan kuyruk kısmının yapımına geldi. Kuyruk, dişli kutusunun arka kısmına bağlanır. Türbin dişli kutusunun ön kısmına bağlanır. Dişli kutusu bir flanş yardımı ile kulenin üzerinde hazırlanmış olan rulmanın iç kısmına yerleştirilir. Bu şekilde dişli kutusu kulenin üzerinde 360 derece döner hale getirilmiştir.

Şimdi sıra sistemin en zor parçası olan pompanın yapımına geldi. Büyük sistemlerde piyasada bulunabilen tulumbalar kullanılabilmekte ancak yaptığım rüzgar pompası küçük boyutlu olduğu için pompayı ben yaptım. Pompanın çalışma prensibi için tıkla
Sistem silindir, piston, mil, 2 adet top, üst kapak ve alt kapaktan oluşur. Piston, altkapak ve üst kapak fiberden yapıldı.


Silindir olarak amortisörün içindeki silindir kullanıldı. Üst kısmına suyun basılacağı kısım için boru kaynattım.










Piston ve alt kapağa delikler açıldı ve deliklerin üst kısımlarına topların oturması için pah kırıldı ve dörder adet 4mm lik tel sayesinde kafes yapıldı.

Alt kapağın üzerine topu yerleştiriyoruz ve üst kısmından çıkmaması için kapatıyoruz.

Pistonun üst kısmınada topu yerleştirdik ve kafesleri mile sabitledim.

Pistonumuzu silindir içine yerleştiriyoruz, alt kapağı ve üstkapağı silindirdeki yerlerine takıyoruz.

Daha sonra sistemi boyayıp topluyoruz. Sistemde ayrıca büyük dişli ile pompa arasındaki bağlantıyı sağlamak için bir de şaft kullanılmıştır.

VİDEO 1 VİDEO 2

Devamını Oku!

Güneş Fırını

Bu projemizde de amaç ilçemizin güneş potansiyelini değerlendirmeye çalışmaktı. Çalışmalara başlarken güneş enerjisi ile yemek pişermi pek emin değildik ancak çalışmamız bittiği zaman gördük ki pişermiş.
Denemelere şubat ayında başladık ve fırının 110 derece sıcaklığa kadar yükseldiğini gözlemledik. Bu sıcaklık yemek pişirmek için yeterliydi. Ölçümlerimizi fırın termometresi aracılığı ile yaptık. Daha sonraki günlerde mart ayında yaptığımız denemelerde ise 160 derece sıcaklığa kadar yükseldiğini gördük. Fırınımızda patates, pizza ve yumurta pişirdik. Güneş fırınımız kutulu fırın adı verilen ve dünyada en çok kullanılan tiptir. Sürekli kullanımda çevre ve ekonomi açısından çok faydalı, yapımı basit kullanışlı bir modeldir. Karton kutudan dahi yapılabilmektedir ancak biz ahşaptan yaptık.
Şimdi yapım aşamalarına geçebiliriz :

Fırınımızı yapmaya öncelikle kutu kısmını yapmakla başlıyoruz: Kutu kısmını 8 mm lik mdf den, köşeleri ve ayakları ise ahşaptan yaptık.

Daha sonra fırınımızın sac kısmını hazırlıyoruz. Bu kısım kutumuzdan daha küçük olmak zorunda. Çünkü sac kısmı ile kutu arasındaki boşluğa yalıtım malzemesi koyulabilsin. İşin en önemli kısmı bu yalıtım maddesi. Biz cam yünü kullandık ancak strofor yada kağıtta kullanılabilirdi. Cam yünü kullanmak daha akıllıca diye düşünüyorum. Orta kısımdaki sacı güneş enerjisi panellerinin arkasındaki alüminyum sacdan yaptık. Sacın altkısmında da cam yünü bulunmakta olup yüksekliğine de dikkat ediyoruz.

Daha sonra kutunun yan kısımlarını yani cam yünlerinin üst kısımlarına tahta vidalıyoruz ve kapatıyoruz. Tahtanın üst kısımlarına conta görevi yapması için şeritler yapıştırırıyoruz. Conta görevi için biz piyasada kapılara yapıştırılan şeritlerden kullandık ve gayet olumlu oldu. Bu şeritler ucuz ve kolaylıkla bulunabilir.

Devamını Oku!