Isı enerjisini mekanik enerjiye yada işe çeviren gami makinaları başlıca iki ana bölüme ayrılır; bu bölümlerden birincisi makinanın çalışma ilkeleri, ikincisi ise görevleri bakımından gemi makinalarıdır.
Çalışma ilkeleri bakımından gemi makinaları
Pistonlu buhar makinası
Kazandan elde edilen buhar slayd valf adı verilen bir düzenek yardımıyla bir silindir içindeki pistonun alt ve üst taraflarına verilir. Piston basınçlı buharın etkisiyle aşağı-yukarı veya ilerigeri hareket eder. Pistonun bu doğrusal hareketi sırasıyla piston mili, kroshed, biyel elemanlarıile krank miline aktarılır. Böylece pistonun silindir içindeki eksenel hareketi krank miline dönme hareketi olarak nakledilmekte ve krank mili pervane veya yardımcı bir makinayı çevirmektedir.
Pistonlu buhar makinaları verimlerinin düşük, %18 civarında, olmaları nedeniyle ticaret gemilerinde kullanılmamaktadırlar. Doğru akımlı pistonlu buhar makinalarında genel verim %32 civarındadır. Buhar motoru da adı verilen bu makinalar büyük güç isteklerine yanıt veremediklerinden ancak körfez ve şehir hattı gibi küçük yolcu gemilerinde ana güç üreteci olarak kullanılmaktadır.
Buhar türbinleri
Buhar türbinleri pistonlu buhar makinalarına göre çok daha basit bir yapıya sahiptirler. Hareket eden ve rotor adı verilen bir parça, onu taşıyan ve rotorşaft yatakları adı verilen iki yatak ile bunları sızdırmaz bir biçimde atmosfere kapatan bir muhafazadan oluşmaktadırlar. Su buharı bu makinaların iç bölümlerinde bulunan ve türbin cinsine göre ya nozul yada hareketsiz kanatlara verilir. Buharın basıncı nozul veya hareketsiz kanatlarda düşer, hızı artar, 350-1000 m/s. Bu hızla rotorun çevresine belirli aralıklarla dizilmişhareketli kanatlara çarpan buhar rotorun büyük bir hızla dönmesine neden olur. Günümüzde tek bir birim olarak 850000 Hp güç üretebilen buhar türbinleri, yüksek güç isteklerine yanıt veremeyen diesel motorlarına karşı tek makina türü olarak karşımıza çıkmaktadır.
Transatlantik, büyük konteyner gemileri gibi ticaret gemilerinde bu nedenle buhar türbini ana güç üreteci olarak kullanılmaktadır. Harp gemileri için büyük makina güçlerine gerek olduğunda çoğu zaman korvetlerden başlayarak destroyer, hafif ve ağır kruvazörler, uçak ve muharebe gemilerinde de buhar türbinlerinden yararlanılır.
Ticaret gemilerinde turbo-jeneratör sistemlerine de rastlanılmaktadır. Bu sistemde buhar türbinleri sabit devirde çalıştırılır ve elektrik jeneratörlerini çevirerek elektrik enerjisi üretilir. Böylece üretilen elektrik enerjisi geminin kıç tarafına yerleştirilmiş ağır devirli elektrik motorlarını çevirmekte ve elektrik motorlarının şaftlarına bağlı pervane veya pervanelerde geminin hareketini sağlamaktadırlar. Uzun bir şaft sistemini ve şaft tünelini ortadan kaldırması, faydalı yük ve yolcu hacmini çoğaltması, manevraların daha kolay yapılmasınısağlayan turbo-jeneratör sisteminin tek sakıncası pahalı oluşudur.
İçten yanmalı makinalar
İçten yanmalı makinalarda yakıt silindir veya yanma odası adıverilen birimler içinde yakılır. Oluşan sıcak gazlar doğrudan bir pistonun üzerine etkir veya buhar türbinlerinde olduğu gibi bir türbin içinde genişletilir.
Diesel motorları
Diesel motorlarında; temiz hava makina silindirleri içine emilir veya kuvvetle doldurulur. Silindir içinde piston tarafından sıkıştırılan havanın basıncı ve sıcaklığı yükselir, 28-35 bar/ 450-650 oC. Bu kızgın havanın içine püskürtülen yakıt zerrecikleri havanın sıcaklığı yakıtın tutuşma sıcaklığından çok yüksek olduğundan kendiliğinden tutuşur. Yanma sonucunda oluşan gazların basınç ve sıcaklığı, 40-80 bar/ 1400-1900 oC, yükselir ve pistonu silindir içinde hareket ettirerek işi oluştururlar. İş, pistonlu buhar makinalarında olduğu gibi hareketli bir donanım yardımıyla krank miline iletilir.
Diesel motorlar özgül yakıt harcamalarının düşük olması, verimlerinin yüksek olması ve manevra yeteneklerinin üstünlüğü sebepleriyle çok yaygın olarak gemi sevk makinasıgörevini üstlenirler. Diesel motorların en önemli sakıncasıtek bir birimden elde edilen gücün sınırlı olmasıdır. Bugün için bu değer 68000 kW civarındadır. Bu gücün üzerindeki güç gereksinimleri için ya birden fazla birim düşünülmeli yada buhar türbinleri gözönüne alınmalıdır.
Buhar türbinlerinde olduğu gibi diesel-jeneratör uygulamalarına da rastlanmaktadır. Yüksek devirli bir yada birkaç diesel motorunun çevirdiği elektrik jeneratörü veya alternatörünün ürettiği elektrik akımı aynı türbo-jeneratör sisteminde olduğu gibi geminin kıç tarafındaki elektrik motorlarına verilerek hareket sağlanır. Bu sistem özellikle üstün manevra yeteneği sağlaması açısından trafiği yoğun sularda avantaj sağlamaktadır.
Benzinli Motorlar
Bu makinalarda belirli oranlarda oluşturulan yakıt ve hava karışımı silindir içine emilir veya kuvvetle doldurulur. Yakıt-hava karışımı karbüratör adı verilen bir cihazla hazırlanabildiği gibi emme borusuna veya silindir içine yakıt püskürten sistemlerde mevcuttur. Bu karışım piston tarafından sıkıştırılır. Sıkıştırma sonucunda yakıt hava ile çok iyi yanıcı bir karışım oluşturur. Bu karışım diesel motorlarında olduğu gibi kendiliğinden tutuşmaz. Buji adı verilen bir elektriksel cihazın elektrodları arasında oluşturulan bir kıvılcım yakıt-hava karışımınıateşler. Yakıtın tümü birden patlama şeklinde yandığından bu makinalara “PatlamalıMotorlar” adı da verilir. Yanma sonucu oluşan yüksek basınçlı gazlar işi oluşturarak diesel motorlarına benzer bir donanım yardımıyla krank milinin dönmesini sağlarlar.
Benzinli motorlar bazı küçük güç gerektiren dıştan takma motor uygulamaları dışında gemilerde kullanılmazlar. Bunun nedeni hem küçük güçleri nedeniyle sevk makinası görevi yapamamaları ve hem de yakıtlarının düşük parlama noktası nedeniyle yangın risklerinin yüksek oluşudur.
Gaz türbinleri
Bu makinalarda bir kompresör atmosferden aldığı temiz havayı sıkıştırmakta, basınç ve sıcaklığı yükselen hava yanma odasına gönderilmektedir. Yanma odasına gönderilen havanın sıcaklığı içine püskürtülecek yakıtın yanmasını sağlayacak değerdedir. Böylece elde edilen basınçlı ve sıcak gazlar, yapısı buhar türbinlerine benzeyen türbinde genişletilmekte ve iş elde edilmektedir, Şekil 3.
Son yıllarda genel verimlerinin yüksek olması ve Bunker C (No.6 Fuel-oil) ile çalışma yetenekleri gaz türbinlerinin hem gemi ana makinası olarak hem de elektrik enerjisi üretmek üzere yaygın bir biçimde kullanılmasına yol açmıştır. Türbin giriş sıcaklıklarının malzeme dayanımı ile ilgili olarak sınırlı olması esas problemlerinden biridir.
Ana makinalar
Gemi sevk makinası olarak pervaneyi tahrik eden dıştan veya içten yanmalı makinalardır. Bazı gemi makinalarının devir sayısı çok yüksektir. Örneğin buhar türbinlerinde devir sayısı3500-6000 dev/dak arasında değişmektedir. Çoğu zaman küçük teknelerde kullanılan motorlarında devir sayıları da 2000 dev/dak’ nın üzerindedir. Bu tip makinalar devir sayılarıdüşürülerek pervaneye bağlanırlar. Devir sayısını düşüren bu donanıma redüksiyon dişlisi veya devir düşürücü dişli donanımı adlarıverilir. Devir sayısı düşük olan makinalar pervaneye doğrudan bağlanmaktadırlar.
Gemi yardımcı makinaları
Her türlü hava ve deniz koşullarında ve limanlarda gemilerin normal çalışma düzenini sürdüren makinalara gemi yardımcı makinaları denir.
Ana makina yardımcıları
Gemi sevk görevi yapan makinaların çalışmasına yardımcıolan makinalara ana makina yardımcıları denir. Bu makinalara, sirkülasyon pompası, yağlama yağı pompası, soğutma suyu pompası, yakıt pompası örnek gösterilebilir.
Güverte yardımcıları
Ana makinanın çalıştırılması ile ilişkisi bulunmayan makinalardır. Geminin yük alıp vermesinde yararlanılan vinçler, filika mataforaları yada filika vinçleri, çekme makinaları, dümen makinaları ve dümen donanımları güverte yardımcıları sınıfına girer.
Görev makinaları
Ana makinaya yardımcı olmayan, gemi personeli ve yolcuların konforunu sağlayan makinalardır. İçme suyu pompası, WC ve yangın devrelerine deniz suyu vermede kullanılan deniz suyu pompası, sintine ve balast pompaları, soğuk hava kompresörü bu sınıfa girmektedir
