Dümen Sistemleri
Gemilerin manevra özelliğini ve seyirde gemi denetimini sağlamak amacıyla yapılan dümen sistemleri şu kısımlardan oluşmaktadır :
1. Gemi hareketinin yönünü değiştirmek için türlü kuvvetlerin etkilediği dümen yekesi ve dümen yelpazesi
2. Dümen yekesini dümen makinesine bağlayan ‘Dümen donanımı’
3. Dümen donanımının çalıştırılması için gerekli gücü sağlayan , dümeni kilitleyen , devreye sokan ve onun durumunu gösteren dümen makinesi .
4. Dümen makinesini kontrol eden donanım veya teledinamik sistem. Bu donanım , makineyi geminin kontrol odasına veya köprüüstüne bağlar.
Dümen yekeleri ve dolayısıyla dümen yelpazeleri alabandadan alabandaya aşağıda sıralanan donanımlardan biri yardımıyla alınabilirler :
1. Halatlı dümen yekesi donanımı.
2. Kadran yada çeyrek dişli ve dişli donanımı.
3. Dümen yekesi üzerine donatılmış dümen makinesi.
4. Vida türünden bir dümen donanımı.
5. Hidrolik donanım.
Bu donanımların çalıştırılmasını sağlayan güç :
1. El ile çalıştırılan donanımıyla,
2. Buharlı dümen makineleriyle,
3. Elektrikli dümen makineleriyle,
4. Elektro-hidrolik dümen donanımlarıyla,
sağlanır.
Teledinamik transmisyon veya iletme aşağıdaki gibi sınıflandırılır :
1. Mekanik olanlar : a) Şaft b) Dümen halatı c) Dişli tipleri şeklinde sınıflandırılır. Bu tür sistemler günümüzün modern ticaret gemilerinde kullanılmaktadır.
2. Hidrolik.
3. Elektrikli.
Önceleri buharlı enerji sistemlerinde , stimle çalıştırılan dümen makineleri ve donanımları kullanılmaktaydı. Günümüz motorlu gemilerinde , yanma ürünleri veya egzoz gazlarının atık ısılarından ‘Egzoz gaz kazanlarında’ yararlanma ilkesi , bu kazanların limanlarda sıvı yakıtlarla fayrap edilmesi ‘Yardımcı kazanlar’ adı verilen bu kazanlardan elde edilen buhar ile güverte makineleri ve dümen makinelerinin kullanılmasını ön plana çıkardı.
Aynı zamanda , günümüz buharlı ve türbo-jeneratörlü güç kuruluşları ile donatılmış stimli gemilerde de elektrikli ve hidro-elektrik türünde dümen donanımları da kullanılmaktadır. Buharla çalıştırılan dümen makineleri ya yatay ya da düşey türden pistonlu buhar makineleri ile çalıştırılır .
Buharlı olanlarla , elektrikli ve elektro-hidrolik dümen makineleri kıyaslandığında şu yaralar ortaya çıkmaktadır:
1. Kuruluşun uygunluğu ve telemotor yerine elektrik kabloları nedeniyle , kontrol istasyonu ile arada çok güvenilir bir bağlantı oluşturulur.
2. Dümenin denetiminde yüksek duyarlılık sağlanır.
3. Hiçbir ön hazırlık yapılmaksızın istenilen anda harekete hazır olur.
Elektrikli dümen makinelerinin sakıncaları ise , yüksek maliyeti , operasyon ve ayarlama işleminin çok daha karmaşık olmasıdır. Buharlı dümen makineleri , elektrikli olanlarla kıyaslandığında şu yararları görülecektir :
1. Daha güvenirdirler.
2. Yapıları daha sadedir.
3. Maliyetleri daha düşüktür.
4. Daha küçük transmisyonludur.
Buharlı dümen makinelerinin elektrikli olanlara karşı :
1. Yüksek buhar tüketimi nedeniyle daha az ekonomik olmaları,
2. Dümenin denetiminde daha az duyarlı olmaları ,
3. Çok daha büyük ölçülerde olmaları,
4. Devreye alınmadan önce ısıtılmaları için belirli bir zaman gerektirmeleri,
5. İşletmede çok daha karmaşık bakım-tutumu gerektirme gibi sakıncalara sahip olmalarıdır .
Hidrolik dümen makinesi , dümen dolabının hareketinde yüksek duyarlılık , yumuşak ve sessiz operasyon , işletmenin güvenli ve daha yüksek verimli oluşları nedeniyle diğer tüm dümen donanımlarından ayrılır .
Hidrolik dümen makinelerinin genel ölçüleri ya da boyutları ve ağırlıkları , elektrikli ve buharlı dümen makinelerinden daha küçüktür. Bu makinelerin sakıncası yapımlarının ve kuruluş ile ayarlarının daha karmaşık , ehliyetlerinin yüksek oluşu ve özellikle bakım-tutum ve işletme sırasında büyük bir dikkat gerektirmektedir.
DÜMEN SİSTEMLERİNİN KISIMLARI
Modern dümen sistemleri en az üç üniteden meydana gelmektedir :
1. Telemotor. Hidrolik bir sistem olup , hareketi köprüüstünden dümen makinesine iletir.
2. Dümen makinesi. Kendisine telemotordan iletilen hidrolik mesajla dümen donanımı hareket ettirir.
3. Dümen donanımı. Dümen yelpazesinin hareketini sağlamak üzere dümen makinesi tarafından kontrol edilir.
TELEMOTOR DONANIMI
Telemotor , hidrolik bir donanım olup , verici veya ‘Transmitter’ ve alıcı ya da ‘Resiver’ adı verilen iki ayrı hidrolik silindir ile bunları birbirlerine bağlayan , hidrolik basınca dayanıklı bakır borulardan oluşmaktadır. Vericide bulunan yağ pompası , dümen dolabı ile birlikte köprüüstüne yerleştirilmiştir. Alıcı ya da resiver ise dümen dairesinde bulunmaktadır. Boru devresi ve silindirler ‘Telemotor yağı’ ya da donma noktası düşük olan su ve gliserin karışımı ile doldurulmuştur. Bu sıvı , dümen dolabının hareketini , alıcının hidrolik silindirlerine iletir.
Verici veya transmitter , tek veya birbirine paralel iki silindirli , bu silindirler içinde çalışan ve dümen dolabından dişliler ile hareket alan piston ve plencerlerden oluşmaktadır. Resiver tek veya iki silindirli olabilir. Bu silindirlerin içindeki piston ya da plencerler , verici silindirlerinden gelen basınçlı telemotor yağı ile iki taraftan birine doğru hareket ettirilir. Tek silindirli donanımlarda verici ve alıcı silindirlerinin birer uçlarını , çift silindirlerde ise , her iki tarafın karşılıklı birer silindirini birbirlerine birleştirmek üzere kullanılan borular , geminin uygun yerlerinden geçilerek kıç tarafa doğru uzanırlar.
Telemotorda , serdümen verici üzerindeki dümen dolabını çevirerek , onu miline bağlı dişliler yardımıyla harekete getirdiği zaman , plencer boruların birindeki telemotor yağını resiver silindirine doğru pompalar ve diğer taraftaki telemotor yağını da verici silindirinin diğer tarafına doğru çeker. Böylece , alıcı silindirinin bir tarafındaki basınç artarken diğer tarafındaki azalarak , silindirinin içinde bulunan ‘Ram-Rem’ ya da plencerin bir taraftan diğer tarafa doğru hareket etmesini sağlar. Alıcı piston rotunu kroshedine bağlı linkler de dümen makinesinin kontrol rotuna bağlı olup , vericinin hareketine uyarak yer değiştirmiş bulunan resiver pistonu ile birlikte çalışarak kontrol valfını açar ve kaparlar.
Kroshetin rotlarına bir çift yay donatılmıştır. Verici plencerleri bir tarafa hareket ettiği zaman yaylar sıkıştırılır. Plencer diğer tarafa hareket ettiği zaman yaylar gerilir. Böylelikle , yaylarda köprüüstündeki dümen dolabı serbest bırakıldığı zaman , denge durumu oluşturacak yeterli yay kuvveti temin edilir. Alıcı telemotor orta durumu döndürüldüğü zaman : dümen , dümen donanımı , dümen makinesi ve dümen dolabı da orta durumuna gelir.
Vericinin tüm kısımları , dümen dolaplarında olduğu gibi , manyetik pusulayı etkilememesi için pirinç , bronz , bakır gibi antimanyetik metal ya da alaşımlardan yapılırlar.
Eğer gemi hidrolik telemotor ile donatılmışsa , bu cihazın çalışması sırasında duyulan gürültü , donanıma havanın sızdığını ve hareket mekanizmasının doğru çalışmadığını gösterir. Böyle bir durumda havanın sistemden çıkarılması gerekir. Ancak , devre sadece işletme kitabında belirtilen sıvı ile doldurulmalıdır. Bu sıvı diğer yağlarla karıştırılmamalı sistemde silindir yağı ve bitkisel yağlar asla kullanılmamalıdır. Genel olarak kullanılan sıvı yağlar asit ve reçineden arındırılmış ve viskozitesi 50 C’de 3-4,5 Engler olan mineral yağlardır. Bu yağların , özellikleri düşük çevre sıcaklıklarında sabit kalır. Buna rağmen , birçok durumda kuzey enlemleri için uygun olan sıvılar güney enlemlerinde kullanılmaz ve farklı bölgelerde sefer yapıldığında , telemotor yağının değiştirilmesi gerekir. İstenilen özelliği elde edebilmek için , hayvansal ya da bitkisel yağların eklenmesi veya türlü mineral yağların karıştırılmasına müsaade edilemez. Sistem doldurulurken suyun siteme girmemesine özellikle dikkat edilmelidir. Doldurma işlemi tümüyle işletme kitabına uygun olarak gerçekleştirilmelidir.
Hidrolik donanımların yağla imla dilmesi sırasında aşağıda belirtilen kurallara uyulmalıdır:
1. Dümen makinesinin yağ ile doldurulan boşluk , hücre ve pasajları geri döndürmez valflar , stop valflar ve tüm basınç giderme (rilif) valfı ve musluklar açılarak birbirlerine birleştirilir.
2. Servis tank ya da makinenin tipine bağlı olarak dümen dolabı kürsüsü , üst taraftaki açıklık ya da yağ deliğinden telemotor yağı ile doldurulur ve sisteme inmesi için fazla yağ ilave edilir.
3. Yağ çıkmaya başlayınca hava firar (rilif) valfları kapatılır.
4. Deney çalışması için dümen makinesi , hava valfları açık olarak çalıştırılır , düğme ; el pompasından başlamak üzere , tüm pompalar sırasıyla kullanılarak sancak ve iskeleden 5-6 derecelik durumlara getirilir.
5. Sıvı akmaya başlar başlamaz , ramların hava firar (rilif) valfları kapatılır.
6. Şarj ya da doldurma sırasında servis tankındaki yağ seviyesi , tesviye şişesinde görülen alt sınırın altına inmemelidir.
Tüm bağlantıların ve türlü parçaların elerinin kontroluna ek olarak bir dümen donanımının operasyona hazırlanması için tüm musluk , tapa ve valfların durumları işletme kitabında açıklanmıştır. Boru devresinin tüm flenç bağlantıları ve hidrolik sistemin bağlantılarına kaçak deneyi uygulanmalıdır. Bütün valfların , özellikle rilif ve baypas valflarının çalışması sıkışma ve diğer arızalar yönünden denetlenmelidir. El dümen donanımı , yardımcı ve ana pompalar kontrol edilmelidir. Donanım tüm hareketli parçaları yağlanmalıdır. Makine gayıtları yüksek viskozitede (en az 8 Engler) yağlama yağı ile yağlanır.
Sonra makine deneme için çalıştırılır ve dümen yelpazesi , herbir denetim istasyonunda ayrı pompalar kullanılarak alabandadan alabandaya alınır. Deneme sırasında sistemin çalışma sıvısı kaçaklar yönünden kontrol edilir , dümen donanımının parçalarının çalışması da kontrol edilir.
BASINCIN EŞİTLENMESİ
Köprüüstündeki verici telemotora aşağıda belirtilenler donatılmıştır :
1. Sistemin havasını çıkarmak üzere iki silindiri birleştirmek için kullanılan ve el ile çalıştırılan bir “Baypas valfı”.
2. Dümenin orta durumu her geçişinde , telemotor yağının sistemden firarını veya sisteme verilmesini sağlayan “Otomatik eşitleme” ve “İma valfı”.
3. Normal olarak açık bulunan geyt valf ile otomatik eşitleme ve imla valfına bağlı ve yaklaşık olarak ¾’üne kadar telemotor yağı ile dolu bulunan ve “Servis tankı” adı da verilen küçük bir depolama tankı.
Sistem ilk defa belirli bir sıcaklıkta telemotor yağı ile doldurulur. Ancak gemi daha sonra çok farklı sıcaklıklardaki sularda seferler yapar. Eğer bu seferler sırasında sıcaklık yükselirse telemotor yağı genişler , basıncı yükselir , bağlantılardan kaçaklar oluşur ve boru devresi arızaları oluşabilir. Soğuk denizlerde ise telemotor yağının hacmi küçülür sistemde vakum oluşur ve hava salmastra glendlerinden sisteme girer. Sıcaklık yükselmesi nedeniyle oluşacak aşırı basıncı gidermek veya sıcaklık azalması nedeniyle meydana gelecek hacim küçülmesini önlemek ve her iki durumda da basıncı eşitlemek üzere , sisteme bir imla ve eşitleme valfı eklenmiştir. Sözü edilen valfların çalışması şu şekilde açıklanabilir : Küçük bir depolama ya da servis tankı ya doğrudan telemotora komşu ya da köprüüstünde uygun bir yere yerleştirilir. Bu tank bir tesviye şişesi ile donatılmış olup , ¾’üne kadar telemotor yağı ile doldurulmuştur. Tank , bir boru donanımı ile otomatik eşitleme valfına bağlanmıştır. Eşitleme valfı ile tank arasına , normalde açık bulunan bir “Kapama” ya da “Şatof valfı” donatılmıştır. Eşitleme valfı o şekilde düzenlenmiştir ki , dümen her orta duruma gelişinde , iki silindir onun yardımıyla birleştirilir. Böylece otomatik olarak basıncın eşitlenmesi sağlanır. Otomatik valfa yaklaşık 10 barlık bir basınca ayarlanmış olan bir basınç giderme ya da rilif valf donatılmıştır. Rilif valf, aşırı basınçtaki telemotor yağının depolama tankına geçmesine müsaade eder. Otomatik imla valfı adı da verilen diğer bir valf ise , hacim küçülmesi nedeniyle kısmen dolu olan silindirlere tanktan telemotor yağ verilmesine müsaade eder.
DÜMEN DONANIMLARI
Ticaret gemilerinde kullanılan dümen donanımları : 1) Dram 2) Kadran veya çeyrek dişli 3) Çift dişli 4) Elektro-hidrolik türlerinden olmak üzere dört bölüme ayrılırlar.
DÜMEN MAKİNELERİNDE ARIZALAR
Dümen makinelerinde karşılaşılan başlıca arızalar şunlardır :
1. Dümenin hareketine engel olan dümen makinesi arızaları :
a) Kontrol istasyonu mekanik donanımları hatası ,
b) Pompa kontrol mekanizmasının levye sisteminde hata,
c) Ram silindirine sıvı veren pompada hata,
d) Hidrolik sistemde çalışma sıvısının eksik oluşu veya hiç olmaması,
e) Ramların rilif-baypas valflarından hata nedeniyle boru hattı sisteminde sıvının dolaşımına engel olunması.
2. Boru devresinin kollarından birindeki rilif-baypas valftaki arıza nedeniyle dümen makinesinin dümeni sadece bir yöne hareket ettirebilmesi ve onu orta duruma getirememesi.
3. Pompa disçarcındaki azalma nedeniyle dümenin gayet yavaş hareket etmesi.
4. Dümen makinesi servomotorunun ayarsızlığı nedeniyle makine tarafından hareket ettirilen dümenin maksimum açısının alabanda durumundaki açıya uymaması.
5. Hidrolik sistemde havanın girişi nedeniyle ses duyulması ve dümen donanımı ramlarının hareket hızlarının düzgün olmaması.
Hava ; servis tanklarındaki telemotor yağı seviyesinin minimuma inmesi nedeniyle salmastralar , ramlar ve sızdıran boru bağlantılarından sisteme girebilir. Sistemdeki hava pompalanarak , firar portlarından dışarıya atılır.
DÜMEN DONANIMLARININ TEST EDİLMELERİ
Dümen , dümen makinesi ve dümen donanımı , gemi herhangi bir limandan ayrılmadan önce , iyi bir işletme sağlamak amacıyla , test edilmeli veya denenmelidir. Bu denemeler :
1. Ana dümen donanımının operasyonu ,
2. Yardımcı dümen donanımının operasyonu veya ikinci pompanın yardımcı olarak kullanılması,
3. Uzaktan kontrol sistemi veya sistemlerinin köprüüstünden çalıştırılması,
4. Emercensi güç kaynağı kullanılarak dümen donanımının çalıştırılması,
5. Gerçek dümen açısına göre, dümen müş’irinin gösterdiği değerin kontrol edilmesi,
6. Uzaktan kontrol sistemi ve dümen donanımı güç ünitelerine donatılan alarmların denetlemesi,
şekillerinde olmalıdır. Deneyler sırasında dümen yelpazesi bir alabandadan diğer alabandaya hareket ettirilmeli ve türlü teçhizat , bağlantı vb.i de hasar ve aşınma bakımından denetlenmelidir. Köprüüstü ile dümen dairesi arasındaki iletim (transmisyon) sistemi de çalıştırılmaktadır.
Yukarıdakilere benzer işlemler , geminin dar sulara , kanal ve limanlara girmesinden önce de uygulanır. Sözü edilen yerlere girmeden bir süre önce dümen yelpazesi birkaç kez sancak ve iskele alabandalara alınarak bir sorun olup olmadığı kontrol edilir.
ELEKTRİKLİ DÜMEN DONANIMLARI
Daha çok motorlu gemilere uygulanan başka bir donanım da “Elektrikli dümen” donanımıdır. Elektrikle kontrol , elektrikli güç ünitesi ve elektriksel transmisyon veya iletmeden oluşan elektrikli dümen donanımları :1) Ward (vard)Leonard sistemi 2) Doğrudan tek motorlu sistem olmak üzere başlıca iki bölüme ayrılır. Her iki sistemde de bir elektrik motoru , bir pinyon dişli ve kadranı (çeyrek dişli) ve onun yardımıyla da dümen yekesini çalıştırır.
Ward Leonard sistemi elektrikli dümen makinesi
Şekilde gemi ana devresinden beslenerek dönen ve bir jeneratörü (2) sürekli olarak döndüren motor (1) görülmektedir. Böylelikle 1 numaralı motor ve jeneratör (2) bir motor-jeneratör sistemi oluşturmaktadırlar. Ayrıca devrede motor-jeneratörden üretilen akım ile çalışan ve dümen yekesini hareket ettiren bir dümen motoru (3) ve biri köprüüstünde (4) ve diğeri dümen dairesinde (5) bulunan ve birbirlerine paralel olan iki reosta da bulunmaktadır.
Köprüüstü reostası (4) ve dümen dairesi reostası (5) üzerinde bulunan ve “kürsör” adı da verilen kontakları (6) birleştirilen 7 sayılı izoleli tel ise , aynı zamanda motor jeneratörün (2) kutup sargılarına (8) bağlanmıştır. Motor-jeneratör doştan ikazlıdır ve 9 numaralı uyarıcı tarafından ikaz edilmektedir. Dümen yekesi orta durumda olduğu sürece , reostalar (4 ve5) dengede olduklarından 6 numaralı iletkenden ve dolayısıyla uyarıcıdan akım geçmez , jeneratör kutup sargıları uyarılmaz ve sürekli olarak dönmesine rağmen jeneratör gerilim üretmez. Bu durumda dümen motoru da (3) akım almadığı için hareketsizdir. Serdümen tarafından köprüüstündeki dümen dolabı döndürüldüğünde reosta kontakları (6) hareket eder ve elektriksel denge bozulur ve uyarıcının alanından bir akım geçer , jeneratörün kutupları uyarılır ve akım üretmeye başlar , dümen motoru , jeneratör tarafından çalıştırılmaya başlanır. Dümen hareket ettiğinden dümen reostası , aynı durumdaki köprüüstü reostası ile dengelenir ve jeneratörün akım üretmesi sona erer ve dümen motoru stop eder.
Yukarıdaki açıklamadan , dümenin istendiği zaman her iki tarafa da gerektiği kadar alınabileceği anlaşılmaktadır Denizli havalarda , kuvvetli denizlerin etkisiyle dümen yekesi , dümen motorunu çevirebilir ve dümenin durumu da bozulabilir. Böyle bir durumda dümen dairesi reostasında kontağın durumu değişeceği için , denge yine bozulacak , 7 telinden akım geçecek , jeneratörün kutupları ikaz edileceğinden , üretilecek akımla dümen motoru çalıştırılarak yeke eski durumuna gelecektir.
Tek motorlu sistemde dümeni çalıştırılan motor , kontaktör türünden bir “Starter” (10) yardımıyla geminin ana elektrik devresinden (11) belenir. Sancak ve iskele hareketlerini oluşturmak üzere , reostalara “Tornistan” kontakları da donatılmıştır. Dümen motoru , kontrol sistemi tarafından stop edilinceye dek tam yolla çalıştırılır. Dolasıyla dümeni istenilen durumda ve çabuk olarak stop etmek için bir fren sistemi gereklidir.
Dümen Tipleri
Dümenler pozitif hareketli ya da çalışmanın türüne göre pasif olabilirler.Pasif olabildikleri gibi yarı dengeli yada dengeli yapılabilirler.Pasif operasyon dümenleri düz ya da damla tipte olabilirler.Pasif hareketli dümenlerin tümü damla tiptedirler. Dümenler alabandadan diğer alabandaya aşağıda sıralanan biçimlerden biri yardımı ile alınabilirler:
1- Halatlı bir dümen yekesi donanımı,
2- Kadran çalıştırma ve dişli donanımı,
3- Dümen üzerine donatılmış dümen makinesi ile çalıştırma,
4- Vida türünde dümen donanımı,
5- Hidrolik donanım.
DONANIMLARIN ÇALIŞMALARINI SAĞLAYAN GÜÇLERİN TEMİNİ
1- El ile çalıştırılan dümen donanımı ile,
2- Stim ile çalıştırılan dümen makinesi ile,
3- Elektrikli dümen makineleri ile,
4- Hidrolik donanım yardımı ile sağlanır.
Dümen makinelerinin ilk hareketi, tornistanı ve şaft hızlarının değiştirilmesi dümen makinesinin ilk hareket mekanizmasını dümen dolabına bağlayan bir teledi-namik transmisyon yardımı ile kontrol istasyonu tarafından sağlanır.Bu biçimde dümen hareketinin yönü ve hızı kontrol edilir.
TELEDİNAMİK TRANSMİSYONLARIN
SINIFLANDIRILMASI
Tele dinamik transmisyonlar aşağıda açıklandığı gibi sınıflandırılabilir:
Mekanik Olanlar:
1- Şaft tipinde,
2- Dümen halatı tipinde,
3- Dişli tipte
Hidrolik Olanlar,
Elektrikli Olanlar.
DÜMEN MAKİNALARININ KONSTRÜKSİYONLARI
Bütün dümen makinelerinin konstrüksiyonlarında aşağıda açıklananların olması gerekir:
1- Herhangi bir navigasyon ya da seyir koşullarında arızasız çalışması ve güvenilir olması,
2- Uzun çalışma süresi,
3- Tam deniz hızında dümeni gerekli açıda devreye sokma yeteneği,
4- Dümen hareketini gerekli hızında dümeni devreye sokma yeteneği,
5- Ana dümenden yardımcı dümene çabuk olarak geçme kolaylığı,
6- Dümeni geminin çeşitli yerlerden kontrol imkanı,
7- Dümene uygunluğu,
8- En küçük fiziksel boyut ve özgül ağırlıkta olması,
9- Basit dizayn, bakım tutum ve servis ya da işletme kolaylığı,
10- Ekonomik operasyon.
DÜMEN MAKİNASI VE KONTROL DONANIMI
Dümen makinesi ve kontrol donanımı aşağıda sıralanan gerekleri de sağlamalıdır:
1- Dümen makinesi ana ve yardımcı kontrol istasyonlarından bir dümen dolabı ile ilk getirebilmelidir,
2- Dümen makineler tornistanlı olmalıdır.Böylece her iki yönde hareket ettirebilme imkanı sağlanmış olur,
3- Dümen makinesinin dönüş yönü, dümeni döndüren dolabı ile aynı yönde olmalıdır.Dümen dolabı durdurulduğu zaman, dümen makinesi, durumu gösterge ile gösterilen dümeni de stop ettirmelidir,
4- Dümen makinesi, serdümen, dümen dolabını çevirmeye başladığı zaman, kontrol donanımı ve dümeni derhal aynı yönde hareket ettirmeli ve böylece geminin kontrolü kaybetmemesini sağlamalıdır,
5- Dümen donanımında hasar oluşturmaktan kaçınmak üzere dümen tam alabanda durumuna ulaştığı zaman dümen makinesi otomatik olarak stop etmelidir,
6- Dümen yekesinin hızı dümen dolabının hızına uygun olmalı ve böylece istenilen manevra için uygun sürat başarılmalıdır,
7- Dümen makinesi sessiz çalışmalı ve çok iyi şekilde dengelenmeli, çalışması gemi bünyesinde titreşime sebep olmamalı ve böylece gemi personeli ve yolcular rahatsız olmamalıdır.
DÜMEN MAKİNALARININ YERLEŞTİRİLDİKLERİ YERLER
Ticaret gemilerinde dümen makinesi genellikle aşağıda belirtilen yerlere yerleştirilir:
1- Makine dairesinin kıç perdesi üzerine ve ana güverte seviyesine,
2- Dümen iğneciğine doğrudan komşu olan geminin kıç tarafındaki dümen yekesi dairesine,
3- Dümen dairesi yada hemen altında olmak üzere geminin ana kontrol merkezine yakın.
DÜMEN MAKİNALARININ YERLEŞTİRME YERLERİ
Makineler boyuna eksen üzerine yerleştirilmiş gemilerde dümen makinelerinin sözü edilen üç ayrı yere yerleştirilmelerinin sebepleri aşağıdaki gibi açıklanabilir:
1- Dümen makinesinin servise alınmasının uygun olması,
2- Güvenilir operasyonun sağlanması,
3- Dümen donanımının güvenilir operasyonun sağlanması,
4- Tele dinamik transmisyonun operasyonun sağlanması,
5- Buhar sarfiyatı,
6- Denizde yada limanda çabuk onarım sağlayacak yetenekte olması,
7- Yolcu ve personelin yaşamları üzerindeki tesirleri,
Dümen makinelerinin yerleştirildikleri yerlerden birinci, ikinci ve üçüncü yerlere göre servise yada işletmeye uygunluğu, güvenilir operasyonu, limanlarda ve denizde onarım kolaylığı ve personeli rahatsız etmeme bakımından daha uygundur.
Dümen makinesi ile dümen şaftı arasındaki bağlantı donanımı daha çok güvenli olur.Dümen makinelerinin buhar sarfiyatı uzun stim borularındaki yoğunlaşmalar sebebi ile.Bu özellik kuzey enlemlerdeki seyirler bakımından çok önemlidir.Bundan başka dümen dolabı ile makine arasındaki transmisyonun uzun olması sebebiyle güvenlik ve bütün dümen donanımının hareketindeki duyarlık azalır.
Servis bakımından en uygun yer dümen makinesinin köprü üstüne komşu olarak yerleştirildikleri yerlerdir.Böylece çok daha güvenilir bir link donanımı ve çok daha çabuk ve hassas bir hareket sağlanabilir.
Halat transmisyonlu dümen makineleri makine dairesinin arka perdesine yada kontrol istasyonunun yakınına yerleştirilebilirler.Bunların kadran,vida tipli yada hidrolik çalıştırma biçimleri ise geminin kıç tarafındaki yeke odasına yerleştirilmektedir.Eskiden buharlı tesislerde buharla çalıştırılan dümen makineleri, motorlu gemilerde ise elektrikli ve hidroelektrik dümen makineleri ve donanımları kullanmakta idi.
Günümüzde motorlu gemilerde egzost gazlarının artık ısılarından egzost kazanlarında yararlanma biçimi, bu kazanların limanlarda sıvı yakıtlarla fayrap edilebilmesi, yardımcı kazanlar adı verilen bu cihazlardan elde edilen buhar ile buharlı güverte makineleri ve buharla çalıştırılan dümen makinelerinin kullanılmasını sağlamaktadır.
Aynı zamanda günümüzdeki buharlı ve turbo-dinamolu güç kaynakları ile donatılmış buharlı gemilerde de elektrikli ve hidro-elektrik türünden dümen donanımları da kullanılmaktadır. Buharla çalışan dümen makineleri ile çalıştırılır.
STİMLİ YADA ELEKTRİKLİ, HİDROELEKTRİK MAKİNALARIN KARŞILAŞTIRILMASI
Stimli yada elektrikli yada hidroelektrik dümen makineleri karşılaştırılmasında şu faydalar görülebilir:
1- Sistemin uygunluğu ve telemotor yerine elektrik kabloları sebebi ile kontrol istasyonu ile arada çok güvenilir bağlantı donanımı,
2- Dümenin kontrolunda büyük hassasiyet,
3- Hiçbir ön çalıştırmayı zorunlu yapmadan istenilen anda harekete hazırlanması.
ELEKTRİKLİ DÜMEN MAKİNELERİNİN SAKINCALARI
Bu sistemde yüksek ilk tesis giderleri, operasyon ve ayarlanma işleminin çok daha kompleks olmasıdır. Stimli dümen makinelerinin elektrikli olanlara göre şu avantajları görülür:
1- Daha güvenilir olmaları,
2- Sistemin basit olması,
3- Düşük ilk kuruluş giderleri,
4- Daha küçük transmisyon.
STİMLİ DÜMEN MAKİNALARININ ELEKTRİKLİ DÜMEN MAKİNALARINA GÖRE DEZAVANTAJLARI
1- Fazla buhar sarfiyatı sebebi ile daha az ekonomik,
2- Dümen kontrolunda daha az hassasiyet,
3- Boyutlarının daha fazla ölçülerde olması,
4- Devreye alınmadan önce ısıtılmaları için belirli bir zaman gerektirmesi,
5- İşletmede çok kompleks bakım tutum gerektirmesi gibi sakıncaların olması.
Hidrolik dümen makinesi dümen dolabını yada kontrol levyesinin hareketinde yüksek hassasiyet, yumuşak ve sessiz çalışma, dümen şaftı üzerinde sabit bir moment oluşturması, dümen hareket hızı için geniş bir ayar sınırı sağlaması, işletmenin güvenli ve daha yüksek verimli oluşları sebebi ile bütün diğer dümen makinelerinden ayrılır. Hidrolik dümen makinelerinin genel boyutları ve ağırlıkları elektrikli ve stimli dümen makinelerinden daha az olup dümen şaftı üzerinde daha büyük bir moment oluştururlar. Hidrolik dümen makinelerinin sakıncası yapımlarının, kuruluş ve ayarlarının daha karmaşık, ilk kuruluş masraflarının yüksek olması ve özellikle bakım tutum ve işletme sırasında büyük bir dikkati gerektirmesidir.
VİDALI DÜMEN DONANIMI
Dümen makinesinin tahrik etmiş olduğu transmisyon şaftı üzerindeki dişliler yardımı ile sağ ve sol vida şaftına hareket verir. Karşı vidaların üzerlerinde bulunan somunlar zıt yönlerde hareket edeceklerinden bu somunları bağlı rotlar yardımı ile dümen yekesini de harekete geçirirler. Bu hareket sırasında kılavuz rotları üzerinde hareket eden yataklar yardımı ile somunların dönmelerine engel olur. Kılavuz rotları ise taban blokları üzerine tespit edilmiş ve vida şaftı da iki ucundan yataklanmıştır. Dümeni donanımdan ayırmak gerektiği zaman vidayı tutabilmek için birde fren düzeni vardır. Frenin kolu çekildiği zaman dümen şaftı üzerinde bulunan bir kasnağın etrafındaki bandaj sıkıştırılmış olur.
BUHARLI DÜMEN MAKİNALARININ PRENSİPLERİ
Dümen makinesi şaftının herhangi bir konumda ilk harekete getirilmesi yeteneği ve tornistanı buhar genişlemesi olmayan iki silindirli ve krank pimleri arasında 90 ar derecelik açı bulunan bir makine tarafından temin edilir. Buhar makinesi teorisine göre eğer valflar lepsiz ve krank kolu ile eksantrik kolu arasındaki açı farkı 90 derece ise, buharın silindire girişini değiştirerek tornistan sağlanır. Bütün buharlı dümen makinelerinin valf hareket mekanizması bu prensiple çalışır ve tornistan elde edilir.
Buharlı dümen makineleri şaftlarının ilk hareketleri, stop edilmeleri ve devir sayılarının değiştirilmeleri mekanik, hidrolik yada elektrikli tele dinamik transmisyonlar tarafından sağlanır.
TELEDİNAMİK TRANSMİSYONLAR
Rod tipli transmisyonlar genellikle bir dizi çelik çubuk ve çapları 40 ile 60 mm nin arasında olan içi boş şaftlardan oluşmuşlardır. Çubuklar biri birine kaplinler, konik dişliler ve üniversal cointlerle bağlanmışlardır. Böylece geminin biçimine uygun bir donanım elde edilmesi mümkün olur. Kural olarak rotlar yada çubuklar güverte altından geçirilir. Dümen makinesinin ilk hareket cihazı ve dümen dikmeleri arasına yerleştirilmiş asılı yataklarla taşınan çubuk transmisyonu dümen dolabı tarafından hareket ettirilir ve bu hareket ilk hareket valfına aktarılır. Rod taşıyıcıları arasındaki aralık içi dolu rotlar için 70 mm ve içi boş şaftlar için ise 80 mm yi geçmemelidir. Böylece denetimler dümen makinesi ile dümen dolabı arasındaki aralık oldukça kısa olduğu zaman da kullanılır. Güverte yada perdelerin deformasyonlarının sistemde sıkışmaya sebep olmalarından ötürü çubuk tipindeki transmisyonların çok uzun yapılmaları tavsiye edilmez. Konik dişlilerdeki kaçınılmaz boşluk sebebi ile dümenin hareketi döndürülen dümen dolabınınki ile birbirine uymaz. Bu bakımdan çubukları döndürebilmek için dümen dolabına önemli miktarda güç uygulamak gerekir.
Çubuk ve fren dişlili transmisyon, makaralar üzerine oturan çubuklardan meydana gelmiş olup ilk hareket valfını harekete geçirmek için dümen dolabı döndürüldüğü zaman bu çubuklar eksen el olarak hareket olarak hareket ederler. Birinci çubuk bir fren dişli ve ona dokunan bir küçük dişli ile dümen dolabına bağlanmıştır. Pinyon dümen dolabı tarafından çevrilir. Fener dişli tarafında ilk çubuğa iletilen iletilen güç diğer çubuklara aktarılır. Son çubuk ikinci fener dişli ve pinyon yardımı ilk hareket valfına bağlanmıştır. Bu türdeki transmisyonlar genellikle kendinden pervaneli bacalara ve üst güvertesinde geniş hacimler bulunan gemilere uygulanmaktadır.
Gemilerin manevra özelliğini ve seyirde gemi denetimini sağlamak amacıyla yapılan dümen sistemleri şu kısımlardan oluşmaktadır :
1. Gemi hareketinin yönünü değiştirmek için türlü kuvvetlerin etkilediği dümen yekesi ve dümen yelpazesi
2. Dümen yekesini dümen makinesine bağlayan ‘Dümen donanımı’
3. Dümen donanımının çalıştırılması için gerekli gücü sağlayan , dümeni kilitleyen , devreye sokan ve onun durumunu gösteren dümen makinesi .
4. Dümen makinesini kontrol eden donanım veya teledinamik sistem. Bu donanım , makineyi geminin kontrol odasına veya köprüüstüne bağlar.
Dümen yekeleri ve dolayısıyla dümen yelpazeleri alabandadan alabandaya aşağıda sıralanan donanımlardan biri yardımıyla alınabilirler :
1. Halatlı dümen yekesi donanımı.
2. Kadran yada çeyrek dişli ve dişli donanımı.
3. Dümen yekesi üzerine donatılmış dümen makinesi.
4. Vida türünden bir dümen donanımı.
5. Hidrolik donanım.
Bu donanımların çalıştırılmasını sağlayan güç :
1. El ile çalıştırılan donanımıyla,
2. Buharlı dümen makineleriyle,
3. Elektrikli dümen makineleriyle,
4. Elektro-hidrolik dümen donanımlarıyla,
sağlanır.
Teledinamik transmisyon veya iletme aşağıdaki gibi sınıflandırılır :
1. Mekanik olanlar : a) Şaft b) Dümen halatı c) Dişli tipleri şeklinde sınıflandırılır. Bu tür sistemler günümüzün modern ticaret gemilerinde kullanılmaktadır.
2. Hidrolik.
3. Elektrikli.
Önceleri buharlı enerji sistemlerinde , stimle çalıştırılan dümen makineleri ve donanımları kullanılmaktaydı. Günümüz motorlu gemilerinde , yanma ürünleri veya egzoz gazlarının atık ısılarından ‘Egzoz gaz kazanlarında’ yararlanma ilkesi , bu kazanların limanlarda sıvı yakıtlarla fayrap edilmesi ‘Yardımcı kazanlar’ adı verilen bu kazanlardan elde edilen buhar ile güverte makineleri ve dümen makinelerinin kullanılmasını ön plana çıkardı.
Aynı zamanda , günümüz buharlı ve türbo-jeneratörlü güç kuruluşları ile donatılmış stimli gemilerde de elektrikli ve hidro-elektrik türünde dümen donanımları da kullanılmaktadır. Buharla çalıştırılan dümen makineleri ya yatay ya da düşey türden pistonlu buhar makineleri ile çalıştırılır .
Buharlı olanlarla , elektrikli ve elektro-hidrolik dümen makineleri kıyaslandığında şu yaralar ortaya çıkmaktadır:
1. Kuruluşun uygunluğu ve telemotor yerine elektrik kabloları nedeniyle , kontrol istasyonu ile arada çok güvenilir bir bağlantı oluşturulur.
2. Dümenin denetiminde yüksek duyarlılık sağlanır.
3. Hiçbir ön hazırlık yapılmaksızın istenilen anda harekete hazır olur.
Elektrikli dümen makinelerinin sakıncaları ise , yüksek maliyeti , operasyon ve ayarlama işleminin çok daha karmaşık olmasıdır. Buharlı dümen makineleri , elektrikli olanlarla kıyaslandığında şu yararları görülecektir :
1. Daha güvenirdirler.
2. Yapıları daha sadedir.
3. Maliyetleri daha düşüktür.
4. Daha küçük transmisyonludur.
Buharlı dümen makinelerinin elektrikli olanlara karşı :
1. Yüksek buhar tüketimi nedeniyle daha az ekonomik olmaları,
2. Dümenin denetiminde daha az duyarlı olmaları ,
3. Çok daha büyük ölçülerde olmaları,
4. Devreye alınmadan önce ısıtılmaları için belirli bir zaman gerektirmeleri,
5. İşletmede çok daha karmaşık bakım-tutumu gerektirme gibi sakıncalara sahip olmalarıdır .
Hidrolik dümen makinesi , dümen dolabının hareketinde yüksek duyarlılık , yumuşak ve sessiz operasyon , işletmenin güvenli ve daha yüksek verimli oluşları nedeniyle diğer tüm dümen donanımlarından ayrılır .
Hidrolik dümen makinelerinin genel ölçüleri ya da boyutları ve ağırlıkları , elektrikli ve buharlı dümen makinelerinden daha küçüktür. Bu makinelerin sakıncası yapımlarının ve kuruluş ile ayarlarının daha karmaşık , ehliyetlerinin yüksek oluşu ve özellikle bakım-tutum ve işletme sırasında büyük bir dikkat gerektirmektedir.
DÜMEN SİSTEMLERİNİN KISIMLARI
Modern dümen sistemleri en az üç üniteden meydana gelmektedir :
1. Telemotor. Hidrolik bir sistem olup , hareketi köprüüstünden dümen makinesine iletir.
2. Dümen makinesi. Kendisine telemotordan iletilen hidrolik mesajla dümen donanımı hareket ettirir.
3. Dümen donanımı. Dümen yelpazesinin hareketini sağlamak üzere dümen makinesi tarafından kontrol edilir.
TELEMOTOR DONANIMI
Telemotor , hidrolik bir donanım olup , verici veya ‘Transmitter’ ve alıcı ya da ‘Resiver’ adı verilen iki ayrı hidrolik silindir ile bunları birbirlerine bağlayan , hidrolik basınca dayanıklı bakır borulardan oluşmaktadır. Vericide bulunan yağ pompası , dümen dolabı ile birlikte köprüüstüne yerleştirilmiştir. Alıcı ya da resiver ise dümen dairesinde bulunmaktadır. Boru devresi ve silindirler ‘Telemotor yağı’ ya da donma noktası düşük olan su ve gliserin karışımı ile doldurulmuştur. Bu sıvı , dümen dolabının hareketini , alıcının hidrolik silindirlerine iletir.
Verici veya transmitter , tek veya birbirine paralel iki silindirli , bu silindirler içinde çalışan ve dümen dolabından dişliler ile hareket alan piston ve plencerlerden oluşmaktadır. Resiver tek veya iki silindirli olabilir. Bu silindirlerin içindeki piston ya da plencerler , verici silindirlerinden gelen basınçlı telemotor yağı ile iki taraftan birine doğru hareket ettirilir. Tek silindirli donanımlarda verici ve alıcı silindirlerinin birer uçlarını , çift silindirlerde ise , her iki tarafın karşılıklı birer silindirini birbirlerine birleştirmek üzere kullanılan borular , geminin uygun yerlerinden geçilerek kıç tarafa doğru uzanırlar.
Telemotorda , serdümen verici üzerindeki dümen dolabını çevirerek , onu miline bağlı dişliler yardımıyla harekete getirdiği zaman , plencer boruların birindeki telemotor yağını resiver silindirine doğru pompalar ve diğer taraftaki telemotor yağını da verici silindirinin diğer tarafına doğru çeker. Böylece , alıcı silindirinin bir tarafındaki basınç artarken diğer tarafındaki azalarak , silindirinin içinde bulunan ‘Ram-Rem’ ya da plencerin bir taraftan diğer tarafa doğru hareket etmesini sağlar. Alıcı piston rotunu kroshedine bağlı linkler de dümen makinesinin kontrol rotuna bağlı olup , vericinin hareketine uyarak yer değiştirmiş bulunan resiver pistonu ile birlikte çalışarak kontrol valfını açar ve kaparlar.
Kroshetin rotlarına bir çift yay donatılmıştır. Verici plencerleri bir tarafa hareket ettiği zaman yaylar sıkıştırılır. Plencer diğer tarafa hareket ettiği zaman yaylar gerilir. Böylelikle , yaylarda köprüüstündeki dümen dolabı serbest bırakıldığı zaman , denge durumu oluşturacak yeterli yay kuvveti temin edilir. Alıcı telemotor orta durumu döndürüldüğü zaman : dümen , dümen donanımı , dümen makinesi ve dümen dolabı da orta durumuna gelir.
Vericinin tüm kısımları , dümen dolaplarında olduğu gibi , manyetik pusulayı etkilememesi için pirinç , bronz , bakır gibi antimanyetik metal ya da alaşımlardan yapılırlar.
Eğer gemi hidrolik telemotor ile donatılmışsa , bu cihazın çalışması sırasında duyulan gürültü , donanıma havanın sızdığını ve hareket mekanizmasının doğru çalışmadığını gösterir. Böyle bir durumda havanın sistemden çıkarılması gerekir. Ancak , devre sadece işletme kitabında belirtilen sıvı ile doldurulmalıdır. Bu sıvı diğer yağlarla karıştırılmamalı sistemde silindir yağı ve bitkisel yağlar asla kullanılmamalıdır. Genel olarak kullanılan sıvı yağlar asit ve reçineden arındırılmış ve viskozitesi 50 C’de 3-4,5 Engler olan mineral yağlardır. Bu yağların , özellikleri düşük çevre sıcaklıklarında sabit kalır. Buna rağmen , birçok durumda kuzey enlemleri için uygun olan sıvılar güney enlemlerinde kullanılmaz ve farklı bölgelerde sefer yapıldığında , telemotor yağının değiştirilmesi gerekir. İstenilen özelliği elde edebilmek için , hayvansal ya da bitkisel yağların eklenmesi veya türlü mineral yağların karıştırılmasına müsaade edilemez. Sistem doldurulurken suyun siteme girmemesine özellikle dikkat edilmelidir. Doldurma işlemi tümüyle işletme kitabına uygun olarak gerçekleştirilmelidir.
Hidrolik donanımların yağla imla dilmesi sırasında aşağıda belirtilen kurallara uyulmalıdır:
1. Dümen makinesinin yağ ile doldurulan boşluk , hücre ve pasajları geri döndürmez valflar , stop valflar ve tüm basınç giderme (rilif) valfı ve musluklar açılarak birbirlerine birleştirilir.
2. Servis tank ya da makinenin tipine bağlı olarak dümen dolabı kürsüsü , üst taraftaki açıklık ya da yağ deliğinden telemotor yağı ile doldurulur ve sisteme inmesi için fazla yağ ilave edilir.
3. Yağ çıkmaya başlayınca hava firar (rilif) valfları kapatılır.
4. Deney çalışması için dümen makinesi , hava valfları açık olarak çalıştırılır , düğme ; el pompasından başlamak üzere , tüm pompalar sırasıyla kullanılarak sancak ve iskeleden 5-6 derecelik durumlara getirilir.
5. Sıvı akmaya başlar başlamaz , ramların hava firar (rilif) valfları kapatılır.
6. Şarj ya da doldurma sırasında servis tankındaki yağ seviyesi , tesviye şişesinde görülen alt sınırın altına inmemelidir.
Tüm bağlantıların ve türlü parçaların elerinin kontroluna ek olarak bir dümen donanımının operasyona hazırlanması için tüm musluk , tapa ve valfların durumları işletme kitabında açıklanmıştır. Boru devresinin tüm flenç bağlantıları ve hidrolik sistemin bağlantılarına kaçak deneyi uygulanmalıdır. Bütün valfların , özellikle rilif ve baypas valflarının çalışması sıkışma ve diğer arızalar yönünden denetlenmelidir. El dümen donanımı , yardımcı ve ana pompalar kontrol edilmelidir. Donanım tüm hareketli parçaları yağlanmalıdır. Makine gayıtları yüksek viskozitede (en az 8 Engler) yağlama yağı ile yağlanır.
Sonra makine deneme için çalıştırılır ve dümen yelpazesi , herbir denetim istasyonunda ayrı pompalar kullanılarak alabandadan alabandaya alınır. Deneme sırasında sistemin çalışma sıvısı kaçaklar yönünden kontrol edilir , dümen donanımının parçalarının çalışması da kontrol edilir.
BASINCIN EŞİTLENMESİ
Köprüüstündeki verici telemotora aşağıda belirtilenler donatılmıştır :
1. Sistemin havasını çıkarmak üzere iki silindiri birleştirmek için kullanılan ve el ile çalıştırılan bir “Baypas valfı”.
2. Dümenin orta durumu her geçişinde , telemotor yağının sistemden firarını veya sisteme verilmesini sağlayan “Otomatik eşitleme” ve “İma valfı”.
3. Normal olarak açık bulunan geyt valf ile otomatik eşitleme ve imla valfına bağlı ve yaklaşık olarak ¾’üne kadar telemotor yağı ile dolu bulunan ve “Servis tankı” adı da verilen küçük bir depolama tankı.
Sistem ilk defa belirli bir sıcaklıkta telemotor yağı ile doldurulur. Ancak gemi daha sonra çok farklı sıcaklıklardaki sularda seferler yapar. Eğer bu seferler sırasında sıcaklık yükselirse telemotor yağı genişler , basıncı yükselir , bağlantılardan kaçaklar oluşur ve boru devresi arızaları oluşabilir. Soğuk denizlerde ise telemotor yağının hacmi küçülür sistemde vakum oluşur ve hava salmastra glendlerinden sisteme girer. Sıcaklık yükselmesi nedeniyle oluşacak aşırı basıncı gidermek veya sıcaklık azalması nedeniyle meydana gelecek hacim küçülmesini önlemek ve her iki durumda da basıncı eşitlemek üzere , sisteme bir imla ve eşitleme valfı eklenmiştir. Sözü edilen valfların çalışması şu şekilde açıklanabilir : Küçük bir depolama ya da servis tankı ya doğrudan telemotora komşu ya da köprüüstünde uygun bir yere yerleştirilir. Bu tank bir tesviye şişesi ile donatılmış olup , ¾’üne kadar telemotor yağı ile doldurulmuştur. Tank , bir boru donanımı ile otomatik eşitleme valfına bağlanmıştır. Eşitleme valfı ile tank arasına , normalde açık bulunan bir “Kapama” ya da “Şatof valfı” donatılmıştır. Eşitleme valfı o şekilde düzenlenmiştir ki , dümen her orta duruma gelişinde , iki silindir onun yardımıyla birleştirilir. Böylece otomatik olarak basıncın eşitlenmesi sağlanır. Otomatik valfa yaklaşık 10 barlık bir basınca ayarlanmış olan bir basınç giderme ya da rilif valf donatılmıştır. Rilif valf, aşırı basınçtaki telemotor yağının depolama tankına geçmesine müsaade eder. Otomatik imla valfı adı da verilen diğer bir valf ise , hacim küçülmesi nedeniyle kısmen dolu olan silindirlere tanktan telemotor yağ verilmesine müsaade eder.
DÜMEN DONANIMLARI
Ticaret gemilerinde kullanılan dümen donanımları : 1) Dram 2) Kadran veya çeyrek dişli 3) Çift dişli 4) Elektro-hidrolik türlerinden olmak üzere dört bölüme ayrılırlar.
DÜMEN MAKİNELERİNDE ARIZALAR
Dümen makinelerinde karşılaşılan başlıca arızalar şunlardır :
1. Dümenin hareketine engel olan dümen makinesi arızaları :
a) Kontrol istasyonu mekanik donanımları hatası ,
b) Pompa kontrol mekanizmasının levye sisteminde hata,
c) Ram silindirine sıvı veren pompada hata,
d) Hidrolik sistemde çalışma sıvısının eksik oluşu veya hiç olmaması,
e) Ramların rilif-baypas valflarından hata nedeniyle boru hattı sisteminde sıvının dolaşımına engel olunması.
2. Boru devresinin kollarından birindeki rilif-baypas valftaki arıza nedeniyle dümen makinesinin dümeni sadece bir yöne hareket ettirebilmesi ve onu orta duruma getirememesi.
3. Pompa disçarcındaki azalma nedeniyle dümenin gayet yavaş hareket etmesi.
4. Dümen makinesi servomotorunun ayarsızlığı nedeniyle makine tarafından hareket ettirilen dümenin maksimum açısının alabanda durumundaki açıya uymaması.
5. Hidrolik sistemde havanın girişi nedeniyle ses duyulması ve dümen donanımı ramlarının hareket hızlarının düzgün olmaması.
Hava ; servis tanklarındaki telemotor yağı seviyesinin minimuma inmesi nedeniyle salmastralar , ramlar ve sızdıran boru bağlantılarından sisteme girebilir. Sistemdeki hava pompalanarak , firar portlarından dışarıya atılır.
DÜMEN DONANIMLARININ TEST EDİLMELERİ
Dümen , dümen makinesi ve dümen donanımı , gemi herhangi bir limandan ayrılmadan önce , iyi bir işletme sağlamak amacıyla , test edilmeli veya denenmelidir. Bu denemeler :
1. Ana dümen donanımının operasyonu ,
2. Yardımcı dümen donanımının operasyonu veya ikinci pompanın yardımcı olarak kullanılması,
3. Uzaktan kontrol sistemi veya sistemlerinin köprüüstünden çalıştırılması,
4. Emercensi güç kaynağı kullanılarak dümen donanımının çalıştırılması,
5. Gerçek dümen açısına göre, dümen müş’irinin gösterdiği değerin kontrol edilmesi,
6. Uzaktan kontrol sistemi ve dümen donanımı güç ünitelerine donatılan alarmların denetlemesi,
şekillerinde olmalıdır. Deneyler sırasında dümen yelpazesi bir alabandadan diğer alabandaya hareket ettirilmeli ve türlü teçhizat , bağlantı vb.i de hasar ve aşınma bakımından denetlenmelidir. Köprüüstü ile dümen dairesi arasındaki iletim (transmisyon) sistemi de çalıştırılmaktadır.
Yukarıdakilere benzer işlemler , geminin dar sulara , kanal ve limanlara girmesinden önce de uygulanır. Sözü edilen yerlere girmeden bir süre önce dümen yelpazesi birkaç kez sancak ve iskele alabandalara alınarak bir sorun olup olmadığı kontrol edilir.
ELEKTRİKLİ DÜMEN DONANIMLARI
Daha çok motorlu gemilere uygulanan başka bir donanım da “Elektrikli dümen” donanımıdır. Elektrikle kontrol , elektrikli güç ünitesi ve elektriksel transmisyon veya iletmeden oluşan elektrikli dümen donanımları :1) Ward (vard)Leonard sistemi 2) Doğrudan tek motorlu sistem olmak üzere başlıca iki bölüme ayrılır. Her iki sistemde de bir elektrik motoru , bir pinyon dişli ve kadranı (çeyrek dişli) ve onun yardımıyla da dümen yekesini çalıştırır.
Ward Leonard sistemi elektrikli dümen makinesi
Şekilde gemi ana devresinden beslenerek dönen ve bir jeneratörü (2) sürekli olarak döndüren motor (1) görülmektedir. Böylelikle 1 numaralı motor ve jeneratör (2) bir motor-jeneratör sistemi oluşturmaktadırlar. Ayrıca devrede motor-jeneratörden üretilen akım ile çalışan ve dümen yekesini hareket ettiren bir dümen motoru (3) ve biri köprüüstünde (4) ve diğeri dümen dairesinde (5) bulunan ve birbirlerine paralel olan iki reosta da bulunmaktadır.
Köprüüstü reostası (4) ve dümen dairesi reostası (5) üzerinde bulunan ve “kürsör” adı da verilen kontakları (6) birleştirilen 7 sayılı izoleli tel ise , aynı zamanda motor jeneratörün (2) kutup sargılarına (8) bağlanmıştır. Motor-jeneratör doştan ikazlıdır ve 9 numaralı uyarıcı tarafından ikaz edilmektedir. Dümen yekesi orta durumda olduğu sürece , reostalar (4 ve5) dengede olduklarından 6 numaralı iletkenden ve dolayısıyla uyarıcıdan akım geçmez , jeneratör kutup sargıları uyarılmaz ve sürekli olarak dönmesine rağmen jeneratör gerilim üretmez. Bu durumda dümen motoru da (3) akım almadığı için hareketsizdir. Serdümen tarafından köprüüstündeki dümen dolabı döndürüldüğünde reosta kontakları (6) hareket eder ve elektriksel denge bozulur ve uyarıcının alanından bir akım geçer , jeneratörün kutupları uyarılır ve akım üretmeye başlar , dümen motoru , jeneratör tarafından çalıştırılmaya başlanır. Dümen hareket ettiğinden dümen reostası , aynı durumdaki köprüüstü reostası ile dengelenir ve jeneratörün akım üretmesi sona erer ve dümen motoru stop eder.
Yukarıdaki açıklamadan , dümenin istendiği zaman her iki tarafa da gerektiği kadar alınabileceği anlaşılmaktadır Denizli havalarda , kuvvetli denizlerin etkisiyle dümen yekesi , dümen motorunu çevirebilir ve dümenin durumu da bozulabilir. Böyle bir durumda dümen dairesi reostasında kontağın durumu değişeceği için , denge yine bozulacak , 7 telinden akım geçecek , jeneratörün kutupları ikaz edileceğinden , üretilecek akımla dümen motoru çalıştırılarak yeke eski durumuna gelecektir.
Tek motorlu sistemde dümeni çalıştırılan motor , kontaktör türünden bir “Starter” (10) yardımıyla geminin ana elektrik devresinden (11) belenir. Sancak ve iskele hareketlerini oluşturmak üzere , reostalara “Tornistan” kontakları da donatılmıştır. Dümen motoru , kontrol sistemi tarafından stop edilinceye dek tam yolla çalıştırılır. Dolasıyla dümeni istenilen durumda ve çabuk olarak stop etmek için bir fren sistemi gereklidir.
Dümen Tipleri
Dümenler pozitif hareketli ya da çalışmanın türüne göre pasif olabilirler.Pasif olabildikleri gibi yarı dengeli yada dengeli yapılabilirler.Pasif operasyon dümenleri düz ya da damla tipte olabilirler.Pasif hareketli dümenlerin tümü damla tiptedirler. Dümenler alabandadan diğer alabandaya aşağıda sıralanan biçimlerden biri yardımı ile alınabilirler:
1- Halatlı bir dümen yekesi donanımı,
2- Kadran çalıştırma ve dişli donanımı,
3- Dümen üzerine donatılmış dümen makinesi ile çalıştırma,
4- Vida türünde dümen donanımı,
5- Hidrolik donanım.
DONANIMLARIN ÇALIŞMALARINI SAĞLAYAN GÜÇLERİN TEMİNİ
1- El ile çalıştırılan dümen donanımı ile,
2- Stim ile çalıştırılan dümen makinesi ile,
3- Elektrikli dümen makineleri ile,
4- Hidrolik donanım yardımı ile sağlanır.
Dümen makinelerinin ilk hareketi, tornistanı ve şaft hızlarının değiştirilmesi dümen makinesinin ilk hareket mekanizmasını dümen dolabına bağlayan bir teledi-namik transmisyon yardımı ile kontrol istasyonu tarafından sağlanır.Bu biçimde dümen hareketinin yönü ve hızı kontrol edilir.
TELEDİNAMİK TRANSMİSYONLARIN
SINIFLANDIRILMASI
Tele dinamik transmisyonlar aşağıda açıklandığı gibi sınıflandırılabilir:
Mekanik Olanlar:
1- Şaft tipinde,
2- Dümen halatı tipinde,
3- Dişli tipte
Hidrolik Olanlar,
Elektrikli Olanlar.
DÜMEN MAKİNALARININ KONSTRÜKSİYONLARI
Bütün dümen makinelerinin konstrüksiyonlarında aşağıda açıklananların olması gerekir:
1- Herhangi bir navigasyon ya da seyir koşullarında arızasız çalışması ve güvenilir olması,
2- Uzun çalışma süresi,
3- Tam deniz hızında dümeni gerekli açıda devreye sokma yeteneği,
4- Dümen hareketini gerekli hızında dümeni devreye sokma yeteneği,
5- Ana dümenden yardımcı dümene çabuk olarak geçme kolaylığı,
6- Dümeni geminin çeşitli yerlerden kontrol imkanı,
7- Dümene uygunluğu,
8- En küçük fiziksel boyut ve özgül ağırlıkta olması,
9- Basit dizayn, bakım tutum ve servis ya da işletme kolaylığı,
10- Ekonomik operasyon.
DÜMEN MAKİNASI VE KONTROL DONANIMI
Dümen makinesi ve kontrol donanımı aşağıda sıralanan gerekleri de sağlamalıdır:
1- Dümen makinesi ana ve yardımcı kontrol istasyonlarından bir dümen dolabı ile ilk getirebilmelidir,
2- Dümen makineler tornistanlı olmalıdır.Böylece her iki yönde hareket ettirebilme imkanı sağlanmış olur,
3- Dümen makinesinin dönüş yönü, dümeni döndüren dolabı ile aynı yönde olmalıdır.Dümen dolabı durdurulduğu zaman, dümen makinesi, durumu gösterge ile gösterilen dümeni de stop ettirmelidir,
4- Dümen makinesi, serdümen, dümen dolabını çevirmeye başladığı zaman, kontrol donanımı ve dümeni derhal aynı yönde hareket ettirmeli ve böylece geminin kontrolü kaybetmemesini sağlamalıdır,
5- Dümen donanımında hasar oluşturmaktan kaçınmak üzere dümen tam alabanda durumuna ulaştığı zaman dümen makinesi otomatik olarak stop etmelidir,
6- Dümen yekesinin hızı dümen dolabının hızına uygun olmalı ve böylece istenilen manevra için uygun sürat başarılmalıdır,
7- Dümen makinesi sessiz çalışmalı ve çok iyi şekilde dengelenmeli, çalışması gemi bünyesinde titreşime sebep olmamalı ve böylece gemi personeli ve yolcular rahatsız olmamalıdır.
DÜMEN MAKİNALARININ YERLEŞTİRİLDİKLERİ YERLER
Ticaret gemilerinde dümen makinesi genellikle aşağıda belirtilen yerlere yerleştirilir:
1- Makine dairesinin kıç perdesi üzerine ve ana güverte seviyesine,
2- Dümen iğneciğine doğrudan komşu olan geminin kıç tarafındaki dümen yekesi dairesine,
3- Dümen dairesi yada hemen altında olmak üzere geminin ana kontrol merkezine yakın.
DÜMEN MAKİNALARININ YERLEŞTİRME YERLERİ
Makineler boyuna eksen üzerine yerleştirilmiş gemilerde dümen makinelerinin sözü edilen üç ayrı yere yerleştirilmelerinin sebepleri aşağıdaki gibi açıklanabilir:
1- Dümen makinesinin servise alınmasının uygun olması,
2- Güvenilir operasyonun sağlanması,
3- Dümen donanımının güvenilir operasyonun sağlanması,
4- Tele dinamik transmisyonun operasyonun sağlanması,
5- Buhar sarfiyatı,
6- Denizde yada limanda çabuk onarım sağlayacak yetenekte olması,
7- Yolcu ve personelin yaşamları üzerindeki tesirleri,
Dümen makinelerinin yerleştirildikleri yerlerden birinci, ikinci ve üçüncü yerlere göre servise yada işletmeye uygunluğu, güvenilir operasyonu, limanlarda ve denizde onarım kolaylığı ve personeli rahatsız etmeme bakımından daha uygundur.
Dümen makinesi ile dümen şaftı arasındaki bağlantı donanımı daha çok güvenli olur.Dümen makinelerinin buhar sarfiyatı uzun stim borularındaki yoğunlaşmalar sebebi ile.Bu özellik kuzey enlemlerdeki seyirler bakımından çok önemlidir.Bundan başka dümen dolabı ile makine arasındaki transmisyonun uzun olması sebebiyle güvenlik ve bütün dümen donanımının hareketindeki duyarlık azalır.
Servis bakımından en uygun yer dümen makinesinin köprü üstüne komşu olarak yerleştirildikleri yerlerdir.Böylece çok daha güvenilir bir link donanımı ve çok daha çabuk ve hassas bir hareket sağlanabilir.
Halat transmisyonlu dümen makineleri makine dairesinin arka perdesine yada kontrol istasyonunun yakınına yerleştirilebilirler.Bunların kadran,vida tipli yada hidrolik çalıştırma biçimleri ise geminin kıç tarafındaki yeke odasına yerleştirilmektedir.Eskiden buharlı tesislerde buharla çalıştırılan dümen makineleri, motorlu gemilerde ise elektrikli ve hidroelektrik dümen makineleri ve donanımları kullanmakta idi.
Günümüzde motorlu gemilerde egzost gazlarının artık ısılarından egzost kazanlarında yararlanma biçimi, bu kazanların limanlarda sıvı yakıtlarla fayrap edilebilmesi, yardımcı kazanlar adı verilen bu cihazlardan elde edilen buhar ile buharlı güverte makineleri ve buharla çalıştırılan dümen makinelerinin kullanılmasını sağlamaktadır.
Aynı zamanda günümüzdeki buharlı ve turbo-dinamolu güç kaynakları ile donatılmış buharlı gemilerde de elektrikli ve hidro-elektrik türünden dümen donanımları da kullanılmaktadır. Buharla çalışan dümen makineleri ile çalıştırılır.
STİMLİ YADA ELEKTRİKLİ, HİDROELEKTRİK MAKİNALARIN KARŞILAŞTIRILMASI
Stimli yada elektrikli yada hidroelektrik dümen makineleri karşılaştırılmasında şu faydalar görülebilir:
1- Sistemin uygunluğu ve telemotor yerine elektrik kabloları sebebi ile kontrol istasyonu ile arada çok güvenilir bağlantı donanımı,
2- Dümenin kontrolunda büyük hassasiyet,
3- Hiçbir ön çalıştırmayı zorunlu yapmadan istenilen anda harekete hazırlanması.
ELEKTRİKLİ DÜMEN MAKİNELERİNİN SAKINCALARI
Bu sistemde yüksek ilk tesis giderleri, operasyon ve ayarlanma işleminin çok daha kompleks olmasıdır. Stimli dümen makinelerinin elektrikli olanlara göre şu avantajları görülür:
1- Daha güvenilir olmaları,
2- Sistemin basit olması,
3- Düşük ilk kuruluş giderleri,
4- Daha küçük transmisyon.
STİMLİ DÜMEN MAKİNALARININ ELEKTRİKLİ DÜMEN MAKİNALARINA GÖRE DEZAVANTAJLARI
1- Fazla buhar sarfiyatı sebebi ile daha az ekonomik,
2- Dümen kontrolunda daha az hassasiyet,
3- Boyutlarının daha fazla ölçülerde olması,
4- Devreye alınmadan önce ısıtılmaları için belirli bir zaman gerektirmesi,
5- İşletmede çok kompleks bakım tutum gerektirmesi gibi sakıncaların olması.
Hidrolik dümen makinesi dümen dolabını yada kontrol levyesinin hareketinde yüksek hassasiyet, yumuşak ve sessiz çalışma, dümen şaftı üzerinde sabit bir moment oluşturması, dümen hareket hızı için geniş bir ayar sınırı sağlaması, işletmenin güvenli ve daha yüksek verimli oluşları sebebi ile bütün diğer dümen makinelerinden ayrılır. Hidrolik dümen makinelerinin genel boyutları ve ağırlıkları elektrikli ve stimli dümen makinelerinden daha az olup dümen şaftı üzerinde daha büyük bir moment oluştururlar. Hidrolik dümen makinelerinin sakıncası yapımlarının, kuruluş ve ayarlarının daha karmaşık, ilk kuruluş masraflarının yüksek olması ve özellikle bakım tutum ve işletme sırasında büyük bir dikkati gerektirmesidir.
VİDALI DÜMEN DONANIMI
Dümen makinesinin tahrik etmiş olduğu transmisyon şaftı üzerindeki dişliler yardımı ile sağ ve sol vida şaftına hareket verir. Karşı vidaların üzerlerinde bulunan somunlar zıt yönlerde hareket edeceklerinden bu somunları bağlı rotlar yardımı ile dümen yekesini de harekete geçirirler. Bu hareket sırasında kılavuz rotları üzerinde hareket eden yataklar yardımı ile somunların dönmelerine engel olur. Kılavuz rotları ise taban blokları üzerine tespit edilmiş ve vida şaftı da iki ucundan yataklanmıştır. Dümeni donanımdan ayırmak gerektiği zaman vidayı tutabilmek için birde fren düzeni vardır. Frenin kolu çekildiği zaman dümen şaftı üzerinde bulunan bir kasnağın etrafındaki bandaj sıkıştırılmış olur.
BUHARLI DÜMEN MAKİNALARININ PRENSİPLERİ
Dümen makinesi şaftının herhangi bir konumda ilk harekete getirilmesi yeteneği ve tornistanı buhar genişlemesi olmayan iki silindirli ve krank pimleri arasında 90 ar derecelik açı bulunan bir makine tarafından temin edilir. Buhar makinesi teorisine göre eğer valflar lepsiz ve krank kolu ile eksantrik kolu arasındaki açı farkı 90 derece ise, buharın silindire girişini değiştirerek tornistan sağlanır. Bütün buharlı dümen makinelerinin valf hareket mekanizması bu prensiple çalışır ve tornistan elde edilir.
Buharlı dümen makineleri şaftlarının ilk hareketleri, stop edilmeleri ve devir sayılarının değiştirilmeleri mekanik, hidrolik yada elektrikli tele dinamik transmisyonlar tarafından sağlanır.
TELEDİNAMİK TRANSMİSYONLAR
Rod tipli transmisyonlar genellikle bir dizi çelik çubuk ve çapları 40 ile 60 mm nin arasında olan içi boş şaftlardan oluşmuşlardır. Çubuklar biri birine kaplinler, konik dişliler ve üniversal cointlerle bağlanmışlardır. Böylece geminin biçimine uygun bir donanım elde edilmesi mümkün olur. Kural olarak rotlar yada çubuklar güverte altından geçirilir. Dümen makinesinin ilk hareket cihazı ve dümen dikmeleri arasına yerleştirilmiş asılı yataklarla taşınan çubuk transmisyonu dümen dolabı tarafından hareket ettirilir ve bu hareket ilk hareket valfına aktarılır. Rod taşıyıcıları arasındaki aralık içi dolu rotlar için 70 mm ve içi boş şaftlar için ise 80 mm yi geçmemelidir. Böylece denetimler dümen makinesi ile dümen dolabı arasındaki aralık oldukça kısa olduğu zaman da kullanılır. Güverte yada perdelerin deformasyonlarının sistemde sıkışmaya sebep olmalarından ötürü çubuk tipindeki transmisyonların çok uzun yapılmaları tavsiye edilmez. Konik dişlilerdeki kaçınılmaz boşluk sebebi ile dümenin hareketi döndürülen dümen dolabınınki ile birbirine uymaz. Bu bakımdan çubukları döndürebilmek için dümen dolabına önemli miktarda güç uygulamak gerekir.
Çubuk ve fren dişlili transmisyon, makaralar üzerine oturan çubuklardan meydana gelmiş olup ilk hareket valfını harekete geçirmek için dümen dolabı döndürüldüğü zaman bu çubuklar eksen el olarak hareket olarak hareket ederler. Birinci çubuk bir fren dişli ve ona dokunan bir küçük dişli ile dümen dolabına bağlanmıştır. Pinyon dümen dolabı tarafından çevrilir. Fener dişli tarafında ilk çubuğa iletilen iletilen güç diğer çubuklara aktarılır. Son çubuk ikinci fener dişli ve pinyon yardımı ilk hareket valfına bağlanmıştır. Bu türdeki transmisyonlar genellikle kendinden pervaneli bacalara ve üst güvertesinde geniş hacimler bulunan gemilere uygulanmaktadır.