जहाजाचे एंजिन

जहाजाचे एंजिन : लहान वा मोठे कसलेही जहाज चालविण्यास वापरावयाचे एंजिन. जहाजाच्या एंजिनात पुढील गुण असणे आवश्यक असते : विश्वसनीयता, वजनातील हलकेपणा, सुटसुटीतपणा, इंधनाची काटकसर, दीर्घ आयुष्य, सोपी देखरेख, चालवायला सोपे, उलटे फिरू शकण्याचे सामर्थ्य आणि कमी वेगातही एकसारखी चाल. या गुणांतील कोणत्या गुणाला अधिक महत्त्व आहे, हे त्या जहाजाला कसल्या प्रकारचे काम करावयाचे असते त्यावर अवलंबून राहील, तरी पण विश्वसनीयता हा गुण सर्वच ठिकाणी अतिशय महत्त्वाचा असतो. जहाजाचा प्रवास चालू असताना जर क्षुल्लक कारणाने एंजिन बंद पडू लागले, तर कठीण प्रसंग ओढवेल.

जहाजाच्या व भूस्थित एंजिनांतील फरक : जहाजाचे एंजिन व भूस्थित (जमिनीवर बसविण्याचे) एंजिन यांत तसे म्हटले तर फारसा फरक नसतो. मात्र जहाजात क्षैतिज (आडवे) पृष्ठ अगदी मर्यादित असते व त्यामुळे जहाजांची एंजिने फक्त उभ्या रचनेचीच बनवावी लागतात. जमिनीवर तसे काही बंधन पडत नाही. भूस्थित एंजिने एकाच दिशेने फिरावयाची असतात, तर जहाजाच्या उलट चालीसाठी त्यातील एंजिनांना उलट गती देता येणे आवश्यक असते. जहाजाच्या एंजिनाची घडण भूस्थित एंजिनापेक्षा जास्त मजबूत असावी लागते. एंजिनाचा कोणताही भाग वरचे वर नादुरुस्त होता कामा नये. जहाज एका बंदराहून निघाल्यापासून पुढच्या बंदराला पोहोचेपर्यंत एंजिन नादुरुस्त न होता सतत चालत राहायला हवे. भूस्थित एंजिन बिघडले, तर त्याच्या दुरुस्तीची वा जरूर पडल्यास नवा भाग मिळण्याची सोय लगेच होऊ शकते पण जहाजाच्या बाबतीत ते शक्य नसते. आणखी एक महत्त्वाचा फरक म्हणजे जहाजाचे एंजिन वजनाने शक्य तितके हलके असले पाहिजे. वजन जास्त असल्यास तेवढा उपयुक्त माल कमी करावा लागतो.

एंजिनांचे प्रकार : जहाजांवर बसवावयाच्या एंजिनांचे पुष्कळ प्रकार आहेत : पश्चाग्र गतीच्या (सरळ रेषेत पुढे-मागे हालचाल होणाऱ्या) दट्ट्याचे वाफ एंजिन, वाफ टरबाइन (चक्री एंजिन), कच्च्या (क्रूड) खनिज तेलावर चालणारे अंतर्ज्वलन (सिंलिंडरातच इंधनाचे ज्वलन होणारे) पश्चाग्र गती दट्ट्यांचे एंजिन, साधे तेल एंजिन, डीझेल एंजिन, पेट्रोल एंजिन व वायू टरबाइन. अलीकडे नेहमीच्या बाष्पित्राऐवजी अणुभट्टीपासून मिळणाऱ्या उष्णतेचा उपयोग करून तयार होणाऱ्या वाफेवर चालणारे टरबाइन आणि त्यावर चालणारे विद्युत् जनित्र (विद्युत् शक्ती निर्माण करणारे यंत्र) असा संच काही विमानवाहू जहाजांत व पाणबुड्यांत वापरात आला आहे.

वाफ संयंत्र : वाफ संयंत्रात (यंत्रसंचात) पश्चाग्र गती दट्ट्याचे वाफ एंजिन हे सर्वांत जुने व जहाजावर बसविलेले पहिले एंजिन आहे. या एंजिनाचा भुजादंड सरळ प्रचालकाच्या (जहाजाला गती देणाऱ्या मळसूत्री पंख्याच्या) दंडाला जोडलेला असतो. प्रचालकाचा वेग साधारणतः ७० ते १२० प्रती मिनिट फेरे (प्रमिफे) असतो आणि वाफ एंजिनांचा वेगही या मर्यादेत ठीक बसतो. मोठ्या आगबोटींना दोन मुख्य एंजिने व प्रचालक असतात. ही एंजिने चतुःप्रसरणीही (चारपर्यंत सिलिंडरांची) असू शकतात. पहिल्या सिलिंडरात बाष्पित्रामधील ताजी उच्च दाबाची वाफ वापरून तिचे प्रसरण टप्प्याटप्प्याने पुढील सिलिंडरात होऊ देतात. यासाठी पुढील सिलिंडरांचा व्यास क्रमाक्रमाने वाढवावा लागतो, परंतु सगळ्या दट्ट्यांची धाव सारखीच असते. वाफेचे प्रसरण जवळजवळ ०·१ किग्रॅ./सेंमी.^२ निरपेक्ष दाबापर्यंत अथवा थोडेसे त्याखालीही होऊ देतात. इतका कमी दाब मिळण्यासाठी चांगला संघनक (वाफ थंड करून तिचे पाण्यात रूपांतर करणारे पात्र) वापरावा लागतो. संघनक वापरल्याने त्यात संघनित (द्रवीभूत) होणारे पाणी बाष्पित्राला पुरविता येऊन बाहेरून आणाव्या लागणाऱ्या शुद्ध गोड्या पाण्यात बचतही होते. वाफ संयंत्रात वाफ उत्पन्न करण्यासाठी बाष्पित्र वापरावे लागते. संयंत्रातील एंजिने द्विक्रिय जातीची (दट्ट्याच्या दोन्हीकडे शक्ती उत्पन्न करणारी) असून त्यांत अतितप्त वाफ वापरणे सुरू झाले. अतितत्प वाफ वापरताना दट्ट्या व सिलिंडर यांमध्ये चांगले वंगणाचे तेल घालावे लागते. हे तेल पुढे संघनितात जाते आणि ते बाष्पित्रात सोडण्यापूर्वी गाळणी वापरून त्यातील तेल काढून घेऊन पाणी शुद्ध करावे लागते.

वर वर्णन केलेल्या एंजिनापेक्षा एकदिश प्रवाही एंजिन जास्त कार्यक्षम असते. यात एकाच लांब सिलिंडरात वाफेचे पूर्ण प्रसरण घडविता येते व हे एंजिनही द्विक्रिय करता येते. या एंजिनाला वरील एंजिनापेक्षा वाफ कमी लागते, एंजिनात सहापर्यंत सिलिंडर वापरता येतात. सर्व सिलिंडर अगदी सारखे असतात, प्रत्येक सिलिंडरात सारखीच अश्वशक्ती (अश.) निर्माण होते, पीडन परिबलात (भुजादंड फिरविण्यासाठी मिळणाऱ्या एकूण शक्तीमध्ये) बराच सारखेपणा येतो व एंजिनाचे संतुलन सोपे होते, हे या एंजिनाचे फायदे आहेत. एक मोठा फायदा म्हणजे अशा एंजिनाची बनावट सोपी होते व त्यामुळे त्याची किंमतही कमी होते. या प्रकारची एंजिने विशेषकरून अमेरिकेत जहाजांवर बसवितात.

वाफ टरबाइन : पश्चाग्र गती दट्ट्याच्या एंजिनाच्या मानाने जहाजात वाफ टरबाइन फायदेशीर ठरते. टरबाइनात फक्त चक्रीय गती असल्याने हादरे व आवाज कमी होतो. दाब असलेली धातुपृष्ठे एकमेकांच्या संपर्कात नसतात व त्यामुळे घर्षण हानी नसते आणि उच्च दाबाची खूप अतितप्त वाफ व अगदी कमी दाबाची (जेव्हा तिचे विशिष्ट घनफळ १० मी.^३/किग्रॅ. इतके मोठे होते) अशी दोन्ही प्रकारची वाफ चांगली परिणामकारक रीत्या वापरता येते. टरबाइनाला एंजिनापेक्षा जागाही कमी लागते. सुरुवातीला कमी वेगाचा गुण असलेली बहुपदी आवेग (वाफ झोताच्या धक्क्याने फिरणारी) टरबाइने बसविली गेली. पण यांचा वेगही प्रचालक दंडापेक्षा थोडासा जास्त असल्याने टरबाइन व प्रचालक जोडण्यासाठी वेगबदल दंतचक्रांची पेटी वापरावी लागली. पुढे उच्च वेगाची व जास्त कार्यक्षम अशी प्रतिक्रिया जातीची टरबाइने जास्त पसंत पडू लागली. पण काही वर्षांनी तज्ञांचा कल पुन्हा आवेग प्रकाराकडे झुकला व आता त्याच प्रकारची टरबाइने रूढ आहेत. आवेग टरबाइन वापरण्याचे मुख्य कारण, म्हणजे ते बनविणे प्रतिक्रिया टरबाइनापेक्षा सोपे असते.

मध्यम शक्तीचे (सु. ६,००० दंड अश.पर्यंत, दंड अश. म्हणजे प्रचालक दंडाला दिली जाणारी निव्वळ अश्वशक्ती) टरबाइन असल्यास वाफेचे पूर्ण प्रसरण एकाच कवचात होऊ देतात व शक्ती अधिक मोठी असल्यास त्यासाठी दोन किंवा तीन यंत्रे वापरतात. जेव्हा एकापेक्षा जास्त यंत्रे वापरली जातात तेव्हा प्रत्येक यंत्र त्याच्या अनुकूलतम वेगाने चालविता येते व दंतचक्राच्या मदतीने प्रचालकालाही त्याचा अनुकूलतम वेग देता येतो. टरबाइनांचा वेग ३,००० ते १०,००० प्रमिफे. असतो, तर प्रचालकाचा ८० ते ४०० प्रमिफे.पर्यंत ठेवता येतो. जेव्हा टरबाइनांची संख्या एकापेक्षा अधिक असते तेव्हा प्रत्येक टरबाइनासाठी निराळा प्रचालक ठेवतात किंवा ती एकाच प्रचालकालाही जोडता येतात. प्रचालनाच्या कार्यक्षमतेच्या दृष्टीने एकच प्रचालक असणे श्रेयस्कर असते, तर जहाजाच्या संचालनासाठी दोन किंवा अधिक प्रचालक जास्त सोईस्कर असतात. जहाजावर टरबाइन वापरले, तर ते काही वेळा विद्युत् जनित्राला सरळ जोडतात. विद्युत् जनित्रापासून मिळणाऱ्या विद्युत् शक्तीने प्रचालकाला सरळ जोडलेले विद्युत् चलित्र (मोटर) फिरवितात. या विद्युत् चलित्राचा वेग पाहिजे तितका कमी ठेवता येतो. या व्यवस्थेमुळे टरबाइनापासून प्रचालकापर्यंत जोडावयाचा लांब दंड वगळता येतो. विद्युत् शक्ती नेण्याचे काम केबलीने करता येते. एकापेक्षा अधिक टरबाइने ठेवल्यास त्यांतील एखादे नादुरुस्त होऊन बंद ठेवावे लागले, तरी बाकीची टरबाइने वापरून जहाज नजीकच्या बंदरात, कमी वेगाने का होईना, पण नेता येते.

कुठलेही जहाज उलटे चालविता येणे आवश्यक असते, पण पश्चाग्र गती दट्ट्यांच्या एंजिनाप्रमाणे टरबाइन उलटे फिरू शकत नाही. यासाठी उलटी पाती बसविलेला, स्थिर व चल पात्यांच्या दोनतीन जोड्या असलेला, एक भाग नीच दाबाच्या टरबाइनात (असे वेगळे असल्यास) नीच दाबाच्या टोकाकडे त्याच्या दंडावर बसविलेला असतो. जहाज पुढे चालण्याच्या दिशेने टरबाइन फिरत असता त्याच्याबरोबर हा उलट्या पात्यांचा भाग नुसताच फिरत राहतो. कवचाच्या या भागात वाफेचे विशिष्ट घनफळ बरेच मोठे झालेले असल्याने ती अगदी विरळ असते व त्यामुळे घूर्णकाचा (फिरणाऱ्या घटकाचा) हा भाग फिरताना वाफेच्या घुसळण्याने होणारा रोध बराच कमी असतो. जेव्हा जहाज उलटे सरकावावयाचे असते तेव्हा पुढच्या चालीसाठी असलेल्या यंत्रांच्या वाफेच्या पुरवठा झडपा बंद करतात व या उलट्या चालीच्या भागाची झडप उघडून त्याला उच्च दाबाची वाफ पुरवितात. या उलट्या चालीच्या भागात पुढच्या अश.च्या साधारणपणे ४०% अश. उत्पन्न होण्याची व्यवस्था असते [⟶ वाफ टरबाइन].

अणुकेंद्रीय संयंत्र : या संयंत्रात वर वर्णन केलेल्यासारखीच वाफ टरबाइने वापरतात पण वाफ तयार करण्याकरिता लागणारी उष्णता तेल, वायू, कोळसा यांसारखी नैसर्गिक इंधने जाळून न मिळविता युरेनियम (२३५) सारख्या किरणोत्सर्गी (भेदक कण किंवा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) धातूंच्या अणूंच्या विघटनाने उत्पन्न होणारी उष्णता वापरली जाते. धातूच्या अणूंचे विघटन ज्या बंदिस्त जागेत होते, तिला अणुभट्टी किंवा अणुविक्रियक म्हणतात. जहाजावर असा विक्रियक वापरताना जमिनीवरच्यापेक्षा जास्त काळजी घ्यावी लागते. त्यातील किरण बाहेर निसटून जवळपासच्या कर्मचाऱ्यांना धोका उत्पन्न होऊ नये म्हणून विक्रियकाच्या सर्व बाजूंनी जरूर त्या जाडीच्या काँक्रीटच्या भिंती घालतात. विक्रियकातील इंधन एखाद्या शीतनकात (उष्णता शोषून घेणाऱ्या द्रवात) बुडलेले असते व ते नळातून बाष्पकात (पाण्याची वाफ करणाऱ्या उपकरणात) खेळविलेले असते. पाण्याला उकळी न फुटेल इतका दाब असलेले पाणी, उकळते पाणी, द्रव अकार्बनी वायू किंवा द्रव सोडियम असे शीतनकांचे प्रकार आहेत. उच्च तापमान असलेली शीतनके वाहून नेणाऱ्या नळांची वेटोळी एका बाष्पकात (याला उष्णता विनिमयकही म्हणतात) ठेवलेली असतात व त्यांच्याभोवती दुसरे साधे पाणी असते. नळांच्या वेटोळ्यातील उष्णतेने या पाण्याची वाफ होते व ती वाफ टरबाइनाला दिली जाते. टरबाइन दंतचक्राद्वारा प्रचालकाचा दंड फिरविते. तसेच जहाजावर लागणारी वीज एका स्वतंत्र टरबाइनाला जोडलेल्या विद्युत् जनित्रात उत्पन्न होते. केव्हा टरबाइन-विद्युत् प्रचालनही वापरले जाते. वरील वर्णनात संयंत्राचे अगदी आवश्यक तेवढेच घटक निर्देशित केले आहेत पण हे संयंत्र असलेल्या जहाजावर या शक्तिजनकाचे पूरक भाग असलेले निरनिराळे पंप, संघनक वगैरे सामग्री असतेच शिवाय इतर जहाजांवरच्याप्रमाणे सर्व आनुषंगिक यंत्रसामग्रीही लागतेच.

अणुकेंद्रीय संयंत्रात प्रत्यक्ष इंधनाचे वजन नगण्यच असते. उदा., युरेनियम (२३५) या युरेनियमाच्या समस्थानिकाच्या (तोच अणुक्रमांक पण भिन्न अणुभार असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकाराच्या) एक किग्रॅ. वजनाच्या इंधनापासून जेवढी उष्णता मिळेल तेवढी उष्णता मिळण्यास ५,००० टनांहून अधिक कोळसा हवा किंवा ३,५०० टन खनिज तेल हवे. नेहमीची इंधने जाळणाऱ्या जहाजात ती साठवून न्यावी लागतात व त्यामुळे जहाजातील तेवढी जागा अडली जाते. मात्र अणुकेंद्रीय शक्तिसंयंत्र जहाजात बसविल्याने साध्या इंधनाची सर्वच जागा माल ठेवण्यासाठी मिळू शकते असे नाही. सॅव्हाना या अमेरिकी अणुकेंद्रीय व्यापारी जहाजाच्या संयंत्रातील घटकांचे वजन (टनांत) पुढीलप्रमाणे आहे.

सॅव्हानाएवढेच पण नेहमीच्या पद्धतीचे शक्तिसंयंत्र बसविलेले जहाज अंदाजे २,५०० टन इंधन तेल भरून घेईल पण त्याच्यात माल मात्र ५०० टन कमी राहील. सॅव्हानाएवढीच अश्वशक्ती उत्पन्न करीत हे जहाज पुन्हा इंधन न भरता २०,८०० किमी. जाऊ शकेल, तर सॅव्हाना ५,६०,००० किमी. जाईपर्यंत त्याला नवे इंधन लागणार नाही. अणुकेंद्रीय शक्तिसंयंत्रे पाणबुड्यांसाठी फायदेशीर ठरली आहेत, पण आतापर्यंत तरी ती व्यापारी जहाजांना तेवढी उपयुक्त असल्याचे आढळलेले नाही [⟶ अणुकेंद्रीय परिचालन].

वाफ शक्तिसंयंत्राचा एक अविभाज्य घटक म्हणजे बाष्पित्र होय. जहाजाचे बाष्पित्र फार कार्यक्षम असावे लागते कारण जहाजावरील जागा फार मोलाची असल्याने ते शक्य तितके लहान करण्याकडे संयंत्राच्या अभिकल्पकांचे (रचनाकारांचे) लक्ष असते. यासाठी हे बाष्पित्र नुसत्या दंडगोल टाक्यांचे न करता त्यात खूप नळ्या बसवितात. या नळ्या ज्वालांच्या मार्गात आडव्या ठेवतात व नळ्यांतून बाष्पित्रातील पाणी जात असते तेथे वाफ तयार होते व ती साठवण्यासाठी वरच्या बाजूला एक मोठी आडवी टाकी ठेवतात. आधुनिक बाष्पित्रात शेकड्यांनी नळ्या असतात. मुख्य उद्देश भट्टीतील किंचितही उष्णता प्रारणाने (तरंगरूपाने सुद्धा) वाया जाऊ नये, हा असतो. सध्या मोठ्या जहाजांसाठी वाफ संयंत्रे फक्त अमेरिकेतच जास्त पसंत केली जातात. इतर बहुतेक सर्व देशांतील जहाज कारखाने अंतर्ज्वलन संयंत्रच पसंत करतात.

अंतर्ज्वलन संयंत्रे : जहाजांसाठी वापरात असलेल्या अंतर्ज्वलन शक्तिसंयंत्राचे दोन प्रकार आहेत : पेट्रोल एंजिन व डीझेल एंजिन.

पेट्रोल एंजिन : हे मुख्यतः जहाजांसाठी वापरले जाते. पंधरा–वीस किमी.पर्यंत उतारूंची ने-आण करण्यासाठी, उदा., मुंबई–रेवस, मुंबई–एलिफंटा (घारापुरी) अथवा मुंबई-उरण वा छोट्या सहलींसाठी वापरात असलेल्या जहाजांवर, उदा., मुंबईच्या अपोलो बंदरातील स्थानिक जहाजांवर ही एंजिने बसविणे फार सोईस्कर असते ही एंजिने बहुधा मोटारगाड्यांना बसवितात त्याच जातीची असतात व त्यामुळे ती डीझेल एंजिनापेक्षा स्वस्त पडतात. मोटारगाड्यांचा सर्वत्र प्रसार झालेला असल्यामुळे त्यांचे सुटे भाग बाजारात तयार मिळू शकतात व त्यांची दुरुस्ती करणारी माणसेही सहज मिळू शकतात. पेट्रोल एंजिन वापरायलाही, विशेषतः सुरू करण्यास, डीझेल एंजिनापेक्षा सोपे असते. पेट्रोल एंजिनाच्या वापरात एकच दोष असतो व तो म्हणजे पेट्रोल पेटण्याचा किंवा त्याचा स्फोट होण्याचा धोका हा होय.

डिझेल एंजिन : मध्यम आणि मोठ्या जहाजांसाठी डीझेल एंजिने वापरतात. यांचा वापर तीन पद्धतींनी करतात. पहिली पद्धत म्हणजे एंजिनाच्या भुजादंडाला सरळ प्रचालकाचा दंड जोडणे. चांगल्या कार्यक्षमतेसाठी प्रचालकाचे प्रमिफे. कमी ठेवावे लागतात व एंजिन दंड सरळ प्रचालक दंडाला जोडायचा म्हणजे एंजिनही मंद गतीचे असले पाहिजे. मंद गतीच्या डीझेल एंजिनाचे वजन प्रती अश. सु. ४५ किग्रॅ. इतके जास्त असते. दुसऱ्या पद्धतीत एंजिन मध्यम व जलद गतीचे असते. एंजिन दंड आणि दंतचक्रे कमी वेगाने फिरवावयाचा प्रचालक दंड यांना जोडण्यासाठी दंतचक्रे वापरतात. दंतचक्रे वापरताना एकाच प्रचालक दंडाला दंतचक्रांनी दोन्हीकडून दोन एंजिनेही जोडता येतात (आ. १). तिसऱ्या पद्धतीत एंजिन जलद गतीचे असते व त्याला विद्युत् जनित्र जोडतात. जहाजाच्या आतल्या बाजूने चलित्र प्रचालकाला जोडतात व ते जनित्राच्या विजेवर चालवितात. दुसऱ्या आणि तिसऱ्या पद्धतींत एंजिन आणि प्रचालक त्यांच्या अनुकूलतम प्रमिफे.नी चालविता येतात, हा या पद्धतींचा फायदा आहे.

डीझेल एंजिन दट्ट्याचा चार धावांच्या किंवा दोन धावांच्या आवर्तनाचे (ठराविक क्रियांच्या पुनरावृत्तीचे) व या दोन्ही प्रकारांत एकक्रिय वा द्विक्रिय असू शकते. जहाजात डीझेल एंजिने बसवायला सुरुवात झाल्यावर सु. १५ वर्षे चार धावांच्या आवर्तनाचे, एकक्रिय व क्रॉसहेड (दट्ट्याचा दांडा व संयोग दांडा यांना जोडणारा ठोकळा) असलेल्या प्रकारचे एंजिन जास्त वापरले गेले. त्यानंतर दोन धावांच्या आवर्तनाचे एकक्रिय आणि सिलिंडराचे आडवे संमार्जन (जळालेले वायू दट्ट्याच्या मार्गात आडव्या दिशेने बाहेर ढकलण्याची व्यवस्था) असलेले एंजिन प्रचारात आले पण चार धावांचे एकक्रिय एंजिन अधिभारित (दाब दिलेली हवा वापरणाऱ्या) स्वरूपात पुढे बरीच वर्षे चालू राहिले. १९२६ च्या सुमारास चार धावांचे द्विक्रिय एंजिन जास्त शक्ती लागणाऱ्या जहाजांसाठी पुढे आले, पण त्याचा थोडक्या वेळात प्रवासात उद्वार (उलगडून पुन्हा जोडणी) करणे कठीण जाऊ लागल्याने थोड्याच वर्षांत ते मागे पडले. याच सुमारास दोन धावांचे द्विक्रिय आणि आयामी (दट्ट्याच्या धावेला समांतर दिशेने) संमार्जन असलेले एंजिन अभिकल्पिले व वापरले गेले. ते काम चांगले देत होते, पण जहाज बंदराला आल्यावर त्याचा उद्वार करण्यात वेळ व श्रम जास्त खर्च होतात असे दिसल्याने त्याचा फारसा प्रसार झाला नाही. निरनिराळ्या देशांत होत गेलेल्या या उत्क्रांतीचा परिपाक म्हणून आणि तसेच वेगवेगळ्या जहाजबांधणी तज्ञांच्या अनुभवातून दाब असलेल्या हवेच्या अधिभरणाचे, आयामी संमार्जनाचे, एकक्रिय, दोन धावांच्या आवर्तनाचे एंजिन आता जवळजवळ सर्वत्र रूढ झाल्याचे दिसत आहे. भारतातील शिपिंग कॉर्पोरेशन ऑफ इंडिया, सिंदिया स्टीम नॉव्हिगेशन कं. यांसारख्या मोठ्या जहाजवाहतूक कंपन्यांच्या १९६५ सालानंतरच्या बहुतेक जहाजांवर याच प्रकारचे एंजिने बसविलेली आहेत [⟶ डीझेल एंजिन].

दंतचक्रमालीय चालन : उच्च वेगाने फिरणाऱ्या एंजिन दंडातील शक्ती कमी वेगाने फिरवावयाच्या प्रचालकाच्या दंडाला पुरविण्यासाठी दंतचक्राची वेगबदल पेटी वापरतात. दंतचक्रमाला वापरण्यात पुढील फायदे मिळतात : (१) असे चालन अधिक विश्वासपात्र ठरते कारण या चालनात दोन किंवा अधिक एंजिने प्रचालकाच्या दंडाला जोडलेली असतात. (२) जेव्हा जहाज रिकामे जायचे असते तेव्हा चक्रांना जोडलेल्यापैकी एक किंवा अधिक एंजिने बंद ठेवून बाकीची त्यांच्या अधिकतम कार्यक्षमतेच्या स्थितीत चालविता येतात. (३) एंजिनांची संख्या वाढल्याने ती लहान करता येतात व त्यामुळे त्यांची देखभाल करणे सोपे होते. (४) जहाजाचा प्रवास चालू असतानाही एकामागोमाग एक असा एंजिनांचा उद्धार करता येतो. (५) कंपनीची निरनिराळ्या शक्तीची जहाजे असल्यास त्यांची एंजिने एकाच ठराविक मापांच्या सिलिंडरांवर आधारता येतात.

उच्च वेगाने फिरणारा एंजिन दंड आणि कमी वेगाने फिरवावयाचा प्रचालकाचा दंड एकमेकांना जोडण्यासाठी बहुधा दंतचक्रांची एकच जोडी वापरतात. ही दंतचक्रे दुहेरी मळसूत्री असतात. वेग कमी करण्याचे प्रमाण बहुतेक वेळी २·५ : १ वा २ : १ असते. क्वचित बाबतीत ते १·५ : १ एवढे कमीही ठेवावे लागते. एंजिन दंडाला प्रचालक दंड सरळ जोडला असता एंजिनाची शक्ती प्रचालकाला पोहोचेपर्यंत तीत हानी थोडी होते. एंजिन व प्रचालक यांना जोडणारा दंड बराच लांब असतो. त्याला बोगदा दंड असेही म्हणतात. कारण त्याच्यासाठी एक बोगदा केलेला असतो. या लांब बोगदा दंडाला जागोजाग धारव्यांनी (बेअरिंगांनी) आधार दिलेला असतो व या धारव्यांतील घर्षण हेच वरील शक्तिहानीला कारण असते. सरळ चालनात ही हानी साधारणतः ३% असते, तर दंतचक्रे वापरल्यास ती ८% पर्यंत जाते म्हणजे दंतचक्रीय चालनाची कार्यक्षमता ९२% असते. या हानीमुळे पीडन परिबल कमी होते. क्लचातील (विद्युत् चुंबकीय पकडीमधील) घसरीमुळे प्रमिफे.तही कपात होते.

प्रत्यास्थ युग्मक : दंतच्रक्रमाला वापरताना ती व एंजिन यांमध्ये एक प्रत्यास्थ युग्मक (लवचिक जातीची पकड) घालण्याची वहिवाट आहे. एंजिनाच्या परिबलातील (प्रेरणा गुणिले भुजा यातील) क्षणिक बदलामुळे उद्‌भवणारी त्याच्या दंडाची हानिकारक कंपने दंतचक्रांपर्यंत पोहोचू नयेत, हा युग्मक वापरण्याचा एक उद्देश असतो. जहाजाचे संचालन करताना त्याचे एंजिन चटकन बंद करून त्याला उलट-सुलट गती द्यावी लागते. एंजिन व एंजिन दंडाला जोडलेले लहान दंतचक्र वेगळी करण्यास युग्मकाचा चांगला उपयोग होतो. तसेच एंजिनात दट्ट्या वगैरे अडकून जर एखादा सिलिंडर निकामी झाला, तर त्याचा दंड दंतचक्रापासून सुटा पडून अपघात टाळला जातो.

यांत्रिक, विद्युत्, चुंबकीय, द्रवीय व वायवीय असे युग्मकांचे प्रकार आहेत. यांपैकी विद्युत् चुंबकीय जातीचे युग्मक आगबोटींवर बरेच वापरले जातात. हे युग्मक दिसायला नेहमीच्या विद्युत् चलित्रासारखेच असून त्यांचे एकात एक जाणारे असे समाक्षी दोन भाग असतात. मात्र हे दोन्ही फिरते असतात. बाहेरचा भाग दंतचक्रांच्या पेटीच्या दंडांवर बसवितात व आतला एंजिन दंडावर. बाहेरच्या भागात विद्युत् चुंबकीय ध्रुव असून त्यांची तोंडे आतल्या बाजूस असतात. ध्रुव तुकड्यांच्या गुंडाळ्यांना एकदिश विद्युत् प्रवाह पुरविला जातो. ही विद्युत् शक्ती संक्रमित शक्तीच्या जवळजवळ १ टक्काच असते. या ध्रुवांच्या चुंबकीय क्षेत्रात आतला भाग असतो व दोन्हींमधील फट ५ ते १० मिमी. ठेवतात. आतल्या भागावर साध्या सळया वापरून बनविलेल्या पिंजऱ्याच्या (स्क्विरल केजच्या) आकाराच्या गुंडाळ्या असतात. त्यामुळे तो प्रवर्तन (चुंबकीय क्षेत्रात बदल झाल्यामुळे विद्युत् दाब उत्पन्न करणाऱ्या) चलित्राच्या घूर्णकासारखा (फिरणाऱ्या भागासारखा) दिसतो. विद्युत् प्रवाहाने चुंबकीय क्षेत्र गुंडाळ्या उत्तेजित झाल्या म्हणजे हे दोन्ही भाग एकाच चक्रीय वेगाने फिरू लागतात. त्यात फरक पडलाच तर तो अगदी नाममात्र असतो. मोठ्या एंजिनात तो १% व लहानात २% पर्यंत असू शकतो. अर्थात या फरकामुळे दंतचक्र पेटीच्या दंडाचे प्रमिफे. एंजिन दंडाच्यापेक्षा आणखी कमीच होतात.

डीझेल-विद्युत् चालन : या चालनाचे वापरावयाच्या विद्युत् प्रवाहानुरूप प्रत्यावर्ती (उलट-सुलट दिशेने वाहणाऱ्या) विद्युत् प्रवाहाचे व एकदिश विद्युत् प्रवाहाचे असे दोन प्रकार आहेत. विद्युत् चालनाने दंतचक्रमालीय चालनात होणारे सर्व फायदे मिळतातच, पण आणखी पुढील फायदेही मिळू शकतात : (१) शक्तिवितरणात थोडासा फेरबदल करणे शक्य असते कारण एकाच प्रचालक दंडाला एकाधिक एंजिनांनी शक्ती पुरविण्याची सोय असते (२) एंजिने जहाजाच्या कोणत्याही भागात बसविता येतात, फक्त चलित्राची तेवढी जागा प्रचालकाच्या आतल्या बाजूला कायम ठेवावी लागते (३) एंजिने फक्त एकाच दिशेने चालवावी लागतात व त्यामुळे त्यांची रचना सोपी होते. एंजिनावर व त्याच्या भागांवर ते उलट-सुलट चालविताना एकदम येणारे भार कमी होऊन त्यांची झीज कमी होते (४) जहाजाच्या मधल्या भागातील सर्वांत वरच्या नियंत्रण सेतूवरून पूर्ण नियंत्रण करणे शक्य असते (५) सर्व एंजिनांचा उद्धार प्रवासातच हाती घेण्याचा कार्यक्रम आखून इष्ट बंदराला पोहोचल्यानंतर परतीचा प्रवास लवकर सुरू करता येतो.

एकदिश विद्युत् प्रवाही चालन प्रत्यावर्ती विद्युत् प्रवाहाच्या चालनापेक्षा जास्त सोईस्कर असते यात वाद नाही. जहाजाला निरनिराळे वेग द्यावे लागत असले व त्यामुळे शक्तीतही फरक पडत असला, तरी एंजिने आपल्या धिम्या गतीने चालत राहू शकतात. जहाज संचालनाचा व ती उलट जाण्याचा परिणाम फक्त प्रचालकाला जोडलेल्या चलित्रावरच होतो. पण चालनाच्या इतर पद्धतींशी तुलना करता एकदिश प्रवाहाच्या यंत्रसामग्रीचे वजन व किंमत जास्त असतात. त्यामुळे एकदिश प्रवाही चालन फक्त लहान जहाजातच फायदेशीर ठरते.

प्रत्यावर्ती विद्युत् प्रवाह व त्याला अंगभूत असलेला उच्च विद्युत् दाब यांचा वापर अगदी निर्दोष असतो असे नाही व त्यातही काही प्रश्न उद्‌भवतात. सर्व एंजिनांच्या चालीत समकालीनत्व आवश्यक असते. जहाज आणि सर्व एंजिने त्यांच्या ठराविक वेगाने चालत असता ही गोष्ट साधणे शक्य होते, कारण एंजिनांच्या वेगाचे नियंत्रण वेग नियंत्याच्या मदतीने अगदी लहान मर्यादांत करता येते. तसेच सर्व जनित्रे एकमेकांशी विद्युत् रीत्या जोडता येतात व एखादे एंजिन हळू चालू लागले, तर त्याचे जनित्र त्याला बाकीच्या एंजिनांच्या समकालीनत्वात खेचून आणू शकते. आगबोटीचे संचालन होत असता प्रचालकाचे प्रमिफे. थोडा वेळ सारखे कमीजास्त करावे लागतात व त्याच प्रमाणात एंजिनांचेही फेरे कमीजास्त व्हावे लागतात. पण त्याच वेळी सर्व एंजिनांत समकालीनत्वही राखले जाणे आवश्यक असते. जहाज उलटे सरकविताना एंजिनांचा वेग शक्य तितका प्रथम कमी केला जातो आणि पंख्याला जोडलेले चलित्र उलटे फिरविण्यापूर्वी काही क्षण एंजिनावरील भार पूर्णपणे नाहीसा होतो, पण लगेच चलित्र-एंजिनावर पुन्हा एकदम भार येतो व त्याच वेळी प्रचालक उलट फिरू लागताच जहाजाच्या समोरच्या गतीमुळे त्याच्या चलित्रावर एकदम मोठे पीडन परिबल येते. या वेळी एंजिने सावकाश चालत असल्यामुळे हे मोठे पीडन परिबल एंजिनांच्या शक्तीबाहेर जाणे शक्य असते.

वायू टरबाइन चालन : वायू टरबाइन हे एक अंतर्ज्वलन जातीचेच संयंत्र (एंजिन) असून या संज्ञेने नुसते प्रत्यक्ष टरबाइनच नव्हे, तर तदानुषंगिक सर्व घटकांचाही त्यात समावेश होतो. या संयंत्राचे किमान आवश्यक घटक म्हणजे संपीडक (हवा दाबणारा पंप), ज्वलनकक्ष (इंधन जाळण्याची जागा), टरबाइन, इंधन यंत्रणा आणि नियंत्रक साधने होत. या संयंत्रात चांगली कार्यक्षमता मिळण्यासाठी एक किंवा अधिक उष्णता विनिमयकांचा (उच्च तापमानावरील द्रव्यातील उष्णता कमी तापमानावरील द्रव्याला प्रत्यक्ष स्पर्श न करता देण्यासाठी बनविलेल्या साधनांचा) समावेश करतात. वायू टरबाइनाला खूप हवा पुरवावी लागते आणि त्यातून ती बाहेरही पडावी लागते. यामुळे त्याला मोठाले हवेचे नळ जोडावे लागतात. समुद्रावरील खूप हवा घेताना तीबरोबर समुद्राच्या पाण्यातील लवण आत येऊन टरबाइन च चक्रीय संपीडकाच्या पात्यांचे अपरदन (खड्डे पडून झीज) होणे शक्य असते.

प्रत्यक्ष वायू टरबाइन हे वाफ टरबाइनासारखेच असते, पण त्याला द्यावयाच्या हवेचा दाब त्याचे निष्कास (जळून बाहेर जाणाऱ्या वायूच्या) दाबाशी प्रमाण ही दोन्ही कमी असतात, संपीडक, ज्वलनकक्ष आणि नियंत्रक घटक ही वेगवेगळी असतात किंवा ती एकत्रितही असू शकतात. जेव्हा ती एकत्र असतात, तेव्हा त्यांना सुटा (मुक्त) दट्ट्या एंजिन किंवा वायुकारक (वायू उत्पादक) असे म्हणतात. हा वायुकारक म्हणजे दोन विरोधी मुक्त दट्ट्यांचे दोन धावांच्या आवर्तनाचे, एकदिश प्रवाही डीझेल एंजिन असते. प्रत्येक दट्ट्या हा दोन निरनिराळ्या व्यासांच्या दट्ट्यांचा मिळून झालेला असतो. त्यांतील एक भाग शक्तिप्रदानासाठी आणि दुसरा संपीडनासाठी असतो. वायूंचे प्रज्वलन (पेटण्याचा) दाबाच्या उच्च तापमानामुळे होते. या वायुकारकाच्या निष्कासावर टरबाइन चालते.

मुक्त दट्ट्या एंजिन जरी प्रथम १९२२–२३ च्या सुमारास संरचित झाले असले, तरी ते प्रत्यक्ष व्यवहारात उपयुक्त ठरले ते जेव्हा दुसऱ्या महायुद्धात जर्मन पाणबुड्यांत त्याचा संपीडक म्हणून उपयोग केला गेला तेव्हा. अशा काही एंजिनांचा संचच वायू टरबाइनासाठी वापरावा लागतो.

पहिले साधा संपीडक वापरलेले वायू टरबाइन बसविलेले सागरी जहाज १९५६ मध्ये बांधण्यात आलेले पूर्वीचे एक लिबर्टी जातीचे जहाज होते. त्याचे एंजिन बदलल्यावर त्याला ‘जॉन सार्जंट’ असे नाव दिले गेले. यातील टरबाइन उघड्या आवर्तनाचे (जळालेले वायू बाहेर घालविणारे), दोन दंडांचे पुनर्जनक (जळालेल्या वायूतील उष्णता परत मिळविणाऱ्या) पद्धतीचे असून त्याचा संपीडक १४ पदांचा (टप्प्यांचा) अक्षीय प्रवाहाचा होता. संपीडकाला चालविणारे टरबाइन उच्च दाबाचे एकपदी होते. कमी दाबाचे एकपदी टरबाइन बदलत्या अंतरालाचा (दोन आट्यांमधील अक्षीय अंतराचा) प्रचालक दंतचक्रमालेद्वारा चालवीत होते. प्रचालकाचे प्रमिफे. ११४ होते व टरबाइनाची दंड अश. ६,६०० अभिकल्पिली होती. परीक्षणात टरबाइनाने सहज ७,५०० दंड अश. निर्मिली आणि त्याचा इंधन खप ०·२३७ किग्रॅ./दंड अश. तास भरला.

मुक्त दट्ट्याचे संपीडक वापरणारी वायू टरबाइने बसविलेली दोन किनारी जहाजे फ्रान्समध्ये १९५३ साली बांधली गेली. त्या प्रत्येकात दोन टरबाइने होती. ती विश्वासार्ह व काटकसरीची आहेत, असे त्यांच्या कामगिरीवरून दिसून आले. याच प्रकारची यंत्रसामग्री वापरणारे पहिले ब्रिटिश जहाज म्हणजे लिबर्टी-बोट ‘विल्यम पॅटर्सन’ हे होय. यातील एंजिन वगैरे सामग्रीचे बदल करण्याचे काम अमेरिकी सागरी मंडळाच्या विद्यमाने १९५७ मध्ये करण्यात आले. या जहाजात समांतर काम करणारी सहा दट्ट्या एंजिने होती व ती दोन वायू टरबाइनांना जोडलेली होती. ही दोन टरबाइने दंतचक्रांच्या मध्यस्थीने प्रचालक दंड चालवीत होती [⟶ वायु टरबाइन].

तुलनतत्मतुलनात्मक विचार : जहाजांसाठी वापरात असलेल्या निरनिराळ्या प्रकारच्या संयंत्रांच्या वजनाचा, किंमतीचा व कार्यक्षमतेचा तुलनात्मक दृष्ट्या विचार करणे शक्य आहे. ही तुलना अर्थात थोडीशी ढोबळ स्वरूपाचीच असणार कारण अमुक एका प्रकारचे संयंत्र (एंजिन) अमुक एका ठिकाणी वापरले, तरी दुसऱ्या ठिकाणी त्याच तऱ्हेचे संयंत्र वापरताना जरूरीप्रमाणे तपशिलात फरक पडणारच. नुसत्या संयंत्राची किंमत ही ठोकळमानाने त्याच्या वजनाच्या सम प्रमाणात धरलेली आहे पण असे गृहीत हे ढोबळमानानेच बरोबर असणार असले, तरी आ. २ मध्ये दिलेले वक्र तुलनात्मक कल्पना येण्यासाठी उपयुक्त होतील. सर्व वक्र प्रचालक दंडाला दिलेल्या अश.च्या (दंड अश.च्या) भुजेवर काढलेले आहेत.

आ. २ मध्ये दंड अश.च्या संबंध नुसत्या एंजिन-संयंत्राच्या किंमतीशी दाखविला आहे. सामान्यतः १५,००० दंड अश. पेक्षा कमी अश. असल्यास फक्त डीझेल एंजिनच वापरणे फायदेशीर असते. या वक्रांवरून दिसून येते की, अणुकेंद्रीय संयंत्राची किंमत व म्हणून त्याचे वजनही सर्वांत जास्त असते, तर दंतचक्रमालीय चालनासह उच्च वेगी डीझेल एंजिनांची किंमत काही मर्यादेपर्यंत सर्वांत कमी असते. दंड अश. बरीच मोठी असल्यास वाफ टरबाइने फायदेशीर ठरतात पण तेच नुसत्या संयंत्राच्या वजनाच्या जोडीला जहाजाला १६,००० किमी. प्रवासाला लागणाऱ्या इंधनाचेही वजन धरले, तर हे चित्र एकदम पालटते व वक्रांची जागा आ. ३ मध्ये दाखविल्याप्रमाणे राहते. आ. २ मधील अगदी वरचे अणुकेंद्रीय संयंत्र एकदम खाली येते व त्याच्या बऱ्याच वर इतर वक्र राहतात. सर्वांत जास्त वजन वायू टरबाइनाचे आहे, हेही दिसून येते.

प्रचालक दंडाला सरळ जोडलेले (मंदगती) डीझेल एंजिन वरील दोन्ही आकृतींत बऱ्याच वरच्या स्थानी राहते, हेही आकृतींवरून स्पष्ट होते.

तुलनात्मक कार्यक्षमतेचा विचार करण्यासाठी किग्रॅ. प्रती दंड अश. तास (विशिष्ट) इंधन खप ही राशी प्रमाण मानतात. म्हणून दंड अश.चा व तिचा संबंध दर्शविणारे वक्र आ. ४ मध्ये दाखविले आहेत. या वक्रावरून दिसून येते की, वेगवेगळ्या जातींच्या संयंत्रांच्या विशिष्ट इंधन खपात खूप फरक पडतो. वाफ एंजिनांचा एक गट, वाफ टरबाइनांचा एक गट व डीझेल एंजिनांचा एक गट असे तीन निरनिराळे गट आकृतीत आहेत. वायू टरबाइन वाफ संयंत्रांच्यापेक्षाही निकृष्ट दर्जाचे आहे असे दिसून येते. या आकृतीत अणुकेंद्रीय संयंत्राचा समावेश होऊ शकत नाही, कारण हे इंधन तेल वापरीतच नाही. प्रचालक दंडाला सरळ जोडलेले डीझेल एंजिन आ. २ व ३ मध्ये जरी हलक्या दर्जाचे दिसत असले, तरी इंधन खपाच्या बाबतीत त्याला सर्वोत्कृष्ट स्थान मिळते, हे या आकृतीवरून स्पष्ट होते.

यांत्रिकीकरण व स्वयंचालन : दुसऱ्या महायुद्धात झालेल्या मनुष्यहानीने यूरोपात व इतर संबंधित देशांत, उदा., जपानमध्ये, कुशल तंत्रज्ञांचा तुटवडा भासत होता व त्यामुळे १९५०–६० या दशकाच्या आरंभी जहाजांचे अभिकल्पन करणाऱ्या तज्ञांकडे आगबोटींची यंत्रे चालविण्याला लागणाऱ्या नाविक अभियंत्यांची संख्या कमी करण्याची आग्रहपूर्वक मागणी होऊ लागली. माणसे कमी करणे म्हणजे चालनाचे यांत्रिकीकरण व त्याच्यापुढची पायरी म्हणजे स्वयंचालन होय. असे केल्याने जहाजावरील कामात अधिक कार्यक्षमता येईल अशीही जहाज कंपन्यांच्या मालकांची साधार कल्पना होती. या मागणीनुसार अभिकल्पकांकडून प्रयत्न होऊ लागले. जहाजाच्या चालनाच्या यांत्रिकीकरण व स्वयंचालन पद्धतीत पुढील गोष्टी पायाभूत असतात : (१) मध्यवर्ती नियंत्रण स्थानक जहाजाच्या एंजिनांच्या चालनावर लक्षण ठेवणारी यंत्रणा यात अंतर्भूत आहे. (२) चालनातील सर्व तऱ्हेची कार्ये करू शकणाऱ्या यंत्रणेचे सेतूवरून किंवा एंजिन दालनातून दूरनियंत्रण. (३) सर्व प्रकारच्या माहितीची आपोआप वाचने घेतली जाणे, त्यांची नोंद होणे व त्यांवर लक्ष ठेवणे. या कल्पना कृतीत उतरविणे वाफ संयंत्राच्या किंवा वायू टरबाइनांच्यापेक्षा डीझेल एंजिनाच्या बाबतीत अधिक सोपे असल्याचे दिसून आले आणि त्याप्रमाणे या पद्धतीचा उपयोग डीझेल एंजिनांच्या जहाजांत करण्यात यश आले.

सन १९६१ मध्ये ‘किंकासान मारू’ हे जपानी डीझेल एंजिनांचे मालवाहू जहाज स्वयंचलित एंजिन यंत्रणेसह काम करू लागले. अर्थातच त्याच्यावर अभियंत्यांची संख्या बरीच कमी होती. त्यानंतरच्या दशकात ही पद्धती वाफसंयंत्रे असलेल्या कित्येक तेलवाहू जहाजांना लागू करण्यात आली. या स्वयंचलित एंजिन यंत्रणेत दालनाच्या पहाऱ्यावर एकच माणूस लागावा किंवा मुळीचही लागू नये, हे उद्दिष्ट होते. निगा राखण्यासाठी आणि जरूर पडल्यास दुरुस्तीसाठी कर्मचारी वर्ग ठेवण्यात येतो, हे उघडच आहे.

पहा : अंतर्ज्वलन एंजिन; जहाज; जहाज प्रचालन.

संदर्भ : 1. Pounder, C. C., Ed. Marine Diesel Engines, London, 1964.

2. Seward, H. L., Ed., Marine Engineering, 2 Vols., New York, 1942–44.

ओगले, कृ. ह.