Ångare

En ånga fartyg eller ångbåt (som mestadels inofficiella namn prefixet ofta förkortat med SS , från engelska ångfartyget , tyska även DS ) är ett fartyg som drivs av en (eller flera) ångmaskin eller en (eller flera) ånga turbin. I paddelångaren ångmotorn driver inledningsvis ett eller flera paddelhjul; det var inte förrän 1836 som fartygets propeller, som uppfanns av österrikaren Josef Ressel , tog sig an.

Början

1707 byggde Denys Papin ett ångfartyg som han körde på Fulda från Kassel till Münden .

Läsaren lär sig också om "... ett hjulfartyg med ångmaskin ... ett litet ångfartyg med paddelhjul ... Pappa med sin fru och barn ... några lådor och hushållsapparater ... 1 eller 2 skeppare. .. "Last- och skeppspersonal.

Fransmannen Claude François Jouffroy d'Abbans byggde det första funktionella ångfartyget 1783. Den 1 februari 1788 patenterade Isaac Briggs och William Longstreet det första ångfartyget. Amerikanen Robert Fulton fick patent den 11 februari 1809 på en modifierad design, som också var ekonomiskt framgångsrik. Hans ångbåt North River Steam Boat (vanligen kallad Clermont av senare generationer ), byggd 1807 , var fortfarande utrustad med segel. Den nådde en hastighet på 4,5 knop (8,3 km / h) och användes på linjetrafik mellan New York och Albany . Namnet Clermont för fartyget kommer förmodligen från platsen med samma namn, som ofta besöktes av Fultons ångfartyg.

Den tekniska övergången från segelfartyg till ångbåtar tog flera decennier. Det var inte förrän 1889, med Alexander Carlisles (senare chefsdesigner i den olympiska klassen konstruerad) 20  knop snabbt -Star Liner White Teutonic gav den första havsbåten utan att segla i trafik.

Ansträngningen ensam för att driva ångpannan på en höghastighetsångare från sekelskiftet runt 1900 var enorm. För att kunna uppnå allt högre hastigheter med allt större fartyg (se blått band ) ökades maskinens prestanda ytterligare, vilket innebar ett motsvarande högre ångbehov. Detta krävde drift av ännu fler pannor. De pannor som var vanliga vid den tiden var handeldade, tvåfackiga stora volymrörspannor (så kallade skotska pannor eller Schottenkessel) med upp till fyra flamrör.

Den största kolvångmotorn som någonsin använts inom civil transport var på snabbångaren Kronprinzessin Cecilie , som togs i drift 1907 för nordtyska Lloyd . Ångbehovet för fyra fyrcylindriga, fyra-vägs expansionskolvångmotorer med totalt 46 000  hk levererades av 31 pannor (7 enkelsidiga och 12 dubbelpannor) var och en med fyra ugnar. De 760 ton stenkol som brändes varje dag transporterades av 118  koltrimmare från kolbunkrarna framför pannorna. Under var och en av de tre sjöklockorna arbetade 76 män under extrema förhållanden för att generera ångan ensam.

De största kolvångmotorerna någonsin användes på ångarna i den olympiska klassen. De två fyrcylindriga trippel expansionsmotorerna på dessa fartyg stöddes av en lågtrycks Parsons ångturbin . Framsteg inom turbintekniken ledde till slutet av kolvångmotorutvecklingen.

De höga personalkostnaderna och den ökande konkurrensen inom sjöfarten över Nordatlanten tvingade redarna att göra ytterligare kostnadsbesparingar. Detta uppnåddes genom att omvandla pannorna till oljebränning, ibland även genom mekaniska eldningssystem (som inte kunde råda) och genom pulveriserad koleldning . Med en kompakt design och lägre vikt genererade vattenrörspannor mer ånga med mindre personal. Några av trimmarna och värmare kan fortfarande användas tills efter andra världskriget , eller så kan de flytta till maskinrummet för fartyg som drivs med dieselmotorer för att arbeta som smörjmedel där. Men dessa jobb försvann också med tiden.

beteckning

Ett internationellt utbredt prefix för ångfartyg (ingår inte i de egentliga fartygsnamnen) är SS (ångfartyg), i det tysktalande området DS (ångfartyg) eller D (ångfartyg). Ibland finns det också mer specifika förkortningar som TS (Turbine Steamer, även TSS Turbine Steam Ship) för turbinfartyget (tyska TS ) och PS (Paddle Steamer) för paddelångare (tyska RD ).

SY (Steamyacht) är det engelska namnet på en ångyacht .

Prefixet RMS ( Royal Mail Steamer ), som är vanligt för många brittiska ångbåtar , indikerar att engelska posten använder detta skepp för att transportera brev. Stora passagerarfartyg på regelbundna rutter mellan kontinent kallas även på tyska Schnelldampfer eller express ångfartyg att betona fartygens korta restider.

DB är namnet på ångbåt , i engelsktalande länder används SL också för ånglansering.

teknologi

Ett ångdrivsystem består av tre huvuddelar: panna , ångmaskin eller ångturbin och kondensor .

Ångkokare

I vattenpannan genom fast (trä, kol, koldamm) eller flytande bränsle (olja) bereds genom uppvärmning av ångan som genereras. En grundläggande skillnad görs mellan flamrör pannor , rök pannor och vattenrörspannor . I början av ångtransporten var flamrörspannan med en till fyra brännare utbredd. I början var det fortfarande ett enda tåg, men senare utvecklades det vidare till en tvåpassig rökrörspanna, vilket var mer ekonomiskt på grund av den extra användningen av energin som finns i rökgaserna. Eftersom dessa pannor kännetecknas av sitt stora vatteninnehåll (upp till 30 t), är de också kända som den skotska skalpannan eller Schottenkessel för kort. Ångspänningar på högst 15-20 bar kan uppnås. Luftförvärmare (Luvo) för förvärmning av förbränningsluften och ekonomiserare (Eko) för förvärmning av matningsvattnet ökade effektiviteten. Med hjälp av en överhettare skulle den mättade ångan kunna värmas till överhettad ånga på över 200 ° C, varigenom ett bättre energianvändning uppnåddes. I slutet av utvecklingen kunde en kolförbrukning på 0,35-0,5 kg / (PS · h) uppnås.

Fördelarna med rökrörspannan, såsom höga energireserver med snabbt föränderlig ångförbrukning eller låg känslighet för matvattenföroreningar, kompenserades av nackdelar som tung vikt och jämförelsevis långa uppvärmningstider upp till flera dagar. Den vattenpanna innebar en ytterligare ökning i energiutnyttjande, eftersom det aktiverade större mängder ånga som skall alstras vid en högre spänning (20-70 bar). På grund av den relativt små mängden vatten som cirkulerade kunde matningsvattenkontrollen inte längre göras manuellt utan måste styras automatiskt. Vattenrörspannor kunde värmas upp inom några timmar, men krävde mycket bra underhåll av matvatten (demineralisering och oljeborttagning).

Med övergången från kol till oljebränning försvann jobben för många stokers och koltrimmare . Kärnkraftenheten som introducerades på försöksbasis på 1950- och 1960 -talen - det vill säga generering av ånga för ångturbiner i en kärnreaktor  - misslyckades i handelsfartyg. Kärnkraftsdrivna handelsfartyg som tyska Otto Hahn eller amerikanska Savannah avvisades av invånare i hamnstäderna. Inom civil sjöfart kunde denna teknik bara etablera sig med ryska isbrytare. Inom den militära sektorn finns nu kärnreaktorer för att generera ånga bara på hangarfartyg och andra stora ytanheter i USA och ubåtar från olika havsmakter, nämligen också USA, Storbritannien, Frankrike, Kina, Indien och Ryssland.

Ångmotor

Den genererade ångan matas genom rör till ångmotorn och (i fallet med de vanliga dubbelverkande ångmotorerna) styrs av glidbanor eller ventiler så att den alltid matas till cylindern som för närvarande befinner sig i topp eller botten dödpunkt. Med ångmaskinen med full tryck fylls hela cylindern med ånga, med expansionsångmotorn endast en delvis fyllning. Som ett resultat expanderar ångan och trycker kolven upp eller ner. När det gäller expansionsångmotorn förs ångan, som nu reduceras i sin spänning, in i nästa cylinder, där den fortsätter att expandera med effekt. Detta kan göras i upp till tre steg (högtryck, medeltryck och lågtryckscylindrar). Denna arbetscykel upprepas kontinuerligt medan ångmotorn är igång.

Efter att arbetet i den sista cylindern har utförts kondenseras ångan till matningsvatten i kondensorn och avoljas sedan. De matarpump förmedlar det eventuellt substituerade med en matarvatten (Eko = ekonomiser) tillbaka in i pannan, där samma operation upprepas. För att kompensera för oundvikliga förluster av ånga (läckage, ångpipa) bär varje fartyg med reservmatningsvatten med sig.

Fartygets axel är direkt kopplad till ångmotorn.

Det fanns olika typer av ångmaskiner för ångfartyg. Senast var maskiner med flera expansion vanliga, där cylindrarna hade olika diametrar . Med den första cylindern var denna liten och diametern fortsatte att öka upp till den sista cylindern. Fördelen med detta arrangemang är att kraften på varje kolv är densamma, även om ångtrycket minskar med expansionen.

Flamrörs- och rökrörspannor samt kolvångmotorer kännetecknades generellt av stor tillförlitlighet och anspråkslöshet. Materialet som användes var mestadels överdimensionerat, även om stål och legeringar av lägre kvalitet som använts vid den tiden säkert kan orsaka problem med lager. Som ett resultat var oljekonsumtionen enorm. En stor fördel med kolvångmotorn säkerställde dess existens fram till 1950 -talet: dess förmåga att växla från framåt till bakåt inom bara 3 till 4 sekunder gjorde att den kunde överleva i bogser- och isbrytareområdet.

Ångturbin

När ett fartyg drivs av en ångturbin flyter vattenånga runt en roterande axel som är utrustad med många turbinblad . Fartygets axel är kopplad till denna axel. Den kinetiska energin hos ångan används. Precis som med ångmaskinen följs ångturbinen av en kondensor som returnerar den kondenserade ångan som matvatten.

Driften av stora ångturbiner orsakade inledningsvis tekniska problem på grund av två oönskade effekter: Avgaserna som flödade från den sista bladringen och flödade in i kondensorn nådde tillhörande ljudhastighet vid dessa punkter och de vattendroppar som tidigare skapades under expansionen eroderades turbinbladen och kondensatorrören .

Eftersom turbiner kräver ett visst antal varv (närmare bestämt omkretshastighet ) för optimal effektivitet , men propellrarna orsakar kavitationsproblem när varvtalet är för högt , skulle turbindriftens fulla potential endast kunna utnyttjas genom användning av växelturbiner i 1900 -talets fortsatta gång.

Även för ångturbiner används ångans expansionsförmåga med hjälp av en högtrycks-, medeltrycks- och lågtryckskomponent.

Eftersom ångturbiner (i motsats till vissa stora fartygs kolvmotorer) bara kan svänga i en riktning, krävs ytterligare en turbin för att bromsa fartygen, som vanligtvis är integrerade i lågtrycksdelen. Den har en lägre effekt.

Kombinationer

Fram till 1950 -talet fanns det också en kombination av båda drivsystemen: ångmotorn följdes av ett avgasturbin . Avgaserna drev en lågtrycksångturbin uppströms själva kondensorn. Detta verkade antingen på samma propelleraxel (Bauer-Wach-system) eller drev en extra axel i multi-skruv ångfartyg som Titanic . På detta sätt bibehölls tillförlitligheten hos den tekniskt mogna kolvmotorn, men effektiviteten ökades .

Turbo-elektrisk drivning

Under 1900 -talets första hälft började en typ av framdrivning användas där turbinerna bara drev elgeneratorer. Med den elektriska energin drevs i sin tur elmotorer , som var direkt kopplade till propelleraxlarna. Även om detta system har nackdelar när det gäller rymdförbrukning, vikt och effektivitet vid full effekt, har det stora fördelar när det gäller effektkontroll och reversibilitet. Ekonomin med lägre prestanda gynnas också. Eftersom turbiner bara går i det ekonomiska intervallet vid vissa hastigheter kan en eller flera stängas av om strömförbrukningen är låg. Återstående ångturbiner kan å andra sidan ge den nödvändiga låga effekten vid ekonomiska hastigheter.

En motsvarande princip finns på motorfartyg med dieselelektrisk framdrivning .

Skaffa båt

I leksaks ångkokare , s.k. putt-putt eller skallra båtar , det finns en särskilt enkel form av ånga enhet som fungerar utan rörliga delar: i en indunstare, ger en låga vattnet till kokning tills det avdunstar explosivt och vattnet trycks ut genom rekylrören. När vattenpelaren svänger tillbaka, kommer färskt vatten in i förångaren, varefter cykeln startar om.

distribution

Med tiden ersatte ångfartygen de segelfartyg som hade varit vanliga tills dess . Deras största fördel var deras oberoende av vinden. Med ångbåtar kunde gods transporteras på floder, inre sjöar och hav mycket snabbt och inom en förutsägbar tid, eftersom ånggeneratorerna gav konstant energi för resan. Ångbåtarna eldades och eldas med ved , briketter och kol . Åtminstone när det gäller de stora ångfartygen omvandlades pannorna till drift med tung olja efter första världskriget och nya byggnader konstruerades för detta ändamål. Steams sjöfart hade verkligen sin topp under första halvan av 1900 -talet. Under denna epok började dock den mer ekonomiska dieseldriften sprida sig , som till en början endast användes i små och långsamma fartyg. Den snabbaste av alla ångbåtar för passagerare är USA , färdig 1952. Med en förbrukning på 50 ton tung eldningsolja i timmen nådde dess framdrivning en effekt på 241 785 hk , vilket var tillräckligt för att driva fartyget , som är över 300 meter. lång, med 38,32 knop . Från 1960 -talet och framåt ersattes dock de snabba passagerarångarna allt mer av jetplan , och från 1960 -talet installerades dieselmotorer mestadels i stora lastfartyg .

Dagens situation

Den sista nybyggda transatlantiska höghastighetspassagerarångaren var Queen Elizabeth 2, färdigställd 1968, och de sista ångdrivna passagerarfartygen byggdes i början av 1980-talet. Många snabba containerfartyg var också utrustade med ångturbiner fram till 1970 -talet. Med den kraftiga stigningen i oljepriset blev dessa fartyg dock olönsamma. Hittills har nästan alla antingen konverterats till att köra med en dieselförbränningsmotor eller har skrotats. Inom den militära sektorn avvecklades till exempel de sista turbinfartygen i klass 103 (Lütjensklassen) 2003.

Fartyg representerar en separat gren som utvinner värme från kärnbränsle i kärnreaktorer och genererar ånga (vanligtvis bara i en andra vätskekrets) för att bearbeta energin i ångturbiner och (mestadels) driva det hydrauliska fartygets framdrivning via elgeneratorer och elmotorer . Den sovjetiska isbrytaren Lenin (1959–1989; idag ett museum) var det första fartyget som drivs med kärnkraft (via ånga) för civilt bruk. Handelsfartyget Otto Hahn (1968–2009) var det enda "atom (ångfartyg) som byggdes i Tyskland. Den USS Enterprise (CVN-65) (USA; 1961-2017) var den första hangarfartyg att drivas av kärnkraft via ånga. De moderna amerikanska hangarfartygen och fransmannen Charles de Gaulle hämtar för närvarande energin till sina ångturbiner från flera (vanligtvis två) tryckvattenreaktorer , vilket ger dem en mycket stor effekt och räckvidd. Alla bärare från andra nationer drivs konventionellt. Kärnbåtar representerar en annan gren av användningen av ånga som energibärare för kärnkraft: USS Nautilus (SSN-571) var den första atomubåten som togs i drift 1954. Det finns för närvarande sex nationer som driver kärnkraftsbåtar; dessa är USA , Ryssland , Frankrike , Storbritannien , Folkrepubliken Kina och Indien .

Flera av de mindre ångbåtarna är fortfarande i drift idag, till exempel vid White Fleet i Dresden (med nio ångbåtar världens största sötvattenflotta) och i den historiska hamnen i Berlin på Fischerinsel. LWL-museet Henrichenburg har också ett färdigt ångfartyg som heter "Nixe".

Statens ångbåt Schaarhörn , Alster -ångbåten St. Georg , ångbåtarna Woltman , Claus D. och Tiger samt ångisbrytaren Stettin ligger i Hamburg , i Kiel bjuder anbudet Bussard in på en rundtur i Kielfjorden. I Flensburg , salongen ångaren Alexandra färdas i Flensburg Fjord i linjefart och chartertrafik.

På sjön Lucerne nära Lucerne i Schweiz arbetar vid sjön Lucerne rederiet fortfarande fem historiska paddlewheel ångbåtar från början av 1900 -talet. Fem paddla ångbåtar och tre paddelångare som sedan har omvandlats till dieselelektrisk framdrivning fungerar också på Genèvesjön . En av Genèvefartygen, Montreux , konverterades tillbaka till ångdrift med en ny ångmotor efter en period av dieselelektrisk drift 2001. Ångmaskinen styrs på distans från bron.

Två ångbåtar som har totalrenoverats fungerar också på Thunsjön och Brienzsjön (Thunsjön: ångfartyg Blümlisalp , Brienzsjön: Lötschberg ångfartyg ).

Två andra sidopaddlar ångbåtar verkar på Zürichsjön, nämligen de två systerfartygen Stadt Zürich (byggd av Escher Wyss AG , 1909) och Stadt Rapperswil (samma varv, byggt 1914).

I Österrike går ångbåten Gisela på Traunsee i regelbunden trafik. Flera gånger om året görs nostalgiutflykter på Donau med ångbåten Schönbrunn , som är privatägt av det österrikiska samhället för järnvägshistoria . Thalia , en propellerdriven ångbåt som omvandlats till oljebränning, kör regelbundet på sjön Wörthersee .

Dessutom är Hohentwiel fortfarande i farten på Bodensjön idag .

Passagerarångare åker också på inre vattenvägar i andra europeiska länder. Så z. B. i Tjeckien , Prag , drivs två sidhjulångare för persontransporter på Moldau av ångfartygsföretaget i Prag .

Fartyg som drivs av konventionella kolvångmotorer i kommersiell, inte främst turist, användning är mycket sällsynta idag. Ett av dessa undantag är Badger -färjan på Lake Michigan . De valfångare Hvalur 8 och Hvalur 9, byggda i 1948 och 1952 av den isländska valfångstföretaget Hvalur, är också konventionella ånga levereras med oljeeldade ångpannor och fyrcylindriga ångmaskiner. De har varit tillbaka i valfångsttjänsten sedan 2009 efter att ha lagt på i 20 år , senast 2018 då valfångstsäsongen 2019 och 2020 avbröts. Hvalur 6 och Hvalur 7 , som också drivs av ångmotorer , sänktes av militanta valfångstmotståndare 1986 och lyftes sedan, men har varit kvar sedan dess.

Berömda civila ångare

Tyskland

• Kaiser Wilhelm den store (1897) - Vinnare av det blå bandet 1897–1900
• Tyskland (1900) - innehavare av det blå bandet 1900–1904 (österut); 1903–1907 (västerut)
• Kronprins Wilhelm (1901) - bärare av det blå bandet 1902–1903 (västerut)
• Kaiser Wilhelm II. (1902) - Vinnare av det blå bandet 1904–1907 (österut)
• Kronprinsessan Cecilie (1907)
• George Washington (1909)
• Imperator (RMS Berengaria; 1913)
• Bismarck (RMS Majestic; 1914)
• Fädernesland (Leviathan; 1914), historiens största koleldade ångfartyg
• Bremen (1929) - Vinnare av det blå bandet 1929–1930, 1933–1935
• Europe (1930) - innehavare av det blå bandet 1930–1933
• Potsdam (1935)
• Stettin (1933) - ångisbrytare, nu ett museifartyg

Österrike

• Franz I. första ångbåtstur på Donau, den 17 september 1830 från Wien till Pest

Storbritannien

• Turbinia (1894) - världens första turbinfartyg
• RMS Lucania (1893) - Vinnare av det blå bandet 1893–1897
• RMS Lusitania (1907) - Vinnare av det blå bandet 1907–1909 (västerut)
• RMS Mauretania (1907) - Vinnare av det blå bandet 1907–1929 (österut); 1909–1929 (västerut)
• RMS Olympic (1911)
• RMS Titanic (1912) - det mest kända fartyget som sjunker på sin jungfrufärd
• RMS Queen Mary (1936) - Vinnare av det blå bandet 1936–1937, 1938–1952
• RMS Queen Elizabeth (1940)

Förenta staterna

• Belle of Louisville (1914) - ångbåt
• Amerika (1940)
• USA (1952) - Vinnare av Blue Ribbon 1952 - idag

Frankrike

• Sinaia (1924) - transporterade spanska republikaner i exil i Mexiko 1939
• Normandie (1935) - Vinnare av det blå bandet 1935–1936, 1937–1938
• Frankrike (Norge; 1961)

Italien

• Andrea Doria (1952) - viktig lyxångare från efterkrigstiden

Ryssland

• Jermak (1899) - första riktiga isbrytare

Fler artiklar

Se även

• Lista över aktiva ångbåtar
• Tyska Steamboat Association V. (1983)

litteratur

• Wilhelm Lederer: Marine engineering, Vol. I, ångpannor för fartyg. Fachbuchverlag Leipzig
• Wilhelm Lederer: Ship engineering, Vol. II, fartygskolvångsmotorer. Fachbuchverlag Leipzig
• Wilhelm Lederer: Marine engineering vol. III Skepps ångturbiner. Fachbuchverlag Leipzig
• Jürgen Taggesell: Fotodokument av gamla fartygskolvångmotorer
• Flavia Travaglini: Katastrofen i Neptunus. En detaljerad krönika, skriven av Charles Favre, om ångfartygets sjunkning vid sjön Biel 1880 och dess upphöjning. W. Gassmann AG Verlag, Biel / Schweiz, ISBN 3-906140-41-5
• Hans -Jürgen Warnecke: fartygsdrivsystem - 5000 års innovation. Koehler-Verlag, Hamburg 2005, ISBN 3-7822-0908-7
• Bösche, Hochhaus, Pollem, Taggesell, bland andra: Ångbåtar, diesel och turbiner - skeppsingenjörernas värld. German Maritime Museum Bremerhaven, Convent Verlag, Hamburg 2005, ISBN 3-934613-85-3

webb-länkar

• Sök efter ångfartyg In: Deutsche Digitale Bibliothek
• Internationellt ångfartygsregister
• mage Porthole, Steamship Historical Society of America

Anmärkningar

1. ^ Alonso Péan, Louis de La Saussaye: La vie et les ouvrages de Denis Papin , Franck, Paris 1869, s. 235ff., ( Digitaliserad version ).
2. ↑ Kapitel 14. Faktiskt bevis på att det första ångfartyget i världen på Fulda från Cassel till Münden och förstördes där , i: Geschichte der Stadt Münden , Münden 1878, s. 113ff., ( Digitized ).
3. ↑ ^{a b} K. Intemann: Isländska valfångstbåtar Hvalur 6, 7, 8 och 9 (PDF) In: Fartyg med mera . 2010. Åtkomst 4 juli 2020.
4. ↑ qu / fab (afp, dpa): Island kommer att avstå från valfångst 2019 . I: dw.com . Tysk våg. 28 juni 2019. Hämtad 4 juli 2020.
5. ↑ Ingen valfångst på Island 2020 . Internationella fonden för djurskydd. 28 april 2020. Åtkomst 4 juli 2020.