PER CHRISTIANSEN SJØMANNSKAP SKIP OG MASKINER DEL II MASKINER Depotbiblioteket OSLO 1966 FORLAGT AV H. ASCHEHOUG & CO (W. NYGAARD) Mariendals Boktrykkeri A/S, Gjøvik FORORD Meningen var at denne boka skulle ha vært en integrerende del av en ny utgave av min lærebok i faget Sjømannskap. Derfor har også boka fått tittelen: Sjømannskap, Skip og Maskiner med undertittel: Del II, Maskiner. Da det imidlertid fra mange hold ble hevdet at en ved navigasjons- skolene trengte en bok som gav en enkel framstilling og beskrivelse av det forskjellige maskineri om bord i skipene, så er da denne boka utgitt uavhengig av selve sjømannskapsboka. Ved et seinere høve skal det hele sammenarbeides til én bok, for begrepet Sjømannskap omfatter i dag alt arbeid om bord som har med skipets drift å gjøre. Så er da heller ikke denne boka noen maskinlære i ortodoks betydning. Beregninger og konstruktive detaljer er søkt unngått mest mulig, inn­ holdet er av mer beskrivende art. Det er tatt med litt om automasjon, men den voldson me og raske ut­ viklingen innen skipsfarten har gjort det praktisk talt umulig for lære­ bøkene å kunne følge med, -—- bøkene blir foreldet nesten mens de er i trykken. Men en må ha lov til å anta at de rette myndigheter vil sørge for at området AUTOMASJON TIL SJØS snarest blir belyst gjennom lære­ bøker og håndbøker, skrevet av eksperter på området, og gjort tilgjengelig for våre maritime skoler. En kan trygt si at en ny tidsalder er begynt innen det praktiske sjø­ mannskap, det har vært antydet at den overgangsperiode vi nå er inne i, på mange måter kan sammenlignes med overgangen fra seil til damp for 60 —- 70 år siden. Det å skaffe tidsmessige lærebøker blir det største problem i årene framover og må ses i sammenheng med utdanning av nye lærere og videreutdanning av nåværende lærere. Vi gamle lærebokforfåttere holder ikke mål lenger, vi må bare håpe på at yngre krefter kan ta arbeidet opp, og at lærebokforfatterne blir gitt tilfredsstillende arbeidsvilkår. Det er naturlig at en til en bok som denne henter litt stoff både her og der, og får idéer fra annen litteratur på området. Jeg vil takke utgiverne av tidsskriftene «SKIP», «SKIPSTEKNIKK» og «NORWEGIAN SHIP­ PING NEWS» for deres imøtekommenhet. En del tekst og billedstoff er hentet fra forskjellige utenlandske publi­ kasjoner. Det finnes i dag mengder av praktisk-teknisk litteratur som den inter­ esserte navigatør kan øse av. Når det gjelder ren skipsmaskinlære, vil jeg nevne maskinistskolenes forskjellige lærebøker, og blant disse da særlig «SKIPSMASKINLÆRE» av Jakob Imsland og «SKIPSKJØLEAN- LEGG» av Arne Børsum. Sa takker jeg dem som har gitt meg råd med hensyn til denne boka, som har hjulpet med skrivningen, og endelig dem som har lest igjennom manuskriptet. En særlig takk til navigasjonskonsulent O. Myrseth. Oslo 1966. Per Christiansen. Innhold Side Maskinlære .................................................................................................................. 1 Måleenheter .................................................................... 2 Trykk .......................................................................................................................... 2 Kraft ............................................................................................................................ 3 Arbeid ....................................................................................................................... 3 Effekt ....................................................................................................................... 3 Varmeteori og forbrenningslære............................................................................. 4 Varmemengde ............................................................... 4 Varme og mekanisk arbeid ................................................................................. 4 Varmeverdi ............................................................................................................. 4 Egenvarme ............................................................................................................. 5 Forbrenning ............................................................................................................. 5 Brennstoff....................................................................................................................... 6 Kull ................................................................................... 6 Olje ........................................................................................................................... 7 Framdriftsmaskineriet ............................................................................................... 8 Dampmaskinanlegget ........................................................................................... 9 Dampkjeler ........................................................................................................ 11 Heteflate .................................................................................................... 12 Røykrørskjeler ................................................................................................... 12 Vannrørskjeler ................................................................................................ 14 Donkeykjeler ................................................................................................... 18 Ildfast murverk i skipsdampkjeler........................................................... 24 Kjeleeksplos joner........................................................................................... 26 Kjeleskader for øvrig .................................................................................. 26 Mettet og umettet damp ............................................................................. 27 Overheter ......................................................................................................... 28 Trekk og forvarmet trekkluft.................................................................... 29 Fødevann og fødevannsforvarmer .......................................................... 29 Kondenseren....................................................................................................... 30 Dampstempelmaskineri ..................................................................................... 32 Ekspansjon .................................................................................................... 34 Triple-ekspansjonsmaskinen ............................................................• • • • 35 Forskjellige typer dampstempelmaskiner ............................................ 36 Damp turbinen ....................................................................................................... 38 Innledning ....................................................................................................... 38 Dampen i stempelmaskinen og it urbinmaskinen................................ 39 Strømmende damp ..................................... 39 Strømmende damp ........................................................................................ 39 Turbiner med hastighetstrinn og trykktrinn ........................................ 41 Reaksjonsturbinen ...................................................................................' 43 Aksialt trykk.................................................................................................... 44 Akteroverturbinen ...................................................................................... 45 Giret .................................................................................................................. 47 Den japanske turbintankeren «Nissho Maru» ...................................... 47 Spesialkjele for store dampturbinanlegg .............................. 49 Turbo-elektrisk drift ................................................................................. 50 Gassturbin-maskineri ................................................................................. 50 Atomkraft for drift av skipsmaskineri ..................................................... 53 N/S «Savannah» ........................................................................................... 56 Atomskipets skrog ...................................................................................... 57 Framdriftsmaskineriet — reaktoren ...................................................... 59 Framstillingen av «U-235» ........................................................................ 64 Framtiden ......................................................................................................... 66 Skipsmotorer......................................................................................................... 68 Innledning ....................................................................................................... 68 4-taktsmotorens virkemåte ............................................................................... 69 2-taktsmotorens virkemåte ............................................................................. 70 2-taktsmotor med gnisttenning .................................................................... 71 Forgasseren ......................................................................................... 72 Gnisttenningen .................................................................................................... 73 Semidieselmotoren ........................................................................................... 74 Dieselmotoren .................................................................................................... 75 4-takts dieselmotor ...................................................................................... 78 2-takts dieselmotor ...................................................................................... 79 2-taktsmotorens spyling ............................................................................. 80 Dieselmotorens overladning ................................................................... 84 Trunkstempel-motor og krysshode-motor ............................................ 86 Dieselmotorens kjølesystem........................................................................ 87 Maskinarrangementet på M/T «Borgsten»............................................ 90 Diesel-elektrisk framdriftsmaskineri ............................................................... 92 Maskinens hestekraft ........................................................................................... 95 Tungoljedrift av dieselmotorer ........................................................................ 98 Oppvarming ......................................................................................................... 99 Selve renseanlegget ........................................................................................... 101 Transporten av tungoljen i renseanlegget................................................. 102 Hovedmotoren .................................................................................................... 102 Oljeseparatorer......................................................................................................... 103 Separering av smøreolje ................................................................................. 107 Separering av brenselolje................................................................................. 107 Kompressor ............................................................................................................. 108 Kjøle-frysemaskin.................................................................................................... 110 Teori .................................................................................................................. HO Kjølegasser ..............,........................................................................................ 110 Kjølemaskinanlegget ........................................................................................ 111 «Air-conditioning» ............................................................................................. 112 Pumper ......................................................................................................................... 113 Innledning ........................................................................................................... 113 Sugepumpa ........................................................................................................... 113 Dobbeltvirkende stempelpumper...................................................................... 116 Roterende pumper ............................................................................................. 117 Skruepumper ...................................................................................................... 120 Ejektorer ................................................................................................................ 122 Evaporatoren................................................................................................................ 124 Lavtrykksevaporatoren ........................................................................................ 125 Flash-evaporatoren ............................................................................................. 126 Ferskvannsgeneratoren......................................................................................... 126 Akslene og deres lagre............................................................................................. 128 Innledning ........................................................................................................... 128 Veivakselen ........................................................................................................... 129 Trustakselen ........................................................................................................... 129 Trustlageret ........................................................................................................... 130 Mellomakslene ...................................................................................................... 131 Propellakselen ...................................................................................................... 131 Hylsen .................................................................................................................... 132 Propellen Propellens stigning ............................................................................................. 133 Propellens slipp .................................................................................................. 134 Propell med stillbare vinger ........................................................................ 134 Stabilisatorer for skip ............................................................................................. 137 Ror og styremaskiner ............................................................................................. 141 Innledning ........................................................................................................... 141 Styremaskiner ...................................................................................................... 142 Dekksmaskineri ...................................................................................................... 151 Innledning ........................................................................................................... 151 Hydrauliske dekksmaskiner............................................................................... 151 Dampvinsjer.......................*............................................................................... 154 Elektrisk drevne dekksmaskiner ...................................................................... 154 Vekselstrøm ........................................................................................................... 155 Ward-Leonardregulerte elektriske dekksmaskiner ................................ 159 Elektrisk drevne ankerspill ............................................................................... 161 Dampdrevne ankerspill....................................................................................... 161 Hydraulisk drevne ankerspill ....................................................................... 163 Fortøyningsvinsjer ............................................................................................. 164 Luke-maskiner ...................................................................................................... 167 Dekkskraner ................................................................................................... 171 Kjørbare portalkraner ........................................................................................ 173 Fjernkontroll av dekkskraner, svingende bommer m. v............................. 177 Framtidige elektriske dekksmaskiner ............................................................ 177 Automasjon til sjøs ................................................................................................. 179 Innledning .......................................................................................................... 180 Noen generelle betraktninger om automasjon ............................................ 182 Automasjon og instrumentering ................................................................... 187 Elektroniske regnemaskiner............................................................................. 192 Navigasjon ......................................................................................................... 193 Lasteberegninger ................................................................................................ 194 Maskinrommet ...................................................................................................*. 194 Generelt om regnemaskiner............................................................................. 195 Fig. 1: Verdens første dieselmotor. 1897. MASKINLÆRE Om og om igjen hører en det spørsmål fra navigasjonsskolenes elever: «Hva skal vi med maskinlære, vi som skal bli navigatører om bord?» Det er ikke så lett å svare på et slikt spørsmål. Navigatøren om bord skal jo ikke legge seg bort i maskinistens arbeid, og heller ikke har maski­ nisten noe med navigatørens jobb å gjøre, men slik utviklingen nå peker, må skillet mellom dekk og maskin jevnes ut. Navigatøren vil komme til å bli nødt til å ha noe fartstid i maskinrommet, og maskinfolkene vil uvil­ kårlig få en del av sitt arbeid henlagt til dekket. En må anerkjenne hverandres fartstid. Motormannen som ønsker å be­ gynne på dekket, må kunne få noe av sin maskinfartstid godkjent for styrmannsskolen, og på samme måte den andre veien. Rasjonaliseringen om bord i skipene sammen med automasjonens inn­ tog gjør det nødvendig å bryte med gamle bestemmelser, tradisjoner og fordommer. Maskinlæren her er ikke beregnet for utdanning av dekksmaskinister, men er en innføring i en nyere form for sjømannskap. 1