90 propeller-ingeniører gør Frederikshavn til hydrodynamisk supermagt
Ca. 90 medarbejdere i Frederikshavn gør Danmark til en hydrodynamisk supermagt - med propellere i verdensklasse kan skibsrederne spare millioner på brændstofregningen
4
Billeder
En propeller er modtaget i Frederikshavn og er klar til videre bearbejdning. Foto: Nicolai Østergaard
Den ene af denne lille skare af eksklusive producenter ligger i Frederikshavn.
Her arbejder ca. 90 medarbejdere målrettet med at løse enhver skibsreders store udfordring, når han skal kontrahere et nyt skib: Hvordan skabes et design, der får motor, aksel, skrog og propeller til at arbejde perfekt sammen således at skibet glider så effektivt gennem vandet som muligt og dermed reducerer brændstofforbruget til et absolut minimum.
- Det er en kompleks opgave at få disse ting til at spille perfekt sammen. Groft sagt er udfordringen at finde den højest mulige virkningsgrad uden at det resulterer i alt for meget støj og alt for mange vibrationer på skibe. Det handler om at finde den gyldne balance mellem virkningsgrad og komfort, forklarer Jens Ring Nielsen, civilingeniør og senior technology engineer i MAN Energy Solutions i Frederikshavn. Han er uddannet fra DTU ved København og har arbejdet med maritim teknologi gennem hele karrieren.
Inspiration fra winglets
I de seneste år har danske ingeniører i Frederikshavn stået bag flere forskellige gennembrud i kampen for at designe præcis den propeller, som giver den bedste fremdrift på basis af det mindste energiforbrug.
Et af de bedst kendte eksempler på banebrydende propeller-design er den berømte Kappel propeller, som blev udviklet af den danske ingeniør, Jens Julius Kappel. MAN og Kappel indledte et samarbejde i 2003 og han solgte siden sit design til MAN. På nuværende tidspunkt har MAN leveret mere end 100 propellere med det klassiske og let genkendelige Kappel-design.
- Kappel blev inspireret af luftfarten og fandt på at designe spidsen af propellerbladene på samme måde som det man ser på de såkaldte winglets på moderne fly, forklarer Jens Ring Nielsen.
Det er således flere gange dokumenteret, at en Kappel-propeller kan reducere brændstofforbruget med mellem 3,5 til 5 pct. sammenlignet med en traditionel propeller.
Car carriers
Flere af verdens store rederier kigger derfor mod Frederikshavn, når der skal bygges nye skibe. Og de kigger ikke bare på selve propelleren, men på hele designet efter hovedmotoren. Det vil sige aksel, propeller og ror.
Rederiet Höegh Autoliners valgte således for nogle år siden at montere Kapel-propellere på fem af verdens største Car Carriers - hver med en kapacitet på 8.500 nye biler. Disse propellere havde hver en diameter på 7,2 meter, og var med deres unikke design i stand til at hæve brændstofeffektiviteten med 5 pct. sammenlignet med traditionelle propellere. Det er nemlig ikke kun selve propelleren som optimeres; også roret og den såkaldte ror-bulb og vandstrømningen ind til propelleren og væk derfra er afgørende for den høje virkningsgrad:
- Der arbejdes kontinuerligt på at forbedre virkningsgraden på dieselmotorer, men forbedringspotentialet på propeller og ror er absolut betydeligt, siger Jens Ring Nielsen.
Et aktuelt eksempel er norske Odfjell Tankers, som også valgte at satse på Kappel-propelleren, da der skulle gennemføres et omfattende retrofit-program på 19 af rederiets tankere.
I følge Odfjell resulterede den samlede opgraderingspakke i en brændstofbesparelse på mere end 20 pct. på hvert enkelt skib.
- Hvis et eksisterende skib skal retrofittes med det nyeste udstyr, så kan der hentes endnu større besparelser end ved nybygninger - så udgiften til ombygning kan hurtigt være tjent hjem, forklarer Jens Ring Nielsen.
Udfordringer
Jens Ring Nielsen understreger dog, at arbejdet med Kappel-designet også giver udfordringer - ikke mindst fordi det er uhyre omstændigt at dimensionere propelleren i forhold til det samlede design.
- Når en skibsreder forbereder en nybygning er vi som byder på propellerdelen som regel underlagt nogle meget stramme deadlines. Og her kan det faktisk være en udfordring overhovedet at nå at få gennemført de nødvendige beregninger. Computersimuleringerne op til at fastlægge dimensionerne på en fremtidige Kappelpropeller er ekstremt komplekse. En enkelt udregning kan tage op i mod halvanden uge at få gennem et softwareprogram. Og typisk har man kun 3 til 4 uger til at aflevere sit design-forslag til værftet, forklarer Jens Ring Nielsen.
Kan Kappel-designet bruges til alle projekter?
- Nej. Det er meget forskelligt og skal vurderes fra projekt til projekt. Det afhænger dels af skibstypen og driftsformen. Generelt er Kappel-designet bedst egnet til high power-skibe, der sejler på lange distancer med relativt høj motorbelastning. Så containersegmentet er oplagt. Men skibe med dobbeltskrue ligger også godt til Kappel-designet, forklarer Jens Ring Nielsen.
Han påpeger, at de bedste resultater med Kappel-propelleren er opnået på de skibstyper, der kombinerer Kappel-propeller med såkaldt rudder bulb.
FAKTA: Propeller-centrum Frederikshavn
I mere end 110 år har man produceret propellersystemer i Frederikshavn
1883 grundlagdes motorfabrikken Brdr. Houmøllers Jernstøberi i Frederikshavn. Dette foretagende blev med tiden omdøbt til Alpha Diesel og blev senere opkøbt af MAN. Houmøller lancerede sin første fremdrivningspropeller med vridbare blade i begyndelsen af 1900-tallet. Patentet på den vridbare propeller blev aktivt i 1903 og grundlagde et veritabelt propeller-eventyr i den jyske købstad
Der er gennem tiden produceret mere end 7.000 vridbare propellere og der er udviklet mere end 1.600 forskellige propellerbladsdesigns
I begyndelsen blev der produceret propellere til små fiskekuttere, men i takt med, at fiskefartøjerne blev større og større blev propeller og de tilhørende systemer også større og større.
I dag produceres der propellere til alle slags kunders individuelle behov: Alt fra fiskekuttere, færger og til store containerfeederskibe
De største propellere i produktrækken har en diameter på mere end 8 meter og kan overføre mere end 30.000 kW
En høj virkningsgrad fås bedst ved at anvende en så stor diameter på propelleren, som skroget giver mulighed for - og samtidig benytte et tilsvarende omdrejningstal
