Bootsbau 101: Halten Sie es einfach

Von Joseph Keefe • 9 April 2018

Für den heutigen Arbeitsbootsektor besteht das dringlichste Problem, mit dem sich die Betreiber konfrontiert sehen, wohl darin, die Einführung der so genannten Tier-Emissionsnormen zu treffen und zu bezahlen. Die amerikanische Untergruppe von 5.500 Towboats sieht sich außerdem dem Unterkapitel M Towboat Regeln und neuen Anforderungen für Hardware-Installation und physische Konstruktion. Die einzige Sache, um die sie sich nicht kümmern sollten, sind Lösungen für die Motorkühlung.

Der Kiel-Kühler, außerhalb der Sichtlinie unterhalb der Wasserlinie, kann das wichtigste Ausrüstungsstück auf dem Boot sein. Ohne es können die Motoren nicht funktionieren und die Fracht wird nicht transportiert und die Leute kommen nicht von Punkt A nach Punkt B. Während die EPA-Tier-Level von 1 auf 2 und bis auf 4 ansteigen, hat der mächtige Kiel-Kühler große Fortschritte gemacht dass sauberere Luft nicht gleichbedeutend mit schlecht funktionierenden oder außer Betrieb befindlichen Booten ist.

In ähnlicher Weise stellt das Unterkapitel M, das auf Rumpfdurchdringungen zentriert ist, eine potentielle Herausforderung für Betreiber dar, die Kielkühler verwenden. Nach den strengen Anforderungen der US-Küstenwache an die Passagierschiffe (K) wird es für RW Fernstrum & Company nichts wie weitergehen. Denn Fernstrum, der älteste Name in der Marinekühlung, ist auch der erfahrenste. Bis zu einer maximalen Motorleistung von 10.000 kW wird in jeden Arbeitsbootsektor verkauft. Für jeden Schiffsrumpf gibt es einen Kielkühler, und Fernstrum wird ihn individuell anpassen. Ohne bewegliche Teile ist der Kielkühler die ideale und einfache Lösung für die heutigen Arbeitsboote, auch wenn andere Geräte immer komplizierter werden und ansonsten schwer zu warten sind.

Kielkühler 101

Laut Dale Gusick sind Fernstrums Export Sales Manager, ein Kielkühler oder ein Box-Kühler der gleiche Denkprozess. "Es handelt sich um ein Kühlsystem mit geschlossenem Kreislauf für einen Schiffsmotor. Es ist vergleichbar mit einem Heizkörper an einem Auto oder LKW, außer wir sind unter dem Schiff ", erklärt Gusick. "Und wir stehen in direktem Kontakt mit dem umgebenden Wasser - und stellen so einen direkten Wasser (Kühlmittel) zur Wasserwärmeübertragung bereit. Dadurch wird verhindert, dass Meerwasser oder Umgebungswasser in den Wärmetauscher gelangt. "

Inländische Betreiber haben Optionen, wenn es um Kühlanforderungen geht. Das gesagt; Die meisten Binnenschiffe werden wegen der schmutzigen, seichten Wasserumgebungen, in denen sie betrieben werden, tendenziell kielgekühlt. Dale Gusick stellt die Frage in die richtige Perspektive: "Wenn Wärme ausgetauscht würde, gäbe es ständige Probleme mit Verstopfung und Verstopfung der Wärmetauscher Pumpen versagen, Überhitzung und eventuell die Motoren könnten beschädigt werden. Ein neuer Schiffsmotor wird heute aufgrund der neuen Tier-Level-Anforderungen typischerweise zwei Kühlkreisläufe haben. "

Es stellt sich heraus, dass schwierige Binnenbedingungen - flache, schluffige, trübe, mit Trümmern gefüllte Umgebungen - die perfekte Anwendung für Kielkühler sind. Diese Art von Umgebung ist ein Hauptgrund, warum sie entwickelt wurde. Bereits 1944 lieferte die US Navy Landungsboote für einen Scheinangriff Islands, der sich auf den logistischen Alptraum vorbereiten sollte, der später die Landung in der Normandie sein sollte. Sean Fernstrum, Präsident von RW Fernstrum, sagte gegenüber MarineNews im März: "Weniger als die Hälfte der Boote schaffte es an Land, weil Eis in die Ansaug- und Schmutzfänger gesaugt wurde und folglich Motorblöcke zerbrach. Seans Großvater (Robert Fernstrum), damals Chefingenieur bei Grey Marine, hatte die Aufgabe, das Problem zu beheben. Was er vorhatte, war der Prototyp unseres verpackten Kielkühlers. "

In Wirklichkeit hat die Marine erst nach dem Krieg Kielkühler eingesetzt. Firmenpräsident Sean Fernstrum erklärte: "Mein Großvater erhielt 1945 einen Auftrag über 10.000 Einheiten. Er konnte nirgendwo bauen, niemand konnte die Arbeit machen, und aufgrund der Rationierung erwies sich die Beschaffung von Silber und Kupfer als schwierig. Als der Krieg endete, wurde der Vertrag annulliert. Später, zwischen dem Zweiten Weltkrieg und Korea, erhielt er den Landungsbefehl. In allen Landungsfahrzeugen von Inchon zum Beispiel waren Kielkühler installiert. "

Der heutige Kielkühler ist typischerweise in einer vertieften Anordnung an der Seite des Behälters angebracht. Die Kühler bleiben vor Verletzungen geschützt und sind mit Wächtern und Gittern geschützt. Bjorkman fügt hinzu: "Die überwiegende Mehrheit dieser Binnenschiffe endet in der Regel mit seitlich montierten, vertieften Installationen."

Hochgeschwindigkeitsschiffe

Neben den Binnenfrachtmärkten haben Kielkühler viele Anwendungen. In der Tat, und im Gegensatz zu einigen Wahrnehmungen, eine andere ideale Kiel-Kühler-Anwendung umfasst die sogenannte "High Speed ​​Vessel" -Sektor. Ein Hochgeschwindigkeitsschiff umfasst alles, was typischerweise bei Geschwindigkeiten von 15 bis 40 KT funktioniert. Innerhalb dieses Bereichs können Fähren, Lotsenboote und starre Schlauchboote gefunden werden. Eine häufige Fehleinschätzung ist jedoch, dass der Kühler zu viel Widerstand auf dem Hochgeschwindigkeitsschiff verursacht. Dale Gusick sagt, das ist einfach nicht wahr. "Wir haben Tankmodelltests durchgeführt, bei denen wir drei verschiedene Arten von Rümpfen betrieben, von denen einer mit einem ordnungsgemäß installierten Kielkühler, einer ohne Kielkühler und einer mit einem falsch installierten Kielkühler ausgestattet war. Am Ende zeigten die Tests, dass ein richtig installierter Kielkühler in einer Vertiefung die Geschwindigkeit des Schiffes nicht beeinflusste. Eine letzte Schicht Grundfarbe beschränkte die Leistung eines Schiffes mehr als ein richtig installierter Kielkühler. "

Heutzutage erfolgt der Großteil der Wärmeübertragungstests von Fernstrum intern, elektronisch mit Software oder in Testbehältern in den Fernstrum-Anlagen.

Entwickelt sich mit der Industrie

Horsepower hat nichts mit der Größe oder Form eines Kielkühlers zu tun. Da sich die Betriebsbedingungen an Bord geändert haben, hat sich auch der Kielkühler verändert. Zu den Variablen, die am stärksten betroffen waren, gehört die Wärmeentwicklung der heutigen Motoren, die sich von Tier 1 zu Tier 4 entwickelten. Frank Bjorkman erklärt: "Die Kühler von heute sehen äußerlich sehr ähnlich aus wie in der Vergangenheit. Wir haben intern Änderungen vorgenommen, um die Einheit zu stärken. Die andere Sache, die sich geändert hat - teilweise aufgrund der Tier-Änderungen - sind wir in viel größere Einheiten geraten. Außerdem haben sich die Fertigungstechniken, die wir verwenden, im Laufe der Zeit verbessert. "Fernstrum-Kühler entwickelten sich daher zu einem robusteren und haltbareren Standard. Denn ein 100-PS-Motor vor 40 bis 50 Jahren würde einen kleinen Kühler benötigen. Heute und um die Emissionsvorschriften zu erfüllen, könnte dieses System doppelt so groß sein.

Sean Fernstrum erklärt es vielleicht am besten und meint: "In der Vergangenheit war zu erwarten, dass ein neuer Motortyp zwei oder drei Jahrzehnte lang Standard sein würde. Jetzt kommen diese Änderungen alle fünf Jahre. Dies hat einige Verwirrung bei den OEMs und den Kunden verursacht, die verfolgen, wo sie sich in einer mehrjährigen Planungsphase für ein Schiff befinden.

Bei dem immer beliebter werdenden GE-Tier-4-Motor zum Beispiel erfordern die Tieftemperaturkreisläufe im Vergleich zu einem SCR-Tier-4-Motor eine enorme Oberfläche. Wenn das passiert, nimmt Fernstrum lediglich technische Daten von der Motorenfirma und erstellt eine passende Lösung. "Es geht um die erzeugte Wärme und die Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmittels im Vergleich zu den Temperaturen, die wir halten müssen. Je näher wir der Umgebungstemperatur sind, desto mehr Fläche müssen wir für die Kühlung dieses Motors aufwenden ", sagt Peura.

Für jeden Betreiber, insbesondere in Sektoren, in denen die Frachtraten aufgrund von Regulierungszwängen nachgeben, ist der Bedarf an robuster, zuverlässiger und einfacher Ausrüstung ein Muss. Diese Boxen wurden jedoch schon lange von Fernstrum "überprüft". Abhängig von dem Wartungszyklus, den ein bestimmtes Schiff durchlaufen könnte, könnte die routinemäßige Wartung einige neue Dichtungssätze oder möglicherweise eine Anodenaktualisierung vorschreiben. In der Praxis sagt Dale Gusick, dass der GRIDCOOLER Keel Cooler sich hervorragend bewährt. "Wir sehen für einen Kupfer-Nickel-Kiel-Kühler häufig einen Lebenszyklus von 20 Jahren. Das gesagt; Wir erhalten jede Woche Anrufe von Kunden über Kielkühler, die 30 bis 40 Jahre gedauert haben. Sie (das Gefäß) haben vielleicht sogar ein paar Mal wieder gepowered. Und manchmal landen diese Schiffe in Entwicklungsländern, nachdem sie an ausländische Käufer verkauft wurden. "

Die ideale Installation des Kielkühlers

Es ist noch nicht so lange her, dass nur sechs bis acht Kielkühlermodelle 60 Prozent der Binnenschiffsschiffe abdecken könnten. Das Fernstrum hat heute noch einige dieser Modelle vorrätig, so dass die Kunden Zugang zu ihnen haben. Heute ist der Großteil der Fernstrum-Produktion für ein Schiff oder eine Reihe von Schiffen maßgeschneidert. Ähnlich wie bei der Entwicklung passgenauer Rümpfe für die neue Welle von Bugstrahlrudern für Anwendungen im Binnenland ist jeder Fernstrum-Kielkühler auf eine Vielzahl von Variablen ausgelegt. Diese Variablen umfassen das jeweilige Antriebspaket, die Betriebsumgebung, die Wassertemperatur selbst, den vorgesehenen Service und viele andere Faktoren. "Einige dieser Entwürfe können Jahre brauchen, um Früchte zu tragen, es ist faszinierend, alles zusammen zu sehen", sagt Sean Fernstrum.

Frank Björkman stimmt zu. "Wir arbeiten sehr eng mit Marinearchitekten zusammen, um die Konstruktion und Installation von Kielkühlern zu unterstützen. Als Ergebnis sehen wir bessere Installationen als vor 20 und 30 Jahren. Wir arbeiten auch eng mit Motor-OEMs zusammen, bevor ein neuer Motor freigegeben wird, um festzustellen, wie sich Änderungen auf das Kühlsystem des Schiffes auswirken können.

Wenn ein neues Schiff Probleme mit der Kühlung hat, liegt es oft an dem falschen Durchmesser der Rohrleitung, zu vielen Windungen oder Ellbogen; alle Dinge, die Druckverluste verursachen können. "Das ist die Art von Dingen, mit denen wir mit unseren Kunden arbeiten", sagt Dave Peura und fügt schnell hinzu: "Wir betrachten alle Motordaten, Wärmeprojektionen, Durchflussraten, Auslegungstemperaturen des Motors und schauen uns dann Anwendungsdaten an - minimale Rumpfgeschwindigkeit bei voller Nennleistung, Seewassertemperatur, wir prüfen sogar, ob es Frischwasser oder 50 Prozent Kühl-Frostschutzmittel im System gibt. All das - und mehr - spielt eine Rolle bei der Dimensionierung eines Kielkühlers. "

Vorausschauen

Das Fernstrum-Geschäft verlangt nach einem Rückblick, Planung für das, was als nächstes kommt, und wie Sean Fernstrum gerne betont, bleibt diversifiziert. Zu diesem Zweck sagt er: "Fähren waren schon immer ein fester Bestandteil von uns, und sie scheinen stärker zu werden. Wie es im maritimen Sektor normalerweise der Fall ist, fällt ein Sektor, wenn ein Sektor steigt. Wir alle ritten diese Welle der Offshore-Industrie, so bedeutend wie sie war. Aber die kommerzielle Fischerei und einige dieser anderen Sektoren haben dazu beigetragen, einen Teil des Verlustes von der Küste abzubauen. Diversifikation ist ein absolutes Muss. "

Übersee weist Fernstrum auf aufstrebende Märkte hin, die Energie benötigen. "Das sind wirklich interessante Märkte - Unterwasser-Gezeiten-Turbinen, AUVs und ROVs. Es war eine interessante Veränderung, die es uns erlaubt hat, mit einigen spezialisierten Projekten zu arbeiten - Schiffsingenieuren und Schiffsarchitekten, wo es keinen vorherigen Markt gab, also gehen wir in einigen dieser Anwendungen neue Wege. "

In kleineren Ländern mit sich entwickelnden Volkswirtschaften sieht Ferntrum die Rückkehr zum Landungsboot - Neubauten und Recycling alter. "Sie benutzen sie als Fähren, die Menschen und Ausrüstung hin und her bewegen. Und wenn der Kielkühler richtig positioniert und in das Schiff zurück in der Regel in Richtung des hinteren Endes des Schiffes, wo die Motoren sind, versenkt wird, sind sie ziemlich gut geschützt, auch wenn sie am Strand sind ", sagt Gusick.

Getrennt und auch innerhalb der beträchtlichen Exportmarkt-Erfahrung von Fernstrum verlangen südamerikanische Betreiber zunehmend nach Neubautonnage. Und wenn sie dies tun, benötigen diejenigen, die Amazon-Bedingungen fordern, robuste Ausrüstung. "Wir sind gerade an mehreren Neubauten beteiligt. Dazu gehören drei große Drücker für die Dreyfus-Gruppe; Alle RAL-Designs mit GRIDCOOLER Kielkühlern ", erklärt Dale Gusick. Mit 18 aktiven Distributoren und / oder Agenten auf der ganzen Welt war insbesondere Südamerika ein guter Markt für Ferntrum.

Für diejenigen US-Werften, die auch Tonnage für den Export produzieren, ist es nicht ungewöhnlich, Fernstrum-Kühler auf diesen Schiffen zu sehen, da sie die letzte Linie für den Amazonas und darüber hinaus nehmen. Eastern Shipbuilding Serien-bauen Brevante Klasse PSV waren ein perfektes Beispiel. Alle hatten speziell angefertigte Fernstrum-Boxkühler.

In einem viel geringeren Ausmaß hat die sogenannte "Stunde der Macht" und die Hybridantriebsrevolution auch den ikonischen Kielkühler betroffen. Aber für andere - und sagt Dale Gusick - gute Gründe. Er fährt fort: "Es wird uns noch mehr beeinflussen, wenn sich die Leute auf etwas einlassen. Die Hybridsysteme haben einige Geschäfte gemacht, weil wir die gesamte Elektronik - Wandler, Transformatoren, Gleichstrommotoren - auf den Schiffen kühlen. All das erfordert Kühlung. Wenn Sie in die echten Systeme kommen, in denen jetzt Batterien verwendet werden, tun wir gerade etwas Batterie-Abkühlung auf einer Fähre in Dänemark. Vieles davon ist noch im Fluss und wir sind uns nicht sicher, wohin es uns bringen wird. "

Fazit für den versenkten Kielkühler

Aus der Sicht und weil es im Laufe der Zeit so zuverlässig geblieben ist, bleiben Keel Coolers für Schiffbauer und Betreiber gleichermaßen in Vergessenheit. Die heutige Version, die sich aus der Bitte der Regierung entwickelt hat, ein kritisches Problem während des Zweiten Weltkrieges zu lösen, bleibt ähnlich wichtig.

Sean Fernstrum schloss ein pädagogisches Gespräch mit den Worten ab: "Mit all den Komplikationen, die ein in Betrieb befindliches Schiff erfahren kann, ist es beruhigend, eine Ausrüstung zu haben, die effizient, effektiv, langlebig und einfach ist. Der GRIDCOOLER Keel Cooler ist ein Gerät, das wir einfach halten wollen. Einfachheit ist schwer. Etwas Kompliziertes zu machen ist sehr einfach. "Die Betreiber von 5.500 Unterkapitel M betroffenen Schiffen würden wahrscheinlich zustimmen.

• Brückenaufstellungsschiffe (BEB)
• Fähren (23-24 Knoten)
• RIBs (Zodiac Canadian Coast Guard)
• Gillnetter von Bristol Bay
• Lotsenboote (15-20 Knoten)
• Inland Pushboats / Assist Schlepper
• Mannschaftsboote (15-25 Knoten)
• Polizei und SAR (Search & Rescue)
• Frachtlandungsboot

(Wie in der April 2018 Ausgabe von Marine News veröffentlicht )