Grynge gamla ensfyrar där fartygen går i enslinjen när man anlöper en hamn. Vedeldar tänds på både den yttre (lägre) och den inre (högre) fyren och när man går i farleden skall man se ljuset från den inre exakt ovanför ljuset från den yttre.
Polheimers temporära fyr på Östergarnsholm utanför Gotland från 1849. I denna fyr gör man upp en ved- eller koleld överst. Askan faller ner och tas ut genom det stora hålet längst ner. För att få en bättre eld finns några mindre öppningar under eldstaden. Beroende på olika vindriktningar så blåser vinden in genom olika öppningar under elden. Vinddraget blåser upp mot elden så att den brinner bättre.
Fotogenlampan har fyra vekar - där varje vekes höjd reglers individuellt. Vekarna ställs in så att den inre är högst och de resterande successiv är lägre. Man får då en större koniskt ljusyta och ett starkare sken. Luftdrag går mellan varje veke, vilket gör att förbränningen blir bättre. I denna bild saknas "skorstenen” av glas som ska sitta över vekarna.
Roterande reflektor inklusive urverk och lampa - i hålen i varje reflektor ska det sitta en oljelampa. Hela anordningen roterar och var gång en reflektor passerar ser man ett ljusblänk. Då apparaten innehåller sex reflektorer blir det sex blänk per varv.
En komplett reflektorapparat med reflektor, oljelampa i mitten och det uppdragbara rotationsurverket i den gröna lådan.
Solventil, Dahléns uppfinning - solventilen har ett svart membran och ett ljust membran. Det svarta membranet absorberar mer ljus än det ljusa vilket gör att det svarta utvidgar sig mer och böjer det vita varvid gastillförseln stoppas under dagtid. När det blir mörkt försvinner utvidgningen av det svarta membranet och gastillförseln öppnas.
Modern fyrteknik
Ny fyrlampa - lysdioder med pinnar ovanpå, så att inte måsarna ska sätta sig på lampan.
Fresnel-linser
En av de första fresnel-linserna från slutet av 1820. Observera att speglar är monterade ovanför och under själva linsen så att mer ljus reflekteras framåt.
Fresnel-lins i Berguddens fyr - Berguddens fasta dioptriska trumlins av 2:a ordningen (diameter 1400 mm) med katadioptrisk krona och krans samt två stycken 1000 watts lampor. När en lampa går sönder skiftas en ny lampa in automatiskt via en lampväxlare.
Häradskärs fasta dioptriska trumlins av tredje ordningen (diameter 1000 mm) med katadioptrisk krona och krans, total linshöjd 1671 mm.
Fyren - ett tekniskt underverk
Text och foto:
Esbjörn Hillberg, ordförande i svenska fyrsällskapet - www.fyr.org
Utdrag ur CETIS nyhetsbrev nr 2 maj 2012, förlängd version.
Pharos av Alexandria från 280 f.Kr., ett av världens sju underverk, anses ha varit världens första fyr. Beskrivningar talar om att dess ljus sågs över hela Medelhavet. Påståendet är ju inte riktigt sant med tanke på hur många år det sedan tog att utveckla fyrtekniken så att ljuset syntes på långt håll. Men innebörden i beskrivningen var att man nu började utveckla en teknik för säkrare sjöfart.
Pharos förstördes dessvärre i en jordbävning på 1300-talet, men i havet har man nu funnit vad man tror är resterna av fyren. Fyrbyggandet började på allvar runt år 0 i de östra medelhavsländerna och spreds sedan västerut via Italien och Spanien till Nordeuropa. Senare, vid romarrikets fall år 476 upphörde all fyrbyggnation i Europa fram till mitten av 1100-talet.
Utbyggnaden av fyrar längs södra östersjökusten drevs starkt på genom handelsförbundet Hansans inflytande. Hansan dominerades av tyska städer mellan 1300-talet och 1600-talet och man bedrev handel samtidigt som man skyddade varandra från konkurrens utifrån. Här spelade faktorer som ekonomi och säkerhetsfaktorer in för utvecklingen av fyrar. Faktorer som fortfarande är starkt pådrivande av den tekniska utvecklingen inom de flesta områden.
Från ved till elektricitet
Sommaren närmar sig och många kommer att se och använda sig av fyren som hjälpmedel i skärgården, och de flesta vet ungefär hur en fyr ser ut och hur den fungerar. Men vad vet vi om dess historia och hur den har utvecklats? Fyren har en lång traditon bakom sig och många har genom århundraden velat utveckla tekniken för säkrare sjöfart. De första fyrljusen kom från vedeldar anlagda direkt på marken. De hölls brinnande när fartyg förväntades angöra en kust eller hamn under dygnets mörka period. Ljusskenet syntes inte så långt och det var svårt att hålla elden brinnande vid hårt väder eller regn. Falska fyreldar användes också för att locka fartyg på grund för att plundra dem. Denna barbariska sedvänja fortlevde på många håll ända in på 1800-talet. Det var en god extra inkomstkälla för delar av skärgårdsbefolkningen.
Eftersom en vedeld brann ut fort sökte man efter andra tekniker som ljuskälla. Vaxljus, trä- och stenkol ersatte veden. Stenkolen importerades huvudsakligen från England och man eldade kolen i övertäckta järngrytor. 1625 uppfanns sedan vippfyren av dansken Jens Pedersen Grove.
Vippfyr på Gotland
I ena änden av en vipparm som var fäst överst på en förankrad lodrätt ställning hängde en fyrgryta av järn i vilken man eldade. I den andra änden av vipparmen var en tyngd fäst som motvikt. Armen fälldes ner när man fyllde på kol och tände elden varefter den vippades upp så att elden kom högre och kunde ses på längre håll.
År 1784 revolutionerade schweizaren Aimé Argand ljuskällan i fyren genom att han uppfann en oljelampa som brann med stark och klar låga som varken avgav rök eller sotade ner. Den byggde på idén att veken skulle vara som ett rör där luften passerade både på ut- och insidan av den brinnande veken. Utanpå veken satt en ”skorsten” av glas för att öka luftflöde och förbränning. Genom detta arrangemang brann veken med en klar låga och reflektorer som hade börjat användas svärtades inte ner.
Slutligen, många år senare, efter perioder av vaxljus, fotogen och gas så gjorde elektriciteten sitt intåg i fyrarna. Den första fyren där man testade detta år 1858 var engelska South Foreland. Kolbågslampor användes men de var enormt dyra i drift så därför blev inte elektriska lampor populära förrän på 1920-talet när glödtrådslamporna hade utvecklats.
Reflektorer och optik
Då äldre typer av fyrljus syntes mycket dåligt försökte man genom olika metoder öka ljusstyrkan och förstärka samt koncentrera det utgående ljuset. Som nämnts tidigare fanns ingen större möjlighet att öka ljusstyrkan från ved eller stenkoleldare. Men när man började använda vaxljus, oljeljus och gasljus ökade möjligheterna att placera ljuskällan framför speglar och andra typer av reflektorer för att öka det direkta och även utnyttja det indirekta ljuset. År 1765 bevisade fransmannen Lavoisier genom teoretiska beräkningar att en parabolisk reflekterande yta förstärker ljuset.
Den optiska linsen utvecklades under tidigt 1600-tal. Linser tillverkades av kristallglas och arbetet krävde millimeterprecison vilket gjorde arbetet mycket svårt. Att tillverka stora fyrlinser vad så gott som omöjligt under många år, men man insåg redan på mitten av 1700-talet vilken nytta man skulle ha av stora linser i fyrar och 1788 installerade engelsmannen Thomas Rogers sannolikt världens första fyrlins i Portland på Englands sydkust. Det stora genombrottet i konstruktion och tillverkning av fyrlinser gjordes av fransmannen Augustin Fresnel 1822 som tillverkade linser i mindre delar som monterades tillsammans och skapade en större lins.
Fresnel-lins, Vinga fyr - fler exempel av Fresnel-linser finns i högra spalten.
Fyrljuskaraktär
Det är naturligtvis nödvändigt för sjöfarande att veta sin position, speciellt under mörker, när de närmar sig en kust och skall angöra en hamn. Då alla fyrar i begynnelsen var enkla eldar och därför såg likadana ut i mörkret kunde man inte skilja dem åt. Det fanns inga blinkanordningar eller färgade glas som gjorde att man kunde känna igen en fyr och skilja den från en annan.
Revolutionerande uppfinningar
I begynnelsen visade ju fyrar endast ett fast vitt sken. Att skilja en fyr från en annan var omöjligt. Den enda möjligheten att särskilja dem var att bygga flera fyrar på samma plats men svensken Jonas Norberg fick en idé att man skulle göra ett rörligt fyrsken eller åstadkomma ett avbrott i fyrljuset. Han tyckte att det var lättare att upptäcka ett blinkande än ett fast ljus och dessutom kunde man skapa olika ljuskaraktärer för olika fyrar. Ett sätt att få ljuset att blinka var att vrida en spegel fram och tillbaks, ett annat var att rotera en reflektor med sitt ljus runt en axel. I båda fallen användes ett uppdragbart klockurverk som drivkälla. Världens första fyrljus med en förutbestämd ljuskaraktär var uppfunnet!
Gustaf Dalén är Sveriges mest kända uppfinnare av fyrapparater. År 1906 uppfann han klippapparaten och år 1907 solventilen. Klippapparaten gjorde att man kunde ställa in tiden mellan fyrblänken och därigenom ge fyrar olika ljuskaraktärer. Detta reducerade gasförbrukningen med 50-80 % då endast gas till en s.k. pilotlåga var påkopplad mellan fyrblänken. Solventilen gjorde sedan att gastillförseln för fyrkaraktären stängdes av under dygnets ljusa del och man sparade ännu mer gas. Kombinationen av dessa uppfinningar sparade upp till 93% acetylengas jämfört med om man hade haft en kontinuerligt brinnande låga. År 1909 kom nästa uppfinning nämligen Dalénblandaren (Dalénljus) som blandade gas och luft i den mest effektiva proportionen så att man erhöll en hög ljusstyrka.
Modern fyrteknik
Moderna linser är nu gjutna i akrylplast som både släpper igenom mer ljus och bryter ljuset bättre än de gamla glaslinserna. Då akryllinser är maskintillverkade är de även mer exakta och anpassade till moderna elektriska lampor med små glödtrådar. Skillnaden i effektivitet är därför relativt stor och kostnadsbesparingarna vid tillverkning är mycket stora.
Nya effektiva elektriska ljuskällor med lång livslängd såsom halogenlampor, sealed beam lampor (paraboliska lampor), flygplansstrålkastare, tågstrålkastare, lysdioder, etc. har gjort att fyrbelysningen förbättrats och underhållet förenklats. En bra glödlampas livslängd är cirka 2000 timmar medan en högtrycknatriumlampas livslängd är upp mot 55 000 timmar. Lysdiodernas livslängd är beräknad till långt över tio år varför man, när man använder sådana, måste räkna med att andra delar i systemet såsom fästen och plastdetaljer går sönder långt före lysdioden.
Genom dessa nya typer av lampor spar man även mycket stora mängder energi. Många fyrar kan därför utrustas med effektiva batterier, solpaneler eller vindkraft som enda energikälla. I vissa fyrar använder man inte ens normala linser utan endast små eller stora strålkastare. I andra fyrar som saknar linser använder man exempelvis roterande sealed beam tågstrålkastare.
Den tekniska utvecklingen inom fyrtekniken går som inom andra områden mycket fort.
Fundera gärna i skolan på
- Hur har fyrtekniken hjälpt sjöfarten - både för fritidsskeppare och för handeln?
- Vilka är fördelarna med dagens fyrteknik och vad tror ni kan förbättrats och förändras?
- Titta på ett sjökort och fundera på hur man tar ut en kurs med fyrars hjälp.
- Behövs fyrarna idag?
- Hur tog man ut kurser, före GPS och de elektroniska sjökorten fanns?
- Är det någon som kan navigera med hjälp av sextant och stjärnorna idag?
Kanske är det ett uppdrag för eleverna att tänka på under sommarlovet...
Nyhetsbrev nr 2, maj 2012 - startsida
Tillbaka
Linköpings universitet, CETIS, Campus Norrköping, 601 74 Norrköping011-36 31 09 (tfn) cetis@cetis.liu.se -
Skriv ut