Alfred Nobel var 61 år gammal då han stiftade bekantskap med Fredrik och Birger Ljungström, då 19 och 22 år. Nobel, som inte hade några egna barn, inledde ett entusiastiskt samarbete med de bägge bröderna under deras tidiga verksamhetsår. Nobel och bröderna kom att bli goda vänner. De diskuterade flitigt världens problem och samtidens existentiella frågor, alltmedan en far- och sonliknande relation växte fram. 60 år senare, när Fredrik Ljungström mindes tillbaka på deras samarbete i sina memoarer, kommenterade han att Nobel "hade en förmåga att med den oerfarna ungdomen på jämställd fot diskutera de mest omfattande problem" och att "skärpan i hans kritik mot samtidens företeelser var påfallande hård". Ljungstrom kommenterade vidare att "blodet blir varmt i mina gamla ådror när jag tänker på honom."[6]
Sveacykeln var en tidig produktion av Fredrik Ljungström, utarbetaded i samarbete med bröderna Birger, Axel och Oscar Ljungström. Helge Palmcrantz knöts till projektet. Sveacykeln blev ett exempel på en tidig prototyp i cykelns historia. Detta med en pedalmekanism som rörde sig vertikalt, byggd på frihjulsnav som patenterades av bröderna 1892. Ett patent på växelssystem, det första i världen för cykel, tillkom 1895.[7] Olika användningsområden skissades upp, som cabvelociped, brandkårsfordon, med mera. Även ritningar på hjälpmotorförsedd Sveacykel skedde.[8]
Projektet vann uppmärksamhet av och stöd från Alfred Nobel. Verksamheten exporterades till England, dit Ljungströmbröderna omstationerade 1895 under inrådan från Nobel. Under företagsnamnet The New Cycle Company, till vars verksamhet också George Spaak anslöts, tillverkades omkring 2,000 enheter i Sverige och ett 150-tal i England fram till 1898. Trots att marknadens preferens för roterade pedalmekanism blev tydligt med åren, skulle senare cykeltillverkare implementera Sveacykelns bromsteknik såväl som frihjulsnav.
Enligt en anekdot väcktes Fredrik Ljungströms insikter om ångkraften redan som pojke när han iakttog hur maträtter förbereddes i köket. Framåt 1895 skulle Fredrik Ljungström utveckla och patentera en ny ångturbin. Uppfinningen tilldrog sig Alfred Nobels intresse, inte minst dess kondensoruppfinning. Ångturbinen tillfogades i ett produktionstest till en slup som med 12 knops hastighet blev den snabbaste motorbåten i Stockholms skärgård.
Också denna uppfinning exporterades till England 1896. Fredrik Ljungström följde med. Samarbete upprättades med företaget Dunford & Elliot i Newcastle upon Tyne. Trots att projektet initiala stöttare Alfred Nobel dog 1896, bildades år 1900 The Ljungström Engine Syndicate Limited i Newcastle, till vars verksamhet bröderna överflyttade med sina familjer inklusive med George Spaak som verkställande direktör. Verksamheten avstannade 1902, men flera av principerna för konstruktionen skulle visa sig bli viktiga för de efterföljande Ljungströmsturbinerna.
Väl tillbaka i Sverige utarbetade Fredrik och Birger ett automatiskt mjölkningssystem kallat "Beta" (1901). Detta projekt vann intresse från Alfreds Nobels brorson Ludvig Nobel (1868–1946) liksom från Gustaf de Laval (1845-1913) från Laval AB Separator. Fredrik Ljungström uppdrogs som verksamhetsledande ingenjör i projektet, som utvecklade sig till Mjölkningsmaskin AB, förlagt på Kungsholmen.
Omkring samma tid utvecklade bröderna metoder för utvinning av paraffin och mineralolja. Tekniken låg dock före sin tid och skulle inte visa sig framgångsrik förrän efter 1922. 1907 väckte samtidigt ångturbinsprojektet professor Aurel Studolas intresse. Det hade blivit tydligt att det var ångturbinerna som skulle bli huvudfokus för brödernas fortsatta verksamhet.
Den nya ångturbinen blev stommen för det nya företaget AB Ljungströms Ångturbin (ALÅ), grundat 1908 för att kontrollera patenten knutna till den revolutionerande konstruktionen. Verkstäder inrättades inledningsvis på Kungsholmen, i samma byggnader där en företrädare till Electrolux tidigare varit inhysta. Nästföljande år flyttades verkstäderna till Liljeholmen, i de lokaler som senare skulle komma att bli dagens Färgfabriken. Här färdigställdes den första prototypen av Ljungströmsturbinen av hädanefter känd typ, som redan från första början presterade världsrekord. År 1911 slutfördes ytterligare en enhet, denna betydligt större och med avsevärda prestationsförbättringar tillskrivna Fredrik Ljungströms hand. Nu var produkten redo för marknaden. Den första turbinen såldes till North Metropolitan Electric Power Supply Co. för energitillförsel åt London County Council Tramways. Trots att denna tidiga enhet ursprungligen tillverkades som en prototyp, skulle den kvarstå i aktiv tjänst i 50 år, tills den avställdes för utställning vid Science Museum i London.
Ljungströmturbinen, den dubbelroterande ångturbinen och den roterande luftförvärmaren är listade bland "Sveriges
100 främsta innovationer" av Reforminstitutet.[10]
År 1913 grundade Fredrik Ljungström tillsammans med sin bror Birger ett nytt företag, Svenska Turbinfabriks Aktiebolaget Ljungström (STAL), för tillverkning utefter AB Ljungströms Ångturbins patent. Bara två år efter att tillverkningen tystat av de sista artilleripjäserna i Finspång, Östergötland – tidigare centrum för svensk vapenindustri alltsedan Louis De Geer (1587–1652) – övertog STAL Finspång, komplett med de gamla fabrikerna, Finspångs slott och annan tillhörig fast egendom. Moderna fabriker uppfördes för det nya ändamålet.[11] Ritsalar och företagsledning inrymdes i Finspångs slott. Flera kända ingenjörer till verksamheten, som exempelvis mekaniske ingenjören Karl Gustaf Karlson, senare professor vid Chalmers tekniska högskola. Nu inleddes tillverkning och försäljning av kompletta elektriska generatorer byggda på Ljungströmsturbinen. Den nya konstruktionen erbjöd 10 % starkare termodynamisk effekt än tidigare konstruktioner, trots en kompaktare och mindre platskrävande utformning. Med kontrakt från beställare som Siemens och General Electric expanderade verksamheten ut i Europa och världen, samt installerades både för stationära behov och för marinfartyg.
Fredrik Ljungström var, skriver en av biografiförfattarna Anders Johnson, "inte bara en framstående uppfinnare utan även skicklig i att organisera och leda företagets konstruktionsarbete." Hans moderna metoder återspeglades i en checklista om 56 frågor till konstruktörerna på STAL, som inkluderade hänsyn till säkerhet och ergonomi. "Mest berömd blev dock den fjortonde kontrollfrågan: Är konstruktionen onödigt ful?"
Samtidens ekonomiska omständigheter var dock skakiga. STAL övertogs av ASEA år 1916 i syfte för dem att kunna erbjuda kompletta lösningar för turbindrivna elektriska generatorer. Överenskommelsen kom emellertid till under bristfälliga förutsättningar för effektiv kommunikation mellan kringresande ägare och representanter, inte minst med anledning av turbulensen omkring ryska revolutionen. Fredrik och Birger lämnade så STAL men bibehåll kontroll över alla patent och tillverkningslicenser för Ljungströmstubinerna genom ÅLA. STAL samgick med De Laval under 1950-talet under namnet Stal-Laval. Under 1960-talet återknöts Fredrik Ljungström operativt och genomförde då fler ytterligare produktionsförbättringar innan sin död 1964. Efter att stal uppgått i ABB uppköptes fabriksverksamheten av Siemens 2003 under namnet Siemens Industrial Turbomachinery AB.[12]
Den innovativa turbinteknologi som bröderna Fredrik och Birger Ljungströms utvecklade under tiden på ÅLA och STAL har sedan dess blivit tillämpad världen över med flera uppmätta världsrekordsprestationer. År 2009 beräkandes att hundratals större enheter alltjämt använde Ljungtrömsturbinens teknologi, inklusive i större fordon och marinfartyg: från London Underground till världens största supertanker Seawise Giant och i ett oräkneligt antal kraftverk.
Bara i Sverige blev 16 av 18 kärnkraftverk utrustade med Ljungströmsturbiner. Dessutom har solkraft alltsedan 2005 i ökande grad haft nytt av teknologin. År 2008 beräknades att närmare 100 % av alla solkraftverk var utrustade med Ljungströmsturbiner.[13]
Lokomotiv
Ljungströms ångturbinlokomotiv (1921), namngivet SJ Littera Å (1922).Ljungströmslokomotiv vid Stockholms centralstation (1922).
Från 1917 inledde Fredrik och Birger Ljungström tillverkning av en serie ångturbinlokomotiv med konkurrenskraftiga egenskaper, kända som Ljungströmslokomotiv. En av regionens största fabriker uppfördes för ändamålet 1918 i Gåshaga på Lidingö, där också en särskild luftförvärmare utvecklades för loken. När prototypen var klar för tester framkom det att loket utgjorde det starkaste som dittills hade producerats. Förutom rekordstyrkan hade Ljungströmslok en funktion som gjorde att de återanvände mycket av ångan i turbinen på ett revolutionerande sätt, vilket möjliggjorde långdistansfärder utan påfyllning av nytt vatten.
Det första 12 ton tunga snälltågsturbinloket, som tillverkades för Statens järnvägar i mars 1921 och patenterades i juli 1922, beskrevs som en udda lokdesign. Tester 1924 längs Västra stambanan mellan Stockholm och Göteborg indikerade 35-procentiga kolbesparingar i jämförelse med konventionella ånglok.[14]
Ljungströmsloket skilde sig i många avseenden från det konventionella ångloket. Turbinloket bestod av två sammankopplade fordon, pannvagnen och kondensorvagnen. Pannvagnen, som saknade drivhjul, vilade på en tvåaxlig boggie samt tre fasta bäraxlar. Det blev det största ångloket vid SJ med turbineffekt på 1.800 hk. Det skrotades 1935 i Örebro. Den andra designen var av modellen 2-8-0. Det loket förseddes med två vagnar för motorfunktionerna. Flera patent åtföljde de nästkommande åren. Nydqvist & Holm AB uppdrogs som licenstillverkare. Ljungströmslok tjänstgjorde sträckorna Stockholm-Krylbo samt Stockholm-Bollnäs. Turbineffekten på detta lok uppnådde 1,470 kW (1,997 hp) vid 10,000 rpm, med maximal hastighet på 90 km/h.[15] År 1930 rullade det 2000:e Ljungströmslokomotivet ut från Nydqvist & Holm AB:s fabrik: TGOJ M3 47, M3t 71.[16] Detta lok kvarstod i aktiv tjänst till 1931 då det ersattes av elektrifierad järnväg och diesiel-elektronik-drivna lok. Nydqvist & Holms licenstillverkade Ljungströmslok kvarstod dock i bruk i stället för konventionella lok längs Trafikaktiebolaget Grängesberg–Oxelösunds Järnvägar. Ingen kondenser tillpassades, eftersom dess komplexitet bedömdes överskugga dess termodynamiska fördelar i tillämpningen. Dessa lok kvarstod i drift tills 1953, då linjen elektrifierades.[17]
Fabriken och Ljungströmslokens "enorma experimentella arbete" tillsammans med ett 70-tal personal, attraherade internationell uppmärksamhet. Ett lok levererades till Argentinas statliga järnvägar, ämnat för den 800 km långa sträckan mellan Tucumán och Santa Fe, huvudsakligen dragen genom öken utan vattenkällor – en behovsprofil som Ljungströmssystemet var väl anpassat för. Detta lok utrustades med en större vattentank och utökad kondensorkapacitet. Turbinkraften uppnådde 1,290 kW (1,753 hp) vid 10,000 rpm. Drivmedelsåtgången sänktes med upp till 40 %. Loket kvarstod i bruk fram till Argentinska revolutionen (1966-1973). Beyer, Peacock and Company sände två ingenjörer från England för att bevaka och delta i teknikutvecklingen i Stockholm. Företaget beställde en kopia av Statens Järnvägars turbinlokomotiv SJ Littera Å, som sattes i bruk för London, Midland and Scottish Railway. Kraften i detta lok uppgick till 2,000 hp vid 10,500 rpm, vilket korresponderade med en rälsburen hastighet på 78 mph. Ångturbinen gjorde 300 lb/sqin vid 200 degC hetta. Loket tjänstgjorde för reguljär passagerartrafik längs linjerna från Derby till Manchester och från Birmingham till London med "mycket påtagliga ekonomibesparingar inom kol- och vattenkonsumtion".[18][19] Även Deutsche Reichsbahn hade nytta av teknologin i Bayern.
It is to the Swedish engineer Ljungstrom that the transport world is indebted for the latest and most varied developments of the steam turbine railway locomotive. His experiments have taken place over a number of years. Sweden, being a country deficient in coal, is particularly interested in an increase in the thermal efficiency of the locomotive and in fuel economies.
Fabriken med dess verkstäder och laboratorier på Lidingö kvarstod i bruk under 1920-talet. Under 1930-talet användes lokalerna till en filmstudio. Därefter revs fabriken för att ge plats åt ny fastighetsutveckling. Den gamla fabriken på Lidingö sprängdes i luften av dynamit 1972.
Tre lok av Ljungströms typ har bevarats i Sverige: två (71 och 73) förvaras vid Lokmuseet i Grängesberg och ett (72) på Järnvägsmuseet i Gävle. De i Grängesberg utgör världens enda kvarvarande fullt fungerande ångturbinlok. M3t nr 71, tillverkat 1930 av Nydqvist & Holm AB, renoverades av Lokmuseet inför Sveriges järnvägars 125-årsjubileum 1981, och sedan år 2014, med stöd från Riksantikvarieämbetet.[20][21] Alltjämt "världsunikt" och med en dragkraft på 22 ton är det fortfarande Sveriges mest kraftfulla ånglok: praktiska tester har uppvisat transportförmåga av 2,000 ton förspänt vid en resning på 17 per mille.[22] Digitala emulationer har också skapats av loket för 3D-simulatorspelet Trainz.[23][24]
Ett av Fredrik Ljungströms första patent bestod av en värmeväxlare för radiator, anskaffat 1896. Anekdoter härleder vidare Fredrik Ljungströms insikter om principer om luftkonditionering uppkomna under ett besök i rökiga lokaler i Kungliga operan i Stockholm år 1919. Flera år senare blev innovationen Ljungströms luftförvärmare ett resultat av fabriken på Lidingö, patenterat 1930.[25] Denna effektiva luftförvärmare är av en typ som erbjuder upp till 20 % av den total värmeöverföringen i en process som endast representerar 2 % av investeringen.[26]
ASEA köpte upp en majoritet av Svenska Turbinfabriks AB Ljungström 1916, och Erik Sundblad efterföljde Birger Ljungström som verkställande direktör. Patenträttigheterna utgick år 1944.
År 1995 beräknades att Ljungströms luftförvärmare hade sålts i 10,000 enheter världen över för totalt 20 miljarder dollar.
Skifferolja
Under Andra världskriget led Sverige brist på råvaruresurser, inklusive olja. Fredrik Ljungströms "stora insats" för insituutvinning av skifferolja medelst förgasning och elektrisk upvärmning – kallat "Ljungströmsmetoden" – möjliggjorde en betydelsefull alternativ källa till drivmedel för Krigsmakten, inte minst i flottan och flygvapnet. Framställningen uppgick under avspärrningsåren till 70,000 m³ skifferolja; "ett utomordentligt värdefullt tillskott" för landets försörjning.[3] Projektet stöttades inledningsvis av Vattenfall. Vid AB Svensk skifferoljas Kvarntorpsanläggning inmatades tidvis upp till 20 000 kW för skifferoljeproduktion. Utbytet ansågs på sin tid fullt lönsamt. Fredrik Ljungström erhöll sitt sista patent i denna industri 1954. De så kallade Ljungströmsfälten utanför Örebro, med en total krigsanvändning på runt 70,000 m³, inaktiverades efter kriget men med en möjlighet att återaktiveras vid behov av inhemsk oljeutvinningskälla. Svenska Skifferolje AB (SSAB) kvarstod i aktiv produktion fram till 1966.[27][28][29]
Skeppsbyggarkonst
Ljungströmkryssare (1950). USPTO No. 2107303 (utfärdat 8 februari 1938).Fredrik Ljungström ombord Ljungströmkryssaren Vingen XII, med skepparmössa från Lysekils Segelsällskap. För tidskriften Life (1951).
Det av Fredrik Ljungström utvecklade drivsystemet för bilar kallat "Spontan-växeln" väckte under 1920-talet uppmärksamhet. Drivsystemet hade en komplicerad konstruktion som möjliggjorde att kopplingen, växlar och bilens broms kunde regleras med en enda fotpedal. Utvecklingen skedde i samarbete med Axel Wenner-Gren. AB Spontan bildades. En biltyp utvecklades, Ljungströmsbilen. Samarbete inleddes med Chrysler. Börskraschen 1929 resulterade dock i att projektet tvangs avstanna fram till att nya bilväxlar på marknaden gjorde Spontan-växeln obsolet. En hydraulstyrd växel såg dock viss framgång under andra världskriget. Detta växelsystem kom till bruk för rälsbussar, inklusive i produktion hos Scania och Vabis. Delar av tekniken uppgick också i Saabs bilutveckling.
Även om också aeronautik ingick bland Ljungströms intresseområden, blev tillämpad aerodynamik inget specialintresse. Han påverkades starkt av förlusten av sin förstfödde son, piloten och löjtnanten i Kongl. Flottan Einar Ljungström, i ett flyghaveri 1927. Detta till trots medverkade Ljungströms teknologi efter andra världskriget till den första svensk jetmotorn med STAL Dovern, tillverkat vid det företag som Ljungström grundade.
Fredrik Ljungström kom att bli ett välkänt namn i 1900-talets svenska industri och "var intill sitt frånfälle fylld av idéer och uppslag".
Ljungströms luftförvärmare i modern installation (2010).
Bibliografi
Studie över fartyg med formen bestämd av cirkelbågar och dess tillämpning på segelbärande motorfartyg och passagerarfartyg, Stockholm, Sveriges standardiseringskommission, 1952
^Ljungström, Fredrik (1949). ”The Development of the Ljungström Steam Turbine and Air Preheater”. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers 160: sid. 211–223. doi:10.1243/PIME_PROC_1949_160_023_02.
.jpg)
.jpg)