Густав Лаваль - [39]

Именно это распределение давления пара на ряд простых турбин, помещенных на одном валу, Парсонс и считал своим изобретением. В 1884 году он сконструировал свою турбину. Она состояла из ряда венцов, лопаток особой конструкции, помещавшихся на одном валу. Между этими вращающимися с валом рабочими лопатками помещались такие же неподвижные лопатки, укрепленные в кожухе турбины, но загнутые в противоположную сторону. Эти так называемые реактивные лопатки и являются основным изобретением Парсонса. Реактивные лопатки представляли собой тот аппарат, в котором происходило превращение потенциальной энергии пара в кинетическую и превращение ее в механическую работу вала турбины. Парсонс придал своим лопаткам такую форму, что сечения междулопаточных каналов уменьшаются по направлению течения пара, и таким образом лопатки образуют как бы насаженные на вал сопла, из которых, расширяясь, истекал пар, реактивной силой своей, как в эолипиле Герона, приводящий во вращательное движение венцы лопаток и вал.

Парсонс и его реактивная турбина

Механическая работа получается в таких турбинах столько же за счет реактивного действия паровой струи, сколько и за счет активного ее действия, т. е. степень реактивности равна половине,

Помещенные между рабочими движущимися лопатками лопатки неподвижные служат для того, чтобы направлять пар на рабочие лопатки следующего венца.

Таково было в общих чертах устройство этой реактивной турбины, построенной одновременно и совершенно независимо от лавалевской активной турбины. Основным достоинством турбины Парсонса было распределение давления пара на ряд ступеней, снижавших число оборотов турбины: для турбин Парсонса не было никакой нужды применять передачу. В те времена еще мало что знали о работе динамомашин, и потому Парсонс, первые турбины которого имели около 17 тысяч оборотов в минуту, не сомневаясь в успехе, соединил вал турбины с валом динамомашины и создал турбогенератор.

Изобретение турбины и соединение ее на одном валу с генератором вызывали восхищение и при тогдашнем уровне знаний рассматривались как величайшее изобретение.

Обладая большими материальными средствами, терпением и единой целеустремленностью, вложив в дело огромный конструкторский талант, Парсонс в течение всей своей жизни занимался вопросом турбостроения и добился огромных результатов: его турбины получили широкое распространение в качестве стационарных и судовых двигателей и достигли в своем развитии высокой экономичности при огромных мощностях, дошедших до 50 тысяч киловатт, т. е. до 66 тысяч лошадиных сил.

Хотя несомненно, что энергия, настойчивость и конструкторский талант Парсонса, как и некоторые черты его характера, имели огромное значение для успешного завершения его многолетней работы над созданием практически годной и выгодной турбины, все же решающую роль играли не личные достоинства изобретателя, а высокое развитие машиностроительной техники на родине Парсонса.

Если сепаратор Лаваля как нельзя более удовлетворял запросам шведской промышленности, чем и объясняется его успех, то состояние других отраслей промышленности на родине Лаваля, в особенности машиностроения, никак не могло способствовать успешному развитию и распространению изобретенной им турбины.

Не случайно, конечно, что с первого же момента своего появления турбины Лаваля возбудили к себе огромный интерес именно со стороны ученых и техников стран с высокоразвитой промышленностью и даже находили себе применение за пределами Швеции.

В совершенно других условиях проходила деятельность Парсонса, как равно и деятельность прямых продолжателей дела, начатого Лавалем, Кертиса, Рато и Целли.

Американский инженер и адвокат Чарльз-Гордон Кертис, занимаясь ведением патентных дел, пришел к мысли, изучив патенты Лаваля и Парсонса, что турбину Лаваля можно освободить от мешавшей ее развитию передачи, применив принцип ступеней, принятый Парсонсом, к активной турбине. В 1896 году он и взял патент на активную турбину со ступенями скорости и построил вслед затем турбину своей конструкции. Заброшенная таким образом Лавалем идея «скоростных серий», как называл он их в своих заметках, заново родилась на другом конце света и получила свое осуществление.

Кертис и его турбина со ступенями скорости

Кертис в своей турбине направил пар, отработавший в первом ряду лопаток, на второй ряд рабочих лопаток, сидящих на том же самом диске и таким образом, разлагая его энергию последовательно на два и на три ряда рабочих лопаток, создал ступени скорости. Ступени скорости понизили число оборотов турбины и сделали для турбины Лаваля ненужной зубчатую передачу.

Одновременно с Кертисом профессор Высшей политехнической школы в Париже, Огюст Рато, после многих теоретических расчетов и размышлений, разработал конструкцию активной турбины со ступенями давления, найденными Парсонсом. В 1900 году заводом Сотте — Гарле в Париже турбина Рато была построена. Цилиндр турбины был разделен на ряд камер специальными диафрагмами. В каждой камере помещалось одно рабочее колесо турбины, в лопатках которого пар и производил работу, заставляя вращаться колесо. Переходя из одной камеры в другую, пар расширялся в распределительных лопатках диафрагм, являвшихся своеобразными соплами Лаваля, и давление пара постепенно падало, так что в результате скорость вращения вала турбины снижалась до практически приемлемого числа оборотов и турбина не нуждалась в передаче.