Enerji. Buhar türbinlerinin icadı

Kısmen suyla dolu kapalı bir metal kap (kazan) hayal edelim. Altına ateş yakarsanız su ısınıp kaynayıp buhara dönüşecektir. Kazanın içindeki basınç artacak, duvarları yeterince sağlam değilse patlayabilir. Bu, çiftin sonunda bir patlamayla kendini gösteren bir enerji rezervi biriktirdiğini gösteriyor. Buharı herhangi bir yararlı iş yapmaya zorlamak mümkün mü? Bu soru bilim adamlarını çok uzun zamandır meşgul ediyor. Bilim ve teknoloji tarihi çok şey biliyor ilginç icatlar insanın buhar enerjisini kullanmaya çalıştığı yer. Bu icatlardan bazıları faydalıydı, diğerleri ise sadece akıllı oyuncaklardı, ama en azından iki icadın harika olduğu söylenmelidir; bilim ve teknolojinin gelişimindeki tüm dönemleri karakterize ederler. Bu büyük icatlar buhar motoru ve buhar türbinidir. 18. yüzyılın ikinci yarısında endüstriyel kullanıma giren buhar makinesi, teknolojide devrim yarattı. Hızla sanayi ve ulaşımda kullanılan ana motor haline geldi. Ama içinde XIX sonu ve 20. yüzyılın başı. buhar makinesinin ulaşılabilir gücü ve hızı çoktan yetersiz hale gelmişti.

Güçlü ve yüksek hızlı bir motor gerektiren büyük enerji santrallerinin inşasına ihtiyaç vardı. Böyle bir motor, yüksek hızlarda muazzam güç üretebilecek şekilde inşa edilebilen buhar türbiniydi. Buhar türbini, enerji santrallerindeki ve büyük buharlı gemilerdeki buhar motorunun yerini hızla aldı.

Herhangi bir büyük icat gibi, buhar türbininin yaratılışı ve geliştirilmesinin tarihi de birçok insanın ismiyle ilişkilidir. Üstelik, genellikle olduğu gibi, türbinin temel çalışma prensibi, bilim ve teknoloji düzeyinin türbin yapımına izin vermesinden çok önce biliniyordu.

Buhar motorunun çalışma prensibi buharın elastik özelliklerinden yararlanmaktır. Buhar periyodik olarak silindire girer ve genişleyerek pistonu hareket ettirerek iş yapar. Buhar türbininin çalışma prensibi farklıdır. Burada buhar genleşir ve kazanda biriken potansiyel enerji yüksek hızlı (kinetik) enerjiye dönüştürülür. Buna karşılık, buhar jetinin kinetik enerjisi, türbin çarkının dönme mekanik enerjisine dönüştürülür.

Türbin gelişiminin tarihi İskenderiye Heron'unun topu ve Branca çarkı ile başlar. Mekanik hareket üretmek için buhar enerjisi kullanma olasılığı, ünlü Yunan bilim adamı İskenderiyeli Heron tarafından 2000 yıldan fazla bir süre önce fark edildi. Heron'un topu adı verilen bir cihaz yaptı (Şekil 1).

Top, tüplerden yapılmış iki destek içinde serbestçe dönebiliyordu. Bu destekler sayesinde kazandan çıkan buhar, topun içine giriyor ve daha sonra dik açılarla bükülmüş iki tüp aracılığıyla atmosfere çıkıyor. Top, buhar jetlerinin akışından kaynaklanan reaktif kuvvetlerin etkisi altında döndü.

Başka bir proje İtalyan bilim adamı Giovani Branca'nın (1629) çalışmasında anlatılıyor. İÇİNDE Üst kısmı kazan borusu yerleştirilir (Şek. 2).

Kazanın içindeki buhar basıncı, kazanın etrafındaki havanın atmosferik basıncından daha büyük olduğundan, buhar borunun içinden dışarı fırlar.

Borunun serbest ucundan bir buhar akışı çıkıyor ve tekerlek kanatlarına çarparak dönmesine neden oluyor.

Heron'un modeli ve Branca'nın tekerleği motor değildi, ancak tahrik eden buharın enerjisini kullanarak mekanik hareket elde etmenin olası yollarını zaten gösteriyorlardı.

Heron'un topu ile Branca'nın çarkının çalışma prensipleri arasında farklar vardır. Heron'un topu, daha önce de belirtildiği gibi, reaktif kuvvetlerin etkisi altında döner. Bunlar bir roketi iten kuvvetlerle aynıdır. Mekanikten, basıncın etkisi altında bir kaptan dışarı itilen bir jetin, kendi adına, çıkış yönünün tersi yönde tekneye baskı yaptığı bilinmektedir. Bu, jeti dışarı iten kuvvetin, jetin gemi üzerindeki reaksiyon kuvvetine eşit ve zıt yönde olması gerektiğini belirten Newton'un üçüncü yasasına göre açıktır.

Branca türbininde buharın potansiyel enerjisi öncelikle tüpten fışkıran jetin kinetik enerjisine dönüştürülür. Daha sonra jet tekerlek kanatlarına çarptığında parça kinetik enerji buhar, tekerleğin dönüşünün mekanik enerjisine dönüşür.

Heron'un topu reaktif kuvvetlerle hareket ediyorsa, Branca türbini, tekerlek aktif jetten enerji çektiği için aktif prensibi kullanır.

Buhar türbininin tasarımındaki en büyük değişiklik ve daha da geliştirilmesi, geçen yüzyılın sonunda İsveç'te bir mühendisin bulunduğu dönemde meydana geldi. Gustav Laval ve İngiltere'de Charles Parsons bağımsız olarak buhar türbininin oluşturulması ve iyileştirilmesi üzerinde çalışmaya başladı. Elde ettikleri sonuçlar, buhar türbininin sonunda jeneratörleri çalıştıran ana motor türü haline gelmesini sağladı. elektrik akımı sivil ve askeri gemilerde motor olarak yaygın şekilde kullanılmaktadır. 1883 yılında oluşturulan Laval buhar türbininde, buhar bir veya daha fazla paralel bağlı nozüle girer, bunlarda önemli bir hız kazanır ve türbin şaftı üzerinde oturan ve bir çalışma kafesi oluşturan diskin kenarında bulunan çalışma kanatlarına yönlendirilir. kanallar.

Buhar jetinin çalışma ızgarasının kanallarında dönmesinden kaynaklanan kuvvetler, diski ve ona bağlı türbin milini döndürür. Bu türbinin ayırt edici bir özelliği, nozullardaki buharın başlangıç ​​basıncından son basınca kadar genleşmesinin tek aşamada meydana gelmesi ve bunun da çok yüksek buhar akış hızlarına neden olmasıdır. Buharın kinetik enerjisinin mekanik enerjiye dönüşümü, buharın daha fazla genleşmesine gerek kalmadan, yalnızca kanat kanallarındaki akış yönünün değişmesi nedeniyle gerçekleşir.

Bu prensip üzerine inşa edilen türbinler, ör. Tüm buhar genleşme sürecinin ve buna bağlı olarak buhar akışının hızlanmasının sabit nozullarda meydana geldiği türbinlere aktif türbinler denir.

Aktif tek kademeli türbinlerin geliştirilmesi sırasında, son derece önemli olan bir dizi karmaşık sorun çözüldü. büyük önemİçin Daha fazla gelişme Buhar türbinleri. Daha yüksek derecede buhar genleşmesine ve yüksek buhar akış hızlarına (1200-1500 m/sn) ulaşılmasına olanak tanıyan genişleyen nozullar kullanıldı. Yüksek buhar akış hızlarından daha iyi yararlanmak için Laval, yüksek çevresel hızlarda (350 m/sn) çalışmaya olanak tanıyan eşit dirençli bir disk tasarımı geliştirdi. Son olarak, tek kademeli aktif türbinde, o dönemde yaygın olan motorların hızlarını çok aşan yüksek hızlar (32.000 rpm'ye kadar) kullanıldı. Bu, serbest titreşimlerin frekansı, çalışma hızında rahatsız edici kuvvetlerin frekansından daha az olan esnek bir şaftın icat edilmesine yol açtı.

Tek kademeli aktif türbinlerde kullanılan çok sayıda yeni tasarım çözümüne rağmen verimlilikleri düşüktü. Ayrıca tahrik milinin hızını tahrik edilen makinenin hızı seviyesine indirmek için dişli transmisyon kullanma ihtiyacı da o dönemde tek kademeli türbinlerin gelişimini ve özellikle güçlerinin artmasını engellemiştir. . Bu nedenle, türbin yapısının geliştirilmesinin başlangıcında düşük güçlü üniteler (500 kW'a kadar) olarak önemli bir popülerlik kazanan Laval türbinleri, daha sonra yerini diğer türbin türlerine bıraktı.

1884 yılında Parsons tarafından önerilen buhar türbini, Laval türbininden temel olarak farklıdır. İçindeki buharın genleşmesi, bir nozul grubunda değil, her biri sabit kılavuz kanatlardan (nozul dizileri) ve dönen kanatlardan oluşan birkaç ardışık aşamada gerçekleştirilir.

Kılavuz kanatlar sabit türbin muhafazasına sabitlenmiştir ve rotor kanatları tambur üzerinde sıralar halinde düzenlenmiştir. Böyle bir türbinin her aşamasında, taze buhar basıncı ile türbinden çıkan buharın basıncı arasındaki toplam farkın yalnızca küçük bir kısmı kadar olan bir basınç düşüşü yaşanır. Böylece Laval türbinine göre her kademede düşük buhar akış hızlarıyla ve rotor kanatlarının daha düşük çevresel hızlarıyla çalışmak mümkün oldu. Ek olarak, Parsons türbininin aşamalarında buharın genleşmesi sadece nozülde değil, aynı zamanda çalışma ızgarasında da meydana gelir. Bu nedenle, yalnızca buhar akışının yönündeki bir değişiklikten değil, aynı zamanda çalışma ızgarası içindeki buharın hızlanmasından kaynaklanan kuvvetler çalışma kanatlarına iletilir ve türbin çalışma kanatları üzerinde reaktif bir kuvvete neden olur.

Çalışan kanatların kanallarında buhar genleşmesi ve buna bağlı olarak buhar akışının hızlanmasının kullanıldığı türbin aşamalarına reaksiyon aşamaları denir. Böylece, Şekil 2'de gösterilmiştir. 4 türbin, çok kademeli jet buhar türbinlerinin tipik bir temsilcisiydi.

Her biri mevcut termal farkın yalnızca bir kısmını kullanan aşamaların sıralı olarak dahil edilmesi ilkesinin, buhar türbinlerinin daha sonraki gelişimi için çok verimli olduğu ortaya çıktı. Türbin rotorunun orta hızlarında türbinde yüksek verim elde edilmesini mümkün kılarak türbin şaftının elektrik akımı jeneratörünün şaftına doğrudan bağlanmasını mümkün kıldı. Aynı prensip, tek bir ünitede onlarca, hatta yüzbinlerce kilovata ulaşan çok yüksek güce sahip türbinlerin üretilmesini mümkün kıldı.

Çok kademeli jet türbinleri artık hem sabit tesislerde hem de filoda yaygın olarak kullanılıyor.

Aktif buhar türbinlerinin gelişimi aynı zamanda buharın birer birer değil, birbiri ardına yerleştirilmiş birkaç aşamada sıralı genleşme yolunu da izledi. Bu türbinlerde ortak bir mil üzerine monte edilen çok sayıda disk, diyafram adı verilen, sabit lüle ızgaralarının yer aldığı bölmelerle birbirinden ayrılır. Bu şekilde inşa edilen kademelerin her birinde buhar, mevcut toplam ısı kaybının bir kısmı kadar genleşir. Çalışma ızgaralarında, çalışma bıçaklarının kanallarında buharın ilave genleşmesi olmadan yalnızca buhar akışının kinetik enerjisinin dönüşümü gerçekleşir. Aktif çok kademeli türbinler sabit tesislerde yaygın olarak kullanılmaktadır; ayrıca deniz motorları olarak da kullanılırlar.

Buharın türbin şaft ekseni yönünde (eksenel) hareket ettiği türbinlerin yanı sıra, buharın türbin eksenine dik bir düzlemde aktığı radyal türbin tasarımları da oluşturulmuştur. Bunlardan en ilginç olanı, 1912'de İsveç'te Ljungström kardeşler tarafından önerilen radyal türbindir.

Pirinç.

1,2 - türbin diskleri; 3 - taze buhar hatları; 4, 5 - türbin milleri; 6, 7 - ara aşamaların bıçakları

Disk 1 ve 2'nin yan yüzeylerinde jet kademelerinin kanatları giderek artan çaptaki halkalar halinde bulunur. Buhar, türbine borular 3 aracılığıyla ve ardından diskler 1 ve 2'deki delikler aracılığıyla merkezi odaya beslenir. Buradan her iki diske monte edilmiş kanatların (6 ve 7) kanalları aracılığıyla çevreye doğru akar. Geleneksel tasarımın aksine Jungström türbininde sabit nozül ızgaraları veya kılavuz kanatları yoktur. Her iki disk de zıt yönlerde döndüğü için türbin tarafından üretilen gücün 4 ve 5 numaralı miller tarafından iletilmesi gerekir. Rotorların ters yönde dönme prensibi, türbinin çok kompakt ve ekonomik olmasını sağlar.

1990'lı yılların başlarından bu yana buhar türbinlerinin gelişimi son derece hızlı bir şekilde ilerlemiştir. Bu gelişme büyük ölçüde elektrikli makinelerin aynı hızda paralel gelişimi ve elektrik enerjisinin endüstriye yaygın şekilde girmesiyle belirlendi. Bir buhar türbininin verimliliği ve bir ünitedeki gücü ulaştı yüksek değerler. Türbinlerin gücü, istisnasız diğer tüm motor türlerinin gücünü çok aştı. Bir elektrik akımı jeneratörüne bağlı 500 MW kapasiteli türbinler mevcuttur ve en az 1000 MW'a kadar daha güçlü üniteler üretme olasılığı kanıtlanmıştır.

Buhar türbini inşaatının geliştirilmesinde, farklı zaman dilimlerinde inşa edilen türbinlerin tasarımını etkileyen birkaç aşamaya dikkat çekilebilir.

1914 emperyalist savaşı öncesi dönemde, metallerin yüksek sıcaklıkta işlenmesi alanındaki bilgi düzeyi, buharın yüksek basınç ve sıcaklıkta kullanılması için yetersizdi. Bu nedenle, 1914 yılına kadar buhar türbinleri öncelikle orta basınçlı buharla (12 - 16 bar) ve sıcaklığı 350 °C'ye kadar çıkacak şekilde inşa edildi.

Tek bir ünitenin gücünün artırılması konusunda, buhar türbinlerinin geliştirilmesinin ilk döneminde büyük başarı elde edildi.

1915 yılında bireysel türbinlerin gücü zaten 20 MW'a ulaşmıştı. Savaş sonrası dönemde ise 1918-1919'dan başlayarak güç artışı eğilimi devam etmektedir. Ancak gelecekte türbin tasarımcıları, yalnızca ünitenin gücünü değil, aynı zamanda yüksek güçlü türbinleri tek bir elektrik akımı jeneratörü ile çalıştırırken hızını da artırma görevinin peşine düştü.

Bir zamanlar dünyanın en güçlü yüksek hızlı türbini (1937), 3000 rpm'de 100 MW'ta inşa edilen Leningrad Metal Fabrikası'nın türbiniydi.

1914 emperyalist savaşından önceki dönemde, türbin fabrikaları çoğu durumda tek bir türbin gövdesinde sınırlı sayıda kademeye sahip türbinler üretiyordu. Bu, türbinin çok kompakt ve nispeten ucuz olmasını mümkün kıldı. 1914 savaşından sonra çoğu ülkenin yaşadığı yakıt tedarikindeki gerilim, türbin ünitelerinin verimliliğinin kapsamlı bir şekilde artırılmasını gerektirdi.

Türbinin her kademesinde küçük ısıl farklar kullanılarak ve buna göre türbinler inşa edilerek maksimum türbin verimine ulaşılabileceği bulunmuştur. Büyük bir sayı adımlar. Bu eğilimle bağlantılı olarak, orta düzeyde taze buhar parametrelerinde bile son derece fazla sayıda aşamaya sahip olan ve 50 - 60'a ulaşan türbin tasarımları ortaya çıktı.

Aşamaların çokluğu, türbin tek bir elektrik jeneratörüne bağlandığında bile, birden fazla muhafazaya sahip türbinler oluşturma ihtiyacını doğurdu.

Böylece son derece ekonomik olmasına rağmen çok pahalı ve hantal olan iki ve üç gövdeli türbinler yaygınlaşmaya başladı.

Türbin inşaatının daha sonraki geliştirilmesinde, türbin tasarımının basitleştirilmesi ve aşama sayısının azaltılması yönünde bu konuda da belirli bir geri çekilme yaşandı. 3000 rpm'de 50 MW'a kadar güce sahip türbinler oldukça uzun bir süre sadece iki gövdeli olarak inşa edildi. Bu gücün önde gelen fabrikaların ürettiği en yeni yoğuşmalı türbinleri tek gövdeli olarak üretilmektedir.

Orta basınçlı türbinlerdeki (20 - 30 bar) tasarım iyileştirmeleriyle eş zamanlı olarak, 1920'den 1940'a kadar olan dönemde daha ekonomik üniteler yaygınlaşmaya başladı. yüksek basınç 120 - 170 bar'a ulaşıyor.

Buhar uygulaması yüksek parametreler Bir türbin kurulumunun verimliliğini önemli ölçüde artıran buhar türbinlerinin tasarımı alanında yeni çözümler gerektirdi. 500 - 550 °C sıcaklıklarda akma dayanımı oldukça yüksek ve sünme hızı düşük olan alaşımlı çeliklerin kullanımında önemli ilerleme kaydedilmiştir.

Yoğuşmalı türbinlerin gelişmesiyle birlikte, bu yüzyılın başında, elektrik enerjisi ve ısının birleşik üretimine yönelik tesisler kullanılmaya başlandı; bu, karşı basınç ve ara buhar tahliyesi olan türbinlerin yapımını gerektiriyordu. Çıkarılan buharın sabit basınç kontrollü ilk türbini 1907'de inşa edildi.

Ancak kapitalist ekonominin koşulları, birleşik ısı ve elektrik üretiminin tüm avantajlarından yararlanmayı engellemektedir. Aslında yurtdışındaki ısıl tüketim kapasitesi çoğu durumda türbinin kurulu olduğu tesisin tüketimi ile sınırlıdır. Bu nedenle, egzoz buharı ısısının kullanımına izin veren türbinler çoğunlukla yurtdışında küçük güçler için (10 - 12 MW'a kadar) inşa edilir ve ısı ve enerji sağlamak üzere tasarlanmıştır. elektrik enerjisi yalnızca bireysel bir sanayi kuruluşudur. Ulusal ekonominin planlı gelişimi yarattığından, en büyük (25 MW ve ardından 50 ve 100 MW) buhar çıkarmalı türbinlerin Sovyetler Birliği'nde inşa edilmesi karakteristiktir. uygun koşullar Kombine ısı ve güç üretimi için.

Savaş sonrası dönemde teknik olarak geliştirilen tüm bölgelerde Avrupa ülkeleri ve ayrıca Amerika Birleşik Devletleri'nde enerjinin giderek hızlanan bir gelişimi var, bu da enerji birimlerinin gücünde giderek artan bir artışa yol açıyor. Aynı zamanda, giderek daha yüksek başlangıç ​​buhar parametrelerinin kullanılması eğilimi de devam etmektedir.

Tek şaftlı yoğuşmalı türbinler 500 - 800 MW güce ulaşmakta olup, iki şaftlı tasarımla 1000 MW kapasiteli tesisler inşa edilmiştir.

Güç arttıkça, sırasıyla 90, 130, 170, 250 ve son olarak 350 bar seviyesinde seçilen ilk buhar parametrelerinin arttırılması, aynı zamanda 500'e ulaşan başlangıç ​​sıcaklıklarının da arttırılması tavsiye edildi. 535, 565, 590 ve bazı durumlarda 650° C'ye kadar. 565° C'yi aşan sıcaklıklarda çok pahalı ve daha az çalışılmış östenitik çeliklerin kullanılması gerektiği unutulmamalıdır. Bu, son zamanlarda östenitik çeliklerin kullanılması ihtiyacını ortadan kaldıran sıcaklık aralığına bir miktar geri çekilme eğiliminin ortaya çıkmasına yol açmıştır; sıcaklıklar 540°C'dir.

1915-1920'de elde edilen başarılar, düşük güçlü türbinlerin ve özellikle gemi buhar türbinlerinin geliştirilmesi açısından büyük önem taşıyordu. şanzıman inşaatı alanında. O zamana kadar gemi türbinleri pervanelerin devir sayısına eşit sayıda devirde gerçekleştirildi, yani. 300 - 500 rpm, bu da kurulumun verimliliğini azalttı ve türbinlerin boyutlarının ve ağırlıklarının büyük olmasına yol açtı.

Dişli redüktörlerin çalışmasında tam güvenilirlik ve yüksek verimliliğin elde edildiği zamandan bu yana, gemi türbinleri dişli tahriklerle donatılmakta ve türbinin en uygun çalışma koşullarına karşılık gelen artırılmış bir hızda çalıştırılmaktadır.

Sabit düşük güçlü türbinler için, türbin ile jeneratör arasında dişli aktarımının kullanılmasının da tavsiye edildiği ortaya çıktı. Türbin millerinin ve 50 periyotlu alternatif akım jeneratörünün doğrudan bağlanmasıyla mümkün olan en yüksek hız 3000 rpm'dir. 2,5 MW'ın altındaki güçlerde bu hız, yoğuşmalı bir türbin için elverişsizdir. Dişli kutusu teknolojisinin gelişmesiyle birlikte daha yüksek hızlarda (5000-10000 rpm) türbin üretimi mümkün hale geldi, bu da düşük güçlü türbinlerin verimliliğinin artırılmasını ve en önemlisi boyutlarının küçültülmesini ve tasarımlarının basitleştirilmesini mümkün kıldı.

Buhar türbinlerinin icadının tarihi

Buhar türbinlerinin icadı ve yaygınlaşması enerji ve elektrifikasyon açısından büyük önem taşıyordu. Çalışma prensibi hidrolik olanlara benziyordu, ancak aradaki fark, hidrolik türbinin bir su akışıyla çalıştırılması ve buhar türbininin ısıtılmış bir buhar akışıyla çalıştırılmasıydı. Su türbininin su motorları tarihinde yeni bir kelimeyi temsil etmesi gibi, buhar türbini de buhar motorunun yeni yeteneklerini ortaya koydu.

Watt'ın 19. yüzyılın üçüncü çeyreğinde yüzüncü yılını kutlayan eski makinesinin verimliliği düşüktü, çünkü dönme hareketi karmaşık ve mantıksız bir şekilde sağlanıyordu. Aslında, hatırladığımız gibi, buhar dönen tekerleğin kendisini hareket ettirmiyordu, pistona baskı uyguluyordu; hareket, pistondan, rot, biyel kolu ve krank aracılığıyla ana mile iletiliyordu. Çok sayıda transfer ve dönüşüm sonucunda, yakıtın yanmasından elde edilen enerjinin büyük bir kısmı, kelimenin tam anlamıyla hiçbir fayda sağlamadan boşa gitti. Mucitler birden fazla kez daha basit ve daha ekonomik bir makine - buhar jetinin pervaneyi doğrudan döndüreceği bir buhar türbini - tasarlamaya çalıştılar. Basit bir hesaplama, Watt'ın makinesinden birkaç kat daha yüksek bir verimliliğe sahip olması gerektiğini gösterdi. Ancak mühendislik düşüncesinin önünde pek çok engel vardı. Bir türbinin gerçekten yüksek verimli bir motor haline gelmesi için pervanenin çok yüksek hızlarda dönmesi ve dakikada yüzlerce devir yapması gerekiyordu. Uzun zamandır bunu başaramadılar çünkü buhar jetine uygun hızı nasıl vereceklerini bilmiyorlardı.

Birinci önemli adımİsveçli mühendis Carl Gustav Patrick Laval, 1889'da buhar motorunun yerini alan yeni bir teknik cihaz geliştirdi. Laval'in buhar türbini kanatlı bir tekerlektir. Kazanda oluşan su akışı borudan (nozuldan) çıkar, bıçaklara baskı yapar ve çarkı döndürür. Farklı buhar besleme borularını deneyen tasarımcı, bunların koni şeklinde olması gerektiği sonucuna vardı. Bugüne kadar kullanılan Laval nozulu bu şekilde ortaya çıktı.

İsveçli Gustav Laval ancak 1883 yılında birçok zorluğun üstesinden gelmeyi ve çalışan ilk buhar türbinini yaratmayı başardı. Birkaç yıl önce Laval, süt separatörü için patent aldı. Ona güç sağlamak için çok yüksek hızlı bir sürücüye ihtiyaç vardı. O dönemde var olan motorların hiçbiri bu görevi karşılayamadı. Laval, kendisine gerekli dönüş hızını yalnızca bir buhar türbininin verebileceğine ikna oldu. Tasarımı üzerinde çalışmaya başladı ve sonunda istediğini elde etti. Laval türbini hafif bir çarktı ve kanatları birkaç kez sonra dar açı nozullar buhar üretti. 1889'da Laval, nozullara konik genişleticiler ekleyerek buluşunu önemli ölçüde geliştirdi. Bu, hidrolik türbinin verimliliğini önemli ölçüde artırdı ve onu evrensel bir motora dönüştürdü.

Türbinin çalışma prensibi son derece basitti. Buhar ısıtıldı Yüksek sıcaklık, kazandan buhar borusu yoluyla nozüllere geldi ve patladı. Nozullarda buhar genişledi atmosferik basınç. Bu genişlemeye eşlik eden hacim artışı nedeniyle akış hızında önemli bir artış elde edildi (5 atmosferden 1 atmosfere genişlemeyle buhar jetinin hızı 770 m/s'ye ulaştı). Bu sayede buharın içerdiği enerji türbin kanatlarına aktarılmıştır. Nozul sayısı ve buhar basıncı türbinin gücünü belirledi. Egzoz buharı doğrudan havaya salınmadığı, buhar motorlarında olduğu gibi bir yoğunlaştırıcıya yönlendirildiği ve düşük basınç altında sıvılaştırıldığı zaman, türbin gücü en yüksek seviyedeydi. Böylece buhar 5 atmosferden 1/10 atmosfere genişlediğinde jet hızı süpersonik değerlere ulaştı.

Görünür sadeliğine rağmen Laval türbini gerçek bir mühendislik mucizesiydi. Mucidin beyin çocuğundan kesintisiz çalışma elde etmesinin ne kadar zor olduğunu anlamak için pervanenin içinde yaşadığı yükleri hayal etmek yeterlidir. Türbin çarkının muazzam hızlarında, ağırlık merkezindeki hafif bir kayma bile aksta güçlü bir yüke neden oldu ve yatakların aşırı yüklenmesine neden oldu. Bunu önlemek için Laval, tekerleği dönerken hafifçe bükülebilecek çok ince bir aks üzerine yerleştirme fikrini ortaya attı. Çözme sırasında otomatik olarak tam olarak merkezi bir konuma geldi ve bu daha sonra herhangi bir dönüş hızında tutuldu. Bu ustaca çözüm sayesinde rulmanlar üzerindeki yıkıcı etki minimuma indirildi.

Laval türbini ortaya çıktığı anda evrensel olarak tanındı. Eski buhar motorlarına göre çok daha ekonomikti, kullanımı çok kolaydı, az yer kaplıyordu, kurulumu ve bağlantısı kolaydı. Laval türbini, yüksek hızlı makinelerle (testereler, ayırıcılar, santrifüj pompalar) birleştirildiğinde özellikle büyük faydalar sağladı. Aynı zamanda bir elektrik jeneratörü için tahrik olarak da başarılı bir şekilde kullanıldı, ancak yine de aşırı yüksek bir hıza sahipti ve bu nedenle yalnızca bir dişli kutusu (türbin şaftından hareketin türbin şaftına iletilmesi sırasında dönüş hızını azaltan bir dişli çark sistemi) aracılığıyla çalışabiliyordu. jeneratör şaftı). buhar türbini laval

1884 yılında İngiliz mühendis Parson, özellikle bir elektrik jeneratörünü çalıştırmak için icat ettiği çok aşamalı jet türbininin patentini aldı. 1885 yılında daha sonra termik santrallerde yaygın olarak kullanılacak olan çok kademeli jet türbinini tasarladı. Jet hidrolik türbinini anımsatan aşağıdaki cihaza sahipti. Merkezi şaft üzerine bir dizi döner bıçaklı tekerlek monte edildi. Bu tekerleklerin arasında ters yönde bıçaklara sahip sabit jantlar (diskler) vardı. Türbinin bir ucuna yüksek basınç altında buhar verildi. Diğer uçtaki basınç küçüktü (atmosferik basınçtan az). Bu nedenle buhar türbinden geçme eğilimindeydi. İlk olarak birinci tacın kanatları arasındaki boşluklara girdi. Bu kanatlar onu ilk hareketli tekerleğin kanatlarına yönlendirdi. Aralarından buhar geçerek tekerleklerin dönmesine neden oldu. Daha sonra ikinci taca girdi. İkinci tacın bıçakları, yine dönmeye başlayan ikinci hareketli tekerleğin bıçakları arasına buharı yönlendirdi. İkinci hareketli tekerlekten, üçüncü jantın kanatları arasından buhar akıyordu ve bu böyle devam ediyordu. Tüm bıçaklara, bıçaklar arası kanalların kesiti buhar akışı yönünde azalacak şekilde bir şekil verildi. Bıçaklar, buharın genişleyerek dışarı aktığı bir şaft üzerine monte edilmiş nozüller oluşturuyormuş gibi görünüyordu. Burada hem aktif hem de reaktif güç kullanıldı. Dönen tüm tekerlekler türbin milini döndürdü. Cihazın dış kısmı güçlü bir muhafaza içine alınmıştır. 1889'da bu türbinlerin yaklaşık üç yüzü elektrik üretmek için zaten kullanılmıştı ve 1899'da Elberfeld'de Parson buhar türbinlerine sahip ilk elektrik santrali inşa edildi. Bu arada Parson, buluşunun kapsamını genişletmeye çalıştı. 1894'te buhar türbiniyle çalışan Turbinia adlı deneysel bir gemi inşa etti. Test sırasında 60 km/saatlik rekor bir hız sergiledi. Bundan sonra birçok yüksek hızlı gemiye buhar türbinleri kurulmaya başlandı.

Buhar motorlarının ömrü kısa sürdü. Ama hâlâ içeride Antik Yunan aşırı ısıtılmış sıvının savaşta nasıl kullanılacağı biliniyordu. Birkaç yüzyıl önce atalarımız buharı fethetmek için çok zaman ve çaba harcadılar; bu konu bugün hala ilginç.

Geronovsky aeolipili

Türbinlerin icadının tarihi çok eskilere dayanmaktadır ancak insanlar buharı insanlık yararına ancak 17. yüzyılın sonlarına doğru kullanabilmişlerdir. Çağımızın en başında, Yunan bilim adamı İskenderiyeli Heron, buharın faydalı olabileceğini açıkça gösterdi. Mucidi adına "Geronovsky aeolipile" adı verilen icadı, buhar jetinin gücüyle dönen bir toptu. Buhar türbininin ilk prototipi bu şekilde ortaya çıktı.

Süleyman'ın Balosu

Ayrıca türbinlerin icadının tarihi o kadar hızlı gelişmedi. Ne yazık ki, eski Yunanlıların icatlarının çoğu unutulmuş halde kaldı ve daha fazla uygulama bulamadı. Ancak 17. yüzyılın başında, çok ilkel de olsa buhar makinesine benzer bir şey anlatıldı. Fransız bilim adamı-mucit Solomon de Caux, yazılarında biri suyu sağlamaya, diğeri suyu boşaltmaya yarayan iki tüplü içi boş bir metal toptan bahsediyor. Ve eğer topu ısıtırsanız su tüpün içinden yukarı doğru hareket etmeye başlayacaktır.

Branca türbini

1629'un başında mucit ve tamirci Giovanni Branchi ilk buhar türbinini monte etti. Çalışma prensibi buharın potansiyel enerjisini kinetik enerjiye dönüştürerek faydalı iş yapmasına dayanmaktadır. İcadının özü, bir buhar jetinin, basıncıyla birlikte, bir su değirmeninin çarkı gibi kanatlı bir çarkı harekete geçirmesiydi. Ancak bu tür türbinlerin gücü çok sınırlıydı çünkü yüksek jet basıncı oluşturmak imkansızdı. Böylece buhar türbininin icadının tarihi uzun bir aradan sonra yeni bir döneme giriyor.

Buhar patlaması

1825 yılında mühendis-mucit Richard Travisic, bir buharlı lokomotifin tekerleğine iki nozül yerleştirmeyi ve bunların içinden yüksek basınçlı buhar geçirmeyi denedi. Amerikalı tamirci W. Avery tarafından inşa edilen kereste fabrikasının çalışması da aynı prensiplere dayanıyordu. Pek çok yazar, türbinin icat tarihinin kendi adlarını da içermesini istedi. Yalnızca İngiltere'de 20 yıldan fazla bir süredir buhar türbinleri veya bunların çalışma prensipleriyle ilgili 100'den fazla icat için patent verildi.

Endüstride türbin

İsveçli Carl Gustav de Laval ve İrlandalı Charles Parsons, 1884'ten başlayarak birbirlerinden bağımsız olarak 5 yıl boyunca endüstriyel olarak uygun bir buhar türbini yaratmak için çalıştılar. Laval, çıkan buharın hızını önemli ölçüde artırmayı mümkün kılan genişleyen bir ağızlık icat etti ve bunun sonucunda türbin rotorunun dönüş hızı da arttı.

Ancak Laval'in icadı sayesinde yalnızca 500 kW civarında küçük bir çıkış gücü elde etmek mümkün oldu. Buhar türbinleri ilk aşamada yaygın olarak kullanıldı, ancak kısa süre sonra yerini daha güçlü başka tür üniteler aldı.

Jet türbini

Buhar türbinlerinin buluş tarihi aynı zamanda Parsons'un çok aşamalı reaksiyon türbininin icadını da içerir. Bu buluş arasındaki fark, daha düşük dönüş hızı ve maksimum buhar enerjisi kullanımıydı. Buharın türbin sisteminde 15 aşamadan geçerek kademeli olarak genleşmesi nedeniyle bu kadar önemli değişiklikler elde edildi. Böylece bilim insanının eserleri bulundu pratik kullanım endüstride. Bu, türbinlerin icadının tarihini, bu önemli sorunun çözümünde yer alan geçmişin ana figürlerini kısaca açıklayarak sonuçlandırmaktadır. O zamandan beri Parsons türbini çok sayıda değişiklik ve iyileştirmeden geçti, ancak yine de temel prensipler değişmeden kaldı.

Rusya'da türbinlerin icadı

Buhar türbinlerinin icadının tarihi de Rusya'da yazıldı. Profesyonel çevrelerde tanınan Altay ustası Zalesov, Suzunsky fabrikasında çalıştı. 1803'ten 1813'e kadar çok sayıda türbin modeli onun elinden çıktı. Kendisi geniş deneyime sahip bir uygulayıcı olarak buhar türbinlerinin tasarımlarında değişiklik yapılmasını mümkün kılan eksiklikler gördü. Ilk aşamalar tasarım. Atölyedeki meslektaşı mucit Kuzminsky'ydi. Gemi inşası ve havacılık teknolojisi alanında çalıştı ve gemi inşasında pistonlu tip buhar motorunun kullanılmasının uygun olmadığı sonucuna vardı. Kuzminsky, tasarımına göre tersinir deniz buhar türbinini icat etti ve test etti.

Her biri 15 kg kadar küçük bir ağırlığa sahipti beygir gücü güç. Rus tarihi Kuzminsky'nin kısaca anlattığı türbinlerin icadı, yerli keşiflerin unutulmaya yüz tuttuğu bir dönem olarak nitelendiriliyor. Elbette buhar türbininin icadı, sanayinin ve tüm toplumun gelişmesinde yeni bir çağa yol açtı ve bilimin diğer alanlarındaki bir dizi keşif ve başarıya ivme kazandırdı. O uzak zamanların icatları, önemli ölçüde değiştirilmiş olmasına rağmen bugün hala kullanılmaktadır. Bilim ileriye doğru büyük ilerlemeler kaydetmiş olmasına rağmen, büyük ölçüde uzak geçmişte ortaya konan ilkelere dayanmaktadır.

Otomobil türbinlerinin gelişiminin tarihi, ilk içten yanmalı motorların yapımıyla hemen hemen aynı zamana kadar uzanmaktadır. Ancak türbin benzeri bir mekanizma yaratma girişimleri bundan çok önce fark edilmişti. Yaklaşık 2000 yıl önce, yeni milenyumun şafağında, şu anda bilinen tüm türbinlerin ataları ortaya çıktı; bunlar hala geniş gezegenimizin birçok köşesinde bulunabilir - bu bir su çarkı veya değirmendir. İçlerinde yer alan prensip, elektrik üretmek için kullanılan tüm turbo kompresörlerin ve buhar türbinlerinin gelecekteki gelişiminin temelini oluşturdu. Kelimenin tam anlamıyla sanayi devriminin kökenindeydiler.

Buhar türbinine benzer bir tasarım yaratan ilk kişi İskenderiyeli Heron'du. Buharın etkisi altında dönen bir toptu.

Kanatlı tekerlek şeklinde bir buhar türbini, 1629'da İtalyan bilim adamı Giovanni Branchi tarafından yapıldı.

Ancak ancak 19. yüzyılın sonunda teknoloji ulaştığında yeterli seviye, Charles Parsons ve Gustaf Laval (1884 - 1889) bağımsız olarak endüstriyel açıdan uygun ilk cihazları tasarladılar.

Gottlieb Daimler ve Rudolf Diesel'in çalışmalarına özellikle dikkat edilmelidir. Bu bilim adamları, yanma odasına zorlanan havayı sıkıştırarak güç çıkışını artırmaya yönelik araştırmalar yaptılar. Gelişmeleri 1885-1896'da teknoloji alanında büyük bir atılım yaptı.

1905 yılında İsviçreli mühendis Alfred Büchi, motor gücünü %120 oranında artırmayı mümkün kılan buluşunun patentini aldı. Egzoz gazları kullanılarak havanın pompalandığı bir mekanizma yaratmayı başardı. Turbo teknolojilerinin geliştirilmesinin ve uygulanmasının başlangıcını belirleyen şeyin bu cihaz olduğu genel olarak kabul edilmektedir.

19. yüzyılda türbinlerin kullanımı denizcilik ve havacılık endüstrileriyle sınırlıydı. Bunun nedeni, o zamanlar gücü artırmanın yalnızca büyük motorlarda uygulanmış olmasıdır.

Birinci Dünya Savaşı sırasında Renault motorlu savaş uçaklarında türbinler kullanıldı.

30'lu yılların ikinci yarısında teknoloji, mühendislerin maksimum yükseklik sınırını artırmayı mümkün kılan gerçekten başarılı türbin modelleri yaratabilecekleri noktaya geldi.

Havacılığın gelişimindeki en büyük başarı, turboşarjların benzersiz bir versiyonunu geliştiren Amerikalılar tarafından elde edildi. 1938'de bunları P-38 savaş uçaklarına ve B-17 bombardıman uçaklarına yerleştirdiler. Birkaç yıl sonra mühendisler, başlangıçta türbinle üretilen R-47 savaş uçağını yarattılar. Bu sayede kanatlı araç diğerlerine göre olağanüstü özelliklere ve avantajlara sahipti.

Otomotiv sektöründe ise turboşarjın faydalarını ilk test edenler kamyonlar oldu. Swiss Machine Works Sauer fabrikası, 1938'de onlar için bir turbo motor yaratmayı üstlendi. Toplum bu yeniliği oldukça iyi kabul etti.

Binek otomobiller çok daha sonra turboşarjlı motorlara kavuştu. 1962 yılına kadar Chevrolet Corvair Monza pazara girmedi ve onu bir yıl sonra Oldsmobile Jetfire izledi. Aksine bariz avantajlar, yüzünden düşük seviye modelin güvenilirliği talep edilmiyordu.

Spor arabaların gücünü artırmak için türbinlerin kullanılması, bunların 70'li yıllarda yaygın olarak tanınmasına neden oldu. Özellikle Formula 1'de uygulamasını buldular. Bir süre sonra mühendisler, elde edilen sonuçlara göre yakıt tüketiminin çok yüksek olduğu sonucuna vardılar ve bir alternatif aramaya başladılar.

Turboşarjların geliştirilmesinde bir dönüm noktası, 1978 yılında Mercedes-Benz'in dünyanın ilk dizel motorlu modeli olan 300 SD'yi piyasaya sürmesiyle geldi. Daha sonra bunu VWTurbodiesel takip etti. Bu tür arabaların avantajı önemliydi. Üreticiler, atmosfere zararlı emisyon seviyesini azaltırken, benzin seviyesine ulaşarak gerekli güce ulaşmayı başardılar.

Dizel türbinin daha düşük ısı direnci gereksinimleri vardır, bu da onun daha ucuz ve daha karmaşık olmasını sağlar. Bu nedenle türbinler çoğunlukla dizel araçlarda bulunur ve tüm yeni turbo modelleri başlangıçta dizel versiyon için yaratılır.

Geçtiğimiz yüzyılın sonlarına doğru sanayi devrimi gelişiminde bir dönüm noktasına ulaştı. Bir buçuk yüzyıl önce buhar motorları önemli ölçüde gelişmişti; her türlü yakıtla çalışabiliyor ve çok çeşitli mekanizmaları çalıştırabiliyorlardı. Büyük miktarlarda elektrik elde edilmesini mümkün kılan dinamonun icadı gibi teknik bir başarının, buhar motorlarının tasarımının gelişmesinde büyük etkisi oldu. İnsanın enerji ihtiyacı arttıkça buhar motorlarının boyutları da büyüdü, ta ki boyutları mekanik güçteki sınırlamalar nedeniyle kısıtlanıncaya kadar. Endüstrinin daha da gelişmesi için mekanik enerji elde etmenin yeni bir yöntemi gerekliydi.

Bu yöntem, bir İngiliz'in (1854-1931) endüstriyel kullanıma uygun ilk turbojeneratörü icat ettiği 1884 yılında ortaya çıktı. On yıl sonra Parsons, buluşunu araçlarda kullanma olasılığını araştırmaya başladı. Birkaç yıl süren sıkı çalışma başarı ile taçlandırıldı: Türbinle donatılmış buharlı gemi Turbinia, Kraliyet Donanması'ndaki herhangi bir gemiden daha fazla olan 35 deniz mili hıza ulaştı. Pistonlu piston hareketini kullanan pistonlu buhar motorlarıyla karşılaştırıldığında türbinler daha kompakt ve tasarım açısından daha basittir. Bu nedenle zamanla güç ve verimlilik ortaya çıkar. türbinler önemli ölçüde arttı, önceki tasarımların motorlarının yerini aldılar. Şu anda tüm dünyada termik santrallerde elektrik akımı jeneratörlerinin tahriki olarak buhar türbinleri kullanılmaktadır. Buhar türbinlerinin yolcu gemilerinde motor olarak kullanılmasına gelince, bu yüzyılın ilk yarısında, dizel motorların yaygınlaşmasıyla, buhar türbinlerinin kesintisiz hakimiyeti sona erdi. Modern buhar türbini, Parsons tarafından icat edilen ilk makinenin birçok özelliğini miras almıştır.

Bir buhar türbininin çalışmasının altında yatan reaktif ve aktif prensipler. Bunlardan ilki, İskenderiyeli Heron tarafından icat edilen “aeolipil” (a) cihazında kullanıldı: Buharın bulunduğu küre, buhar içi boş tüplerden çıktığında ortaya çıkan reaksiyon kuvvetlerinin etkisi nedeniyle döner. İkinci durumda (b), kanatlara yönlendirilen buhar jeti saptırılır ve bunun sonucunda tekerlek döner. Türbin kanatları (c) aynı zamanda buhar jetini de saptırır; Ayrıca buhar, bıçakların arasından geçerek genişler ve hızlanır ve ortaya çıkan reaksiyon kuvvetleri bıçakları iter.

Bir buhar türbininin çalışması, eski zamanlardan beri bilinen, rotor üzerinde çevresel bir kuvvet yaratmanın iki prensibine dayanır - reaktif ve aktif. MÖ 130 gibi erken bir tarihte. İskenderiyeli Heron, aeolipile adı verilen bir cihazı icat etti. Karşılıklı taraflara yerleştirilmiş ve farklı yönlere yönlendirilmiş iki L şeklinde nozüle sahip, buharla dolu içi boş bir küreydi. Buhar nozullardan yüksek hızda aktı ve ortaya çıkan reaksiyon kuvvetleri nedeniyle küre dönmeye başladı.

İkinci prensip, buharın potansiyel enerjisinin faydalı iş yapan kinetik enerjiye dönüştürülmesine dayanmaktadır. Bu, Giovanni Branca'nın 1629 yılında yaptığı makine örneğiyle açıklanabilir. Bu makinede, su değirmeni çarkını andıran bir buhar jeti, bıçaklı bir çarkı hareket ettiriyordu.

Buhar türbini bu ilkelerin her ikisini de kullanır. Yüksek basınçlı buhar jeti, bir disk üzerine monte edilmiş kavisli kanatlara (fan kanatlarına benzer) yönlendirilir. Kanatların etrafından akarken jet saptırılır ve kanatlı disk dönmeye başlar. Bıçaklar arasında buhar genişler ve hareketini hızlandırır: bunun sonucunda buhar basınç enerjisi kinetik enerjiye dönüştürülür.

Branca'nın makinesi gibi ilk türbinler, buhar kazanlarının yüksek basınç oluşturamaması nedeniyle yeterli güç üretemedi. Thomas Savery, Thomas Newcomen ve diğerlerinin ilk çalışan buhar motorları, yüksek basınçlı buhara ihtiyaç duymuyordu. Buhar alçak basınç pistonun altındaki havayı yerinden çıkardı ve yoğunlaşarak bir vakum yarattı. Piston atmosferik basıncın etkisi altında alçaldı ve faydalı iş üretildi. Bu sözde atmosferik motorlar için buhar kazanlarının yapımı ve kullanımındaki deneyim, mühendisleri yavaş yavaş atmosfer basıncını çok aşan basınçlar üretebilen ve bunlara dayanabilen kazanlar tasarlamaya yöneltti.

Yüksek basınçlı buhar üretme fırsatının ortaya çıkmasıyla birlikte mucitler tekrar türbine yöneldi. Çeşitli tasarım seçenekleri denendi. 1815 yılında mühendis Richard Trevithick, bir buharlı lokomotif motorunun tekerlek jantına iki nozul takmayı ve kazandan buharı bunların içinden geçirmeyi denedi. Trevithick'in fikri başarısız oldu. 1837'de William Avery tarafından Syracuse'da (New York) inşa edilen bir kereste fabrikası da benzer bir prensibe dayanıyordu. Yalnızca İngiltere'de 1784'ten 1884'e kadar geçen 100 yılda türbinlerle ilgili 200 buluş patentlendi ve bu buluşların yarısından fazlası 1864'ten 1884'e kadar olan yirmi yıllık dönemde tescil edildi.

Bu girişimlerin hiçbiri endüstriyel olarak uygun bir makinenin yaratılmasıyla sonuçlanmadı. Bu başarısızlıklar kısmen buharın genişlemesini yöneten fiziksel yasaların bilinmemesinden kaynaklanıyordu. Buharın yoğunluğu suyun yoğunluğundan çok daha azdır ve "esnekliği" çok daha yüksektir, dolayısıyla buhar türbinlerindeki buhar jetinin hızı, mucitlerin yapmak zorunda kaldığı su türbinlerindeki suyun hızından çok daha yüksektir. anlaşmak. Verimliliğin olduğu tespit edildi kanatların hızı buharın hızının yaklaşık yarısına eşit olduğunda türbin maksimum olur; Bu nedenle ilk türbinler çok yüksek dönüş hızlarına sahipti.

Yüksek devir sayısı, bir takım istenmeyen etkilerin nedeniydi; bunların en önemlisi, merkezkaç kuvvetlerinin etkisi altında dönen parçaların tahrip olması tehlikesiydi. Kanatların monte edildiği diskin çapı arttırılarak türbinin dönüş hızı azaltılabilir. Ancak bu imkansızdı. İlk cihazlarda buhar tüketimi büyük olamazdı, bu da büyük olamayacağı anlamına geliyordu. enine kesitçıkış. Bu nedenle ilk deneysel türbinler küçük çaplı ve kısa kanatlara sahipti.

Buharın özellikleriyle ilgili bir başka sorun ise daha da büyük zorluklara neden oldu. Nozuldan geçen buharın hızı, giriş basıncının çıkış basıncına oranıyla orantılı olarak değişir. Maksimum değer ancak yakınsak bir memedeki hıza yaklaşık iki basınç oranında ulaşılır; basınç düşüşündeki daha fazla artış artık jet hızındaki artışı etkilemez. Bu nedenle tasarımcılar, yüksek basınçlı buharın gücünden tam anlamıyla yararlanamadılar: Yüksek basınçlı buharda depolanan, kinetik enerjiye dönüştürülebilen ve kanatlara aktarılabilen enerji miktarının bir sınırı vardı. 1889'da İsveçli mühendis Carl Gustav de Laval, çıkışta genişleyen bir nozül kullandı. Böyle bir nozül, çok daha yüksek buhar hızları elde etmeyi mümkün kıldı ve bunun sonucunda Laval türbinindeki rotor hızı önemli ölçüde arttı.

Parsons temelde yeni bir türbin tasarımı yarattı. Daha düşük dönüş hızıyla ayırt ediliyordu ve aynı zamanda buhar enerjisinden maksimum düzeyde yararlanıyordu. Bu, Parsons türbininde buharın, her biri bir çift kanat jantından oluşan 15 aşamadan geçerken kademeli olarak genleşmesi nedeniyle başarılmıştır: biri sabit (türbin gövdesine bağlı kılavuz kanatlarla), diğeri hareketli ( dönen bir şaft üzerine monte edilmiş bir disk üzerinde). Sabit ve hareketli jantların bıçakları zıt yönlerde yönlendirilmiştir; böylece her iki tepe de hareket edebilseydi, buhar onların farklı yönlere dönmesine neden olurdu.

Türbin kanadının jantları, 45° açıyla yuvalara sabitlenmiş kanatlara sahip bakır halkalardan oluşuyordu. Hareketli jantlar şaft üzerine sabitlendi, sabit olanlar gövdeye sağlam bir şekilde bağlanan iki yarıdan oluşuyordu (gövdenin üst yarısı çıkarıldı).

Bıçakların değişen hareketli ve sabit kenarları (a) buhar hareketinin yönünü ayarlar. Sabit kanatların arasından geçen buhar genleşti, hızlandı ve hareketli kanatlara yönlendirildi. Burada buhar da genişleyerek bıçakları iten bir kuvvet yarattı. Buhar hareketinin yönü 15 çift janttan (b) birinde gösterilmiştir.

Sabit kanatlara yönlendirilen buhar, kanatlar arası kanallarda genleşti, hızı arttı ve saptırılarak hareketli kanatların üzerine düşerek onları dönmeye zorladı. Hareketli kanatların kanatlar arası kanallarında buhar da genişledi, çıkışta hızlandırılmış bir jet oluşturuldu ve ortaya çıkan reaktif kuvvet bıçakları itti.

Birçok hareketli ve sabit bıçak kenarıyla yüksek dönüş hızları gereksiz hale geldi. Çok kademeli Parsons türbininin 30 çemberinin her birinde buhar, kinetik enerjisinin bir kısmını kaybederek hafifçe genişledi. Her aşamada (jant çifti) basınç yalnızca %10 düştü ve sonuç olarak maksimum buhar hızının, tek kademeli bir türbindeki jet hızının 1/5'ine eşit olduğu ortaya çıktı. Parsons, bu kadar küçük basınç düşüşleriyle buharın, suya benzer şekilde sıkıştırılabilirliği düşük bir sıvı olarak değerlendirilebileceğine inanıyordu. Bu varsayım ona şu fırsatı verdi: yüksek derece Buhar hızı, verimlilik hesaplamalarını doğru bir şekilde yapın. türbinler ve kanat şekilleri. Modern türbinlerin tasarımının temelini oluşturan buharın kademeli olarak genişletilmesi fikri, Parsons'ın somutlaştırdığı birçok orijinal fikirden yalnızca biriydi.

Başka bir buluş, hızla dönen bir şaft için özel olarak tasarlanmış yeni bir yatak tipiydi. Parsons türbinin dönüş hızını azaltmayı başarsa da, bu hız yine de diğer motorlara göre on kat daha yüksek kaldı. Bu nedenle mucit "şaft kaçağı" olarak bilinen bir olguyla uğraşmak zorunda kaldı. O zamanlar, her şaftın, küçük bir dengesizliğin bile önemli bir bükülme kuvveti oluşturduğu kendine özgü kritik dönüş hızına sahip olduğu biliniyordu. Kritik dönüş hızının, şaftın enine titreşimlerinin doğal frekansıyla ilişkili olduğu ortaya çıktı (bu frekansta şaft rezonansa girmeye ve çökmeye başlar). Parsons ve de Laval bağımsız olarak kritik hızın üzerindeki hızlarda şaftın sabit bir şekilde döndüğünü keşfettiler. Buna rağmen hafif bir dengesizlik yine de şaftın denge konumundan sapmasına neden oluyordu. Bu nedenle şaftın hasar görmesini önlemek için, küçük yanal yer değiştirmelere izin verecek yataklara monte edilmelidir.

Parsons ilk olarak yaylara monte edilmiş normal bir yatak kullanmayı denedi ancak bu tasarımın yalnızca titreşimi artırdığını buldu. Sonunda bir dizi halkadan oluşan bir rulman buldu. Parsons iki boyutta halka kullandı: biri yatağın iç kabuğuna (şaftın içinden geçtiği) sıkı bir şekilde oturan, ancak yuvaya temas etmeyen; astara dokunmadan vücuda tam oturan diğer halkalarla değiştirildiler. Tüm halka sistemi bir yay ile uzunlamasına yönde sıkıştırılmıştır. Bu tasarım, şaftın küçük yanal hareketlerine izin verdi ve aynı zamanda iki tip rondela arasındaki sürtünmeden kaynaklanan titreşimi bastırdı.

Şafttaki yatak, şaftın küçük yanal yer değiştirmelerine izin verdi, ancak titreşimleri sönümledi. Alternatif halkalardan oluşuyordu: bazıları türbin gövdesine dokunmadan astarı (şaftın içinden geçtiği) sıkıca kapladı, diğerleri astara dokunmadan gövdeye sıkıca bastırıldı. Tüm halka seti bir yay tarafından bastırıldı. Vidalı pompa (solda) yağı (sarı) yatağın içine itti.

Bu tasarım başarılı bir şekilde çalıştı ve 1885 yılında Londra'daki Mucitler Sergisinde sergilenen türbin örneğini görenler, zamanın diğer buhar motorlarıyla karşılaştırıldığında ne kadar sorunsuz olduğunu fark etti. İkincisi temeli o kadar salladı ki titreşim arabadan oldukça uzakta bile hissedildi.

1884 yılında inşa edilen Parsons türbin jeneratörü, endüstriyel olarak kullanılan ilk buhar borusuydu. Yüksek basınçlı buhar, şaftın ortasına yakın bir yerde bulunan dikdörtgen bir delikten türbine girdi. Burada bıçakların taçlarından geçerek şaftın karşıt uçlarına bölündü ve yönlendirildi. Genişleyen buhar, merkezi şaft üzerine sıkıca oturan hareketli (çalışan) halkaları döndürüyordu. Hareketli halkaların arasında, türbin mahfazasının iç yüzeyine monte edilmiş sabit kanatların kenarları vardı. Sabit bıçaklar buharı hareketli tekerleklerin kanatlarına yönlendiriyordu.
Her bir tekerleğin bıçaklar arası boşluğunda buhar genişledi. Çok aşamalı buhar genleşmesi ilkesi, Parsons'ın yüksek basınçlı buharın enerjisinden tam olarak yararlanmasına ve çok sayıda devir/dakika Şaft bir dinamoyu veya elektrik jeneratörünü döndürüyordu (sağda).

Parsons türbininde buhar, bir kontrol vanası aracılığıyla şaftın orta kısmına beslendi. Burada buhar akışı bölündü ve iki kanaldan geçti: Bir buhar şaftın sol ucuna, diğeri sağ ucuna akıyordu.Her iki kanaldaki buhar hacmi aynıydı. Her jet türbinin kanat kenarlarından geçti.

Akışı bölmenin sağladığı avantajlardan biri de buhar basıncının türbin kanatları üzerinde oluşturduğu boylamasına (eksenel) kuvvetlerin tam olarak dengelenmesiydi. Böylece eksenel (eksenel) rulmana gerek kalmamıştır. Açıklanan tasarım birçok modern buhar türbininde kullanılmaktadır.

Ancak Parsons'ın ilk çok kademeli türbini 18.000 rpm gibi yüksek bir hız geliştirdi. Bu hızlarda türbin kanatlarına etki eden merkezkaç kuvveti, yerçekimi kuvvetinden 13 bin kat daha fazlaydı. Dönen parçaların kırılma riskini azaltmak için Parsons çok basit bir tasarım geliştirdi: her disk sağlam bir bakır halkadan yapılmıştı; kanatların oturduğu oyuklar diskin çevresi etrafında yer alıyordu ve 45°'lik bir açıyla yönlendirilmiş yuvalardı. Hareketli diskler şaftın üzerine monte edildi ve çıkıntısına sabitlendi. Sabit jantlar, türbin muhafazasının üstüne ve altına tutturulmuş iki yarım halkadan oluşuyordu. Kademeli genleşme sırasında buhar hacmindeki artış, buhar akışı boyunca kanatların uzunluğunun art arda üç kat artmasını (5'ten 7 mm'ye) gerektirdi. Püskürtme özelliklerini geliştirmek için kanatların kenarları eğimlidir.

Şaftın dönme hızının azaltılması sorunu başka icatların ortaya çıkmasına neden oldu. Hızlar o kadar yüksekti ki, o dönemde var olan aktarma mekanizmalarını (dişliler gibi) kullanarak bu sorunu çözmek imkansızdı. Daha önceki tasarımların buhar motorlarında kullanılan basit bir santrifüj regülatörünü kullanmak da imkansızdı: regülatör topları, merkezkaç kuvvetiyle kolayca yırtılacaktı. Parsons tamamen yeni bir regülatör türü geliştirdi. Türbin şaftının üzerine hava içeren tüplerden oluşan bir sisteme bağlı bir santrifüj fan yerleştirdi. Dönen bir fan, tüplerden havayı emerek içlerinde bir vakum yarattı. Bu vakuma, tüp sisteminin diğer tarafında bulunan ve türbine buhar beslemesini kontrol eden bir kontrol vanasına bağlanan deri bir diyafram tarafından yanıt veriliyordu. Türbin dönüş hızı arttıkça tüplerdeki hava vakumu artıyor ve diyafram daha fazla bükülüyor; bunun sonucunda diyaframa bağlanan valf, türbine giden buhar beslemesini azalttı ve dönüşü yavaşladı.

Regülatör iyi çalıştı ancak çok hassas değildi. Parsons türbini bir dinamoyu (elektrik jeneratörü) çalıştırıyordu. Parsons türbinini kurduğunda, bir akkor ampulün maliyeti çeyrek ton kömüre eşdeğerdi. Elektrik akımındaki ani değişiklikler sırasında lambaların yanmamasını sağlamak için (bu genellikle buhar motorları kullanıldığında meydana gelirdi), dinamonun% 1-2 doğrulukla sabit bir voltaj sağlaması gerekiyordu. Bu amaçla Parsons, türbinini dinamodaki voltaj değişikliklerine doğrudan tepki veren özel bir hassas ayar mekanizmasıyla donattı.

Dinamo sargısındaki voltaj, kutuplarda oluşturulan manyetik alanın gücüyle orantılıdır. Parsons yumuşak demirden bir külbütör kolu yaptı ve onu dinamonun direkleri üzerine sabitleyerek ona bir yay bağladı. Yayın direncini aşan külbütör, manyetik alan yönünde dönmeye çalıştı; dönme açısı doğrudan alan kuvvetine bağlıydı ve bu da dinamo sargılarındaki voltajla ilgiliydi. Bir bakır vana külbütörle birlikte döndürüldü. Konumuna göre regülatör sistemi içerisinde yer alan tüpün deliğini santrifüj fan ile az çok kapatmıştır,

Manyetik alan kuvvetinin artması durumunda valf, tüpün açıklığını kademeli olarak engellemeye başladı. Bu, havanın regülatör sistemine erişimini azalttı ve santrifüj fanın yarattığı vakumu arttırdı. Aynı zamanda deri diyafram bükülmüş ve kontrol valfi türbine giden buhar beslemesini azaltmıştır. Böylece türbin dönüş hızı dinamo sargılarındaki gerilime bağlıydı. Parsons'ın ince ayar mekanizması, akışı kontrol eden geri besleme cihazları olan ilk servolardan biriydi büyük miktar enerjinin küçük bir kısmını tüketir.

Yüksek basınçlı buhar (koyu kırmızı), şaftın orta noktasındaki bir açıklıktan verilir ve bıçak kenarlarından şaftın her iki ucuna geçer. Egzoz buharı (açık kırmızı), mahfazanın alt kısmındaki bir çıkış kanalıyla birbirine bağlanan iki boşluğa girer. Merkezden daha da uzakta, şaft ekseni boyunca, mahfazanın üst kısmındaki bir kanalla birbirine bağlanan iki boşluk daha vardır; kısmi bir vakumu (mavi) korurlar.

Egzoz buharı ve kısmi vakumlu boşluklar arasındaki basınç farkı nedeniyle gövde iç yüzeyine sıkıca bastırılan kaplinler, egzoz buharının dönen mil yüzeyindeki boşluklardan dışarı kaçmasına izin vermez. Yağlama, yağı (sarı) şaft üzerindeki yatağa ve diğer yataklara zorlayan bir vidalı pompa (solda) tarafından sağlanır. Yağ, dinamo milinin içindeki (ortada ve sağda) bir kanal aracılığıyla merkezi yataklara ulaşır. Regülatör, tüp sisteminde bir vakum (mavi) oluşturmak için bir santrifüj fan (solda) kullanır. Türbinlere buhar beslemesini düzenleyen bir valfe bağlı deri membran, tüplerde vakum oluştuğunda kendilerine çekilir.

İnce ayar mekanizması dinamonun üst kısmında bulunur. Bu mekanizma, dinamo sargılarındaki voltaja bağlı olarak tüp sistemine giren hava akışını değiştirir. Hava tüplerinde oluşturulan vakumun etkisi altında yataklardan gelen yağ, dikey rezervuara (solda) geri akar.

Parsons regülatöründe merkezi bir yere sahip olan santrifüj fan, yağlama sisteminde de önemli bir rol oynamıştır. Türbin şaftının yüksek dönüş hızı kesinlikle güvenilir bir yağlama gerektiriyordu. Parsons, şaftın ucuna, bir yağ haznesine batırılan ve şaft üzerindeki yataklara yağlayıcı sağlayan sarmal bir spiral taktı. Borular yağı dinamonun bulunduğu şaftın en ucuna taşıyordu ve dinamo şaftının içindeki bir kanal da yağı merkez yataklara taşıyarak dinamonun iç kısımlarını soğutuyordu. Yer çekiminin etkisiyle yağ merkezi üniteye geri döndü. Ana yağ deposu, dikey bir boru ile doğrudan fanın üzerinde bulunan bir hava boruları sistemine bağlandı. Fanın yarattığı vakum, yağın merkezi üniteden yağ haznesine geri akmasına neden oldu, böylece yağ seviyesi vidalı pompayı çalıştırmak için yeterli oldu.

Parsons'ın modern türbinlerde de kullanılan bir başka buluşu da, şaft ile türbin muhafazası arasındaki boşluklardan buhar sızıntısını ortadan kaldıran bir yöntemdi. Şafta sıkı bir şekilde oturan bir kaplin yapma girişimi başarısız olacaktır, çünkü hızlanma sırasında kritik bir dönüş hızında, çarpma sonucu çok fazla sürtünme yaratılacaktır. Parsons tarafından tasarlanan kaplin mile sıkı bir şekilde oturuyor ve aynı zamanda hafif bir yer değiştirmeye izin veriyor. Çalışma hızına ulaşıldığında kaplin güvenilir bir sızdırmazlık görevi görerek egzoz buharını türbin muhafazasının içinde tutuyordu.

Türbin çalışma hızına ulaştığında, çıkış borusu ile kısmi vakumun muhafaza edildiği oda arasındaki basınç farkının etkisi altında kaplin mile sıkıca bastırıldı. Egzoz buharı, türbin muhafazasının altındaki bir çıkış kanalı yoluyla iki boşluktan (şaftın her iki ucunda bir tane) geliyordu. Diğer iki boşluk, şaftın orta noktasından, çıkış boşluklarının her birinden daha uzağa yerleştirildi. Vücudun üst kısmındaki bir kanal bu dış boşlukları birbirine bağlıyordu. Parsons, iki iç boşluğun her birinin içine şaftı sıkı bir şekilde çevreleyen bir kaplin yerleştirdi. Parsons, dış boşluklarda kısmi bir vakum sağlamak için bir buhar jet pompası kullandı. Az sayıda türbin devrinde kaplinler şaftla birlikte serbestçe dönüyordu. Çalışma hızına ulaşıldığında, iç boşluklar (türbinden çıkan egzoz buharının girdiği yer) ile dış boşluklar (kısmi vakumun muhafaza edildiği yer) arasında bir basınç farkı ortaya çıktı. Basınç farkının etkisi altında kaplinler türbin gövdesine sıkıca bastırıldı ve boşluklar birbirinden ayrıldı.

Parsons'ın türbin yaratma yolundaki zorlukların üstesinden gelmesini sağlayan yeteneği hangi koşullar altında oluştu? Parsons'dı en genç oğulİrlanda'nın Offaly İlçesi Birra'da arazi alan bir ailede. Üçüncü Ross Kontu olan babası yetenekli bir bilim adamıydı. Teleskoplar için büyük aynaların dökümü ve taşlanması teknolojisine büyük katkılarda bulundu. 1845 yılında mülkündeki bir atölyede, onlarca yıl boyunca dünyanın en büyük teleskopu olarak kalan bir yansıtıcı teleskop inşa etti. Parsons Sr. bu teleskopu kullanarak bir dizi sarmal bulutsu keşfetti. 1849'dan 1854'e kadar Londra Kraliyet Cemiyeti'nin başkanıydı. Milletvekili olarak toplantılara katılmak için Londra'da bir ev satın aldı. Yılın bir bölümünde tüm aile burada yaşadı ve bilim camiasının temsilcilerinin davet edildiği resepsiyonlara ev sahipliği yaptı.

Parsons çocuklarını okula göndermedi. Öğretmenleri, kontun teleskop kullanarak gece gözlemleri için davet ettiği gökbilimcilerdi; Gündüzleri bu bilim adamları çocuklara ders veriyordu. Çocuklar ayrıca ev atölyelerine katılmaya da şiddetle teşvik edildi. Charles'ın çocukluğundan beri tanıştığı zanaat, türbinini kurduğu dönemde son derece önemli bir rol oynadı.

Charles, Dublin'deki Trinity College'a girdi ve daha sonra Cambridge Üniversitesi'ndeki St. John's College'a geçti ve buradan 1877'de mezun oldu. O zamanlar doğanın korunması için koşullar üzerinde çalışan Edward E. Root'un rehberliğinde matematik okudu. düzgün hareket, özellikle bu amaçlar için çeşitli mekanik regülatörlerin kullanılması.

Bu zamana kadar Parsons ayrıcalıklı yetiştirilme tarzının avantajlarından yararlanıyordu. Ünlü bir deniz silahları üreticisi olan George Armstrong'un yanında çırak olması ve Newcastle-upon-Tyne'daki Elswick fabrikasında çalışmaya başlaması, kaderinde bir dönüm noktası oldu. Parsons'ı böyle bir karar vermeye iten nedenler bilinmiyordu: O zamanlar varlıklı ailelerin çocukları nadiren mühendislik alanında kariyer seçiyordu.

Parsons, Armstrong'un en çalışkan öğrencisi olarak ün kazandı. Stajı sırasında, 1877 ile 1882 yılları arasında en son yenilik olan dönen silindirli bir buhar makinesi üzerinde çalışma izni aldı. Birçok buluşunun patentini aldı. Bu patentler incelendiğinde basınçlı yağlama fikrini bu alandaki buluşlarıyla ünlü A. Payne'den on yıl önce kullandığı tespit edilebilir. Parsons'tan önce rulmanları yağlamak için damlatıcılar kullanılıyordu, dolayısıyla rulmanların sürekli izlenmesi gerekiyordu. Zorla yağlama fikri, yüksek hızlı makinelerin, özellikle de türbinlerin yaratılmasında olağanüstü bir rol oynadı.

Görünüşe göre bir türbin yaratma fikri Parsons'a henüz öğrenciyken geldi. Lord Rayleigh, Parsons'ın Cambridge'deki tanıdıklarından birinin, geleceğin mucidinin kendisine kağıttan yapılmış bir oyuncak motoru gösterdiği sözlerini anlatıyor: Parsons oyuncağın tekerleklerine üflediğinde, dönüyorlardı. Parsons bu makinenin dönüş hızının şu şekilde olacağını söyledi: "diğerlerinden on kat daha fazla."

Parsons, Armstrong için çalışırken türbinlerle ilgili ilk gerçek deneylerini yapmaya başladı. 1881'den 1883'e kadar, yani. Stajının hemen ardından gazla çalışan bir torpido geliştirmek için James Kilson ile işbirliği yaptı. Armstrong büyük ölçüde üretime dahil oldu deniz silahları ve muhtemelen yeni bir tür torpido tahrik sistemi geliştirme çabalarını destekledi. Bu tahrik cihazının özelliği, yanan yakıtın yüksek basınçlı bir gaz jeti yaratmasıydı. Jet pervaneye çarparak dönmesine neden oldu. Pervane de torpido pervanesini döndürdü.

İÇİNDE defterler Pervanenin Parsons tarafından tasarlandığına dair açık bir gösterge bulunmamakla birlikte, Parsons tarafından bakır levhadan yapılmış küçük bir tekne incelenerek bu konuda bir fikir edinilebilir. Tekne, gövdenin altında bulunan üç kanatlı bir pervane tarafından tahrik ediliyordu. Vida, 44 spiral yuvalı büyük bir halkanın içine yerleştirildi. Bir akıntı halinde kaçan gaz bu yarıklardan geçmiş ve akıntının yönü değiştirildiğinde oluşan kuvvet nedeniyle halka dönmeye başlamıştır. Pervane de onunla birlikte dönerek tekneyi ileri doğru itiyordu.

Böylece Parsons ilk deneylerini buhar türbinleriyle değil gaz türbinleriyle gerçekleştirdi. 1884'teki patenti bir gaz türbininin modern çalışma döngüsünü açıklasa da, 1883'te bunlar üzerinde çalışmayı bıraktı. Daha sonra bununla ilgili bir açıklama yaptı.

"Yıllar önce yapılan deneyler - o yazdı, - ve kısmen gaz türbininin gerçekliğini doğrulamak amacıyla, elimizde bulunan metallerle... sıcak gaz akımı kullanmanın - saf halde veya karışım halinde - bir hata olacağına beni ikna etti. su - bıçakları dönmeye veya feribota yönlendirmek için."

Bu ileri görüşlü bir gözlemdi: Parsons'ın ölümünden yalnızca on yıl sonra gaz türbinleri yapmaya uygun metaller mevcuttu.

1884'ün başlarında Parsons, Clarke Chapman and Company firmasının küçük ortağı oldu. Gateshead'e yerleşerek bir buhar türbini tasarlamaya başladı. Ağustos 1883'e kadar uzanan bir torpido oluşturma deneylerinden elde ettiği notlar, o zamanlar kanatların dönüş hızını gaz jetinin hızına getirme ihtiyacı fikrine henüz gelmediğini gösteriyor. Girişte ve çıkışta büyük basınç oranına sahip bir ağızlık oluşturma sorunu da dikkatini çekmedi. Ancak daha Nisan 1884'te iki ön patent yayınladı ve aynı yılın Ekim ve Kasım aylarında verdi. Tam tanım icatlar.

Parsons için inanılmaz derecede verimli bir dönemdi. Sadece yüksek hızlı şaftlar ve diğer türbin parçalarıyla denemeler yapmakla kalmadı, aynı zamanda makinesinin enerjisini kullanmanın olası yollarını da düşünmesi gerekiyordu. 18.000 devir/dakika dönüş hızıyla sıradan amaçlarla kullanılması mümkün değildi. Parsons, çok az sayıda modern elektrikli makinenin başarabileceği yüksek hızlara sahip bir türbinle çalışan bir dinamo yaratmaya karar verdi. Daha sonra Parsons, bu buluşun türbinin yaratılması kadar önemli olduğunu sık sık tekrarladı. Önce Bugün Buhar türbininin ana uygulaması elektrik jeneratörlerini çalıştırmaktır.

İLK dönem buhar türbinleri pek verimli değildi. Güç çıktıları geleneksel buhar motorlarının verimliliğine ulaşıncaya kadar, diğer özellikleriyle alıcılar için cazip hale getirilmeleri gerekiyordu. Bu tür çekici özellikler onların haline geldi küçük boyutlar, elektrik voltajının kararlılığı, kontrolün olmadığı durumlarda güvenilir çalışma ve düşük işletme maliyetleri. İlk türbin tüm bu özelliklere sahipti.

Kasım 1884'te ilk türbin yaratıldığında Muhterem Charles A. Parsons yalnızca 30 yaşındaydı. Mühendislik dehası ve pazarın ihtiyaçlarına yönelik bir içgüdü, onun parlak zekasının hayata başarılı bir şekilde girmesi için yeterli bir koşul değildi. Yapılan işin boşa gitmemesi için birkaç aşamada Parsons kendi fonlarını yatırmak zorunda kaldı. 1898'de bazı patentlerinin ömrünü uzatmak için yapılan bir deneme sırasında, Parsons'ın türbini oluşturmak için 1.107 pound 13 şilin 10 peni tutarında kişisel para harcadığı ortaya çıktı.

"Turbinia" türbin motoruna sahip ilk buharlı gemidir. 1894 yılında piyasaya sürüldü.
Vapur 35 knot'a kadar rekor bir hız geliştirdi.
Daha sonra büyük gemilerde türbinler kullanılmaya başlandı.