Техника - молодёжи 1939-04, страница 55

Рисунки А. КАТКОВСКОГО и Н. ПРЕОБРАЖЕНСКОГО

СПИРАЛЬНАЯ ТУРБИНА

Действие паровой машины основано на превращении энергии водяного пара в механическую работу. Этот принцип известен давно. Еще во II в. до нашей эры знаменитый греческий ученый Герон Александрийский дал описание первой паровой машины — эолипила. Эолипнл представляет собой шар, вращающийся вокруг горизонтальной оси. От шара вверх и вниз отхо-

Спиральная турбина.

дят две трубки, изогнутые коленом. Своими выходными отверстиями трубки направлены в противоположные стороны. Ось шара одновременно является и трубопроводом, по которому из котла поступает пар. Когда пар наполнит эолипил и начнет с силой вырываться из отверстий коленчатых трубок, шар приходит во вращательное движение.

Прибор Герона основан на так называемом реактивном принципе. Пар в коленчатой трубке давит равномерно на ее стенки. Однако с одной стороны колена это давление уничтожается тем, что пар имеет свободный выход через отверстие. Таким образом внутри трубки создается разность давлений: меньшее — в сторону выходящей струи пара, и большее — в противоположную. В результате возникают силы, направленные в сторону, обратную движению струи пара. Эти силы приводят шар во вращение.

54

Идея Герона нашла воплощение в современных турбинах реактивного действия. Однако практически сначала были осуществлены турбины прямого действия, которые используют активную силу пара. В активных турбинах пар или вода ударяет в лопатки, насаженные на окружности колеса, и заставляет это колесо вращаться. Простейшим примером такого двигателя может служить колесо водяной мельницы.

В современных наиболее совершенных турбинах используется одновременно и активная и реактивная сила пара. Достигается это особым устройством лопаток, насаженных на диске турбины. Такое сочетание обоих принципов повышает коэфи-циент полезного действия двигателя.

Однако можно представить себе турбину нового типа, в которой энергия пара использовалась бы более полно, чем у существующих турбодвигателей. Устройство такой турбины мыслится в следующем виде. Ротором, т. е. основной вращающейся частью ее, является диск, представляющий сдвоенное спиральное колесо. Как этот диск получается? Длинную трубу скручивают спиралью в одной плоскости так, что диаметр витков постепенно увеличивается. Таким образом закручивают половину тру

бы. Из другой половины навивают вторую • спираль, витки которой теперь уже уменьшаются. В результате получаются две прижатые друг к другу спирали. Концы трубы, оказавшиеся в центре обеих спиралей, отгибают в противоположные стороны. Они j и служат осью полученного сдвоенного спирального колеса.

Это колесо заключают в кожух, имеющий по оси две втулки. Внутри втулок проходят концы спирали. Один конец при помощи подшипника соединяется с трубкой, идущей от парового котла, а другой конец спирали таким же способом соеди- . няется с трубкой, идущей к конденсатору- I холодильнику.

Весь турбинный агрегат состоит из еле- А дующих частей: спиральный диск, или ро-тор, котел для парообразования, конденсатор, куда поступает отработанный пар, и насос для перекачки воды из конденсатора в котел.

Что произойдет, если из котла пустить пар по спиральному диску? Внутренние стенки спирали-трубы не представляют идеально гладкой поверхности, поэтому между паром и внутренней поверхностью трубы возникает трение. Если пар будет обладать достаточно большой кинетической

Паровоз, на котором установлена спиральная турбина, сможет проходить огромные расстояния без пополнения запасов воды.