E sorok megírása több százezer lóerős gőzturbinák által termelt áram segítségével történhetett meg. Az, hogy a hő- és atomerőművekben gőzturbinákkal alakítják át a hőenergiát mozgási energiává (majd generátorokkal elektromossá), elég sokak által ismert tény. De hogy ezeket a gépeket a vasúton is alkalmazták volna, annak idején én is elképesztőnek tartottam. A síneken valaha szolgált legerősebb gőzhajtású mozdonyok ugyanis nem dugattyús gőzgépekkel, hanem a percenként közel 10 ezret forduló gőzturbinákkal működtek. A nagy sebességnél kis étvágyú, lassú menetben viszont igazi gőz- és szénpazarló, hangjukkal egy felszálló sugárhajtású repülőt idéző gépeket a modern dízelmozdonyok állították vakvágányra a szó szoros- és átvitt értelmében egyaránt.
Modern gőzturbina (Forrás: http://www.halitarat.com)
Ugyan a gőzmozdonyok- és hajók eltűnésével könnyen gondolhatnánk azt, hogy a gőznek - mint energiahordozónak - a korszaka is véget ért, de akkor nagyot tévednénk. Ugyan a klasszikus dugattyús gőzgép ma már tényleg leginkább csak múzeumokban található meg, a gőz energiáját mozgási energiává alakító másik erőgép – a gőzturbina – nélkül elég nehéz lenne az életünk. A fosszilis tüzelőanyaggal üzemelő erőművek nagy részében, illetve az atomerőművekben (sőt, az atommeghajtású járművekben is!) ugyanis a mai napig ilyen turbinák, illetve a velük összekapcsolt generátorok (ún. turbógenerátorok) segítségével állítanak elő elektromos energiát. Sőt, a legjobb hatásfokú, ún. kombinált ciklusú erőművekben is a gázturbinák hulladék hőjével hajtott gőzturbinákkal érnek el akár 60 %-os hatásfokot is.
A kombinált ciklusú erőművekben az áramot termelő (1) gázturbina (6) füstgázainak a hőjével (5) termelik meg a kiegészítő gőzturbina (2) működéséhez szükséges gőzt. Az így visszanyert hővel az erőmű eredő hatásfoka a 60 %-ot is elérheti. Magyarországon a legnagyobb ilyen erőmű a Győrhöz közeli Gönyűn dolgozik, összteljesítménye 430 MW. (Forrás: http://www.eon-hungaria.com/vallalat/e-on-eromuvek/gonyui-eromu, http://upload.wikimedia.org)
Úgy gondoltam, hogy mielőtt belekezdenénk a gőzturbinás mozdonyok megismerésébe, jobb, ha magának a gőzturbinának a működését is megismeritek/jobban megértitek. Nem szerettem volna belemenni itt vezérlésekbe meg kapcsolási rajzokba, de - tiszteletben tartva az iparágat - túl pongyolára se akartam venni a bemutatót.
A gőzturbinák működése alapvetően egyszerűbb más hőerőgépekénél. A kazánban keletkezett gőzt (5) egy fúvókával nagymértékben felgyorsítják, majd rávezetik a megfelelően hajlított turbinalapátokra, amelyek a gőzturbina forgórészére vannak erősítve. Ezek a lapátok úgy vannak megtervezve, hogy amikor a gőzsugár nekik ütközik, kismértékben lelassul, miközben meghajtja a lapátokat. A futólapátok után következő (fixen rögzített) ún. vezetőlapátok segítségével a gőzáramot rávezetik a következő lapátsorra, majd ez a folyamat ismétlődik minden lapátsornál. A gőz sebessége minden futólapátsoron, nyomása a vezetőlapátokon csökken, azaz a gőz lassan leadja energiáját (a gőzsebesség az első fokozaton manapság elérheti a szuperszonikus tartományt, sőt, akár az 1200 m/s-os, azaz a 4300 km/h-s értékeket is!). Egy modern gőzturbinának nagyon sok futólapátsora (fokozata) van, ezek sokszor nem is férnek el egy házban, ezért két-három külön házból is állhat egy turbina. A baloldali képen két házból áll, egy magas- és egy alacsony nyomásúból; manapság egészen gyakran alkalmaznak egy harmadik, közepes nyomású (intermediate pressure) házat is. Mivel a gőz hőmérséklete és nyomása minden fokozaton csökken, az utolsó fokozatokban már szinte légköri hőmérsékletű, a környezetinél jóval kisebb nyomású gőz végzi a munkát, tehát ezekben a fokozatokban erős vákuum uralkodik (kb. 0,1 bar abszolút nyomás, amikor már a 30-40 fokos-, azaz az fürdési hőmérsékletű víz is gőzzé alakul!). Ahogy a gőz a nyomáscsökkenés hatására egyre inkább kitágul, a megfelelő térfogatáram fenntartása érdekében (egyre nagyobb térfogatú gőznek kell keresztülhaladnia a turbinán ugyanakkora sebességgel) egyre nagyobb átmérőjű fokozatokra van szükség, emiatt a turbina utolsó fokozatai sokkal nagyobbak, mint az elsők (ezért van az, hogy a gőzturbinák alakja csonkakúpra - "virágcserépre" - emlékeztet). A gőzt, miután munkát végzett, lecsapatják az ún. kondenzátorban (7), ezután egy gáztalanítón keresztülhaladva a táptartályba kerül. A táptartályból a vizet a tápvíz-előmelegítőn (2) keresztül - amely a turbinából elvezetett gőz segítségével felmelegíti - a kazánba szivattyúzzák (3), ahol a folyamat újrakezdődik (4). A fenti képen látható a dugattyús gőzgépekre és gőzturbinákra egyaránt érvényes ún. Clausius-Rankine gőzgépfolyamat hőmérséklet-entrópia diagramja.
A Titanic 16 ezer lóerős alacsony nyomású gőzturbinája (Forrás: http://www.rmstitanicremembered.com)
Mivel a hőleadás itt sok lépcsőben történik, a gőzturbinák hatásfoka jobb a Watt-féle gőzgépekénél, ahol általában egy-kettő, ritkábban 3 vagy 4 ütemben zajlik a munkavégzés. Alapvetően kétféle gőzturbinát különböztetünk meg (persze sokféleképpen lehet csoportosítani őket): az akciós és a reakciós turbinákat. A fent említett körfolyamat az akciós turbinákra jellemző, a reakciósnál a turbinából nagy sebességgel távozó gőz reakcióereje hozza mozgásba a gépet. A gőzturbinák fejlesztése a mai napig tart, a gazdaságosság jegyében a közelmúltban születtek már 60%-os hatásfok feletti darabok, az erő jegyében pedig nem egy, 1000 MW-ot meghaladó teljesítményű egység dolgozik ma a világon (sőt, sokszor ezeket egyszerre valósítják meg). A legnagyobb turbina, amely ma a világon dolgozik, az Alstom AraBelle termékcsaládba tartozik, legerősebb változata 1800 MW (azaz 2,5 millió lóerő!!!) teljesítményű; 3 darab ilyen turbinával egész Magyarországot el lehetne látni elektromos árammal csúcsidőben!
A Turbinia, a világ első gőzturbinás hajója (és egyben járműve). A Turbiniát maga a gőzturbina feltalálója, Charles Algernon Parsons építtette 1894-ben. A szintén Parsons által a gyakorlatban először megfigyelt kavitációs jelenségek elkerülése végett 1 helyett háromtengelyű, 2100 lóerős turbina minden egyes tengelye 3 hajócsavart hajtott meg, így a hajó összesen 9 csavarja az akkor hihetetlen (bár ma sem utolsó) 34,5 csomós, vagyis 65 km/h-s maximális sebességet garantált a Turbiniának, amit semelyik akkori hajó nem tudott utolérni. (Forrás: http://www.mo-na-ko.net)
Mivel a hajókban hamar bizonyítottak, a mérnökök kísérletezni kezdtek a gőzturbinák vasúti vontatásban való alkalmazásával. Ennek az egyik oka az volt, hogy a gőzmozdonyok ekkorra (1910-es, 20-as, 30-as évek) már kezdték elérni teljesítőképességük határát, további fejlesztésük csak nagy befektetéssel valósulhatott volna meg, ami viszont megdobta volna ezeknek a gépeknek az árát, a használhatóságuk viszont nem nőtt volna akkora mértékben. Másrészt pedig ekkor jött el az idő, amikor az addig gyerekcipőben járó, valamint fejletlennek tartott dízel- és villamos mozdonyok teljesítményükkel és sebességükkel már fenyegetni kezdték a gőzmozdonyokat. A gőzösök helyzetét tovább rontotta a szén árának rohamos emelkedése, és a dízelek üzemanyagaként használt gázolaj (fajlagos) olcsósága. Ezen mérnökök a gőzturbina bevezetésével próbáltak új életet lehelni az akkor már szinte teljesen kiaknázottnak hitt gőzhajtásba. A gőzturbinák több okból is alkalmasnak tűntek erre: hatásfokuk már ebben az időben elérte, illetve meghaladta a klasszikus gőzgépekét, de működési elvükből kifolyólag több jelentős előnyt is élveztek még ezek a gépek.
A dugattyús gőzgépek teljesítmény- és nyomatékleadása az alternáló mozgások miatt nem egyenletes, hanem szinuszos lefolyású, aminek következtében a gőzmozdony hajtott kerekei hajlamosak voltak a hirtelen megcsúszásra, vagy akár a menet közbeni folyamatos kipörgésre. A megcsúszó kerekek pedig nagyon káros rezgéseket keltettek a gépezetben, illetve nagymértékben rongálták a vasúti pályát is. A gőzturbina által hajtott mozdonyokat nem sújtotta az angolban csak "Hammer blow"-nak (durva fordításban kb. kalapácsütés), nevezett jelenség sem; ezt a gőzösök kerekein elhelyezett nagy ellensúlyok idézték elő, amelyek a dugattyúk, forgattyúk és egyéb, alternáló mozgást végző alkatrészek holtponton való átlendülését segítették. Amikor ezek a több száz kilós ellensúlyok az alsó holtponton átlendültek, egy elég nagy dinamikus igénybevételnek tették ki a pályát, kb. mintha kalapáccsal ütötték volna a sínszálakat (innen a jelenség neve).
Az igazsághoz hozzátartoznak azonban a hátrányok is, amelyek más területeken nem, de a vasúti alkalmazásban sajnos végleg megakadályozták a hajtás elterjedését. A gőzturbinák ugyanis jó hatásfokkal üzemelnek nagy fordulatokon, viszont alacsony fordulatszámon csak igen gazdaságtalanul tudnak működni, márpedig a mozdonyokkal sokszor kell lassan haladni. Nem lehet őket két irányban sem forgatni, ami miatt vagy egy külön hátrameneti turbinát kellett alkalmazni, vagy fordítókorongokkal megfordítani a mozdonyt, vagy szélsőséges esetben le kellett mondani a hátrafelé való közlekedésről.
A gőzturbinás mozdonyok egyik legnagyobb problémája a huzatképzés volt. Itt meg kell állnunk, mert annak érdekében, hogy megértsétek ezt a problémát, bele kell mélyednünk egy kicsit a gőzmozdonyok működésébe. Akinek van kandallója otthon, az biztos megfigyelte már, hogy beindul a tűz, ha akár csak egy kicsit is kinyitjuk az ajtót (sőt, ha szűk a rés, akkor indul be a legjobban), ilyenkor hallani is a tűztérbe nyomuló levegő sivítását. A gőzmozdonyok tűzterébe az égés táplálására ugyebár szintén levegőt kell juttatni (nem is keveset), amit a hagyományos gőzösöknél úgy oldottak meg, hogy a gőzhengerekből kilépő fáradt gőzt az ún. fúvócső segítségével felgyorsítják, ezzel részleges vákuumot hoznak létre a kazán előtti térben (füstszekrényben), ami pedig huzatot kelt a tűztérben. A folyamat hajtóereje a gyorsan áramló gőz sebessége (ugye minél gyorsabban áramlik, annál kisebb a nyomás, annál jobb huzat alakítható ki). A gyors áramláshoz viszont az is kell, hogy a fúvócsőbe a légkörinél nagyobb nyomású gőz érkezzen (különben nem lenne "fúvó" :) ).
Különböző fúvócső-típusok (Forrás: http://www.greatwestern.org.uk)
Mivel a gőzturbináknál a kilépő gőz nyomása kisebb, mint a légköri nyomás, azt a gőzt nem lehet ilyen célra felhasználni, így elméletileg nincs semmi, ami az égéshez elengedhetetlen huzatot biztosíthatná. Ezért a gőzturbinásokban sokszor a füstszekrényben egy külön ventilátort helyeztek el erre a célra (általában egy kicsi gőzturbina, vagy villanymotor hajtotta). Ezt azonban nem mindig alkalmazták, mert volt olyan mozdony, ahol a turbinából elvezetett nagynyomású gőz segítségével hoztak létre huzatot (bár ez a megoldás sok hagyományos gőzösön is volt).
További gondot jelentett a turbinák hagyományos gőzgépekhez viszonyított sérülékenysége, ami a gyártási és karbantartási technológiában nagyon magas követelményeket támasztott, és persze az is, hogy a kis darabszámok miatt a mozdonyszínek nem voltak felkészülve a gőzturbinások javítására, karbantartására (ez sajnos sok különleges hajtás elterjedését pecsételte meg a vasúton). A dízelek üzemanyagának relatíve kis ára már csak újabb szög volt ennek az egzotikus meghajtásnak a koporsójában, a vasúttársaságok rendhagyó megoldásokkal szembeni bizalmatlanságáról, és a vontatási nem fénykorával egybeeső II. világháború anyaghiányos időszakainak mozdonygyártásra gyakorolt hatásairól már nem is szólva.
A gőzturbinás mozdonyok története során két alapvető altípusa alakult ki ennek a hajtásnak: az egyik a mechanikus, melynél a gőzturbina közvetlen fogaskerék-kapcsolatban van a hajtott tengellyel. Mivel a vasúti gőzturbinák fordulatszáma a pörgősebb szívó autómotorokéra emlékeztet (akár 7-9 ezer fordulat/perc, de mindenképpen ezres nagyságrendű), ez sokszor kritikus pontja volt az altípusnak. Mivel a hajtott kerekek ennél jóval alacsonyabb, 3-400-as fordulaton forogtak, a kettő közötti fordulatszám-szakadékot sokszor csak bonyolult fogaskerék-áttételekkel (kettő, vagy akár három fordulatszám-reduktor) lehetett áthidalni.
A másik megoldás pedig a villamos meghajtás, ahol az erőművekhez hasonlóan egy generátort (vagy dinamót) forgat, és az ez által termelt árammal táplálják meg a mozdony tengelyeit fogaskerekeken keresztül, vagy közvetlenül meghajtó vontatómotorokat. A poszt címe erre utal; ugyan a dízel- és gázturbina-elektromos mozdonyokat is lehet vasúti erőműveknek nevezni, hiszen a haladáshoz szükséges energiát maguk termelik meg, a gőzturbina-elektromos mozdonyok állnak a legközelebb a klasszikus hőerőművek működéséhez.
Amerikai gőzturbina-elektromos mozdony (nyugodjatok meg, ez is sorra kerül! :)) (Forrás: http://www.northeast.railfan.net)
Most pedig nézzünk meg pár mozdonytípust mindkét fajtából!
Svájc
Az egyik legkorábbi gőzturbinás mozdonyt a svájci Zoelly cég készítette 1919-ben. Ez egy 2'C tengelyelrendezésű (a tengelyelrendezésekről itt olvashattok, bár innen hiányoznak a hármas gépegységű triplexek) mozdony volt, amely kondenzátorral is rendelkezett. A tesztpéldányhoz egy öregebb hagyományos gépet alakítottak át (ez gyakori megoldás volt a néhány megépült gőzturbinás esetében). Érdekessége volt, hogy a tűztéri huzat fenntartásához nem a kéményben, hanem a tűzszekrényben (pontosabban a tűznek helyet adó rostély alatt) volt elhelyezve a ventilátor. Azért alkalmazták ezt a megoldást, mert a kéményventilátorok a forró, korrozív füstgázoknak kitéve hamar elrozsdásodtak, illetve a pernye miatt hajlamosak voltak az elakadásra. A tűztérventilátoroktól ezen problémák megszűnését várták (bár azt mondhatnánk, hogy a tűztérben aztán meg főleg meleg van, de így maga a ventilátor hideg levegőt szívott be, míg a füstszekrényben a forró füstgázokat kellett volna mozgatnia). Ugyan a fenti hátrányt sikerült kiküszöbölni, de egyben új nehézségekkel kellett szembenézniük: a ventilátor miatt a tűztérben a légkörinél nagyobb nyomás uralkodott, ezért a tűztérajtó kinyitása előtt le kellett kapcsolni, különben azonnal kicsaptak a lángok, ezzel nagy veszélynek kitéve a mozdonyszemélyzetet. Ezt a problémát nem sikerült megoldani, ezért egy idő után visszatértek a korábbi huzatképző módszerhez (az alsó képen látható Jason Voorhees-szerű "maszk" ezt az új helyre került ventilátort takarja). A Zoelly-gőzturbinás főgépe a füstszekrény alatt, keresztben volt elhelyezve, egy hatfokozatú, 1200 lóerő teljesítményű akciós turbina dolgozott a mozdonyban, kiegészítve egy kétfokozatú hátrameneti egységgel. A 7500 1/min-es fordulatszámot igen nagy, 28-as lassító áttétellel módosították a kerekeknek "megfelelőbb" értékre, a meghajtás vakforgattúkon és csatlórudakon keresztül történt. A két helyen megfúvott gőzturbinának két kondenzátora volt, amelyeket a szerkocsiban tárolt víz hűtött le. A hűtővíz ezután visszakerült a szerkocsiba, ahol a környező levegő hűtötte vissza. Mivel a vizet ezután újra felhasználták, nem veszett kárba, mint a hagyományos gőzösöknél (igaz, a dugattyús gőzmozdonyoknál is akadtak kondenzátorosak), a Zoelly-mozdony feleannyi vizet fogyasztott, mint egy ugyanilyen teljesítményű, kondenzátor nélküli gőzmozdony.
A svájci Zoelly-gyártmányú gőzturbinával szerelt mozdony. A gőzturbinások egyik jellegzetessége, hogy nincs rajtuk gőzhenger (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/LOCOLOCO/swissturb/swissturb2.jpg)
Svédország
Fredrik Ljungström, egy svéd mérnök több sikeres gőzturbinás mozdonyt épített, és a gőzturbinák fejlődésének egyik legnagyobb úttörője is volt. Az első 1921-ben készült el, azonban ez a mozdony a korábbi hagyományos gőzmozdonyokhoz képest elég furcsa kinézetű volt. A gőzturbina a szerkocsi alatt elhelyezett három tengelyt hajtotta meg, míg a kazán illetve a vezetőállás (tehát maga a mozdony) alatt csak futókerekek voltak. Ugyan nagy teljesítményre volt képes, de mivel a hajtott kerekek felett nem volt elég nagy tömeg a megfelelő tapadás elérésére, nem lehetett teljes mértékben kihasználni a vonóerejét (könnyen kipörögtek a kerekek).
Ljungström első gőzturbinás mozdonya (Forrás: http://upload.wikimedia.org). Tengelyelrendezése igen különös, német módszerrel (VDEV, UIC) leírva: 2'-3'+C1, a lokomotív teljesítménye 1800 lóerő volt. Lent: az 1925-ös második próbálkozás, szintén a szerkocsi alatti hajtott tengelyekkel. A mozdony elején lévő furcsa szerkezet a kazántáplevegő előmelegítője.
Ljungström következő mozdonya egy 1'D (2-8-0) tengelyelrendezésű, tehát 4 kapcsolt tengelyű, kondenzátor nélküli gép volt. 1930 és 1936 között készültek a sorozat tagjai a svéd NoHAB-gyárban, ahol a magyarországi M61-es mozdonyokat is gyártották. Kondenzátort bonyolultsága miatt nem építettek be; a tervezők véleménye szerint a hatásfok- és teljesítménynövekedés nem érte volna meg a nehezebb szerelhetőség árán.
A három svéd gőzturbinás mozdony 1936-ban (Forrás:http://www.aqpl43.dsl.pipex.com)
Ebből a típusból mindössze 3 darab készült, amellyel néhány öregebb gőzöst váltottak ki. A mozdonyok egészen az 50-es évekig, az általuk kiszolgált vonal villamosításáig üzemben maradtak. A 3-ból kettőt meg is őriztek, egy pedig még üzemképes is (bár egy fórumban talált hozzászólás szerint most éppen nem működik), Göteborg-ban vannak kiállítva.
Egy másik híres NoHAB :) (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com)
Biztos felmerült már néhány olvasómban, hogy milyen lehetett a gőzturbinás mozdonyok hangja. Hát, győződjetek meg róla, aztán mondjatok jobb hasonlatot a sugárhajtású repülőgépnél :)
Ezen a videón pedig 1:45-től állás közben tekinthető meg az egyik megmaradt példány:
Ljungström mozdonyépítési sémáját – miszerint a hajtott kerekek a szerkocsi alatt vannak elhelyezve – később a brit Beyer-Peacock mozdonygyár is átvette, amikor a gőzturbinás hajtással kísérletezett. Az eredmény kiábrándító volt a rossz tapadás, valamint a kazán kedvezőtlen hatásfoka miatt.
Olaszország
Olaszországban több (sikertelen) próbát is végeztek gőzturbinás mozdonyokkal. Giuseppe Belluzzo olasz mérnök vezette a munkálatokat, melynek első állomásaként 1907-ben egy 4 kerekű, minden kerekét külön gőzturbinával meghajtó (tehát lehet, hogy merev tengely nélküli) mozdony készült el. A gőz a négy turbinán a következő sorrendben áramlott keresztül: jobb első, jobb hátsó, bal hátsó, bal első. A turbinákat a képen is látható hajlékony cső kötötte össze. A hátrafelé való haladást úgy próbálták megoldani, hogy a turbina mindkét "végén" el volt helyezve egy fúvóka és egy kipufogó. Hátramenetben a turbina másik oldalán levő fúvóka dolgozott, de ez a kialakítás nem lett sikeres. A fordulatszám is alacsony volt a vasúti gőzturbinásokhoz viszonyítva: 2400 ford./perc. Mivel még ez is jóval magasabb, mint a gőzmozdonyoknál használt dugattyús gőzgépek pár százas értéke, a gőzturbina és a kerekek közé egy 8-as lassító áttételt kellett beiktatni. A kicsi kerekek és a rövid tengelytáv miatt a mozdony nem tudott nagy sebességeket elérni, illetve a "donormozdony" - amelyből építették - 1876-ból származott, tehát már akkor sem volt fiatal. A furcsa kinézetű kicsi gőzturbinást 1921-ben bontották szét.
Belluzzo következő alkotása jóval később, 1931-ben lett kész a Breda gyárban. Négy hajtott tengelyét 4 turbina mozgatta, melyek kompaund (vagy kompound) üzemben működtek, tehát az első turbinából kiáramló, még munkavégző képességgel rendelkező gőzt a másodikba táplálták, és így tovább. A turbinák egy közös tengelyt hajtottak, amely kapcsolt tengelyek között helyezkedett el, és vakforgattyún keresztül forgatta azokat. A Breda-gőzturbinás szintén igen furcsán nézett ki, ugyanis a kondenzátor visszahűtőjét itt nem a szerkocsin, hanem a mozdony elején helyezték el (így spórolni lehetett a csövekkel). Sajnos ez a terv sem váltotta be a hozzáfűzött reményeket, normál vasútvonalon nem is jártak vele.
A mozdony elején levő "házban" helyezték el a huzatképző ventilátorokat, illetve a kondenzátor visszahűtőjét. Ezeket egy kiegészítő turbina hajtotta. (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com)
Az Olasz Államvasutak (FS) ezek után még egy utolsó próbát tett a gőzturbinás hajtás hazai sikeressé tételére 1933-ban. Egy hagyományos, 1'C1' (2-6-2) elrendezésű gőzmozdonyt alakítottak át turbinameghajtásra, és egy utat tettek meg vele Firenze-Pistoia között. A tervezett végsebesség 130 km/h volt, de nem bizonyított, hogy elérte-e a mozdony ezt a sebességet, vagy egyáltalán képes volt-e rá a valóságban; a gépről az első út után további feljegyzés nem maradt fenn, valószínűleg a nem kielégítő eredmények miatt szétszerelték, vagy visszaalakították. Olaszország szénszegénysége egyébként sem kedvezett a gőzturbinás hajtás elterjedésének, így ebben az országban az ez irányú kutatások a II. világháború előtt abba is maradtak, és inkább a modernebb villamos vontatás kiépítésére törekedtek, később nem kis sikereket elérve.
Birodalmi gőzturbinások - Németország
A Krupp-Zoelly gőzturbinás 1928-ból (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com)
Németországban előrehaladott kísérletek zajlottak a gőzturbina vasúti alkalmazására. Az első sikeres konstrukciót a német Krupp és a svájci Zoelly mozdonygyárak együttműködése nyomán építették meg, és 1928-ban állították szolgálatba (a svájci gőzturbinás továbbfejlesztéseként készült el). A mozdony kondenzátorral is fel volt szerelve, aminek köszönhetően javult a hatásfok, illetve a lecsapódott vizet újra fel lehetett használni. A huzatot a kéménybe épített ventilátorral javították. A 2000 lóerős, hatfokozatú gőzturbina itt is a füstszekrény alatt keresztben elhelyezve került beépítése, kiegészítve egy háromfokozatú hátrameneti turbinával. Sajnos a mozdonyt 1940-ben egy bombatámadás megsemmisítette, és sajnos már nem volt értelme újjáépíteni.
Fent: A T18.1001-es a díszburkolat felszerelése után (később eltávolították). Lent: A mozdony jellegrajza (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com)
A Maffei mozdonygyárban 1929-ben hasonló építésű elvű lokomotív készült el. Ugyan nagynyomású (22,5 bar) kazánja elvileg nagyobb teljesítmény leadására is képessé tehette volna - amint az a 60 000 km hosszú tesztutak során kiderült - hatásfoka alatta maradt a Krupp-Zoelly mozdonyénak. Fejlesztésre nem került sor, mert sajnos ugyanaz a végzet jutott ennek is, mint vetélytársának; 1943-ban tüzérségi támadás áldozata lett, és selejtezése mellett döntöttek. Kazánját 1961-ig biztonságtechnikai oktatási célokra tovább használták.
A Maffei-lokomotív (szerintem ez nézett ki a legjobban a németek közül) (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/)
Még az amúgy is kuriózumnak számító gőzturbinás mozdonyok között is szokatlan volt az 1927-ben a Henschel-nél elkészült hibrid konstrukció. Az alapja egy DRG 38-as sorozatú, 2'C (4-6-0) tengelyelrendezésű gőzös volt, de magát a mozdonyt csak viszonylag kismértékben alakították át, és eredeti, dugattyús gőzgépes működését is megtartotta. A nagy változást a szerkocsi jelentette, ebbe építették be a két darab (egy nagyteljesítményű előremeneti, és egy hátrameneti segéd) alacsony nyomású gőzturbinát, melyek az öttengelyes vagon második és harmadik tengelyét hajtották meg. A hátrameneti turbinát később eltávolították; nem volt elég jó a hatásfoka, és a dugattyús gőzgép miatt nem is volt szükség rá.
Akár Dr. Emmett Brown időgépe a Vissza a jövőbe III-ból :) (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/)
A mozdony főgépe a dugattyús gőzgép maradt, a gőzturbinákat a hengerekből kilépő fáradt gőz hajtotta, hatásfokukat kondenzátorokkal növelték. Az eredeti mozdony kéménye nem tudott a gőzturbina működéséhez kellően nagy huzatot biztosítani, ezért egy ventilátort helyeztek el a füstszekrényben, ennek ellenére maga a konstrukció nem hozta a várt eredményeket, egyszerűen túl bonyolult volt.
Fent: A német hibrid gőzturbinás mozdony kéményventilátorral. Lent: a kondenzátorral és gőzturbinával felszerelt öttengelyes szerkocsi (Forrás: http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/)
1937-ben a gőzöst visszaalakították, a gőzturbinás szerkocsit pedig selejtezték és szétvágták. A mozdony egészen 1961-ig szolgált hagyományos gőzösként.
A sorozat második részében a francia, amerikai, brit és a világ egyéb tájairól származó gőzturbinás mozdonyokkal foglalkozunk. Sajnos nagyon megszaporodtak teendőim, így nem ígérek semmit, de remélhetőleg a jövő hét vége felé be tudom mutatni a következő fejezetet! :)
Forrás:
Újhelyi Géza - Gőzturbinagépész 30-40. oldal (Ipari szakkönyvtár)
http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/Blastpipe
http://en.wikipedia.org/wiki/Turbinia
http://en.wikipedia.org/wiki/Charles_Algernon_Parsons
http://hu.wikipedia.org/wiki/G%C5%91zturbina
További képek forrása: