This site is not complete. The work to converting the volumes of സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം is on progress. Please bear with us
Please contact webmastersiep@yahoo.com for any queries regarding this website.
Reading Problems? see Enabling Malayalam
ആവി ടർബൈന്‍
സര്‍വ്വവിജ്ഞാനകോശം സംരംഭത്തില്‍ നിന്ന്
ആവി ടർബൈന്‍
Steam Turbine
ആവിയിൽ അന്തർലീനമായ താപോർജത്തെ ചാലകോർജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്‌ത്‌ യാന്ത്രികശക്തി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്ന യന്ത്രസംവിധാനം.
ആമുഖം
താരതമ്യേന ചുരുങ്ങിയ സ്ഥലം ഉപയോഗിച്ച്‌ അതിബൃഹത്തായ ശക്തി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള കഴിവു കാരണം വന്‍തോതിലുള്ള വൈദ്യുത ശക്ത്യുത്‌പാദനത്തിന്‌ ജലടർബൈനുകള്‍ ഒഴികെയുള്ള എല്ലാ മൂലചാലകങ്ങളെയും (Prime mover) ആവി ടർബൈന്‍ പിന്നിലാക്കിയിരിക്കുന്നു. ഒരു ഷാഫ്‌റ്റ്‌ മാത്രമുള്ള ആവി ടർബൈനിൽനിന്ന്‌ 2,50,000 കി. വാട്ടും മറ്റു സംയോഗങ്ങളിൽനിന്ന്‌ ഇതിന്റെ രണ്ടോ മൂന്നോ മടങ്ങിലധികവും ശക്തി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയുന്നുണ്ട്‌. ആവിടർബൈനുകളുടെ സാർവത്രിക പ്രചാരത്തിനു നിദാനമായ മറ്റു മേന്മകള്‍ താഴെ കുറിക്കുന്നു.
1. ടർബൈനുകള്‍ പരിക്രമണ ചലനമാണ്‌ ഉണ്ടാക്കുന്നത്‌. അതുകൊണ്ട്‌ ആവിയന്ത്രങ്ങളിലെപ്പോലെ വ്യുത്‌ക്രമ (reciprocating) ചലനം പിന്നീട്‌ പരിവർത്തനം ചെയ്‌ത്‌ പരിക്രമണചലനമാക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ല; 2. യന്ത്രഭാഗങ്ങളുടെ സന്തുലനം (balancing) താത്വികമായി സാധ്യമാണ്‌; അതുകൊണ്ട്‌ അടിത്തറ നിർമാണത്തിനുള്ള ചെലവ്‌ താരതമ്യേന കുറവായിരിക്കും; 3. യന്ത്രഭാഗങ്ങളുടെ തേയ്‌മാനം കുറവായതു കാരണം നീരാവിയുടെ ഉപയോഗത്തോത്‌ വർധിക്കുന്നില്ല; 4. ആവിയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന താപോർജം പരമാവധി ഉപയോഗപ്പെടുത്താന്‍ ടർബൈനുകള്‍ക്ക്‌ സാധിക്കുന്നു. കൂടാതെ വളരെ ഉയർന്ന മർദത്തിലും ഊഷ്‌മാവിലും പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈനുകളിൽ താപനഷ്‌ടം വളരെ കുറവാണ്‌; 5. ആന്തരിക സ്‌നേഹനത്തിന്റെ (Internal lubrication) ആവശ്യമില്ലാത്തതുകൊണ്ട്‌ ആവിയിൽ കലർന്ന്‌ സ്‌നേഹനപദാർഥം നഷ്‌ടപ്പെടാതെയിരിക്കുന്നു; സ്‌നേഹനദ്രവങ്ങളുടെ ചെലവ്‌ കുറയാന്‍ ഇത്‌ കാരണമാകുന്നു; 6. ആവിടർബൈന് വമ്പിച്ച അതിഭാരവഹനക്ഷമതയുണ്ട്‌ (overload capacity); കൂടാതെ ക്രമീകരണം (regulation) സുഗമമായി നിർവഹിക്കാനും കഴിയുന്നു; 7. ചുരുങ്ങിയ സംരക്ഷണച്ചെലവും ഉന്നതമായ വിശ്വാസ്യതയും ഇവയുടെ മികച്ച ഗുണങ്ങളാണ്‌.
ചരിത്രം
ആദ്യം നിർമിക്കപ്പെട്ട ആവി ടർബൈന്‍ പ്രതിപ്രവർത്തന(reaction)തത്ത്വത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നതായിരുന്നു. ഈ ടർബൈനിൽ വക്രരൂപത്തിലുള്ള ബ്ലേഡുകളിൽനിന്നോ നോസിലുകളിൽനിന്നോ ആവി ബഹിർഗമിപ്പിക്കുന്നതുമൂലം ഉളവാകുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിൽ നിന്നാണ്‌ ഭ്രമണശക്തി ലഭിക്കുന്നത്‌. പുൽത്തകിടികള്‍ നനയ്‌ക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്ന സ്‌പ്രിംക്ലർ (lawn sprinkler) ഈ തത്ത്വത്തിലാണ്‌ പ്രവർത്തിക്കുന്നത്‌. ആദ്യം വിഭാവനചെയ്യപ്പെട്ട ടർബൈന്‍ ഈ വിഭാഗത്തിൽപ്പെട്ടതാണെങ്കിലും ഈ തത്ത്വംമാത്രം ഉപയോഗിച്ച്‌ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരൊറ്റ പ്രായോഗിക ആവിടർബൈന്‍പോലും നിർമിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല. അലക്‌സാന്‍ഡ്രിയയിലെ ഹീറോ എന്ന ശാസ്‌ത്രജ്ഞനാണ്‌ 2,100 വർഷങ്ങള്‍ക്കുമുമ്പ്‌ "ഹീറോയുടെ യന്ത്രം' എന്ന്‌ വിശേഷിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന പ്രതിപ്രവർത്തനടർബൈന്‌ രൂപംനല്‌കിയത്‌; ഈ പ്രാകൃത ടർബൈന്റെ ഏകദേശരൂപം ചിത്രം 1-ൽ നിന്നു മനസ്സിലാക്കാം. ബോയിലറി(3)നു മുകളിൽ പൊള്ളയായ ഗോളാകൃതിയിലുള്ള ഒരു വാഹിക (1) ബെയറിംഗ്‌ വഴി താങ്ങു(2)മായി ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. പൊള്ളയായ ഈ താങ്ങുകള്‍ വഴിയാണ്‌ ബോയിലറിൽനിന്ന്‌ ആവി വാഹികയിലേക്കു കടക്കുന്നത്‌. ഇതിൽനിന്ന്‌ നോസിലുകളിൽ (4) കൂടി ആവി അന്തരീക്ഷത്തിലേക്ക്‌ വിക്ഷേപിക്കപ്പെടുന്നു. പുറത്തേക്കു കടക്കുന്ന ആവിയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനംമൂലം വാഹിക, ചിത്രത്തിൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്ന മാർഗത്തിലൂടെ കറങ്ങുന്നു. ആവിയുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനുകാരണം സംവേഗ (momentatio) വ്യത്യാസവും, തോക്കിന്റെ തിരിച്ചടിപോലെ, നോസിലിന്റെ പിന്നോട്ടുള്ള ചലനവുമാണ്‌. ശൂന്യമായ അന്തരീക്ഷം ആവിയുടെ വേഗതയും സംവേഗവ്യത്യാസവും വർധിപ്പിക്കുന്നു.
 ചാള്‍സ്‌ പാർസണ്‍സ്‌ |
 ഡിലാവൽ |
വ്യാപാരപ്രാധാന്യം ഉള്ള ആവിടർബൈന് ആദ്യമായി നിർമിച്ചത്‌ 1831-ൽ അമേരിക്കയിലെ വില്യം ആവെറിയാണ്‌. ആവിയന്ത്രങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത ഉള്ള അമ്പതോളം ടർബൈനുകള്‍ ഉണ്ടാക്കിയെങ്കിലും വേഗനിയന്ത്രണത്തിലെ ബുദ്ധിമുട്ട്‌, കൂടെക്കൂടെയുള്ള കേടുപാടുകള്‍, ശബ്‌ദക്കൂടുതൽ തുടങ്ങിയ ന്യൂനതകള്‍ ഇവയ്‌ക്കുണ്ടെന്നകാരണത്താൽ തുടർന്നുള്ള നിർമാണം നിർത്തിവയ്‌ക്കുകയാണുണ്ടായത്‌. കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങള്‍ ഈ രംഗത്തുണ്ടായത്‌ പിന്നീട്‌ അരനൂറ്റാണ്ടിനുശേഷമാണ്‌. ഇതിൽ ഇംഗ്ലണ്ടിലെ ചാള്‍സ്‌ പാർസണ്‍സിന്റെ സംഭാവന തികഞ്ഞ പരിഗണന അർഹിക്കുന്നു. ആവിയുടെ വികാസം ചെറിയ ചെറിയ ഘട്ടങ്ങളായി നിർവഹിക്കുന്ന, അനവധി ഘട്ടങ്ങളുള്ള, ടർബൈന്‍ ആവിഷ്‌കരിച്ചത്‌ അദ്ദേഹമായിരുന്നു. ടർബൈനുകളുടെ ആധുനികത്വത്തിലേക്കുള്ള വളർച്ചയ്‌ക്ക്‌ വഴിതെളിച്ചത്‌ ഈ തത്ത്വമാണ്‌. നിശ്ചല ബ്ലേഡിലൂടെയും ചലിക്കുന്ന ബ്ലേഡിലൂടെയും ഒരേ അളവിൽ മർദന്യൂനീകരണവും ഊർജമോചനവും സംഭവിക്കുന്നുവെന്ന്‌ ഈ പ്രതിപ്രവർത്തനഘട്ടതത്ത്വം സിദ്ധാന്തിക്കുന്നു. ഈ തത്ത്വപ്രകാരം പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈന്‍ "പാർസണ്‍സ്‌ടർബൈന്‍' എന്നറിയപ്പെടുന്നു.
ആവിടർബൈനുകളുടെ വളർച്ചയിലെ മറ്റൊരു മാർഗദർശകന്‍ സ്വീഡനിലെ ഡിലാവൽ ആയിരുന്നു. ഏകഘട്ട ആവേഗ (impulse)ടർബൈന്റെ വികസനത്തിലാണ്‌ അദ്ദേഹം ശ്രദ്ധ പതിപ്പിച്ചത്‌. അഭികേന്ദ്ര-അപകേന്ദ്ര(convergent-divergent)നോസിൽ ഉപയോഗിച്ച്‌, വികസിക്കുന്ന ആവിയിലെ സ്ഥിതിജോർജം (potential energy) മുഴുവന്‍ ഉപയോഗപ്പെടുത്താന്‍ അദ്ദേഹം പരിശ്രമിച്ചു. 1889 മുതൽ 1897 വരെയുള്ള കാലഘട്ടത്തിൽ 5 മുതൽ അനേകശതംവരെ കുതിരശക്തിയുള്ള വളരെ അധികം ടർബൈനുകള്‍ ഡിലാവൽ നിർമിച്ചു.
ഡിലാവൽ ടർബൈന്റെ പ്രധാന ഘടകങ്ങള്‍ ചി.2-ൽ കാണിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. ഷാഫ്‌റ്റിൽ (2) ആരോഹിച്ചിട്ടുള്ള ചക്ര(1)ത്തിന്റെ നേമിയിൽ (rim) അസംഖ്യം ബക്കറ്റു(3)കള്‍ ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. അഭികേന്ദ്ര-അപകേന്ദ്രനോസിലുകളിലൂടെ (4) ആവി വികസിച്ച്‌ ബ്ലേഡുകളിലേക്ക്‌ പതിക്കുകയും ചക്രം കറങ്ങുന്നതിന്‌ ആവശ്യമായ ശക്തി നല്‌കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു സെക്കണ്ടിൽ ഏകദേശം 1,000 മീ. എന്ന വേഗതയോടുകൂടിയാണ്‌ നോസിലുകളിൽനിന്ന്‌ ആവി പുറത്തുവരുന്നത്‌. ടർബൈന്‍ ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമമായി പ്രവർത്തിക്കാന്‍ ബ്ലേഡിന്റെ വേഗം ആവിയുടെ വേഗത്തിന്റെ പകുതിയായിരിക്കണം. എന്നാൽ ബ്ലേഡിന്റെ ഇത്രവലിയ വേഗം ടർബൈന്‍ നിർമാണത്തിൽ ബുദ്ധിമുട്ടുകള്‍ സൃഷ്‌ടിക്കുന്നതു കൂടാതെ ടർബൈന്റെ പ്രയോഗങ്ങളെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഘട്ടസജ്ജീകരണം (Staging)
ആധുനിക ടർബൈനുകളിൽ വളരെ അധികം ഘട്ടങ്ങള്‍ ഒന്നിനുപുറകേ ഒന്നായി സജ്ജീകരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരു ഘട്ടംകൊണ്ടു മാത്രം ആവിയിലെ ഊർജം മുഴുവന്‍ പ്രവൃത്തിയായി പരിവർത്തനംചെയ്യാന്‍ സാധ്യമല്ലാത്തതിനാലാണിത്‌ ആവശ്യമായി വരുന്നത്‌. ഇതിന്‌ പല കാരണങ്ങളുണ്ട്‌: (1) ആധുനിക ടർബൈനുകളിൽ അത്യുന്നത മർദത്തിൽ പ്രവേശിക്കുന്ന നീരാവി വളരെ താഴ്‌ന്ന മർദത്തിലാണ്‌ ബഹിർഗമിക്കുന്നത്‌; തന്മൂലം ടർബൈനിൽ പ്രവേശിക്കുന്ന നീരാവി അതിൽനിന്ന്‌ വിസർജിതമാകുന്നതിനു മുമ്പ്‌, അതിന്റെ വ്യാപ്‌തി അനേകശതം മടങ്ങ്‌ വർധിക്കുന്നു. ഇത്ര വമ്പിച്ച വികാസം ഒറ്റ ഘട്ടത്തിൽ ഉള്‍ക്കൊള്ളിച്ചാൽ ടർബൈന്റെ പരിഛേദവിസ്‌തീർണം വളരെയേറെ വർധിപ്പിക്കേണ്ടിവരും. (2) വികാസം ചെറിയ പടികളായി നടത്തിയാൽ മാത്രമാണ്‌ കൂടുതൽ ക്ഷമതയുള്ള നോസിലും ബ്ലേഡുമാർഗങ്ങളും ഡിസൈന്‍ചെയ്യാന്‍ സാധിക്കുക. (3) അപകേന്ദ്രബലവും മറ്റും ബ്ലേഡുകളുടെ പരമാവധി പ്രവേഗത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുകയും ഒന്നിലധികം ഘട്ടങ്ങള്‍ ആവശ്യമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ആധുനിക ടർബൈനുകളിൽ മൂന്നുതരം സംയോജന രീതികള്‍ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു; പ്രവേഗസംയോജനം, മർദസംയോജനം, മർദപ്രവേഗസംയോജനം.
പ്രവേഗസംയോജനം (Velocity Compounding)
ഒരു സെറ്റ്‌ നോസിലുകളിലൂടെ പൂർണമായും വികസിച്ച ആവി ഒരു നിര ബ്ലേഡുകളിലൂടെ കടന്നുപോയശേഷവും ആവിയുടെ നിരപേക്ഷപ്രവേഗം (absolute velocity) വളരെ കൂടുതലായിരിക്കും. ഈ ആവി നിശ്ചല ബ്ലേഡുകളുടെ (fixed vanes)ഒരു വലയത്തിലൂടെ കടത്തിയതിനുശേഷം ചലിക്കുന്ന ബ്ലേഡുകളുടെ രണ്ടാമത്തെ ഒരു നിരയിലേക്ക്‌ കടത്തിവിടുന്നു. ഇങ്ങനെ കടത്തിവിടുന്നതുകാരണം ആവിയുടെ പ്രവേഗം വീണ്ടും കുറച്ച്‌ ഊർജം കൂടുതൽ ഉപയോഗയോഗ്യമാക്കാന്‍ സാധിക്കുന്നു.
പ്രവേഗസംയോജന തത്ത്വം ഉപയോഗിച്ച്‌ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈന്റെ പുരോഗതിക്ക്‌ അമേരിക്കക്കാരനായ കർടിസ്‌ വളരെയധികം പ്രയത്‌നിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. ചലിക്കുന്ന രണ്ടുനിര ബക്കറ്റുകളുള്ള ടർബൈന്റെ അഭിവൃദ്ധിക്ക്‌ പിന്നിൽ പ്രധാനമായും പ്രയത്‌നിച്ചത്‌ ഇദ്ദേഹമായിരുന്നു. ആദ്യനിരയിൽനിന്ന്‌ രണ്ടാമത്തെ നിരയിലേക്ക്‌ ആവിയെ ശരിയായ രീതിയിൽ നയിക്കാന്‍ അവയ്‌ക്കിടയിൽ നിശ്ചലബ്ലേഡുകളുടെ ഒരു നിര സ്ഥാപിച്ചതും കർടിസ്‌ ആണ്‌. നീരാവിവേഗതയും ബ്ലേഡ്‌ വേഗതയും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം വർധിപ്പിക്കുന്നതുകൂടാതെ ടർബൈന്റെ ഒട്ടാകെയുള്ള നീളം കുറയ്‌ക്കുവാനും വ്യാസം പരിമിതപ്പെടുത്തുവാനും പ്രവേഗസംയോജനം സഹായിക്കുന്നു.
രണ്ടുനിര ചാലകബ്ലേഡുകളും ഒരു നിര നിശ്ചല ബ്ലേഡുകളും ഉള്ള സജ്ജീകരണമാണ്‌ ഒരു ഘട്ടം; എന്നാൽ ചില ടർബൈനുകളിൽ ഒരുനിര ചാലകബ്ലേഡുകളിലൂടെ കടന്ന ആവിയെ വീണ്ടും ഗതി തിരിച്ച്‌ അവയിലേക്കു തന്നെ വിടാറുണ്ട്‌. ഇത്തരം ടർബൈനുകള്‍ പുനഃപ്രവേശ(re-entry)വിഭാഗത്തിൽപ്പെടുന്നു.
അന്തരീക്ഷമർദത്തിൽ നീരാവി പുറന്തള്ളുന്ന ചെറിയ ടർബൈനുകള്‍ മിക്കവയും ഈ തത്ത്വം അനുസരിച്ച്‌ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. കൂടാതെ നിരവധി ഘട്ടങ്ങളുള്ള വ്യാവസായിക-ശക്ത്യുത്‌പാദന ടർബൈനുകളിൽ ആദ്യത്തെ ഘട്ടമായും പ്രവേഗസംയോജനം ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌. പ്രവേഗസംയോജനതത്ത്വം അനുസരിച്ചു നിർമിച്ച ടർബൈനുകളിൽ നീരാവിയുടെ മർദവും താപനിലയും വളരെ കുറയും; തന്മൂലം ഇത്തരം ടർബൈനുകളുടെ നിർമാണത്തിന്‌ വിലപിടിച്ചതും രൂപപ്പെടുത്താന്‍ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതുമായ പ്രത്യേക ലോഹസങ്കരങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കാതെതന്നെ വളരെ ഉയർന്ന പ്രാരംഭതാപനിലയും മർദവും ഉള്ള നീരാവി പ്രവേശിപ്പിച്ച്‌ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാന്‍ കഴിയുന്നു.
മർദസംയോജനം (Pressure Compounding)
ഒരു സെറ്റ്‌ നോസിലുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ആവി പൂർണമായി വികസിപ്പിക്കുന്നതിനുപകരം രണ്ടോ അതിലധികമോ ഘട്ടങ്ങളിലായി വിവിധ അണികളിൽ സജ്ജീകരിച്ചിട്ടുള്ള നോസിലുകള്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ ക്രമത്തിൽ വികസിപ്പിക്കുന്നതിനെ മർദസംയോജനം എന്നു പറയുന്നു. ആദ്യത്തെ സെറ്റ്‌ നോസിലുകളിൽ വികസിപ്പിച്ച ആവി ഒന്നാമത്തെ ബ്ലേഡ്‌ നിരയിലൂടെ കടന്നശേഷം രണ്ടാമത്‌ ഒരു സെറ്റ്‌ നോസിലുകളിലേക്ക്‌ കടത്തിവിടുന്നു. ഇവിടെ തുടർന്നു വികസിപ്പിച്ച ആവി രണ്ടാമത്തെ ചാലകബ്ലേഡുനിരയിലേക്ക്‌ കടക്കുന്നു. ആവശ്യാനുസരണം ഒന്നോ അതിലധികമോ നോസിൽ-ബ്ലേഡ്‌ നിരകളിലേക്ക്‌ വീണ്ടും ആവി കടത്താവുന്നതാണ്‌. ഓരോ ഘട്ടത്തിൽനിന്നും ലഭിക്കുന്ന ശക്തിയുടെ ആകെത്തുകയായിരിക്കും ടർബൈന്റെ ഒട്ടാകെയുള്ള ശക്തി.
മർദസംയോജനതത്ത്വം അനുസരിച്ച്‌ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈനുകളുടെ പുരോഗതിയിൽ സുപ്രധാനമായ പങ്കുവഹിച്ചത്‌ ഫ്രാന്‍സിലെ റാറ്റൂ (Rateau) ആയിരുന്നു. 1894-ൽ ടർബൈന്‍ സംബന്ധിച്ച പ്രവർത്തനങ്ങള്‍ ആരംഭിച്ച ഇദ്ദേഹം ബഹുഘട്ട ആവേഗതത്ത്വത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈനുകള്‍ അഭിവൃദ്ധിപ്പെടുത്താനും ശ്രമിച്ചിട്ടുണ്ട്‌.
മർദ-പ്രവേഗസംയോജനം (Pressure-Velocity Compending)
മേൽ വിവരിച്ച രണ്ട്‌ സംയോജനതത്ത്വങ്ങളും കൂട്ടിക്കലർത്തിയതാണിത്‌. ഇതിൽ ഒരോ മർദഘട്ടത്തിലും ഒന്നിലധികം പ്രവേഗഘട്ടങ്ങള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഈ തത്ത്വമനുസരിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈന്‍ ആവിഷ്‌കരിച്ചത്‌ അമേരിക്കക്കാരനായ കർടിസ്‌ ആണ്‌. ഈ വിഭാഗത്തിലുള്ള ടർബൈനുകളെ സാധാരണ "കർടിസ്‌ ടർബൈന്‍' എന്നു വിളിച്ചുവരുന്നു.
മേൽവിവരിച്ച തത്ത്വങ്ങളുടെ ആവിഷ്‌കാരവും അവ ഉപയോഗിച്ചുള്ള ടർബൈനുകളുടെ നിർമാണവും വിദ്യുച്ഛക്ത്യുത്‌പാദനത്തിലും കപ്പൽയന്ത്രനിർമാണത്തിലും വിപ്ലവകരമായ വ്യതിയാനങ്ങള്‍ വരുത്തുവാന്‍ വഴിതെളിച്ചു.
ആവേഗ-പ്രതിക്രിയാടർബൈനുകള്‍ (Impulse-reaction turbines)
ആവേഗടർബൈനുകളിൽ ആവിയുടെ പൂർണമായ വികാസം നിശ്ചലമായ നോസിലുകളിലാണ്‌ നടക്കുന്നത്‌. ആവി വികസിക്കുമ്പോള്‍ അതിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന താപോർജം ചാലകോർജമായി മാറുകയും തുടർന്ന്‌ ബ്ലേഡിൽ പതിക്കുമ്പോള്‍ പ്രവൃത്തിയായി (reaction) രൂപാന്തരപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രതിക്രിയാ (work) ടർബൈനിലും ആവിയുടെ വികാസം പൂർണമായും നോസിലുകളിൽതന്നെയാണ്‌ നടക്കുന്നത്‌. എന്നാൽ നോസിലുകള്‍ ദൃഢമായി ഉറപ്പിച്ചിട്ടില്ലാത്തതുകൊണ്ട്‌ ആവിയുടെ പ്രതിക്രിയകാരണം പിന്നോട്ട്‌ തള്ളപ്പെട്ട്‌ താപോർജം പ്രവൃത്തിയായി രൂപപ്പെടുന്നു.
ആവേഗ-പ്രതിക്രിയാടർബൈനുകളിൽ നിശ്ചല പാളികളുടെ വലയങ്ങള്‍ ഉണ്ട്‌. ഇവ അഭികേന്ദ്ര നോസിലുകളെപ്പോലെ ആവിയെ ചലിക്കുന്ന ബ്ലേഡുകളിലേക്ക്‌ നയിക്കുന്നു. ആവേഗടർബൈനിലെന്നപോലെ ആവി ഈ ബ്ലേഡുകളെ ചലിപ്പിക്കുന്നു; എന്നാൽ ചലിക്കുന്ന ഈ ബ്ലേഡുകള്‍ നിശ്ചലബ്ലേഡുകളുടെ രൂപത്തിൽതന്നെ നിർമിച്ചവയാകയാൽ അഭികേന്ദ്രനോസിലുകള്‍പോലെ പ്രവർത്തിക്കുകയും ആവിയുടെ മർദം കുറയ്‌ക്കാന്‍ സഹായിച്ച പ്രതിക്രിയാടർബൈനിലെപ്പോലെ താപോർജത്തെ ചാലകോർജമായി പരിവർത്തനം ചെയ്യിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ബ്ലേഡുകള്‍ക്ക്‌ രണ്ടുതരം ചലനങ്ങളുണ്ടാകുന്നു. (1) നിശ്ചലബ്ലേഡുകളിൽനിന്നു വരുന്ന ആവിയുടെ ചാലകോർജംമൂലം ലഭിക്കുന്ന ചലനം; (2) ചലിക്കുന്ന ബ്ലേഡുകളിൽതന്നെ ആവി വികസിക്കുന്നതു നിമിത്തമുള്ള പ്രതിക്രിയകൊണ്ടുള്ള ചലനം.
ആവേഗ-പ്രതിക്രിയാതത്ത്വത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന എല്ലാ ടർബൈനുകളും ഇപ്പോള്‍ സാധാരണയായി പ്രതിക്രിയാ ടർബൈനുകള്‍ എന്ന പേരിൽതന്നെയാണറിയപ്പെടുന്നത്‌. പ്രതിക്രിയാതത്ത്വത്തിൽ മാത്രം പ്രവർത്തിക്കുന്ന പ്രായോഗിക ടർബൈനുകള്‍ ഇല്ലാത്തതുകൊണ്ട്‌ ഇങ്ങനെ വിളിക്കുന്നതിൽ വലിയ അപാകതയില്ല. ഈ ടർബൈനുകളുടെ ഇന്നുള്ള സാർവത്രിക പ്രചാരത്തിന്‌ കളമൊരുക്കിയത്‌ ചാള്‍സ്‌ പാർസണ്‍സാണ്‌. ഇപ്പോള്‍ ലോകമൊട്ടാകെയുള്ള നിരവധി കമ്പനികള്‍ ഇത്തരം ടർബൈനുകള്‍ നിർമിക്കുന്നുണ്ട്‌. ആവശ്യംപോലെ ചില വ്യത്യാസങ്ങളും പരിഷ്‌കാരങ്ങളും നിർമാതാക്കള്‍ ഉള്‍ക്കൊള്ളിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും പാർസണ്‍സിന്റെ കല്‌പനയിൽ ഉടലെടുത്ത പ്രധാന ഘടകതത്ത്വങ്ങള്‍ രൂപഭേദമില്ലാതെതന്നെ തുടരുന്നു.
വിവിധ ഘടകങ്ങള്‍
ടർബൈന്റെ പ്രധാനപ്പെട്ട ഘടകങ്ങള്‍ താഴെപറയുന്നവയാണ്‌:
സിലിണ്ടർ
ചലിക്കുന്ന റോട്ടർ, ബ്ലേഡുകള്‍ തുടങ്ങിയവയെല്ലാം സ്ഥിതിചെയ്യുന്നത്‌ സിലിണ്ടറിനകത്താണ്‌ ഉയർന്ന മർദത്തിലുള്ള ആവി ഇതിനുള്ളിലൂടെ കടത്തിവിടുന്നതിനാൽ സിലിണ്ടറിന്റെ നിർമാണം പ്രത്യേക ശ്രദ്ധ അർഹിക്കുന്നു. വലിയ ടർബൈനുകളുടെ സിലിണ്ടറുകള്‍ രണ്ടുഭാഗങ്ങളായാണ്‌ നിർമിക്കുന്നത്‌. ആവി ഒട്ടുംതന്നെ ചോർന്നുപോകാതെ സംരക്ഷിക്കുവാന്‍ നിരവധി ബോള്‍ട്ടുകളും ആവരണ (packing) പദാർഥങ്ങളും ഉപയോഗിച്ച്‌ ഇരുപകുതികളും ശക്തിയായി മുറുക്കി വയ്‌ക്കണം; സിലിണ്ടറിനോ അതിനുള്ളിലുള്ള ഭാഗങ്ങള്‍ക്കോ സംഭവിക്കാവുന്ന കേടുപാടുകള്‍ തീർക്കാനും ഈ നിർമാണരീതി സഹായകമാണ്‌.
പ്രതിക്രിയാടർബൈനുകളിൽ സിലിണ്ടറിലുള്ള ചാലുകളിലാണ്‌ നിശ്ചലബ്ലേഡുകള്‍ ഉറപ്പിക്കുന്നത്‌; ആവേഗ ടർബൈനുകളിലാകട്ടെ, സിലിണ്ടറിനുള്ളിൽ വച്ചിട്ടുള്ള ഒരു പ്രത്യേക ലോഹ ഡയഫ്രത്തിലും (diaphragm).
റോട്ടർ
മോളിബ്‌ഡനം, വനേഡിയം, ക്രാമീയം മുതലായവ ചേർത്ത സങ്കര ഉരുക്ക്‌ ആണ്‌ സാധാരണ റോട്ടർനിർമാണത്തിന്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. പ്രധാനമായി രണ്ട്‌ രീതികള്‍ റോട്ടർനിർമാണത്തിൽ അവലംബിച്ചു വരുന്നു; ഡിസ്‌കുകള്‍ പ്രത്യേകം ഉണ്ടാക്കി ഷാഫ്‌റ്റിൽ പിടിപ്പിക്കുകയോ ഡിസ്‌കും ഷാഫ്‌റ്റും ഒന്നിച്ച്‌ ഉണ്ടാക്കുകയോ ആകാം.
ചലിക്കുന്ന ബ്ലേഡുകള്‍ ഡിസ്‌കുകളിലാണ്‌ ഘടിപ്പിക്കുന്നത്‌. ടർബൈന്‍ഭാഗങ്ങളുടെ ആസൂത്രണത്തിൽ ഏറ്റവും പ്രാധാന്യം അർഹിക്കുന്നത്‌ ബ്ലേഡുകളുടെ രൂപകല്‌പനയാണ്‌. ബ്ലേഡുകളുടെ ശക്തിയും ആവിയിലെ ഊർജം ഏറ്റവും ഫലവത്തായ പ്രവൃത്തിയായി (work) രൂപാന്തരപ്പെടുത്താനുള്ള വായുഗതികരൂപവും (aero dynamic shape) പ്രത്യേകം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ട കാര്യങ്ങളാണ്‌. ബ്ലേഡിൽ അനുഭവപ്പെടുന്ന അപകേന്ദ്രബലം പരിമിതപ്പെടുത്താന്‍ ബ്ലേഡിന്റെ പരിച്ഛേദവിസ്‌തീർണം വ്യത്യാസപ്പെടുത്തുന്നു. പലതരത്തിലുള്ള ബ്ലേഡ്‌ രൂപങ്ങളും സംവിധാനക്രമങ്ങളും നിർദേശിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഇവയെല്ലാം ന്യൂട്ടന്റെ തത്ത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്‌. ഒരു പദാർഥത്തിന്റെ പ്രവേഗത്തിന്‌ പെട്ടെന്ന്‌ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുമ്പോള്‍ ആ പദാർഥം ചെലുത്തുന്ന ബലം പ്രവേഗവ്യതിയാനത്തിന്റെ നിരക്കിന്‌ ആനുപാതികമാണെന്നതാണ്‌ ഈ തത്ത്വം.
വളരെ ഉന്നതനിലവാരം പുലർത്തുന്ന രണ്ടുതരം ബ്ലേഡുകള്‍ ആവിഷ്‌കരിച്ചിട്ടുണ്ട്‌; പ്രതിക്രിയാബ്ലേഡുകളും ആവേഗബ്ലേഡുകളും. ബ്ലേഡുകള്‍ അവയിൽ പതിക്കുന്ന ആവിയെ നേരെ എതിർവശത്തേക്കാണ്‌ തിരിച്ചുവിടുന്നത്‌. മാത്രമല്ല, കൂടിയ പ്രവേഗത്തിൽ ബ്ലേഡിൽ പതിക്കുന്ന ആവി വളരെ താഴ്‌ന്ന പ്രവേഗത്തിലാണ്‌ പുറത്തുപോകുന്നത്‌. ആവേഗചക്രത്തിന്റെ കാര്യക്ഷമമായ പ്രവർത്തനത്തിന്‌ നോസിലുകളിൽനിന്ന്‌ ബഹിർഗമിക്കുന്ന ആവിയുടെ പകുതിപ്രവേഗത്തിൽ ആയിരിക്കണം ചാലകബ്ലേഡുകളുടെ ചലനം. ബ്ലേഡുകളുടെ ഇടയിലുള്ള അകലവും ഒരേ രീതിയിൽ ആയിരിക്കേണ്ടതാണ്‌. പ്രത്രിക്രിയാബ്ലേഡുകള്‍ രൂപകല്‌പന ചെയ്യുന്നത്‌ നോസിലിൽനിന്നു പുറത്തുവരുന്ന ആവിയുടെ അതേപ്രവേഗത്തിൽ ചലിക്കുവാനാണ്‌; അതുകൊണ്ട്‌ ബ്ലേഡുകളിൽ പ്രവേശിക്കുന്ന ആവിയുടെ ആപേക്ഷികപ്രവേഗം (relative velocity) വളരെ നിസ്സാരമായിരിക്കും; കൂടാതെ ബ്ലേഡുകള്‍ ഉറപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതും അസമമിതമായിട്ടാണ്‌ (asymmetrical). രണ്ടുബ്ലേഡുകളുടെ ഇടയിലുള്ള സ്ഥലം ഒരു നോസിലിന്റെ രൂപത്തിലായിരിക്കും. ആവി, ഇതിലൂടെ കടക്കുമ്പോള്‍ വികസിച്ച്‌ പ്രവേഗം വർധിക്കുകയും അതുമൂലമുണ്ടാകുന്ന പ്രവേഗബലം ബഹിർഗമിക്കുന്ന ആവിയുടെ വിപരീതദിശയിൽ റോട്ടറിനെ കറക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഉയർന്ന ഭ്രമണവേഗം ഉള്ളതുകൊണ്ട്‌ റോട്ടറിന്റെ വിവിധഭാഗങ്ങളിൽ വളരെകൂടിയ അപകേന്ദ്രബലം അനുഭവപ്പെടും. ബ്ലേഡുകളുടെ സജ്ജീകരണത്തിൽ; അതുകൊണ്ട്‌ പ്രത്യേക ശ്രദ്ധ ചെലുത്തേണ്ടതുണ്ട്‌. ബ്ലേഡിൽ പ്രവേശിക്കുന്ന ആവി ഉയർന്ന മർദത്തിലും താപനിലയിലുമാകയാൽ അവയെ താങ്ങത്തക്കവച്ചം ബ്ലേഡുകള്‍ക്ക്‌ നീളം കുറവായിരിക്കണം; എന്നാൽ മർദം കുറഞ്ഞ ആവി സഞ്ചരിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളിൽ ബ്ലേഡിന്‌ നീളം കൂടുതലായിരിക്കേണ്ടതുണ്ട്‌; കാരണം ടർബൈന്‍ ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ശക്തി അവസാന നിരയിലെ ബ്ലേഡുകളുടെ വിസ്‌തീർണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണ്‌. ബ്ലേഡുകള്‍ നിർമിക്കുവാന്‍ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌ പിച്ചള, ഓട്‌, മോണൽമെറ്റൽ, മാന്‍ഗനീസ്‌ ചെമ്പ്‌, നിക്കൽഉരുക്ക്‌, സ്റ്റെയിന്‍ലസ്‌ ഉരുക്ക്‌ എന്നീ ലോഹസങ്കരങ്ങളാണ്‌. കറതീർന്ന നിർമാണത്തിനുള്ള സാധ്യത, ചെലവ്‌, ഉയർന്ന താപനിലയിലെ വലിവുബലം, ദ്രവിക്കലിനും തോയ്‌മാനത്തിനും (erosion) എതിരായ പ്രതിരോധം, ബ്രസിങ്ങും വെൽഡിങ്ങും നടത്താനുള്ള എളുപ്പം എന്നിവ പരിഗണിച്ചാണ്‌ ഏതുതരം ലോഹസങ്കരം വേണമെന്ന്‌ തീരുമാനിക്കുന്നത്‌. കാർബണ്‍അംശം കുറവുള്ള സ്റ്റെയിന്‍ലസ്‌ ഉരുക്ക്‌ പല പ്രകാരത്തിലും മെച്ചമാണ്‌.
ബെയറിംഗുകള്‍
സ്വതന്ത്രമായികറങ്ങാന്‍ കഴിയത്തക്കവിധം ഷാഫ്‌റ്റ്‌ താങ്ങിനിർത്തുന്നത്‌ ബെയറിംഗുകളിലാണ്‌. ഷാഫ്‌റ്റിന്റെ സമതുലനാവസ്ഥ പാലിക്കാന്‍ സഹായകമായ വിധത്തിലായിരിക്കണം ബെയറിംഗുകള്‍ സംവിധാനം ചെയ്യേണ്ടത്‌. ഏതുതരം ബെയറിംഗ്‌ വേണമെന്നുള്ളത്‌ ടർബൈന്റെ ഭാരം, ഭ്രമണവേഗം, ബാഷ്‌പപ്രവാഹം തുടങ്ങിയവയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അക്ഷീയത്തള്ളൽ (axial thrust) നേരിടുന്നതിനായി ത്രസ്റ്റ്‌ ബെയറിംഗുകളാണ്‌ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. എളുപ്പം തേയ്‌മാനം സംഭവിക്കാതെയിരിക്കാന്‍ ബെയറിംഗുകളുടെ സ്‌നേഹനം ശരിയായരീതിയിൽ നടത്തണം. (നോ: ബെയറിംഗുകള്‍)
ഗ്‌ളാന്‍ഡുകള്‍
നീരാവിയുടെ ചോർച്ച തടയാനും താഴ്‌ന്ന മർദത്തിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ടർബൈന്‍ഭാഗങ്ങളിലേക്ക്‌ വായു കടക്കാതെയിരിക്കാനും ഗ്ലാന്‍ഡുകള്‍ ആവശ്യമാണ്‌. ലേബ്രിന്ത്‌, കാർബണ്‍റിങ്‌സ,്‌ വാട്ടർസീൽഡ്‌ എന്നിങ്ങനെ മൂന്നുതരം ഗ്ലാന്‍ഡുകള്‍ ഉപയോഗത്തിലുണ്ടെങ്കിലും ഏറ്റവും വിപുലമായ പ്രചാരം ഉള്ളത്‌ ലേബ്രിന്ത്‌ ഗ്ലാന്‍ഡുകള്‍ക്കാണ്‌.
വേഗനിയന്ത്രകം
ടർബൈനിൽനിന്ന്‌ ആവശ്യമായിവരുന്ന ശക്തിയിൽ വ്യതിയാനം സംഭവിക്കുമ്പോള്‍ വേഗത ക്രമമായി നിർത്തുവാനാണ്‌ വേഗനിയന്ത്രകം (governor) ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. വേഗം വർധിക്കുമ്പോള്‍ നീരാവി കടത്തിവിടുന്ന വാൽവുകള്‍ ഭാഗികമായി അടച്ചും വേഗം കുറയുമ്പോള്‍ വാൽവു കൂടുതൽ തുറന്ന്‌ കൂടുതൽ ആവി കടത്തിവിട്ടുമാണ്‌ ഇവ പ്രവർത്തിക്കുക; ഇതുകൂടാതെ അടിയന്തിരഘട്ടങ്ങളിൽ നീരാവിപ്രവാഹം മുഴുവന്‍ തടയാനും ആധുനിക ടർബൈനിൽ സജ്ജീകരണങ്ങളുണ്ട്‌.
അപകേന്ദ്ര വേഗനിയന്ത്രക(centrifugal governers)ങ്ങെളാണ്‌ കൂടുതൽ പ്രചാരത്തിലുള്ളത്‌. ചെറിയ ടർബൈനുകളിൽ വേഗനിയന്ത്രകത്തിന്‌ വാൽവുമായി യാന്ത്രികബന്ധമുണ്ട്‌ (mechanical linkage); പക്ഷേ, വലിയ ടർബൈനുകളിൽ ഇതിനുപകരം "ഓയിൽ റിലേ' (oil relay) ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു.
യുഗ്മനം
റോട്ടറുകള്‍ തമ്മിൽ ബന്ധിക്കാനോ വൈദ്യുത ജനറേറ്റർ ടർബൈനുമായി ഘടിപ്പിക്കാനോ യുഗ്മനങ്ങള്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലോഹനിർമിതമായ ഇവയെ ബോള്‍ട്ടുകള്‍ അഴിച്ച്‌ ആവശ്യാനുസരണം വേർപെടുത്താനും സാധിക്കും.
ബോയിലറിൽനിന്ന്‌ ടർബൈനിലേക്ക്‌ നീരാവികൊണ്ടുവരുന്ന പൈപ്പുകള്‍ പ്രത്യേക പരിഗണന അർഹിക്കുന്നു. ഉയർന്ന താപനിലയിലുള്ള ആവി ഇതിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നതിനാൽ ലോഹത്തിന്റെ വികാസം നിമിത്തമുള്ള കുഴപ്പങ്ങള്‍ തടയാന്‍ ആവശ്യമായ സജ്ജീകരണങ്ങള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കണം.
വർഗീകരണം
പ്രവർത്തനരീതിയുടെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ ആവി ടർബൈനുകളെ ആവേഗടർബൈന്‍, പ്രതിക്രിയാടർബൈന്‍, ആവേഗപ്രതിക്രിയാടർബൈന്‍ എന്നിങ്ങനെ മൂന്നായി തരംതിരിക്കാമെന്ന്‌ കണ്ടുകഴിഞ്ഞു. ഇനി ആവിയുടെ പ്രവേഗവും നിഷ്‌ക്കാസനവും അടിസ്ഥാനപ്പെടുത്തി ഇവയെ സംഘനന (condensing), അസംഘനന (non-condensing), മിക്‌സഡ്‌ പ്രഷർ, ബാക്‌പ്രഷർ, റീഹീറ്റിംഗ്‌, എക്‌സ്‌ട്രാക്ഷന്‍, എക്‌സോസ്റ്റ്‌, റീജനറേറ്റീവ്‌ എന്നീ രീതിയിലും വർഗീകരിക്കാവുന്നതാണ്‌.
സംഘനന ടർബൈനിൽ വികാസത്തിനുശേഷം നീരാവിയെ സംഘനിത്രത്തിലേക്ക്‌ (Condenser) കടത്തിവിടുന്നു. സംഘനന ടർബൈനുകളിൽ ആവിയുടെ വികാസാനുപാതം കൂടുതലായിരിക്കുകയും തത്‌ഫലമായി പ്രവർത്തനക്ഷമതയും ഉത്‌പാദനവും വർധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമത ഉണ്ടായിരിക്കേണ്ടതുകൊണ്ട്‌ എല്ലാ വിദ്യുച്ഛക്ത്യുത്‌പാദനകേന്ദ്രങ്ങളിലും സംഘനന ടർബൈനുകളാണ്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. അസംഘനന ടർബൈനുകളിൽ സംഘനിത്രം ഉണ്ടായിരിക്കുകയില്ല. നീരാവി അന്തരീക്ഷത്തിലേക്കോ മറ്റേതെങ്കിലും ഉപകരണത്തിലേക്കോ ആയിരിക്കും വിസർജിക്കപ്പെടുക. വ്യവസായശാലകളിലാണ്‌ ഇത്തരം ടർബൈനുകള്‍ ഉപയോഗിക്കുക. ആവി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കുന്ന ഘടകത്തിനും ആവി ഉപയോഗിക്കുന്ന മറ്റ്‌ യന്ത്രസാമഗ്രികള്‍ക്കും ഇടയ്‌ക്ക്‌ ടർബൈന്‍ സ്ഥാപിച്ചാൽ ഉപോത്‌പന്നമായി ചുരുങ്ങിയ ചെലവിൽ ശക്തി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാം.
മിശ്രിതമർദ ടർബൈനിൽ വ്യത്യസ്‌തമർദത്തിലുള്ള ആവി ഒരേ സമയം ടർബൈനിൽ കടത്തിവിടുന്നു. ബാക്‌പ്രഷർ ടർബൈനിൽ മറ്റ്‌ ഉപയോഗങ്ങള്‍ക്ക്‌ ടർബൈനിൽനിന്ന്‌ വിസർജിക്കുന്ന ആവിയുടെ മർദം സാധാരണായി അന്തരീക്ഷ മർദത്തെക്കാള്‍ കൂടുതലായിരിക്കും. ഉയർന്ന പ്രാരംഭ മർദവും ഇടത്തോതിലുള്ള താപനിലയും ഉള്ള ആവി വികസിക്കുമ്പോള്‍ താഴ്‌ന്ന മർദാവസ്ഥയിൽ അതിൽ ജലബിന്ദുക്കള്‍ ഉണ്ടാകാന്‍ സാധ്യതയുണ്ട്‌. ഇതൊഴിവാക്കാന്‍ ഇടത്തോതിലുള്ള മർദം എത്തുമ്പോള്‍ നീരാവി ടർബൈനിൽനിന്ന്‌ പുറത്തെടുത്ത്‌ ബോയിലറിലെ ഫ്‌ളൂവാതകം (flue gas) കൊണ്ടോ ഉയർന്ന താപനിയിലുള്ള നീരാവികൊണ്ടോ ചൂടാക്കി വീണ്ടും ടർബൈനിലേക്കയയ്‌ക്കുന്നു. ഇവയെ റീഹീറ്റിംഗ്‌ ടർബൈനുകള്‍ എന്ന്‌ വിളിച്ചുവരുന്നു. ശക്ത്യുത്‌പാദനവും താപവും ആവശ്യമുള്ള പല വ്യവസായശാലകളിലും എക്‌സ്‌ട്രാക്‌ഷന്‍ടർബൈന്‍ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. 20 കി. ഗ്രാം/ച.സെ.മീ. മർദത്തിലുള്ള സംപൂരിത(Saturated) ആവിയിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ആകെ താപം 2 കി.ഗ്രാം/ച.സെ.മീ. മർദത്തിലുള്ള ആവിയിലേതിനെക്കാള്‍ 4% മാത്രമാണ്‌ കൂടുതൽ. ഉയർന്ന മർദത്തിൽ ആവി ഉത്‌പാദിപ്പിച്ച്‌ മറ്റ്‌ ഉപയോഗങ്ങള്‍ക്ക്‌ ആവശ്യമുള്ള താപനിലവരെ എക്‌സ്‌ട്രാക്ഷന്‍ ടർബൈനിൽ പ്രവൃത്തി ചെയ്യിക്കുന്നു; ഇതാണ്‌ താഴ്‌ന്ന മർദത്തിൽ ആവി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കന്നതിനെക്കാള്‍ ആദായകരം. ടർബൈനിൽ ആവി വികസിക്കുന്നതിനിടയിൽ വ്യാവസായികാവശ്യങ്ങള്‍ക്കായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബാക്കിയുള്ള ആവി വികാസം പൂർത്തിയാക്കിയതിനുശേഷം സംഘനിത്രത്തിലേക്ക്‌ പോകുന്നു. മറ്റ്‌ ആവശ്യങ്ങള്‍ക്ക്‌ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആവിയുടെ 25% വരെ ശക്തി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാന്‍ സാധാരണ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്‌.
നീരാവിയന്ത്രങ്ങള്‍ക്കുപകരം ടർബൈനുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചു തുടങ്ങിയ കാലഘട്ടത്തിൽ യന്ത്രങ്ങളിൽനിന്ന്‌ പുറത്തുവിടുന്ന ആവി ടർബൈനിൽ കടത്തിവിട്ട്‌ വികസിപ്പിച്ചിരുന്നു. ഇതിനുകാരണം താഴ്‌ന്ന മർദത്തിൽ ടർബൈന്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമത ആവിയന്ത്രങ്ങളുടേതിനെക്കാള്‍ മെച്ചപ്പെട്ടതാണെന്നുള്ളതാണ്‌. അന്തരീക്ഷമർദത്തിൽ അസംഘനന ആവിയന്ത്രങ്ങളിൽനിന്ന്‌ വിസർജിക്കപ്പെടുന്ന നീരാവി, എക്‌സോസ്റ്റ്‌ ടർബൈന്‍ കാര്യക്ഷമമായ പ്രവൃത്തിയായി രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. ആവിയന്ത്രങ്ങളെ കൂടാതെ റോളിംഗ്‌മിൽ, ഖനനയന്ത്രങ്ങള്‍ തുടങ്ങിയവയിൽനിന്നു പുറത്തുവിടുന്ന ആവിയിലുള്ള താപോർജത്തെയും പ്രവൃത്തിയായി പരിവർത്തനംചെയ്യാന്‍ ഇവ സഹായകമാണ്‌. ഇത്തരം ടർബൈന്‍ സംഘനിത്രവുമായി ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നതുകൊണ്ട്‌ വളരെ താഴ്‌ന്ന മർദം വരെ ആവിയെ വികസിപ്പിച്ചെടുക്കാന്‍ കഴിയുന്നു.
റീജനറേറ്റിവ്‌ അഥവാ ബ്ലീഡർ ടർബൈനുകളിൽ നീരാവിയുടെ സഹായത്തോടെ ബോയിലറിലേക്ക്‌ അയയ്‌ക്കുന്ന ജലം ചൂടാക്കാന്‍ വ്യവസ്ഥയുണ്ട്‌. ഇത്‌ നിർവഹിക്കുന്നത്‌ ടർബൈനിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ആവി വിവിധ സ്ഥലങ്ങളിൽനിന്ന്‌ ചോർത്തിയെടുത്താണ്‌. ഇതിന്റെ ഒരു പ്രധാന മേന്മ, ചോർത്തിയെടുക്കപ്പെട്ട നീരാവി സംഘനിത്രത്തിൽകൂടി കടന്നുപോകാത്തതു കാരണം അതിലെ ലീനതാപം (latent heat) നേഷ്‌ടപ്പെട്ടുപോകുന്നില്ല എന്നതാണ്‌; കുറച്ച്‌ ആവി മാത്രം സംഘനിത്രത്തിലേക്ക്‌ കടന്നുപോകുന്നതിനാൽ ആവിബഹിർഗമനവിസ്‌തീർണം കുറയ്‌ക്കാന്‍ സാധിക്കുന്നുവെന്നതാണ്‌ മറ്റൊരു മെച്ചം. വലിയ വിദ്യുച്ഛക്ത്യുത്‌പാദനകേന്ദ്രങ്ങളിൽ ഇത്തരം വ്യവസ്ഥ സർവസാധാരണമാണ്‌. താപക്ഷമത (thermal efficiency) 10% മുതൽ 15% വരെ വർധിപ്പിക്കാന്‍ ഇതു സഹായകമാണ്‌. ടർബൈനിലേക്ക്‌ കടത്തിവിടുന്ന ആവിയുടെ ഏകദേശം മുപ്പതുശതമാനമാണ്‌ ഇപ്രകാരം ചോർത്തിയെടുക്കുന്നത്‌. ടർബൈനിലൂടെയുള്ള നീരാവിയുടെ പ്രവാഹരീതി അടിസ്ഥാനമാക്കി അച്ചുതണ്ടിന്‌ സമാന്തരമായ പ്രവാഹം (axial flow) , അച്ചുതണ്ടിന്‌ ലംബമായ പ്രവാഹം (radial flow), അച്ചുതണ്ടിന്‌ സ്‌പർശകമായ പ്രവാഹം (tangential flow) എന്നിങ്ങനെയും ഇവയെ വിഭജിക്കാം.
ഇവയിൽ അച്ചുതണ്ടിന്‌ സമാന്തരമായ പ്രവാഹമാണ്‌ ഏറ്റവും അധികം ടർബൈനുകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌. നീരാവിയുടെ പ്രവാഹരീതി അനുസരിച്ച്‌ ഏകമുഖ പ്രവാഹം, ദ്വിമുഖപ്രവാഹം, സമ്മിശ്രമുഖപ്രവാഹം, വിഭക്തമുഖപ്രവാഹം എന്നിങ്ങനെയും വിഭജിക്കാവുന്നതാണ്‌. ഏകമുഖപ്രവാഹ (single flow) ടർബൈനിൽ ആവി ഒരറ്റത്ത്‌ പ്രവേശിച്ച്‌ മറ്റേ അറ്റത്തുകൂടി കടന്നുപോകുന്നു; എന്നാൽ ദ്വിമുഖപ്രവാഹ (double flow) ടർബൈനുകളിൽ ആവി മധ്യഭാഗത്തുപ്രവേശിച്ച്‌ രണ്ടായി പിരിഞ്ഞ്‌ എതിർദിശകളിലേക്ക്‌ സഞ്ചരിക്കുന്നു. ഇതു കാരണം തള്ളൽ സമീകൃതമാകുകയും ബെയറിംഗുകളുടെ സംവിധാനം സുഗമമാകുകയും ചെയ്യുന്നു. സമ്മിശ്രമുഖപ്രവാഹ (mixed flow) ടർബൈനുകളിൽ മർദ വ്യത്യാസം അനുസരിച്ച്‌ രണ്ടോ മൂന്നോ അറകള്‍ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഒന്നോ അതിലധികമോ യൂണിറ്റുകളും സാധാരണമാണ്‌. വിഭക്തമുഖപ്രവാഹം (divided flow) വളരെ വിരളമായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ. കപ്പലുകളിൽ രണ്ടു ചുക്കാനുകള്‍ ഒരേ വേഗതയിൽ സ്വതന്ത്രമായി പ്രവർത്തിപ്പിക്കുന്നതിനാണ്‌ ഇതു പ്രയോഗിക്കുന്നത്‌. സാധാരണ ചെറിയ ടർബൈനുകള്‍ ഏകഘട്ടമുള്ളവയാണ്‌. എന്നാൽ വലിയ ടർബൈനുകള്‍ മിക്കവാറും നിരവധി ഘട്ടങ്ങളുള്ളവയായിരിക്കും; കേസിംഗിന്റെയും ഷാഫ്‌റ്റിന്റെയും സജ്ജീകരണം ആശ്രയിച്ച്‌ ഒറ്റകേസിംഗ്‌, ടാന്‍ഡംകോമ്പൗണ്ട്‌ (tandemcompound) എന്നിങ്ങനെ രണ്ടുതരം ടർബൈനുകളുണ്ട്‌; രണ്ടോ അതിലധികമോ കേസിംഗുകളിൽ ഷാഫ്‌റ്റുകള്‍ ഒരേ രേഖയിൽ ബന്ധിച്ചിരിക്കുന്നു. ക്രാസ്‌കോമ്പൗണ്ട്‌ രീതിയിൽ രണ്ടോ അതിലധികമോ ഷാഫ്‌റ്റുകള്‍ ഒരു രേഖയിലല്ലാതെയും പലപ്പോഴും വ്യത്യസ്‌തങ്ങളായ കറക്കവേഗത്തോടുകൂടിയതും ആയിരിക്കും.
ആധുനിക പ്രവണതകള്‍
അനുദിനം വർധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്ന വിദ്യുച്ഛക്തിയുടെ ആവശ്യവും ഇന്ധനവിലയുടെ കുതിച്ചുകയറ്റവും കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമതയുള്ള വളരെ വലിയ ടർബൈനുകളുടെ നിർമാണം അത്യന്താപേക്ഷിതമാക്കിത്തീർത്തിരിക്കുന്നു. പരമാവധി താപക്ഷമത കൈവരിക്കാന്‍ ടർബൈനിലേക്ക്‌ കടത്തിവിടുന്ന ആവിയുടെ താപനിലയും മർദവും നന്നേ ഉയർന്നതായിരിക്കണം. 1930-40 ഘട്ടത്തിൽ 80 കി. ഗ്രാം/ച.സെ.മീ. മർദവും 475 മ്പഇ താപനിലയുമാണ്‌ സാധാരണ ഉപയോഗിച്ചുവന്നിരുന്നത്‌; എന്നാൽ അഞ്ചാം ദശകത്തിലാവട്ടെ ഇത്‌ 120 കി. ഗ്രാം/ച.സെ.മീ. മർദവും 575മ്പഇ താപനിലയുമായി ഉയരുകയുണ്ടായി; അടുത്ത ദശകത്തിൽ അതിക്രാന്തികമർദ-സംയന്ത്രങ്ങളുടെ (Super critical pressure plant) സേഹായത്താൽ 400 കി.ഗ്രാം/ച. സെ.മീ.-ൽ അധികം മർദത്തിൽ നീരാവി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാന്‍ തുടങ്ങിയതോടെ ടർബൈനുകളുടെ പ്രവർത്തനക്ഷമത വളരെ വർധിച്ചു. ടർബൈനിൽകൂടി പ്രവഹിക്കുന്ന ആവിയുടെ ഒരംശം ഒന്നോ രണ്ടോ പ്രാവശ്യമെങ്കിലും പുനഃസ്‌തപിപ്പിക്കുന്നതിന്‌ ബോയിലറിലേക്കയയ്‌ക്കാന്‍ ഇവയിൽ പദ്ധതിയുണ്ട്‌. കൂടാതെ ആവി ചോർത്തിയെടുത്ത്‌ ബോയിലറിലേക്കു പോകുന്ന ജലം ചൂടാക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഉപയോഗങ്ങള്‍
വളരെ വിഭിന്നങ്ങളായ നിരവധി ശക്തിചാലനങ്ങള്‍ക്ക്‌ (Power drive) ആവിടർബൈനുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. ഒരു മെഗാവാട്ട്‌ ശക്തിയുള്ള ചെറിയ ടർബൈന്‍ മുതൽ 1,000 മെഗാവാട്ട്‌ ശക്തിതരുന്ന വളരെ വലിയ ടർബൈനുകള്‍ വരെ വിദ്യുച്ഛക്തി ഉത്‌പാദിപ്പിക്കാന്‍ ഉപയോഗിക്കുന്നു. 50,000 കി. വാ. ശക്തിയുള്ള ടർബൈനുകള്‍ കപ്പലിന്റെ പ്രാപ്പെല്ലറിന്‌ ശക്തി നല്‌കുന്നു. എന്നാൽ ഈ ചാലനം എപ്പോഴും വേഗത കുറയ്‌ക്കാനുള്ള ഒരു ഗിയർ വഴിയാണ്‌; കാരണം, ടർബൈന്റെ വേഗത എപ്പോഴും അഭിലഷണീയമായ പ്രാപ്പെല്ലർ വേഗതയെക്കാള്‍ അധികമായിരിക്കും. പമ്പ്‌ സമ്മർദകം (compressor), കടലാസ്‌യന്ത്രങ്ങള്‍, ബ്ലോവർ തുടങ്ങി അനവധി യന്ത്രസാമഗ്രികള്‍ക്ക്‌ ചാലനശക്തി നല്‌കാന്‍ ടർബൈനുകള്‍ ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നുണ്ട്‌. പ്രത്യേക സജ്ജീകരണങ്ങളോടുകൂടിയ ടർബൈന്‍ റെയിൽ യന്ത്രങ്ങളിലും ഉപയോഗിച്ചുവരുന്നു. വേഗനിയന്ത്രകം ഉപയോഗിച്ച്‌ വിപുലമായ പരിധികള്‍ക്കുള്ളിൽ അസംഖ്യം വേഗതകള്‍ ക്രമപ്പെടുത്താന്‍ കഴിയുമെന്നതാണ്‌ ഇത്തരം നിരവധി തുറകളിൽ ടർബൈന്‍ ഉപയോഗയോഗ്യമായിത്തീരാനുള്ള മുഖ്യ കാരണം. (ഡി. ബാലകൃഷ്‌ണന്‍)
