Kaasuturbiini

Tähän artikkeliin tai sen osaan on merkitty lähteitä, mutta niihin ei viitata. Älä poista mallinetta ennen kuin viitteet on lisätty. Voit auttaa Wikipediaa lisäämällä artikkelille asianmukaisia viitteitä. Lähteettömät tiedot voidaan kyseenalaistaa tai poistaa.

Kaasuturbiini on lämpövoimakone, jossa kaasu- tai nestemäistä polttoainetta polttokammiossa polttamalla käytetään turbiinia, joka on yhdistetty akselilla ilmaa polttokammioon puristavaan ahtimeen.

Teollistumisen alusta lähtien erilaisilla polttoaineilla käyvät erityyppiset moottorit ovat yleensä olleet raskaita ja monimutkaisia koneita. Tässä joukossa kaasuturbiini on poikkeus. Sen koneisto koostuu periaatteessa vain akselilla yhdistetyistä ahtimesta ja turbiinista sekä palotilasta näiden välissä. Kaasuturbiini tuottaa kokoonsa ja painoonsa nähden paljon tehoa ja/tai työntövoimaa, mutta sen hyötysuhde on dieselmoottoriin verrattuna hieman alhaisempi, parhaimmillaan kuitenkin yli 40%. Pienellä kuormituksella ja tyhjäkäynnillä kaasuturbiinin polttoainetalous on erityisen huono.

Kaasuturbiinin toiminta perustuu sisäiseen palamiseen: polttoaine ruiskutetaan suurella paineella moottorin keskivaiheille akselin ympärille ryhmitettyihin polttokammioihin. Ahdin puristaa niihin ilmaa, jolloin polttoaine palaa suurella paineella ja pakokaasut purkautuvat taaksepäin turbiinin läpi. Turbiini puolestaan antaa akselin välityksellä voiman ahtimelle. Kaasuturbiinin ja suihkumoottorin tärkein ero on moottorin tuottaman voiman hyödyntämisen tapa: kaasuturbiinista otetaan akselitehoa, suihkumoottorista taas työntövoimaa esimerkiksi lentokoneelle. Potkuriturbiini on lentokoneessa käytetty kaasuturbiini, jonka akseliteho käytetään potkurin pyörittämiseen. Kaasuturbiini eroaa höyryturbiinista, jossa palaminen tapahtuu moottorin ulkopuolella ja itse moottori toimii välikaasun eli vesihöyryn avulla.

Teollisuuskäytössä, esimerkiksi sähköntuotannossa tai öljyn tai kaasun pumppauksessa, erotetaan kaasuturbiinin rakenteessa kaksi päätyyppiä: teollisuus- (engl. "industrial") ja lentokonekaasuturbiinit (aeroderivate, aeronative). Jälkimmäiset ovat suoria kehitelmiä lentokonemoottoreista, ensin mainituilla ei välttämättä ole rakenteen puolesta juuri mitään tekemistä lentokonemoottoreiden kanssa. Teollisuuskaasuturbiineissa sallitaan usein ratkaisuja jotka eivät tulisi lentokonemoottoreissa kyseeseen, mm. suurempi fyysinen koko ja paino, "siilotyyppinen" polttokammio, hitaampi käynnistys, pysäytys ja tehonsäätö ja laakereiden pitkät jälkivoiteluajat sekä jälkipaaksaus (akselin hidas pyörittäminen pysäytyksen jälkeen). Teollisuusmoottorit ovat kuitenkin tehoonsa nähden halvempia kuin vastaavat lentokonepohjaiset kaasuturbiinit.