Внеся все эти усовершенствования, Лаваль перешел к постройке более мощных турбин. Они стали применяться не только для вращения динамо-машин. Их использовали и как обычные двигатели.
Это были активные, одноступенчатые турбины. К турбинному колесу, сидящему на тонкой горизонтальной оси, пар подводился по нескольким, установленным под острым углом к плоскости колеса соплам с коническим расширением на конце. Число сопел зависело от мощности турбины и давления пара. Они прикреплялись к закрытой кольцеобразной трубе, присоединенной к главному паропроводу.
Колеса турбин состояли из двух крепких стальных дисков, между которыми были укреплены отдельные лопатки. Диаметр колеса в турбинах мощностью в 100 лошадиных сил не превышал полуметра. Турбинное колесо помещалось на тонком длинном валу. Так, у двадцатисильной турбины толщина вала равнялась всего только 12–13 миллиметрам. Этот гибкий вал при вращении сам по себе приходил в строго центральное положение, которое и удерживал при любой скорости. Чтобы вибрация системы при переходе через критическую скорость не привела к аварии, Лаваль окружил вал «ограничительными кольцами».
Число оборотов колеса достигало тринадцати тысяч в минуту. Посредством зубчатой передачи скорость уменьшалась в десять — тридцать раз на валу, который соединялся с рабочей машиной. Забавно, что размеры зубчатой передачи во много раз превышали размеры турбинного колеса и придавали турбине довольно странный вид.
Коэффициент полезного действия турбин Лаваля оказался очень значительным, и при высоких давлениях пара он еще более повышался. Простота конструкции турбин, их обслуживания и установки по сравнению с поршневыми паровыми машинами обеспечивала новому двигателю распространение.
Как только выяснились преимущества новых двигателей, к постройке турбин по лицензиям Лаваля приступили машиностроительные заводы Германии и Франции. В Стокгольме было организовано «Акционерное общество паровых турбин Лаваля», построившее большой турбостроительный завод.
Сам изобретатель немедленно перешел к опытам с паром очень высокого давления, явившимся продолжением его работ над повышением экономичности турбин. Эти эксперименты закончились появлением на Стокгольмской выставке 1897 года сконструированного Лавалем первого котла высокого давления пара с автоматическим регулированием.
Именно здесь более чем где-либо проявился во всем блеске гений шведского изобретателя. В своих идеях Лаваль шел впереди современников. Он предвидел пути развития техники на полвека вперед и угадывал их направление. Только в 20-х годах нашего века произошел повсеместно переворот в области техники паровых котлов, более решительный, чем все предыдущие, на основе выдвинутой Лавалем идеи применения высоких давлений пара.
Правда, и ранее находились смельчаки, пытавшиеся применять такой пар. Так, немецкий инженер Альбан еще в середине прошлого века сконструировал котел с давлением пара в сорок атмосфер. Но при практическом его выполнении он потерпел неудачу, и мысль о применении пара таких высоких давлений была оставлена надолго. Только в 1921 году появился работоспособный котел Шмидта с давлением пара в шестьдесят атмосфер.
Таким образом, у Лаваля, в сущности говоря, не было предшественников в этой области и, во всяком случае, не было накопленного технического опыта. Между тем Лаваль с присущей ему смелостью решил сразу перейти от применявшихся в его время на практике давлений в десять атмосфер к давлениям в сто десять и даже двести двадцать атмосфер, практически достигнутых лишь в настоящее время. Он сделал колоссальный скачок вперед, и сделал его в правильном направлении, как это показало дальнейшее развитие вопроса, стоящего и сегодня в центре внимания паровой техники.
Лавалевский паровой котел, выставленный в Стокгольме, вместе с обслуживавшимся им турбогенератором, дававшим ток для освещения выставки, представлял собой единственную в своем роде установку, являющуюся прототипом самых больших и экономичных современных установок.
Этот котел, высотой около трех метров, состоял из одной длинной спиральной трубки небольшого сечения, свернутой во множество витков, обогреваемых газами из топки. Вода накачивалась насосом с одного конца змеевика, а пар отбирался с другого его конца. Установка представляла собой органическое целое. Топливо и питательная вода подавались автоматически, так же автоматически регулировалось давление пара при входе в турбину. Давление пара в этом первом в мире прямоточном котле высокого давления держалось на уровне 120 атмосфер.