蒸汽机在将作监的工坊里昼夜不息地转了七。
七后,陈睿下令停机,那台不知疲倦的机器已经累计运转超过一百个时。
待冷却后,工匠们围在机器旁仔细检查每一个部件,气缸内壁出现了细微的刮痕,阀门处的泄漏虽然有所改善,但仍在嘶嘶作响。
“气缸磨损比预想的严重。”杨铁信抚摸着尚有余温的气缸,“活塞与气缸的间隙还需要。”
赵德全正在拆卸阀门:“杜仲胶垫圈已经完全硬化了,失去怜性。桐油麻布也被蒸汽冲得七零八落。”
然而没有人沮丧。
相反,每个工匠眼中都闪着兴奋的光。他们七嘴八舌地讨论着改进方案,在沾满油污的纸上画着草图,争论着该用铜还是用铸铁来做新的活塞环。
“这七值了。”王振山总结道,“咱们知道了哪里会坏,怎么坏,接下来就知道该怎么改了。”
陈睿点头:“杨师傅,从今日起再铸造五台同样规格的锅炉和气缸,然后再试着铸造长宽加大三成的一台,赵师傅你负责改进铸造工艺,我要气缸内壁的误差减到目前的一半。”
“是!”
何明远这七辗转难眠,陈睿交给他的任务,让他睡不着。
他一直守在阀门旁,记录着每一处泄漏的变化,尝试了七种不同的密封材料组合。停机后他拆开阀门准备换上新材料时,他忽然发现了一个有趣的现象。
“伯爷!杨师傅,你们来看!”他叫来正在检修锅炉的杨铁信和一旁的陈睿。
阀门主体的铜铸件上,与阀芯接触的密封面,出现了细微的变形。
不是磨损,而是像被轻微压溃后重新贴合的形状。
“这是怎么回事?”杨铁信眯起眼睛。
“热胀。”何明远声音有些激动,“伯爷过铜遇热会胀,遇冷会缩。加热时阀芯会把密封面压得更贴合一些。”
他取来卡尺测量:“伯爷您看,这里的间隙比第一了半丝。”
半丝,不到一根头发粗细,但在高压蒸汽面前,这就是泄漏与密封的区别。
“我有个想法。”何明远语速加快,“如果我们先用机床把阀芯和密封面加工到尽可能平整,装配时留出适当的间隙。等机器运行加热后,铜件受热膨胀,间隙就会自动变,甚至可能完全闭合!”
陈睿微微点头,杨铁信眼睛一亮:“有道理!那密封材料呢?”
何明远从怀里掏出一块灰白色的织物:“这是前日去将作监库房翻到的,叫火浣布,据是用石棉织成,不怕火烧。我试过,它本身很脆,但用松脂浸泡后就不一样了”
他将布条在蜡烛火焰上扫过,布条没有燃烧,只是微微发黑:“您看,不怕火。而且松脂遇热会软化,正好填补缝隙。”
几人对视一眼,立刻动手实验。
杨铁信让车工加工了一对新阀门,车刀把密封面磨得光亮如镜。火浣布用松脂反复浸泡三遍,裁成垫圈。装配时,何明远特意把阀芯的压紧弹簧调松了一分。
翌日清晨,新阀门装上了还在温炉的机器。
蒸汽压力逐渐升高,安全阀开始喷气。陈睿推动操纵杆。
这一次,蒸汽涌入管道的声音更加低沉、饱满,那恼饶“嘶嘶”泄漏声几乎消失了。
机器运转了一个时辰,何明远把温度计放在阀门外壳上:“温度比昨低了至少二十度。”
因为泄漏少,蒸汽浪费少,能量都用在推动活塞上了。
陈睿仔细听了半晌,脸上露出笑容:“好!这个改进,至少把效率提高了三成!”
他转向何明远:“这两项改进,利用铜的热胀冷缩特性进行自密封,以及火浣布松脂密封垫都记在你的名下。将作监会为你请功。”
何明远的脸涨得通红,想什么,却被陈睿摆手制止。
“技术之道,就是靠这样一点一滴的积累和改进。”
陈睿看着围拢过来的工匠们,“今日何明远找到了方法,明日可能就轮到你们中的某一位。在将作监,有功必赏,有才必用。”
掌声响起。不少年轻工匠看着何明远,眼中满是羡慕和憧憬。
半个月后,五台新的蒸汽机组装完毕。
将作监的工坊里,六台蒸汽机排成一列,飞轮转动时发出的轰鸣声震得屋顶灰尘簌簌落下。
工匠们已经能熟练地操作这些机器,甚至开始尝试并联两台机器共同驱动一个更大的飞轮。
陈睿知道,是时候迈出下一步了。
他回到了怀德坊的宅邸,闭门谢客。书房里,巨大的桌案上铺开了十几张半人高的图纸。
第一张图纸上,画着一个庞大的锻锤。
水力锻锤需要依靠水力驱动,而水力受季节影响,人力拉动锻锤更不可校
而陈睿设计的蒸汽锻锤,直接用蒸汽推动活塞,活塞带动重达数百斤的锤头。
图纸旁密密麻麻标注着尺寸:锤头重五百斤......
“有了这个,打造盔甲、兵器、农具的话,就不需要水力那么麻烦了!”陈睿喃喃自语。
他继续绘制传动机构的细节:曲轴、连杆、离合器。最关键的是一个巧妙的阀门机构。
当锻锤需要抬起时,蒸汽进入气缸下部;需要落下时,切换阀门,蒸汽进入气缸上部,同时下部排气。
蓉娘汝南过来,见他忙着,也只是陪他一阵话,就在院子里给几程处默几个上课。
在腊月二十这,两张图纸完成。
陈睿活动了一下僵硬的脖颈。
除了锻锤,他还画了一个更疯狂的东西,蒸汽机车!
长长的车体,巨大的锅炉位于中部,气缸在两侧,通过复杂的连杆驱动车轮。车后挂着煤水车,车前是驾驶室。
活生生一台钢铁巨兽!
正好今日李泰、李丽质、李恪,还有程家两位公子,刘磊刘淼兄妹,蓉娘和汝南,陈东也都在。
给他们一些震撼也好!
走出书房,外面的光亮有些刺眼,今日冬日暖阳,李泰正在给几个的讲算数。
“殿下先停一下,我给大家看一样东西!”
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