精密机械厂靠近河道的地方,安装了一套朱桓设计,工匠们制作的蒸汽机。
朱桓在测试转炉的时候,就专门浇筑过气缸、曲轴、飞轮。
当初准备尝试直接制作瓦特式通用蒸汽机。
结果朱桓很快就发现,自己低估了往瓦特式蒸汽机的制造难度。
朱桓已经有了成熟的空气转炉炼钢法,有了各种水力、畜力、人力机床,特别是有了镗制火炮的镗床,制作蒸汽机的材料和技术基础已经有了。
加工水平已经足够了,但是设计水平还不够。
瓦特式蒸汽机的结构太复杂了,朱桓甚至都不记得大致的结构图。
只能说出基本的工作原理,让工匠们去摸索。
最终瓦特式蒸汽机没做成,只搞出了一套改进型纽可门蒸汽机。
已经有了气缸和独立冷凝器,但仍然只能做简单往复运动,无法做圆周运动。
可以配合水车工作,将水提高高处去放下来,提高水车的力量。
只能用于提水,所以被称为“蒸汽提水机但是工作的时候要消耗煤炭,除非有专门的特殊加工须求,否则不会激活它。
这东西造出来之后的大部分时间都处于闲置状态。
如果不是现在淮南煤矿需要抽水,还专门找到了朱桓这里来咨询。
那这台机器可能会这样一直放到腐烂了。
可能只会留在工匠们的笔记之中。
工业革命之所以出现在英国,关键是通用蒸汽机出现在英国,就是因为英国煤矿普遍都需要排水。
这为用途极为狭窄的早期蒸汽机提供了稳定须求煤矿主的实际须求和金钱,养活了包括纽可门、瓦特在内的蒸汽机工匠。
这个狭窄行业近百年时间累积的量变最终形成了质变,催生出了能够用于其他行业的通用蒸汽机。
现在朱桓搞出来的半成品蒸汽机,也正好能够解决淮南煤矿的排水问题。
朱桓便直接吩馀九成,让铁匠们再做几套蒸汽提水机出来,送去淮南的煤矿上去使用和测试效果。
并让工匠们继续改进,提高抽水效率。
馀九成和淮南来的信使,以及现场的工匠都是大喜过望。
都觉得他们再次见证了朱桓的预知能力。
这套他们以为没有实际作用的机器,竟然本来就是给淮南煤矿准备的。
朱桓这机器还真不是专门给煤矿准备的。
朱桓自己本来也并不清楚,淮南煤矿是否需要专门排水。
可能因为现代煤矿排水是理所当然的事情了,并不需要专门提起。
反倒是英国煤矿跟蒸汽机发展有直接关系,才会有人专门提煤矿排水问题。
朱桓把蒸汽提水机的事情安排下去,便结束了今天的巡视。
坐车回王府,同时继续考虑蒸汽机的问题,
现在应天府建设的诸多新产业,正在接连进入非常类似的瓶颈,
从钢铁厂到水凝灰厂,从纺织厂到机械加工厂,现在都需要有新的动力源了。
需要更加灵活而强劲的动力源,才能进一步提升产能。
在当前技术水平下,有可能制造出来的动力源,也就是蒸汽机了。
电动机结构也许更加简单,但是发电和电力输送太困难。
纽可门机完全不够格,甚至瓦特机都不太够格瓦特机本来也是用于抽水的,要作为动力机器使用就必须专门改造。
最好是直接做特里维西克的高压蒸汽机。
也就是用在火车上的蒸汽机,真正成熟的通用型的蒸汽机。
特里维西克是个颇为悲惨的发明家。
特里维西克活着的时候,相对瓦特在蒸汽机行业中的地位,大概就跟牛顿下面的胡克,爱迪生下面的特斯拉差不多。
特里维西克成年的时候,瓦特已经成名多年的蒸汽机大王了。
瓦特长期夸大宣传特里维西克发明的缺点,防止瓦特的老客户们尝试改用特里维西克的蒸汽机,避免自己的笨重蒸汽机被淘汰。
瓦特同时用自己早期获得宽泛专利,遏制包括特里维西克在内的年轻代同行。
与此同时,瓦特做初一,也别怪别人做十五。
曲轴的专利被别的工匠注册,瓦特不得不专门设计行星齿轮绕过专利。
如果瓦特没有用自己的专利和影响力控制行业,让包括特里维西克在内的新生代工程师放开手脚制作,也许能提前二十年搞出成熟的火车。
特里维西克造出了能在平地上行驶的蒸汽电单车,也造出了能在轨道上行驶的初级火车,但却得不到足够的投资,最终败光了家产,穷困潦倒的去世。
朱桓坐在自己的书桌前,根据曾经看过的蒸汽火车发动机的运行动画,尝试把这种蒸汽机的大致运行原理图画出来。
画完之后朱桓就感觉有点不对劲:
“这机器结构怎么好象比瓦特机更加简单呢?
瓦特机的运行流程,大部分人一眼看不明白,朱桓也记不太清楚了。
所以只是说出了蒸汽驱动原理,让工匠们尝试摸索。
可能就是因为,瓦特机虽然历史意义重大,但瓦特机本身也有很多问题。
只存在了三十多年,就进入逐步淘汰阶段了。
真正的蒸汽时代的各种蒸汽机,基本都是特里维西克机的衍生品。
这种用在蒸汽火车上的发动机,它的运行逻辑非常简洁,甚至可以说是简单。
主体就是一个卧倒的气缸,气缸两头轮流进气,推动活塞来回运行。
活塞通过连杆和曲轴驱动飞轮,将活塞的往复运动变成圆周运动,就能直接驱动车轮和各种机器运转了。
飞轮曲轴上再安装一根控制杆,回过头去控制气缸的两个进气信道开关。
飞轮转一圈,气缸开关也自动往复一次。
除了这些结构之外,剩下的主要部件似乎就是提供蒸汽的锅炉了。
当然,瓦特发明的离心调速器还是要用到的。
“就这么简单?”
朱桓仔细回想,发现好象就是这么简单。
这种简单的运行原理,应该就是它最终淘汰瓦特机的真正原因,
应该也是瓦特恐惧和增恨这种机器的原因,
这机器相比瓦特机轻便灵巧了很多,能够用在各种各样的地方。
关键是效率也更高,生产成本还更低。
瓦特可能是了解了这种机器的原理,就开始被竞争危机吓得寝食难安了。
然后拼命抹黑这种机器,把可能炸炉的缺点无限放大。
因为它属于高压蒸汽机,而不是瓦特的大气压蒸汽机,可能炸炉当然是缺点。
但自已把气缸稍微搞厚点就行了,反正已经有铸钢了。
历史上这种机器刚刚出现的时候,可还没有铸钢制造的气缸可以使用。
朱桓仔细考虑了许久,把能想到的各种情况都列出来。
蒸汽机密封并不需要橡胶,高温气缸密封也没有办法用橡胶。
早期气缸用麻绳和石棉,成熟的蒸汽机和内燃机,通常采用涨圈密封。
朱桓看过别人修机器,知道所谓的涨圈是什么样子。
在活塞上外围铸造几圈凹槽,同时铸造几个有弹性的钢圈,俗称“活塞环”。
将活塞环卡进活塞上的凹槽里,跟活塞一起塞进气缸里面去就行了。
活塞环因为弹性向外膨胀,会封死活塞和气缸之间的缝隙。
现代橡胶是用来做渠道密封的,这时候的渠道密封可以用黄铜来凑合。
朱桓制造蒸汽机的最大难点,已经不是材料问题了。
关键是让蒸汽机跑起来,然后持续稳定运行,获得足够的效率。
第二天上午,朱桓再次来到了精密机械厂,把主要的工匠都召集起来。
带着他们正式开始攻关高压蒸汽机。
先让工匠们根据要求绘制设计图,把各个部件的参数都算出来。
先做无动力的小尺寸模型,然后再尝试铸造并组装。
真正开始设计制造这种机器,朱桓才再次真正意识到,这种蒸汽机就算原理相对瓦特机而言更加简单,但也只是相对而已。
但是想要让它真正运转起来,还不知道需要消耗多少脑细胞呢工匠们在朱桓的领导下先过一遍基本原理,然后看一遍主要部件的功能说明和设计要求,就觉得这东西比机械钟表还要复杂了。
工匠们基本都认为,钟表的结构只是较为精细,实际上却算不上多么复杂。
机械钟表的关键结构就是擒纵器、法条、摆轮游丝这三件,剩下的就是各种大小调速齿轮了。
钟表也不需要多大的力量,需要的是一种精细的巧劲。
而高压蒸汽机,它的复杂之处就是要控制庞大的力量,还要均衡稳定的持续运转。
再加之蒸汽机的部件远比钟表庞大,制造、组装、激活都要消耗几倍于钟表的时间,还有一定的危险性。
朱桓接下来的日子也不去做别的事情了。
只有每隔三五日,专门去一趟施耐庵和罗贯中的院子,问他们两人催更。
其他大部分时间都泡在精密机械厂折腾蒸汽机。
朱桓就这样过了一个月的时间,连高压蒸汽机的模型都还没做好。
不过淮南煤矿的提水机却用的很不错。
火统管数量也达到两百万,朱桓决定让管暂时停产。
钢铁厂多馀的产能一边生产蒸汽提水机,一边开始开始铸造钢轨。
后续开始在工厂区内部铺设钢轨。