九月初,陳留縣北一條小河邊的空曠原野上又發(fā)出了巨大的轟鳴聲,轟鳴聲是從一座大院子里傳來(lái),高高的圍墻遮住了人們的視線,周圍勞作的幾名農(nóng)民都好奇地伸長(zhǎng)脖子,企圖弄懂發(fā)生了什么事情

在院子中央,數(shù)十名工匠圍著一臺(tái)黑漆漆的機(jī)器,這座機(jī)器足有兩層樓那么高,這座機(jī)器便是工匠們?cè)斐鰜?lái)的第八座蒸汽機(jī)。

它分為兩部分,一部分是產(chǎn)生蒸汽的鍋爐,另一部分就是氣缸和活塞,另外還有連桿、曲柄和轉(zhuǎn)輪,它們是保證前后運(yùn)動(dòng)變成圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵,在宋朝的織布機(jī)上已經(jīng)解決了這個(gè)問(wèn)題,這一點(diǎn)倒是很順利。

關(guān)鍵是蒸汽的動(dòng)力問(wèn)題,事實(shí)上,去年十二月工匠就根據(jù)范寧的圖紙?jiān)斐隽苏羝麢C(jī),但出現(xiàn)了兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)問(wèn)題是蒸汽缸產(chǎn)生的動(dòng)力太小,前面七座蒸汽機(jī)至少有五座都是因?yàn)檎羝坎粔?造成動(dòng)力不足而失敗,解決的辦法只能將它不斷造大,第六座蒸汽機(jī)一度造到三層樓高,無(wú)比龐大,耗水量和耗炭量都十分驚人,蒸汽使用效率太低。

這同時(shí)也出現(xiàn)了第二個(gè)問(wèn)題,這樣的蒸汽機(jī)陸地上使用還可以,但在海上根本沒(méi)有這么多淡水消耗,范寧的圖紙上沒(méi)有解決這個(gè)問(wèn)題。

后來(lái)一個(gè)工匠發(fā)現(xiàn),其實(shí)大部分蒸汽都被浪費(fèi)掉了,他提出了增加氣缸,使蒸汽能夠二次利用。

另一個(gè)工匠提出了讓蒸汽返回鍋爐的循環(huán)使用方案,而不是把冷凝水直接排掉,

工匠反復(fù)協(xié)商,裝上換向閥,讓一次使用后的廢蒸汽能夠進(jìn)入第二個(gè)氣缸和第三個(gè)氣缸,再由三個(gè)氣缸中的蒸汽膨脹后分別推動(dòng)活塞,大大提高蒸汽使用效率,動(dòng)力大增。

與此同時(shí),工匠們又造出了柵欄式的銅冷凝器,又發(fā)明了銅冷凝管,讓蒸汽迅速冷卻后重新回到鍋爐,這一點(diǎn)在海船上尤其重要,否則沒(méi)有那么多淡水消耗,必須要循環(huán)使用才行。

但第三個(gè)新問(wèn)題又出來(lái)了,怎么保證三個(gè)活塞推動(dòng)的力量能夠協(xié)調(diào)運(yùn)用,工匠們不斷調(diào)試,造出三個(gè)逐步增大的氣缸,三個(gè)氣缸的活塞面積各增加一倍,然后改造連動(dòng)桿,使它變成復(fù)合連動(dòng)桿,使動(dòng)力由一步連動(dòng)變成了三步連動(dòng),成功解決了動(dòng)力不足問(wèn)題。

八十名工匠整整用了一年時(shí)間,先后造出八座蒸汽機(jī),耗費(fèi)了幾萬(wàn)貫錢,第八座蒸汽機(jī)終于成功了,強(qiáng)勁地推動(dòng)轉(zhuǎn)輪。

蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)了一夜,始終保持動(dòng)力強(qiáng)勁,輪軸飛轉(zhuǎn),工匠們都激動(dòng)得歡呼起來(lái),緊緊擁抱在一起。

當(dāng)然,這座船用蒸汽機(jī)還是很原始笨重,重達(dá)兩千斤,蒸汽機(jī)倒不大,但鍋爐足有兩層樓高,還有很多地方需要進(jìn)一步改良,比如發(fā)明高壓鍋爐后,才真正解決了早期蒸汽機(jī)笨重的缺陷。

但發(fā)明高壓鍋爐還要解決爆炸問(wèn)題,那就需要用到控制閥以及低熔點(diǎn)金屬栓,這需要時(shí)間來(lái)慢慢摸索和積累。

另外,還有一個(gè)比較棘手的問(wèn)題,就是耗炭量太大,雖然宋朝已經(jīng)廣泛使用煤炭,在陸地上用蒸汽機(jī)沒(méi)有問(wèn)題,可以隨時(shí)補(bǔ)充煤炭,但如果在漫長(zhǎng)海上航行,煤炭問(wèn)題怎么解決。

工匠們也沒(méi)有辦法,只能考慮攜帶一艘石炭補(bǔ)給船,或者在沿途港口補(bǔ)給。

蒸汽機(jī)試驗(yàn)成功的消息,率先在《信報(bào)》上頭版頭條登載,這個(gè)消息對(duì)普通百姓感受不大,但對(duì)所有努力提高紡線效率的大工坊而,卻無(wú)疑是一個(gè)巨大的轟動(dòng)。

用它帶動(dòng)的大紡機(jī),日產(chǎn)綿線三百斤,是水力大紡機(jī)的兩倍。

但蒸汽機(jī)的意義并不是大大提高綿線產(chǎn)量,本身水力大紡機(jī)就已經(jīng)用水力替代了人力,只是它受到的限制比較大,必須在河邊或者山腳下使用,但蒸汽機(jī)就可以在任何地方使用。

不過(guò)蒸汽機(jī)用在紡織業(yè),至少在目前而還不太現(xiàn)實(shí),一個(gè)生鐵產(chǎn)量還不大,生鐵更多是用在軍事上,另外它的使用成本也很高,宋朝的石炭也比較貴,盡管效力比水力大紡機(jī)高一點(diǎn),但整體成本卻高了很多,反而會(huì)提高綿布價(jià)格,所以《信報(bào)》刊登出蒸汽機(jī)發(fā)明出來(lái)后,很快就銷聲匿跡了。

這至少需要十年、二十年的時(shí)間來(lái)發(fā)展推廣。

蒸汽機(jī)的主要作用還是在于遠(yuǎn)洋航行,把幾百人力解放出來(lái),另外馬力強(qiáng)勁,船只速度更快。

朱元豐利用一艘三千石的大船,將蒸汽機(jī)運(yùn)去了京口朱氏造船工場(chǎng),工匠們開(kāi)始在陳留大規(guī)模制造更多的蒸汽機(jī)。

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范寧一行是在九月中旬返回泉州,在泉州家里休息了十天后,范寧便帶著明仁和明禮進(jìn)京買島,此時(shí),范寧還不知道蒸汽機(jī)已經(jīng)制造出來(lái)的消息,朱元豐正在京口打造大宋的第一艘蒸汽船。

范氏兄弟在錢塘江轉(zhuǎn)換成內(nèi)河小船,沿著運(yùn)河北上,先去木堵家鄉(xiāng)給父親掃墓,然后再北上京城。