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73.低压蒸汽机和高压蒸汽机(第1/2页)

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    在勒阿弗尔海港到鲁昂铺设的铁轨上实验运行的蒸汽车,叫“三色旗号”。

    而这辆能在马路上行驶的,则叫“五月号”,“五月”的英语发音,就是菲利克斯的妻子梅。

    有句俗话说,乐观的人发明飞机,而悲观的人发明降落伞。在人类科技发展历程里,因灾难和悲观促成的成果也是不绝于书的。

    蒸汽机车出现便和一次悲惨的矿难有很深的关系,1784年英国康沃尔郡的波多黎铜矿,位于座叫格文耐普山谷当中,随着表层矿石开采殆尽,矿井是越来越深,深入地下数百英尺后,就必须要用瓦特蒸汽机抽水,抽出的水还会顺着山腰水渠流下,灌溉康沃尔当中大片农田,但当年的1月4日,蒸汽机突然发生故障,还不是经常见的门阀卡嵌、梁柱破裂,而是汽缸爆裂——滚烫的蒸汽在压力突然爆发下,以绝高的速度喷射出来,带着宛若炮弹单片般的金属碎片,飞行速度能达到数百英尺每秒,三名矿工当场死亡,多人重伤。

    事后瓦特痛心疾首地写信给当地朋友说:“......蒸汽力量太强大了......他们在使用时要远离锅炉,无人在场情况下务必将铜管给拔掉......”

    所以瓦特的蒸汽机,无论是活塞的,还是转轮的,都希望以稳固安全为上,减压阀是必备的,汽缸达到8到10磅每平方米的低压,这样既安全又可靠,蒸汽机重达几吨,可以从五百英尺深的矿井里吊起一桶水,或在棉纺厂里驱动十二台骡机,但它的动力根本不可能驱动自己分毫,移动等于摇晃,摇晃就是不安全,这是当时工程师的共识。

    瓦特和合作伙伴博尔顿,也曾策划过,用平行连杆和蒸汽活塞来驱动马车,他公司里叫威廉.默多克的还搞出个蒸汽机车模型,并准备在伦敦展出,可当时没人看好这项发明,因为共识认为,想要让蒸汽机车成功,必须具备两个条件,一个是自身重量要尽可能轻,一个是动力要足够强,这就意味着要求不断加强汽缸的压力,变低压为高压,利用蒸汽喷射出去的力量,驱动车辆前进。

    可高压和蒸汽喷射,不可避免地让瓦特想到康沃尔郡的那场可怕的矿难,所以他将默多克从前往伦敦的路上拦回来,“你还是安心做低压、安全的蒸汽机吧,蒸汽机车这件事,忘了它。”

    但也有人认知到蒸汽喷射的力量,菲利克斯捡起了它:约翰.菲奇和马修.约尼,一位是美国工程师,一位是英国工程师,团结协作,先是造好了可以在内河航线上运货的蒸汽船,但蒸汽船可以加大自身的载重(水也支撑了蒸汽船的重量,理论上水是最完美的平地),二来只要能用蒸汽泵牵动明轮就行,但蒸汽机车没法这样简单运行。

    于是早在三级会议正式召开前,菲利克斯就亲自指出,把蒸汽机车分两个部分来解决,一个是车轮和车轴,包括轨道;还有一个,解决高压蒸汽喷射问题,将其转化为安全动力。

    第一个问题早就解决了,两位工程师从先前圣德约的蒸汽磨坊里江浙浙湖浙得到灵感,得到了旋转轴这个专利。

    第二个问题倒是花费了不少时间,最后还是美国人的一项登报的发明,打开了局面。

    美国当时没啥专利制度,更方便菲利克斯的公司汲取经验(大胆剽窃),一位叫奥利弗.埃文斯的,在他还是学徒生涯时就发明了个“卡片机”,里面有装配线,还有一千个线齿,只要摇动一个手把,就能轻松清理棉花和羊毛附着的杂质。

    两个月后,菲利克斯友谊公司在佛罗里达的种植园,成功“仿制”埃文斯的手摇卡片机,投入使用,但还是支付给埃文斯三百美元,算是买断。

    现在埃文斯有了第二个重大发明,他彻底改革了蒸汽汽缸的模式。

    旧的纽科门和瓦特的低压蒸汽机,其实本质就是“烧水壶”(也不怪语文课本上瓦特小时候天天看烧水壶得到灵感),即一个类似水壶或圆锥的模具,里面装水,下面是燃烧炉烧煤,然后加上个分离式冷凝器,依靠蒸汽压力推动活塞运动,说白了就是“水在火中”。

    埃文斯灵机一动,为什么不将其变为“火在水中”呢?

    于是他一改旧制,把燃烧炉放在储水室内,这样蒸汽和水的接触面积瞬间增大许多倍,促进了热量传递——无处可去的蒸汽横冲直撞,可推动活塞,并且使得压力膨胀到可怕的50磅每平方英寸的地步!(等于瓦特低压蒸汽机的7550倍)按照埃文斯的表述,使用我的高压蒸汽机,燃烧能源消耗增加只是算数级的,但动力增长却是几何级的,更小的消耗却能带来更大的马力!革命式的飞跃,堪称蒸汽机的“马尔萨斯理论”。

    不难想像,让这样的蒸汽喷射出去,可以产生多么强劲的动力,当然前提是不让汽缸变为“蒸汽手榴弹”。

    另外,埃文斯还说,用“火在水中”的办法,一旦推动活塞,蒸汽便直接排入空气,消失掉了,那样瓦特那笨重的分离式泠凝器也能甩掉,可以让蒸汽机更加轻便小巧。

    这样,蒸汽船,蒸汽车,乃至蒸汽火箭,都可以变为现实!

    雄心勃勃
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