九月初,陈留县北一条小河边的空旷原野上又发出了巨大的轰鸣声,轰鸣声是从一座大院子里传来,高高的围墙遮住了人们的视线,周围劳作的几名农民都好奇地伸长脖子,企图弄懂发生了什么事情

在院子中央,数十名工匠围着一台黑漆漆的机器,这座机器足有两层楼那么高,这座机器便是工匠们造出来的第八座蒸汽机。

它分为两部分,一部分是产生蒸汽的锅炉,另一部分就是气缸和活塞,另外还有连杆、曲柄和转轮,它们是保证前后运动变成圆周运动的关键,在宋朝的织布机上已经解决了这个问题,这一点倒是很顺利。

关键是蒸汽的动力问题,事实上,去年十二月工匠就根据范宁的图纸造出了蒸汽机,但出现了两个问题,一个问题是蒸汽缸产生的动力太小,前面七座蒸汽机至少有五座都是因为蒸汽量不够,造成动力不足而失败,解决的办法只能将它不断造大,第六座蒸汽机一度造到三层楼高,无比庞大,耗水量和耗炭量都十分惊人,蒸汽使用效率太低。

这同时也出现了第二个问题,这样的蒸汽机陆地上使用还可以,但在海上根本没有这么多淡水消耗,范宁的图纸上没有解决这个问题。

后来一个工匠发现,其实大部分蒸汽都被浪费掉了,他提出了增加气缸,使蒸汽能够二次利用。

另一个工匠提出了让蒸汽返回锅炉的循环使用方案,而不是把冷凝水直接排掉,

工匠反复协商,装上换向阀,让一次使用后的废蒸汽能够进入第二个气缸和第三个气缸,再由三个气缸中的蒸汽膨胀后分别推动活塞,大大提高蒸汽使用效率,动力大增。

与此同时,工匠们又造出了栅栏式的铜冷凝器,又发明了铜冷凝管,让蒸汽迅速冷却后重新回到锅炉,这一点在海船上尤其重要,否则没有那么多淡水消耗,必须要循环使用才行。

但第三个新问题又出来了,怎么保证三个活塞推动的力量能够协调运用,工匠们不断调试,造出三个逐步增大的气缸,三个气缸的活塞面积各增加一倍,然后改造连动杆,使它变成复合连动杆,使动力由一步连动变成了三步连动,成功解决了动力不足问题。

八十名工匠整整用了一年时间,先后造出八座蒸汽机,耗费了几万贯钱,第八座蒸汽机终于成功了,强劲地推动转轮。

蒸汽机转动了一夜,始终保持动力强劲,轮轴飞转,工匠们都激动得欢呼起来,紧紧拥抱在一起。

当然,这座船用蒸汽机还是很原始笨重,重达两千斤,蒸汽机倒不大,但锅炉足有两层楼高,还有很多地方需要进一步改良,比如发明高压锅炉后,才真正解决了早期蒸汽机笨重的缺陷。

但发明高压锅炉还要解决爆炸问题,那就需要用到控制阀以及低熔点金属栓,这需要时间来慢慢摸索和积累。

另外,还有一个比较棘手的问题,就是耗炭量太大,虽然宋朝已经广泛使用煤炭,在陆地上用蒸汽机没有问题,可以随时补充煤炭,但如果在漫长海上航行,煤炭问题怎么解决。

工匠们也没有办法,只能考虑携带一艘石炭补给船,或者在沿途港口补给。

蒸汽机试验成功的消息,率先在《信报》上头版头条登载,这个消息对普通百姓感受不大,但对所有努力提高纺线效率的大工坊而言,却无疑是一个巨大的轰动。

用它带动的大纺机,日产绵线三百斤,是水力大纺机的两倍。

但蒸汽机的意义并不是大大提高绵线产量,本身水力大纺机就已经用水力替代了人力,只是它受到的限制比较大,必须在河边或者山脚下使用,但蒸汽机就可以在任何地方使用。

不过蒸汽机用在纺织业,至少在目前而言还不太现实,一个生铁产量还不大,生铁更多是用在军事上,另外它的使用成本也很高,宋朝的石炭也比较贵,尽管效力比水力大纺机高一点,但整体成本却高了很多,反而会提高绵布价格,所以《信报》刊登出蒸汽机发明出来后,很快就销声匿迹了。

这至少需要十年、二十年的时间来发展推广。

蒸汽机的主要作用还是在于远洋航行,把几百人力解放出来,另外马力强劲,船只速度更快。

朱元丰利用一艘三千石的大船,将蒸汽机运去了京口朱氏造船工场,工匠们开始在陈留大规模制造更多的蒸汽机。

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范宁一行是在九月中旬返回泉州,在泉州家里休息了十天后,范宁便带着明仁和明礼进京买岛,此时,范宁还不知道蒸汽机已经制造出来的消息,朱元丰正在京口打造大宋的第一艘蒸汽船。

范氏兄弟在钱塘江转换成内河小船,沿着运河北上,先去木堵家乡给父亲扫墓,然后再北上京城。