第三十六章 設備改良(下)
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楊錚道:“那日在前院,我見古大叔帶人冶鐵,眾人身上汗氣蒸騰,院中明眼可見有些水霧。那風箱與諸人不遠,送風之時,不免會將一些水霧也吹入爐中。此節影響雖不會很大,但若將風管做長一些,將鼓風輪單隔出來,當可避免。”
相較於前麵所提的一點,這個倒更好理解。水火自來就不相容,火中參水,對於提升爐溫自然不利。不過院中冶鐵時,也不過二十多人,縱然汗氣蒸騰,所形成的霧氣也較為有限。這一點的重要性,卻似不如前一點。
可古常勇冶鐵多年,深知有時便是一點看似微不足道的東西,便可左右最終的成敗。所以對楊錚所提的第二點,並未忽視。
說完了前兩點比較簡單的,楊錚要說的第三點,就有些複雜了。
當日見古常勇他們冶鐵時,院中熱浪灼人,這自然是由爐內散出的,充分說明爐體的保溫性能並不好。若能在一定程度上解決這個問題,便可使爐溫提升不少。
此時砌築冶鐵爐的主要材料,是以觀音土為主的混合粘土。觀音土便是高嶺土,融點極高,是比較理想的冶鐵耐火材料。對這方麵,楊錚自然沒什麽建言,他也壓根就不知道此時還能有什麽更好的替代品。
他要做的改動,隻是在結構上。
原來的爐壁隻是厚實的一層,楊錚將其改為中空的兩層。因還要顧及爐壁承重,內裏需要加許多熟鐵條以為筋。同時側麵支撐的粗木樁也不能完全棄置不用,涉及安全問題,著實不敢有半點馬虎或想當然。在未有實驗數據支撐前,要盡量保有之前的承重形式。反正木頭導熱性本就比較差,讓其直接支撐內牆,再砌於外牆之內,也並不會有太大影響。
楊錚連說帶畫,費了許多工夫,總算將他對冶鐵爐的改造想法講完了。古家父子也表示聽懂了,可古成冶卻問道:“楊兄弟,你何以肯定雙層爐壁比單層的更不易散熱?”
楊錚道:“古大哥可有過這種經驗:家中的棉被時間長了,蓋著就不暖和了。若是將棉絮拆出來,重新彈得蓬鬆再縫進被中,便會暖和許多。”
古成冶想了想,點頭道:“似乎是這個道理。”
楊錚道:“古大哥可先做個驗證。用砌爐子的土做兩塊方磚,厚度一般,但將一塊做成中空的。然後生一爐火,火上架一塊厚薄均勻的鐵板,再將兩磚放於鐵板上。於兩磚之上各放一壺水……嗯,水不好,未必能開,即便能開用時也長。那就放兩塊大小相同的油脂或黃蠟,哪一塊先化開,便說明哪一塊傳熱更快。”
說完之後,將所設計的實驗從黃紙上畫了出來。
古成冶看得頗有興味道:“這驗證之法倒很有意思。不知這兩塊方磚下的鐵板,又有何用?”
楊錚道:“鐵器極易傳熱,這樣可保證兩塊方磚所受之熱大體相當。若直接用火加熱,難保會有偏差。”
古成冶點頭道:“原來如此。嗯,很有道理,很有道理!”
砌一座大冶鐵爐,即費時又費力,算下來可都是銀錢。先以實驗驗證,自是無可厚非。楊錚也很希望用事實堅定他們改造冶煉爐的決心,這比說一萬句話都好使。
解決了爐體的問題,楊錚也問了一個他很不解的問題:“為何所有的冶鐵爐,都是敞著口的?”
冶鐵爐敞著口,必然會散失很多熱量,甚至比從側麵爐壁散失得更多。蒸饅頭總是最上麵那籠先熟,蓋上壺蓋燒水總是比開著蓋更快……類似的例子隨處可見,根本無須多說。
而古常勇的回答也很簡單:“一者容易炸爐,二者不易把控,三者要炒熟鐵無法閉口。”
楊錚心想,炸爐確是極大的隱患,僅此一點便不能太冒失了。而此時匠人的經驗,多半依賴於能夠直接觀察到爐內情形。若封了口,可就極不方便了。
他也未指望對古記鐵鋪冶鐵爐的改造能一步到位,他的一些想法也未見得能行得通,也有些想當然的成分在內。隻要能將他之前所提的三點做起來,並且有了效果,後麵再慢慢摸索著看吧。
暫且將冶鐵爐的想法按下,他又取了張草紙,畫起了鼓風輪的圖樣。
首先將座子的樣式及位置改了改,由一塊方木板改為條凳樣子,這樣腿長不一的人便可通過所坐位置的不同自行調整。隨後他將手扶的立杆,改為了正前方的杠杆,這樣操作之人便可以俯身把握支撐身體。
最大的改動,便是傳動皮帶與兩個轉輪,將其變為齒輪與鏈條的形式。後輪上增加了棘輪結構,配以一個軸承,這樣便可實現單向傳動。
整個改動完成,楊錚不禁臉上露出微笑。這東西若再改一下,加上前後兩個輪子,便是自行車了。
後世自行車的樣式,經過許多年的演變,最終有了定式。這並非隻為了好看,更重要的是符合人體工學,使騎乘的人更加舒適,也就有利於長時間騎行。
同樣的結構移植到鼓風輪上,自然也能發揮其優點。
其實早先楊錚便想做成齒輪加鏈條的傳動形式,隻因擔心古記鐵鋪的工藝做不出來,才換成了皮帶傳動這種加工起來相對簡單的形式。
在看了古成冶給的抄本後,他才知道,比較簡單的機械結構,此時完全是可以做出來的。所差者在於,材料質量有些不足,所以不免會粗重一些。另外許多精細的小部件,做起來很費事,成本也就變得很高,無法實現規模化量產,因而基本沒什麽實用價值可言。
不過若用在改良冶鐵設備上,做這些精細的東西就有了意義。而且這東西至少在短時間內,並未打算向外傳播,也就不必考慮其經濟價值如何。
華夏使用齒輪傳動的曆史,可追溯到春秋戰國時期。此時南直隸等工坊興盛的地區,所用動力早已經不限於人力,風力、水力、畜力應用極廣,其間多數都用到齒輪傳動,既有鋼鐵等金屬製的,也有木製的。
古家父子對齒輪並不陌生,但之前所見均齒牙均是平頭的。楊錚所畫的尖頭齒牙,配以鏈條,雖看著有些新鮮,卻還不至於大驚小怪。
古成冶道:“這物件打製起來,可著實有些不易。光是這些渾圓等大的鐵珠子,就要費不少事;這鏈條雖隻有四五個部件,卻也要做得等大才行;這飛輪上的彈片,怕是要用百煆之法打製才能保證韌性十足。”他嘴上雖是叫苦,眼睛卻變得極亮,就好似老餮見了美食一般。
古常勇笑道:“這物件做得如此精巧,合上外麵的蓋子,怕是誰也參不透內裏如何。”看來古掌櫃更加在意的是工藝的保密性。
楊錚見他們很有興趣,也自放了心。或許將來這世上第一輛自行車,便要出自古世之手。
這一番話說完,楊錚正準備告辭,古成冶忽問道:“楊兄弟,若把冶鐵爐改成封口的,該如何做呢?”
楊錚聞言不禁有些猶豫。難得碰到這麽個有鑽研精神的,他自是願意說說。可那些想法,他也不知道行不行,萬一出了事情,可就沒法交待了。沉吟了一下,說道:“這些想法,我並沒有把握。你如果想試試,可以建個小爐,有了經驗再做大的。”
古成冶點頭道:“好。”
楊錚又拾起炭條,畫了個閉口的爐形。上方留出一個可開閉的口,用以投放爐料。側麵一圈偏上的位置,留幾眼可塞閉的小孔,需要時便可打開觀察爐內情況。最後從爐體側上方的位置,畫了一個通風口,與兩層爐壁之間最上部相連,然後將兩層爐壁的空隙當中畫了幾道螺旋線,最後於最下麵引一道出風口。
他講解道:“爐內排出的風,必然極熱,從這個口排出後,讓其盤繞於兩壁之間,便有保溫的作用。熱氣總是向上走,我們反其道而行之,從上而下環繞排出,這樣便能將更多的熱留在爐壁當中。”
古常勇讚道:“此法甚妙,必然可行!”
楊錚苦笑道:“古大叔,你不擔心炸爐嗎?”
古常勇聞言不禁一滯,思索片刻後說道:“何以會炸爐,確是要搞個明白才行。”
古成冶道:“先用小爐試試,或許能尋到些原因。”
楊錚道:“切記安全第一。”
古成冶笑道:“炸爐又不是點炮仗,會爆得驚天動地。爐體炸開,雖有碎石四濺的可能,但最危險的還是鐵液崩出。”
楊錚道:“總之都要小心才是。”
此時煉鐵,所用燃料以燋為主,輔以小部分木炭。所謂之燋,是將煤如燒製木炭那樣在窯中燒製而得,其實就是土法燒製的焦炭。煤的成分本就很複雜,再加上木炭、鐵礦這些東西,最終會起什麽反應,實是難以預料。相較而言,敞開了口,確是比隻留一道通風口要安全許多。
古常勇道:“小兄弟,你放心,這等事情我們絕不會馬虎的。”
楊錚聽了,總算放心了一些。
這時已經快到正午,楊錚便向古家父子告辭。古常勇留他吃飯,楊錚道,進城後還沒去過姐夫那裏,午後知州又要召見,還須養養精神。古常勇便不再留他,與古成冶一道將他送至店外。(m.101novel.com)