73.低壓蒸汽機和高壓蒸汽機

投票推薦 加入書籤 小說報錯

  在勒阿弗爾海港到魯昂鋪設的鐵軌上實驗運行的蒸汽車,叫「三色旗號」。

  而這輛能在馬路上行駛的,則叫「五月號」,「五月」的英語發音,就是菲利克斯的妻子梅。

  有句俗話說,樂觀的人發明飛機,而悲觀的人發明降落傘。在人類科技發展歷程里,因災難和悲觀促成的成果也是不絕於書的。

  蒸汽機車出現便和一次悲慘的礦難有很深的關係,1784年英國康沃爾郡的波多黎銅礦,位於座叫格文耐普山谷當中,隨著表層礦石開採殆盡,礦井是越來越深,深入地下數百英尺後,就必須要用瓦特蒸汽機抽水,抽出的水還會順著山腰水渠流下,灌溉康沃爾當中大片農田,但當年的1月4日,蒸汽機突然發生故障,還不是經常見的門閥卡嵌、樑柱破裂,而是汽缸爆裂——滾燙的蒸汽在壓力突然爆發下,以絕高的速度噴射出來,帶著宛若炮彈單片般的金屬碎片,飛行速度能達到數百英尺每秒,三名礦工當場死亡,多人重傷。

  事後瓦特痛心疾首地寫信給當地朋友說:「......蒸汽力量太強大了......他們在使用時要遠離鍋爐,無人在場情況下務必將銅管給拔掉......」

  所以瓦特的蒸汽機,無論是活塞的,還是轉輪的,都希望以穩固安全為上,減壓閥是必備的,汽缸達到8到10磅每平方米的低壓,這樣既安全又可靠,蒸汽機重達幾噸,可以從五百英尺深的礦井裡吊起一桶水,或在棉紡廠里驅動十二台騾機,但它的動力根本不可能驅動自己分毫,移動等於搖晃,搖晃就是不安全,這是當時工程師的共識。

  瓦特和合作夥伴博爾頓,也曾策划過,用平行連杆和蒸汽活塞來驅動馬車,他公司里叫威廉.默多克的還搞出個蒸汽機車模型,並準備在倫敦展出,可當時沒人看好這項發明,因為共識認為,想要讓蒸汽機車成功,必須具備兩個條件,一個是自身重量要儘可能輕,一個是動力要足夠強,這就意味著要求不斷加強汽缸的壓力,變低壓為高壓,利用蒸汽噴射出去的力量,驅動車輛前進。

  可高壓和蒸汽噴射,不可避免地讓瓦特想到康沃爾郡的那場可怕的礦難,所以他將默多克從前往倫敦的路上攔回來,「你還是安心做低壓、安全的蒸汽機吧,蒸汽機車這件事,忘了它。」

  但也有人認知到蒸汽噴射的力量,菲利克斯撿起了它:約翰.菲奇和馬修.約尼,一位是美國工程師,一位是英國工程師,團結協作,先是造好了可以在內河航線上運貨的蒸汽船,但蒸汽船可以加大自身的載重(水也支撐了蒸汽船的重量,理論上水是最完美的平地),二來只要能用蒸汽泵牽動明輪就行,但蒸汽機車沒法這樣簡單運行。

  於是早在三級會議正式召開前,菲利克斯就親自指出,把蒸汽機車分兩個部分來解決,一個是車輪和車軸,包括軌道;還有一個,解決高壓蒸汽噴射問題,將其轉化為安全動力。

  第一個問題早就解決了,兩位工程師從先前聖德約的蒸汽磨坊里江浙浙湖浙得到靈感,得到了旋轉軸這個專利。

  第二個問題倒是花費了不少時間,最後還是美國人的一項登報的發明,打開了局面。

  美國當時沒啥專利制度,更方便菲利克斯的公司汲取經驗(大膽剽竊),一位叫奧利弗.埃文斯的,在他還是學徒生涯時就發明了個「卡片機」,裡面有裝配線,還有一千個線齒,只要搖動一個手把,就能輕鬆清理棉花和羊毛附著的雜質。

  兩個月後,菲利克斯友誼公司在佛羅里達的種植園,成功「仿製」埃文斯的手搖卡片機,投入使用,但還是支付給埃文斯三百美元,算是買斷。

  現在埃文斯有了第二個重大發明,他徹底改革了蒸汽汽缸的模式。

  舊的紐科門和瓦特的低壓蒸汽機,其實本質就是「燒水壺」(也不怪語文課本上瓦特小時候天天看燒水壺得到靈感),即一個類似水壺或圓錐的模具,裡面裝水,下面是燃燒爐燒煤,然後加上個分離式冷凝器,依靠蒸汽壓力推動活塞運動,說白了就是「水在火中」。

  埃文斯靈機一動,為什麼不將其變為「火在水中」呢?

  於是他一改舊制,把燃燒爐放在儲水室內,這樣蒸汽和水的接觸面積瞬間增大許多倍,促進了熱量傳遞——無處可去的蒸汽橫衝直撞,可推動活塞,並且使得壓力膨脹到可怕的50磅每平方英寸的地步!(等於瓦特低壓蒸汽機的7550倍)按照埃文斯的表述,使用我的高壓蒸汽機,燃燒能源消耗增加只是算數級的,但動力增長卻是幾何級的,更小的消耗卻能帶來更大的馬力!革命式的飛躍,堪稱蒸汽機的「馬爾薩斯理論」。

  不難想像,讓這樣的蒸汽噴射出去,可以產生多麼強勁的動力,當然前提是不讓汽缸變為「蒸汽手榴彈」。

  另外,埃文斯還說,用「火在水中」的辦法,一旦推動活塞,蒸汽便直接排入空氣,消失掉了,那樣瓦特那笨重的分離式泠凝器也能甩掉,可以讓蒸汽機更加輕便小巧。

  這樣,蒸汽船,蒸汽車,乃至蒸汽火箭,都可以變為現實!

  雄心勃勃的埃文斯,渴望和自己的盎格魯同胞共享這份重大進步,他把「振動高壓蒸汽機」的草圖、規格和說明書寄去英國,希望和某位英國人共同申請改進專利。

  但他委託的波士頓人桑普森先生剛把圖紙帶去英國,就得了急病去世了。

  圖紙輾轉里,被康沃爾郡的一位銅礦經理特里維西克給看到了,他便開始著手仿製高壓蒸汽機,因整個康沃爾郡的礦主都使用瓦特的蒸汽機,開採的礦越多,就意味著按照專利法付給瓦特的使用費也就越多,大家都討厭透了。

  瓦特—博爾頓公司也聽聞了特里維西克和整個康沃爾郡的企圖,自然不肯善罷甘休,雙方開始你來我往地打起官司。

  瓦特方的指責是,特里維西克和我們公司的默多克做過半年鄰居,所以他的構思是剽竊默多克的,也就是剽竊我們公司的。

  特里維西克便只好把精力消耗在法庭上,但這時在大洋彼岸的美國,埃文斯卻沒錢了,因為發明,埃文斯也深陷幾樁官司里,連養活家人都成問題,更別說搞高壓蒸汽機的後續了。

  埃文斯年輕時出版過本磚頭厚的書,叫《青年磨坊主之指南》,詳細介紹磨坊尤其是蒸汽磨坊里工人的培養過程,但等到二版時他已身無分文,賭氣下便把這本書改名叫《青年蒸汽機工程師流產之指南》。更為糟糕的是,埃文斯似乎還得上了被迫害幻想症,他暴怒地寫道:「這些阻擾我發明創新的卑鄙小人都該得到詛咒,審判終將來臨,不,他們現在就該得到絞刑!」

  五年前的他,頭髮茂密,年輕氣盛,充滿著美好幻想,「終有一天,人類會利用我發明的高壓蒸汽機車旅行,從一個城市到另外一個城市,如鳥類飛行一樣快速。」

  現在的他,頭髮半禿,眼神充滿血絲,就像個「蒸汽手榴彈」隨時可能爆炸,「人到中年陷於赤貧......」

  「哎呀呀......不用動氣。」當友誼公司的美洲代理勒塞納.西格弗里德登門時,陽光頓時明媚起來,「這次我們願意掏的可遠不止三百美元。」

  「你們這些拉丁高盧人,我的發明是要獻給盎格魯同胞的!」

  「那就一千五百美元吧。」

  「盎格魯人是同胞,是同胞就......得加錢,另外資助我開機器製造廠,生產蒸汽機、汽缸、鍋爐和部件。」

  「那四千美元吧!另外幫你申請法國專利。」

  「成交。」

章節目錄