院子中央,一个巨大的、奇形怪状的木头和金属组合体正在轰鸣运作。
主体是一个卧式的蒸汽机,通过一套复杂的齿轮和连杆,驱动着两个气缸里的活塞往复运动,活塞杆又连接着另一套曲柄连杆,带动着一个竖立的巨大飞轮旋转,飞轮上缠绕着皮索,连接到一个绞盘上。
随着飞轮的旋转,绞盘收紧皮索,将远处一个模拟矿坑里的大木桶缓缓提拉上来,然后在一个巧妙设计的机关作用下,木桶倾斜,将里面的水倒入排水沟。
整个过程虽然略显笨重嘈杂,却充满了力量感,而且看起来运行得相当稳定。
李贤正蹲在机器旁,手里拿着炭笔和木板,记录着什么。他穿着一身沾满油污和木屑的短打衣衫,袖子挽到手肘,小脸上也蹭了几道黑印,神情却异常专注,嘴里还念念有词。
墨衡站在他身边,背着手,花白的胡须随着他微微颔首的动作轻轻颤动,眼中满是赞赏。
周围还围着几个将作监的官员和匠人头目,都目不转睛地看着机器运转,不时低声交谈,脸上带着兴奋。
“好!”一个工部来的官员忍不住拍手赞道,“十二公子此法大妙!这卧轮比之前的立轮更省地方,更适合狭窄坑道!这连杆曲轴的设计也精巧,力气更大,还更稳当了!”
李贤听到声音,这才从专注中回过神,抬头看见李贞和慕容婉,先是愣了一下,随即眼睛一亮。
他把手里的木板和炭笔往旁边匠人手里一塞,用袖子胡乱抹了把脸,快步跑了过来:“父王!慕容姨娘!你们怎么来了?”
他跑到近前,才想起自己一身邋遢,有些不好意思地停住脚。
慕容婉走上前,掏出手帕,温柔地帮他擦掉脸上的污渍,笑道:“瞧瞧,都快成小炭人了。你父王听说你又有了好东西,特意过来看看。”
李贞打量着眼前轰隆作响的机器,又看看儿子发亮的眼睛和虽然脏污却神采飞扬的小脸,心中那点因朝堂阴霾带来的郁气散去了大半。
他走到机器近前,仔细观看其运作,问道:“这便是你改进的蒸汽机?用于矿山排水的?”
“是,父王!”
李贤立刻来了精神,也顾不上脏了,拉着李贞的衣袖,指向机器的各个部分,语速飞快地讲解起来,“您看这里,我改进了齿轮的齿比,让力量传递更有效率。最重要的是这里,这两个气缸和活塞,还有这套曲柄连杆……”
他一边说,一边从旁边匠人手里拿过炭笔,在一块干净的木板上飞快地画出简图,对比着实物:“之前的立式机器,活塞上下运动,带动横杆,再通过摇杆提拉水斗,力气损耗大,而且容易卡住。
我把它改成卧式,活塞水平运动,通过这个曲轴直接转化成飞轮的旋转力,再通过绞盘提拉,不仅力量更直接,运行也更平稳!
墨先生说,同样的锅炉,现在的机器力气比之前大了差不多三成,而且更省煤,因为锅炉的压力可以稍微降低一点,更安全!”
李贞虽然对机械原理不算精通,但他见识广博,而且李贤讲解得深入浅出,还配上草图,他很快便明白了关键所在。
他指着那飞轮和绞盘:“这个设计,倒是巧妙。如此一来,不仅可以排水,若是换上别的机具,是不是也能用来粉碎矿石,或者牵引重物?”
李贤用力点头,眼睛更亮了:“父王明鉴!我和墨先生也这么想!理论上,只要改变飞轮输出的连接方式,它可以带动很多需要大力气的工具!
比如拉风箱鼓风,驱动锻锤,甚至……将来如果我们能把锅炉做得更小,力量更大,说不定能直接装在车上、船上,自己会跑会走!”
墨衡此时也走了过来,向李贞和慕容婉行礼,捻着胡须叹道:“王爷,慕容夫人,十二公子于格物之道,实乃天纵之才。老朽钻研此道数十年,许多关节处仍是知其然不知其所以然。
十二公子却能别出心裁,化繁为简,直指核心。这卧式蒸汽机,老朽也想过,却总困于曲轴传动之力学平衡难题,迟迟未能完善。十二公子几番演算,又做了许多小模型测试,竟将此难关一举攻克!后生可畏,后生可畏啊!”
能得到墨衡如此赞誉,足见李贤这项改进的分量。周围的将作监官员和匠人们也纷纷点头,看向李贤的目光充满了佩服。
一个工部来的员外郎感慨道:“下官记得,前隋宇文恺也曾制过类似水力机械,用于宫室营造,然笨重无比,效率低下,后弃之不用。十二公子此法,巧夺天工矣!”
李贞心中欣慰,拍了拍儿子的肩膀,入手觉得这孩子似乎比以前更结实了些,想来是常在将作监动手劳作之故。“好!不枉你日夜在此钻研。此物于国于民,大有裨益。墨卿,依你看,此改进可能推广?”
墨衡正色道:“回王爷,此法原理清晰,结构较之前更为合理,虽制造需精密工匠,但以我将作监之力,加以推广培训,数月之内,当可在有条件的矿山推广试用。
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