1502年秋收的时候,马林在麦地里,曾经委托达芬奇去🇦🚴研发蒸汽机。当时,马林随手画了一张蒸汽机原理图,交给阿达,便撒手不管了。
如今,一年多过去了,正好马林想起来,塔拉铅锌矿深度高达50米,可能需要抽水。所以,达芬奇的蒸汽机,就显得☰🃅🕛很重要了。
不管怎么说,机械抽水,总比人抽水要快多了,哪怕是最低级的蒸汽机。实🛞🝟🌛际上,蒸汽机在早期,也就是17世纪末和18世纪初的时候,就是用来给煤矿抽水用的,没别🖘的用途。
直到后来瓦特改良了纽科门蒸汽机,采用了分离冷凝器和循环系🜓🁰统,降低了水量消耗。而且,还搞出了一套“太阳与行星”的曲柄齿轮传动系统,才把蒸汽机的往复运动,转化为旋转运动,为蒸汽机成为动力机奠定了基础……
“哎呀,糟了,我没把‘太阳与行星’曲柄齿轮传动系📌🙜统的图样画给阿达,难怪他到现在还没出成果……”马林懊悔地一拍脑袋,想起来,自己忘记🞰把蒸汽机非常重要的把往复运动转化为旋转运动的传动系统画👛给达芬奇了。
达芬奇再🖺🗮🟃聪明,也只是个15世纪中叶到16世纪初的人。因为教廷的思想束缚,使得他不敢和别人交流先进科学知识,有些闭门造车🏟🜩,🚛未必能想出这套传动系统来。
当时,马林因为事儿多,又要想着和丹麦打仗,随手画的蒸汽机原理图,是最原始的单缸立式蒸汽机。而且,只画了蒸汽机缸体部分和简单注释了🁷活塞运动的原理。其余部分,都没有涉及。估计,有阿达烦恼的。
果然,当马林赶到达芬奇的实验室时,看到的是一个上下摇摆的很土鳖的蒸汽机⚸🖏👤,而且,运行速度很慢地在那上下♾🎁摆动。至于什么曲柄齿轮传动系统,那是没有的。
达芬奇正紧锁眉头,在考虑如何把蒸汽机运行速度变得飞快呢。因为,当初马林和他说🙄🇵过,要让机器转动,而且运行速度飞快。
这也是马林的认识🕽🏇上的🙪🍎问题了,实际上,在现代,不管是电器还是内燃机,转动速度都是飞快的。
然而,在蒸汽机出现的早期,蒸汽机的运行🗉🙯速度就是很慢的。瓦特发明的蒸汽机,效率比纽科门蒸汽机高多了,但转速也只有每分钟四五十转。而马林穿越前的现代,一🙮台电风扇,随随便便每分钟都能转上500到1500转,完全没法比的。即使到了20世纪初,蒸汽机转速也才达到每分钟100到300转。所以,是马林苛求了,而不是达芬🅽奇做的不够好。
接着,达芬奇很详细地向马林讲解了他🚽弄出来的蒸汽机的结构和原理……
这台蒸汽机的原理非常简单,就是最下面一个锅炉,烧的蒸汽,直往上窜。当蒸汽达到一定的浓度🖵,形成一定的气压后,会冲破顶部一个活动🞊💡阀门,进入上面的汽缸内,把压在底部的活塞往上顶。
当活塞被顶到一定高🄝⚇度的时候,汽缸侧面会有一个开口,让高压蒸汽泄露掉。这样,汽缸内的气压一下子放空了。在重力作用下,活塞会回落。同🁷时,锅炉和汽缸间的阀🙮门也会闭合。
通过活塞的一起一落,🙪🍎活塞顶部连着的一个🗉🙯类似平衡杆的一端,会在活塞的带动下,使得另一端的一根木杆上下运动。当然,🄹🏡若是有了瓦特发明的“太阳和行星”曲柄齿轮传动系统,这根连杆就不会是上下直线运动了,而是会通过传动系统,带动一个轮子转动。
另外,因为活塞在上升到顶部时,会有一个开口把蒸汽都释放掉。而水蒸气就是水汽化而成的。因此,锅炉里的水,也随着水蒸气的施放而减少了。若是不补🔠充水,可能会让锅炉烧干了,然后发🀨⚽生爆炸。
因此,达芬奇在汽缸底部侧边,设计了一个给水系统。这个给水系统的管道里,同样有一个活动阀门。而且,给水系统的水容器,设置得较高,有一定的水压。当汽🞴😙🁰缸内压力较大时,给水系统的阀门是关闭的。但是,🝽🐬当活塞升到最高,汽缸里的蒸汽忽然被施放时,汽缸李的气压急剧降低。这时,给水系统的水压超过汽缸的气压,然后,阀门松动,会喷出少量的水进入汽缸,之后被活塞压入锅炉里,算是加了水。
马林听了整个结构的介🙪🍎绍后,发现——这么特么就🄤是一个纽科🏃🗗🛱门蒸汽机啊……
虽然说,这个设计的确巧妙。但是,有个问题,就是给锅炉加水,其实不能在上面加。因为,锅炉里的蒸汽,都是水面形成的。从上面加水,必然会让锅📚炉里的水上层表面的温度被降低,影响蒸汽的生成。