通過活塞的一起一落,活塞頂部連著的一個類似平衡桿的一端,會在活塞的帶動下,使得另一端的一根木桿上下運動。當然,若是有了瓦特發明的“太陽和行星”曲柄齒輪傳動系統,這根連桿就不會是上下直線運動了,而是會通過傳動系統,帶動一個輪子轉動。
另外,因為活塞在上升到頂部時,會有一個開口把蒸汽都釋放掉。而水蒸氣就是水汽化而成的。因此,鍋爐里的水,也隨著水蒸氣的施放而減少了。若是不補充水,可能會讓鍋爐燒干了,然后發生爆炸。
因此,達芬奇在汽缸底部側邊,設計了一個給水系統。這個給水系統的管道里,同樣有一個活動閥門。而且,給水系統的水容器,設置得較高,有一定的水壓。當汽缸內壓力較大時,給水系統的閥門是關閉的。但是,當活塞升到最高,汽缸里的蒸汽忽然被施放時,汽缸李的氣壓急劇降低。這時,給水系統的水壓超過汽缸的氣壓,然后,閥門松動,會噴出少量的水進入汽缸,之后被活塞壓入鍋爐里,算是加了水。
馬林聽了整個結構的介紹后,發現這么特么就是一個紐科門蒸汽機啊
雖然說,這個設計的確巧妙。但是,有個問題,就是給鍋爐加水,其實不能在上面加。因為,鍋爐里的蒸汽,都是水面形成的。從上面加水,必然會讓鍋爐里的水上層表面的溫度被降低,影響蒸汽的生成。
所以,馬林記得,后世的蒸汽循環系統,一般都是在鍋爐側下位置,給鍋爐加水的。這樣,不會降低鍋爐里水的最上層的溫度,不影響水蒸氣的大量生成。
而紐科門蒸汽機的缺點就在于此,從上面加水,會降低表層熱水的溫度,減少水蒸氣的生成。這樣一來,蒸汽機的水蒸氣量受到了影響,功率和運行速度就都降低了。
而后來搞出來的從側下面加水,不但可以避免表層水溫度降低的問題。而且,把冷水加入下面,更加靠近燃燒室,也更能快速地被加熱。
“對啊,水蒸氣循環系統”馬林一拍腦袋,想起了這個蒸汽機的缺點在哪兒了。
瓦特改造紐科門蒸汽機,最重要的就是兩點第一是添加了“太陽和行星”曲柄齒輪傳動系統,使得蒸汽機的運行,從往復式運動,轉化成了實用的轉動;第二就是,添加了一個帶有分離式冷凝器的水循環系統。
當蒸汽機上端的水蒸氣泄露出去后,不是直接排到空氣中,而是通過一個管道,進入一個管道周圍全是冷水的冷凝器里。為了增加冷卻接觸面積,浸泡在冷凝器水中的管道,一般設計成彎曲的,以強化冷凝器的冷凝效果。而且,冷凝器里的水,是經常更換的。一旦熱了,就會換成冷水。而且,冷凝用水,要求不高,啥水都可以,海水也成。不像鍋爐里的水,為了防止結垢影響效率,一般都使用潔凈的淡水。
水蒸氣在冷凝器里凝結成水后,會通過一個管道,連通鍋爐側下方,將冷卻好的水,送入鍋爐里,形成一個循環。這樣一來,鍋爐里的水,基本就不怎么損耗了。而鍋爐,也不需要經常從外面加水。畢竟,從外部加水,很容易讓熱起來的鍋爐冷卻下去,影響蒸汽機效率。
不過,也不是說有了這個冷凝循環系統后,就不用加水了。因為,汽缸的活塞,不是百分百密封的。做功的時候,也會有少部分蒸汽,從汽缸和活塞間的空隙里逸散出去。
所以,即使有了冷凝循環系統。過一段時間,鍋爐還是要從外部加一次水的。就像當初的綠皮老火車,靠站的時候,就經常要加水。鍋爐的水要加,冷卻水同樣要加。