第655章 从手摇发电到蒸汽发电（第1页）

墨工坊的议事厅里热气腾腾。李晨、墨问归、张明，还有北大学堂工事科的几个高材生围着一张长桌。桌上摊着新电池的图纸，旁边摆着那个点亮过电灯的样品。“王爷，”墨问归指着图纸，“按张明同学的设计，这种糊状电池可以做成任意尺寸。工坊试做了三个规格——茶壶大小、水桶大小，还有这个。”墨问归拍了拍手。两个工匠抬进来一个铁桶，桶口用沥青密封，侧面引出两根粗铜线。张明眼睛发亮：“这是学生设计的大型电池！桶里装了五十斤电解糊，电极是碳板，容量是之前样品的二十倍！”李晨绕着铁桶走了一圈：“多重？”“连桶带料，一百二十斤。”墨问归道，“但这不是问题。王爷说得对，既然电池是工业用的，就不需要考虑便携。电报中继站、工坊动力源——这些地方有的是空间，要的就是容量。”李晨点头：“思路对了。我们现在需要的不是小巧的电池，而是能储存大量电能的‘电库’。一个中继站放十个这样的铁桶电池，轮换充放，就能保证电报二十四小时畅通。”“可是王爷，”一个工事科学生举手，“这么大的电池，充电怎么办？手摇发电机要摇到什么时候？”这话问到点子上了。李晨走到窗前，指着远处墨工坊里正在测试的蒸汽机。那台机器冒着白气，飞轮转动，带动着抽水机哗哗出水。“看到那台蒸汽机了吗？蒸汽机能产生稳定的机械动力。如果……我们让蒸汽机带动一个改良的手摇发电机呢？不，不是手摇，是‘蒸汽驱动发电机’。”议事厅里安静了一瞬，然后响起吸气声。墨问归站起：“蒸汽机……带动发电机！对啊！手摇发电机功率太小，但蒸汽机的力量足够大！只要做个合适的传动装置……”张明激动得脸都红了：“学生算过！蒸汽机一个时辰做的功，够手摇发电机摇三天！如果用蒸汽机直接带动，充电时间能从一天缩短到……半个时辰！”“那就做。”李晨拍板，“墨大匠，你负责改装蒸汽机，做传动装置。张明，你负责优化大型电池，提高容量和循环次数。工事科的同学，设计充电电路——要能监控电压电流，防止过充。”“是！”整个腊月，墨工坊灯火通明。蒸汽机车间里，墨问归亲自监督改造。那台用于抽水的蒸汽机被拆开，飞轮轴上加装了一个皮带轮。皮带的另一端连着一个新造的机器——外壳是铸铁的，里面是铜线圈和磁铁，轴伸出接皮带轮。“这叫‘蒸汽发电机’。”墨问归对围观的工匠解释，“蒸汽机转动飞轮，飞轮通过皮带带动发电机转子，转子上的磁铁在线圈里旋转，就产生电流。”一个老工匠挠头：“墨大匠，这电流……怎么接出来？”墨问归指着发电机外壳上的两个铜端子：“从这里接电线，通到电池。但要注意——发电机转得快，电压就高；转得慢，电压就低。所以蒸汽机的转速要稳，不能忽快忽慢。”隔壁车间，张明带着人制作大型电池。铁桶从一口增加到十口，整齐排列在木架上。每个桶都引出两根粗电线，所有电池并联起来，增加容量。第一次联合测试。蒸汽发电机已经安装就位，十口铁桶电池摆在一旁，电线密密麻麻。李晨、墨问归、张明，还有十几个工匠学生，全都屏息以待。“点火。”李晨下令。锅炉工往炉膛里添煤。火苗窜起，锅炉里的水渐渐沸腾。压力表指针缓缓上升——五十斤、八十斤、一百斤……“压力够了！”司炉喊。墨问归亲自扳动阀门。蒸汽冲进汽缸，活塞开始往复运动，连杆带动飞轮旋转。飞轮越转越快，皮带跟着转动，带动发电机的转子。“看电流表！”张明指着桌上的仪器。电流表的指针开始抖动，然后缓缓偏转。“有电了！有电了！”车间里响起欢呼。但墨问归眉头紧锁：“不对……转速不稳。你们听声音——”蒸汽机的运转声确实不均匀，时快时慢。电流表的指针也跟着晃动，电压不稳定。“停！”李晨喊。蒸汽机关闭，车间安静下来。“问题在哪？”李晨问。墨问归检查传动装置：“皮带打滑。还有，蒸汽机的负载突然增加，锅炉供汽跟不上，压力波动。”张明看着电流表：“电压波动太大，这样充电会损坏电池。电池需要稳定的电压。”李晨沉思片刻：“两个问题要解决。第一，传动要稳——不用皮带，用齿轮直接传动。第二，蒸汽机的调速要准——加一个离心调速器，转速一超限就关小进气阀。”“离心调速器……”墨问归眼睛一亮，“老朽知道！水车磨坊用过类似的装置！但用在蒸汽机上……”“能改吗？”“能！给老朽三天时间！”小主，这个章节后面还有哦，，后面更精彩！接下来的三天，墨工坊昼夜不休。齿轮传动装置做出来了——蒸汽机飞轮轴直接套上大齿轮，大齿轮咬合发电机轴上的小齿轮，传动比精确计算过。离心调速器也装上了——两根摆锤随转速升高而甩开，带动杠杆关小蒸汽阀门，转速降下来后摆锤回落，阀门又开大。如此循环，转速就能稳定在一个范围内。除夕夜。别人家都在吃团圆饭，墨工坊里却聚满了人。第二次测试开始。锅炉点火，压力上升。蒸汽阀门打开，活塞运动，飞轮旋转。这一次，运转声平稳均匀，不再忽快忽慢。齿轮咬合，带动发电机转子高速旋转。电流表的指针稳稳地指着一个位置，不再晃动。“电压稳定！”张明激动地喊，“可以接电池了！”电线接通。十口铁桶电池开始充电。每口电池旁都接了电压表，张明带着学生逐个记录。“一号桶，电压开始上升……”“二号桶正常……”“三号桶……”时间一分一秒过去。蒸汽机稳定运转，发电机平稳发电，电池电压缓缓升高。半个时辰后，张明检查电池状态：“充电完成八成！按照这个速度，再有两刻钟就能充满！”车间里爆发出震天的欢呼。工匠们互相拥抱，学生们跳起来。墨问归老泪纵横，抓着李晨的手：“王爷！成了！真的成了！”李晨也激动，但克制着：“测试充放循环。充满后，断开充电，接负载放电。”“是！”又过两刻钟，电池充满。张明断开充电线路，接上一个特制的负载——一组并联的电阻丝，模拟电报机的耗电。负载接通，电阻丝开始发热发红。旁边的计时沙漏开始流沙。一个时辰、两个时辰、三个时辰……电阻丝一直红着。电压表显示，电池电压缓缓下降，但下降得很慢。五个时辰后，电压降到临界点。张明断开负载，查看记录。“王爷！”张明声音颤抖，“十口铁桶电池，充满电耗时一个时辰，满电状态下可供电报机连续工作……五个半时辰！”“循环次数呢？”“学生做过小样测试，这种糊状电池至少能充放一百次以上才明显衰减。铁桶大型电池，估计也差不多。”李晨心中快速计算。一个中继站配二十口铁桶电池，十口充电十口放电，轮换使用，就能保证二十四小时不间断供电。充电只需要一个时辰，蒸汽发电机可以白天工作，晚上停机。电报网络的电力瓶颈——解决了！“墨大匠，”李晨看向老工匠，“这种蒸汽发电机组，能量产吗？”“能！齿轮、调速器、发电机——所有部件都能标准化制作。一台蒸汽机配一台发电机，就是一套‘发电机组’。潜龙工坊现在一个月能产三台蒸汽机，改成发电机组没问题。”“好。”李晨下令，“正月开始，全力生产发电机组和铁桶电池。先做十套，配给电报中继站。再做两套大的，一套放北大学堂做研究，一套放工坊做动力源。”“是！”正月初三，李晨在王府院子里又摆了一场演示。这次不再是那个小玻璃泡了。桌上并排放着十个玻璃泡，每个都有拳头大小，碳丝更粗更长。旁边是一个小型的蒸汽发电机组——锅炉只有水桶大，蒸汽机拳头大小，发电机更小，但结构完整。李清晨、李星晨，还有府里其他孩子围了一圈。楚玉、柳轻颜、杨素素等妻室也都在场。“爹爹，这次能亮多久呀？”李清晨问。“看好了。”李晨笑道。锅炉点火，小型蒸汽机运转起来，带动发电机。电线连接到一个铁桶电池上——这是缩小版的，只有水壶大小。电池充电一刻钟后，李晨断开发电机，把电池接到十个玻璃泡上。开关闭合。十个玻璃泡同时亮起！温暖的白光连成一片，照亮了整个院子，比油灯亮十倍，比蜡烛稳百倍。孩子们“哇”地叫成一片。大人们也忍不住惊叹。“真的亮了……十个都亮了……”楚玉喃喃道。杨素素走到玻璃泡前仔细看：“王爷，这光……稳定，不闪。比油灯好太多了。”“而且没有烟，没有味。”柳轻颜轻声道，“屋里点这个，不用怕熏黑帐子。”李星晨拉着李晨的手：“爹爹，这个能给娘亲的屋子装吗？娘亲晚上看公文，油灯暗，伤眼睛。”“能。”李晨抱起女儿，“等开春，第一批发电机组和电池就运往镇北新城。给你娘亲的刺史府先装上。”“太好了！”李星晨拍手。演示持续了一个时辰。十个玻璃泡一直亮着，光线稳定如初。电池电压缓慢下降，但直到孩子们困了要睡觉，光还是很亮。熄灯后，院子里安静下来。但每个人心中都亮着一团火——那是看到未来的兴奋。书房里，李晨和墨问归、张明做最后总结。小主，这个章节后面还有哦，，后面更精彩！“王爷，”张明汇报，“大型电池的成本算出来了。一口铁桶电池，材料加人工，成本约五两银子。但能用三年以上，充放百次。摊下来，一次充放成本不到五个铜钱。”“蒸汽发电机组呢？”李晨问。墨问归道：“标准型的一套，成本八十两。但能日夜发电，给几十口电池充电。一个中继站配一套机组、二十口电池，总投资不到两百两，就能保证电报二十四小时畅通。”李晨点头：“值。传令下去，正月十五后，全力生产。先保障潜龙到镇北新城的电报线路，所有中继站都要配齐发电机组和电池组。”“是！”正月初五，第一套正式发电机组在墨工坊安装完成。这台机组不再是小样，而是真正的工业级——锅炉有马车大，蒸汽机一人高，发电机像个大铁柜。机组启动时，整个工坊都能听到平稳的运转声。发出的电充入二十口铁桶电池，电池组再给工坊的照明供电。那天晚上，墨工坊第一次在夜里亮如白昼。三十个玻璃泡挂在车间各处，工匠们第一次在明亮的灯光下夜班干活，效率提高三成。消息传开，整个潜龙都轰动了。北大学堂的学生们跑来参观，看到灯光下的车间，一个个目瞪口呆。“这就是电……”一个学生喃喃道，“真的……真的做到了……”李晨站在工坊门口，看着灯火通明的车间，心中涌起豪情。从伏打电池到干电池，从手摇发电到蒸汽发电，从一个小灯泡到整个车间照明……这一步，迈出去了。电力时代的大门，推开了一条缝。光已经照进来了。接下来要做的，是把门彻底推开，让光照亮更多地方。：（）饥荒年代：我要养村里30个女人