墨工坊的議事廳里熱氣騰騰。
李晨、墨問歸、張明,還有北大學(xué)堂工事科的幾個(gè)高材生圍著一張長桌。桌上攤著新電池的圖紙,旁邊擺著那個(gè)點(diǎn)亮過電燈的樣品。
“王爺,”墨問歸指著圖紙,“按張明同學(xué)的設(shè)計(jì),這種糊狀電池可以做成任意尺寸。工坊試做了三個(gè)規(guī)格——茶壺大小、水桶大小,還有這個(gè)?!?/p>
墨問歸拍了拍手。兩個(gè)工匠抬進(jìn)來一個(gè)鐵桶,桶口用瀝青密封,側(cè)面引出兩根粗銅線。
張明眼睛發(fā)亮:“這是學(xué)生設(shè)計(jì)的大型電池!桶里裝了五十斤電解糊,電極是碳板,容量是之前樣品的二十倍!”
李晨繞著鐵桶走了一圈:“多重?”
“連桶帶料,一百二十斤?!蹦珕枤w道,“但這不是問題。王爺說得對,既然電池是工業(yè)用的,就不需要考慮便攜。電報(bào)中繼站、工坊動(dòng)力源——這些地方有的是空間,要的就是容量?!?/p>
李晨點(diǎn)頭:“思路對了。我們現(xiàn)在需要的不是小巧的電池,而是能儲(chǔ)存大量電能的‘電庫’。一個(gè)中繼站放十個(gè)這樣的鐵桶電池,輪換充放,就能保證電報(bào)二十四小時(shí)暢通。”
“可是王爺,”一個(gè)工事科學(xué)生舉手,“這么大的電池,充電怎么辦?手搖發(fā)電機(jī)要搖到什么時(shí)候?”
這話問到點(diǎn)子上了。
李晨走到窗前,指著遠(yuǎn)處墨工坊里正在測試的蒸汽機(jī)。那臺(tái)機(jī)器冒著白氣,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)著抽水機(jī)嘩嘩出水。
“看到那臺(tái)蒸汽機(jī)了嗎?蒸汽機(jī)能產(chǎn)生穩(wěn)定的機(jī)械動(dòng)力。如果……我們讓蒸汽機(jī)帶動(dòng)一個(gè)改良的手搖發(fā)電機(jī)呢?不,不是手搖,是‘蒸汽驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)’。”
議事廳里安靜了一瞬,然后響起吸氣聲。
墨問歸站起:“蒸汽機(jī)……帶動(dòng)發(fā)電機(jī)!對?。∈謸u發(fā)電機(jī)功率太小,但蒸汽機(jī)的力量足夠大!只要做個(gè)合適的傳動(dòng)裝置……”
張明激動(dòng)得臉都紅了:“學(xué)生算過!蒸汽機(jī)一個(gè)時(shí)辰做的功,夠手搖發(fā)電機(jī)搖三天!如果用蒸汽機(jī)直接帶動(dòng),充電時(shí)間能從一天縮短到……半個(gè)時(shí)辰!”
“那就做?!崩畛颗陌澹澳蠼?,你負(fù)責(zé)改裝蒸汽機(jī),做傳動(dòng)裝置。張明,你負(fù)責(zé)優(yōu)化大型電池,提高容量和循環(huán)次數(shù)。工事科的同學(xué),設(shè)計(jì)充電電路——要能監(jiān)控電壓電流,防止過充。”
“是!”
整個(gè)臘月,墨工坊燈火通明。
蒸汽機(jī)車間里,墨問歸親自監(jiān)督改造。那臺(tái)用于抽水的蒸汽機(jī)被拆開,飛輪軸上加裝了一個(gè)皮帶輪。皮帶的另一端連著一個(gè)新造的機(jī)器——外殼是鑄鐵的,里面是銅線圈和磁鐵,軸伸出接皮帶輪。
“這叫‘蒸汽發(fā)電機(jī)’?!蹦珕枤w對圍觀的工匠解釋,“蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪,飛輪通過皮帶帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子上的磁鐵在線圈里旋轉(zhuǎn),就產(chǎn)生電流?!?/p>
一個(gè)老工匠撓頭:“墨大匠,這電流……怎么接出來?”
墨問歸指著發(fā)電機(jī)外殼上的兩個(gè)銅端子:“從這里接電線,通到電池。但要注意——發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)得快,電壓就高;轉(zhuǎn)得慢,電壓就低。所以蒸汽機(jī)的轉(zhuǎn)速要穩(wěn),不能忽快忽慢?!?/p>
隔壁車間,張明帶著人制作大型電池。鐵桶從一口增加到十口,整齊排列在木架上。每個(gè)桶都引出兩根粗電線,所有電池并聯(lián)起來,增加容量。
第一次聯(lián)合測試。
蒸汽發(fā)電機(jī)已經(jīng)安裝就位,十口鐵桶電池?cái)[在一旁,電線密密麻麻。李晨、墨問歸、張明,還有十幾個(gè)工匠學(xué)生,全都屏息以待。
“點(diǎn)火。”李晨下令。
鍋爐工往爐膛里添煤?;鹈绺Z起,鍋爐里的水漸漸沸騰。壓力表指針緩緩上升——五十斤、八十斤、一百斤……
“壓力夠了!”司爐喊。
墨問歸親自扳動(dòng)閥門。蒸汽沖進(jìn)汽缸,活塞開始往復(fù)運(yùn)動(dòng),連桿帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)。飛輪越轉(zhuǎn)越快,皮帶跟著轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
“看電流表!”張明指著桌上的儀器。
電流表的指針開始抖動(dòng),然后緩緩偏轉(zhuǎn)。
“有電了!有電了!”車間里響起歡呼。
但墨問歸眉頭緊鎖:“不對……轉(zhuǎn)速不穩(wěn)。你們聽聲音——”
蒸汽機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲確實(shí)不均勻,時(shí)快時(shí)慢。電流表的指針也跟著晃動(dòng),電壓不穩(wěn)定。
“停!”李晨喊。
蒸汽機(jī)關(guān)閉,車間安靜下來。
“問題在哪?”李晨問。
墨問歸檢查傳動(dòng)裝置:“皮帶打滑。還有,蒸汽機(jī)的負(fù)載突然增加,鍋爐供汽跟不上,壓力波動(dòng)?!?/p>
張明看著電流表:“電壓波動(dòng)太大,這樣充電會(huì)損壞電池。電池需要穩(wěn)定的電壓?!?/p>
李晨沉思片刻:“兩個(gè)問題要解決。第一,傳動(dòng)要穩(wěn)——不用皮帶,用齒輪直接傳動(dòng)。第二,蒸汽機(jī)的調(diào)速要準(zhǔn)——加一個(gè)離心調(diào)速器,轉(zhuǎn)速一超限就關(guān)小進(jìn)氣閥?!?/p>
“離心調(diào)速器……”墨問歸眼睛一亮,“老朽知道!水車磨坊用過類似的裝置!但用在蒸汽機(jī)上……”
“能改嗎?”
“能!給老朽三天時(shí)間!”
接下來的三天,墨工坊晝夜不休。
齒輪傳動(dòng)裝置做出來了——蒸汽機(jī)飛輪軸直接套上大齒輪,大齒輪咬合發(fā)電機(jī)軸上的小齒輪,傳動(dòng)比精確計(jì)算過。
離心調(diào)速器也裝上了——兩根擺錘隨轉(zhuǎn)速升高而甩開,帶動(dòng)杠桿關(guān)小蒸汽閥門,轉(zhuǎn)速降下來后擺錘回落,閥門又開大。如此循環(huán),轉(zhuǎn)速就能穩(wěn)定在一個(gè)范圍內(nèi)。
除夕夜。別人家都在吃團(tuán)圓飯,墨工坊里卻聚滿了人。
第二次測試開始。
鍋爐點(diǎn)火,壓力上升。蒸汽閥門打開,活塞運(yùn)動(dòng),飛輪旋轉(zhuǎn)。這一次,運(yùn)轉(zhuǎn)聲平穩(wěn)均勻,不再忽快忽慢。
齒輪咬合,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)。電流表的指針穩(wěn)穩(wěn)地指著一個(gè)位置,不再晃動(dòng)。
“電壓穩(wěn)定!”張明激動(dòng)地喊,“可以接電池了!”
電線接通。十口鐵桶電池開始充電。每口電池旁都接了電壓表,張明帶著學(xué)生逐個(gè)記錄。
“一號(hào)桶,電壓開始上升……”
“二號(hào)桶正?!?/p>
“三號(hào)桶……”
時(shí)間一分一秒過去。蒸汽機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)電機(jī)平穩(wěn)發(fā)電,電池電壓緩緩升高。
半個(gè)時(shí)辰后,張明檢查電池狀態(tài):“充電完成八成!按照這個(gè)速度,再有兩刻鐘就能充滿!”
車間里爆發(fā)出震天的歡呼。工匠們互相擁抱,學(xué)生們跳起來。墨問歸老淚縱橫,抓著李晨的手:“王爺!成了!真的成了!”
李晨也激動(dòng),但克制著:“測試充放循環(huán)。充滿后,斷開充電,接負(fù)載放電?!?/p>
“是!”
又過兩刻鐘,電池充滿。張明斷開充電線路,接上一個(gè)特制的負(fù)載——一組并聯(lián)的電阻絲,模擬電報(bào)機(jī)的耗電。
負(fù)載接通,電阻絲開始發(fā)熱發(fā)紅。旁邊的計(jì)時(shí)沙漏開始流沙。
一個(gè)時(shí)辰、兩個(gè)時(shí)辰、三個(gè)時(shí)辰……
電阻絲一直紅著。電壓表顯示,電池電壓緩緩下降,但下降得很慢。
五個(gè)時(shí)辰后,電壓降到臨界點(diǎn)。張明斷開負(fù)載,查看記錄。
“王爺!”張明聲音顫抖,“十口鐵桶電池,充滿電耗時(shí)一個(gè)時(shí)辰,滿電狀態(tài)下可供電報(bào)機(jī)連續(xù)工作……五個(gè)半時(shí)辰!”
“循環(huán)次數(shù)呢?”
“學(xué)生做過小樣測試,這種糊狀電池至少能充放一百次以上才明顯衰減。鐵桶大型電池,估計(jì)也差不多?!?/p>
李晨心中快速計(jì)算。一個(gè)中繼站配二十口鐵桶電池,十口充電十口放電,輪換使用,就能保證二十四小時(shí)不間斷供電。充電只需要一個(gè)時(shí)辰,蒸汽發(fā)電機(jī)可以白天工作,晚上停機(jī)。
電報(bào)網(wǎng)絡(luò)的電力瓶頸——解決了!
“墨大匠,”李晨看向老工匠,“這種蒸汽發(fā)電機(jī)組,能量產(chǎn)嗎?”
“能!齒輪、調(diào)速器、發(fā)電機(jī)——所有部件都能標(biāo)準(zhǔn)化制作。一臺(tái)蒸汽機(jī)配一臺(tái)發(fā)電機(jī),就是一套‘發(fā)電機(jī)組’。潛龍工坊現(xiàn)在一個(gè)月能產(chǎn)三臺(tái)蒸汽機(jī),改成發(fā)電機(jī)組沒問題?!?/p>
“好。”李晨下令,“正月開始,全力生產(chǎn)發(fā)電機(jī)組和鐵桶電池。先做十套,配給電報(bào)中繼站。再做兩套大的,一套放北大學(xué)堂做研究,一套放工坊做動(dòng)力源?!?/p>
“是!”
正月初三,李晨在王府院子里又?jǐn)[了一場演示。
這次不再是那個(gè)小玻璃泡了。桌上并排放著十個(gè)玻璃泡,每個(gè)都有拳頭大小,碳絲更粗更長。旁邊是一個(gè)小型的蒸汽發(fā)電機(jī)組——鍋爐只有水桶大,蒸汽機(jī)拳頭大小,發(fā)電機(jī)更小,但結(jié)構(gòu)完整。
李清晨、李星晨,還有府里其他孩子圍了一圈。楚玉、柳輕顏、楊素素等妻室也都在場。
“爹爹,這次能亮多久呀?”李清晨問。
“看好了?!崩畛啃Φ?。
鍋爐點(diǎn)火,小型蒸汽機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)起來,帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。電線連接到一個(gè)鐵桶電池上——這是縮小版的,只有水壺大小。
電池充電一刻鐘后,李晨斷開發(fā)電機(jī),把電池接到十個(gè)玻璃泡上。
開關(guān)閉合。
十個(gè)玻璃泡同時(shí)亮起!溫暖的白光連成一片,照亮了整個(gè)院子,比油燈亮十倍,比蠟燭穩(wěn)百倍。
孩子們“哇”地叫成一片。大人們也忍不住驚嘆。
“真的亮了……十個(gè)都亮了……”楚玉喃喃道。
楊素素走到玻璃泡前仔細(xì)看:“王爺,這光……穩(wěn)定,不閃。比油燈好太多了?!?/p>
“而且沒有煙,沒有味?!绷p顏輕聲道,“屋里點(diǎn)這個(gè),不用怕熏黑帳子?!?/p>
李星晨拉著李晨的手:“爹爹,這個(gè)能給娘親的屋子裝嗎?娘親晚上看公文,油燈暗,傷眼睛?!?/p>
“能?!崩畛勘鹋畠?,“等開春,第一批發(fā)電機(jī)組和電池就運(yùn)往鎮(zhèn)北新城。給你娘親的刺史府先裝上?!?/p>
“太好了!”李星晨拍手。
演示持續(xù)了一個(gè)時(shí)辰。十個(gè)玻璃泡一直亮著,光線穩(wěn)定如初。電池電壓緩慢下降,但直到孩子們困了要睡覺,光還是很亮。
熄燈后,院子里安靜下來。但每個(gè)人心中都亮著一團(tuán)火——那是看到未來的興奮。
書房里,李晨和墨問歸、張明做最后總結(jié)。
“王爺,”張明匯報(bào),“大型電池的成本算出來了。一口鐵桶電池,材料加人工,成本約五兩銀子。但能用三年以上,充放百次。攤下來,一次充放成本不到五個(gè)銅錢。”
“蒸汽發(fā)電機(jī)組呢?”李晨問。
墨問歸道:“標(biāo)準(zhǔn)型的一套,成本八十兩。但能日夜發(fā)電,給幾十口電池充電。一個(gè)中繼站配一套機(jī)組、二十口電池,總投資不到兩百兩,就能保證電報(bào)二十四小時(shí)暢通?!?/p>
李晨點(diǎn)頭:“值。傳令下去,正月十五后,全力生產(chǎn)。先保障潛龍到鎮(zhèn)北新城的電報(bào)線路,所有中繼站都要配齊發(fā)電機(jī)組和電池組。”
“是!”
正月初五,第一套正式發(fā)電機(jī)組在墨工坊安裝完成。這臺(tái)機(jī)組不再是小樣,而是真正的工業(yè)級(jí)——鍋爐有馬車大,蒸汽機(jī)一人高,發(fā)電機(jī)像個(gè)大鐵柜。
機(jī)組啟動(dòng)時(shí),整個(gè)工坊都能聽到平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲。發(fā)出的電充入二十口鐵桶電池,電池組再給工坊的照明供電。
那天晚上,墨工坊第一次在夜里亮如白晝。三十個(gè)玻璃泡掛在車間各處,工匠們第一次在明亮的燈光下夜班干活,效率提高三成。
消息傳開,整個(gè)潛龍都轟動(dòng)了。
北大學(xué)堂的學(xué)生們跑來參觀,看到燈光下的車間,一個(gè)個(gè)目瞪口呆。
“這就是電……”一個(gè)學(xué)生喃喃道,“真的……真的做到了……”
李晨站在工坊門口,看著燈火通明的車間,心中涌起豪情。
從伏打電池到干電池,從手搖發(fā)電到蒸汽發(fā)電,從一個(gè)小燈泡到整個(gè)車間照明……
這一步,邁出去了。
電力時(shí)代的大門,推開了一條縫。
光已經(jīng)照進(jìn)來了。
接下來要做的,是把門徹底推開,讓光照亮更多地方。
聽竹書屋 致力于提供 李不破城《饑荒年代:我要養(yǎng)村里30個(gè)女人》全本閱讀體驗(yàn)。本章 第737章 從手搖發(fā)電到蒸汽發(fā)電 已結(jié)束,請繼續(xù)下一章。
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