昙花一现的巨型蒸汽机

发布时间:2023-01-11 10:46:06 来源:我的引擎  作者:我的引擎

在谈到蒸汽机时,大家马上就会想到瓦特,在众多介绍蒸汽机这段发明史时,既没有人提到18世纪的俄罗斯曾经建造出一台巨型蒸汽机并投入生产应用,更没有人知道这台蒸汽机的设计和制造者包尔祖诺夫其人。为此俄罗斯大声疾呼,并列举了包尔祖诺夫的发明和他的坎坷遭遇。造成这一结果的原因,一方面是由于发明的这种蒸汽机昙花一现,未得到推广,未能获得社会的认同。另一方面也从层面反映出当时俄国政府不重视知识、不重视人才所造成的。

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包尔祖诺夫于1728年出生于俄罗斯的叶卡德琳堡,18岁那年被派到柯雷文一伏斯克列森工厂,希望在今后能够担任采矿、熔炼、冶金等工作。

来到工厂后,他看到工厂所有的机器全部是由慢悠悠转动的水轮机推动,于是就萌发了要创造一种蒸汽发动机来取代粗陋、笨重的水轮的想法,用他自己的话就是“推翻水的领导权”。

为了实现这一目标,并证明小小的蒸汽机就可以具有比水轮更大的动力性,他先从用在冶金炉旁的鼓风炉开始革新,随后就发明了圆筒形鼓风器。

这种鼓风器的原理就是利用蒸汽力去推动活塞鼓风产生气流,相当于汽动风箱,它比旧式风箱靠一推一拉产生的气流要强大得多,因此能穿透炼铁炉里的矿石层和炭层,使其充分燃烧并达到炽热的温度,从而提高了冶金的效率。

但这和当时欧洲研究的利用蒸汽机工作的原理恰好相反,利用蒸汽推动活塞转化为机械功。接着,包尔祖诺夫决定制造一部“火力机”, “它能够按照我们想要它做的工作来调整”。

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1763年,包尔祖诺夫向他工作的柯雷文一伏斯克列森工厂厂长提出了他的蒸汽机设计,后被送到彼得堡,由五等文官什拉吉尔审查,审查批示为“这种创见应该作为新发明受到推崇”。于是它的设计有幸投入试制。

由于当时所有庞大的机器如水轮机之类,全部都是由木头制成的木结构,而包尔祖诺夫认为蒸汽机应该全部由金属制成。但当时的工艺条件,要想一步就造出全部合格的各种型式的金属部件,工艺过程是很复杂也是很困难的。为此,他打算先造一部小型的蒸汽机。

但上级领导确认为,造“大型”蒸汽机和“小型”的蒸汽机并没有什么根本的区别,要造就造一台真家伙出来可以马上应用。于是包尔祖诺夫只好带着2名青年学徒和几名工人,在没有任何其他帮助的情况下,开始建造自己设计的大型蒸汽机,有3层楼房高,建成后可以同时向10座炼铁炉供给冶炼时必需不断补进的帮助燃烧的空气。

根据文献记载,这台蒸汽机的工作原理大致如此:水在金属锅炉里烧沸,蒸汽通过分汽装置分别从管道中通向两台立式汽缸中,汽缸里的活塞受到蒸汽的推动,将动作传递给与活塞联接的杠杆上,而杠杆的另一端与风箱的活塞相连接。这样,汽缸里活塞的不断动作,带动风箱里活塞的不断推拉,从而实现不断向炼铁炉送风的作用。

据说,包尔祖诺夫还设计了给锅炉自动添水的装置和维持蒸汽机不间断工作的装置。

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1766年5月,包尔祖诺夫设计的蒸汽机终于制造成功,不幸的是,5月6日那天,年仅38岁的包尔祖诺夫在异常繁重的工作和穷困的折磨中辞世了。

在包尔祖诺夫去世几天后,这台蒸汽机才正式启动。在开始的前几个月里,蒸汽机为炼铁炉送风,工作运转良好。可是后来发现,活塞与气缸之间的吻合的不紧密,他那无知的上司,下令在活塞上面包了一层桦树皮,以消除活塞与气缸之间的间隙。结果更糟,“树皮极不驯服,有孔的地方开始大量流水”。

1766年11月10日,这台巨大的蒸汽机在大约工作了6个月之后被批停止运行。原因是由于锅炉是由铜板铆接而成,铆接技术不过硬导致产生严重的漏水。

1779年,阿尔泰工厂领导下令将这台蒸汽机拆除,于是包尔祖诺夫的蒸汽机和他本人一样,彻底在地球上消失了。那块地方已成为一片废墟,只在民间仍将它称为“包尔祖诺夫瓦砾场”,表达了当地人民对包尔祖诺夫的怀念。


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