第121章 世紀荷蘭對風車動力的改進

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剛一走進翁翊皇鍊鐵的風車塔內部，李國助的目光就被鍊鐵高爐使用的鼓風裝置吸引了。

它用的並不是傳統的皮囊風箱，而是雙作用活塞式風箱，

也就是與瓦特蒸汽機的雙向汽缸結構相近的那種風箱。

據李國助所知，這種風箱在古代主要是透過人力驅動的。

雖然水排可以把水車的圓周運動轉化成直線往復運動，

但其使用的似乎主要還是皮囊風箱。

至於雙作用活塞式風箱在唐宋年間發明以後，

似乎一直都是以人力驅動，並沒有與水排相結合的記載。

但這也可能是李國助對古籍的涉獵還不夠廣泛的緣故。

在明末，主要的動力來源就是人力、畜力、水力和風力。

畜力難以精確控制風箱運動的頻率和幅度，以符合鼓風的要求。

風力又不夠穩定，同樣難以精確控制風箱運動的頻率和幅度。

水力倒是比較穩定，也可以藉助水排來驅動風箱做有規律的直線往復運動。

但金角灣周圍並沒有河流，只有一些泉水和小溪，難以提供足夠的水力。

所以要在這裡鍊鐵，理論上就只能用人力鼓風。

可偏偏用風力驅動的風箱此刻就明明白白地擺在李國助的眼前，

而且看起來運動的頻率和幅度都還算穩定。

很明顯，這裡用來轉化風車動力的裝置是借鑑了水排的結構，

一個曲柄連桿機構連線著一個豎直的齒輪和雙作用活塞式風箱的活塞桿，

曲柄連桿機構把齒輪的圓周運動轉化成直線往復運動，驅動風箱鼓風。

至於這個齒輪的動力則是來源於風車的轉動。

荷蘭風車的巨大扇葉在風力作用下旋轉，將風能轉化為風車的機械能，

再透過傳動裝置連線風車塔內的各種裝置，從而實現各種不同的用途。

連線磨盤，就能使風車塔成為磨坊。

連線榨油機，就能使風車塔成為油坊。

連線鋸木機，就能使風車塔成為鋸木工坊。

連線紡織機，就能使風車塔成為紡織工坊。

連線抽水裝置，就能使風車塔成為抽水機。

連線起重灌置，就能使風車塔成為起重機。

在17世紀，風車內的傳動裝置一般就是齒輪傳動系統，是由一系列齒輪和轉軸組成的。

風車的轉軸與一系列齒輪和轉軸相連，透過齒輪的齧合，將轉軸的轉動傳遞到其他部件。

風車轉軸的轉動，是豎直的圓周運動，透過齒輪，可以將其轉變為水平的圓周運動。

而風車最常見的兩種用途磨粉和抽水，都可以利用這種水平的圓周運動。

它可以帶動磨盤旋轉，也可以帶動阿基米德螺桿抽水。

後者是17世紀時，荷蘭風車常用的抽水方式之一。

螺桿泵由螺旋狀的螺桿和管道組成。

風車的機械能透過傳動裝置傳遞給螺桿泵，使螺桿旋轉。

當螺桿在管道內旋轉時，會將水從低地沿著螺桿螺紋提升到高地，實現抽水目的。

除此之外，17世紀的荷蘭風車還可以利用槳輪抽水。

風輪透過傳動系統帶動槳輪轉動，槳輪部分浸在水中，

隨著槳輪轉動，槳葉會將水舀起並提升到一定高度，從而將水從低處提升到高處。

但這種方式效率相對較低，提升高度有限，一般只能將水提升約1.5米。

除了傳動，齒輪還可以起到調速的作用，所以也叫變速齒輪。

齒輪的大小和齒數不同，可以改變轉速和扭矩，

大齒輪帶動小齒輪，可以增加轉速但減小扭矩，

小齒輪帶動大齒輪，則會降低轉速但增大扭矩。

抽絲剝繭地觀察了一陣風車塔內的傳動系統，李國助突然開口問道：

“翁叔，你是怎麼讓風箱穩定推拉的？風力可不是一種穩定的動力呀！”

“不是你給的圖紙上都有方法嗎？”

翁翊皇有些詫異地說道，顯然他以為李國助應該比他更清楚這些，

“這座風車可是安裝了尾舵，還用了八個船帆形的葉片呢，我幾乎就沒見它停轉過。”

“再說，這裡面不是還有變速齒輪和飛輪嗎？你肯定比我清楚它們的用途。”

“另外，這裡也