第四十章 水轮风箱

    从南阳府向城县沿东赵河往北行二十里即为龙潭岭，徐怀在韩圭等人的陪同下，站在龙潭岭老鸦崖往东眺望，东赵河宛如一条浅绿色的绸带拖拽于逶迤的群岭之间。


    沿着东赵河西岸河谷修建的古驿道，乃是宛洛古道的一部分，近年经过一番修缮，此时已经焕发勃勃生机，车马络绎不绝的经此南下前往宛城，与碧波荡漾的河面上密集的平底筏船相映成趣。


    宛洛古道分为两条线，东线也是世人所最为熟知的、沿唐河北上的方城隘道，道路相对宽敞得多，也是荆湖北接河洛、河淮的主干道。


    除了方城隘道外，宛洛古道还有一条位于伏牛山之中的西线，又称三鸦路。


    西线三鸦路乃是从洛阳南下，经广成、汝阳，翻越汝阳东南九峰山下的垭口，进入鲁山县，然后跨越沙河上游的河道，翻越鲁山县与向城县的分水岭垭口进入鲁山县，沿东赵河南下至向城县城，接入向城至???????????????宛城的驿道。


    西线乃是南阳盆地曾经的经济、文化、政治中心宛城距离洛阳最近的一条道。


    不过，随着宛城地位的下降，以及大越立朝以来，地方州县官员忽略对道路、水利等大型工程的修造与维护，绝大多数的商旅都会选择更为通畅、便捷的方城道，实际上也远不了一两百里路。


    而伏牛山中也是盗匪滋生，三鸦路也就渐渐沦为伏牛山中村寨通往外界的山路野径；鲁山与向城县交界处的古驿道，在几十年前被山洪冲毁后无人想着修缮，就彻底荒废中断了。


    现在除了制司在东赵河西岸开采铁矿、冶炼铁料，大规模拓宽从龙潭岭到向城这一小段二十余里的旧道外，在伏牛山之中推行乡司制也有两三年时间了，各乡司一项最主要的工作就是积极修缮道路，打通山区与外界的联络，保证山里所产的茶药桐油等物产能源源不断运出山去。


    此时的三鸦路虽说整体上还远不如前朝，但现在已经恢复畅通。


    进一步修缮三鸦路已经提上日程，但徐怀此次来龙潭岭，却非视察三鸦路及向城县北部的云阳关（巡检司）修建，而是为龙潭岭铁场而来。


    徐怀他们站在老鸦崖上，能将在龙潭岭南侧坡谷上的铁场尽收眼底。


    相比较十八里铺铁场炼铁炉沿天然溪涧水道呈线性分布，龙潭岭铁场是同样在老鸭河的上游修造大型陂塘蓄水，但在石坝的下方，却就着地势大致平行的开凿出四条人工水渠。


    除了水渠的宽度、坡度根据需求设计外，水势大小也可以通过水闸进行控制、调节，以便分布更多的水轮风机以及破碎矿石的水碓等器械稳定的动转。


    也是铁场这样的布局，使得龙潭岭铁场以不到两千匠工、八座两丈多高的炼铁炉，去年就成功完成一千万斤铁料的总产量。


    当然，仅仅如此，还不值得徐怀在百忙之中专程跑一趟。


    徐怀此行的真正目标是龙潭岭工场新建一座炼铁炉投入试运行已经有一个月了，目前正进行最后的技术总结，即将全面启用。


    这座炼铁炉除了炉体规模更为庞大，炉体高逾三丈外，在炉膛结构上与以往并没有太大的区别。


    最大的不同，乃是采用最新的水机风箱，可以说是楚山这些年来在水力器械制造领域的集大成者。


    传统的水排鼓风乃是汉代南阳太守杜诗所创，也是用于冶铁——汉代南阳一带冶铁业就已经相当发达。


    水排鼓风乃是以大型竖轮置于湍流之中，以水流带动竖轮，再以与竖轮连接的曲杆带动熟牛皮缝制的皮囊启闭对炼铁炉进行鼓风。


    然而自汉代以来，小型的人力鼓风设备早已经从最初的皮囊，发展到往复式活塞结构的风箱。


    可惜的是，受冶铁规模及技???????????????术发展水平的限制，也由于大型风箱结构的不稳定，往复式活塞结构的风箱，自前朝末年问世以来，逾一百五十余年间，并没能与水轮进行结合，用于大规模的钢铁冶炼之中。


    沈约在十八里坞铁场发明连炉炼铁之后，徐怀就提出要将往复式活塞风箱与水轮进行结合，当年就造出全新的双卧轮水力风机。


    双卧轮水力风机，主体结构是两只卧式巨轮以精铁所铸的长轴相接，下轮置入湍流之中，带动上轮转动，然后用曲杆连接风箱的拉杆，实现前后的往复运动。


    最初的卧式水力风箱虽然也成功用于铁料冶炼，但限制很大。


    水轮造小了，需要极其强劲的水流才能够驱动风箱；水轮造大了，转运一圈的周期又太长，这时候就需要风箱结构足够大，才能往炉体里一次鼓入足够的风量。


    去年因为赤扈汗王驾崩，京西、河洛敌军大幅度收缩防线，徐怀有很短一段闲暇时间，拉着沈约、喻承珍、庄庸、庄守信等人一起推敲冶炼、锻铸等法目前所存在的瓶颈。


    当时徐怀提出给水轮风机增加变速齿轮结构。


    这样只需要相对平缓而稳定的水流驱动大型水轮，就能通变速齿轮及曲杆实现风箱快速往复运动——风箱结构也不需要多大，甚至可以实现多组风箱给炉体鼓风。


    事实上秦汉时期，中原匠师就已经初步掌握齿轮的制造与使用方法，指南车、计里鼓车以及各种天文器械，不仅大量使用齿轮进行传动，还实现减速、加速传动。


    早在晋代，名臣杜预发明的水转连磨，甚至就已经将齿轮传动应用于水力器械（水磨）之中，甚至还是实现了单水轮同时驱动多只石磨的复杂结构。


    奈何当世匠术在承前启后、融会贯通的传承、传播以及进一步推衍、研究等方面存在严重的缺陷——偏偏冶金等适宜大规模采用水力器械的领域，一直并没有得到真正的发展。


    不过，基础都是存在的，很多事情都是一点即透。


    何况除开喻承珍乃天文、器械等领域的宗师级人物，带领一批弟子投奔京襄（楚山）有好些年，京襄这些年来在各种器械制造以及使用上积累大量的经验。


    在徐怀点透关键处之后，制备全新的水轮风箱也不存在跨越不过去的障碍。


    匠师学舍先在十八里坞铁场试制小型的水轮风箱，配合炼铁炉使用，经过一年多时间的摸索，龙潭岭铁场新建的这座炼铁炉，可以说是集京襄（楚山）之大成者，底部一共采用了四组水轮风箱送风。


    当然，也主要因为京襄（楚山）这些年积累的铸造技术远远凌驾于当世之上，所锻造的水轮风箱构件各方面性能超群，也相当的精密，才能制造出足够大的水轮，通过驱动精密变速传运部件，带动风箱快速而强劲???????????????的往炉体之中鼓风。


    新炉已经试运行近一个月，当月就产出十六万斤的铁料，是以往单炉产出记录的两倍，等正式运转起来，煤铁监预计这座炼铁炉年产出将高达四百万斤。


    去年京襄年铁料产出高达两千五百万斤，就已经令人匪夷所思了；现在一座炼铁炉一年就能产四百万斤铁料，放在之前，又是谁所敢想象的？


    由于新式水轮风箱的使用，不仅能使单炉炼铁量大增，也由于燃烧更充分、对铁矿石熔炼更快速，单位熟炭的使用量则大幅降低到之前的二分之一以上。


    接下来制约京襄铁料产能的瓶颈，则完全传导到铁矿石的开采与破碎上。


    事实上楚山早就在矿区采用硬木轨道方便矿石的规模运输。


    这是秦汉时期就有的技术，只不过枕木、轨枕都是采用硬木制作，然后用牛马拉动特制的轨道车，以极大提高运输效率。


    龙潭岭铁场到矿区之间，也已经铺设了一条长达十二里的硬木轨道，甚至在铁场与七八里外的东赵河码头之间，也铺设了硬木轨道。


    目前京襄铁料产出已经突破极限，后续计划采用铸铁取代之前的硬木轨道，相信能进一步提升铁矿石的开采运输规模——而铁矿石的破碎也基本上采用大型水力碓机进行。


    水碓也是早在汉朝就已经发明出来的舂捣式水力器械，最初用来对谷物进行捶打破壳，舂锤木制；到前朝时期逐步发展到香料、竹篾纸浆以及矿石等领域，都有采用水碓进行捣碎作业。


    采用新式水力传动结构的新造矿石碓机，无论是破碎强度，还是运转效率都要高得多。


    而新式水力传动结构的使用，给京襄（楚山）的兵甲制备也带来革新性的变化，那就是水力锻锤的出现……