瓦特(21)_學達書庫

二一

　　接著建造的一台發動機，也就是為在伯德沃思的豪克斯伯裡煤礦製造的抽水發動機，也給合夥人增添很多麻煩，不過，這一次不是由於酗酒作樂或愚昧無知所造成的，而是由於蒸汽連接部件出了故障，此外，閥門和泵杆也破裂了，這台發動機的汽缸為58英寸的，衝程幅度為8英尺，是在當時所製造的一台最大型的發動機。這台發動機於1777年3月10日開始工作的時候，顯然曾舉行過慶祝活動，因為瓦特在2月底從伯德沃思寄給博爾頓的一封信裡寫道：「由於地面已經變幹，您現在可以帶著夫人和小姐來了。如果天氣繼續好下去的話，我將在點火試車的那天，設法在朗福德準備好一艘18枝槳的大型遊艇恭候。」我們衷心希望那天是個晴天，因為那樣就會有一批五顏六色身著鮮豔服裝的貴賓泛舟于考文垂運河之上，去觀看最新的機械首次伸屈其鐵肢的奇跡，這實在是一幅賞心悅目的畫面。

　　博爾頓和瓦特與在鮑區和白德沃思的發動機物主之間簽訂的協議，成為早年發動機生意所採取的標準形式。根據這種協議，由博爾頓和瓦特指定供應發動機部件的所有廠商，並且向他們提供必要的圖紙。但是，費用直接由物主付給供應廠商。物主還要為安裝發動機的工人及被選來擔任主要安裝人的技師付工資。博爾頓和瓦特的酬金則採用專利權使用費或傭金的形式來支付。這是基於發動機與同等功率的紐科門式發動機相比，每年的煤炭費用要節省1/3，這種酬金的支付為期25年。從表面上看，這樣一種安排看起來似乎是夠公平的，發動機物主支付資本費用，而且為了換取使用瓦特的發明專利權，讓發明人分享一部分由於他而節省下來的資金。可是，這種安排卻在伯德福德引起了麻煩，並且成為後來很多麻煩的先兆。同豪克斯伯裡煤礦公司發生的一場曠日持久的爭論，一直持續了幾個月，這場爭論由於發動機故障而更加劇，最後只好於1779年6月通過仲裁才得到解決。仲裁人有利於物主的裁決激起了瓦特的靈感，他給博爾頓寫了一封十分奇妙的信，全文如下：

　　親愛的先生：阿利路亞！阿利路意！①

　　（①基督教的歡呼用語，意為讚美上帝。）

　　我們已了結同豪克斯伯裡的爭議，打從去年春季結帳日算起，每年定為英鎊二百一十七；在過去的二百七十五點五英鎊裡，歸於我們賬戶的為一百一十七。

　　我們還得拿出一百個畿尼，給仲裁人們作敬禮。

　　和平友好的夥伴關係在人間，佩林斯和埃文思該解職。

　　康沃爾還要三台引擎，達德利己痛改前非有悔意。

　　您的興高采烈的詹姆斯·瓦特

　　瓦特在這裡所表現出來的那種罕見的高興勁兒，就好像是在葬禮上跳驅鬼舞的一位長者，突然跳起一種活潑的水手舞那樣，既令人發窘又使人感到牛頭不對馬嘴。瓦特自己也顯然感到這是一反常態的。因此他曾在倉促寫成的腳注裡寫道：「請把這封胡扯的信燒掉。」

　　當瓦特於1776年去蘇格蘭時，他不僅為自己找到了妻子，而且還帶回了在蘇格蘭安裝第一台瓦特式發動機的定貨單。這就是為鄧弗姆林附近托裡伯恩的彼得。科爾韋爾製造一台44英寸抽水發動機。雖然這台發動機在1778年1月之前並未投入使用，但瓦特早在1776年就把設計準備好了。作為第一台新型發動機，它的特點是開始把瓦特為蒸汽吸入和排出而設計的分別下落式閥門，安裝在前面已經說過的單擺式扇形閥的地方。這些下落式閥門的動作是由「塞杆」控制的，而塞杆又與穿過蒸汽閥室裡的密封墊伸出來的軸和聯軸器相連。閥門、閥座和操作裝置的設計，後來經歷了很大的變更和改進。

　　但是，應用分別下落式閥門的原理，現在已成為所有瓦特發動機上的標準設計方法。這種改進是合理的。雖然扇形閥是極其精巧的，但在當時要不使這閥門和氣門把接口處蒸汽泄出，那一定是很困難的。此外，單一閥的根本缺陷是，它有可能在一項功能起作用的時間有所改變時，不影響另一項功能的作用；後來代替它的滑動閥也同樣有不足之處。由於使用了分立式的閥門來控制蒸汽的吸入和排出，發動機的工作和經濟實用性得到了改善，因為這些閥門的相關出口能夠獨立地定時，從而提供了最佳效果。在有必要用手控制機械閥裝置來操縱這些閥門時，這種新的閥門便使得啟動發動機這個並不簡單的任務，也變得方便起來了。

　　為托利伯恩製造的那台發動機，在其汽缸底下裝有一個小火爐。但是，瓦特決心保持他的汽缸熱度的這一模式，並沒有固定下來，而且後來人們認為蒸汽套本身，就足以達到這一目的。現在，冷凝器已經接近於它的標準形式，即將冷水注射到一個排氣管裡，在這個排氣管外面，也用冷水噴注。排氣管彎曲地捲進一個冷水槽，它的終端是一個與雙聯氣泵底部相連的匣子。

　　這兩個氣泵把熱氣抽上來，通過單向閥門進入與氣泵筒頂端相連的第二個匣子裡，再用水泵把熱水從第二個匣子裡，送到鍋爐加水的水箱中去。

　　在這裡，還必須提到另外兩個發動機，因為它們表明：即使是馬修。博爾頓，也不能完全制止瓦特對試驗的強烈欲望。在1776年至1777年，威爾金森在新威裡建造了第二台瓦特式發動機，用來把水抽回到為一台鏜床提供動力的輪機內。這台發動機的詳細說明和圖紙，現在都不存在了，但大家都知道，那是一台按照瓦特的早期試驗模型演化而來的發動機。也就是說，它沒有橫樑，活塞杆直接與泵杆相連。當博爾頓與瓦特採取行動反對愛德華·布爾在康沃爾製造類似發動機時，這台機器曾被戲稱之為「一團糟引擎」，但由於後來沒有再提到它，所以顯然前途無望。

　　第二種試驗，更是別出心裁，富有情趣。那是一種利用蒸汽膨脹的嘗試，並且得到博爾頓的全力支持。這台發動機有一個33英寸的汽缸，是1777年在索荷安裝的，用來把水抽回到水輪機，像先前在金內爾的發動機一樣，因此，它在索荷被稱之為「小引擎」。這第二台索荷式發動機的運轉情況，與任何其他的瓦特式發動機截然不同，其設計似乎是來自瓦特提出的使用獨立下落式閥門的想法。兩個這樣的閥門控制著進入汽缸上部，蒸汽再從那裡排出進入冷凝器。在活塞下面汽缸下部始終通向冷凝器，進氣閥提前關閉，用瓦特自己的話來說，這樣可以使「蒸汽只在（活塞）下降的階段被吸入，在衝程的其他時間內則靠蒸汽的彈力發揮作用」。當活塞完成向下衝程且膨脹的蒸汽已排入冷凝器時，汽缸上部由此而產生的真空就形成了必要的平衡狀態。在這種情況下，活塞就能在泵杆重量的作用下又被提升起來。

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