传统风箱的弊端分析: 他在旁边简单画了个活塞式风箱,打了个叉。标注:效率低、气流脉冲不连续、劳动强度大、密封易损。
磁力鼓风机原理图: 接着,他绘制了一个全新的装置草图。
叶轮: 核心是一个带有一定倾角的叶片结构。他设计了两个方案:一是用坚韧木材精心雕刻而成(易得,但耐热性差);二是用薄铁板打造(需先炼出铁,但耐用高效)。叶轮中心有轴孔。
风箱外壳: 一个密封的圆筒形木制或石制腔体,两端有进风口和出风口。出风口通过耐热的陶管(需烧制)连接至炉体下部的风口。
磁力驱动装置: 这是关键!他画了一个简单的示意图:叶轮轴并非连接摇柄,而是通过一个简单的轴承结构(可用硬木或光滑石槽)支撑。在风箱外壳外部,对应叶轮轴心的位置,放置一个由磁力操控的驱动磁铁(可以用一块磁铁矿或未来打造的铁制圆盘)。
工作流程: 林凡无需接触风箱,只需站在安全距离外,集中精神,用磁力高速旋转外部的驱动磁铁。通过磁力耦合作用(非接触式传动),驱动磁铁的旋转会带动风箱内部的叶轮同步高速旋转,从而产生持续、稳定、强劲的离心气流!( 爽点爆发:用魔法实现电机原理!)
优势标注: 林凡在草图上兴奋地写下:持续送风、风压风量可调(通过控制磁铁转速)、无需人力往复拉动、安全(操作者远离高温区)、效率极高!
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三、系统集成与辅助设计
完成核心设计后,林凡开始考虑细节和辅助系统。
空气预热: 他设计了一个巧妙的“换热”思路:将鼓风机吹出的冷风管道,沿着炉体外壁(废气温度较高)盘旋几圈进行预热,再送入炉内。这样能显着提升热效率。管道可用耐火的陶土管或石板拼接。
风口角度: 精心计算风口切入炉缸的角度,确保气流能搅动燃料和矿石,使燃烧更充分。
操作平台与工具: 设计了围绕炉体的简易工作台,用于投料、观察。列出了所需工具清单:长柄铁钎(用于捅开出铁口、搅拌炉料,需锻造)、陶制坩埚(用于盛接铁水,需烧制)、厚皮手套、护目用具等。
失败预案: 在图纸角落标注:首次开炉可用少量矿石试验;准备湿沙池用于紧急冷却或熄灭炉火;明确安全撤离路线。