Я сидел за столом, набрасывая схемы, когда в дверь постучали. Я поднял голову— на пороге стояла Машка с чашкой горячего чая.
— Принесла тебе, — улыбнулась она, входя. — А то сидишь здесь, небось, забыл про всё на свете.
Я улыбнулся в ответ, принимая чашку:
— Спасибо, солнышко. Ты права, увлёкся.
Она заглянула через моё плечо на чертежи:
— Это что, твоя паровая машина?
— Да, — кивнул я. — Думаю, как её улучшить.
Машка помолчала, потом тихо сказала:
— Я горжусь тобой.
Мы так посидели немного, потом она ушла спать, а я вернулся к чертежам. Работал до поздней ночи, пока глаза не начали слипаться. Наконец отложил перо, потянулся, поднялся. Завтра обещал быть ещё один насыщенный день.
Утро началось рано. Я проснулся от того, что в дверь настойчиво постучали. Машенька ещё спала, я осторожно выбрался из кровати, накинул рубаху и штаны, открыл дверь.
На пороге стояла Дуняша:
— Егор Андреевич, простите, что так рано. Там внизу, Савелий Кузьмич пришёл. Говорит, что Григорий передал, что вы хотели с ними обоими встретиться.
Я кивнул, протирая глаза:
— Да, хотел. Скажи ему, что сейчас спущусь. Пусть подождёт в гостиной.
Дуняша поклонилась и ушла. Я быстро оделся, умылся холодной водой, чтобы окончательно проснуться, и спустился вниз.
В гостиной меня уже ждал Савелий Кузьмич. Он стоял у окна, рассматривая что-то на улице. Услышав мои шаги, обернулся:
— Егор Андреевич! Доброе утро! Григорий приходил вчера вечером, говорил, что вы хотите нам что-то показать и рассказать. Важное дело, сказал.
— Доброе утро, Савелий Кузьмич. Да, есть идея, которую хочу с вами обсудить. Но не здесь — поедем к вам в кузницу. Там и Григорий нас ждёт, я так понимаю?
— Да, я ему сказал, чтобы подошёл к полудню, — кивнул кузнец. — Думал, вы попозже приедете.
— Нет смысла откладывать, — сказал я. — Чем быстрее начнём, тем лучше. Дайте только позавтракаю быстро, и поехали.
Матрёна уже накрывала на стол. Я наскоро съел кашу, запил молоком, взял пару пирожков с собой. Машенька ещё спала — пусть отдыхает, ей сейчас покой нужен.
Мы с Захаром и Савелием Кузьмичом сели в сани и поехали.
Когда мы вошли внутрь, в кузнице уже было жарко от печи, пахло углём и раскалённым металлом. У наковальни стоял Григорий, смотрел как кто-то из подмастерья обрабатывал какую-то деталь. Увидев нас, он подошел к нам:
— Егор Андреевич! Доброе утро!
— Доброе! Вот, решил пораньше приехать, раз вы уже оба два собрались, — ответил я, оглядываясь. — Где у вас можно разложить чертежи?
Савелий Кузьмич показал на большой верстак в углу:
— Вот тут. Сейчас освобожу.
Они быстро убрали с верстака инструменты и заготовки, протёрли поверхность. Я развернул свои чертежи — те, что делал вчера вечером, плюс старые чертежи паровой машины из Уваровки.
— Так, — начал я, когда они оба склонились над верстаком, — смотрите. Вот это — паровая машина, которую мы собирали у меня в Уваровке. Она функциональная, но не идеальная. Есть несколько проблем, которые я хочу решить в новой версии.
Григорий и Савелий внимательно изучали чертежи.
— Первая проблема, — продолжал я, указывая на схему, — отработанный пар. Видите, он выходит вот здесь и просто уходит в воздух. Это потеря воды и тепла. Каждый раз приходится доливать новую воду в котёл, а она холодная, на её нагрев уходит дополнительное топливо.
— Логично, — кивнул Григорий. — А как это исправить?
Я перевернул лист, показал новую схему:
— Вот так. Отработанный пар идёт не наружу, а в специальный конденсатор — это ёмкость, где он немного охлаждается и превращается обратно в воду. Эта вода — она горячая, градусов шестьдесят-семьдесят — возвращается обратно в котёл. Таким образом мы экономим и воду, и тепло.
Савелий Кузьмич прищурился, изучая схему:
— А как пар охлаждать будете?
— Холодной водой, — объяснил я. — Конденсатор — это ёмкость с трубками внутри. По трубкам идёт пар, снаружи — холодная вода. Отработанный пар отдаёт тепло воде, конденсируется, стекает обратно в котёл.
— Хитро, — пробормотал Григорий, делая пометки в своей тетради. — А холодную воду откуда брать?
— Из реки, из колодца, откуда угодно, — ответил я. — Главное, чтобы был постоянный приток. Вода в конденсаторе нагревается от пара, её нужно менять или охлаждать.
— Я предлагаю сделать замкнутый цикл, — продолжил я. — Нагретую воду из конденсатора отводить в отдельную ёмкость, там она остывает, потом снова в конденсатор. Но это более сложный вариант, но эффективный. Думаю, что так мы будем сделаем позже. Пока всё проще будет.
Мы ещё немного обсуждали схему конденсатора, потом я перешёл ко второму вопросу:
— Теперь смотрите сюда. Вторая проблема — нагрев воды в котле. Сейчас у нас большой котёл, огонь под ним. Нагревается только дно, вода прогревается медленно, неравномерно. Нужно увеличить площадь контакта воды с нагретой поверхностью.
— И как это сделать? — спросил Григорий.
Я развернул следующий лист чертежей:
— Вот так. Вместо одного большого объёма воды делаем множество тонких трубок. Примерно вот такого диаметра, — я показал пальцами расстояние сантиметра в три-четыре. — Трубки идут через зону нагрева — через топку, где горит огонь. Вода входит снизу холодная, поднимается по трубкам, нагревается, превращается в пар, выходит сверху уже как пар.
Савелий Кузьмич нахмурился:
— А почему она поднимается? Сама по себе?
— Конвекция, — объяснил я. — Горячая вода легче холодной, она стремится подняться вверх. Плюс, когда вода начинает превращаться в пар, пузырьки пара тоже поднимаются, увлекая за собой воду. Получается естественная циркуляция.
Григорий склонился ниже над чертежами:
— То есть вода сама течёт через эти трубки, нагревается, превращается в пар… Гениально! Площадь нагрева увеличивается в разы!
— Именно, — согласился я. — Плюс, тонкие трубки нагреваются быстрее, чем толстые стенки большого котла. Это значит, паровая машина будет выходить на рабочий режим быстрее.
Савелий Кузьмич задумчиво почёсал бороду:
— Звучит логично. Но это же сложно сделать — столько трубок согнуть, спаять, чтоб не протекало…
— Сложно, — согласился я. — Но выполнимо. Трубки можно делать прямыми, соединять их коленами. Главное — качественная пайка. Савелий Кузьмич, вы же умеете паять медь?
— Умею, — кивнул он. — Сложно, но умею. С оловом лучше всего получается.
— Вот и отлично, — обрадовался я. — Значит, справимся.
Мы втроём склонились над чертежами. Григорий достал свою тетрадь, начал делать зарисовки, задавать уточняющие вопросы. Савелий Кузьмич прикидывал, сколько понадобится меди, какие инструменты нужны, сколько времени займёт работа.
— Так, — сказал я через некоторое время, выпрямляясь и потягиваясь, — давайте по порядку. Что нам нужно сделать?
Григорий пролистал свою тетрадь:
— Во-первых, конденсатор. Это ёмкость с трубками внутри. Нужно рассчитать размеры, сделать корпус, установить трубки, всё герметично спаять.
— Правильно, — кивнул я. — Савелий Кузьмич, это ваша часть работы. Корпус можно из железа, трубки — из меди, она лучше проводит тепло.
Кузнец кивнул:
— Сделаю. Дней пять-семь понадобится.
— Отлично, — я повернулся к Григорию. — Во-вторых, новый котёл с трубчатой системой нагрева. Это сложнее. Нужно много тонких трубок, все они должны быть одинаковыми, соединённые правильно, без протечек.
Григорий кивал, записывая:
— Понял. А сколько трубок нужно?
Я прикинул в уме:
— Зависит от мощности машины. Для средней машины, как у меня в Уваровке, думаю, штук тридцать-сорок трубок длиной в аршин. Их нужно расположить горизонтально, можно в несколько рядов, снизу и сверху подключить к общим коллекторам. Снизу входит холодная вода, сверху выходит пар.
Савелий Кузьмич присвистнул:
— Это работы на пару недель, если не больше. И меди понадобится немало.
