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，拉着沈炼、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。