每天回到家,两岁的女儿都会跑来给我一个拥抱:“爸爸!我要看小猪佩奇和爸爸妈妈!”佩奇原本是一只英国小猪。这几天正在刷屏的《啥是佩奇》竟然给它引来了两大官微的“特别关照”。这都是因为,在中国爷爷手下,佩奇变身为农村烧火做饭用的——鼓风机——而且它也会打呼噜:吼~吼~《啥是佩奇》截屏
那你知道不,爷爷手下的手摇离心式鼓风器——原本就是中国人发明的!早在两千多年前的两汉之交时,中国农村就使用了这种机器。我们爷爷的爷爷的爷爷……用它来清选粮食。没错,这就是扇车。列位请看:河南济源泗涧沟24号新莽时期墓出土的陶扇车与陶碓明器模型(河南博物院 顾永杰供图)
这是从河南济源泗涧沟24号新莽时期墓出土的陶扇车(后)与陶碓(前)明器模型。虽然貌不似小猪,但它和离心鼓风机的原理是一样的。前面的大婶舂好谷物后,连皮带米倒入扇车顶部的漏斗里。后面的大叔转动扇轮,气流从侧孔进入,从前方底部流出;把轻的糠皮吹出来,就可实现米、糠高效分离。
其他地区也出土了不少西汉末至东汉的陶扇车模型,我们需要分类介绍。且看这一波:河南洛阳旭升村东汉晚期墓陶扇车与陶石碓(余扶危等.洛阳东关东汉殉人墓.《文物》1973年第2期)
这些扇车转轴的安装高度都位于车厢中部。计算机模拟显示空气进出不太顺畅,内部有回流;但风是有的,能工作没问题。这体现了设计者认为,只要扇轮转起来就有风。但风是怎么流的,怎样才使效率最高?设计者对此认识还不够。
两汉时期,扇车已经形成了多种类型,表明它的发明并非偶然。它有着众多设计者,在中原地区得到了普遍使用。部分设计者对离心运动理解不足,这是一项技术发明初期的共性。河南济源泗涧沟先进类型扇车在其他地区也有发现。这表明当时已经能够正确利用离心运动来鼓风。
明代以来,济源泗涧沟类型扇车图形和实物都已常见,我们再来一波:明代《顾氏图谱》(1603年)扇车图(郑振铎.中国版画丛刊(3).上海:上海古籍出版社,1988年)
欧洲古罗马时期已普遍使用水轮,但未见到离心式鼓风器。1556年,德国矿冶学家阿格里科拉(Georgius Agricola)出版的De Re Metallica一书中绘制了多部离心式扇车,用于巷道通风。
但其进风口都在箱壁外缘,而不是侧面轴部。表明其对扇车的认识依然处于中国汉代的早期水平。直到18世纪初,来华传教士们发现了中国农民使用的扇车,将其视作异宝,运回欧洲;逐渐发展出多种类型,从而有了爷爷手下的佩奇。
近十多年来,中国农村正在大变样,很少再用扇车了。城市中长大的多数孩子对扇车更是闻所未闻。不过呢~,福利来了——中科院自然科学史研究所就收藏了一架扇车。每年“中科院开放日”这架扇车都会成为小朋友们最喜欢的大玩具!(这架扇车已经有了点佩奇的样子,吼~吼~)
有人说了:你说的这些扇车都是扇米的,不能用来烧火做饭。说对了!扇车属于速度型离心式鼓风器。古代扇车没有提速装置,转速慢,风压低;走的是低风压、高风量的技术路线,适于扇米。但中国古代也发明了多种容积型鼓风机,可以产生很高的风压,不仅用来烧火,还能用来炼铁,更是厉害得不得了。欲知详情,且听下篇分解。