中國古代水力機具

中國古代水力機具

正文

古代利用水能（動能或勢能）為動力的提水機具或加工機具。前者如水轉翻車、水轉筒車等（見中國古代提水工具）。後者如水碓、水排、水磨、水轉紡車等。

中國古代水力機具

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中國古代水力機具

水碓　西漢時已有，魏晉已很普遍。除加工糧食外，還廣泛用於捶紙漿、碎礦石等多種用途。西晉權貴王戎、石崇各有水碓三四十座。水碓的傳動方式是由水流衝動立式水輪,輪軸上的短橫木撥動碓梢,碓頭即一起一落舂搗。王禎引舊說,謂晉杜預“作連機碓”,一個水輪可帶動幾個或十幾個碓（圖1）。還有一種稱作懶碓（或槽碓）的裝置，碓梢為一能容水二三十斤的碗形容器。引水注入碗內，注滿時即將碓頭壓起，碗中水也同時泄空，碓頭即隨之落下，成為一舂。如此循環往復。
水排　水力驅動的冶煉鼓風機。東漢建武七年（公元31）南陽太守杜詩作水排。傳動結構是由水輪帶動連桿推動鼓風(圖2)。三國時期韓暨曾加以推廣，“因長流水為水排，計其利益，三倍於前”。中國發明水排的時間比歐洲早一千多年。和水排結構類似的是加工麵粉的“水擊面羅”。
水磨　魏晉南北朝時期已見記載，又稱水碨。公元6世紀初僅洛陽穀水上就有水碾磨數十座。元代王禎《農書》對水磨的傳動方式有詳細記載。其水力傳動部分有臥輪式和立輪式兩種。一個立輪帶兩磨的稱為立輪連兩磨（圖3）。最多的有一個立輪帶動三個齒輪,每一個齒輪帶動一盤大磨,大磨再各帶動兩盤小磨，合計一個立輪帶九盤磨，稱水轉連磨。還有兩船並聯，中間安置立輪,兩船各置一磨者,稱活法磨，唐代又稱浮碨，後代又叫船碨。唐宋時期水磨已很發達，除磨麵外，還用來磨茶。北宋中央政府中專設水磨務，隸屬於司農寺。古代水礱、水碾的傳動裝置與水磨類似。礱是用來破除穀殼者,礱的上盤較磨輕,可與磨互換，多用木石料製成。碾有碾盤，是用來碾細米去除米糠者。一個水力裝置同時帶動磨、礱、碾者，王禎稱它為水輪三事。水轉大紡車的動力部分和水磨大致相同，王禎《農書》有記載。
唐宋水碨水磨極普遍。唐中期鄭白渠上有許多碾碨。大曆十三年(778)因妨礙灌溉,曾一次拆毀八十幾座。天寶時(742～756)長安西北灃河上曾立五輪水碨，每天破麥三百斛,約合今180石。北宋開封附近有不少大規模官辦磨茶水磨，還在今魯、豫、皖等地修建茶磨。紹聖四年(1097)在開封南長葛等處增建水磨260所。元代南方各省也有茶磨。

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