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古代的提水机具与水力机械
提水机具:戽斗―刮车―桔槔―辘轳―龙骨车―筒云车―牛转翻车―水转翻车―卫转筒车―高转筒车―渴乌―恒升


  桔槔--杠杆式人力提水机具。桔槔的结构是,在水源岸边竖立一根木柱,古代称作植。木柱上绑扎一根横杆,古代称为桥。横杆一端用绳系一水筒,另一端系一平衡重物,藉助人力提水。桔槔的文字记载最早见于《庄子》《天地》。类似桔槔的提水机具还有鹤饮。所不同者,鹤饮的横杆为一木槽。木槽封口的一端浸入水源取水,人力搬动木槽另一端,水即由此开口端流出。

  辘轳--利用转轴原理的起重工具,多用来汲取井水。其构造是,在井岸上安置带有水平转轴的支撑架。转轴一端装有曲柄,转轴上缠着汲水索。绳索下端系水桶。用人力或畜力摇动曲柄,即可由井水提水。有的在汲水索两端各系一只水桶,提水效率可以提高。辘轳的可靠文字记载见于战国初期。和此种辘轳类似的机械绞车(又称绞关),古代也称辘轳,相当于用人力或畜力作动力的现代卷扬机。绞车的转轴常竖立安放。古代船只翻越堰常用此设备牵引。

  龙骨车又称拔车,今称龙骨水车。其结构是用木板做成长槽,槽中放置数十块与木槽宽度相称的刮水板(或木斗),刮水板间用铰关依次联接并首尾相连。木槽上下两端各有一带齿木轴。转动上轴,刮木板循环运转,同时将刮水板间水体自下而上带出。苏轼用"翻翻联联衔尾鸦,荦荦确确蜕骨蛇"形容它。翻车的动力分为手摇、足踏、牛拉以及风力和水力驱动等形式。和翻车结构类似的还有高转筒车和专取井水的井车。

  筒车--轮式提水机械,多用流水驱动,也有的用畜力驱动。其结构是,在水流急湍处建设带有档板(又称受水板)的水轮。转轴固定在两边立柱上。水轮顶部高于河岸。四周倾斜绑扎若干竹筒。水流冲击受水板,带动水轮绕轴转动,底部的竹筒临流取水,随轮转至顶部并自动将竹筒中的水倒入木槽,实现提水的目的。筒车至迟在唐代已发明。陈延章有《水轮赋》,描写筒车的结构和功用。宋代,筒车已普及到今浙江、江西、湖南、广东、广西等地。南方的筒车多为竹制,北方筒车多为木制。今甘肃、宁夏黄河沿岸仍有大型筒车使用。《王祯农书》上还记载有高转筒车,可提水十丈以上,其形制与圆形筒车有较大差别,而与翻车(农骨水车)接近。其结构有上下两轮,直径各约四尺,两轮间有竹索联系,竹索上捆扎取水竹筒若干。转动上轮带动竹索和竹筒运转,达到提水的目的。其动力多为牛拉或人踏。


水力机械:水磨―水碾―水轮三事―水砻―水转连磨―水击面罗―槽碓―水碓―水转大纺车―田漏)


  水磨用水力启动的磨。古代北方又称水磑,在魏晋南北朝时期已见记载。公元5世纪末南齐祖冲之曾造水碓,水磨。公元6世纪初北魏崔亮曾在洛阳附近"堰谷水,造水碾磨数十区,其利十倍,国用便之"。王祯《农书》对古代水磨的传动方式有详细的记载。其水利传动部分有卧轮式见和立轮式见二种。一个立轮带二磨的装置称为立轮连二磨。最多的有一个立轮带动三个齿轮,每一个齿轮带动一盘大磨,大磨再各带动二盘小磨,合计一个立轮带九盘磨,称作"水连转磨"。还有二船并联,中间安置立轮,两船各置一磨的,称"活法磨",唐代又称"浮磑",后代也叫"船磑"。唐代水磨使用很普遍。关中地区的郑白渠上有许多属于王公贵族的水磨。大历十三年(778年)因水磨,水碾太多,妨碍灌溉,曾一次毁掉水磨,水碾80多座。北宋时期在今河南,山东,安徽等地修建有大量水磨,除磨面外,也用来磨茶。绍圣四年(1097年)"于长葛等处京,索,异,水增修磨二百六十余所"。北宋还在中央政府中专设"水磨务"的机构,隶属于司农寺。古代还有水砻,水碾,其传动装置与水磨类似。砻是用来破除谷壳的。砻的上盘较磨轻,可与磨互换,多用木料制成。碾是用来去除米糠的。一个水力装置同时带动磨、砻、碾者,王祯称它作水轮三事。


  水碓用水力驱动的杵舂,有去除谷壳、麦壳和捶纸浆、碎矿石等多种用途。东汉初年恒谭在所著《新论》中提到,比之人力杵舂,"役水而舂,其利乃而百倍"。魏晋时期水碓已广泛应用。西晋权贵王戎有水碓40处,石崇有30处。水碓的传统方式是水流冲动水轮,转轴上的短横木拨动碓梢,碓头即一起一落舂捣。东晋学者杜预作"连机水碓"。即一个水轮带动几个或十几个杵舂。《王祯农书》将水碓称为机碓。水流自上冲动水轮者称作"斗碓"或"鼓碓";自下冲动水轮者称作"撩车碓"。另有一种称作"懒碓"的,碓梢为能容水二三十斤的碗形容器。引水注入碗内,注满时即将碓头压起,碗中的水也同时泄空,碓头随之自动落下,成为一舂。如此循环往复。


  

纺车

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