一种用于去除稻麦壳的风扇车,又称风柜、扇车、飏车、扬车、扬扇、扬谷器。是一个对西方农业革命极其必要的工具。公元前2世纪,中国人发明了旋转式扬谷扇车。到18世纪初,西方才有了扬谷扇车,比中国晚了二千年左右。
简介编辑本段回目录
古籍中将一种能产生风 (或气流)的机械叫风扇车、扇车、扬车或“风车”。为了避免与利用风力作业的机械即风车相混淆,人们将产生风的机械一律称为风扇车。
旋转式扬谷扇车是使空气流动的机械,又称“风扇车”、“扇车”、“杨扇”,以人力为动力源,其功能是将经过舂、碾后的糠、麸,或经过脱粒、晾晒后的秕、草除去,是粮食加工的最后工序。
历史上,扇子是人类用以生产气流的最早工具。古代官宦豪门之家,有夏季降温之轮扇,是将扇叶装于轮轴上,人转动轴,即产生强大气流。若将轮扇装入箱体内,即成风扇车。中国风扇车出现于西汉。
旋转式扬谷扇车综合利用流体力学、惯性、杠杆等原理,人为地强制空气流动,在世界农具史上曾是“高新科技”。西汉古墓中已发现了陶风扇车的模型,英国科技史学家李约瑟博士认为,中国使用扬谷扇车至少要比西方早十四个世纪。旋转式扬谷扇车风谷技术是由中国漂洋过海,传至欧洲的,之前,洋人是扬谷或簸萁簸谷;之后,洋人使之与机器打谷结合起来。
构造原理编辑本段回目录
将扇叶装于轮轴,转动轮轴就可产生强气流。西汉时长安有名的机械师丁缓发明了“七轮扇”,这大概是在一个轮轴上装有7个扇轮,转动轮轴则7个扇轮都旋转鼓风。《武经总要前集》中绘有一个以轴上曲柄转动的风扇车(见图1)。王祯《农书》和宋应星《天工开物》也绘有用于去除稻麦壳的风扇车,轮轴上亦装曲柄连杆,以脚踏连杆使轮轴转动。以上所述,都是开放式风扇车,它们没有特设的风道,因此,风扇产生的风是向四面流动的。
旋转式扬谷扇车自西汉出现以来,到宋元已经趋于定型。元王祯《农书》中曾有描述:
“扬扇……扬谷器,其制,中置箕轴,列穿四扇或六扇,用薄板,或湖竹为之。复有立扇、卧扇之别,各带掉轴。或手转足蹑,扇即随转。凡春辗之际,以糠米贮之高槛,槛底通作匾缝,下泻均细如帘,即将机轴掉转煽之,糠粞既去,乃得净米。又有异之场圃间用之者,谓之‘扇车’。凡蹂打麦禾等稼,穰籺相杂,亦须用此风搧,比之杴掷箕簸,其功多倍。”
明清时期扬谷扇车有所改善。明以前,扇多为开放式(见图2),叶片裸露在外,其风轮箱体也为长方形;明代改为全封闭式,其风轮箱体全为圆柱形,以免在风轮旋转时产生涡流,形成无用的阻力(见图3)。
《天工开物》中则绘有了闭合式的风扇车(见图4),从中可见,在装有轮轴、扇叶板和曲柄摇手的右边,是一个特制的圆形风腔,曲柄摇手的周围圆形空洞,就是进风口,左边有长方形风道,来自漏斗的稻谷通过斗阀穿过风道,饱满结实的谷粒落入出粮口,而糠杂物则沿风道随风一起飘出风口。这种闭合式的风车,可能产生于西汉晚期,一直沿用至今日的偏僻农村之中。
发展历史编辑本段回目录
1、传统的扬谷方法
中国的扬谷方法比西方领先大约2000年。在收割和脱粒之后,用这种方法把糠秕、碎稻秆和籽粒分开。
最简易方法甚至可以追溯到人工栽培谷物之前的扬谷法:将谷粒抛入空中,最好是在有大风时,这样,糠秕被风吹走,而籽粒落到地上。
其后采用簸箕,即簸谷法:随着手腕有节奏的抖动,就能把糠秕与重的籽粒分开,即糠秕逐渐被簸到簸箕的前部边缘,而籽粒留在簸箕的后部。
后来,又发明了扬谷筛,即筛谷法。
但这些扬谷方法是需要等到有大风才能采用的,其速度缓慢而又费力。
2、旋转式风扇车的出现与改进
到公元前2世纪,古代中国的人们作出了一项卓越的发明:旋转式风扇车(即所谓飏车)。其模型已在古墓中发现,用陶制成,带有小型工件。倒入加料斗中的谷,不停地受到曲柄摇动的风扇产生的气流冲击,风扇后面有一个大的进气口,安装在一个通向谷粒的、宽而斜的通道的末端。风扇产生的风把糠秕通过一个位于飏车尾部的漏孔吹到地上。籽粒则落到飏车中部外铡下面放着的盛器(如箩、筐等)里。另有一种轻便式的旋转式风扇车(轻便飏车)。这是一项重要的改进,因为原来的飏车很昂贵,而轻便式的飏车可以出租,使其物主能够收回成本。还有一种飏车,不是由适于一人手摇的小曲柄来操作,而是由与曲柄相连的踏板来操作,这样,操作人员就可以腾出手来同时干其他的活。
3、旋转式风扇车的推广
飏车即旋转式风扇车一般主要在中国南方使用,与扬稻有关。尽管飏车最初是在北方发明的,用于除去小麦和小米的壳,但在几个世纪以后,传到了南方。然而在北方,出于各种经济原因,这种农具却被人遗忘了。由于买不起飏车,许多农民重新使用传统的扬谷法、簸谷法和筛谷法。
宋朝诗人梅尧臣写了一首歌颂风扇车的诗,诗云:“田扇非团扇,每来场圃见。因风吹糠籺,编竹破筠箭。任从高下手,不为喧寒变。去粗而得精,持之莫肯倦。”
旋转风扇车于公元1700年至公元1720年之间由荷兰船员带到欧洲。显然他们是从当时荷属东印度群岛(今印尼)爪哇的巴塔维亚(今雅加达)荷兰移民那里得到的。大约在这个时期,瑞典人直接从我国南方进口了这种飏车。公元1720年左右,耶稣会传教士也从中国把几台飏车带到了法国。
因此,直到公元18世纪初,西方才有了飏车。而在此之前,主要是用扬谷和用簸箕簸谷。但至少在公元16世纪初期,西方人还有时用粗帆布和毯子等物粗略地簸去糠秕,极少人使用这种最原始的簸谷法,只有专门干这种活的农民才使用。据估计,公元18世纪前欧洲常用的最先进的簸谷工具是簸箕,如果由一位行家来干,每小时可簸谷45公斤。公元18世纪,瑞典人仔细观察了他们运到哥德堡的我国造的飏车,他们惊奇地发现,它一天能加工17桶谷(按:一桶约等于1.6立方米)。欧洲的工程师雷厉风行地改进了设计,使之适合于欧洲谷粒的大小,并使之与机器打谷结合起来。