高轉筒車
中國古代的農用提水機械
高轉筒車是古代中國農用工具。筒車的一種,屬於提水機械。所謂高轉筒車是指其提水高度較一般筒車加大,必須藉助湍急的河水衝動。這種筒車的適用範圍是水很低而岸很高,應用其它筒車不可能將水提升到這麼高,而應用高轉筒車時,水的提升高度可以很高。如下圖為王禎《農書》描繪的高轉筒車,屬於提水機械。以人力或畜力為動力,外形如龍骨車,其運水部件如井車,其上、下都有木架,各裝一個木輪,輪徑約四尺(明代一尺約合0.32公尺)輪緣旁邊高、中間低,當中做出凹槽,更顯凹凸不平,以加大輪緣與竹筒的摩擦力。
筒車又稱“水輪”,屬於提水機械,高轉水車屬其中一種,最早出現在晚唐,用於灌溉水稻。
高轉筒車
1、高轉筒車屬於提水機械,以人力或畜力 為動力。
2、高轉筒車由上、下輪、簡索、支架等部件組成。
3、下輪有一半埋於水中,汲水高程可達十丈,如兩架筒車配合則可達二十丈。
4、汲水筒長約一尺,以索相連成鏈環狀,筒的間距為五寸,索鏈用竹製成。
5、高轉筒車以上輪為主動輪,由於動力不同,輪抽部件構成有所變化。“所轉上輪,形如框制,易繳筒索。用人則於輪軸一端作棹枝,用牛則製作豎輪,如牛轉翻車之法,或於軸兩端造作拐木,如人踏翻車之制”。
王禎《農書》所繪的筒車
王禎《農書》所繪的高轉筒車
由此可知,高轉筒車由上輪1、下輪2、簡索3、支架4等部件組成。下輪有一半埋於水中,汲水高程可達十丈,如兩架筒車配合則可達二十丈。汲水筒5長約一尺。高轉筒車也是鏈傳動的實例。
高轉筒車的發明年代,從文獻考察可推斷在唐代。唐人劉禹錫的《機汲記》和陳廷章的《水輪賦》都形象地描繪了高轉筒車的功能。劉禹錫記載高轉筒車說:“……由是比竹以筒,置於流中。中植數尺之臬、輦石以壯其趾,如建標焉。索絢以為縆,縻於標垂,上屬數仞之端,亘空以峻其勢,如張弦焉。鍛鐵為器,外廉如鼎耳,內鍵如樂鼓,牝牡相函,轉於兩端,走於索上,且受汲具。及泉而循綆下縋,盈器而圓軸上引。其往有建瓴之駛,其來有推轂之易,瓶繘不羸,如博而升。枝常瀾,出高岸,拂林杪,逾峻防。刳蟠木以承澍,貫修筠以達豚,走下潺潺,聲寒空中。通洞環折,唯用所在。周除而沃盥以蠲,入爨而錡釜以盈。飪餗之餘。移用於湯沐。濯浣之末,池注於圃畦”。陳延章在《水輪賦》中歌頌水車的威力說:“水能利物,輪乃曲成,……始崩騰以電散,俄宛轉以風生,……觀夫斵木而為,憑河而引,箭馳可能而滴瀝,輻湊必循手規准。……殊轆轤以致功,就其深矣;鄙桔槔之煩力,使自趨之。……迴環潤手嘉轂,洊至逾於行潦,鉤深致遠,沿洄而可使在山……。”從“使自趨之”和“沿洄而可使在山”等字句,可以看出這種高轉筒車是著重輪轂,利用水力推動把水引到高遠的地方。
高轉筒車的發明在一定程度上加快了中國農業的發展,巧妙地運用了水力,節省了勞動力,是中國古人的智慧結晶。