2000多年前,中国、巴比伦、波斯等古国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。我国对风车的记载最早源于宋代。南宋刘一止(1078~1161年)《苕溪集》卷三记载:“老龙下饮骨节瘦,引水上声呷呀。初疑蹙踏动地轴,风轮共转相钩加。……残年我亦冀一饱,谓此鼓吹胜闻蛙。”这里,“风轮”当指风车的风轮,从“残年”二字推断,当是1140~1150年前后的事。
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明代文献对于利用风车进行提水灌溉及排水的记载较多。徐光启《农政全书》卷十六载:“近河南及真定诸府(在今河北、河南两省内),大作井以灌田”,“高山旷野或用风轮也”。意思是说,河南附近以及真定等府,大力开挖水井用来灌溉农田,高山旷野中有的用风轮作动力取水。《天工开物》卷一又有记载,扬郡(今江苏省扬州、泰州、江都等地)“以风帆数扇”驱动翻车,“去泽水以便栽种”。
意思是说,扬郡那个地方,借助风力,用数扇风帆来驱动翻车,把沼泽中的积水排干,以便栽种农作物。明代童冀的《水车行》对零陵(今湖南永州及广西全州一带)使用风力翻车的情景作了如下描述:“零陵水车风作轮,缘江夜响盘空云。轮盘团团径三丈,水声却在风轮上。……轮盘引水入沟去,分送高田种禾黍。盘盘自转不用人,年年只用修车轮。”
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文中所指的直径达三丈的风车为立轴式“大风车”。这是对水平风车走马灯式风车立式风车的一个较完善的描述。说明在明代以前,我国人民就会制作将风力的直线运动转变为风轮旋转运动的风车,在风能利用上前进了一大步。以后,方以智著的《物理小识》载有:“用风帆六幅,车水灌田,……”描述了利用风帆灌田的情况。
古代的风车是以船帆为原型发展起来的,它具有6~8副像帆船那样的篷,分布在一根垂直轴的四周,风吹时这些篷像走马灯似的绕轴转动,被称作走马灯式的风车。1300多年前,我国就有这种走马灯式风车。这种风车在我国一直被用到20世纪50年代,当时在天津和江苏无锡一带仍然有许多这样的风车在运行。因为这种风车效率较低,后来慢慢被具有水平转动轴的木质布篷风车和其他风车取代,比如“立式风车”、“自动旋翼风车”等。
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立式风车诞生于宋代,是一种由风力驱动使轮轴旋转的机械,旋转的轮轴带动磨或水车,从而达到磨麦或取水灌溉的目的。立式风车不受风向改变的影响,风轮总是向同一个方向旋转,较之水平风车方便,不需要对风的装置,这是它最巧妙的设计。清代中叶,周庆所著的《盐法通志》上有这种风车的记载:“风车者,借风力回转以为用也,车帆高二丈余,直径二丈六尺许。上安布帆八叶,以受八风。中贯木轴,附设平行齿轮。帆动轴转,激动平齿轮,与水车之立齿轮相搏,则水车腹页周旋,引水而上,此制始于安凤官滩,用之以起水也。”但这种风车一直没有找到创于何人。
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【 用风|我国风车的历史情况如何? 走马灯式风车是? 古代风车的特点是?】我国古代风车具有明显的特点,除卧式轮轴外,风帆为船帆式。帆并非安装于轮轴径向位置,而是安装在轴架周围的八根柱杆上。帆又是偏装,即帆布在杆的一边较窄,在另一边较宽,并用绳索拉紧。利用绳索的松紧和帆的偏装,它可以利用戗风或逆风,如同在船帆中一样。这种装置方式使帆可以自由随风摆动,而不产生特别的阻力,帆在外周转动的有效风力作用范围超出180度。这种船帆式风车的特色为我国所独有。
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