[拼音]:gudai yejin gufeng zhuangzhi
[外文]:ancient blowers for elting
早期冶金可能曾经使用自然通风,冶炼炉常建在山坡或岗顶。随冶金需用的温度提高,发展成强制鼓风。鼓风设施对助燃和形成高温有重要作用。鼓风设施的使用和改进,同冶金技术的发展关系极大,为了便于操作,增加风量、风压,并得到稳定的风流,古代工匠创造了多种型式的鼓风器具。
扇、吹管和皮囊最早用于强制鼓风的器具是扇和吹管。埃及金匠曾使用带陶风嘴的吹管,印加人有时用8~12根铜管同时吹炼。稍后,发明了用兽皮制作的鼓风皮囊,囊的两端分设风管和由操作者手控的进风口。这种简陋的鼓风器在近代仍在一些地区使用。埃及第十八王朝勒克米尔(Rekhmir,约公元前1450年)墓的壁画中已绘有罐状脚踏鼓风器的图象。进风时,操作者用绳索拽起皮囊,随后踩下,将风鼓入炉内,每炉配备鼓风器四具,两人相向操作(图1)。
橐籥我国古代把鼓风器和风管称作“橐籥”,商代前期能熔铸近百公斤的大鼎,估计已使用鼓风装置。考古发掘表明,至迟在西周已有一座炉配置四具鼓风器的实例。《墨子》载:“橐以牛皮、炉有两缻,以桥鼓百十”,桥应是用来驱动鼓风器的杠杆机构。山东滕县宏道院东汉画象石,刻绘了一种颇具特色的鼓风装置。横置的橐由若干悬杆吊挂,橐端有把手、进风口,另一端设出风口和风管,并由构架固定,使橐只能循着悬杆摆动方向运动。和原始的皮囊相比较,它的结构已相当复杂(图2)。
随着金属熔炼的发展,炉身增高,炉容增大,鼓风器也相应加大和增多。为此,除用人力外,还使用畜力和水力鼓风,在我国称为“马排”与“水排”。
折叠式鼓风器欧洲中世纪主要使用皮、木结构的折叠式鼓风器,为获得持续风流,常常两具联用。水力鼓风于西方始于公元13世纪。阿格里科拉(G.Agricola)在《论冶金》一书中,详细描述了人力和水力驱动的各类鼓风机械的形状、结构、尺寸、制作和操作的方法(图3)。
悬扇式鼓风器和欧洲不同,我国中世纪冶铸作坊主要是使用称为“木扇”的悬扇式鼓风器,其形状最早见于北宋《武经总要前集》和西夏壁画。这种作摆动运动的木扇,实际上起活塞的作用。由于这种鼓风器全用木制或采用木、石结构,比皮、木结构的鼓风器耐用。
风箱悬扇的进一步发展,导致名为“风箱”的箱形和筒形双向动作的活塞式鼓风器的发明,其始用年代不迟于明代。我国首创这种鼓风器通过风道和活门的巧妙设计,正、逆行程均为有效,可以连续供风,大风箱需四至六人推挽(图4)。日本古代所用名为“蹈鞴”的足踏鼓风器,也可以连续供风(图5)。我国古时也有称风扇为鞴的。
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