鼓风技术和冶金燃料水 排

水排是我国古代一种冶铁用的水力鼓风装置。人类早期的鼓风器大都是皮囊，我国古代又叫橐。一座炉子用好几个橐，放在一起，排成一排，就叫“排囊”或“排橐”。用水力推动这种排橐，就叫“水排”。

水排发明于东汉早期，它是南阳太守杜诗（？—38）在总结劳动人民实践经验基础上发明出来的。因为它“用力少，见功多”（《后汉书·杜诗传》）， 所以大家乐于使用。三国时期的韩暨把它推广到了魏国官营冶铁作坊中，用水排代替过去的马排、人排，四季不歇。水排不但节省了人力、畜力，而且鼓风能力比较强，因此促进了冶铁业的发展。水排在我国沿用了很长一个时期，直到本世纪七十年代，一些地方还在使用。

汉代水排的具体构造现在已经很难了解，由同一时期的水碓和翻车结构推测，大约也是一种轮轴拉杆传动的装置。我国古代水排构造的详细记述最早见于元代的《王祯农书》，依水轮放置方式的差别，王祯把水排分成立轮式和卧轮式两种。它们都是通过轮轴、拉杆以及绳索把圆周运动变成直线往复运动的，以此达到启闭风扇和鼓风的目的。因为水轮转动一次，风扇可以启闭多次，所以鼓风效能大大提高。

鼓风器最早是皮囊，后来是风扇，再后是风箱。风扇大约发明于公元十世纪以前。北宋《武经总要》前集的行炉图，敦煌榆林窟西夏（公元 1032

年到 1227 年立国）锻铁壁画，元代《王祯农书》的水排图，都有风扇的形象。活塞式风箱最早见于明代《天工开物》中。

水力鼓风有十分重要的意义，它加大了风量，提高了风压，增强了风力在炉里的穿透能力。这一方面可以提高冶炼强度，另一方面可以扩大炉缸， 加高炉身，增大有效容积。这就大大地增加了生产能力。足够强大的鼓风能力，足够高大的炉子，是炼出生铁的必要条件。欧洲人能在十四世纪炼出生铁来，和水力鼓风的应用是有一定关系的。水排的发明是人类利用自然力的一次伟大胜利。