书城自然中国历代科技成就(大中国上下五千年)
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第76章 机械工程史上的壮举──水排的发明

水排的发明是我国古代冶铁史上的重大技术革新,它不仅节省人力、畜力,而且推动冶铁炉向大型发展,是机械工程史上的一大壮举。这一重大科技发明与运用,比欧洲人早约1100年。

杜诗(?~38),字君公,河内汲县作出了很大成绩,促进了当地农业生产的发人,东汉官员及发明家。杜诗青年时期就展。杜诗最大的贡献就是创造了利用水力鼓才能出众,在河内郡(今河南武陟西南)任吏风铸铁的机械水排。员时,人们赞扬他处事公平。光武帝初年,最初的鼓风设备叫人排,用人力鼓动;

为侍御史。当时将军萧广放纵士兵,在洛阳民间为非作歹,老百姓惶恐不安。杜诗通告萧广约束部下,萧广不予理睬。杜诗下令按法诛萧广,并将经过情形向上汇报,得到表扬。建武七年(31年),杜诗迁升为南阳郡太守。当时南阳是全国冶铁中心,冶铁业的发展促进了水利事业的兴盛,杜诗在这方面也继而用畜力鼓动,因多用马,所以也叫马排。直到杜诗时改用水力鼓动,称水排。所谓“水排”,就是应用水力机械轮轴带动鼓风囊,使皮囊不断伸缩、给冶金高炉加氧的一种器具。这种装置,用力少,见功多,是我国冶金史上的一大改革,也是中国对世界冶金技术的杰出贡献。用水排代替人排、马排,大大提高了劳动生产率。古代每一熟石合一百二十斤。马排用马一百匹冶铁一百二十斤;改用水排,在同样的时间内,可以冶铁三百六十斤,提高功效三倍。水排的发明对于生铁冶业铸的发展有着极重要的意义,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20世纪70年代,一些地方还在使用。

由同一时期的水碓和翻车结构推测,东汉时的水排应该是一种轮轴拉杆传动装置,我国古代水排构造的详细技术最早见于元代的《王祯农书》

,依水轮放置方式的差别,分为立轮式和卧轮式两种,并绘有图形。都是通过轮轴、拉杆及绳索把圆周运动变成直线往复运动的,以此达到起闭风扇和鼓风的目的。因为水轮转动一次,风扇可以起闭多次,所以鼓风效能大大提高。

水排的发明是中国古代机械工程史上的伟大创举,对冶铁业的发展起到了巨大的推动作用,杜诗作为水排的发明者名流千古。

延伸阅读

召父杜母

秦汉时期,长江流域的灌溉以汉水支流唐白河地区的发展最为显著,而唐白河的灌溉又以今河南的南阳、邓县、唐河、新野一带较为发达。唐白河地区为浸蚀、冲积平原,年降雨量约900毫米左右,气候温和,适于作物生长。这里开发较早,到西汉中期经济已相当发达。农田水利在西汉后期有突飞猛进的发展。元帝时(前48~前33),南阳太守召信臣对此地的水利和农业生产有特殊贡献,因而受到当地百姓的拥戴,被誉为“召父”。东汉时期,南阳水利事业进一步兴盛,杜诗在这方面也作出了很大成绩,因此,南阳老百姓把召信臣与杜诗并称为“召父杜母”。