中国的水轮出现于西汉末期,晚于西方。汉代已经用水碓、水磨等加工粮食,用水排鼓风冶铁。东晋出现了连机碓,用水轮带动多个水碓同时工作。随着水轮的大型化,其外侧安装了辋,以输出更大的力矩,可用来驱动大型水磨。
宋元时期,水力机械的使用更加普遍。各地修建了很多筒车,利用河流自动提水灌溉。苏颂制造的水运仪象台的“枢轮”用水的重量转动枢轮,用天衡作为擒纵器,控制“枢轮”的转动速度。当时的船磨系用两船夹一轮,轮轴伸到两船上,拨动两个磨工作。有的加工粮食作坊用一个水轮同时驱动磨、砻、碾工作,成为联合加工作坊。冶铁场也沿用用卧式水轮带动木扇鼓风冶铁。
水力成本低廉,功率很大,其效能远高于人力和畜力,且非常稳定,是古代一种重要的自然力,水利机械的发明与应用极大地促进了古代社会生产力。
元代王祯《农书》记载的船磨用两船夹一轮的方式,轮轴伸到两船上,拨动两个磨工作;描绘了“水轮三事”,用一个水轮同时驱动磨、砻、碾三部机械;卧式水轮带动木扇鼓风冶铁。
部分水力机械介绍
连机水碓:水碓是以水为动力的一种谷物加工机械,在西汉末年便已出现。
水转连磨:以水力驱动的粮食加工机械。通过流水冲击立轮,带动轮轴上的三个齿轮,各自连动三台石磨进行谷物加工,俗称“九转连磨”。
水碾:碾子是用于碾压谷物,使谷物去壳、麸皮以及将麦粒、玉米等碾压成粉的加工工具。它由石板碾盘、石头和使滚子作圆周运动的立轴组成。石碾的动力有水力、畜力和人力等多种,用水力驱动的就叫水碾。
筒车:又称天车,是利用水流冲击水轮转动的农业灌溉机械,发明于隋而盛于唐。筒车一般要安装在有流水的河边上,且挖有地槽,被引入地槽的急流推动水轮不停转动。
水转翻车:翻车,是利用链轮传动,将水从低处引向高处的灌溉机械,因其形体犹如一节一节龙骨组成,所以民间又称之为龙骨水车。
