「新年貨」鼓風機的祖先是中國發明的！（上）
每天回到家，兩歲的女兒都會跑來給我一個擁抱：「爸爸！我要看小豬佩奇和爸爸媽媽！」
佩奇原本是一隻英國小豬。這幾天正在刷屏的《啥是佩奇》竟然給它引來了兩大官微的「特別關照」。
這都是因為，在中國爺爺手下，佩奇變身為農村燒火做飯用的——鼓風機——而且它也會打呼嚕：吼~吼~
《啥是佩奇》截屏
那你知道不，爺爺手下的手搖離心式鼓風器——原本就是中國人發明的！早在兩千多年前的兩漢之交時，中國農村就使用了這種機器。我們爺爺的爺爺的爺爺……用它來清選糧食。沒錯，這就是扇車。列位請看：
河南濟源泗澗溝24號新莽時期墓出土的陶扇車與陶碓明器模型（河南博物院 顧永傑供圖）
這是從河南濟源泗澗溝24號新莽時期墓出土的陶扇車（後）與陶碓（前）明器模型。雖然貌不似小豬，但它和離心鼓風機的原理是一樣的。前面的大嬸舂好穀物後，連皮帶米倒入扇車頂部的漏斗里。後面的大叔轉動扇輪，氣流從側孔進入，從前方底部流出；把輕的糠皮吹出來，就可實現米、糠高效分離。
若嫌文字繁瑣，下圖可一目了然：
濟源泗澗溝陶扇車內部氣流場數值模擬速度矢量圖（黃興）
漂亮！
其他地區也出土了不少西漢末至東漢的陶扇車模型，我們需要分類介紹。且看這一波：
河南洛陽旭升村東漢晚期墓陶扇車與陶石碓（余扶危等.洛陽東關東漢殉人墓.《文物》1973年第2期）
河南洛陽旭升村陶扇車與陶石碓結構線圖（余扶危等.洛陽東關東漢殉人墓.《文物》1973年第2期）
山西運城市芮城城南村東漢墓2號陶作坊（趙家有等.山西芮城出土風扇車模型.《農業考古》1988年第2期）
美國奈爾遜美術館藏中國漢代陶扇車作坊（Ross E. et al.,Handbook, Nelson Gallery of Art, AtkinsMuseum, Volume I. Kansas City,University Trustees, 1959）
這些扇車轉軸的安裝高度都位於車廂中部。計算機模擬顯示空氣進出不太順暢，內部有迴流；但風是有的，能工作沒問題。這體現了設計者認為，只要扇輪轉起來就有風。但風是怎麼流的，怎樣才使效率最高？設計者對此認識還不夠。
洛陽東關類型扇車Gambit模型（黃興）
洛陽東關類型扇車氣流場數值模擬速度流線圖（黃興）
我們再來一波，列位請上眼：
河南濟源西窯頭村10號西漢末期墓陶扇車模型（李彩霞.濟源西窯頭村M10出土陶塑器物賞析.《中原文物》2010年第4期）
河南濟源西窯頭村西漢末期陶扇車結構線圖（黃興）
山東臨淄金嶺鎮1號東漢初墓陶米碓扇車（山東省文物考古研究所.山東臨淄金嶺鎮一號東漢墓.《考古學報》1999年第1期）
元代王禎《農書》「揚扇」圖（《四庫全書》）
以上扇車的輪軸被架在了車廂頂部。在操作者看來，順時針轉動扇輪，就把風撥進扇車裡（像近代明輪輪船）。但實際上扇輪是整體浸在空氣中，氣流很費力的從軸部進入，而且箱內局部會有空氣迴流。
臨淄金陵鎮類型扇車氣流場數值模擬速度流線圖（黃興）
兩漢時期，扇車已經形成了多種類型，表明它的發明並非偶然。它有著眾多設計者，在中原地區得到了普遍使用。部分設計者對離心運動理解不足，這是一項技術發明初期的共性。河南濟源泗澗溝先進類型扇車在其他地區也有發現。這表明當時已經能夠正確利用離心運動來鼓風。
這足以讓我們驚嘆一下：我的祖宗！你們在兩千年前竟然製造出了這樣的神器！
明代以來，濟源泗澗溝類型扇車圖形和實物都已常見，我們再來一波：
明代《顧氏圖譜》（1603年）扇車圖（鄭振鐸.中國版畫叢刊（3）.上海：上海古籍出版社，1988年）
浙江開化縣華埠鎮華民村水碓作坊現代扇車（張柏春等．中國傳統工藝全集·傳統機械調查研究．鄭州：大象出版社，2006）
《顧氏圖譜》扇車底部也放了一個笸籮，是因為笸籮上方也有一個出糧口。碎米從這個口流出來。「半粒歸倉」，絕不浪費。
這一波扇車的出風口都沿著直徑方向，與氣流離心運動路線略有差距，但吹掉米糠已經足夠用了。
直徑方向出風扇車內部氣流場數值模擬速度矢量圖（黃興）
還有一種扇車沿著切線方向出風，在打穀場上用的多，力道很足；有的地方稱其為老虎扇車。
呼和浩特黑土凹村扇車（張柏春等. 中國傳統工藝全集·傳統機械調查研究.大象出版社，2006年）
呼和浩特黑土凹扇車內部氣流場模擬速度矢量圖（黃興）
歐洲古羅馬時期已普遍使用水輪，但未見到離心式鼓風器。1556年，德國礦冶學家阿格里科拉（Georgius Agricola）出版的De Re Metallica一書中繪製了多部離心式扇車，用於巷道通風。但其進風口都在箱壁外緣，而不是側面軸部。表明其對扇車的認識依然處於中國漢代的早期水平。直到18世紀初，來華傳教士們發現了中國農民使用的扇車，將其視作異寶，運回歐洲；逐漸發展出多種類型，從而有了爺爺手下的佩奇。
近十多年來，中國農村正在大變樣，很少再用扇車了。城市中長大的多數孩子對扇車更是聞所未聞。
不過呢~，福利來了——中科院自然科學史研究所就收藏了一架扇車。每年「中科院開放日」這架扇車都會成為小朋友們最喜歡的大玩具！（這架扇車已經有了點佩奇的樣子，吼~吼~）
中科院自然科學史研究所開放日活動（黃興 攝）
有人說了：你說的這些扇車都是扇米的，不能用來燒火做飯。
說對了！扇車屬於速度型離心式鼓風器。古代扇車沒有提速裝置，轉速慢，風壓低；走的是低風壓、高風量的技術路線，適於扇米。
但中國古代也發明了多種容積型鼓風機，可以產生很高的風壓，不僅用來燒火，還能用來煉鐵，更是厲害得不得了。
欲知詳情，且聽下篇分解。
來源：中國科學院自然科學史研究所
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