筒車

筒車

筒車(chinese noria)亦稱“水轉筒車”。一種以水流作動力,取水灌田的工具亦稱“水轉筒車”。據史料記載,筒車發明於隋而勝於唐,距今已有1000多年的歷史。這種靠水力自動的古老筒車,在家鄉鬱鬱蔥蔥的山簡、溪流間構成了一幅幅遠古的田園春色圖,為中國古代人民傑出發明。

簡介

筒車筒車
筒車(chinese Noria)亦稱“水轉筒車”。一種以水流作動力,取水灌田的工具亦稱“水轉筒車”。在寧陝縣,僅地名叫筒車就有筒車灣鎮、湯坪鎮組筒車組、鐵爐壩的筒車堰。

據史料記載

筒車發明於隋而勝於唐,距今已有1000多年的歷史。唐陳廷章在《水輪賦》曰:“水能利物,輪乃曲成。升降滿農夫之用,低徊隨匠氏之程。始崩騰以電散,俄宛轉以風生。雖破浪於川湄,善行無跡;既斡流于波面,終夜有聲。”

把它安裝在有流水的河邊上,因為挖有地槽,被引入地槽的急流推動木葉輪不停轉動,將地槽里的水通過竹筒提升到高處,倒入天槽流進農田中。這種靠水力自動的古老筒車,在家鄉鬱鬱蔥蔥的山簡、溪流間構成了一幅幅遠古的田園春色圖,為中國古代人民傑出發明

原理

..

竹筒起到了葉輪的作用:承受水的衝力(由水的動能(速度)提供),獲得的能量使筒車鏇轉起來。並克服筒車的摩擦阻力、以及被提升的水對筒車的反力矩)。

當轉過一定角度,原先浸在水裡的竹筒(已灌滿了水)將離開水面被提升。此時,由於竹筒的筒口比筒底的位置高(這就是筒口要朝著筒車前進方向的原因),竹筒里會存一些水。

當竹筒越過筒車頂部(此時竹筒開始倒水)之後,筒口的位置相對於筒底開始降低,竹筒里的水就會倒進水槽里。你可以調整水槽的位置,使水槽能夠接到更多的水。

當你發現筒車鏇轉太慢,或者提不起水,你要在筒車上裝一些木板或竹板,便於筒車從水中獲得更多的能量(動能)。你也可以將筒車浸入水中更深一些,來獲得能量(這樣處理,由於竹筒出水時的位置與筒車軸線之間的角度更大,筒口與筒底的高差也更大,能夠使竹筒記憶體下更多的水)。

當水流的速度較低時,竹筒也要相對小一些,否則,筒車從水中獲得的能量有限,不足以克服被提起的水對筒車的反力矩(或者說:勢能)。

如此往復,循環提水。 筒車本身的效率很低,但無需供給動力

歷史發展

水力筒車水力筒車

早在春秋時期就已出現。莊周《南華經》記載的漢陰抱翁老人恥用的桔槔,即是豎於井邊的提水器械。隨著社會的發展,提水工具的使用越來越被重視,先後又出現了戽斗、汲筒、龍骨車(又名翻車)和筒車。戽斗是用粗繩縛於木桶或笆斗的兩邊,兩人對立各執一繩,將河水汲入田間。汲筒是用打通竹節之粗大竹桿,相互連線,隨地勢高下,用木石支架,跨越澗谷,引水入田。龍骨車是用連串的活節木板裝入水槽中,上面輔以橫軸利用人力踏轉或利用牛力鏇轉,溝溪河水隨板導入田中。筒車是利用水力運轉的原理,讓竹筒取水,流水自轉導灌入田,不用人力。

筒車的使用在安康始於南宋郭浩營田時。恆口千工堰龍口下筒車河是郭浩營田時制筒車引水入渠處,故地留“筒車河”之名。在河東岸崖壁上遺有石刻兩方,字跡雖已漫漶,但依稀仍可認出“奉檄制龍筒車”、“提水入堰”、“灌田”等字樣。

後來發展的高轉筒車,王禎《農書》描繪的高轉筒車,屬於提水機械。以人力或畜力為動力,外形如龍骨車,其運水部件如井車,其上、下都有木架,各裝一個木輪,輪徑約四尺(明代一尺約合0.32公尺)輪緣旁邊高、中間低,當中做出凹槽,更顯凹凸不平,以加大輪緣與竹筒的摩擦力。下面輪子半浸水中,兩輪上用竹索相連,竹索長約一尺,竹筒間距離約五寸,在上下兩輪之間、在上面竹索與竹筒之下,用木架及木板托住,以承受竹筒盛滿水後的重量。高轉筒車也用人力或畜力轉動上輪。綁著竹筒的竹索是傳動件,當上輪轉動時,竹索及下輪都隨著轉動,竹筒也隨竹索上下。當竹筒下行到水中時,就兜滿水,而後隨竹索上行,到達上輪高處時,竹筒將水侵瀉到水槽內,如此循環不已。帶動連成串的小竹筒盛水,沿水槽而上,可在高岸上從低水源地區取水。
南宋以來,筒車在使用過程中不斷完善,並漸行推廣普及。之際,安康各縣都可見到筒車。地方志書多有記載。諸如平利壩河的筒車埡,紫陽縣的筒車溝,寧陝縣汶水河的筒車灣這些至今沿用的地名,即可探尋到當年的蹤跡。在漢濱區迎風鄉黃洋河畔,至今仍可看到筒車風姿。它們在噴珠濺玉、澆灌農田的同時,也成了人們旅遊觀光的靚麗風景。

記載

筒車筒車

唐詩人劉禹錫有《機汲記》加以描述。直至今日,雲、桂、川、甘、陝、粵等地仍使用之。此外,尚有“畜力筒車”,依靠齒輪傳動帶動筒車;“高轉筒車”,通過兩大輪,將低處之水帶向高處,結構均巧妙合理,為我國古代人民傑出發明。

陳廷章《水輪賦》:“水能利物,輪乃曲成。升降滿農夫之用,低徊隨匠氏之程。始崩騰以電散,俄宛轉以風生。雖破浪於川湄,善行無跡;既斡流於波面,終夜有聲。”宋梅堯臣《水輪詠》:“孤輪運寒水,無乃農自營。隨流轉自速,居高還復傾。”《宋史.太祖紀三》:“六月庚子,步至晉王邸,命作機輪,輓金水河注邸中為池。”宋李處權《土貴要予賦水輪》詩:“江南水輪不假人,智者創物真大巧。一輪十筒挹且注,循環下上無時了。”

王臨亨《粵劍編》卷三:“水車,每輻用水筒一枚,前仰後俯,轉輪而上,恰注水槽中,以田之高下為輪之大小,即三四丈以上田,亦能灌之,了不用人力。”

構造

王禎《農書》所繪的筒車王禎《農書》所繪的筒車

筒車是用竹子木頭製作而成,先做一個大立輪,再用圓木製成滾筒將其架起,在滾筒上安裝幾十根骨架起支撐連線作用,圓輪的周圍還裝有木葉輪和許多中空、斜口的大竹筒。上下各有一個輪子,下輪一半淹在水中,兩輪之間有輪帶,輪帶上裝有很多尺把長的竹筒管。流水衝擊下面的水輪轉動,竹筒就浸滿了水,並自下而上地把河水帶到高處倒出。

結構是:以木或竹製成大型立輪1,用橫軸2架起,輪周斜裝若干小木筒或竹筒3,輪的下部浸入水中;水激輪轉,浸入水中的小筒被水灌滿,當水輪轉到上部時,小筒自動將水傾瀉入木槽4中。

分類

一、畜力筒車

水力筒車水力筒車

依靠齒輪傳動帶動筒車。

二、高轉筒車

所謂高轉筒車是指其提水高度較一般筒車加大,必須藉助湍急的河水衝動。這種筒車的適用範圍是水很低而岸很高,套用其它筒車不可能將水提升到這么高,而套用高轉筒車時,水的提升高度可以很高。通過兩大輪,將低處之水帶向高處,結構均巧妙合理。

1、高轉筒車屬於提水機械,以人力或畜力為動力。
2、高轉筒車由上、下輪、簡索、支架等部件組成。
3、下輪有一半埋於水中,汲水高程可達十丈,如兩架筒車配合則可達二十丈。
4、汲水筒長約一尺,以索相連成鏈環狀,筒的間距為五寸,索鏈用竹製成。從傳動方式看。高轉筒車也是鏈傳動的實例。
5、高轉筒車以上輪為主動輪,由於動力不同,輪抽部件構成有所變化。“所轉上輪,形如框制,易繳筒索。用人則於輪軸一端作棹枝,用牛則製作豎輪,如牛轉翻車之法,或於軸兩端造作拐木,如人踏翻車之制”。
6、高轉筒車是一種具有搬運鏈性質的機械,是現代斗式提升機和刮板輸送機的雛形。
7、高轉筒車的發明年代,從文獻考察可推斷在唐代。唐人劉禹錫的《機汲記》和陳廷章的《水輪賦》都形象地描繪了高轉筒車的功能。

三、唐式古筒車

是一種由竹木製成的輪形提水機械。竹筒或木筒在水中注滿水,隨輪轉到上部時,水自動瀉入盛水槽,輸入農田裡。水筒與水輪聯成一體,既是接受水力驅動的構件,又是提水倒水的工作構件,其結構簡明緊湊,設計構思巧妙。這種筒車每小時可輸水0.5個立方米,一個筒車可灌溉2畝農田。

製作

筒車筒車

1,做一個大轉輪。

2,在轉輪上裝一些竹筒,使筒口朝著轉輪前進的方向(也就是水流的下遊方向)。注意要與筒車的軸呈45度左右的角度,否則,在倒水時,不能倒向筒車的側邊(便於水槽接水的位置)。

3,將轉輪浸入水中一定的深度,大約0.8~1.0米。

4,在筒車軸心靠後約1.0米的位置(高度比筒車頂部低一些)裝一個流水槽。

分布

筒車筒車

中國西南部山丘和西北黃河上中游兩岸使用的很多。雲、桂、川、甘、陝、粵等地也有使用。

特別值得注意的是唐朝水車已傳到日本。829年,日本的“太政府符”專門談及“應作水車事”,說:“傳聞唐國之風,渠堰不便之處,多構水車。無水之地,以斯不失其利。此間之民,素無此備,動若焦損。宜下仰民間,作備件器,以為農業之資。其以手轉、以足踏、服牛回等,備隨便宜。”這一記載不僅是中日兩國人民經濟文化交流的絕好證明,也生動說明水車使用已成“唐國之風”,其種類有手轉、足踏、牛拉等。

此外,亞太地區一些國家也使用筒車。

相關詩詞

 高轉筒車的復原模型圖 高轉筒車的復原模型圖

唐陳廷章《水輪賦》:“水能利物,輪乃曲成。升降滿農夫之用,低徊隨匠氏之程。始崩騰以電散,俄宛轉以風生。雖破浪於川湄,善行無跡;既斡流於波面,終夜有聲。”

宋梅堯臣《水輪詠》:“孤輪運寒水,無乃農自營。隨流轉自速,居高還復傾。”

《宋史.太祖紀三》:“六月庚子,步至晉王邸,命作機輪,挽金水河注邸中為池。”

李處權《土貴要予賦水輪》詩:“江南水輪不假人,智者創物真大巧。一輪十筒挹且注,循環下上無時了。”

明王臨亨《粵劍編》卷三:“水車,每輻用水筒一枚,前仰後俯,轉輪而上,恰注水槽中,以田之高下為輪之大小,即三四丈以上田,亦能灌之,了不用人力。”

中國歷史博物館據陳廷章《水輪賦》和王禎《農書》復原,筒車是利用水力驅動的灌溉工具。水輪上所縛竹筒,低可舀水,高可瀉水。

徐來軍曾在《調笑令》中說:“翻倒,翻倒,喝的醉來吐掉,轉來轉去自行,千匝萬匝未停。未停?未停?禾苗待我灌醉。”

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