风箱推拉乾坤动
——中国古代重要科技发明创造(二十七)
□ 王渝生
余生趣潭
风箱,几乎是我国农村家家户户的宝贝。它是锅灶的配套器具,只要厨房里有锅灶,就必定配有一个风箱。
风箱是靠人力推拉而产生风力,在推拉的过程中,就可把风送入灶底,使火旺盛,既省煤省柴,又增加火力。下雨天,柴火受了潮,生火比较困难,只冒烟不出火,这时候只要拉两把风箱,火苗就呼呼地蹿起来了,做饭一点不受天气影响。
风箱又称风匣,在古代又叫橐龠(tuó yuè),指鼓风吹火用的器具,类似于鼓风机,是过去农村家庭和铁匠铺不可或缺的用具。
我国民间流传着许多关于风箱的诗:“吐吞天地气,鼓荡宇宙风。翕张风云藏,推拉乾坤动。只求守烟火,矢志伴炉工。不为名声扬,盟誓追光明。”“循规守矩靠边边,吐纳抽推助灶燃。俺本无心招惹事,倒霉老鼠自来钻。”形象生动而有趣。
其实,风箱是个很简单的装置,看上去不过是一个长方形木头箱子,前面有个进风口,有个可以活动的小板子安在上面。箱子里面有一块和箱子内框相符的木板,上面绑着鸡毛密封用,叫“毛头”。木板上面还连着一个拉杆,当推拉杆的时候,进风口的小板子就会开启进风。拉动的时候小板子就会关闭,这时候的风就从风箱下面的口子吹进锅灶里面。有的风箱设计巧妙,有两个进风口,不管是推拉都能送风。这就是现在所称的双作用活塞式风箱。它是一种配有活塞板和拉杆的箱形装置,推拉过程中都可以鼓风,出现的时间不晚于宋代。
我国古代鼓风设备的发展,经历了由皮囊到单作用木扇,再到双作用活塞式风箱的演变过程。在山东藤县东汉画像石上,有冶铁鼓风囊图像。木扇出现于唐宋或更早,其早期图像见于北宋《武经总要》和甘肃安西榆林窟西夏壁画。
明代宋应星在《天工开物》中绘制了熔炼金属和铸造金属器物的情景,其中多幅插图都表现了双作用活塞式风箱的使用。不同熔炼炉所用风箱的大小尺寸不同,有单人操作的小风箱,也有二三人操作的大风箱。
双作用活塞式风箱的箱体为木质,有方形和筒形两类。内部装置一块活塞板,箱内一侧下部有一个长方形风管,前、后开口都与箱相通,中间有一个向外的出风口。出风口内部的一个单页双置活门,可使出风口与方管的一半相通,阻断出风口与方管另一半之间的空气流动。在气流的推动下,方管两部分交替与出风口相通,活塞板做前后往复运动时,都可以将空气压出,从而实现连续鼓风。筒形箱体可将所受内部径向压力转化为切向拉力,从而承受更高的风压。其制作工艺有板材拼合加箍和原生树干整体加工两种。后者制成的箱壁没有接缝、受力均匀,承压能力进一步提高,常用水力驱动,为大型冶炼炉鼓风。
活塞式风箱效率高、操作简便,在明清时期,它与木扇共同成为冶铸业主要的鼓风设备。直到20世纪,活塞式风箱仍然在我国乡村广泛使用,不仅用作手工业中的鼓风器,还普遍被家庭用作炉灶鼓风。
随着时代的发展进步,人们的生活方式发生了很大的变化。几十年前鼓风机逐渐取代了风箱,家用鼓风机轻巧、省地方、效果却很好。后来因为家庭人口减少,很多家庭更愿意使用电气化灶具——电磁炉、电饭锅、微波炉,毕竟这样的厨卫用具更加清洁,环保。
烟熏火燎,炊烟袅袅,风箱已经成了很多人儿时的记忆。
(作者系国家教育咨询委员会委员、中国科技馆原馆长)