谷物清选工具――风扇车

除“四大发明”外，我国还有许多杰出的发明成果传诸世界，造福各国，为人类文明发展作出了卓越贡献，“风扇车”就是其中之一。

谷物在脱粒和去壳之后，人们需要扬弃谷壳、糠秕和杂物。人们最原始的方法是用手捧口吹，而后才懂得用木锨和簸箕靠自然风力进行，最后便有了粮食加工机械――风扇车的发明。风扇车，又称扇车、风车、风扇、风斗、扇、扬车、扬谷器等，是一种利用流体力学、惯性、杠杆、轮轴等物理原理，人为地强制空气流动，产生风（气流）的机械，是专门用来分离谷物和杂质、尘土，或舂、碾以后扬弃谷物中糠秕杂物以清理籽粒的一种复杂的农机具。

风扇车是我国水稻生产中重要的农具之一，其使用历史悠久，尤其广见于我国南方地区。古农书中记载风扇车是北宋时发明的。如周昕编著的《农扇史话》认为风扇车最晚出现于北宋时代。犁播编的《中国古农具发展史简编》也说“到了北宋年间，已经采用扇车”。刘仙洲《中国古代农业机械发明史》中对风扇车作了较详细介绍，但也把风扇车发明的时间定为“至晚在北宋就发明了”。但是，无论是历史记载还是实物模型，都说明风扇车的发明时间比北宋早得多，可再上推1100多年，即至晚在公元前1世纪的西汉时代，人们就已经知道风扇车的原理并广泛使用了。

最原始的风扇车可能没有箱体，主要用于扇粮与乘凉。据《物原》所记：“舜始造扇，丁缓夙轮。”舜是否造扇只是传说，但说明早在原始社会，人们就已经利用扇风的原理制造了扇子。西汉时期，丁缓已造出七轮大扇。在扇子的启发下，根据物体经过风吹，轻者飘向远方，重者留于近处的惯性原理，人们在收获粮食后，为把粮食和杂物、土石块、谷糠等分开，克服用笈箕扬粮的劳苦，提高工作效率，很自然地发明了风扇车。成书于西汉的《急就篇》有“碓扇舂簸扬”之说，此处之“扇”便是“扇车”。可见，至晚在西汉元帝年间（公元前48年至前43年），风扇车的使用即已相当普遍。在不同地点与时间的汉墓内出土的几个陶风扇车模型，总是与舂米的米碓连在一起，可见风扇车在汉代主要用于分离舂碾下的谷米和谷糠。

风扇车起源于西汉，但它也有一个不断改进、完善和推广的过程。早期风扇车的风轮箱体为长方形，由于在箱体内与风轮轴平行的箱体壁所组成的两面角内会产生涡流，阻碍风轮的运转，故摇动风扇轮时较为费力。到了宋元时期，风扇车不仅作为一种重要的农具较详细地载入了各种农书，而且得到了很多励精图治的政治家和文学家的重视与赞扬。北宋诗人梅尧臣有一首咏风扇诗：“田扇非团扇，每来场圃见。因风吹糠秕，编竹破筠箭。任从高下手，不为暄寒变。去粗而得精，持之莫肯倦。”王安石的和诗写得更好：“精良止如留，疏恶去如摈。如摈非尔憎，如留岂吾吝。无心以择物，谁喜并谁愠。翁乎勤簸扬，可使糠秕尽。”元代王祯《农书》“农器图谱九・杵臼门”对风扇车的构造、原理和使用方法进行过详细说明，描述的扇车已非常完备。按驱动方式分，有手摇和脚踏两种类型；按叶轮的安置方式分，有立式和卧式两种。卧轴式风扇车根据风箱的结构又可分为敞开风箱式风扇车和闭合风箱式风扇车。王祯《农书》：“扇。《集韵》云：，风飞也。扬谷器。其制：中置轴，列穿四扇或六扇，用薄板，或糊竹为之。复有立扇、卧扇之别，各带掉轴。或手转足蹑，扇即随转。凡舂碾之际，以糠米贮之高槛，槛底通作匾缝，下泻均细如，即将机轴掉转扇之，糠粞既去，乃得净米。又有舁之场圃间用之者，谓之‘扇车’。凡蹂打麦禾等稼，穰相杂，亦须用此风扇，比之掷箕簸，其功多倍。”王祯《农书》现存版本多样，扇车图的结构也有所不同。在王祯以后的重要农业工业著作中大多对风扇车有过专门描述，如徐光启《农政全书》中除对扇车进行详细记述外，还附有和王祯《农书》插图类似的“扇车足蹑图”；明末宋应星《天工开物》第四卷《粹精》对风扇车更进行了详细描述，并附有两幅当时正在使用的风扇车插图。

如今，我国北方偏远农村地区仍在使用的手工风扇车与汉代风扇车的最大区别，一是具有了闭合式圆筒状的风箱体，二是高槛下设置了多个出粮口。圆筒状风箱体的出现是风扇车技术发展史上的一个突破，因为出气口分开设置，克服了涡流的产生，使用更为轻快，功效更高。过去学界一直认为圆筒状风扇车出现于明末，近年来，有学者发现明代《顾氏画谱》收录有杜堇的一幅带有圆筒状风箱的风扇车的画稿。杜堇的艺术活动期在15世纪下半叶，这样便可把之前学界认为这种风扇车的出现年代提前100多年。值得注意的是，这幅画不但清楚地显示了圆筒状的风箱，而且风扇车下方放置的两个簸箩正好对应底部前后两个出粮口，从而说明当时风扇车已经实现了沉实的籽粒、较好的籽粒与糠秕的三级清选，杜堇的这幅画稿遂成为我国风扇车关键技术出现的确证资料。到了清代，乾隆年间颁行的《授时通考》描述风扇车云“以木为四柱，周以板穴其尾以出糠。可六尺，广五尺余。左为圜形，以内轴及扇，著其柄于外；右为方斗，盛谷实，底作匾缝，承以小门，门之枢亦见于外。其下作斜木斗二，正侧并列，形如箕，皆下向。人以一手运轴，一手启门，以写谷实。谷实重者，从正面木斗直下；粞稍轻，从旁列木斗出；糠灰最轻，即从尾穴随扇飞出。农家攻治米谷，最为便利。”亦即儿歌所谓的“四条腿脚四张嘴，粮食进去几路走，一口二口吃下肚，三口吐壳满天飞”。由此可见，这一时期风扇车的基本结构和使用方式已经基本定型并得到了广泛使用。

近代以来，随着皮带、齿轮传动的出现和畜力、水力、蒸汽、电力的应用，风扇车的动力进行了一次革命，而扇车的质地也由纯粹木制逐渐在摇柄、风扇轮叶片、风扇鼓等多处改成铁制，直到现在出现全铁制的风扇车，使风扇车更易制造和坚固耐用，并日益适用于大规模农业生产的需要。这些改进的风扇车劳动效率和质量比原扇车有大幅度的提高，劳动强度也大大减轻，基本上摆脱了笨重的手工操作。现在在我国广大农村地区，旧式的风扇车大部分已被电动风扇车或风力机所替代。

风扇车的发明，对谷物的清选向机械化发展具有重要意义，标志着人们能摆脱对自然风的依赖，采用连续的人造风，根据需要随时对加工后的谷物进行清选，极大地拓展了谷物清选加工的方式，提高了劳动生产率，对我国农业发展起到了非常重要的促进作用。

更为重要的是，古代人民在风能利用方面的创举不仅促进了中国农业生产发展，而且在世界农业生产史上也有着极其深远的影响。英国著名科学史专家李约瑟认为，风扇车是由中国传向西方的重要机械和技术发明之一。欧洲的风扇车直到阿格里哥拉时期还是进气口与出气口分处箱的两边缘，而闭合式旋转风箱直到18世纪早期才出现。此外，中国的风扇车不但对欧洲的农业机械产生过促进作用，同时也是所有离心式压缩机的祖先，对西方近现代鼓风机械的发明产生了一定影响。