科技史科普系列之二十四：雙作用活塞式風箱。
雙作用活塞式風箱，是一種配有活寨板和拉桿的箱形裝置，推拉過程中都可以鼓風，出現的時間不晚於宋代。
中國古代鼓風設備的發展，經歷了由皮囊到單作用木扇再到雙作用活塞式風箱的演變過程。山東藤縣東漢畫像石上有冶鐵鼓風囊圖像。木扇出現於唐宋或更早，其早期圖像見於北宋《武經總要》和甘肅安西榆林窟西夏壁畫。明代宋應星在《天工開物》中繪製了熔鍊金屬和鑄造金屬器物的情景，其中多幅插圖都表現了雙作用活塞式風箱的使用，不同熔煉爐所用風箱的大小尺寸不同，其中有隻需一人操作的小風箱，也有需“合兩三人力”操作的大風箱，特別是“炒鐵爐”上所用的風箱更大。
《天工開物》中繪製的風箱
雙作用活塞式風箱的箱體為木質，有方形和筒形兩類。內部裝置一個活塞板，箱內一側下部有一個長方形風管，前、後開口都與箱內相通，中間有一個向外的出風口。出風口內部的一個單頁雙置活門，可使出風口與方管的一半相通，阻斷出風口與方管另一半之間的空氣流動。在氣流推動下，方管兩部分交替與出風口相通。活塞板作前後往復運動時，都可以將空氣壓出，從而實現連續鼓風。
筒形箱體可將所受內部徑向壓力轉化為切向拉力，從而承受更高的風壓。其製作工藝有板材拼合加箍和原生樹幹整體加工兩種。後者製成的箱壁沒有接縫、受力均勻，承壓能力進一步提高，常用水力驅動，為大型冶煉爐鼓風。
古代馬達加斯加和日本等地也曾使用能連續供風的鼓風器，但它們都有兩套氣缸和活塞，本質上屬於串聯或並聯鼓風只有中國的風箱真正具備了雙作用原理。
活塞式風箱效率高、操作簡便，明、清時期，與木扇共同成為冶鑄業主要的鼓風設備直到20世紀，活塞式風箱仍然在鄉村廣泛使用，不僅用做手工業中的鼓風器，還普遍被家庭用作爐灶鼓風。
原稿：張柏春、黃興
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