中国古代的旋转风扇
电风扇的涌现自然离不开电的发明和利用,但其实在此之前,中国古人已发明旋转风扇,只不过不用电驱动而已。
中国古代最早用于纳凉的旋转风扇,可以追溯到西汉末年长安巧工丁缓发明的七轮扇。据汉代刘歆所著《西京杂记》记载,“长安巧工丁缓者……又作七轮扇,连七轮,大皆径丈(也有资料说径尺),相连续,一人运之,满堂寒颤”。这种人力风扇可视为当代化风扇的鼻祖。只管没有七轮扇的图片留存,但从寥寥数语的描写可以看出,丁缓所发明的七轮扇大抵是将七个扇叶安装在一个轴上形成轮扇进行鼓风,以人力驱动,威力不小。
事实上,丁缓所发明的七轮扇很可能是在汉代盛行的农用工具——风扇车的根本上改良而成的。我们知道,小麦、稻子等谷物在收归仓库之前须要脱壳处理,然后把壳过滤,只留谷粒。根据西汉期间《急就篇》记载,当时清选谷粒紧张有三种办法:一是借助自然风的“扬”法;二是利用工具簸箕的“簸”法;三是利用风扇车等设备产生连续或间断的人造风,壳轻谷粒重,风扇车在迁徙改变过程中产生的风,可以把谷壳吹远,谷粒就留了下来。
从汉代出土的风扇车模型看,后世风扇车的主要部件,包括机体、风箱、叶轮、手柄、曲轴、出料口等,当时都已具备,有的还有容纳清选后谷物和糠秕的容器。而汉代风扇车有较多出地皮点的事实表明,当时风扇车在我国黄河中下贱地区已被普遍利用。直到现在,农人依然利用风力清选谷粒,利用的设备叫鼓风机,只不过不再是手动了。
古代的旋转风扇,是农人手中的生产工具,亦是公子王孙青睐的消暑神器。根据史料记载,宋代宫廷中便安置有轮扇,多被称为“风轮”。南宋周密《武林往事》中记载,淳熙年间,“禁中避暑……置茉莉、素馨、建兰、麝喷鼻香藤、朱槿、玉桂、红蕉、阇婆薝卜等南花数百盆于广庭,鼓以风轮,清芬满殿”。明代文震亨《长物志》中记载,“茉莉、素馨、百合,夏日宜多置,风轮一鼓,满室清芬。”可见古人所用风轮,不仅纳凉,还兼散喷鼻香之用,为倍感烦闷的夏日带来款款喷鼻香风,安神助眠。
随着技能的不断发展,旋转风扇逐渐从宫廷走入民间。据清代破额隐士所作《夜航船》,风轮还用在公共澡堂之中,“花浴堂……轩窗畔更置风轮,万花喷鼻香气,随风送至,循环辗转,百合氤氲。”清代文人曹庭栋在《养生随笔》中亦谈到“暑天室有热气,非风不驱。办风轮如纺车式,高倍之,中有转轴,四面插木板扇五六片。令人举柄摇动,满室风生,顿除热气。”
除了“令人举柄摇动”,旋转风扇亦可靠水力驱动。据北宋王谠《唐语林》中记载,唐玄宗有一座为夏日避暑专设的“凉殿”,殿中一架“水激扇车”立于天子宝座之后,利用水流的冲力带动扇叶旋转,听说这台水力驱动的风扇产生的风力能做到“风猎衣襟”,殿中人都会感到衣襟被阵阵来风掀动。圆明园四十景之水木明瑟殿,便是三间依赖流水驱动的机器风扇房。乾隆御诗《圆明园四十景图咏》写道:“用泰西水法,引入室中,以转风扇。泠泠瑟瑟,非丝非竹,天籁遥闻,林光逾生净绿。”这里的“泰西水法”是指古希腊科学家阿基米德发明的螺旋式水车,利用流水产生机器动力,使得殿内的风扇自动运转,不仅不再须要人力,习习凉风连同潺潺水声,还能营造出绝佳的避暑意境。
中国古代用于清选谷粒的风扇车。早期电风扇长得像飞机机头
第一台当代意义的风扇,是由美国人詹姆斯·拜伦于1830年发明的机器风扇。詹姆斯·拜伦受到钟表发条构造的启示,发明了一种可以固定在天花板上、用发条驱动的机器风扇。这种风扇的缺陷是利用时必须要爬上梯子上发条。到了1872年,法国人约瑟夫研制出一款靠发条涡轮启动、用齿轮链条装置传动的机器风扇,较拜伦发明的风扇更精细,利用起来也更方便。
天下上第一台依赖电力的电风扇是美国人舒乐于1880年发明的。直接装在电动机上的叶片,在电力的驱动下飞速迁徙改变,阵阵凉风迎面而来。但舒乐发明的电风扇没有成为商品。1882年,美国纽约的克罗卡日卡齐斯发动机厂主任技师休伊·斯卡茨·霍伊拉对舒乐的电风扇进行了改良。第二年,该厂开始批量生产两个叶片的电风扇。1908年,美国埃克发动机及电气公司成功研制出世界上最早的齿轮驱动旁边摇头电风扇。1922年,汉密尔顿·比茨公司生产的“家庭”牌电机被用来驱动缝纫机,后来又成功地用于电风扇,从此电风扇逐渐遍及天下。
20世纪初,飞机的涌现产生了一门新的科学——空气动力学。空气动力学在影响飞机涡轮制造的同时,还很大程度上影响了电风扇的设计与制造。在当时航空工业发达的欧美国家,很多电风扇制造商本身便是航空发动机生产商,以是20世纪30年代电风扇的形状设计与飞机机头很像,比如子弹形状的马达罩壳和螺旋桨形状的扇叶。无论是意大利的三叶电扇、美国的两叶和四叶电扇,还是法国的五叶电扇,都借鉴了本国飞机螺旋桨的造型。
与此同时,还涌现了多种多样的风扇面罩的设计。面罩的涌现,一方面是考虑安全性,另一方面是为了掌握风向。美国通用电气公司发明了花瓣式面罩,英国韦伯利公司发明了百叶窗式面罩。1933年,在新艺术运动影响下,美国一家公司摒弃了飞灵活员机式的电风扇形状,采取创新活泼的孔雀开屏式电风扇面罩。上世纪50年代,意大利的一家电风扇生产商改用安全橡皮扇叶来取代面罩的利用,实现了无面罩电风扇叶片的安全运行。到了20世纪中后期,电风扇已经普遍带有防护面罩和封闭式的马达罩壳,可以最大限度地减少侵害事件和触电的风险。并且,随着大略齿轮驱动系统的涌现,摆头风扇开始遍及,通过摆头的动作,空间内的空气能够更有效地流利。
在电风扇形状的更新过程中,电风扇的材质也有很多变革。铁制叶片的首次利用是在舒乐发明的电风扇上。19世纪末,电风扇开始利用黄铜或黄铜镀镍制作叶片。到了20世纪30年代,受空气动力学发展的影响,设计师越来越多地利用铸铝材料。与铁和铜比较,铸铝更轻且不易碎,更适于表达繁芜的曲线形式。后来,铝合金等材质也被用来制造电风扇。
早期无面罩的三叶风扇。
机器风扇中国第一台电风扇中国第一台电风扇的出身和发展,可谓颇多波折。中国第一台电风扇的发明者是杨济川等人。1897年,16岁的杨济川从家乡来到上海,在一家洋布店做学徒,三年满师后做了司帐。学徒期间,他一边打工一边研讨文化科技知识,自学了英文、化学、物理和数学,并对电学尤感兴趣,常常利用工余韶光专攻电气事理与电机布局,试制各种小电器,研究探索镀铜、镀银、镀金等电镀技能。后来,杨济川结识了洋行职员叶友才和木行跑街袁宗耀两位好友,三人决定共同研究试制家用电器。
研发须要资金支持,于是他们找到扬子保险公司经理、苏州电灯厂的大股东祝兰舫商谈。祝兰舫哀求他们先研发出一款有足够说服力的产品,再进行下一步的考虑。经由市场稽核,三人打算借鉴当时市场销量最好的美国奇异牌电风扇,设计研制一款国货产品。
他们拼凑资金,购买了一台美国奇异牌电风扇及原材料,动手进行仿制。没有加工力量,他们就请白铁店、铜匠铺、翻砂作坊等工匠协作,电风扇的电气装置则由杨济川自己动手。1915年,经由半年韶光试制,他们终于成功制造出了中国第一台电风扇。此台电风扇高53厘米,宽44厘米。如今收藏于宁波市镇海区宁波帮博物馆内。
祝兰舫看到这台电风扇后很满意,乐意为其投资,但是他哀求杨济川他们先帮自己设计电流限定表,以办理苏州电灯厂屡遭偷电问题。于是,借由祝兰舫的投资,杨济川等在1916年先创办了华生电器制造厂。在结束电流限定表项目之后,华生电器制造厂于1924年开始批量化生产电风扇,当年便生产了4000余台,紧张在上海地区发卖,并且注册牌号“华生牌”,以与美国的奇异牌电风扇反抗。由于华生电风扇造型美、质量高,因此一炮打响,震撼了外商。当时处于独家经营地位的美商慎昌洋行向华生电器厂提出,乐意出50万美元,买断华生品牌,遭到了华生电器厂的谢绝。
后来华生电器厂改组为株式会社,产品不仅行销全国,还出口到东南亚各国。抗日战役爆发后,华生厂先后迁至武汉、重庆,参与制造变压器、大型发电机等军用产品,以增援抗日。1945年抗日战役胜利之后,华生厂迁回上海,恢复活产。
新中国成立后,在华东工业部领导下,华生厂在生产电风扇的同时,规复制造互换发电机、电动机和变压器,企业重获新生。1972年,面对日本产品的冲击,华生电器厂厂长约请上海市轻工业学校美术西席吴祖慈进行电风扇产品的设计改良。改良后,扇叶形状变得短而宽大,并减少为三片。整体看上去,新款电风扇的造型更加简洁大方。
在华生牌电风扇的引领下,蝙蝠、菊花、长城、骆驼、钻石、金龙、长风等一大批国产电风扇品牌在20世纪七八十年代如雨后春笋般呈现,为中国的千家万户在夏日里送去阵阵清凉。
上世纪30年代上海华生牌电风扇。未来还须要电风扇吗
在空调已经大规模遍及的本日,电风扇彷佛处于比较尴尬的田地。无论是降温效果还是凉感掌握,电风扇都远远不及空调来得方便。但是,这并不虞味着空调能够完备取代电风扇。电风扇良好的透风效果和低功耗等优点,使得越来越多的人选择电风扇和空调搭配利用。在利用空调时,通过电风扇来带动室内空气循环,将凉气更好地运送至室内各个角落,实现凉气均匀分布,起到更好的纳凉效果。对付体质较弱的孩子和老人,风感柔和的电风扇彷佛比空调更为适宜。
这样的发展趋势,使得当代电风扇的设计更加看重风感的舒适程度,并且借助利于空气循环及易于移动的上风,与空调相辅相成、合营利用。比如近几年颇为盛行的“空气循环扇”,便是专门用来和空调合营利用的电风扇产品。其与传统电风扇比较,扇叶少,且扇叶倾角比普通电风扇的角度大了2至3倍。这样的设计能够使风束更加集中,与传统风扇比较,吹风范围更小,但送风间隔更远。由于扇叶少,空气循环扇移动起来更方便,而且在同等风力下,噪音也比传统风扇更低。利用空气循环扇每每并不是为了直接降温,而是希望通过集中且强劲的风束吹动房间内的气流,以达到促进室内空气流动的浸染。与空调合营利用,纵然不对着人吹,也能因空气的流动让人感想熏染到微风吹拂的觉得,并且也避免了单独利用空调造成的室内空气不流利、温度分布不屈均的不敷。
当下另一创新的电风扇品种是无叶风扇。顾名思义,无叶风扇没有传统电风扇的扇叶,其事情事理是空气被微型电机吸入增压后,从一个环形中空的管子上开的一条缝里吹出来,从而带动周围的空气一起向前快速运动。无叶风扇最早由英国人戴森发明,其于2007年9月4日在英国提交了专利申请,并于2008年9月4日分别在中国、德国、韩国、意大利等多个国家和地区提交了专利申请。与传统风扇比较,无叶风扇由于没有扇叶,利用时不必再担心高速旋转的扇叶带来的安全隐患,还方便清洁。美中不敷的是,无叶风扇的价格比传统电风扇赶过不少。
为知足人们更多需求,各种各样的多功能电风扇应运而生。比如具有驱蚊功能的风扇、带有空气净化功能的风扇、冷暖两用风扇等。在风扇的形制上也有了多种多样的变革,除了传统台式和吊扇以外,还涌现了外不雅观纤细高挺的塔扇、造型可爱的便携式小风扇等,让人们随时随地享受垂垂清风的同时,也得到视觉上的享受。
无叶风扇
空气循环扇手持风扇史海拾趣雍正帝改造风扇清雍正年间,夏日颇为酷热,为抵御酷暑,雍正帝敕令让造办处制作机器风扇。根据清宫内务府造办处档案中雍正二年(1724年)“杂活作”记载,雍正二年五月廿五日,雍正帝敕令做风扇一把。该风扇为楠木架子、铁芯,上面安装小羽毛扇六把。相较于普通手摇风扇,该风扇在扇柄迁徙改变的时候,可同时带动六把羽毛扇迁徙改变,风力更大,降温效果更好。
风扇做好后,雍正帝并不是很满意,提出轻微降落风扇高度,并把小羽毛扇改换为大羽毛扇,以达到风力更大的效果。剖析认为,雍正帝坐着办公,降落风扇的高度便于接管凉风;大羽毛扇子产生的风力更大,清凉效果更佳。
后来,雍正帝认为伺候的人在屋内迁徙改变风扇时出汗会产生不好的气味,于是便提出在扇柄上增加一根拉绳,把养心殿东暖阁后檐墙开一个洞,将拉绳沿着洞口伸出屋外,伺候的人在屋外拽动绳子,使之带动扇叶迁徙改变,从而产生风力。只管雍正“发明”的拉绳式风扇仍为人工操作,但是其风力改为通过绳子带动扇叶迁徙改变产生,风力相对更大、降温效果更好。
部分图片来源/视觉中国、IC Photo
(原标题:电风扇 请得清风入室来)
来源:北京日报
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