在金属冶炼中，为了使燃料充分燃烧，以提高炉温，一般都有鼓风机械。鼓风技术如何，是衡量冶金水平的重要标志。水排是利用水力驱动的一种鼓风机，是在距今一千九百多年的东汉初年，由我国着名的技术发明家杜诗主持发明的。这在我国文化史上揭开了崭新的一页。人类最早用的鼓风器，大都是皮囊。我国古代又称之为橐。一座炉子用好几个橐放在一起，排成一排叫“排橐”。用人力、马力推动，分别称为人排和马排。东汉初年，使用人排及马排，耗费巨大的人力及畜力。一次需要上百匹马来拉动，对发展冶铸业是一个极大的障碍。杜诗于东汉七年(31)到任南阳太守时，召集冶铁工匠，在人排和马排的基础上，在结合劳动人民的实践经验基础上发明了水排，用于鼓铸农器。由于它“用力少，见功多”，大家都喜欢用。三国时韩暨把它推广到魏国官营冶铁作坊。用水排代替人排和马排后，可以四季不歇。不但人力、畜力可以省下来，而且生产率也比过去提高了三倍，使冶铁业得到很大的发展。

元代王祯在《农书》中，对水排有详细的介绍。他把水排分为立轮式和卧轮式两种。立轮式水排结构简单，制造方便，利用水作动力推动轮子旋转，进而拉推风扇以鼓风。它可以在水流落差较小的情况下使用，因而便于推广应用，适用于小型冶铁作坊。卧轮式水排比立轮式水排结构复杂得多。它不仅运用了主动轮、从动轮、曲柄、连杆等机构，还运用了皮带传送，把圆周运动变成拉杆的直线往复运动，改变立轮式水排那种间歇式动作，可以作快速连续运动，大大提高了工作效率。但推动卧式水排运动，需要较大的水流落差，在水流平缓处，需修筑堤坝，抬高水位，才能驱动水排。所以卧式水排适用于规模较大的冶炼作坊。水排的创制，是我国机械史上又一次的胜利。它不仅在我国，而且在世界科技史上留下了光辉的一页。

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