7.3　下射水轮

在远东最原始的下射水轮中，竖轮被用来提水灌溉土地，其蹼板浸入可以推动水轮的河里，固定在轮缘上的一端封闭的竹筒或陶罐里灌满了水。当水轮转动时，竹筒或陶罐里的水会在水轮顶端把水倒入水槽或沟渠里。

在西欧，这一设备则有了很大的进步。通过建造一个横跨水流的水坝或挡板的方法来蓄水并把水头提高，比如建造一个冲击水池，从而达到增大功率的目的。另外再开凿出一个水道或小型沟渠，使水再回流到下游的河里。水轮——可以安置在磨坊之内或之外——浸入河水中，在水轮和围堵的河水之间建一个水闸来调节水流。修建坚固的石墙用以支撑供水平轴转动的轴承，水被限制在石墙之间流动，并被导流向轮翼板或蹼板。当水轮停转、水闸关闭时，水平面会一直上升到水坝的顶部，因此必须配备溢流坝或泄水闸使水回流到河里，后来自作用平衡浮体也被应用于此类设备中。

这些都是最简单的水车，制造和使用都很方便。下射水轮提供了廉价的机械动力，可用以驱动谷物磨碎机、浆洗机和锻铁机。这些机械都被农民们广泛用于生产满足他们自身所需的粮食、衣物和铁器等，满足仍以纺织为家庭就业的社会的主要需求。(https://www.daowen.com)

为了使可以利用的水资源获得最大的价值，许多情况下中射水轮被用来代替下射水轮。但即使到了19世纪，下射水轮在一些边远的地方仍然有用，那里的水力资源和木材十分充裕，但缺乏机械方面的技术和劳动力。在18世纪，伦尼（John Rennie，1761—1821）和布律内尔爵士（Sir Marc Isambard Brunel，1769—1849）等杰出的工程师，在达特福德和查塔姆船舶修造厂设计并建造了由大型下射水轮和铁轴组成的锯木机。达特福德的水轮直径为16英尺，宽4.25英尺，可以带动16部各种类型的锯床。由彭赛列（J.V.Poncelet，1788—1867）设计的水轮，实际上是被改造成一种水涡轮的下射水轮（图113），被用在落差达6英尺的场合，效率接近65%。

图113　彭赛列的水轮。