将扇叶装于轮轴,转动轮轴就可产生强气流。西汉时长安有名的机械师丁缓发明了"七轮扇",这大概是在一个轮轴上装有7个扇轮,转动轮轴则7个扇轮都旋转鼓风。《武经总要前集》中绘有一个以轴上曲柄转动的风扇车(见图1)。王祯《农书》和宋应星《天工开物》也绘有用于去除稻麦壳的风扇车,轮轴上亦装曲柄连杆,以脚踏连杆使轮轴转动。以上所述,都是开放式风扇车,它们没有特设的风道,因此,风扇产生的风是向四面流动的。
旋转式扬谷扇车自西汉出现以来,到宋元已经趋于定型。元王祯《农书》中曾有描述:
图3 闭合式的风扇车结构示意图
(a) 长方体风轮箱体风扇车
(b) 圆柱体风轮箱体风扇车
"扬扇……扬谷器,其制,中置箕轴,列穿四扇或六扇,用薄板,或湖竹为之。复有立扇、卧扇之别,各带掉轴。或手转足蹑,扇即随转。凡春辗之际,以糠米贮之高槛,槛底通作匾缝,下泻均细如帘,即将机轴掉转煽之,糠粞既去,乃得净米。又有异之场圃间用之者,谓之'扇车'。凡蹂打麦禾等稼,穰籺相杂,亦须用此风搧,比之杴掷箕簸,其功多倍。"
明清时期扬谷扇车有所改善。明以前,扇多为开放式(见图2),叶片裸露在外,其风轮箱体也为长方形;明代改为全封闭式,其风轮箱体全为圆柱形,以免在风轮旋转时产生涡流,形成无用的阻力(见图3)。
《天工开物》中则绘有了闭合式的风扇车(见图4),从中可见,在装有轮轴、扇叶板和曲柄摇手的右边,是一个特制的圆形风腔,曲柄摇手的周围圆形空洞,就是进风口,左边有长方形风道,来自漏斗的稻谷通过斗阀穿过风道,饱满结实的谷粒落入出粮口,而糠杂物则沿风道随风一起飘出风口。这种闭合式的风车,可能产生于西汉晚期,一直沿用至今日的偏僻农村之中。
李约瑟博士认为,中国旋转式风扇车的一个惊人特点,是进气口总是位于风腔中央,因而它是所有离心式压缩机的祖先。