清代造辦處制作的水龍模型
故宮博物院供圖
紫禁城建筑多為木結(jié)構(gòu)承重，而木材為易燃材料，因而防火極其重要。明清時(shí)期，紫禁城的滅火工具除了云梯、鉤子、水桶等傳統(tǒng)工具外，還有一種借助機(jī)械作用的“滅火槍”，稱為激桶。紫禁城里的激桶有兩種形式：唧筒和水龍。其中，唧筒在宋朝已得到應(yīng)用。
唧筒在清宮檔案中又被稱為“岔子激桶”。故宮博物院現(xiàn)藏唧筒多為銅制，呈下粗上細(xì)的中空長(zhǎng)筒狀，由內(nèi)外套筒、噴水頭、支腳、連桿、皮制活塞、閥門(mén)等部件組成。內(nèi)筒被抽出后，整個(gè)唧筒的長(zhǎng)度可達(dá)2米。最里層內(nèi)筒的頂部固定了噴水頭，最外層套筒底部有數(shù)十個(gè)小孔，用于汲水。支腳用于架立唧筒。連桿與活塞相連，位于底部套筒內(nèi)，用于吸水及噴水。閥門(mén)一般有兩個(gè)，為銅片或軟皮，分別控制進(jìn)水和出水。唧筒往往與水桶配合使用。建筑失火時(shí)，救火人員將唧筒支腳張開(kāi)，立在水桶中，并將外套筒底部置于水中，將噴水頭對(duì)準(zhǔn)火點(diǎn)，通過(guò)手動(dòng)前后推拉底部?jī)?nèi)筒，使其帶動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞前行使得筒內(nèi)的氣體體積增大，氣壓小于水壓，進(jìn)水閥門(mén)開(kāi)，水由底部套筒中的小孔吸入；活塞后行使得筒內(nèi)的氣體體積減小，氣壓大于大氣壓，出水閥門(mén)開(kāi)，水由噴水頭射出。唧筒每裝一次水即可使用一次，射程可達(dá)20米，但出水量小。唧筒的優(yōu)點(diǎn)是便于攜帶，單人即可操作。
水龍?jiān)谇鍖m檔案中被稱為“西洋激桶”，且在清中期起，逐漸取代了唧筒。如中國(guó)第一歷史檔案館藏《內(nèi)務(wù)府堂呈稿》載有：嘉慶二十年（1815年）六月初五宮內(nèi)各等處安設(shè)西洋激桶三十一架，叉（岔）子激桶一架，共計(jì)三十二架。故宮博物院現(xiàn)藏清宮內(nèi)務(wù)府造辦處制作的水龍模型，是當(dāng)時(shí)成批制造水龍前的小樣。水龍?jiān)跇?gòu)造上主要由水箱體、銅缸、活塞、閥門(mén)、鐵桿、壓梁、將軍柱、出水管等構(gòu)件組成。其中，水箱體相當(dāng)于水龍的外殼，且底部有抬杠，便于搬運(yùn)。銅缸為圓柱形，共四個(gè)，均位于水箱體內(nèi)，相互間有軟管及閥門(mén)相連；兩個(gè)銅缸用于存水，另兩個(gè)銅缸內(nèi)有活塞，用于吸水?；钊蓤A形銅塊與數(shù)層軟皮擠壓而成?；钊还潭ㄔ谝桓Q向鐵桿端部，而鐵桿的另一端則與壓梁固定。壓梁為一根長(zhǎng)木梁，功能相當(dāng)于人力擠壓活塞的杠桿。將軍柱位于水箱體中部位置，底部與水箱體固定，頂部與壓梁鉸接連接，相當(dāng)于杠桿的支點(diǎn)。出水管位于將軍柱旁邊，為豎向銅管，管底有軟管與吸水缸相連，管頂可再接自由轉(zhuǎn)動(dòng)的水平管，以利于向各個(gè)方向噴水。
水龍的出水原理與唧筒相同，即通過(guò)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)吸水與噴水。然而，水龍的便利性、科學(xué)性及機(jī)械化程度更高。唧筒活塞的受控方向?yàn)榍昂笙?，救火人員反復(fù)操作后手部容易疲勞；而水龍活塞的受控方向?yàn)樯舷孪?，不僅便于救火人員操作，而且可借助人體重量產(chǎn)生更大的下壓力。唧筒僅能單人操作，產(chǎn)生的出水力??；水龍可多人控制壓梁兩端操作，產(chǎn)生的出水力大。唧筒通過(guò)手動(dòng)直接推拉活塞，操作范圍??；水龍則通過(guò)杠桿間接控制活塞，操作范圍大。唧筒的出水力為手動(dòng)推拉力直接產(chǎn)生，僅與推拉力相關(guān)；水龍的出水力由杠桿的力矩平衡產(chǎn)生，不僅與手動(dòng)力成正比，而且與力臂密切相關(guān)。手動(dòng)力的作用位置位于壓梁端部，距離支點(diǎn)長(zhǎng)，因而作用力臂長(zhǎng)；與活塞相連的鐵桿位于支點(diǎn)附近，因而出水力臂很小。此外，唧筒僅能單向噴水，水龍則可以向各個(gè)方向噴水。《遠(yuǎn)西奇器圖說(shuō)》評(píng)價(jià)水龍（水銃）為“火力正勝，人不可近，但有此器，則五六人可代數(shù)百人之用，又不空費(fèi)一滴之水，不拘多高、多遠(yuǎn)，皆可立到”，可說(shuō)明其優(yōu)越性。
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