公元前3世纪,古希腊亚力士山大城的工程师克特西比奥斯发明了一架“水压式管风琴”(Hydraulic Organ),这是历史上记载的较早出现的管风琴。水压式管风琴声音宏亮、具有威慑性,常被贵族们用于竞技活动中为角斗士助威,但水压式管风琴的气压受水量变化的影响较大,不易控制,因此人们一直在努力对其进行改进,而发展出风箱式管风琴。
液压器常与液压器混淆。液压器是亚历山大的克特西比乌斯发明的一种希腊仪器的名字。液压装置有一个空气贮存器,它被插入到水箱中。空气被手动泵推入储气罐,并作为加压空气从储气罐中排出,吹过管道。储气罐底部是开放的,当供气波动时,水可以保持对空气的压力。供气波动是由泵吸入更多空气,还是由管道排出更多空气。
通常情况下,水通过管道从仪器上方的一定高度供应,空气通过吸气从位于水源上方的侧管进入主管。水和空气同时到达相机风室(风室)。在这里,水和空气分离,压缩空气被驱动到相机风吹上方的风筒中,吹向管风琴。两个穿孔的“飞溅板”或“膜片”防止水喷雾进入风琴管道。
水与空气分离后,然后它驱动一个水轮,水轮又驱动音乐圆筒和附加的动作。要开始演奏管风琴,需要打开入口管上方的水龙头,如果有持续的水流,管风琴就会演奏,直到水龙头再次关闭。
在文艺复兴时期研究水风琴的作家中,所罗门·德·考斯的资料尤其丰富。他在1615年出版的书中包含了一篇简短的关于制作水风琴的论述,关于调音和注册的建议,以及许多展示乐器、它们的机制和使用场景的精美版画。它还包括一个适合水风琴音乐的例子,牧歌Chi farà fed' al cielo由亚历山德罗·斯特里吉奥,由彼得·菲利普斯编曲。
著名的Ctesibius(公元前3世纪)、拜占庭的Philo(公元前3世纪)和亚历山大的Hero(约公元62年)的大量著作中都描述过水器官。就像柏拉图时代的水钟(漏壶)一样,它们不被视为玩物,但在希腊哲学中可能有特殊的意义,因为希腊哲学使用了这种类型的模型和拟像。液力吹制的风琴管被用来模仿鸟鸣,音乐学家Susi Jeans和Arthur W.J.G. Ord-Hume认为液力吹制的风琴管被用来创造曼农人声。在后一种方法中,利用太阳能将水从一个封闭的水箱吸到另一个封闭的水箱中,从而产生用于探测管道的压缩空气。
水工的特征可以从马赛克、绘画、文献资料和部分遗迹中推断出来。1931年,人们在匈牙利发现了一件液压器的残骸,上面的铭文可以追溯到公元228年。乐器的皮革和木头已经腐烂了,但幸存的金属部件使重建一个工作的复制品成为可能,现在在布达佩斯的阿昆姆博物馆(Aquincum Museum)。关于风力产生的确切机制还存在争议,关于液压上播放的音乐几乎一无所知,但可以研究管道的音调。
在希腊人发明了液压之后,古罗马人一直使用液压。在中世纪,东罗马(拜占庭)和穆斯林的发明家们发明了一种自动液压风琴式的乐器,只有一根管子(巴努·穆萨在他们9世纪的专著《精巧装置书》中描述过)。这与早期的自动液压仪器不同,它使用液压空气压缩机而不是液压压力稳定器。Khalif al-Muqtadir(统治908-32)的宫殿里有一棵“音乐树”,根据Hero和Philo的作品中概述的原理,通过液压来吹口哨阿拉伯文献中曾描述过一种60英里外都能听到的远距离液压风琴,它被认为是古希腊人物穆里斯托斯发明的;这个人的身份未知,但有时被认为是名字克特西比乌斯的阿拉伯化版本。
到13世纪末,液压自动机在意大利和其他西欧国家经常见到。在文艺复兴时期,水的器官在封闭和深奥科学的追随者中再次获得了神奇和玄学的内涵。风琴被放置在花园、石窟、皇家宫殿和富有的贵族官邸的音乐室里,不仅用音乐来取悦旁观者,还用自动装置的展示——跳舞的小雕像、扇动翅膀的鸟和敲击的独眼巨人——所有这些都是通过音乐圆筒上的投影来操作的。其他类型的水风琴在人们看不到的地方演奏,被用来模拟神话场景中雕像所演奏的乐器,如“俄耳甫斯演奏维奥”、“阿波罗与玛斯厄斯的比赛”和“阿波罗与九位缪斯女神”。
16世纪最著名的水风琴是在蒂沃利的埃斯特别墅。由Lucha Clericho (Luc de Clerc;由克劳德·维纳尔(Claude Venard)完成),它有一个拱门,高约六米,由一个壮观的瀑布供水;1575年,马里奥·卡塔罗将其描述为演奏“牧歌和其他许多东西”。G. M. Zappi (Annalie memorie de Tivoli, 1576)写道:“当有人下令演奏时,首先听到的是小号,它会演奏一会儿,然后是和音....。无数的绅士都不能相信,根据登记簿上的记载,这架风琴是自己用水演奏的,他们宁愿相信里面有人。”除了能自动演奏至少三首曲子外,现在人们知道风琴还配有键盘。