難登大雅之堂的重大發(fā)明

河北省石家莊市二中實(shí)驗(yàn)學(xué)校 張般若

抽水馬桶也許還算不上一個(gè)享譽(yù)世界的發(fā)明，也難以登上大雅之堂，但從其對(duì)人類社會(huì)文明的貢獻(xiàn)來看，它無疑也是世界上最重大的發(fā)明之一。那么，你對(duì)抽水馬桶了解多少呢？

改變世界的“小發(fā)明”

如今，你可以不玩電腦，但不能不用馬桶。正是抽水馬桶的普及，才讓世界變得干凈整潔。那么，抽水馬桶是怎樣發(fā)明的呢？

一般認(rèn)為，近代的抽水馬桶是英國貴族約翰·哈靈頓發(fā)明的。當(dāng)時(shí)，英國女王伊麗莎白一世經(jīng)常抱怨宮殿里的便器惡臭難聞。約翰·哈靈頓經(jīng)過反復(fù)琢磨和試驗(yàn)，1596年終于為伊麗莎白女王設(shè)計(jì)了一個(gè)帶有水箱的沖水馬桶。這個(gè)沖水馬桶被安裝在伊麗莎白女王的宮廷里，并受到了女王的喜歡。

然而，在沒有自來水系統(tǒng)和下水管道的情況下，抽水馬桶的優(yōu)勢難以充分顯現(xiàn)出來。到了18世紀(jì)后期，英國發(fā)明家約瑟夫·布拉梅改進(jìn)了抽水馬桶的設(shè)計(jì)，并于1778年取得了新型抽水馬桶的專利權(quán)。

到了19世紀(jì)后期，隨著自來水系統(tǒng)和下水管道的普及，抽水馬桶開始在歐洲使用。此后，抽水馬桶在全世界推廣開來，并引發(fā)了一場“廁所革命”。

“虹吸現(xiàn)象”的奇妙應(yīng)用

按沖水方式的不同，抽水馬桶可以分為直沖式和虹吸式兩大類，但大多數(shù)采用的是虹吸式。

虹吸式抽水馬桶內(nèi)有一個(gè)呈倒S形的管道，具有排污能力強(qiáng)、選凈面大、沖水噪音小等特點(diǎn)，容易沖掉黏附在馬桶內(nèi)表面的臟物。在大多數(shù)馬桶中，便池設(shè)計(jì)為一部分水通過馬桶唇面中的洗壁孔流入便池，其余的大部分水則通過便池底部的噴射口流入虹吸管。

這種坐便器借助較大的水流沖力以及虹吸現(xiàn)象的作用，使得便池中的水全部流入下水道。之后，空氣進(jìn)入虹吸裝置，并發(fā)出特別的“嘩嘩”聲，這時(shí)虹吸過程就會(huì)停止。

“沖水”的速度和力量

抽水馬桶不需要用電，但需要具有一定速度的水流。抽水馬桶的基本原理就是利用水的重力作用，把水的勢能轉(zhuǎn)換為水的動(dòng)能，從而裹挾著污物進(jìn)入下水管道。

因此，抽水馬桶在便池之上裝有一個(gè)水箱。這可不是一個(gè)普通的水箱，而是有著精巧設(shè)計(jì)的儲(chǔ)水和沖水系統(tǒng)。抽水馬桶水箱的內(nèi)部組成包括進(jìn)水管、出水管、滲水管、水塞（進(jìn)水和出水）、浮球、放水旋鈕及杠桿等。

水箱的作用就是保證將足夠多的水以足夠快的速度流入便池。據(jù)悉，水箱上水時(shí)大約需要30至60秒鐘，而沖水時(shí)則能在3秒鐘之內(nèi)把水全部傾倒入便池內(nèi)，這樣就可以產(chǎn)生足夠的虹吸效應(yīng)，并迅速將便池中的所有水和污物沖走。