文／一元　

馬桶的原理並不如想像中困難，其實，構造簡單的馬桶裝置，基本設計已有數百年的歷史。一般來說，最普遍的沖水馬桶是虹吸式馬桶，它最重要的構造就是水箱、馬桶本體與排汙通道。排汙通道通常呈S型或U型，彎道高於馬桶排水口後，就往下降到排水管，最後則進到下水道。

排汙原理 虹吸作用



如果你打開馬桶的水箱，通常是裝滿了水。等到要沖水時，水箱內的清水會流入馬桶中，促使水位漲到超過排汙彎道最高點，進而擠出排汙通道的空氣。

當通道一旦注滿了水，神奇的事情就會發生：通道內產生虹吸作用，吸走馬桶內的汙水，再經排汙通道進入下水道。就像偷汽油的賊，也就是運用虹吸現象，把管子一端放入車子油箱，然後在另一端用力吸氣即可。

廁所馬桶沖水的動作，是我們每進入廁所，按下沖水把手即可的步驟，簡單又順利，其實原理就只有這個按下馬桶手把嗎？

按馬桶只是表面馬桶的沖水機制原理，我們再細說一點，你會更透徹：一旦按下沖水把手，就會帶動液壓或杠桿，拉起了水箱底部的水塞，水迅速進入馬桶之後，水塞重新闔上，同時浮塊下沉，又打開了進水閥開始注水，浮塊上升到一定高度後，關閉閥門，避免水箱滿溢。

如果依照目前沖水方式，其實分為直沖式與虹吸式，直沖是很粗暴的直接用水的重力加速度，將屎尿衝進較寬廣的排汙管，然後產生一聲巨響，連樓下鄰居都知道你在如廁吧。

全面理解 掌握概念



虹吸式排汙管類似為S形，直徑窄更引發虹吸效應，當水迅速排出管道裡的空氣，在擋水堰處形成負壓，在正常的大氣壓下，便池裡壓力較高的水擠向低壓區，實現了水往高處流，統統把屎尿吸走，便池留著一些水，叫做「水封」，隔絕管道廢氣，與虹吸式相比，直沖式的較低，相對來說，大便容易掛在內壁，因此馬桶身後部分比前部陡，以確保目標順利掉入水中央。

通常健康的大便會慢慢沉入水封中，與便池的水混合成為黑水，而浮在水面上的大便，則需要更多的能量才能沖走，因為浮力原理上，浸沒部分的體積與排開水的體積相等，大便受到一定浮力、本身的重量下降，因此垂直方向上的合力為二者之差，當密度比小於1，合力向下，大便會下沉，因此我們能算出大便沖掉的用水量，是取決於大便的密度與沖水的勢能。說明這部分好像很奇怪，其實是在說明，一般馬桶的虹吸原理有水堰角度與深度問題，如果有特殊的沖水量方式，其實是要改變設計的，當然日新月異的馬桶有各種考量，上述的煩惱可能都已解決得差不多，不需要我們傷腦筋。