中國人很早就懂得應用虹吸原理。應用虹吸原理制造的虹吸管,在中國古代稱“注子”、“偏提”、“渴烏”或“過山龍”。東漢末年出現了灌溉用的渴烏。西南地區的少數民族用一根去節彎曲的長竹管飲酒,也是應用了虹吸的物理現象。宋朝曾公亮《武經總要》中,有用竹筒制作虹吸管把峻嶺阻隔的泉水引下山的記載。中國古代還應用虹吸原理制作了唧筒。唧筒是戰爭中一種守城必備的滅火器。宋代蘇軾《東坡志林》卷四中,記載了四川鹽井中用唧筒把鹽水吸到地面。其書載:以竹為筒,“無底而竅其上,懸熟皮數寸,出入水中,氣自呼吸而啟閉之,一筒致水數斗?!懊鞔摹斗N樹書》中也講到用唧筒激水來澆灌樹苗的方法,對于虹吸原理,中國古代也有論述。南北朝時期成書的《關尹子·九藥篇》說:“瓶存二竅,以水實之,倒瀉;閉一則水不下,蓋(氣)不升則(水)不降。井雖千仞,汲之水上;蓋(氣)不降則(水)不升。”有兩個小孔的瓶子能倒出水,如果閉住一個小孔,另一個小孔外面的空氣壓力會比瓶里水的壓力大,水就流不出來。唐代王冰《素問》注中,有關大氣壓力的物理現象記述得較清楚,王冰曰:“虛管溉滿,捻上懸之,水固不匯,為無升氣而不能降也;空瓶小口,頓溉不入,為氣不出而不能入也?!敝赋鲆粋€小口的空瓶灌不進水是因為瓶里氣體出不來。宋代俞琰在《席上腐談》中補充了前人的發現,說;“予幼時有道人見教,則劇燒片紙納空瓶,急覆于銀盆水中,水皆涌入瓶而銀瓶鏗然有聲,蓋火氣使之然也;又依法放于壯夫腹上,挈之不墜?!痹诳掌坷餆?,由于火把瓶里的一部分空氣趕出瓶外,火熄滅后瓶里就形成負壓,造成一定的真空,瓶外的空氣壓力就把瓶緊緊地壓在人腹上。如果把瓶放在水里,水就立即涌入瓶里。明代莊元臣在《叔苴子·內篇》中也指出把葫蘆勺倒壓入水中,水并沒有進入葫蘆里,這是因為葫蘆里有空氣。
直沖式與虹吸式個有利弊
節水型馬桶強制性國家標準已經開始實施,但在人們對節水興趣漸濃的同時,也不免對節水馬桶的沖水力度抱有懷疑態度。有人在評判馬桶沖力的時候,曾拿乒乓球作為實驗工具,也就是以馬桶是否能將落入其中的乒乓球沖走作為衡量沖力好壞的標準。
由于乒乓球在水中的浮力比較大,用一般的直沖式馬桶實驗,都不能全部沖下,不能獲得比較好的效果。而虹吸式馬桶借助水流的虹吸作用,具有較強的吸力,對浮在水面的物體相對直沖式馬桶來說“吸引力”更大,因此實驗效果較好。
但是這就能說明虹吸式馬桶對穢物的沖落效果比直沖式馬桶好嗎?同樣再舉一個簡單的例子,如果在馬桶中扔入一塊濕抹布,那么直沖式馬桶一定會比虹吸式馬桶表現得更出眾。
專家們都說,虹吸式馬桶容易沖掉黏附在馬桶表面的臟物,而直沖式馬桶下水管道直徑大,容易沖下較大的臟物。它們各有利弊,選購時還是要綜合考慮。
現在市場上的座便器的沖水原理基本是直沖式和虹吸式兩種大類。虹吸式中又分旋渦式虹吸和噴射式虹吸。虹吸式馬桶內有一個完整的管道,形狀呈側倒狀的“S”,池壁坡度較緩,噪音問題有所改善;具有排污能力強,選凈面大的特點,所以絕大多數馬桶尤其是連體均采用虹吸式。最大優點就是沖水噪音小,也就是所謂的靜音。容易沖掉黏附在馬桶表面的臟物。缺點是:池底存水面積增大。