抽水马桶，这可是世界上最伟大的发明！ | 有趣的制造

昨天和小可爱们聊造肥皂，穿越人士最喜欢的致富经，说到肥皂掉到坐便器里，用手你也要掏出来，有一些小可爱提出了各种疑问...那今天就讲下有关抽水马桶「肮脏」的伟大！

在不同版本的「世界最伟大发明」中，总有抽水马桶。为啥？欧洲中世纪 1000 多年，大多数人处理大小便都是「往窗外一倒」，行人常被新鲜的大便砸到…脑补下这种卫生条件，别提身心健康，简直疾病常相伴…

BBC 《Horrible Histories》中对这一场景的还原

对了，最初的高跟鞋就是为了避免踩到粪便而发明出来的...

第一次创造

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1596 年，约翰·哈林顿设计出了世界上第一台可以冲水的马桶献给了英国女王伊利莎白一世。这是第一次，有人把马桶和下水管道连在一起，哈林顿还加了个阀门即时冲水，就再也不用「攒着大便一起倒」了…

好是好，但这个马桶 1.0 还是个「直通车」，下水道的臭气会回流到室内，女王用了两次就闲置了，世界上第一台可以冲水的马桶，扑街。

水封！最重要的改良

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到 1775 年，苏格兰一个钟表匠叫亚力山大•卡明，想到把「S 形管道」加到冲水马桶上，有一段水封就解决了下水道恶臭回流的问题，现代抽水马桶最关键的部位就这样发明出来了，抽水马桶才逐渐被接受家用。

下水道臭气被水封挡住

当时亚力山大•卡明抽水马桶改良的插图。

最后的大改良

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1778 年，一个抽水马桶安装工叫约瑟夫·布拉梅，冬天的时候，他老收到用户抱怨说排水阀门一到寒冬就冻住，用不了啊！

布拉梅就起了改良的心思，把原来的阀门开关改成了铰链连接的止水皮碗，用上杠杆原理加个把手去开合。这种改良的程度，相当于把左右的滑门改成了前后的拉门。

改着改着布拉梅觉得还挺有意思，顺手又设计了自动储水的结构，现在你打开马桶水箱盖，能看到的浮球回路系统，就是他设计的。从那以后，抽水马桶就开始普及了。

插图来自 1778 年约瑟夫·布拉梅改进的抽水马桶申请专利。

为啥有了 S 形管道还能冲水？

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起作用的原因是物理上的「虹吸现象」。当右边的水面高过左边，在重力作用下，水流和污物就会被一起冲走。然后 S 形管道里会一直存着刚灌进去的清水，这就叫「水封」。

每次冲水，「水封」都会被换新，这又保证了抽水马桶的卫生。

Gif 截取自 YouTube 博主 Korky Toilet Repair

布拉梅，还造了液压机！

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自从爆改抽水马桶还大获成功，布拉梅就真正觉醒了自己的「发明改良天赋」。

比较有名的是他设计了把锁，在英国上演了世纪著名的营销活动「谁能开掉我的锁！我重金酬谢！」，结果这锁在 67 年后才被人打开…

又是顺手...布拉梅想不断改进锁的精度，就优化了当时的加工机床...

然后，他还改良了啤酒泵、刨床、造纸机、消防车、马车…

从 1778 年到 1812 年， 34 年里布拉梅的设计获得了 18 项专利，其中最重要的发明是「液压机」：如今大到挖掘机开山挖路，小到汽车后备箱开合，都会用到的液压机械结构。

物理上有个帕斯卡原理： F1 / S1 = F2 / S2，液压机就是基于此，在封闭的液压系统里，左边活塞上施加一定的压力，会在右边的活塞上产生「相同的压力增量」。那假设右边的活塞面积是左边活塞面积的 5 倍，作用于右边活塞上的力，也会增大为原来的 5 倍。

液压机基本原理示意图

布拉梅设计的液压机算是原型机，当时封闭在液压缸里的还是水，后人逐渐改良了油基，以润滑和粘度方面的出色性能取代了水基。

等等！Cast 还有话说

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我的果壳编辑窗窗介绍过 YouTube 上有个致力于用液压机压坏一切的视频博主 Hydraulic Press Channel ，下图是不幸遇难的是一个保龄球。

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我是 Cast，学机械设计的。

好奇各种东西都怎么造的？我来带你看个究竟呀~有什么想法留言啊，每一条都会看的。

本文首发于果壳网，编辑：窗敲雨

今日修改后校对：江小丧、王叉叉

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