灰塵無處不在,想要保持一個干凈舒適的家居環境,吸塵器無疑是好幫手。而吸塵器的好與壞,關鍵還得看它的吸力大小。可當我們打開電商平臺選購吸塵器時,我們會發現很容易就被電商產品介紹上的各項參數給“繞暈”了。
單單關于“吸力”性能的參數就有七八種說辭,A品牌在電商上的產品介紹是“強勁數碼馬達,釋放1000升/分鐘風量”。
B品牌介紹的是“每分鐘高達125000轉的速度旋轉,驅動130AW強勁吸力”,在新一代產品上則直接使用了“比上一代吸力提升40%”。
C品牌的產品電商介紹則是160AW強勁吸力,比市面吸塵器的整機效率高40%。而且還加入了其他數據,比如55%高性能電機,250AW強勁吸力,25Kpa真空度。
其他品牌有的標注吸力高達22000Pa,瞬間風量可達700L/min。
這些數據堆疊在一起,讓人感覺似乎已經掌握到了相當多的產品信息,但實質上對我們有價值的又有多少呢?我們該如何看待這些數據呢?
開春以來,多家廠商都發布了自家的吸塵器新品,吸塵器話題備受關注。我們也想借此契機通過剖析吸塵器的心臟——電機,來為大家打破這復雜數據背后的迷思。因為以上的大多數數據都是跟吸塵器的電機技術息息相關的。
一、吸塵器的心臟:電機技術
早期電機出現在1740年,第一臺電動機是安德魯·戈登和本杰明·富蘭克林在實驗中通過庫倫定理做出簡單靜電裝置。1821年法拉第提出了電生磁理論。
經過十年發展,1834年,雅可比發明了第一個真正的旋轉電動機,此項發明創造了世界紀錄。1886年,“電氣牽引之父”斯普拉克(Frank Julian Sprague)成功研制了一種恒速無火花直流電動機。同年,斯普拉克的電子發明改善了電網配電,使得發動機的電力通向各地,讓電動小車、電梯成為了可能。
斯普洛克電機
吸塵器的核心是通用電機,具有轉速高、重量輕和結構緊湊的特點,可以在交流電上很好的工作。
二、電機技術如何應用到吸塵器上
我們了解了電機技術的簡史,但是它是如何一步一步地成為吸塵的心臟的呢?這就要聊聊吸塵器的來歷了。
手動吸塵器
早在19世紀60年代就出現真空吸塵器,那時被稱為“地毯清掃車”,它利用旋轉的刷子把灰塵掃入集塵容器。
1869年,美國麥加菲( Lves W。 McGaffey) 創造了一項清掃機“旋風”,外形和現今的立式吸塵器十分接近。這款機器使用起來非常困難,需要人工操作尾部的曲柄,讓風扇產生動力。雖然它的清潔效果和名字完全不符合,但是最后在市場銷售獲得了成功,帶來了第一個十年的繁榮。
動力吸塵器
直到1898年,一款以汽油為動力的地毯清掃機終于出現。它的發明者是約翰· 瑟曼( John Thurman )。但是當時是利用吹風而不是抽吸來達到除塵的目的,所以稱之為“吹塵器”更為準確。
創造“吸塵器”這個詞人有一定的爭議,大多數人認為是英國工程師布斯( Hubert Booth),他觀察到清掃機只能從一個地方移動另一個地方,還可能灰塵會遺留在空中。想著是否空氣可以通過過濾器吸入容器中呢?他做了一個簡單的實驗,用手帕捂著嘴,吮吸著桌子上滿是灰塵的表面。發現污垢粘在手帕上,沒有進入他的嘴里。
驗證想法之后。經過多次實驗,Booth發明了馬拉動內燃機“Puffing Billy”,這是一款利用汽油的大型機器,通過動力泵過濾進氣來捕獲污垢。
這款機器由于真空機過于龐大,只能放在四輪馬車上,所以當時提供上門服務的時候,運作起來超級吸引人。
陸續為上流社會清洗地毯是他聲譽大漲。1902年,更是為愛德華七世加冕典禮清潔地毯,讓他名聲大震,公司的生意也越來越好。
Booth的成功引來了無數人的效仿,其他發明家對Booth的想法進行了改進并申請了專利。隨著時間的推移,真空吸塵器變得更小,更強大,更便攜。
家用吸塵器
第二次工業革命使得電力取代了蒸汽動力,電機問世之后,發明家們迫不及待地把他們運用在吸塵器上。
1906年,美國發明家柯比(James B。 Kirby)James B。 Kirby開發了他的第一個真空吸塵器,稱為“國內旋風”。它用水來分離污垢。
1907年,第一臺便攜電動吸塵器由59歲的俄亥俄州坎頓的百貨商店門衛詹姆斯 M。 斯潘格勒( James。 M。 SpangIer )發明出來了。他僅用掃帚、枕套、電風扇做了一臺簡陋的吸塵器,之后發現這款吸塵器的清潔效果非常好,隨后申請電動吸塵器的專業并辭職創業。
第二年斯潘格勒推出一臺小型便攜式電動吸塵器,由于缺乏資金,他自己無法生產設計,由于資金缺乏,將該專利賣給了當地皮革制品制造商威廉· 胡佛(William Henry Hoover)。
經過重新設計并成立胡佛公司,他們的第一個真空吸塵器就是“O Model ”。這臺機器被稱為吸塵器歷史上“四大發明”之一,創新之處在于電機和旋轉刷頭相連,大大提高清潔效果,當時售價60美元,非常昂貴。
吸塵器推出多年仍然是個奢侈品,直到第二次世界大戰之后,它才普遍走入中產階級家庭。20世界最后幾十年,人們對技術用得越來越廣泛,出現了無過濾器旋風式污垢分離,中央真空系統和可充電手持式真空吸塵器。
國內吸塵器電機發展
上世紀60年代,上海電氣三產是中國吸塵器的起源地,開始主要用于工礦事業,直到改革開放后,引進了日本吸塵器電機的生產設備,從此走上吸塵器電機由本國制作的里程。
90年代初期,國內吸塵器電機的轉速普遍是2.3萬轉/分,重量可達1.5公斤。可以說重量大、體積大、效率低。經過多年的實驗,在1997年,技術工程師倪祖成功研發出中國第一臺轉速達到3.3萬轉/分的高性能串激電機,轉速提高40%,重量降低30%,效率提高20%,功率達到1200瓦,其電機成本與日本進口相比也有了大幅下降。
經過多年的潛心研發,國內品牌逐漸減少進口零件,選擇自主研發。直到2016年,我國吸塵器專利申請數為2137個,2017年市場零售量達到1600萬臺,同比增長40%,增長勢頭良好。相信在未來,行業技術不斷提升,國產吸塵器也會開發更多的新產品和我們見面。
三、吸塵器的結構以及工作原理
一般情況下吸塵器的構成主要有6個部件:進氣口、排氣孔、電機、風扇、多孔袋和外殼。
吸塵器的英文為“vacuum cleaner”,名為真空吸塵器。工作原理就像用吸管喝奶茶一樣,利用吸管上下的壓力差,使得底部的流體壓力大于頂部的壓力,奶茶就會被推到嘴邊。
吸塵器是怎樣運作的呢?當電源接通的時候,就會出現這種情況:
風扇轉動形成壓力差
通電之后,電機就會開始運作,讓風扇開始轉動,迫使空氣向排氣口前進。在風扇前面氣壓增加,在風扇后面減小,致使吸塵器內部產生瞬時真空。形成了壓力差之后,空氣通過進氣口推入真空吸塵器。
流動空氣利用摩擦拾取污垢
進來的空氣就像一股水流,在移動時摩擦任何松散的灰塵或碎屑,一些吸塵器會在進氣口設計旋轉刷,使得灰塵從地毯松開,因此可以被氣流拾取。
多孔袋收集污垢
充滿污垢的空氣從排氣口出去前,通過真空吸塵器袋(由多孔編制材料制成),用作空氣過濾器。袋子里前面的小孔足夠大,可以讓顆粒通過,而后面的小孔比較小,不能容納大多數污垢顆粒。因此,當氣流流入袋中時,所有空氣可以移動,但是污垢和碎屑聚集在袋中。
在最基本的層面上,這就是真空吸塵器。自一個世紀真空吸塵器發明以來,許多創新者不斷改善,以創造出不同類型的吸塵器。
四、吸塵器的分類
吸塵器分為:罐式、立式、桿式、手持式
罐式吸塵器
罐型在歐洲市場占據主導地位,它將電機和灰塵收集器(使用袋子或無袋)放在一個單獨的單元中,通常安裝在輪子上,輪子通過柔性軟管連接到真空頭上。
立式吸塵器
它們的清潔頭和機身連接在一起,清潔頭著地并且比較大,主要用于清潔地面。
桿式吸塵器
桿式一般機身比較小,如今逐步增多,多為充電式,體型小巧,使用方便。
手持式吸塵器
輕型手持式真空吸塵器,由可充電電池或主電源供電,也可用于清理較小的溢出物。
總結
五、如何識別吸塵器參數
1。 產品的大功率≠大吸力。很多品牌在宣傳的時候只是標注了額定功率,這人消費者步入了一個誤區:認為額定功率大的產品就是大吸力。其實,關于吸入功率的專業術語是AirWatts,簡稱AW。公式是:
Airwatts(AW)=真空吸力(inches of water)×空氣流量cfm/8.5
Airwatts(AW)=0.249×真空度(Kpa)×空氣流量(cfm)/8.5
從面公式看出,吸入口的真空度(Kpa)代表吸力,能夠直觀地表明吸塵器的吸力效果。
2。 電機的性能是決定吸力大小。前面提到吸塵器的電機會影響風扇的轉速,從而影響吸力。電機的選擇,應關注四個方面:轉速、吸力、噪音和使用壽命。
3。 進氣口的端部的開口尺寸。由于真空風扇的速度是恒定的,通過在吸塵器通過每單位時間的空氣量也是恒定的。如果使端口更小,單個空氣顆粒將必須更快地移動,以便它們在這段時間內完全通過。在空氣速度增加的時候,由于伯努利的原理,壓力會降低。壓力下降轉化為進氣口處的更大吸力。產生更強的吸力,所以較窄的真空附件可以拾取比較寬的附件更重的污垢顆粒。
4。HEPA級過濾網。如果過濾系統不佳,吸氣后排氣口會有塵土飛揚的感覺,而HEPA級別的過濾網能防止二次污染。
六、總結
經過多年科技發展,人們的清潔方式在不斷的變化,清潔工具也在不停的改革:雞毛撣子——掃把——拖把——吸塵器,而吸塵器也在不斷的變化, 從立式到手持式,從有袋到無袋,從有線到無線,使得外觀越來越美觀、場景多元化、功能多樣化,相信隨著對技術的廣泛運用,會有更好的產品走進千家萬戶。
責任編輯:Rex_08