灰塵無處不在，想要保持一個(gè)干凈舒適的家居環(huán)境，吸塵器無疑是好幫手。而吸塵器的好與壞，關(guān)鍵還得看它的吸力大小。可當(dāng)我們打開電商平臺(tái)選購(gòu)吸塵器時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)很容易就被電商產(chǎn)品介紹上的各項(xiàng)參數(shù)給“繞暈”了。
單單關(guān)于“吸力”性能的參數(shù)就有七八種說辭，A品牌在電商上的產(chǎn)品介紹是“強(qiáng)勁數(shù)碼馬達(dá)，釋放1000升/分鐘風(fēng)量”。
B品牌介紹的是“每分鐘高達(dá)125000轉(zhuǎn)的速度旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)130AW強(qiáng)勁吸力”，在新一代產(chǎn)品上則直接使用了“比上一代吸力提升40%”。
C品牌的產(chǎn)品電商介紹則是160AW強(qiáng)勁吸力，比市面吸塵器的整機(jī)效率高40%。而且還加入了其他數(shù)據(jù)，比如55%高性能電機(jī)，250AW強(qiáng)勁吸力，25Kpa真空度。
其他品牌有的標(biāo)注吸力高達(dá)22000Pa，瞬間風(fēng)量可達(dá)700L/min。
這些數(shù)據(jù)堆疊在一起，讓人感覺似乎已經(jīng)掌握到了相當(dāng)多的產(chǎn)品信息，但實(shí)質(zhì)上對(duì)我們有價(jià)值的又有多少呢?我們?cè)撊绾慰创@些數(shù)據(jù)呢?
開春以來，多家廠商都發(fā)布了自家的吸塵器新品，吸塵器話題備受關(guān)注。我們也想借此契機(jī)通過剖析吸塵器的心臟——電機(jī)，來為大家打破這復(fù)雜數(shù)據(jù)背后的迷思。因?yàn)橐陨系拇蠖鄶?shù)數(shù)據(jù)都是跟吸塵器的電機(jī)技術(shù)息息相關(guān)的。
一、吸塵器的心臟：電機(jī)技術(shù)
早期電機(jī)出現(xiàn)在1740年，第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)是安德魯·戈登和本杰明·富蘭克林在實(shí)驗(yàn)中通過庫(kù)倫定理做出簡(jiǎn)單靜電裝置。1821年法拉第提出了電生磁理論。
經(jīng)過十年發(fā)展，1834年，雅可比發(fā)明了第一個(gè)真正的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，此項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)造了世界紀(jì)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(dòng)機(jī)。同年，斯普拉克的電子發(fā)明改善了電網(wǎng)配電，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的電力通向各地，讓電動(dòng)小車、電梯成為了可能。
斯普洛克電機(jī)
吸塵器的核心是通用電機(jī)，具有轉(zhuǎn)速高、重量輕和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，可以在交流電上很好的工作。
二、電機(jī)技術(shù)如何應(yīng)用到吸塵器上
我們了解了電機(jī)技術(shù)的簡(jiǎn)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(dòng)吸塵器
早在19世紀(jì)60年代就出現(xiàn)真空吸塵器，那時(shí)被稱為“地毯清掃車”，它利用旋轉(zhuǎn)的刷子把灰塵掃入集塵容器。
1869年，美國(guó)麥加菲( Lves W。 McGaffey) 創(chuàng)造了一項(xiàng)清掃機(jī)“旋風(fēng)”，外形和現(xiàn)今的立式吸塵器十分接近。這款機(jī)器使用起來非常困難，需要人工操作尾部的曲柄，讓風(fēng)扇產(chǎn)生動(dòng)力。雖然它的清潔效果和名字完全不符合，但是最后在市場(chǎng)銷售獲得了成功，帶來了第一個(gè)十年的繁榮。
動(dòng)力吸塵器
直到1898年，一款以汽油為動(dòng)力的地毯清掃機(jī)終于出現(xiàn)。它的發(fā)明者是約翰· 瑟曼( John Thurman )。但是當(dāng)時(shí)是利用吹風(fēng)而不是抽吸來達(dá)到除塵的目的，所以稱之為“吹塵器”更為準(zhǔn)確。
創(chuàng)造“吸塵器”這個(gè)詞人有一定的爭(zhēng)議，大多數(shù)人認(rèn)為是英國(guó)工程師布斯( Hubert Booth)，他觀察到清掃機(jī)只能從一個(gè)地方移動(dòng)另一個(gè)地方，還可能灰塵會(huì)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(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，用手帕捂著嘴，吮吸著桌子上滿是灰塵的表面。發(fā)現(xiàn)污垢粘在手帕上，沒有進(jìn)入他的嘴里。
驗(yàn)證想法之后。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，Booth發(fā)明了馬拉動(dòng)內(nèi)燃機(jī)“Puffing Billy”，這是一款利用汽油的大型機(jī)器，通過動(dòng)力泵過濾進(jìn)氣來捕獲污垢。
這款機(jī)器由于真空機(jī)過于龐大，只能放在四輪馬車上，所以當(dāng)時(shí)提供上門服務(wù)的時(shí)候，運(yùn)作起來超級(jí)吸引人。
陸續(xù)為上流社會(huì)清洗地毯是他聲譽(yù)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(shù)人的效仿，其他發(fā)明家對(duì)Booth的想法進(jìn)行了改進(jìn)并申請(qǐng)了專利。隨著時(shí)間的推移，真空吸塵器變得更小，更強(qiáng)大，更便攜。
家用吸塵器
第二次工業(yè)革命使得電力取代了蒸汽動(dòng)力，電機(jī)問世之后，發(fā)明家們迫不及待地把他們運(yùn)用在吸塵器上。
1906年，美國(guó)發(fā)明家柯比(James B。 Kirby)James B。 Kirby開發(fā)了他的第一個(gè)真空吸塵器，稱為“國(guó)內(nèi)旋風(fēng)”。它用水來分離污垢。
1907年，第一臺(tái)便攜電動(dòng)吸塵器由59歲的俄亥俄州坎頓的百貨商店門衛(wèi)詹姆斯 M。 斯潘格勒( James。 M。 SpangIer )發(fā)明出來了。他僅用掃帚、枕套、電風(fēng)扇做了一臺(tái)簡(jiǎn)陋的吸塵器，之后發(fā)現(xiàn)這款吸塵器的清潔效果非常好，隨后申請(qǐng)電動(dòng)吸塵器的專業(yè)并辭職創(chuàng)業(yè)。
第二年斯潘格勒推出一臺(tái)小型便攜式電動(dòng)吸塵器，由于缺乏資金，他自己無法生產(chǎn)設(shè)計(jì)，由于資金缺乏，將該專利賣給了當(dāng)?shù)仄じ镏破分圃焐掏?middot; 胡佛(William Henry Hoover)。
經(jīng)過重新設(shè)計(jì)并成立胡佛公司，他們的第一個(gè)真空吸塵器就是“O Model ”。這臺(tái)機(jī)器被稱為吸塵器歷史上“四大發(fā)明”之一，創(chuàng)新之處在于電機(jī)和旋轉(zhuǎn)刷頭相連，大大提高清潔效果，當(dāng)時(shí)售價(jià)60美元，非常昂貴。
吸塵器推出多年仍然是個(gè)奢侈品，直到第二次世界大戰(zhàn)之后，它才普遍走入中產(chǎn)階級(jí)家庭。20世界最后幾十年，人們對(duì)技術(shù)用得越來越廣泛，出現(xiàn)了無過濾器旋風(fēng)式污垢分離，中央真空系統(tǒng)和可充電手持式真空吸塵器。
國(guó)內(nèi)吸塵器電機(jī)發(fā)展
上世紀(jì)60年代，上海電氣三產(chǎn)是中國(guó)吸塵器的起源地，開始主要用于工礦事業(yè)，直到改革開放后，引進(jìn)了日本吸塵器電機(jī)的生產(chǎn)設(shè)備，從此走上吸塵器電機(jī)由本國(guó)制作的里程。
90年代初期，國(guó)內(nèi)吸塵器電機(jī)的轉(zhuǎn)速普遍是2.3萬轉(zhuǎn)/分，重量可達(dá)1.5公斤。可以說重量大、體積大、效率低。經(jīng)過多年的實(shí)驗(yàn)，在1997年，技術(shù)工程師倪祖成功研發(fā)出中國(guó)第一臺(tái)轉(zhuǎn)速達(dá)到3.3萬轉(zhuǎn)/分的高性能串激電機(jī)，轉(zhuǎn)速提高40%，重量降低30%，效率提高20%，功率達(dá)到1200瓦，其電機(jī)成本與日本進(jìn)口相比也有了大幅下降。
經(jīng)過多年的潛心研發(fā)，國(guó)內(nèi)品牌逐漸減少進(jìn)口零件，選擇自主研發(fā)。直到2016年，我國(guó)吸塵器專利申請(qǐng)數(shù)為2137個(gè)，2017年市場(chǎng)零售量達(dá)到1600萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)40%，增長(zhǎng)勢(shì)頭良好。相信在未來，行業(yè)技術(shù)不斷提升，國(guó)產(chǎn)吸塵器也會(huì)開發(fā)更多的新產(chǎn)品和我們見面。
三、吸塵器的結(jié)構(gòu)以及工作原理
一般情況下吸塵器的構(gòu)成主要有6個(gè)部件：進(jìn)氣口、排氣孔、電機(jī)、風(fēng)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(huì)被推到嘴邊。
吸塵器是怎樣運(yùn)作的呢?當(dāng)電源接通的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)這種情況：
風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)形成壓力差
通電之后，電機(jī)就會(huì)開始運(yùn)作，讓風(fēng)扇開始轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使空氣向排氣口前進(jìn)。在風(fēng)扇前面氣壓增加，在風(fēng)扇后面減小，致使吸塵器內(nèi)部產(chǎn)生瞬時(shí)真空。形成了壓力差之后，空氣通過進(jìn)氣口推入真空吸塵器。
流動(dòng)空氣利用摩擦拾取污垢
進(jìn)來的空氣就像一股水流，在移動(dòng)時(shí)摩擦任何松散的灰塵或碎屑，一些吸塵器會(huì)在進(jìn)氣口設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)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(shù)污垢顆粒。因此，當(dāng)氣流流入袋中時(shí)，所有空氣可以移動(dòng)，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(gè)世紀(jì)真空吸塵器發(fā)明以來，許多創(chuàng)新者不斷改善，以創(chuàng)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(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位，它將電機(jī)和灰塵收集器(使用袋子或無袋)放在一個(gè)單獨(dú)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(jī)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(jī)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(jié)
五、如何識(shí)別吸塵器參數(shù)
1。 產(chǎn)品的大功率≠大吸力。很多品牌在宣傳的時(shí)候只是標(biāo)注了額定功率，這人消費(fèi)者步入了一個(gè)誤區(qū)：認(rèn)為額定功率大的產(chǎn)品就是大吸力。其實(shí)，關(guān)于吸入功率的專業(yè)術(shù)語(yǔ)是AirWatts，簡(jiǎn)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(jī)的性能是決定吸力大小。前面提到吸塵器的電機(jī)會(huì)影響風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速，從而影響吸力。電機(jī)的選擇，應(yīng)關(guān)注四個(gè)方面：轉(zhuǎn)速、吸力、噪音和使用壽命。
3。 進(jìn)氣口的端部的開口尺寸。由于真空風(fēng)扇的速度是恒定的，通過在吸塵器通過每單位時(shí)間的空氣量也是恒定的。如果使端口更小，單個(gè)空氣顆粒將必須更快地移動(dòng)，以便它們?cè)谶@段時(shí)間內(nèi)完全通過。在空氣速度增加的時(shí)候，由于伯努利的原理，壓力會(huì)降低。壓力下降轉(zhuǎn)化為進(jìn)氣口處的更大吸力。產(chǎn)生更強(qiáng)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(jí)過濾網(wǎng)。如果過濾系統(tǒng)不佳，吸氣后排氣口會(huì)有塵土飛揚(yáng)的感覺，而HEPA級(jí)別的過濾網(wǎng)能防止二次污染。
六、總結(jié)
經(jīng)過多年科技發(fā)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(chǎng)景多元化、功能多樣化，相信隨著對(duì)技術(shù)的廣泛運(yùn)用，會(huì)有更好的產(chǎn)品走進(jìn)千家萬戶。
責(zé)任編輯：Rex_08
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