Пылесо́с — устройство для уборки пыли и загрязнений с поверхностей за счёт всасывания потоком воздуха. Пыль и загрязнения накапливаются в пылесборнике, из которого они должны регулярно удаляться. Первые пылесосы были изготовлены в США в 1869 году.

Пылесосы можно разделить по предназначению на бытовые и промышленные. По мобильности - на переносные и стационарные.

Устройство

Основными узлами современного пылесоса являются

• Насос, создающий разрежение. Почти всегда приводится в движение коллекторным электродвигателем;
• Воздухоочиститель, отделяющий пыль от воздуха, и собирающий её в пылесборнике;
• Набор щёток для эффективного удаления загрязнений с различных поверхностей (ковры, паркет, мебель и т.д.)

Также пылесос может комплектоваться шлангом (за исключением малогабаритных ручных моделей и некоторых пылесосов «американской» компоновки с насосом, встроенным в щётку), трубой, а также насадками, расширяющими его функциональность (насадки—пульверизаторы, насадки для накачки надувных мячей и т.д.). Пылесосы бывают напольные, ручные, ранцевые, щётки-пылесосы, централизованные и автоматические (роботизированные).

Разновидности

По конструкции пылесборника

Пылесос с мешком-пылесборником

Сюда относят модели с фильтрующим мешком-пылесборником, в котором при уборке задерживается и собирается пыль, грязь и другие мелкие частицы. Пылесборник может располагаться внутри корпуса пылесоса (такая конструкция наиболее распространена в Европе) или на рукоятке (американский вариант).

Различают две основные категории пылесборников:

• Несменные матерчатые пылесборники — постоянно находятся внутри пылесоса и вытряхиваются по мере наполнения, после чего, устанавливаются обратно в пылесос. Несменные пылесборники сделаны из ткани и задерживают только крупную пыль, пропуская и распыляя в воздухе после уборки опасную мелкую фракцию пыли.
• Сменные пылесборники — изготавливаются из бумаги или композиционного нетканого материала и промываются или выбрасываются при заполнении, после чего в пылесос вставляется новый пылесборник. Лучшие модели нетканых пылесборников способны задерживать пыль до 0,3 микрон и достигают класса фильтрации HEPA14.
• Для людей с астмой рекомендуются пылесосы класса фильтрации HEPA H12 и выше (например HEPA H13).

Преимущество таких пылесосов, прежде всего, в простоте и надёжности конструкции. К недостаткам можно отнести необходимость регулярной покупки фильтров и снижение мощности всасывания по мере заполнения фильтра.

Пылесос-циклон

В пылесосах, использующих Циклон для очистки воздуха, отсутствует мешок для сбора пыли — вместо этого пыль за счёт центробежных сил отделяется от потока воздуха и скапливается в специальном съёмном контейнере. Воздух последовательно проходит через каскад циклонов разного размера, но окончательная очистка воздуха производится в сменном фильтре тонкой очистки. К преимуществам таких пылесосов можно отнести отсутствие необходимости использования сменных фильтров (за исключением микрофильтра) и очистки мешков, а также постоянную мощность всасывания, не зависящую от степени заполнения контейнера. Из недостатков — большее потребление энергии. Кроме того, ошибка или заложенные при проектировании циклона параметры частиц пыли могут привести к тому что эффективного отделения мелкой и легкой пыли, волокон в циклоне происходить не будет и она будет быстро забивать фильтр крупных частиц после циклона, моторный фильтр, фильтр тонкой очистки, т.е. необходимости слишком частой покупки и замены этих фильтров. Пожалуй, весьма подходящим данный вариант пылесоса будет для очистки полов в помещениях где в составе грязи на полу превалирует песок и другие тяжелые и относительно крупные частицы (например коридоры общественных зданий, проходные), которые оседая на дне в циклоне не повлияют на силу всасывания пылесоса и не заставят пользователя опустошать контейнер дольше чем при использовании в жилых помещениях.

Пылесос с водяным фильтром

В пылесосах такого типа очистка воздуха производится путём его распыления в ёмкости с водой. Распространены два типа таких пылесосов: барботажные и сепараторные. В барботажных пылесосах всасываемый воздух проходит через колбу с водой, тяжёлая пыль задерживается непосредственно в ёмкости с водой, и на выходе воздух фильтруется пористыми фильтрами. В сепараторном пылесосе сепаратор отделяет даже самую мелкую пыль от воздуха и смешивает ее с водой. Конструкция сепаратора различается у разных производителей. Применение сепаратора не уменьшает мощность всасывания, эта мощность сохраняется на протяжении всей уборки. Для успешной фильтрации с помощью сепаратора необходим качественный высокооборотный двигатель, в некоторых моделях скорость вращения достигает 27 000 оборотов в минуту. Поэтому цены на сепараторные пылесосы находятся в высоком ценовом диапазоне 900—3500 долларов.

Отказавшись от применения сепаратора, но используя один тканевый фильтр перед двигателем, компания Karcher выпустила на рынок довольно успешную модель пылесоса, в котором применяется технология циркуляции воды благодаря использованию перегородок внутри резервуара с водой. Такая конструкция позволила значительно увеличить мощность воздушного потока, которая может незначительно уменьшиться при загрязнении фильтра. Но при смене воды каждые 10-15 минут уборки фильтр остаётся практически чистым и не требует очистки в течение 2-5 уборок. Подобную технологию применяют и другие компании. К минусам данной конструкции можно причислить меньшую защищённость от возможного попадания воды на фильтр и далее на двигатель, в отличие от сепараторных моделей.

По компоновке

Наиболее распространены следующие виды пылесосов:

Напольный пылесос

Напольный пылесос — конструкция, наиболее распространённая в Европе. Насос и воздухоочиститель обычно располагаются в одном корпусе, который соединяется со щётками с помощью шланга. Для перемещения по полу корпус оснащается колёсами, хотя существуют, к примеру, пылесосы на воздушной подушке, такие, как Hoover Constellation. Напольная конструкция наиболее универсальна, и позволяет производить уборку большинства поверхностей, в том числе достаточно труднодоступных — за счёт использования труб, шлангов и щёток подходящей конструкции.

Пылесос-щётка

Пылесосы-щётки более распространены в США. В таком пылесосе двигатель и насос чаще всего располагаются внутри щётки. Насос прогоняет воздух с частицами пыли в пылесборник, закреплённый на ручке пылесоса. К достоинствам такого пылесоса можно отнести небольшое потребление энергии за счёт расположения насоса максимально близко к щётке, а также большой объём мешка-пылесборника. К недостаткам можно отнести сложность очистки труднодоступных мест (для чего такие пылесосы комплектуются дополнительными шлангами и насадками) и незащищённость подвижных частей от попадания воды и крупных предметов.

Ручной пылесос

Ручные пылесосы непригодны для уборки больших помещений, они предназначены для небольшого объёма работ: уборки автомобилей, мебели и т. д. Такие пылесосы обычно не оснащаются шлангом, имеют небольшой объём пылесборника, маломощный двигатель и питаются от аккумуляторной батареи.

Встраиваемый пылесос

Встраиваемый (централизованный) пылесос устанавливается в подсобном помещении, и от него по зданию разводятся воздуховоды с пневморозетками, к которым подсоединяется шланг пылесоса. Очищенный воздух выводится на улицу. К преимуществам такого решения можно отнести:

• Гигиеничность. Пыль, не задержавшаяся в системе очистки выбрасывается за пределы здания.
• Малошумность. Двигатель пылесоса установлен в отдельном помещении, во время уборки слышен лишь шум всасываемого воздуха.
• Стоит также отметить большой объём пылесборника и возможность получения большой мощности.

Недостатки такого пылесоса:

• Высокая цена;
• Сложность монтажа: пылесос требует прокладки системы воздуховодов и установки воздушных розеток;
• Большой расход энергии;

Централизованные пылесосы применяются в основном в гостиничных комплексах, где позволяют значительно сократить трудоёмкость уборки.

Роботы-пылесосы

Роботы-пылесосы по команде пользователя или по расписанию самостоятельно передвигаются, огибая препятствия, по заданной поверхности, убирают пыль и загрязнения. Многие модели после окончания уборки самостоятельно возвращаются к зарядному устройству. Пользователю остаётся регулярно очищать пылесборник, а также убирать пыль в труднодоступных местах, которые робот-пылесос не может очистить самостоятельно.

По назначению

• Бытовой пылесос — основной класс пылесосов для домашнего использования.
• Строительный пылесос — для уборки пыли и мелкого мусора строительных материалов — древесины, бетона, металла и других, а также жидкостей.

История изобретения

Пылесосы XIX века

Первый известный патент на пылесос, патент США № 29077, получен 10 июля 1860 года американцем Дэниелом Хессом из Айовы. «Подметатель ковров», как назвал своё устройство изобретатель, был оборудован вращающейся щёткой и сложной системой мехов для создания всасывающего воздушного потока. По пути воздух проходил через две водяные камеры с целью очистки от пыли и грязи. Нет никаких свидетельств, что такая машина когда-либо производилась.^[1]

В 1868 году Айвз Макгаффни (Ives W. McGaffney) из Чикаго изобрёл пылесос «Уирлвинд» (Whirlwind). В верхней части пылесоса располагалась ручка, соединённая ременным приводом с вентилятором. Ручка приводилась в движение рукой. Пылесос был лёгким и компактным, но неудобным в эксплуатации из-за необходимости одновременно крутить ручку и толкать устройство по полу.^[2] Макгаффни получил патент на своё изобретение 5 июня 1869 года и стал продавать его, основав бостонскую компанию American Carpet Cleaning Company. Стоил пылесос 25 долл. — немалая сумма по тем временам (в то время один американский доллар составлял около 23 граммов серебра^[3][4]). Большинство пылесосов Макгаффни были проданы в Чикаго и Бостоне, и часть их, вероятно, сгорела в Великом чикагском пожаре. Лишь два «Уирлвинда» сохранились до наших дней, один из них экспонируется в историческом центре компании Hoover.^[5]

Вслед за Макгаффни другие изобретатели также стали производить и продавать механические пылесосы.

3 октября 1899 года Джон С. Тормен (John S. Thurman) получил патент США № 634042 на бензиновый пылесос. Некоторые исследователи считают его изобретателем первого пылесоса с мотором.^[1]

Патент на электрический «подметатель ковров и собиратель пыли» получила в декабре 1900 года Коринн Дюфур (Corinne Dufour) из Саванны, Джорджия. Её пылесос обладал двумя вращающимися щётками и электрическим насосом, а пыль собиралась на мокрую тряпку.^[6] Устройство было непрактичным и не пользовалось спросом.

Начало XX века

30 августа 1901 года британец Хьюбер Сесил Бут (англ. Hubert Cecil Booth) получил патент на электрический пылесос. Он обратил внимание на применявшееся в поездах устройство для сдувания пыли с сидений и решил, что было бы гораздо практичнее всасывать пыль. Для проверки идеи Бут положил платок на сиденье обеденного стула и попытался всосать ртом как можно больше пыли. Обнаружив, что пыль собралась на нижней части платка, он понял, что его идея работоспособна. Бут сконструировал большое устройство, известное как Puffing Billy, приводимое в движение сначала нефтяным, а потом электрическим мотором. Устройство перевозилось лошадьми и парковалось снаружи дома, а для чистки ковров использовался 30-метровый шланг, протягивавшийся через окно. Бут основал British Vacuum Cleaner Company. Среди клиентов Бута была королева Виктория, а также британское адмиралтейство: очистив от пыли бараки британских моряков, компания Бута положила конец эпидемии чумы.^[1] Интересен случай, происшедший с Бутом после чистки монетного двора: его задержала полиция, обвинив в краже золота. Дело в том, что Бут забыл выбросить пыль, и в его пылесосе скопилось большое количество золотого песка. В первые годы XX века в Британии даже вошли в моду vacuum cleaner parties: леди из высшего общества пили чай, наблюдая, как служащие Бута чистят ковры в доме.

Аналогичную компанию основал Джон С. Тормен в Сент-Луисе. Услуги его компании стоили 4 долл. в 1903 году.

Ещё продолжали совершенствоваться и механические пылесосы. В 1905 году Уолтер Гриффитс из Бирмингема создал «Griffith’s Improved Vacuum Apparatus for Removing Dust from Carpets», использовавший меха для засасывания пыли. Его пылесос был портативным, компактным и напоминал современные пылесосы.

Между 1903 и 1913 годами изобретатель Дэвид Т. Кенни из Нью-Джерси получил 9 патентов на технологии, связанные с пылесосами. В 1919 году была основана Ассоциация производителей пылесосов, членство в которой требовало лицензии на его патенты.

В 1910 году П. А. Фискер (P. A. Fisker) запатентовал электрический пылесос, название которого он взял из телеграфного адреса компании: Нилфиск. Этот пылесос весил всего 17,5 кг и мог приводиться в действие одним человеком. Компания, основанная Фискером и его компаньоном Нильсеном (Nielsen) существует до сих пор и называется Nilfisk-Advance.

Но ещё до Фискера, в 1907 году, Джеймс Мюррей Спранглер создал портативный электрический пылесос из вентилятора, палки от швабры, и наволочки от подушки. Критически важным элементом пылесоса была вращающаяся щётка. Не имея средств для самостоятельного производства пылесосов, Спранглер продал свой патент на пылесос с вращающейся щёткой (полученный им в 1908 году) мужу своей кузины, У. Х. Хуверу (W. H. Hoover).

После Второй мировой войны

В течение многих лет пылесосы оставались предметом роскоши, но после Второй мировой войны они стали распространённым у среднего класса предметом обстановки. Пылесосы на циклонном принципе (используется центробежная сила для отделения пыли и твёрдых частиц) стали популярны в 1990-х, хотя некоторые компании (в частности, Filter Queen и Regina) производили такие пылесосы с 1928 года. Первый пылесос-циклон без мешка для мусора, CMS 1000, был запатентован компанией Amway в 1959.^[7][8]

В 2004 году британская компания выпустила Airider — пылесос, способный, подобно Hoover Constellation, висеть на воздушной подушке.

В 2008 году вышел из строя самый старый из действующих пылесосов, после того, как он проработал 70 лет.^[9]

В СССР многие модели выпускаемых пылесосов имели выпускной (нагнетательный) патрубок такого же конструктива, как и всасывающий. Это давало возможность при необходимости использовать пылесос как компрессор, мощности которого хватало, например, для покраски (побелки) потолков меловыми белилами методом краскораспыления. Иногда к пылесосу прилагался такой распылитель несложной конструкции.

Ссылки

Примечания