Jak działa odkurzacz: cechy konstrukcji i funkcjonowania różnych typów odkurzaczy

Zrozumienie, jak działa odkurzacz, jego budowy oraz głównych różnic między różnymi konstrukcjami tego typu urządzeń ułatwia wybór potencjalnemu nabywcy. W końcu od zasady działania i cech konstrukcyjnych urządzenia zależą jego parametry jakościowe, właściwości użytkowe oraz zasady konserwacji.

Wszystkie te kwestie zostały przez nas przeanalizowane i szczegółowo opisane w artykule. Przedstawione informacje pomogą zrozumieć specyfikę działania różnych typów odkurzaczy, a także wybrać najbardziej odpowiednią opcję spośród różnorodnych konstrukcji.

Budowa i cechy konstrukcyjne

Budowa urządzenia przez ostatnie sto lat nie uległa znaczącej zmianie, podobnie jak jego wydajność. Przechodząc drogę od elektrycznej miotły, maszyny z napędem ręcznym, pneumatycznej „odświeżarki” dywanów na benzynie, odkurzacz technicznie zatrzymał się na modelu Jamesa Spanglera.

Sprzątacz z Ohio dokonał rewolucji – stworzył pionowe i przenośne urządzenie z miotły, poszewki i silnika elektrycznego. Wynalazek Spanglera był sprzedawany pod marką Hoover. Współczesne urządzenie przejmuje tę samą konstrukcję składającą się z części elektrycznej, szczotki i pojemnika na kurz.

W odkurzaczach Hoover po raz pierwszy zaczęto używać aluminium przy produkcji obudowy. Stało się to około 1923 roku.

Główne zespoły typowego odkurzacza:

1. Kompresor odśrodkowy – wytwarza podciśnienie i przepycha powietrze.
2. Silnik elektryczny komutatorowy – napędza kompresor.
3. Oczyszczacz powietrza – oddziela kurz od powietrza, zbiera go w specjalnych pojemnikach.
4. Zestaw końcówek i szczotek różnego przeznaczenia.

Obudowa urządzenia wykonana jest z wytrzymałego tworzywa sztucznego. Wewnątrz zamontowany jest silnik, kompresor, pojemnik na kurz, filtry, moduł sterowania.

Standardowa domowa konstrukcja odkurzacza wyposażona jest w elastyczny wąż odpowietrzający, rurę przedłużającą. Wyjątkiem są modele ręczne o małych wymiarach oraz urządzenia, w których kompresor jest wbudowany w rurę z końcówką lub szczotką.

W konstrukcji każdego odkurzacza przewidziano trójstopniowy system filtracji, przez który przepuszczane jest zasysane powietrze. Składa się on z części głównej, silnikowej oraz filtra dokładnego oczyszczania (czasami filtr stanowi pojemnik z wodą).

W celu rozszerzenia zakresu zastosowania producenci wyposażają urządzenia w różne końcówki.

Uniwersalna końcówka zawsze znajduje się w tym zestawie. Przeznaczona jest do czyszczenia płaskich poziomych powierzchni i wykładzin dywanowych. W konstrukcji przewidziano przełączniki, rolki ułatwiające manewrowanie oraz szczotki z różnym włosiem.

Końcówką szczelinową wygodnie czyści się trudno dostępne miejsca (kąty, szczeliny, przestrzenie między ścianą a meblami). Istnieją również rozkładane konstrukcje 2 w 1 — uniwersalna plus zdejmowana powierzchnia z włosiem.

Osobną odmianę stanowią turboszczotki, których budowa pozwala na zbieranie sierści i włosów z wykładzin dywanowych. Stosunkowo niedawno pojawiły się szczotki elektryczne, cylindryczne wałki, końcówki do parkietu, do zbierania metalowych zanieczyszczeń, do czyszczenia syfonów i inne.

Jak działają różne rodzaje urządzeń?

Wszystkie odkurzacze pełnią jedną funkcję — sprzątanie. Dlaczego urządzenia wymyślone i wykonane w jednym celu tak bardzo różnią się od siebie kształtem, rozmiarem, zasadą działania?

Przy pierwszym zapoznaniu się z urządzeniem nie wydaje się ważne miejsce umieszczenia pojemnika na kurz, liczba kółek, materiał, z którego wykonane są węże. Zrozumienie znaczenia każdego elementu przychodzi w trakcie eksploatacji.

Omówimy cechy konstrukcyjne i zasadę działania urządzeń w zależności od rodzaju pojemnika na kurz oraz funkcjonalności aparatów.

Odkurzacz z workiem lub pojemnikiem

Schematycznie zasadę działania tego urządzenia można przedstawić następująco. Przez końcówkę i wąż powietrze wypełnione kurzem dostaje się do wnętrza urządzenia, a mianowicie do pojemnika na kurz – worka lub filtra cyklonowego.

W odkurzaczu z pojemnikiem zanieczyszczenia najpierw trafiają nie do worka, ale do specjalnego pojemnika-wirówki, gdzie zatrzymywane są duże frakcje.

Dalej jedna część brudu pozostaje w pojemniku, druga przez pory i strumienie wirowe zbiornika przemieszcza się w stronę silnika. Aby go chronić, zastosowano filtr wstępny (zgrubny).

Ale i on nie jest idealny – brud wędruje dalej i dociera do filtra dokładnego oczyszczania (HEPA).

Kompaktowe urządzenia pionowe

Cechą charakterystyczną tej konstrukcji jest brak węża. Czasami jest on dołączany i może być używany do wykonywania poszczególnych czynności. Rolę głównego pochłaniacza kurzu pełni szczotka – turboszczotka lub „wytrzepywacz”.

Nowoczesne pionowe urządzenia potrafią łączyć się ze smartfonami, dzięki czemu właściciel może programowo regulować siłę ssania, widzieć, ile kilometrów przebył domowy pomocnik oraz inne informacje.

Silnik i pojemnik na kurz w urządzeniu znajdują się w rurze — obudowie agregatu. Silnik nie tyle wytwarza siłę ssania, co obraca wał szczotki. Śmieci przy tym są jakby „zamiatane” do pojemnika na kurz.

W pionowych modelach znajduje się również moduł ssący. Jednak jest on używany w pracy, gdy urządzenie jest używane jako poziome.

Konstrukcja z filtracją wodną

W odkurzaczach z akwafiltrem przewidziano inny sposób oczyszczania wlotowego powietrza, stąd też cechy konstrukcyjne. Urządzenie zewnętrznie podobne jest do zwykłego odkurzacza typu pojemnikowego – zawiera końcówkę i wąż, z których śmieci trafiają do pojemnika na kurz-akwafiltru.

Natomiast ten ostatni wykonany jest w formie kolby z wodą. Pomysł inżynierów polega na tym, aby śmieci i brud utonęły pod wpływem wirujących strumieni.

Co tworzy te strumienie? Turbina lub separator, obracający się wewnątrz kolby. Ta widoczna część silnika wiruje kurz i wytwarza wysokie ciśnienie. To ostatnie „chwyta” cząstki niezależnie od rozmiaru, zanurza je w wodzie i nie daje im szans na wydostanie się stamtąd.

W takich urządzeniach ważne są kształt turbiny i prędkość jej obrotu. W niedostatecznie przemyślanych pod względem technicznym konstrukcjach producenci mimo wszystko muszą dodawać filtry. Stwierdzenie to dotyczy budżetowych modeli separatorów.

W urządzeniu z akwafiltrem Krausen kurz przez przewód (1) przemieszcza się do akwafiltru (2), następnie separator (3) tworzy wodno-wirowe strumienie (4) i osiąga idealny współczynnik oczyszczania powietrza (5)

Całkowicie bezfiltrowymi tych odkurzaczy też nie można nazwać, ponieważ znajduje się w nich filtr ochronny silnika. Pozbyć się go udało się tylko niemieckim inżynierom, którzy „zaszyli” silnik w kapsułę ze stali nierdzewnej. Silnik w tym przypadku jest bezpiecznie zamknięty przed kurzem i wilgotnym brudem.

Skomplikowane wbudowane modyfikacje

Te urządzenia nie są przenośne, a swoją główną częścią są wbudowane wewnątrz ścian. Końcówki i węże podłączane są nie do korpusu odkurzacza, ale wkładane do pneuma-gniazdek, rozmieszczonych w całej strefie przewidzianego działania urządzenia.

Wbudowane odkurzacze są mało rozpowszechnione w gospodarstwie domowym ze względu na konieczność używania długich węży, co utrudnia możliwość kompleksowego sprzątania pomieszczeń

W ścianach urządza się złożony łańcuch przewodów powietrznych, przez które zebrane śmiecie kierowane są do wspólnego pojemnika na kurz. Ten ostatni umieszczany jest w pomieszczeniach gospodarczych lub w piwnicy, jeśli taka istnieje.

Sam agregat obejmuje zarówno silnik, jak i filtry. Zespół napędowy również często umieszczany jest w pomieszczeniach gospodarczych.

Cechy modeli urządzeń myjących

Główną różnicą konstrukcyjną odkurzaczy myjących w porównaniu z modelami z workiem i pojemnikiem jest obecność zbiornika na czystą i brudną wodę. W takim pojemniku toną drobne i duże frakcje brudu.

Główną zaletą takiego zbiornika jest to, że właściciel nie musi wdychać kurzu podczas opróżniania pojemnika.

W konstrukcji odkurzacza myjącego znajduje się dodatkowy zbiornik na wodę i środek czyszczący, pompa, kanały doprowadzania cieczy zintegrowane z wężami i rurkami.

Jednak w konstrukcji odkurzaczy myjących przewidziano również ochronę silnika przed wilgocią, co znacznie podnosi koszt odkurzacza. A na filtrze HEPA gromadzi się wilgotny brud, który stwarza pożywkę dla wielu bakterii.

Istnieją odkurzacze myjące z parowym generatorem. Takie urządzenie umożliwia czyszczenie powierzchni parą bez użycia środków chemicznych.

Wysokotechnologiczne roboty odkurzające

Roboty-odkurzacze pojawiły się zaledwie około 10 lat temu. Ich konstrukcje są stale aktualizowane i ulepszane. Urządzenia są tworzone w układzie modułowym. Gwarantuje to łatwość obsługi i wymiany części podczas naprawy.

Wspólne elementy robota-odkurzacza, które występują we wszystkich modelach:

• szczotka boczna;
• blok-moduł;
• stacja ładująca;
• czujniki wykrywania przeszkód, zabrudzeń, różnic wysokości.

Działanie takiego urządzenia opiera się na bloku czyszczącym, nawigacji, mechanizmach napędowych i akumulatorze.

Systemy nawigacji urządzenia

Ultranowoczesny system nawigacji składa się z lasera, kamery, czujników wewnętrznych i zewnętrznych. Kamera odczytuje mapę pomieszczenia. Lasery dalmierzowe przekazują jej informacje o obecności przedmiotów w pokoju i odległościach między nimi.

Urządzenie porusza się po liniach prostych zarówno podczas sprzątania, jak i w trakcie powrotu do stacji.

Roboty-odkurzacze jeszcze nie potrafią schodzić po schodach ani pokonywać wysokich progów. Twórcy starają się wyeliminować tę wadę urządzeń, wynajdując nowe modele.

Nadal w sprzedaży są także modele, których zasada działania opiera się wyłącznie na czujnikach. Znajdują się one na zewnętrznej obudowie urządzenia i wewnątrz niego.

Za ich pomocą robot orientuje się w przestrzeni i koryguje swoją pracę, a także zauważa najbardziej zabrudzone obszary i dokładniej je czyści.

W nawigacji robota może być również używana taśma magnetyczna. Tworzy ona wirtualną barierę, poza którą urządzenie się nie porusza. Jeśli odkurzacz jest wyposażony w kamerę, odczytuje ona wskazania z sufitu i ścian.

Proces sprzątania pomieszczenia

Tutaj modele różnią się typami sprzątania — do czyszczenia na sucho i robotów odkurzających z funkcją mycia. W pierwszych boczna szczotka zbiera cały brud i kieruje go do centralnej szczotki. Centralna ma włoskową powierzchnię i jest w stanie zbierać włosy oraz sierść.

Konstrukcja przedniej szczotki robota jest ustawiona z nachyleniem do wewnątrz urządzenia, a boczna ma elastyczne prowadnice, co zapewnia dokładne zbieranie śmieci.

Następnie te dwie części wysyłają śmieci do pojemnika na kurz, gdzie są one prasowane strumieniami powietrza. A powietrze przechodzi przez filtry na zewnątrz.

W zależności od producenta konstrukcje robotów różnią się następującymi niuansami:

1. Główne szczotki. W większości modeli są dwie — włosowa i gumowa. Działają one w parze. Niektóre urządzenia są wyposażone tylko w gumową.
2. Boczne szczotki. Istnieją urządzenia, w które wbudowano dodatkową boczną szczotkę.
3. Filtry. Roboty są wyposażone zarówno w standardowe „ściereczki”, jak i wielowarstwowe HEPA.
4. Pojemnik + moc silnika. Pojemność do zbierania śmieci może wynosić od 0,4 do 1 litra. Moc takich urządzeń to 40-65 watów. Jeśli pierwsze liczby są ważne podczas użytkowania, to drugie są nieistotne ze względu na mały zakres.

Głównym elementem konsumenckim robotów odkurzających jest główna szczotka. To od niej zależy jakość sprzątania, a nie od silnika, jak w zwykłych urządzeniach.

Odkurzacz do czyszczenia na mokro ma w swojej konstrukcji układ składający się ze zbiornika na wodę i rozpylacza. Potrafi zbierać śmieci, rozpylać płyn, polerować podłogę i zbierać brudną wodę z powrotem do zbiornika.

Istnieją modele robotów przeznaczone do sprzątania mieszanego. Zasada ich działania polega na czyszczeniu gładkich powierzchni szmatką, a dywanów — głównymi szczotkami.

Powrót do bazy

Ostatnim etapem pracy robota jest jego powrót do stacji dokującej. Urządzenie jest zasilane akumulatorami. Gdy się rozładowują, urządzenie wyłącza się.

Istnieją roboty z programem, który pozostawia urządzenie w miejscu sprzątania, a powrót do bazy jest wymuszany przez użytkownika.

Urządzenie samodzielnie reaguje na niski poziom naładowania. Za pomocą specjalnego czujnika wykrywa promień podczerwieni z bazy i zaczyna się do niej poruszać. Gdy tylko znajdzie, łączy się z nią i ładuje.

Drobne elementy konstrukcyjne a jakość sprzątania

Niektóre cechy konstrukcyjne urządzenia wpływają na jakość sprzątania i wygodę użytkowania. Na przykład wąż. Powinien mieć wystarczającą średnicę (co najmniej 5 cm), aby często się nie zatykał.

Długość elastycznego węża jest ważna – im dłuższy jest ten akcesorium, tym wygodniejsze jest sprzątanie. Szczególnie w pomieszczeniach o powierzchni 15 m² i więcej. Długość od 2,5 m jest potrzebna do sprzątania wysokich mebli i sufitów.

Ważna jest również wytrzymałość materiału, w przeciwnym razie część będzie pękać, co zmniejszy siłę ssania.

Oprócz głównych podzespołów na jakość pracy urządzenia wpływają również uszczelki, tuleje, łożyska. Jeśli złącza są wykonane z fluoropolimerów, zapewnia to ich szczelność.

Tuleje i łożyska z fluoroplastiku i poliamidu przedłużają okres eksploatacji ruchomych części urządzenia.

Dodatkowe informacje o różnych rodzajach odkurzaczy, a także porady dotyczące wyboru odpowiedniego urządzenia znajdują się w tym artykule.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Analiza konstrukcji i zasady działania odkurzacza z czujnikami ciśnienia i dwoma silnikami elektrycznymi – w szczotce i korpusie urządzenia.

Na przykładach kilku konstrukcji odkurzaczy dobrze widać, że niezależnie od rodzaju wszystkie one służą jako „odkurzacze kurzu”. Ich skuteczność zależy od systemu filtracji, mocy silnika, obecności różnych końcówek.

A jaki odkurzacz wybrał Pan/Pani do domu lub mieszkania? Proszę opowiedzieć, dlaczego preferował Pan/Pani konkretny model, czy jest Pan/Pani zadowolony/a z pracy zakupionego sprzętu. Proszę dodawać opinie, komentarze i zadawać pytania – formularz kontaktowy znajduje się poniżej.