百年歷史吸塵機

百年歷史吸塵機

現今每個家庭總會有台吸塵機來清潔家居,原來這件家庭電器在百多年前已經面世,而當中的科學原理仍然應用至今。

1901 年在倫敦的聖潘克拉斯車站進行一種新產品「列車車廂清潔機」的操作表演,它能夠吹起灰塵,但結果鼓起的滾滾灰塵,清潔機產品失敗。當時有一位旁觀者,名叫休伯特‧布思在表演中得到啟發,他跑回家趴在地板上,用手帕蒙住嘴巴,就向著地面使勁地吸著。這時候,他的家人還以為他精神失常,正要把他拉起來送去醫院時,他卻喜出望外地宣布:「大功告成!」

世界上的第一台吸塵器。

世界上的第一台吸塵器。

找出問題所在

當布思找出關鍵的問題,他發現灰塵較空氣輕細,因此用「吸」較「吹」更合適,而要達到吸塵效果就需要濾布來阻隔已經吸進機器內部的灰塵,又能使空氣通過,從而繼續操作來吸更多灰塵。然而,故事並未結束,布思發明的第一台吸塵機體積巨大,而且運作時會產生很大的噪音,所以又被稱為「吵死人的怪物」。在 1905 年,再改良用電動泵產生吸力的真空吸塵機,並且開始製造及投入市場,世界上的第一台吸塵器就此誕生。

吸塵機結構

吸塵機的基本結構是由摩打、扇葉、收集瓶、過濾網四個主要部分所組成。摩打與扇葉接駁,再連接電源形成閉合電路,驅使扇葉轉動。

扇葉︑摩打︑收集瓶和過濾網是吸塵機的基本元件。

扇葉︑摩打︑收集瓶和過濾網是吸塵機的基本元件。

最簡單的吸塵機可以由風扇加漏斗而成,由於沒有收集瓶,灰塵就會從漏斗咀被吸入漏斗,再被排出到扇葉外。故此收集瓶就是灰塵垃圾之用,過濾網就是把灰塵垃圾隔開,讓抽入的空氣可以排走。

最簡單的吸塵機可以由風扇加漏斗而成,由於沒有收集瓶,灰塵就會從漏斗咀被吸入漏斗,再被排出到扇葉外。故此收集瓶就是灰塵垃圾之用,過濾網就是把灰塵垃圾隔開,讓抽入的空氣可以排走。

扇葉轉動的方向不同會造出「吹風」和「抽風」的兩個不同的效果,好像一台風扇向前吹就是吹風,而倒轉風扇用就變成能抽氣扇。對於控制扇葉的轉動方向,簡單的把接上摩打上的正負極電線位置改變,或電池箱的電池正負極方向改變便可,目的是改變進入摩打的電子流動方向便能夠改變扇葉的轉動方向。

吸塵原理

現代的吸塵機的款式很多,但它們吸塵的原理和百年前的大致相同,它們同是透過氣流會由高氣壓區域流動到低氣壓區域所產生的空氣流動原理而成。

增加摩打的馬力和轉速能夠令抽入空氣的速度增加,加大扇葉的面積亦能增強吸塵機抽入空氣的力度。收集瓶的空間大小亦是影響吸力的因素,空間大雖然能夠收集更多的灰塵,但就需要利用馬力較大的摩打才能配合運作。

吸塵機內的風扇將機內的空氣抽出,使機內的氣壓下降。由於瓶口外的壓力較大,外部空氣受壓吸入機內,灰塵和垃圾便隨空氣進入吸塵機。

吸塵機內的風扇將機內的空氣抽出,使機內的氣壓下降。由於瓶口外的壓力較大,外部空氣受壓吸入機內,灰塵和垃圾便隨空氣進入吸塵機。

現代吸塵機的種類

吸塵機按操作原理及構造來分類,分別是「直立式」、「吸力式」及「手提式」三種。

直立式吸塵機

直立式吸塵機利用吸力及吸嘴內一具由摩打推動的旋轉震動刷進行清潔。吸塵刷的旋轉震動力能把地氈的絨毛撥開,令深藏在內的塵屑污垢鬆脫出來,把它吸起,是清理地氈的上好選擇。配備其他工具,還可作其他清潔用途。

直立式吸塵機

直立式吸塵機

直立式吸塵機的構造

直立式吸塵機的構造

吸力式吸塵機

吸力式吸塵機摩打馬力較直立式大,單純靠強勁的吸力吸塵,有多種款式,如罐筒型、圓柱型、手攜型、壺型等,都附有一管長喉接駁一系列特別配件,以應付不同工作環境的需要。對於清理地板、傢具、簾帷輕軟細薄的織物墊套,效果較佳。

吸力式吸塵機

吸力式吸塵機

吸力式吸塵機的構造

吸力式吸塵機的構造

手提式吸塵機

手提式吸塵機的設計能夠無線使用,方便使用者帶到其他地方使用,例如:汽車,一般手提式吸塵機內附充電池,完成充電後便可使用,所以收集器的容易較小,整體的重量亦要較輕,多以塑膠製造為主。

手提式吸塵機

手提式吸塵機

由吸塵機誕生的故事中,可見發明家運用了觀察能力,懂得從人家失敗的
經驗學習,當中又利用了逆向思維由吹塵換成吸塵的角度思考,再不斷實驗測試改良從失敗中學習,他的研發精神正正是希望學生透過 STEM 教育中所學習的技能,而且可見STEM早已與生活共存。