Кто придумал пылесос?

Нам трудно представить без пылесоса современный дом. Но кто же его придумал? И как эволюционировало это незаменимое сегодня устройство от первых механизмов до современных роботов? Попробуем разобраться в этом.

Устройство и принцип работы пылесоса

Пылесос работает благодаря созданию внутри устройства области разреженного воздуха, в которой и возникает воздушный поток, захватывающий мусор. Этот процесс базируется на физическом принципе разницы давления: воздух стремится из области с более высоким давлением в область с более низким. Вот как это происходит поэтапно:

• прежде внутри корпуса пылесоса создается разреженный воздух — за это отвечает электрический двигатель, который вращает вентилятор. Вентилятор выталкивает воздух из корпуса пылесоса наружу. При этом внутри устройства возникает область низкого давления;
• чтобы компенсировать разницу между внешним и внутренним давлением, окружающий воздух стремится попасть внутрь пылесоса, захватывая с собой частицы пыли, грязь и мелкий мусор;
• эти частицы проходят через шланг или трубу, которые направляют поток в основной корпус. При этом тип и размер частиц не имеют принципиального значения, главное, чтобы они не были больше диаметра трубы. В знаменитом детском рассказе Николая Носова «Винтик, Шпунтик и пылесос» агрегат затягивал в себя массу мелких вещиц, оставленных нерадивыми хозяевами без присмотра. Да и многим из нас наверняка доводилось «выковыривать» из пылесоса кольца и денежные купюры;

• воздух вместе с загрязнениями всасывается в устройство, очищенный воздух выходит наружу, а загрязнения остаются внутри. За этот процесс отвечает система фильтации, которая находится внутри корпуса пылесоса. Некоторые модели предполагают, помимо первичной, еще и дополнительную фильтрацию. При первичной фильтрации мусор задерживается в мешке для пыли или контейнере. Дополнительная фильтрация достигается за счет тонких фильтров, например, HEPA или угольных фильтров, которые могут задерживать даже микроскопические частицы.

На корпусе некоторых моделей пылесоса расположены выпускные отверстия, напоминающие открытые жалюзи, и приложив к ним ладонь, можно почувствовать, как выходит теплый воздух.

Большинство современных пылесосов оснащены также регуляторами мощности. Пользователь может настроить силу всасывания, чтобы адаптировать пылесос к различным поверхностям.

История пылесосов от XIX века до современности

Первые прототипы пылесосов появились в середине XIX века. В 1860 году американец Дэниел Хесс запантентовал устройство, охарактеризованное им следующими словами: «Идея моего изобретения состоит в собирании мелкой пыли и грязи […] посредством всасывания воздуха и помещения оных в воду или ее заменитель…». Придуманное им устройство носило другое название: carpet sweeper, т.е. дословно – «подметатель ковров».

Эта машина состояла из контейнера с водой, вращающейся щетки и конструкции из мехов, которые должны были всасывать воздух вместе с пылью и мелкими частицами грязи, переправляя их затем в контейнер с водой.

Однако, не сохранилось никаких свидетельств, подтверждающих, что Хесс действительно построил аппарат, который описывался в его патенте.

В 1869 году другой американец, Айвз МакГэффи, получил другой патент на механизм, весьма близкий к тому, что представлен в патенте Хесса, за исключением того, что эта новая машина была оснащена рукояткой для управления мехами и при использовании должна была находиться в вертикальном положении. Эти две детали внешне, приближали первоначальный проект к современным пылесосам. Поэтому некоторые историки приписывают заслугу изобретения пылесоса именно МакГэффи, а не Хессу.

Впрочем, такой прибор не сильно облегчал уборку. Приходилось прикладывать немало усилий, создавая необходимую вентиляцию, дергая за рукоятку, результат же достигался весьма скромный. Не удивительно, что «Вихрь» – так МакГэффи назвал свое изобретение (Whirlwind) - не имел большого успеха. Оцененный своим создателем в $25, «Вихрь» нашел совсем не много покупателей. (Любопытное совпадение: в 1970-х точно такое же название – «Вихрь» - носила одна их самых популярных моделей советских пылесосов.)

Решительное изменение в судьбе «подметателя ковров» произошло 30 лет спустя, в 1898 году, когда житель американского штата Миссури, Джон С. Тёрман запатентовал «пневматический обновитель ковров», работающий на бензиновом топливе. Прибор Тёрмана был размеров с небольшую повозку и cостоял из компрессора для сжатия и подачи воздуха, «выбивавшего» пыль, и резервуара, куда затем попадал воздух вместе с загрязнениями. Принцип его работы отличался от того, как функционируют привычные нам пылесосы, всасывающие пыль, однако, в отличие от своих предшественников, Тёрман добился некоторого коммерческого успеха, предлагая услуги «частного чистильщика ковров» в городке Сент-Луис, где он жил. Эксклюзивный сервис стоил $4.

И наконец, в 1901 году британский инженер Герберт Сесил Бут совершила локальную техническую революцию и создал устройство, принцип работы которого дал начало целой плеяде машин, без которых уже невозможно стало представить быт.

Идея пришла ему в голову, когда он наблюдал демонстрацию чистящего прибора одного американского изобретателя, работавшего по тому же принципу, что и машина Тёрмана. Когда Бут подошел к изобретателю и спросил, почему прибор выдувает пыль, а не всасывает, тот раздраженно ответил, что это невозможно. Но Бут все же решил попробовать… И изобрел первый пылесос с мотором, использующий принцип всасывания. Устройство, получившее шуточное названное Puffing Billy – «пыхтящий Билли» – было огромных размеров, устанавливалось на повозке и использовалось для уборки крупных зданий. «Пыхтящий Билли», как и «пневматический обновитель ковров» Тёрмана, предлагавший частный сервис, произвел фурор среди богатых клиентов, однажды его даже пригласили в лондонский Хрустальный дворец​.

И все же громоздкость машины Бута препятствовала ее широкому распространению и повышению спроса среди частных домовладений среднего класса, не говоря уже о простых рабочих семьях. И главным стремлением изобретателей ХХ века стало усовершенствование этой конструкции и ее выпуск на широкий рынок.

Героем, которому удалось достичь этой цели, стал 60-летний Джеймс Мюррей Спэнглер, который работал простым уборщиком в одном из супермаркетов Кантона (город в штате Огайо), а часы досуга проводил за инженерными головоломками.

Он страдал астмой, и его работа усугубляла болезнь. Чтобы разрешить эту проблему, Спэнглер решил сконструировать своими руками портативную машину для уборки. Персональный пылесос Джеймса Спэнглера был собран из:

• жестяной коробки из-под мыла,
• электрического мотора, изъятого из швейной машинки,
• лопастей вентилятора,
• щетки,
• древка швабры
• сатиновой наволочки, которая служила мешком-пылесборником.

Самодельное устройство работало на удивление исправно, и Спэнглер в 1908 году запатентовал свой – suction sweeper, что буквально переводится как «всасывающий подметатель».

Поскольку у самого изобретателя не было возможности своими силами массово производить и продавать прибор, он предложил выкупить патент своему дальнему родственнику Уильяму Гуверу - хозяину компании Hoover, производившей кожаные изделия.

Гувер сразу разглядел потенциал изобретения и поспешил заключить сделку, а его предпринимательский талант послужил залогом чрезвычайно успешной популяризации нового продукта, который с легкой руки Гувера, наконец-то получил свое современное название – vacuum cleaner. Именно это словосочетание получило в русском языке весьма оригинальный перевод – «пылесос».

В Советский Союз новшество пришло в 1930-х годах, а массовое отечественное производство началось в 1960-е. Одним из крупнейших отечественных производителей пылесосов был московский завод «Красный пролетарий». С 1961 года на этом заводе начали выпускать модель «Ракета», ставшую одной из самых популярных в стране. В 1970-х годах на заводах в Свердловске и Рязанской области наладили выпуск пылесосов марки «Смена». Объемы производства пылесосов в СССР росли с каждым годом, и в 1980-х годах только завод «Красный пролетарий» ежегодно выпускал десятки тысяч пылесосов, удовлетворяя растущий спрос.

Разновидности пылесосов

Пылесосы бывают различных типов, каждый из которых подходит для определенных задач и условий эксплуатации.

• Пылесосы с мешком. Преимущества и недостатки. Это самый старый и один из самых распространенных типов пылесоса. У этих моделей пыль и мусор собираются в специальный тканевый или бумажный мешок. Увы, мощность всасывания у этих моделей теряется по мере наполнения мешка, а замена мешков – дополнительные хлопоты и траты. Кроме того, пылесосы с мешком уступают в экологичности некоторым другим моделям, поскольку использованные мешки часто не подлежат переработке. И все же они по-прежнему пользуются хорошим спросом: они дешевле, но в целом достаточно эффективны.
• Пылесосы с водяным фильтром. Особенности и преимущества. Пылесосы с водяным фильтром, распространившиеся в 1930-х годах, используют в качестве основного элемента фильтрации воду. Загрязненный воздух втягивается в устройство – там он проходит через резервуар с водой, задерживающий пыль и мусор. Пылесосы с водяным фильтром не только очищают поверхности, но и улучшают микроклимат в помещении. Главное преимущество этих моделей — они улавливают мельчайшие частицы загрязнений, которые могут просочиться через другие виды фильтров. После окончания уборки достаточно просто вылить грязную воду и промыть резервуар. Однако пылесосы с водяным фильтром требуют больше времени на обслуживание и регулярной чистки. К тому же, эти модели более громоздкие по сравнению с другими.

• Пневмопылесосы. Для каких задач подходят? Принцип работы пневмопылесоса в целом такой же, как у обычного пылесоса: он основан на сжатии воздуха внутри прибора и создании вакуума, но в пневмопылесосах этот процесс происходит механически – за счет компрессора. Поэтому они безопасны для использования в условиях повышенной взрывоопасности или в местах с ограниченным доступом к электроэнергии. Такие устройства широко применяются в промышленности для уборки производственных помещений, очистки оборудования и удаления опасных отходов.
• Барботажные пылесосы: что это такое? На водяном фильтре работают и так называемыебарботажные пылесосы – изобретение середины прошлого века. Их работа основана на барботировании — пропускании воздуха через слой жидкости. В отличие от обычных водяных пылесосов, барботажные пылесосы пропускают воздух не через воду, а через образующиеся в воде пузырьки. Центральную часть пылесоса составляет емкость с водой, которая служит естественным фильтром. Попадая в резервуар, поток воздуха проходит через слой воды, где формируются пузырьки. Барботажные пылесосы, как правило, компактнее, чем водяные, и лучше очищают воздух.
• Циклонные пылесосы. Преимущества и недостатки. Пылесосы-циклоны появились на рубеже 1970-1980-х годов, благодаря американскому инженеру Джеймсу Дайсону. Они работают на основе технологии центробежной силы, отделяющей пыль и мусор от воздуха. В таких устройствах поток воздуха закручивается в спираль внутри специального контейнера, создавая «циклон» – отсюда и название этой разновидности пылесосов. Тяжелые частицы под воздействием центробежной силы выбрасываются к стенкам контейнера и оседают внизу, а очищенный воздух проходит дальше через дополнительные фильтры. Главное преимущество циклонных пылесосов — отсутствие мешков, и, в отличие от пылесосов с мешком, они сохраняют мощность всасывания независимо от уровня наполнения контейнера. С другой стороны, циклонные модели производят больше шума.
• Сепараторные пылесосы: что это? Сепараторные пылесосы появились относительно недавно – в конце XX века. Они используют для фильтрации воздуха высокоскоростной сепаратор — вращающийся диск или барабан, который создаёт мощный центробежный поток, отделяющий пыль, грязь и жидкость от воздуха. Загрязнения задерживаются в контейнере с водой, а очищенный воздух выходит наружу. Сепараторные пылесосы не уступают водяным и барботажным в плане их эффективности и помогают поддерживать комфортный микроклимат в помещении. Недаром именно этой модели часто отдается предпочтение в профессиональной уборке.

Компоновка пылесосов: напольные, ручные и встроенные

Пылесосы различаются по своей конструкции и предназначению, что позволяет выбирать подходящую модель для конкретных задач.

• Напольные пылесосы — самые универсальные и мощные, они подходят для уборки больших помещений и оснащены широким набором насадок для разных поверхностей. К их преимуществам относятся высокая мощность и вместительность, но они требуют больше места для хранения.
• Ручные пылесосы компактны, легки и идеально подходят для уборки небольших участков, мебели или автомобиля. Такие модели удобны в использовании благодаря своей портативности, хотя и уступают напольным в мощности.

• Встроенные пылесосы представляют собой централизованные системы, которые монтируются в стенах дома. Это наиболее удобное решение для больших домов: мусор всасывается через скрытые трубы, а сборный контейнер расположен в отдельном помещении. Такой подход обеспечивает высокую мощность и бесшумность работы, но требует профессиональной установки и значительных затрат.

Кто придумал робот-пылесос? Какие перспективы развития у роботов-пылесосов?

Робот-пылесос был впервые разработан компанией Electrolux, которая в 1997 году представила прототип модели Trilobite. Однако настоящая популярность пришла к роботам-пылесосам с запуском Roomba, в 2002 году созданной компанией iRobot. Эти устройства стали первыми массовыми роботизированными помощниками для уборки дома, оснащенными аккумуляторами, датчиками препятствий, возможностью автономной работы и функциями программирования маршрута.

На верхней части корпуса робота-пылесоса обычно расположена камера, помогающая строить карту помещения и определять уже очищенные зоны. Инфракрасные датчики на бампере позволяют обнаруживать препятствия и избегать столкновений, а дополнительные сенсоры предотвращают застревание под мебелью. Боковые щетки направляют мусор к основной турбощетке, которая перемещает его в пылесборник, а всасывающий модуль усиливает этот процесс. Некоторые модели оснащены функцией протирки полов с использованием салфетки из микрофибры для более тщательной уборки.

Кроме того, современные роботы-пылесосы умеют распознавать различные поверхности: в них встроены датчики давления, которые помогают определить мягкость покрытия, так что прибор может отличить ковер от пола, а системы навигации и программное обеспечение позволяют автоматически менять мощность всасывания при переходе с твердой поверхности на ворсистую.

Перспективы развития роботов-пылесосов связаны с внедрением технологий искусственного интеллекта и интернета вещей. Современные модели уже могут подключаться к умным домам и управляться через мобильные приложения. В будущем роботы-пылесосы наверняка станут еще умнее: смогут адаптироваться к различным условиям уборки и взаимодействовать с другими устройствами.

Вопрос-ответ:

Кто создал самый первый пылесос?

Самый первый пылесос сконструировал американский изобретатель Дэниел Хесс.

Герберт Гувер изобрел пылесос?

Герберт Гувер не изобретал пылесос, однако его имя тесно связано с этим устройством, поскольку он внес огромный вклад в развитие и коммерциализацию этой технологии. В 1908 году Гувер приобрел патент на аппарат, созданный Джеймсом Мюрреем Спэнглером, и даже смог усовершенствовать его конструкцию. Он был основателем компании, которая начала массовое производство пылесосов, сделав их доступными для широкого круга потребителей.

Когда в России появились первые пылесосы?

Первые пылесосы появились в нашей стране в советское время, в 1930-х годах. Однако массовое распространение пылесосов в СССР началось только в 1960-е годы. Благодаря улучшению производства и технологий они постепенно становились все более доступными. Среди наиболее популярных моделей можно назвать пылесосы «Ракета», «Смена», «Вихрь», «Тайфун».

В каком году был изобретен пылесос?

Идея механического прибора для чистки пола была впервые воплощена Дэниелом Хессом в 1860-м году. Однако прибор, послуживший прототипом для современных пылесосов, впервые появился в 1901 году, и это была заслуга британского инженера Герберта Сесила Бута.

Наира Кочинян

Изображение на обложке: Freepik