Skip to content

Z dějin techniky: Jak funguje vysavač

Při popíjení limonády brčkem používáte nejjednodušší sací mechanismus. Sání tekutiny směrem nahoru způsobuje pokles tlaku mezi spodní a horní částí slámky. Díky většímu tlaku tekutiny ve dně, než v horní části brčka, se vytlačí tekutina do úst. Na stejném principu funguje i vysavač, i když trochu složitěji a s jiným výkonem.

Ve své 100leté historii se elektrický vysavač stal nepostradatelným domácím spotřebičem pro většinu lidí a je jasné proč. Představa, že člověk vybírá všechny nečistoty z koberce rukou, není nijak lákavá.

2
Boothův vysavač vypadal jako jasně červená skříň, umístěná na voze taženém párem koní, která musela zůstat před domem a pro čištění interiéru byla opatřena hadicí dlouhou přes 240 metrů.

Běžný vysavač je jednoduchý stroj, u kterého účinnost je podmíněná fyzikálními principy. Skládá se z několika základních částí: z hadice s koncovkou, kterou je nasáván vzduch spolu s prachem, v hlavní části vysavače je potom ukryt ventilátor poháněný elektromotorem, výfukový otvor a sběrný sáček na nečistoty. Pro funkci vysavače je nejdůležitější ventilátor. Skládá se ze tří částí. Ze dvou kotoučů, které se otáčejí a prostředního, který je pevný. Elektrický proud působí na motor, ke kterému je připojen ventilátor s lopatkami. Do ventilátoru vstupuje vzduch úzkým otvorem. Díky otáčejícímu se kotouči se roztočí i vzduch. V systému spojeném s kotoučem působí na vzduch odstředivá síla, která tlačí vzduch do stran. Takto vzniká ve středu kotouče nižší tlak než na jeho stranách. Dále je vzduch sveden drážkami uvnitř neotáčivého kotouče tak, aby vstupoval do dalšího otáčejícího se kotouče malým otvorem v jeho středu. Proces se ještě jednou opakuje. Tlak vzduchu vevnitř ventilátoru je menší než vně, a proto se okolní vzduch tlačí dovnitř vysavače. Je to stejné, jako když brčkem pijeme limonádu. V ústech vytvoříme podtlak. Okolní vzduch působí tlakovou silou na limonádu a vhání nám ji do úst. Hadice vysavače bývají zakončeny různými nástavci, které jsou někdy vybaveny kartáči, aby uvolnily prach z koberce. Vzduch potom proudí hadicí dovnitř vysavače, do papírového či látkového sáčku, kde se většina prachu usadí a pak je vzduch hnán přes ventilátor zase ven z vysavače.

3
Postupem času se vysavače začaly zmenšovat.

S prvním vynálezem na principu dnešního vysavače přišel Ives W. McGaffey. V roce 1869 obdržel v Chicagu patent na ručně poháněný čistič koberců s názvem „Whirlwind“. V roce 1888 Nikola Tesla vymyslel koncept elektromotoru poháněného střídavým proudem a otevřel tak cestu k jeho použití v domácnostech. Od té chvíle čekal vysavač na své zrození překvapivých 13 let. První elektrický vysavač spatřil světlo světa v roce 1901 díky Hubertu Cecilu Boothovi. Vynález nazval „Puffing Billy“, koňmi tažené zařízení o velikosti drožky. Puffing Billy zastavil před domem, desítky metrů dlouhá hadice pak umožnila jeho majitelům (nebo placené obsluze) vysmýčit všechen prach. Tento postup měl mnoho výhod – byl dostupný, nebylo potřeba vysavač kvůli občasnému použití kupovat a prach se skutečně dostal z domácnosti, protože vysátý vzduch se filtroval až na ulici. Svůj vynález dokonce demonstroval před britskou královskou rodinou. Budoucnost se nicméně skrývala v osobních vysavačích, a tak Boothovy vysávací kočáry brzy podlehly novým soupeřům. Od hlučných spalovacích motorů osvobodil vysavače Werner von Siemens, který od roku 1906 začal vyrábět vysavače poháněné elektrickým motorem. Celý vysavač sice ještě nepatřil k nejmenším, ale bylo jej možno bez problémů přesouvat mezi jednotlivými místnostmi. Vysavače do podoby, jakou už známe, dovedl švédský vynálezce a obchodník Axel Wenner–Green v roce 1912. Pro odsávání vzduchu použil turbínový ventilátor poháněný vysokootáčkovým elektromotorem. Vysávaný vzduch byl proháněn filtračním pytlem zavěšeným na tyči pevně uchycené na vozíku nesoucímu samotný stroj vysavače. Dlouho pak byly ve vysavačích používány nejprve látkové, prací sáčky, které pak nahradily jednorázové papírové. Jejich nevýhodou byla jednak nutnost stále je kupovat, a pak také postupný pokles sacího výkonu vysavače s tím, jak se sáček plnil.

4
V současnosti se objevují i robotické vysavače.

Prach a nečistoty jsou u bezsáčkových vysavačů ukládány ve speciální nádobě, kterou stačí následně pouze vysypat. Tento typ vysavačů je tak ideálním řešením pro domácnosti, kde se často vysává a prachový sáček je vyměňován vícekrát měsíčně, nebo pro ty, kteří nechtějí řešit nákupy a výměnu prachových sáčků. V roce 1978 trápil britského vynálezce Jamese Dysona klesající výkon jeho vysavače. Když ho rozebral, zjistil, že sáček byl ucpaný prachem, což způsobilo pokles sání. Před nějakou dobou však pro svou továrnu postavil cyklonový separátor, který odděloval částečky barvy ze vzduchu pomocí odstředivé síly. Mohl by však stejný princip fungovat také u vysavače? Dal se do práce, o 5 let a 5 127 prototypů později vynalezl celosvětově první bezsáčkový vysavač. Nejprve se prodával v Japonsku pod názvem G-Force. Díky úspěchu G-Force byl James Dyson schopen založit vlastní výzkumné středisko a továrnu, kde začal pracovat na novém vysavači. Takovém, který by zachytil ty nejmenší částečky prachu. Jmenoval se DC01, jako „Dual Cyclone”, a byl prvním vysavačem, který si po celou dobou uchoval 100% sací výkon.

 

5
Vysavače do podoby, jakou už známe, dovedl švédský vynálezce a obchodník Axel Wenner–Green v roce 1912

Principem bezsáčkových vysavačů je cyklonový efekt. Vysáté částečky nečistot jsou v separační nádobě postupně odstředivou silou urychlovány za hranici rychlosti zvuku. Při této rychlosti je možné z rotujícího proudu vzduchu odstředit i velmi lehké částečky nečistot. Vzduch je potom před a za motorovou turbínou „dočišťován“ například HEPA filtrem, který je většinou permanentní a snadno omyvatelný vodou. Bezsáčkové cyklonové vysavače jsou vybaveny vyprazdňovacím mechanismem, který umožňuje hygienicky odstranit zachycený prach a nečistoty jediným úkonem – vysypáním sběrné nádoby, bez nutnosti dotknout se vysáté špíny. Pokrok v technologiích dnes umožňuje vyrábět takové vysavače, které mají nižší příkon, ale sací výkon zůstává stále na nejvyšší úrovni. Takového zdokonalení výrobci dosáhli díky lepšímu a efektivnějšímu zkonstruování jednotlivých dílů spotřebiče, především motoru a turbíny. Důležitější, než samotný příkon vysavače je však jeho sací výkon, na což je dobré pamatovat právě při výběru nového stroje. Velmi rychle jde dopředu také vývoj nových akumulátorových technologií, protože právě baterie jsou nutnou podmínkou bezkabelových zařízení, která jsou díky své pohodlnosti jasným trendem nejen v oblasti vysavačů, ale i v dalších oborech spotřební elektroniky.

Foto: Dyson, Flickr, Pinterest, Agent Infidel
Právě v prodeji
Sdílej!
Komentáře
Další články z rubriky Věda a technika Zobrazit více …