نکات کلیدی:
- جاروبرقی ها از وسایل دستیِ پمپ مانندِ قرن 1800 میلادی تبدیل شدن به مدل های برقی اوایل قرن 1900 و دیگه یه پای ثابت تمیزکاری خونه ها شدن.
- سیستم های جاروبرقی مرکزی که توش یه موتور فن، مکش ایجاد میکنه و این مکش از طریق لوله هایی که تو دیوار خونه کار گذاشته شدن منتقل میشه، به خاطر راحتیشون داره محبوب تر میشه.
- جاروبرقی های تر و خشک خیلی کار راه بندازن و هم می تونن مایعات رو جمع کنن هم آشغال های جامد رو. اونا از یه فضای بازتر داخل جارو استفاده می کنن تا جریان هوا رو کُند کنن و آشغالا رو تو یه سطل جمع کنن که راحت بشه خالیش کرد.
وقتی با نی نوشابه می خوری، از ساده ترین مکانیزم مکش استفاده می کنی. وقتی نوشابه رو می کشی بالا، فشار بین پایین نی و بالای نی کم میشه. چون فشار مایع پایین نی بیشتر از بالاشه، نوشابه به سمت دهنت هل داده میشه.
این همون مکانیزم اصلیه که تو جاروبرقی هم کار می کنه، البته یه کم پیچیده تر. تو این مقاله، میریم داخل جاروبرقی رو نگاه می کنیم تا ببینیم چطوری از مکش برای جمع کردن گرد و خاک و آشغال های خونه استفاده می کنه. همون طور که می بینیم، طراحی استاندارد جاروبرقی خیلی ساده است، ولی برای اینکه خوب تمیز کنه، به کلی اصل فیزیکی تکیه می کنه.
شاید به نظر یه دستگاه پیچیده بیاد، ولی یه جاروبرقی معمولی در واقع فقط از شش تا بخش اصلی تشکیل شده:
- یه ورودی مکش، که ممکنه کلی وسیله جانبی برای تمیز کردن داشته باشه.
- یه خروجی هوا
- یه موتور برقی
- یه فن
- یه کیسه متخلخل
- یه بدنه که همه ی بخش های دیگه رو تو خودش جا میده.
وقتی جاروبرقی رو به برق می زنی و روشنش می کنی، این اتفاقا میفته:
- جریان برق، موتور رو روشن می کنه. موتور به فن وصله که پره های زاویه دار داره (مثل ملخ هواپیما).
- وقتی پره های فن می چرخن، هوا رو به جلو، به سمت خروجی هوا هل میدن (اگه میخوای بدونی چی باعث این اتفاق میشه، مقاله “هواپیماها چطور کار می کنن” رو بخون).
- وقتی ذرات هوا به جلو رانده میشن، تراکم ذرات (و در نتیجه فشار هوا) جلوی فن زیاد میشه و پشت فن کم میشه.
این کم شدن فشار پشت فن دقیقا مثل کم شدن فشار تو نی نوشابه است وقتی داری می خوری. فشار هوا تو قسمت پشت فن از فشار هوای بیرون جاروبرقی (فشار هوای محیط) کمتر میشه. این باعث ایجاد مکش، یعنی یه خلاء نسبی، داخل جاروبرقی میشه. هوای محیط خودش رو به داخل جاروبرقی و از طریق ورودی مکش هل میده، چون فشار هوا داخل جاروبرقی کمتر از فشار بیرونشه.
تا وقتی که فن داره کار می کنه و راه عبور هوا تو جاروبرقی بازه، یه جریان هوای دائمی وجود داره که از طریق ورودی مکش وارد میشه و از خروجی هوا بیرون میره. ولی یه جریان هوا چطوری گرد و خاک و آشغالای فرش رو جمع می کنه؟ اصل کلیدی اینجا اصطکاکه.
برس ها و کیسه جاروبرقی
جاروبرقی های ایستاده معمولا زیرشون برس های چرخشی دارن که گرد و خاک رو از فرش جدا می کنن. این برسا ممکنه با موتور جارو بچرخن یا فقط با جریان هوا.
تو قسمت قبل دیدیم که مکش ایجاد شده توسط فن چرخان جاروبرقی، یه جریان هوای متحرک ایجاد میکنه که از ورودی مکش رد میشه و از خروجی هوا بیرون میره. این جریان هوا دقیقا مثل یه جریان آبه. ذرات هوای در حال حرکت، وقتی دارن حرکت می کنن، به هر گرد و خاک یا آشغالِ شل برخورد می کنن و اگه اون آشغال به اندازه کافی سبک باشه و مکش به اندازه کافی قوی باشه، اصطکاک اون آشغال رو با خودش به داخل جاروبرقی می بره. این همون اصلیه که باعث میشه برگ ها و آشغال های دیگه رو تو یه جریان آب شناور بشن. بعضی از طراحی های جاروبرقی هم تو ورودی مکش برس های چرخشی دارن که گرد و خاک رو از فرش جدا می کنن تا جریان هوا بتونه جمعش کنه.
وقتی هوای پر از آشغال به سمت خروجی هوا میره، از کیسه جاروبرقی رد میشه. این کیسه ها از یه جنس بافته شده متخلخل (معمولاً پارچه یا کاغذ) ساخته شدن که مثل فیلتر هوا عمل می کنه. سوراخای ریز کیسه به اندازه ای بزرگن که ذرات هوا ازش رد بشن، ولی واسه بیشتر ذرات گرد و خاک کوچیکتر از اونی هستن که ازش رد بشن. بنابراین، وقتی جریان هوا وارد کیسه میشه، همه هوا از اون جنس رد میشه، ولی گرد و خاک و آشغالا تو کیسه جمع میشن.
کیسه جاروبرقی فقط یه فیلتره که هوا رو رد میکنه ولی آشغال رو نگه میداره.
کیسه جاروبرقی رو میشه هر جایی تو مسیر بین لوله مکش و خروجی هوا گذاشت، فقط باید جریان هوا ازش رد بشه. تو جاروبرقی های ایستاده، کیسه معمولا آخرین ایستگاه تو مسیره: بلافاصله بعد از اینکه هوا فیلتر شد، دوباره به بیرون برمی گرده. تو جاروبرقی های سطلی، کیسه ممکنه قبل از فن قرار داده بشه، یعنی هوا به محض ورود به جارو فیلتر بشه.
با استفاده از این ایده اصلی، طراحان انواع مختلف جاروبرقی ها رو با مکش های متفاوت می سازن. تو قسمت بعد، چند تا از عواملی که قدرت مکش رو تعیین می کنن بررسی می کنیم.
ویژگی های جاروبرقی
سری های جاروبرقی به متمرکز کردن جریان هوا هنگام ورود به جارو کمک می کنن. از اونجایی که مکش به اندازه و شکل مسیر بستگی داره، سری های مختلف برای کارهای تمیزکاری متفاوت مناسب ترن.
تو قسمت قبل دیدیم که جاروبرقی ها با هدایت یه جریان هوا از فیلتر هوا (کیسه) گرد و خاک رو جمع می کنن. قدرت مکش جاروبرقی به چند تا عامل بستگی داره. مکش می تونه قوی تر یا ضعیف تر بشه، بستگی به اینا داره:
- قدرت فن: برای اینکه مکش قوی ایجاد بشه، موتور باید با سرعت خوبی بچرخه.
- گرفتگی مسیر هوا: وقتی آشغال زیادی تو کیسه جاروبرقی جمع میشه، هوا هنگام خروج با مقاومت بیشتری روبرو میشه. هر ذره هوا به خاطر اصطکاک بیشتر، آهسته تر حرکت می کنه. به همین دلیله که جاروبرقی وقتی کیسه ش تازه عوض شده بهتر کار می کنه تا وقتی که مدتیه داری باهاش جارو می کشی.
- اندازه دهانه انتهای لوله مکش: از اونجایی که سرعت فن جاروبرقی ثابته، مقدار هوایی که در واحد زمان از جاروبرقی رد میشه هم ثابته. مهم نیست دهانه ورودی مکش رو چقدر بزرگ کنی، همون تعداد ذرات هوا باید هر ثانیه وارد جاروبرقی بشه. اگه دهانه رو کوچیکتر کنی، ذرات هوا باید خیلی سریعتر حرکت کنن تا همه شون تو همون زمان بتونن رد بشن. در جایی که سرعت هوا زیاد میشه، فشار کم میشه، به خاطر اصل برنولی (اگه میخوای درباره این اصل فیزیکی بدونی، مقاله “هواپیماها چطور کار می کنن” رو بخون). کاهش فشار باعث میشه که نیروی مکش تو ورودی بیشتر بشه. به خاطر اینکه سری های باریکتر مکش قوی تری ایجاد می کنن، می تونن ذرات سنگین تری رو نسبت به سری های پهن جمع کنن.
در ساده ترین حالت، این تمام چیزیه که یه جاروبرقی داره. از زمان اختراع جاروبرقی برقی در یک قرن پیش، متفکران زیادی این ایده رو گسترش دادن و تغییرش دادن تا سیستم های جاروبرقی مختلفی رو درست کنن.
تا حالا، به معمولی ترین انواع جاروبرقی ها نگاه کردیم: مدل های ایستاده و سطلی که هر دو گرد و خاک رو تو یه کیسه متخلخل جمع می کنن. در بیشتر تاریخ جاروبرقی ها، اینا محبوب ترین طرح ها بودن، ولی راه های دیگه ای هم برای طراحی سیستم مکش وجود داره. تو قسمت بعد به چند تا از اینا نگاه می کنیم.
سیستم های جاروبرقی مرکزی و جاروبرقی های تر و خشک
اولین جاروبرقی ها که مال اواسط قرن 1800 میلادی بودن، از پمپ های دستی برای ایجاد مکش استفاده می کردن. اینا تو همه شکل ها و اندازه ها بودن و کمک زیادی به تمیزکاری روزانه نمی کردن. اولین جاروبرقی های برقی اوایل قرن 1900 میلادی ظاهر شدن و خیلی زود موفق شدن (اگرچه برای دهه ها فقط به عنوان یه کالای لوکس فروخته می شدن).
یکی از طرح های خیلی محبوب جاروبرقی از اون دوران، امروزه دوباره داره محبوب میشه. این طرح، سیستم جاروبرقی مرکزیه که کل خونه تونو تبدیل به یه جاروبرقی می کنه. یه فن موتوری تو زیرزمین یا بیرون خونه، از طریق یه سری لوله های به هم وصل شده تو دیوارها مکش ایجاد می کنه. برای استفاده از جاروبرقی، موتور فن رو روشن می کنین و یه شلنگ به هر کدوم از خروجی های لوله تو خونه وصل می کنین. آشغالا تو لوله ها کشیده میشن و تو یه مخزن بزرگ ریخته میشن که فقط چند بار در سال باید خالیش کنین. اگه می خواین بیشتر بدونین، مقاله “سیستم های جاروبرقی مرکزی چطور کار می کنن” رو بخونین.
جاروبرقی های تر و خشک
برای کارهای تمیزکاری سنگین، خیلی ها از جاروبرقی های تر و خشک استفاده می کنن، مدل هایی که می تونن هم مایعات رو جمع کنن هم مواد جامد رو. مواد مایع فیلترهای کاغذی یا پارچه ای رو خیس می کنن، بنابراین این جاروبرقی ها به یه نوع دیگه سیستم جمع آوری نیاز دارن.
طراحی اصلیش ساده است: جریان هوا موقع رد شدن از جاروبرقی، از یه فضای بازتر عبور می کنه که بالای یه سطل قرار گرفته. وقتی به این فضای بزرگتر می رسه، جریان هوا کُند میشه، به همون دلیلی که سرعت هوا وقتی از یه سری باریک رد میشه زیاد میشه. این کاهش سرعت باعث میشه که هوا دیگه نتونه خوب ذرات رو نگه داره، بنابراین قطره های مایع و ذرات سنگین تر گرد و خاک از جریان هوا میفتن و داخل سطل میرن. بعد از اینکه جارو کشیدن تموم شد، فقط کافیه هرچی تو این سطل جمع شده رو خالی کنین.
یه نوع جاروبرقی تر و خشک، بخار شویه. این جاروبرقی ها مایع تمیز کننده رو روی فرش اسپری می کنن، ماساژش میدن و بعد مایع رو همراه با هر گرد و خاکی که هست مکش می کنن.
در ادامه، به دو تا نوآوری دیگه تو جارو کشیدن نگاه می کنیم: جاروبرقی سایکلون و جاروبرقی رباتیک.
جاروبرقی های سایکلون و جاروبرقی های رباتیک
یکی از تغییرات جدید تو جاروبرقی ها، به اصطلاح “جاروبرقی سایکلون” هست. این دستگاه که تو دهه 1980 توسط جیمز دایسون ساخته شده، سیستم کیسه یا فیلتر سنتی نداره. در عوض، دایسون جریان هوا رو از یک یا چند استوانه رد می کنه، تو یه مسیر مارپیچی با سرعت بالا. این حرکت یه جورایی شبیه لباسشویی، ترن هوایی یا چرخ و فلک کار می کنه. وقتی جریان هوا تو یه مسیر مارپیچی حرکت می کنه، همه ذرات گرد و خاک یه نیروی گریز از مرکز قوی رو تجربه می کنن: اونا به سمت بیرون پرتاب میشن، دور از جریان هوا. به این ترتیب، گرد و خاک بدون استفاده از هیچ نوع فیلتری از هوا جدا میشه. فقط ته استوانه جمع میشه.
سیستم سایکلون یه پیشرفت چشمگیر نسبت به جاروبرقی های سنتیه – نه کیسه ای واسه تعویض داره و نه مکشش با جمع شدن گرد و خاک کم میشه.
جاروبرقی های رباتیک
تا همین اواخر، مهم نبود جاروبرقی چقدر قوی باشه، باز هم یه نفر باید اونجا می بود که هلش بده. حالا جاروبرقی رباتیک اومده. این دستگاه های کوچیک به لطف ترکیب موتورها، حسگرها و یه سیستم مسیریابی خودشون تمیز می کنن. اگه میخوای بیشتر درباره ش بدونی، مقاله “جاروبرقی های رباتیک چطور کار می کنن” رو بخون.
مطمئناً در آینده، شاهد پیشرفت های بیشتری تو طراحی اصلی جاروبرقی خواهیم بود، با مکانیزم های مکش و سیستم های جمع آوری جدید. اما به احتمال زیاد ایده اصلی، یعنی استفاده از جریان هوای متحرک برای جمع کردن گرد و خاک و آشغال، برای مدتی طولانی باقی می مونه.
اگه می خواین اطلاعات بیشتری در مورد جاروبرقی ها و موضوعات مرتبط داشته باشین، لینک های صفحه بعد رو ببینین.
سوالات متداول
برای اینکه جاروبرقی مرکزی خوب کار کنه، چه تعمیر و نگهداری هایی لازم داره؟
سیستم های جاروبرقی مرکزی برای حفظ مکش خوب، نیاز دارن که فیلتر و مخزنشون به طور منظم تمیز بشه، و همینطور لوله هاشون از نظر گرفتگی یا انسداد چک بشن.
آشغال هایی که جاروبرقی تر و خشک جمع می کنه رو چطوری باید دور انداخت یا بازیافت کرد؟
آشغال های جاروبرقی تر و خشک رو باید طبق قوانین محلی برای مدیریت پسماند دور بریزید، مواد قابل بازیافت رو جدا کنید و مایعات رو طوری دور بریزید که باعث آلودگی محیط زیست نشن.
