Comment fonctionne un aspirateur : particularités de conception et de fonctionnement des différents types d'aspirateurs

Comprendre comment fonctionne un aspirateur, sa structure et les principales différences entre les différentes conceptions de ce type d'appareil facilite le choix pour l'acheteur potentiel. En effet, les caractéristiques qualitatives, les propriétés de consommation et les règles d'entretien dépendent du principe de fonctionnement et des particularités de construction de l'appareil.

Tous ces points ont été étudiés par nos soins et sont détaillés dans l'article. Les informations présentées aideront à comprendre les spécificités de fonctionnement des différents types d'aspirateurs, ainsi qu'à choisir l'option la plus adaptée parmi la diversité des conceptions.

Structure et particularités de construction

La structure de l'appareil n'a pas beaucoup changé au cours des cent dernières années, pas plus que ses performances. Après avoir parcouru le chemin du balai électrique, de la machine à commande manuelle, du « rénovateur » pneumatique de tapis à essence, l'aspirateur s'est techniquement arrêté au modèle de James Spangler.

Un nettoyeur de l'Ohio a fait une révolution : il a créé un appareil vertical et portable à partir d'un balai, d'une taie d'oreiller et d'un moteur électrique. L'invention de Spangler a été vendue sous la marque Hoover. L'appareil moderne hérite de la même structure composée d'une partie électrique, d'une brosse et d'un collecteur de poussière.

Dans les aspirateurs Hoover, on a commencé à utiliser l'aluminium pour la fabrication du boîtier. Cela s'est produit aux alentours de 1923.

Principaux composants d'un aspirateur ordinaire :

1. Compresseur centrifuge — crée une dépression et pompe l'air.
2. Moteur électrique à collecteur — entraîne le compresseur.
3. Purificateur d'air — sépare la poussière de l'air, la recueille dans des récipients spéciaux.
4. Ensemble d'embouts et de brosses de différentes utilisations.

Le boîtier de l'appareil lui-même est fabriqué en plastique résistant. À l'intérieur, on intègre le moteur, le compresseur, le collecteur de poussière, les filtres, l'unité de commande.

La construction standard d'un aspirateur domestique est équipée d'un flexible d'air, d'un tube rallonge. Les exceptions sont les modèles compacts à main et les appareils où le compresseur est intégré dans le tube avec embout ou brosse.

Dans tout aspirateur, un système de filtration à trois niveaux est prévu, à travers lequel l'air aspiré est filtré. Il se compose d'un filtre principal, d'un filtre moteur et d'un filtre à haute efficacité (parfois un réservoir d'eau fait office de filtre).

Afin d'élargir le champ d'application, les fabricants équipent les appareils de différents embouts.

L'embout universel est toujours présent dans cet ensemble. Il est conçu pour nettoyer les surfaces planes horizontales et les moquettes. Sa conception comprend des interrupteurs, des roulettes pour la maniabilité et des brosses avec différentes soies.

L'embout fente permet de nettoyer facilement les endroits difficiles d'accès (coins, interstices, espaces entre le mur et les meubles). Il existe également des modèles 2-en-1 démontables — un embout universel combiné à une surface amovible à poils.

Les brosses turbo constituent une variété distincte ; leur conception permet de collecter les poils et les cheveux sur les moquettes. Plus récemment sont apparues des brosses électriques, des rouleaux cylindriques, des embouts pour parquet, pour déchets métalliques, pour le nettoyage des siphons, et autres.

Comment fonctionnent les différents types d'appareils ?

Tous les aspirateurs remplissent une seule fonction : le nettoyage. Pourquoi les appareils conçus et fabriqués dans le même but diffèrent-ils tant par leur forme, leur taille et leur principe de fonctionnement ?

Lors de la première prise en main de l'appareil, l'emplacement du réservoir à poussière, le nombre de roues, le matériau des tuyaux ne semblent pas importants. La compréhension de l'importance de chaque détail vient avec l'utilisation.

Examinons les caractéristiques structurelles et le principe de fonctionnement des appareils en fonction du type de réservoir à poussière et des fonctionnalités des appareils.

Aspirateur avec sac ou conteneur

Schématiquement, on peut représenter le principe de fonctionnement de cet appareil comme suit. L'air chargé de poussière entre dans l'appareil par la buse et le tuyau, plus précisément dans le collecteur de poussière – un sac ou un filtre cyclonique.

Dans un aspirateur à conteneur, les déchets n'entrent pas d'abord dans un sac, mais dans un récipient centrifuge spécial où les grosses particules sont retenues.

Ensuite, une partie de la saleté reste dans le récipient, tandis que l'autre partie traverse les pores et les flux vortex du réservoir vers le moteur. Pour protéger ce dernier, un filtre grossier a été conçu.

Mais il n'est pas non plus parfait — la saleté se déplace vers la sortie et atteint le filtre à haute efficacité (HEPA).

Appareils verticaux compacts

La particularité de cette conception est l'absence de tuyau. Il est parfois fourni et peut être utilisé pour certaines opérations. Le rôle d'absorbeur principal de poussière revient à la brosse — turbo ou « batteur ».

Les appareils verticaux modernes peuvent se connecter aux smartphones, ce qui permet au propriétaire de régler par programmation la puissance d'aspiration, de voir combien de kilomètres l'assistant domestique a parcouru et d'autres informations.

Le moteur et le collecteur de poussière de l'appareil sont situés dans le tube — le corps de l'unité. Le moteur ne crée pas tant la force d'aspiration qu'il fait tourner l'arbre de la brosse. Les débris sont alors comme « balayés » dans le collecteur de poussière.

Dans les modèles verticaux, il y a aussi un module d'aspiration. Mais il n'est mis en œuvre que lorsque l'appareil est utilisé en mode horizontal.

Structure avec filtration à eau

Dans les aspirateurs avec filtre à eau, une autre méthode de purification de l'air entrant est prévue, d'où les particularités de construction. L'appareil ressemble extérieurement à un aspirateur de type conteneur classique – il comprend un embout et un tuyau, par lesquels les débris tombent dans le collecteur-filtre à eau.

Quant à ce dernier, il est conçu sous la forme d'une cuve remplie d'eau. L'idée des ingénieurs est que les débris et la saleté coulent sous l'effet des flux tourbillonnaires.

Qu'est-ce qui crée ces flux ? Une turbine ou un séparateur qui tourne à l'intérieur de la cuve. Cette partie visible du moteur fait tourbillonner la poussière et crée une pression élevée. Cette dernière « capture » les particules quelle que soit leur taille, les immerge dans l'eau et ne leur donne aucune chance d'en sortir.

Dans ces appareils, la forme de la turbine et sa vitesse de rotation sont importantes. Dans les conceptions techniquement insuffisamment pensées, les fabricants doivent tout de même ajouter des filtres. Cette affirmation s'applique aux modèles de séparateurs d'entrée de gamme.

Dans l'appareil avec filtre à eau Krausen, la poussière se déplace par le tuyau (1) vers le filtre à eau (2), puis le séparateur (3) crée des flux d'eau tourbillonnaires (4) et atteint un coefficient idéal de purification de l'air (5).

On ne peut pas non plus qualifier ces aspirateurs de totalement sans filtre, car un filtre de protection pour le moteur y est présent. Seuls les ingénieurs allemands ont réussi à s'en débarrasser, en « encapsulant » le moteur dans une capsule en acier inoxydable. Dans ce cas, le moteur est bien protégé de la poussière et de la saleté humide.

Modifications intégrées complexes

Ces appareils ne sont pas portables et sont encastrés pour la plupart à l'intérieur des murs. Les embouts et les tuyaux ne se branchent pas sur le corps de l'aspirateur, mais s'insèrent dans des prises pneumatiques réparties dans toute la zone d'action prévue de l'appareil.

Les aspirateurs encastrables sont peu répandus dans les foyers en raison de la nécessité d'utiliser de longs tuyaux, ce qui rend difficile la réalisation d'un nettoyage complet des pièces.

Un réseau complexe de conduits d'air est installé dans les murs, à travers lequel les débris collectés sont dirigés vers un collecteur central. Ce dernier est placé dans des pièces de service ou dans une cave, si elle existe.

L'appareil lui-même comprend le moteur et les filtres. Le groupe motopropulseur est aussi souvent placé dans des locaux de service.

Particularités des modèles d'appareils lavants

La principale différence de conception entre les aspirateurs laveurs et les modèles à sac et à conteneur réside dans la présence d'un réservoir pour l'eau propre et l'eau sale. Dans ce réservoir, les petites et grosses particules de saleté coulent au fond.

Le principal avantage d'un tel réservoir est que le propriétaire n'a pas à respirer la poussière lors de la vidange du récipient.

La conception de l'aspirateur laveur comprend un réservoir supplémentaire pour l'eau et le détergent, une pompe, des canaux d'alimentation en liquide intégrés dans les tuyaux et les tubes.

Mais dans la conception des aspirateurs laveurs, une protection du moteur contre l'humidité est également prévue, ce qui augmente considérablement le coût de l'aspirateur. De plus, de la saleté humide s'accumule sur le filtre HEPA, créant un environnement favorable à de nombreuses bactéries.

Il existe des aspirateurs laveurs avec générateur de vapeur. Un tel appareil permet de nettoyer les surfaces à la vapeur sans utiliser de produits chimiques.

Aspirateurs robots haute technologie

Les aspirateurs robots sont apparus il y a seulement une dizaine d'années. Leurs conceptions sont constamment mises à jour et améliorées. Les appareils sont conçus selon un schéma modulaire. Cela garantit une simplicité d'entretien et une facilité de remplacement des pièces lors de la réparation.

Éléments communs de l'aspirateur robot présents dans tous les modèles :

• brosse latérale ;
• bloc-module ;
• base de chargement ;
• capteurs de détection d'obstacles, de saleté, de dénivelé.

Le fonctionnement d'un tel appareil repose sur un bloc de nettoyage, la navigation, les mécanismes d'entraînement et un dispositif à batterie.

Systèmes de navigation du gadget

Le système de navigation ultra-moderne se compose d'un laser, d'une caméra, de capteurs internes et externes. La caméra lit la carte de la pièce. Les lasers télémètres lui transmettent des informations sur la présence d'objets dans la pièce et les distances qui les séparent.

L'appareil se déplace en ligne droite aussi bien pendant le nettoyage que lors du retour à la base.

Les aspirateurs robots ne savent pas encore descendre les escaliers ni franchir les seuils élevés. Les développeurs tentent de remédier à ce défaut des appareils en inventant de nouveaux modèles.

Il existe encore dans le commerce des modèles dont le principe de fonctionnement repose uniquement sur des capteurs. Ceux-ci sont situés sur le boîtier extérieur de l'appareil et à l'intérieur de celui-ci.

Grâce à eux, le robot s'oriente dans l'espace et ajuste son travail, repère également les zones les plus sales et les nettoie plus soigneusement.

Une bande magnétique peut également être utilisée dans la navigation du robot. Elle crée une barrière virtuelle que l'appareil ne dépasse pas. Si l'aspirateur est équipé d'une caméra, celle-ci lit les indications du plafond et des murs.

Processus de nettoyage de la pièce

Ici, les modèles se distinguent par les types de nettoyage – pour le nettoyage à sec et les robots aspirateurs laveurs. Pour les premiers, la brosse latérale ramasse toute la saleté et la dirige vers la brosse centrale. La brosse centrale a une surface à poils et est capable de collecter les cheveux et les poils d'animaux.

La structure de la brosse avant du robot est installée avec une inclinaison vers l'intérieur de l'appareil, et la brosse latérale possède des poils flexibles, ce qui garantit une collecte minutieuse des déchets.

Ensuite, ces deux pièces envoient les déchets dans le bac à poussière, où ils sont compressés par les flux d'air. Et l'air passe à travers les filtres vers l'extérieur.

En fonction du fabricant, les conceptions des robots diffèrent par les détails suivants :

1. Brosses principales. Dans la plupart des modèles, il y en a deux : une à poils et une en caoutchouc. Elles fonctionnent en paire. Certains appareils sont équipés uniquement d'une brosse en caoutchouc.
2. Brosses latérales. Il existe des appareils dans lesquels une brosse latérale supplémentaire est installée.
3. Filtres. Les robots sont équipés à la fois de filtres en tissu standard et de filtres HEPA multicouches.
4. Conteneur + puissance du moteur. La capacité de collecte des déchets peut avoir un volume de 0,4 à 1 litre. La puissance de ces appareils est de 40 à 65 watts. Si les premiers chiffres sont importants lors de l'utilisation, les seconds sont insignifiants en raison de la faible plage.

Le principal élément consommable des robots aspirateurs est la brosse principale. C'est d'elle que dépend la qualité du nettoyage, et non du moteur, comme pour les appareils ordinaires.

L'aspirateur pour le nettoyage humide comporte dans sa conception un système composé d'un réservoir d'eau et d'un pulvérisateur. Il sait collecter les déchets, pulvériser du liquide, frotter le sol et recueillir l'eau sale dans le réservoir.

Il existe des modèles de robots conçus pour le nettoyage mixte. Leur principe de fonctionnement consiste à nettoyer les surfaces lisses avec un chiffon et les surfaces moquettées avec les brosses principales.

Retour à la base

La dernière étape du travail du robot est son retour à la base mère. L'appareil est alimenté par des batteries. Si elles se déchargent, l'appareil s'éteint.

Il existe des robots avec un programme qui laisse l'appareil sur le lieu de nettoyage, et le retour à la base est effectué de force par l'utilisateur.

L'appareil réagit automatiquement à un faible niveau de charge. À l'aide d'un capteur spécial, il détecte le faisceau infrarouge de la base et commence à s'en approcher. Dès qu'il la trouve, il s'y accouple et se recharge.

Petits détails de construction et qualité du nettoyage

Certaines particularités de conception de l'appareil influencent la qualité du nettoyage et la facilité d'utilisation. Par exemple, le tuyau. Il doit avoir un diamètre suffisant (au moins 5 cm) pour ne pas s'obstruer fréquemment.

La longueur du flexible est importante – plus cet accessoire est long, plus il est pratique pour le nettoyage. Particulièrement dans les pièces de 15 m² et plus. Une longueur d'au moins 2,5 m est nécessaire pour nettoyer les meubles hauts et les plafonds.

La résistance du matériau est également importante, sinon la pièce se fissurera, ce qui réduira la puissance d'aspiration.

Outre les composants principaux, la qualité de fonctionnement de l'appareil est également influencée par les joints, les bagues et les roulements. Si les raccords sont en fluoropolymères, cela garantit leur étanchéité.

Les bagues et roulements en téflon et polyamide prolongent la durée de vie des pièces mobiles de l'appareil.

Des informations supplémentaires sur les différents types d'aspirateurs, ainsi que des conseils pour choisir l'appareil approprié, sont fournies dans cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Analyse de la structure et du principe de fonctionnement d'un aspirateur avec capteurs de pression et deux moteurs électriques – dans la brosse et le corps de l'appareil.

À travers l'exemple de plusieurs conceptions d'aspirateurs, on voit bien que, quelle que soit la variété, ils servent tous de « ramasse-poussière ». Leur efficacité dépend du système de filtration, de la puissance du moteur et de la présence de divers embouts.

Et quel aspirateur avez-vous choisi pour votre maison ou votre appartement ? Dites-nous, s'il vous plaît, pourquoi vous avez préféré ce modèle en particulier et si vous êtes satisfait du fonctionnement de l'appareil acheté. Ajoutez des avis, des commentaires et posez des questions – le formulaire de contact se trouve ci-dessous.