مكنسة كهربائية

في عام 1860، اخترع دانيال هيس من ويست يونيون، أيوا، مكنسة كهربائية يدوية . عُرفت باسم "مكنسة السجاد"، وكانت تجمع الغبار بفرشاة دوارة ومزودة بمنفاخ لتوليد قوة الشفط. ^{[ 6 ] [ 7 ]} ومن النماذج المبكرة الأخرى "ويرلويند"، الذي اخترعه آيفز دبليو مكجافي في شيكاغو عام 1868. كان هذا الجهاز الضخم يعمل بمروحة تعمل بحزام ويتم تدويرها يدويًا، مما جعل تشغيله صعبًا، على الرغم من تسويقه تجاريًا بنجاح متفاوت. ^{[ 8 ]} وفي عام 1876، صنع ميلفيل آر بيسيل من غراند رابيدز، ميشيغان، نموذجًا مشابهًا ، وكان يصنع أيضًا مكانس السجاد . ^{[ 9 ]} وفي وقت لاحق، أضافت الشركة المكانس الكهربائية المحمولة إلى خط إنتاجها من أدوات التنظيف.

شهدت نهاية القرن التاسع عشر ظهور أجهزة التنظيف الآلية، مع أن الأنواع الأولى منها استخدمت نوعًا من أنواع نفخ الهواء للتنظيف بدلًا من الشفط. ^{[ 10 ]} ظهر أحدها عام 1898 عندما قدم جون إس. ثورمان من سانت لويس ، ميزوري، براءة اختراع (رقم 634,042 في الولايات المتحدة) لجهاز " تجديد السجاد الهوائي " الذي ينفخ الغبار في وعاء. ^{[ 11 ]} كان نظام ثورمان، الذي يعمل بمحرك احتراق داخلي ، ينتقل إلى منزل العميل على عربة تجرها الخيول كجزء من خدمة تنظيف منزلية. حصلت كورين دوفور من سافانا، جورجيا ، على براءتي اختراع عامي 1899 و1900 لنظام آخر يعمل بنفخ الهواء، ويبدو أنه كان أول استخدام لمحرك كهربائي. ^{[ 10 ]}

في عام ١٩٠١، اخترع المهندس البريطاني هوبرت سيسيل بوث والمخترع الأمريكي ديفيد تي . كيني، بشكل مستقل، المكانس الكهربائية التي تعمل بالشفط. ^{[ ١٢ ] [ ١١ ]} ويُعتقد أن بوث هو من صاغ مصطلح "مكنسة كهربائية". ^{[ ١٢ ]} مكنسة بوث "بافينغ بيلي" التي تجرها الخيول وتعمل بمحرك احتراق داخلي، ^{[ ١٣ ]} ربما تكون مستوحاة من تصميم ثورمان الذي يعتمد على نفخ الهواء، ^{[ ١٤ ]} وتعتمد على الشفط فقط، حيث يُضخ الهواء عبر مرشح قماشي، وكان يقدمها كجزء من خدمات التنظيف. أما مكنسة كيني، فكانت نظامًا ثابتًا يعمل بمحرك بخاري، يزن ١٨٠٠ كيلوغرام ، مزودًا بأنابيب وخراطيم تصل إلى جميع أجزاء المبنى.  

صُنع أول جهاز تنظيف بالمكنسة الكهربائية محمول ومُسوّق للسوق المنزلية عام 1905 على يد والتر غريفيث، وهو مُصنّع في برمنغهام ، إنجلترا. كان جهاز غريفيث المُحسّن لإزالة الغبار من السجاد يُشبه أجهزة التنظيف الحديثة؛ فقد كان محمولاً وسهل التخزين، ويعمل بواسطة "أي شخص (مثل الخادم المنزلي العادي )"، الذي كانت مهمته ضغط جهاز يشبه المنفاخ لشفط الغبار من خلال أنبوب مرن قابل للإزالة، يمكن تركيب مجموعة متنوعة من الفوهات ذات الأشكال المختلفة عليه.

في عام ١٩٠٦، طوّر جيمس ب. كيربي أول مكنسة كهربائية من بين العديد من المكانس التي أطلق عليها اسم "الإعصار المنزلي". ^{[ ١٥ ]} كانت تستخدم الماء لفصل الأوساخ. عُرفت النسخ المُعدّلة منها لاحقًا باسم مكنسة كيربي الكهربائية. بُني مصنع كليفلاند، أوهايو عام ١٩١٦، ولا يزال يعمل حتى الآن، وتُصنّع جميع مكانس كيربي الكهربائية في الولايات المتحدة. ^{[ ١٦ ]}

في عام 1907، اخترع جيمس موراي سبانغلر (1848-1915)، عامل النظافة في أحد المتاجر الكبرى في كانتون، أوهايو ، أول مكنسة كهربائية محمولة، ^{[ 17 ]} وحصل على براءة اختراعها "المكنسة الكهربائية الشفطية" في 2 يونيو 1908. إلى جانب الشفط الناتج عن مروحة كهربائية كانت تدفع الأوساخ والغبار إلى علبة صابون وإحدى أغطية وسائد زوجته، استخدم تصميم سبانغلر فرشاة دوارة لفك الأوساخ. ^{[ 18 ]} ولعدم قدرته على إنتاج التصميم بنفسه بسبب نقص التمويل، باع براءة الاختراع في عام 1908 إلى ويليام هنري هوفر (1849-1932)، وهو صانع منتجات جلدية محلي، والذي أعاد تصميم آلة سبانغلر بهيكل فولاذي وعجلات وملحقات، مؤسسًا بذلك الشركة التي أعيد تسميتها في عام 1922 باسم شركة هوفر . كانت أول مكنسة كهربائية لهم هي طراز O لعام 1908، والتي بيعت مقابل 60 دولارًا ( ما يعادل 2150 دولارًا في عام 2025 ^{[ 19 ]} ). وشملت الابتكارات اللاحقة قضيب الخفق في عام 1919 ("يخفق أثناء الكنس والتنظيف")، ^{[ 20 ]} وأكياس الترشيح القابلة للتصرف في عشرينيات القرن الماضي، والمكنسة الكهربائية العمودية في عام 1926.

في أوروبا القارية ، كانت شركة فيسكر ونيلسن الدنماركية أول من باع المكانس الكهربائية عام 1910. ^{[ 21 ]} كان تصميمها خفيف الوزن، إذ بلغ وزنه 17.5 كيلوغرامًا فقط ، وكان بإمكان شخص واحد تشغيله. وفي عام 1921، أطلقت شركة إلكترولوكس السويدية طرازها الخامس، الذي تميز بإمكانية وضعه على الأرض على جزأين معدنيين رفيعين. ^{[ 22 ]} وفي ثلاثينيات القرن العشرين، بدأت شركة فورفيرك الألمانية بتسويق مكانس كهربائية من تصميمها الخاص، وباعتها عبر البيع المباشر .  

لسنوات عديدة بعد ظهورها، ظلت المكانس الكهربائية سلعة فاخرة، ولكن بعد الحرب العالمية الثانية، أصبحت شائعة بين الطبقة المتوسطة . ^{[ 23 ]} تميل المكانس الكهربائية إلى أن تكون أكثر شيوعًا في الدول الغربية، لأنه في معظم أنحاء العالم الأخرى، لا يُعد السجاد الممتد من الجدار إلى الجدار أمرًا شائعًا، وتتميز المنازل بأرضيات من البلاط أو الخشب الصلب ، والتي يسهل كنسها أو مسحها أو تنظيفها يدويًا دون مساعدة كهربائية.

شهدت العقود الأخيرة من القرن العشرين انتشارًا أوسع للتقنيات التي طُوّرت سابقًا، بما في ذلك فصل الأوساخ الإعصاري بدون مرشحات، وأنظمة المكانس الكهربائية المركزية، والمكانس اليدوية القابلة لإعادة الشحن. إضافةً إلى ذلك، سمحت تقنية الحواسيب المصغّرة والبطاريات المحسّنة بتطوير نوع جديد من الآلات، وهو المكنسة الكهربائية الروبوتية ذاتية التشغيل. في عام ١٩٩٧، عرضت شركة إلكترولوكس السويدية مكنسة إلكترولوكس ترايلوبيت ، وهي أول مكنسة كهربائية روبوتية لاسلكية ذاتية التشغيل، في برنامج " عالم الغد " على قناة بي بي سي ، وطرحتها في السوق الاستهلاكية عام ٢٠٠١. ^{[ ٢٤ ]}

• في عام 2004، أصدرت شركة بريطانية جهاز AiRider، وهو عبارة عن مكنسة كهربائية تحوم على وسادة من الهواء تشبه المركبة الهوائية ، لجعلها خفيفة الوزن وأسهل في المناورة (مقارنة باستخدام العجلات).
• ابتكر مخترع بريطاني تقنية تنظيف جديدة تُعرف بتقنية إعادة تدوير الهواء، والتي تستخدم تيارًا هوائيًا لجمع الغبار من السجاد بدلًا من المكنسة الكهربائية. ^{[ 25 ]} وقد اختُبرت هذه التقنية من قِبل برنامج تحويل السوق (MTP) وأثبتت أنها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من طريقة المكنسة الكهربائية. ^{[ 26 ]} ورغم وجود نماذج أولية عاملة، إلا أن تقنية إعادة تدوير الهواء لا تُستخدم حاليًا في أجهزة التنظيف التجارية.

لم تقتصر شعبية المكانس الكهربائية العمودية على الولايات المتحدة والمملكة المتحدة والعديد من دول الكومنولث فحسب، بل امتدت لتشمل بعض دول أوروبا القارية مثل ألمانيا (حيث قدمت شركة فورفيرك مكنسة " كوبولد " ). تأتي هذه المكانس على شكل رأس تنظيف يُركّب عليه مقبض وكيس. تستخدم التصميمات العمودية عادةً فرشاة دوارة أو قضيب خفق، يعمل على إزالة الأوساخ من خلال مزيج من الكنس والاهتزاز. يوجد نوعان من المكانس العمودية: نوع الهواء المتسخ/المروحة المباشرة (الموجودة في الغالب في المكانس التجارية)، ونوع الهواء النظيف/المروحة الجانبية (الموجودة في معظم المكانس المنزلية الحديثة).

يتميز تصميم المكانس الكهربائية ذات المروحة المباشرة، وهو الأقدم بين التصميمين، بمروحة كبيرة مثبتة بالقرب من فتحة الشفط، يمر من خلالها الأوساخ مباشرةً قبل أن تُدفع إلى كيس التجميع. غالبًا ما يُبرّد المحرك بمروحة تبريد منفصلة. وبفضل مراوحها ذات الشفرات الكبيرة ومسارات الهواء القصيرة نسبيًا، تُنتج هذه المكانس تدفق هواء عالي الكفاءة باستهلاك منخفض للطاقة، مما يجعلها فعالة في تنظيف السجاد. أما قدرتها على التنظيف فوق الأرضيات فهي أقل كفاءة، نظرًا لفقدان جزء من تدفق الهواء عند مروره عبر خرطوم طويل، ولأن المروحة مُصممة لزيادة حجم تدفق الهواء وليس قوة الشفط.

تُركّب محركات المكانس الكهربائية العمودية ذات نظام المروحة الجانبية بعد كيس الترشيح. يُزال الغبار من تيار الهواء بواسطة الكيس، وعادةً بواسطة مرشح، قبل مروره عبر المروحة. تكون المراوح أصغر حجمًا، وعادةً ما تكون مزيجًا من عدة توربينات متحركة وثابتة تعمل بالتتابع لزيادة الطاقة. يُبرّد المحرك بواسطة تيار الهواء المارّ عبره. تُعدّ المكانس الكهربائية ذات نظام المروحة الجانبية مناسبة لتنظيف السجاد والأسطح العلوية، حيث لا يضعف شفطها بشكل ملحوظ على امتداد خرطومها، كما هو الحال في المكانس الكهربائية ذات المروحة المباشرة. مع ذلك، فإن مسارات الهواء فيها أقل كفاءة بكثير، وقد تتطلب أكثر من ضعف الطاقة التي تتطلبها المكانس الكهربائية ذات المروحة المباشرة لتحقيق النتائج نفسها.

تستخدم معظم المكانس الكهربائية العمودية الشائعة سيرًا دافعًا يعمل بمحرك الشفط لتدوير أسطوانة الفرشاة. مع ذلك، يتوفر تصميم أكثر شيوعًا للمكانس العمودية ذات المحركين. في هذه المكانس، يتم توفير قوة الشفط بواسطة محرك كبير، بينما تعمل أسطوانة الفرشاة بمحرك أصغر منفصل لا يُولّد أي قوة شفط. يمكن أحيانًا إيقاف تشغيل محرك أسطوانة الفرشاة، مما يسمح بتنظيف الأرضيات الصلبة دون أن تتسبب أسطوانة الفرشاة في نثر الأوساخ. قد تحتوي أيضًا على خاصية إيقاف تشغيل تلقائي تُوقف المحرك في حال انحشار أسطوانة الفرشاة، لحمايتها من التلف.

تُهيمن المكانس الكهربائية الأسطوانية (التي تُعرف في المملكة المتحدة أيضًا باسم المكانس الأسطوانية) على السوق الأوروبية . تتكون هذه المكانس من وحدة منفصلة تضم المحرك وجامع الغبار (مع كيس أو بدونه)، وعادةً ما تكون مثبتة على عجلات، ومتصلة برأس المكنسة بواسطة خرطوم مرن. تتمثل ميزتها الرئيسية في مرونتها، حيث يمكن للمستخدم تركيب رؤوس مختلفة لمهام متنوعة، وسهولة تحريكها (إذ يمكن للرأس الوصول إلى أسفل الأثاث، مما يُسهّل تنظيف السلالم والأسطح العمودية). تأتي العديد من المكانس الأسطوانية مزودة برؤوس كهربائية قياسية أو إضافية، تحتوي على نفس نوع الفرش الميكانيكية المستخدمة في المكانس العمودية، مما يجعلها بنفس كفاءة المكانس العمودية على السجاد. يتم تشغيل هذه الفرش بواسطة محرك كهربائي منفصل أو توربين يستخدم قوة الشفط لتدوير أسطوانة الفرشاة عبر سير ناقل.

تُعدّ المكانس الكهربائية الأسطوانية أو مكانس الورش الصناعية نسخًا صناعية شديدة التحمل من المكانس الأسطوانية، حيث تتكون الحاوية من أسطوانة كبيرة مثبتة رأسيًا، ويمكن أن تكون ثابتة أو مزودة بعجلات. أما النسخ الأصغر حجمًا، والمخصصة للاستخدام في المرائب أو ورش العمل الصغيرة، فعادةً ما تعمل بالكهرباء. بينما تُوصَّل النماذج الأكبر حجمًا، التي تتسع لأكثر من 200 لتر (44 جالونًا إمبراطوريًا ؛ 53 جالونًا أمريكيًا ) ، غالبًا بالهواء المضغوط، مستفيدةً من تأثير فنتوري لتوليد فراغ جزئي. كما تُستخدم أنظمة تجميع الغبار المدمجة في العديد من ورش العمل.    

المكانس الكهربائية الرطبة أو الرطبة/الجافة هي نوع متخصص يأتي على شكل أسطوانة أو حاوية محمولة، ويُستخدم لتنظيف السوائل المنسكبة. وهي مصممة عمومًا للاستخدام الداخلي والخارجي، وتستوعب كلًا من الأوساخ الرطبة والجافة؛ كما أن بعضها مزود بمنفذ عادم أو منفاخ قابل للفصل لعكس تدفق الهواء، وهي ميزة مفيدة لكل شيء بدءًا من تسليك الخرطوم المسدود وحتى نفخ الغبار في الزاوية ليسهل جمعه.

يُشار إلى هذا النوع عادةً باسم "مكنسة كهربائية صناعية" (نسبةً إلى العلامة التجارية العامة المشتقة من علامة Shop-Vac التجارية)، وهو قادر على جمع المواد الكبيرة والضخمة أو غير الملائمة التي قد تُلحق الضرر بالمكانس الكهربائية المنزلية أو تُسبب انسدادها، مثل نشارة الخشب والرقائق والسوائل. ^{[ 28 ]}

تستخدم هذه الأجهزة خراطيم عريضة تفتح مباشرة في حجرة التجميع (عادةً ما تكون أسطوانة تشبه الدلو تشكل جسم المكنسة الكهربائية). عندما يدخل تيار الهواء إلى الحجم الأكبر، يتباطأ تدفقه، مما يسمح للمادة بالسقوط في الحجرة قبل أن يُسحب الهواء عبر المرشح إلى مخرج المكنسة الكهربائية. ^{[ 28 ]}

يمكن تقييم أداء المكانس الكهربائية الصناعية باستخدام عدد من المقاييس. تشمل المقاييس الشائعة الاستخدام تصنيف المحرك (باستخدام قياسات الطاقة مثل الواط أو الحصان )، وقدرة المكنسة على توليد قوة شفط (باستخدام قياسات الضغط مثل بوصة من الماء )، وإجمالي تدفق الهواء عبر النظام (باستخدام قياسات معدل الحجم مثل القدم المكعب في الدقيقة ). ^{[ 28 ]}

يرتبط بالمكنسة الكهربائية الرطبة مكنسة الشفط المستخدمة بشكل أساسي في التنظيف بالماء الساخن ، وهي طريقة لتنظيف قطع القماش التي يصعب تحريكها مثل السجاد. تستطيع هذه الآلات رش الماء الساخن والصابون ثم شفطه من القماش، مما يزيل الأوساخ في هذه العملية.

قام المستخدمون النهائيون بتعديل المكانس الكهربائية الرطبة، بإضافة مضخة تصريف داخلية لإزالة السوائل بشكل مستمر دون الحاجة إلى التوقف لتفريغ الخزان. ^{[ 29 ]}

تُعدّ المكانس الكهربائية الهوائية أو الهوائية الرطبة/الجافة نوعًا متخصصًا من المكانس الرطبة/الجافة التي تعمل بالهواء المضغوط. وهي عادةً ما تستوعب الأوساخ الرطبة والجافة على حد سواء، وهي ميزة مفيدة في المصانع والمنشآت الصناعية.

تُستخدم المكانس الكهربائية المحمولة على الظهر بشكل شائع في التنظيف التجاري، فهي تتيح للمستخدم التنقل بسرعة في مساحة واسعة. وهي عبارة عن مكانس كهربائية صغيرة تُحمل على ظهر المستخدم.

تُعدّ المكانس الكهربائية اليدوية خفيفة الوزن، سواءً التي تعمل ببطاريات قابلة للشحن أو بالكهرباء، شائعة الاستخدام لتنظيف الانسكابات الصغيرة. ومن الأمثلة الشائعة عليها مكنسة بلاك آند ديكر داست باستر ^{[ 30 ]} ، التي طُرحت في عام 1979 ^{[ 31 ]،} والعديد من الطرازات اليدوية من شركة ديرت ديفل ، التي طُرحت لأول مرة في عام 1984 ^{[ 32 ].} بعض المكانس اليدوية التي تعمل بالبطارية مُصممة للاستخدام الجاف والرطب؛ ويجب تفكيك الجهاز جزئيًا وتنظيفه بعد شفط المواد الرطبة لتجنب انبعاث روائح كريهة.

رافعة الوبر أو فرشاة الوبر هي جهاز يشبه المكنسة الكهربائية، يُستخدم في صناعة السجاد [33] وكذلك في تنظيف السجاد الشاق. [34] محركات وفرش ^{وأحزمة رافعة الوبر} أقوى بكثير من ^{تلك الموجودة في} المكانس الكهربائية التقليدية ، وفرشها أكثر كثافة بشعيرات تمتد إلى ظهر السجاد لإزالة الجزيئات العالقة. ^{[ 35 ]} وهي تشبه المكانس الكهربائية العمودية ، وغالبًا ما تكون مزودة بمحركين. يعمل الجمع بين تحريك الفرش والشفط من المكانس الكهربائية على إزالة الأوساخ العالقة، ولكن يُلاحظ أن الاستخدام المتكرر يُغير مظهر السجاد بشكل كبير. ^{[ 36 ]} تم اختراع هذا الجهاز من قبل شركة Certified Chemical & Equipment في الخمسينيات من القرن الماضي، وتم إنتاجه عن طريق تعديل آلة صنفرة أرضيات عمودية . ^{[ 37 ]}

قد تقوم رافعات الوبر أيضًا برفع ألياف السجاد وتقويمها من القاعدة ^{[ 38 ]} ومحاذاة الوبر باستخدام إبر خاصة لتجهيزه للقص. ^{[ 33 ]} يُولد جهاز يُعرف باسم رافعة الوبر، يُستخدم في صناعة النسيج، شحنة كهربائية ساكنة لرفع الوبر المضغوط أثناء عملية التجفيف. ^{[ 39 ]}

في أواخر التسعينيات وأوائل الألفية الجديدة، طورت عدة شركات المكانس الكهربائية الروبوتية ، وهي نوع من المكانس الكهربائية المخصصة للسجاد، وعادةً ما تكون مزودة بقوة شفط محدودة. من أبرز هذه العلامات التجارية: Roomba و Neato و bObsweep . تتحرك هذه الأجهزة بشكل مستقل ، وتجمع الغبار والأوساخ السطحية في حاوية مخصصة . ويمكنها عادةً التنقل حول الأثاث والعودة إلى قاعدة الشحن لإعادة شحن بطارياتها، كما أن بعضها قادر على تفريغ حاويات الغبار في القاعدة. معظم الطرازات مزودة بفرش آلية ومحرك شفط لجمع الغبار والأوساخ. وبينما صُممت معظم المكانس الكهربائية الروبوتية للاستخدام المنزلي، فإن بعض الطرازات مناسبة للاستخدام في المكاتب والفنادق والمستشفيات وغيرها.

في ديسمبر 2009، أطلقت شركة نيتو روبوتيكس أول مكنسة كهربائية روبوتية في العالم تستخدم جهاز تحديد المدى بالليزر الدوار (نوع من تقنية الليدار ) لمسح محيطها ورسم خريطة له. تستخدم هذه الخريطة لتنظيف الأرضية بشكل منهجي، حتى لو تطلب ذلك عودة الروبوت إلى قاعدته عدة مرات لإعادة شحن نفسه. في كثير من الحالات، يلاحظ الروبوت متى تصبح منطقة من الأرضية كانت غير قابلة للوصول إليها متاحة، كما هو الحال عندما يستيقظ كلب من قيلولته، فيعود لتنظيف تلك المنطقة. ^{[ 41 ]}

انتشرت المكانس الكهربائية المحمولة التي تعمل بمبدأ الفصل الإعصاري في تسعينيات القرن العشرين. كان هذا المبدأ معروفًا جيدًا ويُستخدم بكثرة في أنظمة التنظيف المركزي . حصلت شركة PA Geier في كليفلاند على براءة اختراع لمكنسة كهربائية إعصارية في وقت مبكر من عام 1928، والتي بيعت لاحقًا لشركة Health-Mor في عام 1939، حيث قدمت مكنسة Filter Queen الإعصارية الأسطوانية. ^{[ 42 ]}

في عام ١٩٧٩، قدّم جيمس دايسون جهازًا محمولًا بتقنية الفصل الإعصاري، مستوحيًا هذا التصميم من مناشر الأخشاب الصناعية. ^{[ ٤٣ ]} أطلق دايسون مكنسة الإعصار الخاصة به أولًا في اليابان في ثمانينيات القرن الماضي بسعر حوالي ١٨٠٠ دولار أمريكي، وفي عام ١٩٩٣ طرح مكنسة دايسون DC01 العمودية في المملكة المتحدة بسعر ٢٠٠ جنيه إسترليني. توقع النقاد أن الناس لن يقبلوا على شراء مكنسة كهربائية بسعر ضعف سعر المكنسة التقليدية، لكن تصميم دايسون أصبح فيما بعد المكنسة الأكثر رواجًا في المملكة المتحدة. ^{[ ٤٤ ] [ ٤٥ ]}

لا تستخدم أجهزة التنظيف الإعصارية أكياس الترشيح. بدلاً من ذلك، يُفصل الغبار في وعاء تجميع أسطواني قابل للفصل. يُسحب الهواء والغبار بسرعة عالية إلى داخل وعاء التجميع في اتجاه مماس لجدار الوعاء، مما يُحدث دوامة سريعة الدوران . تتحرك جزيئات الغبار والشوائب الأخرى إلى خارج الوعاء بفعل قوة الطرد المركزي ، حيث تسقط بفعل الجاذبية.

في المكانس الكهربائية المركزية الثابتة ، يُمكن تصريف الهواء النظيف مباشرةً إلى الخارج دون الحاجة إلى ترشيح إضافي. يفقد نظام الترشيح الإعصاري المصمم جيدًا قوة الشفط بسبب تقييد تدفق الهواء فقط عندما يكون وعاء التجميع شبه ممتلئ. وهذا يختلف تمامًا عن أنظمة أكياس الترشيح، التي تفقد قوة الشفط عندما تنسد مسام المرشح نتيجة تراكم الأوساخ والغبار.

في النماذج الإعصارية المحمولة، يُطرد الهواء النظيف من مركز الدوامة بعد مروره عبر عدد من المرشحات المتدرجة في الدقة أعلى الحاوية. يهدف المرشح الأول إلى احتجاز الجزيئات التي قد تُلحق الضرر بالمرشحات اللاحقة التي تُزيل جزيئات الغبار الدقيقة. يجب تنظيف المرشحات أو استبدالها بانتظام لضمان استمرار عمل الجهاز بكفاءة.

منذ نجاح دايسون في رفع مستوى الوعي العام بتقنية الفصل الإعصاري، طرحت العديد من الشركات الأخرى نماذج تعمل بهذه التقنية. ومن بين الشركات المنافسة: هوفر، وبيسيل، وبوش، ويوريكا، وإلكترولوكس، وفاكس. هذا المستوى العالي من المنافسة يعني أن أرخص النماذج لا تزيد تكلفتها عادةً عن تكلفة المكانس الكهربائية التقليدية.

المكانس الكهربائية المركزية، والمعروفة أيضًا بالمكانس المدمجة أو الموصولة بقنوات، هي نوع من المكانس الأسطوانية/العبوية، حيث يقع المحرك ووحدة ترشيح الأوساخ في موقع مركزي داخل المبنى، وتتصل عبر أنابيب بمداخل شفط ثابتة موزعة في جميع أنحاء المبنى. لا يتطلب الأمر سوى نقل الخرطوم ورأس التنظيف من غرفة إلى أخرى، ويبلغ طول الخرطوم عادةً 8  ​​أمتار (25  قدمًا)، مما يتيح نطاقًا واسعًا من الحركة دون الحاجة إلى تغيير مداخل الشفط. تربط أنابيب بلاستيكية أو معدنية مداخل الشفط بالوحدة المركزية. قد يكون رأس الشفط غير مزود بمحرك، أو مزودًا بمضارب تعمل بمحرك كهربائي أو توربين هوائي .

عادةً ما تكون كيسة الأوساخ أو حاوية التجميع في نظام المكنسة المركزية كبيرة الحجم، مما يقلل الحاجة إلى تفريغها أو تغييرها، ربما بضع مرات في السنة في المنزل العادي. تبقى الوحدة المركزية عادةً في وضع الاستعداد، ويتم تشغيلها بواسطة مفتاح على مقبض الخرطوم. أو بدلاً من ذلك، يتم تشغيل الوحدة عند توصيل الخرطوم بمقبس الحائط، حيث يلامس موصل الخرطوم المعدني طرفي المقبس، وينتقل تيار التحكم عبر أسلاك الجهد المنخفض إلى الوحدة الرئيسية.

تُنتج المكنسة المركزية عادةً قوة شفط أكبر من المكانس الكهربائية المحمولة الشائعة، وذلك بفضل استخدام مروحة أكبر ومحرك أقوى عند عدم الحاجة إلى حملها. وفي حال استخدام نظام الفصل الإعصاري ، فإنه لا يفقد قوة الشفط مع امتلاء حاوية التجميع، حتى تقترب الحاوية من الامتلاء. وهذا يختلف تمامًا عن تصميمات أكياس الترشيح، التي تبدأ بفقدان قوة الشفط فورًا عند انسداد مسام المرشح بالأوساخ والغبار المتراكم.

من مزايا المكنسة المركزية لمرضى الحساسية أنها، على عكس المكنسة الكهربائية العادية التي تعيد نفخ بعض الأوساخ المتجمعة إلى الغرفة (مهما كانت كفاءة نظام الترشيح)، تزيل كل الأوساخ المتجمعة إلى الوحدة المركزية. ^{[ 46 ]} وبما أن هذه الوحدة المركزية عادةً ما تكون خارج منطقة المعيشة، فلا يُعاد تدوير الغبار إلى الغرفة. كما يُمكن في معظم الطرازات الحديثة توجيه العادم بالكامل إلى الخارج، حتى مع وجود الوحدة داخل منطقة المعيشة.

ومن فوائد المكنسة المركزية الأخرى، أنه بسبب الموقع البعيد لوحدة المحرك، يكون هناك ضوضاء أقل بكثير في الغرفة التي يتم تنظيفها مقارنة بالمكنسة الكهربائية العادية.

تم طرح مكنسة كونستليشن من شركة هوفر في عام 1954، وكانت من النوع الأسطواني وتفتقر إلى العجلات. وبدلاً من ذلك، كانت المكنسة تطفو على عادمها، وتعمل كمركبة هوائية ، على الرغم من أن هذا لم يكن صحيحًا في النماذج الأولى، التي كانت تحتوي على خرطوم دوار، وكان الهدف هو أن يضع المستخدم الوحدة في وسط الغرفة، ويعمل حول المكنسة.

خضعت مكنسة كونستليشن للتغيير والتحديث على مر السنين حتى توقف إنتاجها عام ١٩٧٥. في الإصدارات اللاحقة، تم توجيه جميع أنابيب العادم أسفل المكنسة الكهربائية باستخدام جناح هوائي. كان التصميم المُحدّث هادئًا حتى بمعايير اليوم، خاصةً على السجاد، لأنه يكتم الصوت. تطفو هذه الطرازات على السجاد أو الأرضيات الصلبة، مع العلم أنه على الأرضيات الصلبة، يميل هواء العادم إلى نثر أي وبر أو شوائب.

أعادت شركة هوفر طرح نسخة محدثة من مكنسة كونستليشن الأحدث في الولايات المتحدة (الطراز رقم S3341 باللون الأبيض اللؤلؤي والطراز رقم S3345 المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ). وشملت التغييرات كيس ترشيح HEPA ، ومحركًا بقوة 12 أمبير، وفرشاة دوارة تعمل بالتوربين، ومقبضًا بتصميم جديد. وتم تسويق الطراز نفسه في المملكة المتحدة تحت علامة مايتاغ التجارية، تحت اسم ساتلايت بسبب قيود الترخيص. وقد بيعت هذه المكنسة من عام 2006 إلى عام 2009.

انظر إلى شاحنة شفط الهواء للاطلاع على المكانس الكهربائية الكبيرة جدًا المثبتة على المركبات.

تتضمن بعض المكانس الكهربائية الأخرى ممسحة كهربائية في نفس الجهاز: للتنظيف الجاف ثم التنظيف الرطب لاحقاً.

قامت شركة iRobot بتطوير Scooba ، وهي مكنسة كهربائية رطبة روبوتية تحمل محلول التنظيف الخاص بها، وتقوم بتطبيقه وفرك الأرضية، ثم تقوم بشفط المياه المتسخة إلى خزان تجميع.

تتسبب المكانس الكهربائية بطبيعتها في انتشار الغبار في الهواء، وذلك بسحبها هواءً غير مُرشَّح بالكامل. ^{[ 48 ]} وقد يُسبب ذلك مشاكل صحية، إذ يستنشق المستخدم غبارًا قابلًا للتنفس ، والذي يترسب بدوره في المنطقة التي يتم تنظيفها. ^{[ 49 ]} يستخدم المصنّعون عدة طرق للتحكم في هذه المشكلة، بعضها مُدمج في جهاز واحد. عادةً ما يُوضع فلتر بحيث يمر الهواء الداخل من خلاله قبل وصوله إلى المروحة، ثم يمر الهواء المُرشَّح عبر المحرك للتبريد. تستخدم بعض التصاميم الأخرى مدخل هواء منفصلًا تمامًا للتبريد.

يكاد يكون من المستحيل على أي مرشح هواء عملي إزالة جميع الجزيئات متناهية الصغر من تيار هواء محمّل بالأوساخ. فمرشح الهواء فائق الكفاءة سرعان ما ينسد ويفقد فعاليته مع الاستخدام اليومي، أما المرشحات العملية فهي حل وسط بين فعالية الترشيح وتقييد تدفق الهواء . إحدى طرق تجاوز هذه المشكلة هي تصريف الهواء المُرشّح جزئيًا إلى الخارج، وهي ميزة تصميمية في بعض أنظمة المكانس المركزية . قد تستخدم المكانس الكهربائية المحمولة المصممة خصيصًا هذا التصميم أيضًا، ولكنها أكثر صعوبة في التركيب والاستخدام، إذ تتطلب تركيب خرطوم عادم منفصل مؤقتًا إلى نافذة خارجية.

• الكيس: الطريقة الأكثر شيوعًا لجمع الحطام الذي تم شفطه بالمكنسة الكهربائية هي استخدام كيس ورقي أو قماشي يسمح بمرور الهواء، ولكنه يحاول حجز معظم الغبار والحطام. قد يمتلئ الكيس بالغبار الناعم قبل أن يمتلئ تمامًا. قد يكون الكيس للاستخدام لمرة واحدة، أو مصممًا ليتم تنظيفه وإعادة استخدامه.
• بدون كيس: في النماذج غير الإعصارية بدون كيس، يتم استبدال الكيس بحاوية قابلة للإزالة وفلتر قابل لإعادة الاستخدام، وهو ما يعادل كيسًا قماشيًا قابلًا لإعادة الاستخدام.
• الفصل الإعصاري : المكنسة الكهربائية التي تستخدم هذه الطريقة لا تحتوي على كيس. فهي تُدير الهواء الداخل بسرعة عالية جدًا، مما يدفع معظم الغبار إلى خارج الهواء ويسقط في حاوية تجميع. تشبه آلية عملها آلية عمل جهاز الطرد المركزي . وتُزيل فواصل الطرد المركزي مشكلة انسداد الكيس بالغبار الناعم.
• الترشيح المائي: ظهر هذا النوع من المكانس الكهربائية تجاريًا لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي على شكل فاصل نيوكومب (الذي أصبح لاحقًا ريكسير رينبو)، وهو يستخدم حوضًا مائيًا كمرشح. يُجبر هذا النظام الهواء الداخل المحمل بالأوساخ على المرور عبر الماء قبل طرده، مما يمنع انتشار الغبار الرطب في الهواء. كما يتيح نظام الترشيح المائي والسرعة المنخفضة للمستخدم إمكانية استخدام الجهاز كوحدة مستقلة لتنقية الهواء وترطيبه . يجب تفريغ الماء المتسخ وتنظيف الجهاز بعد كل استخدام لتجنب نمو البكتيريا والعفن ، مما قد يُسبب روائح كريهة.
• فلتر هواء فائق الدقة : يُعرف أيضًا بفلتر HEPA ، ويُستخدم هذا النوع من الفلاتر كفلتر ثانوي بعد مرور الهواء عبر باقي أجزاء الجهاز. ويهدف إلى إزالة أي غبار متبقٍ قد يُلحق الضرر بالمستخدم. كما تستخدم بعض المكانس الكهربائية فلترًا من الفحم النشط لإزالة الروائح.

لا ينبغي استخدام المكانس الكهربائية العادية لتنظيف ألياف الأسبستوس ، حتى لو كانت مزودة بفلتر HEPA. يلزم استخدام آلات مصممة خصيصًا لتنظيف الأسبستوس بأمان. ^{[ 50 ]}

تأتي معظم المكانس الكهربائية مزودة بالعديد من الملحقات المتخصصة، مثل الأدوات والفرش وعصي التمديد، مما يسمح لها بالوصول إلى الأماكن التي يصعب الوصول إليها أو استخدامها لتنظيف مجموعة متنوعة من الأسطح. ومن أكثر هذه الأدوات شيوعًا ما يلي:

• فرشاة للأرضيات الصلبة (للتصاميم غير العمودية)
• فوهة أرضية تعمل بالطاقة (للتصميمات الأسطوانية)
• فرشاة تنظيف الغبار
• أداة شق
• فوهة تنجيد

• 
  فرشاة للأرضيات الصلبة (للتصاميم غير العمودية)
• 
  أداة شق
• 
  خرطوم المكنسة الكهربائية
• 
  فرشاة للأرضيات الصلبة (للتصاميم غير العمودية)
• 
  مجموعة ملحقات المكنسة الكهربائية

يمكن قياس أداء المكنسة الكهربائية من خلال عدة معايير:

• تدفق الهواء، باللترات في الثانية [ل/ث] أو القدم المكعب في الدقيقة (CFM أو قدم ^مكعب / دقيقة)
• سرعة الهواء، بالأمتار في الثانية [م/ث] أو الأميال في الساعة [ميل/ساعة]
• الشفط أو الفراغ أو رفع الماء، بوحدة الباسكال [Pa] أو بوصات من الماء

المواصفات الأخرى للمكنسة الكهربائية هي:

• الوزن بالكيلوغرام [كجم] أو بالرطل [رطل]
• الضوضاء، بالديسيبل [ dB ]
• طول سلك الطاقة وطول الخرطوم (حسب الاقتضاء)

ذروة القدرة الحصانية

غالبًا ما تُقاس ذروة قدرة المكنسة الكهربائية بإزالة مراوح التبريد وحساب القدرة بناءً على قدرة المحرك بالإضافة إلى طاقة القصور الذاتي الدورانية المخزنة في عضو المحرك الدوار والمروحة الطاردة المركزية. عادةً ما يكون تصنيف ذروة القدرة غير عملي، ولا يكون صالحًا إلا لفترة قصيرة جدًا. أما القدرة المستمرة فتكون عادةً أقل بكثير. ^{[ 54 ] [ 55 ]}

مكانس كهربائية للسيارات في بايونيت بوينت، فلوريدا . على الرغم من أن اللافتة البارزة تقول "مجاناً"، إلا أنه يجب غسل السيارة أولاً مقابل رسوم.