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戴森硬核黑科技“气旋技术”是如何炼成的?

发明家詹姆斯·戴森和他的5127个原型样机

今天,戴森已经成为了全球领先的科技公司,用技术解决人们生活中遇到的实际问题、提升人们的生活品质。

从家用的无绳吸尘器、空气净化风扇,到吹风机、美发造型器,又或是商用的干手器等等,戴森在众多领域都掀起了一波消费热潮,它的产品将最实用的功能融合进极简的设计美学当中,所传递出来的其实是一种高品质生活理念。

而在无绳吸尘器这个细分领域,戴森自从进入中国后基本一直占据着高端吸尘器市场,很多消费者认为它营销做得恰到好处,但却很少有人了解,产品的核心竞争力才是戴森制胜的关键所在。

戴森是一家有着近30年历史的公司,品牌的创始人詹姆斯·戴森现如今是一位70多岁的老爷爷,工业设计师出身的他一生都伴随着各种创造和发明,这奠定了戴森公司工程师文化的基础。

而詹姆斯·戴森多年来带领戴森所做的创新涵盖很多层面,如果说数码马达技术是戴森产品的“源动力”,那么气旋技术便是戴森吸尘器品类的创新DNA。

气旋技术的前世今生

气旋技术原理

何谓气旋技术?早在1885年,美国人John M. Finch发明了全球首个“气旋分离器”,并获得技术专利,这款产品在尼克伯格公司(Knickerbocker Company)作为“集尘器”应用。

进入到20世纪初,气旋技术开始有了它的用武之地,早期的应用基本都在工业领域,如工厂和磨坊中可作为大型分离器使用、炼油厂中可用于分离油和气体。

气旋分离器大体上可以分为两种不同类型,一种是液体气旋分离器,用于分离不同密度的液体。另一种类型是气体气旋分离器,主要去除气流中夹带的颗粒。

以气体气旋分离器为例,工业应用中采用的气体介质是甲烷。夹带着水、灰尘、铁锈等的大量气体流入气旋分离器,这些气体进入气旋分离器后,沿着气旋分离器的内侧弯曲。如果颗粒中夹带着水、灰尘、铁锈等,则无法像气体一样迅速改变方向。重颗粒将立即撞击分离器的内表面,然后通过底部的剔除口掉落下来。

气旋技术的原理,本质上是在工作的时候产生强大的离心力,从空气中分离杂质和颗粒,应用到吸尘器当中,就是通过在吸尘器内制造旋转上升的气旋,以此将灰尘甩入吸尘器的集尘桶内。

俗话说,创新的根本出发点是需求,需求的源头是在特定场景下被催生出来的,对气旋分离器而言,它拥有价格低、易维护的特点,在实际生活中有许多应用场景,这才有了戴森与气旋技术的故事。

戴森如何玩转气旋技术

戴森产品中的气旋技术

就像是牛顿因树上坠落的苹果而产生有关万有引力的灵感那样,戴森与气旋技术的开始,也是始于创始人詹姆斯·戴森的一次意外发现。

1978年的某一天,戴森创始人詹姆斯·戴森正是从工业锯木厂获得灵感,率先将气旋技术应用于吸尘器,自此便开启了家庭清洁的全球技术革命。

气旋真空吸尘器的诞生,也是戴森真正走上商业化道路的开始。

此后的5年时间里,詹姆斯·戴森一直在完善这个项目,在经过5127次尝试后,终于开创性发明了全球首款无尘袋吸尘器样机“G-Force”,这是世界上第一台收集灰尘时不会失去吸力的吸尘器,以此为起点,戴森开始颠覆整个吸尘器行业。

“G-Force”的问世给詹姆斯·戴森带来了极大信心,事实上在商业化层面,戴森吸尘器的每一次重大成功,背后伴随的都是对气旋技术的探索有了阶段性成果,这个探索过程大体可分为三个阶段。

一、“双气旋”技术让戴森名声大噪

经历过“G-Force”的启蒙之后,戴森开始系统性地研究如何用好气旋技术,双气旋技术便是第一阶段的研究成果。

早在1993年,詹姆斯在科茨沃尔德(Cotswolds)设立了自己的研发中心与工厂,并开始打造一款全新的吸尘器,旨在捕捉体积更小的微尘颗粒。

新技术“双气旋”( Dual Cyclone)就是在这个需求下诞生的,搭载了这项新技术的的吸尘器DC01成为全球首款无尘袋吸尘器,以“Dual Cyclone”的首字母缩写命名。从图片可以看到,戴森早期产品在设计上已经流露出极简的设计风格。

詹姆斯·戴森与DC01

当时的英国还是尘袋式吸尘器的天下,其市场价值超过1亿英镑,很多合作伙伴因不愿意丢失原本利润丰厚的市场,觉得所谓“双气旋”分离技术是在挑战这个行业的权威,所以没有接受与戴森建立合作伙伴关系,直到22个月后,戴森DC01凭借出色的产品体验,已经成为了英国最畅销的吸尘器。

二、“多圆锥气旋”奠定今后技术路线

2002年对于戴森来说是一个技术方向的分水岭,这一年,戴森工程师研究决定将多个小圆锥代替单一大圆锥气旋,它意味着可以使用更少的能耗,实现同样的性能,这让戴森更加清晰了自己的技术路线。

戴森多圆锥气旋分离技术,可用更少的能量来分离灰尘,剩余更多的能量用于吸走地板上的灰尘,能量耗损相较于双气旋技术更低,吸尘器的使用时间相对更长。

多圆锥气旋分离技术

为了能提高机器的工作效率,戴森于2011年推出了DC47,这款产品在多圆锥气旋技术基础上采用了两层锥体分布方式,能大大提高气流中细微灰尘的分离效率,为此戴森30位工程师花了三年时间来研究它。

三、追求精益求精的“微振气旋”

微振气旋分离技术则是戴森气旋技术的集大成者,最早开始应用戴森的微振气旋分离技术的产品是圆筒吸尘器(Dyson Cinetic Big Ball),可以将最细小的颗粒从空气中分离出来,它在2013年被发明出来。

这项技术突破性地将气旋分离器的叶片末端改进至柔软灵活状态,能够以5000赫兹频率进行振荡,从而不会积聚灰尘,能够有效预防堵塞,是气旋技术的又一大创新。

微振气旋分离技术

技术团队是持续创新的源动力

1997年-2007年间,从戴森第二款直立式吸尘器DC03问世算起,戴森共推出了16个型号的气旋技术,这一方面是因为创始人詹姆斯·戴森对这项技术的坚持,另一方面也和戴森气旋技术工程师团队多年来的努力密切相关。

戴森气旋研究团队人数并不多,目前维持在5-10人,虽然团队规模不大,但当中都是该领域的顶级专家,在流体动力学和气溶胶学两个领域造诣很深。

现任戴森首席工程师Ricardo Gomiciaga博士,被誉为戴森气旋教父,他用20年时间持续观察、测试并迭代戴森气旋技术,主导了一系列的技术迭代。

在进入戴森之前,Ricardo 博士在英国巴斯大学进行流体动力学领域的博士后研究,专注于“研究计算流体动力学(CFD),模拟旋转系统中与气旋内部的物理现象类似的流体诱导力”。

Ricardo有一张计算表格,通过一组复杂的几何公式牢牢控制戴森气旋的规格,可以对角度、长度和直径进行调整,看似简单的表格是戴森的“气旋圣经”。

经过多年的探索,戴森气旋技术工程师团队解决了非常多技术问题,结合应用到了手持产品体验中,并为此已经开发了一套非常完整的测试体系,以这种方式来保证持续更新迭代。

戴森的创新基因不止于此

回顾气旋技术的发展史,是它开启了无尘袋真空吸尘器的大门,戴森凭借一己之力多年来专注于此,以小见大为这个行业带来了颠覆式创新。

从双气旋到多圆锥气旋,再到微振气旋分离技术,戴森在这项技术上的突破和改进从未停止,最关键在于它很巧妙地将其结合到了商业产品当中,这驱动了戴森吸尘器产品线,发展至今已成为戴森吸尘器的DNA。

对于新技术的崇尚,是戴森深入骨髓的基因,因此戴森在不遗余力地投入研发。

在这位极具发明家精神的创始人的带领下,戴森目前累计投入超过了25亿英镑用于新技术及产品。在戴森的这几十年研发过程中,已经积累了一万多项专利。

而除了气旋技术之外,戴森还有很多享誉世界的技术和发明,他们共同组成了戴森产品的技术壁垒,正是这些点点滴滴的积累,换来了来自消费者的追捧。

戴森V11数码马达

就比如数码马达,它不仅对吸尘器产品线非常重要,也是戴森美发类产品、干手器产品最为核心的零部件。在过去 20 年,戴森在数码马达的投资超过了 3.5 亿英镑,在位于新加坡的全球马达工厂当中,每 2.3 秒就可以完成一个数码马达的组装过程,迄今下线了超过5000 万台数码马达。

为了提醒人们数码马达是整个产品中最关键的技术,戴森便决定按照数码马达的型号来命名吸尘器,如现在的V11、V10均是按照这个规范。

作为一家由技术驱动的科技公司,戴森的产品都建立在核心技术之上,而这种持续不断的创新,才是被这个时代所需要的。(本文首发钛媒体,作者 | 李玉鹏)