История появления пылесоса

Если обратиться к истокам, то история пылесоса очень древняя и начинается с колотушки для выбивания пыли из ковров и мягкой мебели и обычного веника. Но традиционно в истории техники древнюю предысторию пылесоса пропускают и начинают с механических подметальных машин (sweeping machines). Резон в этом есть. Первые пылесосы как раз и были механическими щетками с вентилятором сначала с ручным приводом. Почему историки техники ссылаются при этом почти исключительно на британские и американские источники, тоже понятно.

Английское патентное право, родившееся в 1709 году при королеве Анне Стюарт, было в Новое время единственным в мире, нацеленным на приобретение изобретателем материальной выгоды после публичного объявления сути его изобретения. В остальных европейских странах патентное право еще долго было более раннего итальянского типа образца эпохи Возрождения, когда суть изобретения в патенте не указывалась, чтобы скрыть ноу-хау от пиратского использования, и с началом промышленной революции во второй половине XVIII века такие патенты окончательно приобрели чисто декоративное значение. В результате, в архивах можно легко найти множество старых английских (и чуть более поздних американских) патентов на механические щетки для ковров, а поиск аналогичных инноваций, рожденных в странах континентальной Европы, сложен и утомителен.

Обычно историки техники ссылаются на приоритет англичанина Джеймса Хьюма, получившего в 1811 году патент на первую механическую машину для подметания полов, которая состояла из коробки с колесиками, ее толкали по полу, колесики с помощью повышающего редуктора из шестеренок вращали щетку в виде валика с щетинками, те собирали мусор с пола или ковра и, натыкаясь на край мусоросборного контейнера внутри корпуса подметальной машины, стряхивали его туда. 

Приоритет Хьюма довольно спорный, скорее он результат тиражирования не одним поколением копирайтеров сейчас уже затертого временем первого упоминания про этого субъекта. Достаточно внимательно почитать патентную формулу Хьюма (его патентная заявка была опубликована в майском номере британского Philosophical Magazine за 1811 год, он доступен в интернете), чтобы увидеть, что же там написано. А написано там, что «Джеймс Хьюм, эсквайр, с Перси-стрит в приходе Святого Панкратия графства Мидлсекс (ныне лондонском район Кэмден на северном берегу Темзы — Ред.) получил сей патент на усовершенствование подметальной машины или щетки, или усовершенствование подметальных машин или щеток». На «усовершенствование» — не более того, а усовершенствовать то, чего ранее не было, невозможно.

Да и странно было бы всерьез утверждать, что до мистера Хьюма никто в мире не мог додуматься до принципиальной схемы механической щетки в виде валика, которую через трансмиссию крутят колеса подметальной машинки и которая ссыпает собранный с пола мусор внутрь корпуса агрегата. Таких умельцев наверняка было достаточно много, и даже если немногие из них патентовали свое изобретение до и после Хьюма, то такие патенты исчисляются десятками, многие из них сохранились в архивах до наших дней, в чем нетрудно убедиться. Например, в 1858 году только в Англии и США было выдано три патента на усовершенствования щетки Хьюма. 

Другое дело что все эти варианты подметальных машин, в том числе и Хьюма, не имели коммерческого успеха из-за неудобства пользования ими и низкого КПД, а попросту говоря, было эффективнее подмести пол веником и вычистить ковер щеткой вручную, чем таскать по нему тяжелый агрегат, а потом за ним мыть пол или, согнувшись в три погибели, дочищать ковер от пыли щеткой.

Идея снабдить механическую щетку вентилятором для сбора пыли тоже была на виду. Такие устройства тоже наверняка делали умельцы, но, как водится в истории техники, надо было выбрать ключевую веху, и ею была назначена механическая щетка с вентилятором, который чистильщик крутил вручную с помощью повышающей обороты ременной трансмиссии, конструкции Айвса Макгаффи из Чикаго под громким названием «Вихрь» («Whirlwind», патент США №91145 с приоритетом от 1869 г.). 

Название было удачным, но не ради него «Вихри» Макгаффи покупали по $25 за штуку, большие по тем временам деньги. Их покупали, потому что «Вихри» были удобные, сравнительно легкие, не требовали большой физической силы от уборщика и — главное  — хорошо чистили ковры. Как писал Макгаффи в своей патентной заявке: «Использование метлы или щетки на коврах нежелательно, так как они стирают ворсинки и поднимают в воздух пыль, в то время как более тяжелые частицы втираются в ковер. Устранить эти трудности — цель моего изобретения, сущность которого заключается в использовании сильного потока воздуха, создаваемого механизмом и управляемого таким образом, чтобы поднимать пыль и грязь и переносить мелкие частицы в пористую воздушную камеру, сконструированную таким образом, чтобы позволить воздух выходит наружу, в то время как пыль задерживается». «Пористой воздушной камерой» у Макгаффи был джутовый мешок, подвешенный на рукоятку пылесоса, который в народе прозвали волынкой на метле.

«Вихрю» Макгаффи предшествовала щетка для ковров Огастеса Кери из Массачусетса  (патент США № 22448 с приоритетом от 1859 года). Но она сдувала, а не всасывала с ковров пыль «и даже булавки, иглы, гвозди или кусочки бумаги». «Все это вдувается в поддон или емкость, не причиняя никакого вреда или износа самому тонкому ковру из гобелена», — писал мистер Кери в патентной заявке. Его агрегат фактически был точной копией первых механических газонокосилок. Лопасти вентилятора из листового металла были изогнуты, как ножи в газонокосилках, только они не касались ворса ковра, а поднимали из него пыль и мусор гнали ее в поддон для грязи. Хотя может быть и касались, коммерческого успеха его «вентилятор для ковров» («fan carpet sweeper»), не имел.

Но в данном случае гораздо интереснее здесь другое: кем в своей жизни был изобретать этой конструкции Огастес Керри. В трудах историков техники фигурируют только имя изобретателя (Augustus C. Carey) и его патент №22448. Между тем, в штате Массачусетс как раз в эти годы жил его полный тезка (тоже Augustus C. Carey), который в 1856 году был избран в сенат штата и почти сразу попал в неприглядную коррупционную историю со строительством железнодорожного моста, давал показания в суде (благодаря чему он и вошел в историю штата Мичиган) и вскоре исчез из списка сенаторов штата. Огастес (Август) — отнюдь не распространенное имя в протестантской в основном Америке в те годы, скорее наоборот, а при совпадении инициала второго имени можно с большой вероятностью предположить, что именно он, неудачливый сенатор, занялся на досуге изобретением пылесоса.

Особняком среди первых пылесосов с механическими вентиляторами стоит «подметальная машина для ковров» американца Дэвида Хесса из городка Вест-Юнион в тогда глухой деревенской провинции — штате Айова. Его конструкция, запатентованная в 1860 году, пожалуй, ближе всего подходит под определение пылесос в буквальном смысле этого слова как в русском языке, так и в основных европейских языках (vacuum cleaner, aspirateur, staubsauger и т.д.), то есть прибор, который не сдувает и гонит пыль потоком воздуха, а всасывает ее за счет создания вакуума, относительного, разумеется.

Всасывающий эффект в пылесосе Хесса создавался мехами, внешне похожими на меха гармони. При их растяжении создавался такой перепад давлений, который был не под силу механическими вентиляторам. При сжатии мехов, воздух с пылью и мелким мусором направлялся снизу в два цилиндра с водой и пузырями, выходил из них сверху уже чистым, оставляя дисперсную фазу взвеси в воде (сейчас такое пылесосы называют барботажными). «Совершенно очевидно, что, если эту машину привести в движение в пыльном помещении, она удалит всю пыль из воздуха, которая проходит через нее», — писал изобретатель в своей патентной заявке (патент США № 29077). Беда была только в том, что приводить пылесос Хесса в движение было утомительно, он был тяжелым и неудобным, а потому желающих его приобрести было мало, в истории техники место ему досталось не в домах граждан, а в политехнических музеях.

В 1870-е годы в истории изобретательства пылесосной техники следует развилка. В одном направлении идет усовершенствование подметальных машин без вентиляторов, мехов и прочих попыток создать вакуум. Говоря проще, идет совершенствование механической щетки Хьюма. Классический пример успеха на этом пути — щетка Биссела. Владелец посудной лавки, отчаявшийся терпеть ворчание жены по поводу постоянной уборки соломы и прочей грязи от упаковки фарфора, Мелвилл Биссел из Мичигана получает патент США № 182346 на «Усовершенствование подметальных машин для ковров», в котором описана фактически современная механическая щетка для полов и ковров. 

Супруги Биссел продавали их по полтора доллара за штуку, бизнес процветал, они построили фабрику в родном городке Гранд-Рапидс и довели ее производительность до тысячи щеток в сутки. Семейный апокриф про мужа, доведенного женой до изобретения, остался на совести миссис Биссел, которая после смерти супруга возглавила их бизнес и попала в историю частного предпринимательства как одна из первых в мире женщин — генеральных директоров крупной компании. Кстати, фирма существует до сих пор как Bissell Inc. и занимает 20% американского рынка бытовой химии для уборки помещений. А пиар-служба предприятия отправляет сейчас всех желающих узнать первопричину их успеха посмотреть короткометражку Чарли Чаплина «Веселящий газ» 1913 года, где комик с щеткой Биссела в руках устраивает бедлам в кабинете зубного врача.

Второй магистральный путь пылесосостроения после «развода» пылесосов с механическими щетками привел к укрупнению размеров пылесосов в результате попыток создать мускульной силой человека приемлемый перепад давления для качественного и быстрого всасывания пыли, а также попыток приспособить к пылесосу паровую машину. Вот только два примера достижений на этом пути.

В 1890 году появилась «Малышка Дейзи» (Baby Daisy). Историки техники пишут, что ее изобрели во Франции, забывая, правда, при этом сказать, кто именно это сделал, но производили ее в Англии. Весила она около 40 кг и требовала двух операторов. Один в поте лица качал рычагом вакуумный насос, второй с гибким шлангом возил по полу пылесборником. В те же 1890-е годы было подано еще несколько патентов на подобные агрегаты весом от 20 кг (самый миниатюрный) до 100 кг. Все они требовали двух операторов. 

Задним числом легко посмеяться над подобными пылесосами, но смех этот, как говорят в народе, без причины. Настоящая причина гораздо сложнее, и объяснить ее историки науки до сих пор не могут: почему нагнетательные насосы были известны еще во II веке до н.э., во всяком случае такой насос сделал Ктесибий в Александрии эпохи Птолемеев, а вот разрежающий насос сумел смастерить магдебургский бургомистр и блестящий инженер-изобретатель Отто фон Герике только в XVII веке. Только тогда после публичной демонстрации им «магдебургских полушарий» в физику пришло понимание, какой великой силой может быть вакуум.

Второй пример гигантизма пылесосов конца XIX века — «Пневматическое устройство для уборки ковров» с паровым двигателем Джорджа Каммингса из Нью-Йорка (патент США № 460935 с приоритетом от 1891 года). Он писал в патентной заявке: «Для создания всасывания я использую мощный вентилятор-воздуходувку, который в случае гостиниц и других больших зданий, где для различных целей используется паровая энергия, и паровая машина находится внутри здания, может быть соответствующим образом соединен с указанным силовым устройством. А при необходимости для легкого перемещения устройства от дома к дому оно может быть размещено на грузовом транспорте вместе с подходящим паровым или другим силовым устройством и резервуаром для воды для приема грязи от вентилятора». Паровой пылесос Каммингса был поистине мощным, изобретателю пришлось предусмотреть специальные предохранительные ролики в пылесборнике, чтобы раструб пылесборника не присосался к полу намертво. 

Что же касается «другого силового устройства» помимо паровой машины, о котором вскользь упоминает Джордж Каммингс в своей патентной заявке, то в эти годы уже ходили трамваи и ездили первые автомобили, так что вариантов было два — бензиновый и электромотор. Но достаточно мощные электромоторы, ДВС и дизельные моторы для бытового пылесоса были еще великоваты. В 1899 году Джон Терман из Сент-Луиса, штат Миссури, построил бензиновый пылесос (патент США № 634042) примерно такого же размера, как у Каммингса, и возил его на повозке от двери к двери, предлагая пропылесосить квартиру за 4 доллара. 

Аналогичный пылесос таких же габаритов с поршневым насосом, работающим от ДВС, в 1901 году запатентовал британский инженер Хьюберт Бут и тоже возил его Лондону на телеге, запряженной лошадью. Назвал он его «Пыхтящий Билли», шум от него был большой. Чуть позже Бут построил вариант «Пыхтящего Билли» с электрическими помпами, но меньше и тише от этого его пылесос не стал. На этом история пылесосов с ручным приводом и паровыми и бензиновыми моторами кончается, к началу ХХ века на рынке появились достаточно мощные электромоторы небольших габаритов, и начинается эпоха электропылесосов.

Согласно хрестоматийной истории пылесоса, исторической вехой на этом пути была «всасывающая подметальная машина для ковров» Джемса Спенглера из штата Огайо (патент США № 889823A с приоритетом от 1907 года). Сопутствующий апокриф гласит, что мистер Спенглер страдал астмой, но по семейным обстоятельствам был вынужден по ночам подрабатывать уборщиком в местной гостинице, чистя там щеткой Биссела ковры от пыли и потому был вынужден изобрести электропылесос. 

Логика тут предельно понятная: если Биссела побудила к изобретению его усовершенствованной щетки ворчливая жена, то для Спенглера стимулом к изобретению было тяжелое материальное положение и астма. Насчет астмы сомнений нет: Джемс Спенглер (не как изобретатель, а как больной) упоминается в книге «Asthma: The Biography» из известной серии монографий по истории медицины Оксфорда «Биографии болезней» (Biographies of Diseases). Но есть один нюанс.

Обе истории — это чистая правда, но не вся. Вся правда заключается в том, что они напрямую касались двух очень крупных компаний — лидеров рынка и были инструментом пиара их продукции, народу такие истории нравятся. Про ворчливую жены основателя Bissell Inc. уже сказано выше. А что касается мистера Спенглера, то он попытался создать собственный бизнес и даже нашел инвестора, но производительность его предприятия по сборке пылесосов не превышала нескольких штук в неделю, и бизнес Спенглера, дав отступное его инвестору и договорившись о размере роялти с самим Спенглерлм за его патент, купил муж его кузины Уильям Гувер. Новый владелец основал компанию Electric Suction Sweeper Company, и спустя два десятилетия слово «гувер» в англоязычных странах стало синонимом слова «пылесос», а точнее вообще вытеснило его из разговорного языка. 

Спенглер получил в компании зятя должность главного инженера, но все последующие его патенты оформлялись уже на Electric Suction Sweeper Co. (с 1915 года — Hoover Suction Sweeper Co., а сегодня после череды слияний и поглощений пылесосный бизнес наследников Гувера входит в состав Haier Group Corporation — китайской многонациональной компания по производству бытовой техники и бытовой электроники со штаб-квартирой в Циндао, провинция Шаньдун).

По чертежам, приложенным к патентным заявкам, несложно увидеть, что конструктивно электропылесос Спенглера 1907 года отличается от электропылесоса Корин Дюфур 1900 года только двумя особенностями (патент США № 664135). Первая — у Дюфур под лопастями вентилятора крутятся два щетки, поднимающие пыль), у Спенглера щеток нет, только вентилятор. Вторая — пылесборником у Дюфур служит влажная губка внутри корпуса пылесоса (настоящая морская губка, синтетических из поролона тогда еще не было), а у Спенглера — холщовый мешок, подвешенный на рукоятку пылесоса, точно такой же, как у вентиляторного пылесоса с ручным ременным приводом «Вихрь» Макгаффи образца 1876 года.

Иными словами, первый «гувер» Спенглера был гибридом «Вихря» Макгаффи и первого в мире электропылесоса Дюфур, даже внешне они все трое похожи если не как близнецы, то как родные братья точно. Вот только про семейную жизнь Спенглера и его родственников мы сейчас все знаем, а про Корин Дюфур из Саванны, штат Джорджия — ничего кроме ее имени. Хотя было бы любопытно понять, что подтолкнула женщину к изобретательству в годы, когда понятия «сексизм» не было, потому что он по умолчанию считался нормой жизни. Но у Корин Дюфур не было такого предприимчивого зятя, как Гувер у Спенглера, и историкам техники она не настолько интересна, чтобы тратить время на поиски деталей ее биографии. Если же рассматривать приоритеты Дюфур и Спенглера с практической точки зрения, то пылесборник из мокрой губки у Корин Дюфур был явно неудачным решением, губку сложнее отмыть от грязи, чем вытряхнуть и выбить матерчатый мешок от пыли, да и щетки под вентилятором были явно лишними, только удорожающими изделие. 

Больше, чем про Корин Дюфур, мы знаем сейчас про Дэвида Кенни из Нью-Йорка, изобретателя эпохи ранних электропылесосов, который в истории пылесоса тоже остался в тени. Сравнительно недавняя ревизия патентов мистера Кенни историками техники вызвала локальную сенсацию в их кругах. Оказалось, что семь патентов Дэвида Кенни, полученных им в 1903-1907 годах, задали вектор развития пылесосостроительства на полвека вперед, вплоть до пылесосов современного образца. Проще говоря, именно он изобрел современный бытовой пылесос.

Все это заставило повнимательнее присмотреться к мистеру Кенни, и время на это было потрачено историками техники не зря: были реанимированы интересные подробности давно забытой патентной войны вокруг пылесоса в начале прошлого века. 

Мистер Кенни хорошо начал, с первоначальным капиталов в $500 основал собственную Vacuum Cleaner Company, но в лидеры нового рынка электрических пылесосов он не пробился, вся его энергия ушла на патентные суды. Судился он агрессивно, подавая иск за иском из-за нарушения его авторских прав, но в итоге смирился, отказавшись в 1909 году от собственного производства пылесосов в пользу лицензирования других компаний. И правильно, как оказалось, сделал.

Далее патентные войны десять лет вели между собой уже лицензиаты его патентов. Например, как явствует из протокола процесса Vacuum Cleaner Co. против American Rotary Valve Co. в окружном суде Нью-Йорка за 30 сентября 1915 года по поводу патента Дэвида Кенни № 847947, который ответчик просил признать недействительным из-за отсутствия в нем изобретения. В качестве одного из аргументов адвокаты ответчика привели данные по лицензионным сборам за этот патент: «Истец как реорганизованный преемник компании Кенни, получил с 1909 года около $270 000 в качестве лицензионных сборов». 

В переводе на современные деньги это примерно $9 млн. Какая доля из них досталась в виде роялти изобретателю Кенни, в суде не озвучивалось. Но таких патентов у Дэвида Кенни было, как уже сказано, семь штук, а образованная в 1919 году Ассоциация производителей пылесосов (Vacuum Cleaner Manufacturers' Association) полностью состояла из лицензиатов его патентов. Пока шли подобные судебные разбирательства (их протоколы доступны в интернете и довольно любопытны, даже далекому от патентного права человеку очевиден накал борьбы между игроками нового, только что родившегося рынка бытовых пылесосов), мистер Кенни стал очень богатым человеком и щедрым благотворителем.

К середине 1930-х годов пылесосы приобрели даже внешне современный вид, а мировой рынок пылесосов сформировался, и патентный войны на нем поутихли. В последние десятилетия наблюдается новый подъем изобретательства, связанного с роботизацией пылесосов, но к принципиальной конструкции самих пылесосов это имеет косвенное отношение, никаких революций тут не было, да и быть не может. Если и появятся какие-то устройства, основанные на принципиально ином физическом принципе, нежели перепад давления (например, электростатике дисперсных фаз аэрозолей), то это будет уже не пылесосы, а нечто иное.

Что же касается праматери пылесоса — колотушки для ковров, то ее совершенствование не прекращалось никогда, а как только появилось патентное право, появились и патенты на инновационные палки-выбивалки для ковров (carpet beaters). Это не шутка, любой может самостоятельно найти в сети множество зарубежных и наших патентов на такие колотушки, включая инновации в этой области прошлого и даже позапрошлого веков, а среди новинок, например, колотушка, которую надо лишь поднести к висящему ковру, она сама начинает по нему колотить, главное не выпустить ее из руки.

Источник