среда, 23 декабря 2009 г.

История изобретения электрического утюга

В.В. Калюжный, А.И. Мицкевичюс
ИЗ ИСТОРИИ УТЮГА …
Справедливость первой части поговорки "Встречают по одежке, а провожают по уму", человечество хорошо усвоило с незапамятных времен, наверное, с момента появления самой одежды. Люди всегда стремились выглядеть лучше, произвести приятное впечатление на окружающих, подчеркнуть свою индивидуальность. Часто это достигалось и достигается сегодня за счет внешнего вида. Поэтому количество фасонов одежды, тканей, расцветок, бижутерии не знает предела, а их разнообразие просто поражает воображение.
Разумеется, красота одежды зависит не только от перечисленных параметров, но и от ее чистоты, разглаженности ткани, подчеркнутости формы и объемов отдельных элементов одежды - разных складок, "буклей" и "стрелок". А поскольку одежду приходилось часто стирать, постольку постоянно возникала необходимость и ее глажении, так как "не мнущихся" тканей в те далекие времена еще не знали. Но для глажения тканей и одежд необходимо было использовать специальные приспособления. И такие приспособления, получившие в последствии название "утюги", были придуманы.
Кто конкретно изобрел утюг - история умалчивает, но известно, что первые утюги появились в Китае, еще в VIII веке, чтобы гладить шелк. Они представляли собой маленькие металлические печки или жаровни, заполненные внутри горячими углями.

Одним из примеров такой "печки", является утюг "Sad-Iron Heater", конструкция которого описана в патенте США №70572, выданного 5 ноября 1867 г. на имя Георга Хардмана (George Hurdman). В этом утюге запатентована эффективная, по мнению автора, система его нагрева и поддержания горения углей внутри корпуса. Утюг, как и настоящая печка, имел даже трубу.
Несколько позже для нагрева утюгов, вместо углей, стали использовать сжиженный газ. Такая замена "топлива" оказалась настолько удачной, что утюги, заправленные сжиженным газом, выпускались вплоть до 80-х годов прошлого века(!), например, корпорацией Coleman - одного из мировых лидеров производства снаряжения и оборудования для туризма и отдыха. Сейчас под маркой Coleman выпускается множество изделий. Это и системы защиты от москитов, грили, мангалы, печи и барбекю для приготовления на открытом огне, переносные холодильники. Отдельно можно выделить светильники на жидком топливе и газе, а также переносные горелки и плиты для приготовления пищи. Однако, утюгов на жидком топливе, увы уже нет. Хотя, утюги с твердым или жидким топливом, используемым для их нагрева, - это практически единственный выход в ситуациях, когда электричество не доступно.
Конструкции утюгов с размещением топлива внутри корпуса просуществовали почти 1000 лет, не претерпевая существенных изменений. И только лишь в XVII веке принципиально изменилась сама схема нагрева: теперь утюги стали делать литыми из чугуна, а нагревать - с использованием внешнего источника тепла, на печке. В этом направлении утюги продолжали совершенствоваться вплоть до конца XIX века.
Например, в 1871 г. был выдан патент США №113448 американке Мэри Потс (Mary Florence Pots). Это один из первых запатентованных утюгов, использующий внешний подвод тепла от печи. Отличительной его особенностью являлось наличие съемной ручки, что позволяло не делать перерывов в работе, когда утюг остывал, и его вновь приходилось ставить на печь для разогрева. Теперь несколько сменных оснований утюга одновременно нагревались на печи, а одно из них вместе с ручкой, использовалось в работе. Это был первый массовый потребительский бытовой прибор, изобретенный и запатентованный женщиной, и которому, к тому же, сопутствовал коммерческий успех.

Наверное, мы бы до сих пор пользовались этими неприхотливыми, но тяжелыми утюгами, если бы не еще одна радикальная замена теплоносителя, которая произошла в конце ХІХ веке. Прежде всего, источник нагрева опять вернули во внутрь корпуса утюга, но теперь это были уже не угли, а металлическая спираль, нагреваемая электрическим током. Первый электрический утюг с названием "Еlectric flat iron" был запатентован американцем Генри Сили (Henry Seely) 6 июня 1882 года (патент США №259054).

Несмотря на то, что утюг весил почти 15 фунтов и очень долго нагревался до рабочей температуры, - это было значительным достижением изобретательской мысли. Теперь не надо было возиться с открытым огнем, дополнительно использовать печь или сжиженный газ.
В том же, 1882 году, во Франции также был изобретен электрический утюг, в котором использовалась для нагрева угольная дуга. Безусловно, скорость нагрева была значительно выше, но пользоваться таким утюгом было крайне опасно. Поэтому такие конструкции не получили дальнейшего развития. Утюг Сили, нагревающийся с помощью изолированной электрической спирали, оказался лучше по всем показателям и получил впоследствии всеобщее признание.
С 1892 года бытовые утюги, использующие электрическое сопротивление для нагрева (спираль), начались серийно выпускаться компаниями Crompton Co и General Electric Company.
Следующими революционными шагами в истории совершенствования конструкции утюга было изобретение терморегулятора и применение пара при глажении.
На первом электроутюге Сили уже был регулятор, но это был регулятор тока, а не температуры, и к тому же он был внешний - размещался непосредственно на электровилке. В начале 30-х годов ХХ века на утюгах стали применяться автоматические терморегуляторы на основе биметаллических пластин. Ниже на рисунке приведены фотографии нескольких автоматических непаровых утюгов, начиная с первого английского 1935 года и заканчивая утюгом 1970 года фирмы Roventa, которые отражают изменение дизайна в соответствии с изменением моды.



Фото с сайта Thermostat electric irons
Известно, что для хорошего глажения требуется, не только тепло, но и высокая влажность. Потребность в увлажнении ткани привела к использованию пара в процессе глажения. В первое время, в большинстве случаев, пар подавался через подошву утюга от внешнего парового котла. Это было дорогим удовольствием, которое было оправданным только для применения в больших масштабах, например, на фабриках в гладильных цехах. Поэтому, технология использования пара в домашних условиях не была доступна до 30-х годов ХХ века.
Одним из первых домашних паровых утюгов, который успешно продавался на рынке, был утюг Steemelectric. По существу - это был электрочайник с отполированной, плоской подошвой. Вода кипела внутри, производя пар, который испускался (эмитировал) через нижнюю пластину. У утюга отсутствовал терморегулятор, и он не мог использоваться для сухого глажения: пар присутствовал всегда.
Первым паровым утюгом с терморегулятором был утюг Steam-O-Matic model A-300, который стал серийно выпускаться с 1941 года. Конструкция была разработана Эдвардом Шреером (Edward Schreyer), который вслед за этим утюгом, создал, по совету дизайнера Брука Стивенса, обтекаемую образцовую модель В-300, что привело его к большому коммерческому успеху.
Паровой утюг Steam-O-Matic model B-300
Конструкции утюга Шреера были защищены несколькими патентами США (2178512, 2279179, 2238739) и стали основой для разработки всех последующих паровых утюгов. В утюге Шреера, для того чтобы получить пар, камера испарения находится в контакте с нагревательной плитой. Вода по трубопроводу подается из резервуара к камере испарения. Водяной пар, образующийся в камере испарения, выходит из утюга через отверстия, выполненные в поверхности подошвы. В этой ранней версии, паровые струи были сосредоточены в носике утюга.
Именно отверстия для выхода пара стали предметом острейшей конкурентной борьбы между производителями утюгов. Этот период их истории - середина ХХ века - даже получил свое название - "Дырявые Войны" (Holey Wars) . Например, фирма Proctor в то время начала рекламную кампанию, расхваливая свои утюги, имевшие 15 паровых струй. Дальше - больше. Дошло до того, что некоторые фирмы делали свыше 100 паровых отверстий, хотя индустриальный стандарт требовал, чтобы на утюге было не более 22 отверстий, расположенных равномерно по периметру нижней плиты.
В последующие годы, вплоть до конца 1980-х годов, конструкции утюгов продолжали совершенствоваться, хотя принципиальных изменений почти не происходило, даже в дизайнерских решениях. Однако, примерно с начала 1990-х годов, компании, выпускающие утюги, стали внедрять в конструкциях своих моделей множество новшеств, иногда незначительных, которые, тем не менее, очень сильно изменявших потребительские свойства изделий. Это типичный случай демонстрации закона перехода количества в качество, когда множество небольших изменений приводят к резкому изменению качества. Вопрос только в том, всегда ли нужно такое качество потребителю? К тому же, ведь есть еще такое понятие, как соотношение цена/качество. К сожалению, цена таких "навороченных" утюгов также революционно изменилась в сторону увеличения. Очень сильно изменился и внешний дизайн.
Какие же инновационные решения были внедрены в последние годы? Вот наиболее типичные из них: пар высокого давления, проникающий глубоко в ткань - так называемый "вертикальный пар"; пластмассовый корпус; электронная система терморегулирования; подошвы из нержавеющей стали с различными покрытиями и способами обработки; система очистки сопел от накипи и др.
Для примера, покажем, как реализованы эти нововведения в утюгах одного из мировых лидеров их производства немецкой фирмы Ровента (Rowenta Werke GmbH). Рассмотрим несколько утюгов из современного модельного ряда этой фирмы, представленных на её официальном сайте (на декабрь 2008 года). Модели расположены в порядке возрастания сложности, и соответственно, стоимости. Можно с уверенностью утверждать, что их можно без труда найти на полках в магазинах бытовой техники.

Практически у всех моделей, начиная с ранних, есть такие функции: защита от накипи; паровой удар до 85 г/мин; регулируемый “мягкий” пар 0-30 г/мин; вертикальный пар; самоочистка. Поражает разнообразие функций относящихся к пару, одни названия, которых у рядового потребителя могут вызвать если не шок, то, по крайней мере, уважительный трепет. А уж разобраться в сути этих нововведений стоя перед прилавком в магазине просто невозможно. Да и на официальном сайте объяснений всем этим явлениям нет. Чем это можно объяснить? Что это - полет конструкторской мысли или изыски маркетологов, которые в прямом и переносном смысле специально напустили тумана (т.е. пара)? Вероятно и то и другое. Хотя есть подозрение, что в современном мире бизнеса первую скрипку играет все-таки маркетинг.
У моделей высокой ценовой категории, кроме выше перечисленного, добавлены функции: электронное изменение температуры подошвы; самый мощный паровой удар на рынке утюгов – 180 г/мин; заостренный носик; автоотключение. И наконец, шедевр - подошва MICROSTEAM 400® из нержавеющей стали с покрытием PLATINUM или с обработкой laser® в которой расположены 400 ! микроотверстий для легкого глажения. Неужели “дырявые войны“ еще не закончены? Трудно сказать. Но создается впечатление, что Ровента продолжает в них участвовать.
Следует также обратить внимание на защищенность всех моделей утюгов фирмы, как объектов интеллектуальной собственности. Достаточно сравнить дизайнерские патенты США (промышленные образцы) D548914, D502792, D544165 и D560322 (см.ниже) с изображениями на предыдущем рисунке, чтобы понять в каких моделях используется тот или иной патент.
Но у Ровенты есть не только промышленные образцы, но и обыкновенные патенты. Только в США (по классу D06F75/00 - 40 - Ручные утюги) их около 30. Однако точно сказать какой патент, в какой модели используется уже гораздо сложнее. Возьмем, к примеру, патент Российской федерации RU2248420 – “Утюг с подачей пара в пульсирующем режиме” (также опубликованный как WO02/068748, US6807756, FR2821369 и др.). Вот выдержка из реферата:
“Утюг содержит средства приведения в состояние резонанса… системы воды и пара. Циклическое изменение давления воды и пара автоматически поддерживает среднее давление, превышающее то давление, которое соответствует столбику воды, находящейся в утюге”. 
Что это - паровой удар, регулируемый “мягкий” пар или вертикальный пар? Трудно ответить на этот вопрос не разобрав утюг, и не взглянув на его конструкцию. У кого есть желание (и лишние деньги) может сделать это самостоятельно. Хотя понятно, что все это скрыто от рядового потребителя специально, и является частью маркетинговой стратегии, характерной практически для всех производителей бытовой техники. Для специалистов, а тем более конкурентов, все это не является секретом. Поэтому, можно сказать, что, в целом, политика фирмы Ровента по защите интеллектуальной собственности проводится правильно и успешно.
Современный утюг - это не только электробытовой прибор. Это, по истине, произведение искусства, воплощение передовой конструкторской мысли и последних дизайнерских идей. А что же дальше? Очевидно, что утюг как инновационный продукт, вступил в свой третий этап совершенствования, который характеризуется практическим преобразованием самого изобретения, сопровождающееся непрерывным усовершенствованием, дополнением, развитием и увеличением числа вариантов исполнения. По мере совершенствования изобретения, этот этап приобретает самостоятельное значение и может продолжаться годами и, даже, десятилетиями. Стимулировать этот путь дальнейшего развития утюга будут не только спрос и конкурентная борьба между производителями, но и развитие науки, техники и технологии в целом, что позволить применить новые материалы и технологии. Примером такого использования последних достижений науки и техники может служить применение пьезоэлектрических распылителей для увлажнения изделий при глаженье путем подачи через подошву утюга мелкодисперсной жидкости. Подобные распылители широко применяются, в частности, в современных струйных принтерах, но массового применения в утюгах пока не наблюдается. Однако, выданных патентов на эту тематику уже довольно много (WO94/2311, DE4310273; WO98/07919, DE19735214, RU2149935; WO0242545, US6857209; JP5161798). Среди прочих преимуществ этого новшества – резкое сокращение расхода воды (8 г/мин), по сравнению с паровыми утюгами, у которых этот расход доходит до 180 г/мин (см. выше), и вероятно, электроэнергии. И самое главное - пара больше нет! Что это? Очередное революционное изменение или тупиковая ветвь в развитии утюга? Вероятно, на этот вопрос ответит только время…

Сomments:
Итак, размещаю первую статью. И посвящается она утюгу, вернее истории изобретения и развития электрического утюга. Данная статья ранее была уже опубликована в печатном издании - в украинском журнале Изобретатель и рационализатор, №4 (90) за 2009 год. Написана статья в соавторстве с Калюжным Валерием Вилиновичем, который в реестре патентных поверенных Украины числится под номером 156. Кроме того, он кандидат технических наук, доцент, изобретатель... и просто хороший человек.

Комментариев нет:

Отправить комментарий