История пылесоса уходит корнями в далекое прошлое, когда для очистки ковров и мягкой мебели использовались такие примитивные инструменты, как колотушки и веники. Однако традиционно, в описаниях эволюции пылесосов, древние методы часто опускаются, и внимание сосредотачивается на механических подметальных машинах (sweeping machines). Это имеет определенное оправдание, поскольку первые пылесосы действительно представляли собой механические щетки с вентилятором, приводимые в движение вручную. Причины того, почему историки техники зачастую ориентируются на британские и американские источники, также ясны.
В Великобритании патентное право начало развиваться с 1709 года при правлении королевы Анны Стюарт и стало первым в мире, нацеленным на получение материальной выгоды для изобретателя после публичного объявления о его изобретении. В то время как в других европейских странах, например, в Италии, патенты того времени были более закрытыми и часто не содержали полной информации о сути изобретения, что служило защитой от пиратского копирования. Это позволило британским и позднее американским патентам на механические щетки для ковров стать гораздо более доступными для исследователей, в отличие от патентов, выданных в странах континентальной Европы, где поиск аналогичных инноваций зачастую сопряжен с трудностями.
В исторической литературе часто упоминается патент англичанина Джеймса Хьюма, который в 1811 году получил право на первую механическую машину для подметания полов. Это устройство представляло собой коробку с колесиками, которую толкали по полу. Система колес и шестеренок приводила в движение вращающуюся щетку, которая собирала мусор и переносила его в мусоросборник, расположенный внутри корпуса устройства.
Однако претензия Хьюма на приоритет в данном изобретении спорна. Внимательное изучение патентной заявки, опубликованной в майском номере британского *Philosophical Magazine* в 1811 году, показывает, что в патенте указано не на создание совершенно нового устройства, а на его усовершенствование. Хьюм улучшил уже существующую концепцию механической щетки для уборки, что делает его патент скорее примером улучшения предыдущих моделей, чем принципиально нового изобретения.
Вполне вероятно, что многие умельцы до Хьюма уже разрабатывали аналогичные механизмы. Даже если патенты на эти изобретения были получены не в Великобритании, их число достигает десятков, и многие из них сохранились в архивах до сих пор. Например, в 1858 году в Великобритании и США было выдано три патента на усовершенствование щетки Хьюма.
Однако, несмотря на наличие патентов, большинство этих ранних подметальных машин не пользовались коммерческим успехом. Причиной тому служила их низкая эффективность и неудобство в использовании. Для того чтобы собрать мусор с ковра или пола, было проще использовать традиционные методы — веник и щетку, чем возиться с громоздкими агрегатами, которые требовали сложных действий, таких как мытье пола после использования устройства или частичная уборка вручную.
Идея оснащения механической щетки вентилятором для сбора пыли также была разработана. Эта концепция также была известна многим мастерам, однако значимым этапом в истории техники стало изобретение механической щетки с вентилятором, который вращался вручную с помощью ременной трансмиссии. Эту модель предложил Айвс Макгаффи из Чикаго, запатентовавший устройство под названием "Вихрь" («Whirlwind») в 1869 году (патент США №91145). В названии была удачно подчеркивалась эффективность работы устройства, а его функциональные особенности привели к тому, что «Вихри» стали популярными и стоили $25 — значительную сумму для того времени. Люди покупали их за удобство, низкий вес и способность эффективно очищать ковры.
В патентной заявке Макгаффи говорилось о том, что использование метел и щеток для чистки ковров было нежелательно, так как эти инструменты не только повреждали ворс, но и поднимали пыль, в то время как более крупные частицы оставались в ковре. В ответ на эти проблемы, Макгаффи предложил решение, заключавшееся в использовании сильного воздушного потока для подъема пыли, которая затем направлялась в пористую камеру, где она задерживалась, а воздух выходил наружу. Для этой камеры использовался джутовый мешок, который позже стал известен как "волынка на метле".
Однако, за несколько лет до "Вихря" Макгаффи был запатентован другой, менее успешный, механизм — щетка для ковров Огастеса Кери из Массачусетса (патент США №22448, 1859 год). Его устройство также использовало вентилятор, но вместо всасывания пыль сдувалась с ковров, что не дало его изобретению популярности, несмотря на идею легкости и простоты эксплуатации.
Еще одним интересным моментом является фигура самого Огастеса Кери. Историки технику упоминают только его имя в связи с этим патентом. Однако в те же годы в Массачусетсе жил его полный тезка, также Огастес Кери, который был избран в Сенат штата и был вовлечен в коррупционный скандал. С учетом редкости этого имени в то время и совпадения инициалов, можно предположить, что именно он, неудачливый сенатор, занимался изобретением устройства для чистки ковров.
Одним из самых ранних изобретений пылесосов, приближенных к современному пониманию этого устройства, является модель Дэвида Хесса из штата Айова (1860 год). Его конструкция использовала меха, сжимание и растяжение которых создавали перепад давления, позволяющий всасывать пыль в устройство. Пылесос Хесса оставил значительный след в истории, несмотря на то, что его конструкция была неудобной и трудоемкой в эксплуатации. Этот пылесос, по сути, стал предшественником современных барботажных пылесосов, которые используют воду для фильтрации воздуха.
Примечательно, что пылесос Хесса имел методику, которая позволяла ему эффективно удалять пыль из воздуха в помещениях. Однако из-за сложности эксплуатации и тяжелых конструктивных особенностей, устройство не получило широкого применения в быту, а его место в истории техники было закреплено в музеях и коллекциях.
В 1870-е годы в истории развития пылесосной техники произошло важное разделение. Одним из направлений стало совершенствование подметальных машин, не использующих вентиляторы, мехи или другие устройства для создания вакуума. Иными словами, это был путь улучшения механической щетки, предложенной Хьюмом. Примером успешной реализации этого подхода является щетка Биссела. Мелвилл Биссел, владелец посудной лавки из Мичигана, который был вынужден справляться с постоянной уборкой соломы и других остатков упаковки фарфора, получил патент США № 182346 на «Усовершенствование подметальных машин для ковров», в котором была описана современная механическая щетка для уборки полов и ковров.
Семейный бизнес Биссел процветал: они продавали щетки по полтора доллара за штуку, а в дальнейшем построили фабрику в родном Гранд-Рапидсе, увеличив ее производительность до тысячи щеток в день. История о том, как Мелвилл был вынужден изобрести щетку под влиянием постоянных замечаний жены, сохраняется в народных легендах, однако важно отметить, что после его смерти его жена возглавила компанию и стала одной из первых женщин-генеральных директоров крупных корпораций. На данный момент компания Bissell Inc. продолжает свою деятельность и занимает около 20% американского рынка бытовой химии для уборки помещений.
Вторая важная ветвь развития пылесосов была связана с созданием мощных аппаратов, в которых использовались различные способы обеспечения перепада давления для эффективного всасывания пыли. Одним из таких примеров является пылесос «Малышка Дейзи» (Baby Daisy), представленный в 1890 году. Это устройство, изобретенное во Франции, но производившееся в Англии, весило около 40 кг и требовало усилий двух операторов: один из них качал рычаг для работы вакуумного насоса, а другой с гибким шлангом использовал пылесос. В те же годы были предложены другие подобные устройства весом от 20 кг до 100 кг, все они также требовали двух операторов для работы.
Несмотря на то что такие пылесосы сегодня кажутся архаичными, историки науки утверждают, что это было логичное развитие технологий своего времени. Хотя нагнетательные насосы были известны с II века до н. э., когда Ктесибий из Александрии создавал свои устройства, разрежающие насосы, как элемент вакуумной технологии, появились только в XVII веке благодаря усилиям Отто фон Герике, который в 1654 году продемонстрировал магдебургские полушария и продвинул науку о вакууме.
Еще одним примером большого и мощного пылесоса конца XIX века стал «Пневматическое устройство для уборки ковров» с паровым двигателем, изобретенное Джорджем Каммингсом из Нью-Йорка в 1891 году (патент США № 460935). В своей патентной заявке Каммингс описывал устройство, использующее мощный вентилятор, соединенный с паровой машиной, установленной в здании, и предназначенное для уборки в гостиницах и других крупных зданиях. Его пылесос оказался настолько мощным, что требовал применения специальных предохранительных роликов для предотвращения слишком сильного всасывания.
В эти же годы на рынке появились другие варианты, использующие паровую или бензиновую энергию, включая пылесос Джона Термена из Сент-Луиса (патент США № 634042), который построил бензиновый пылесос, способный перемещаться от дома к дому, предлагая услуги по уборке за 4 доллара.
В 1901 году британский инженер Хьюберт Бут изобрел аналогичный пылесос с поршневым насосом, который работал от двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Он назвал его «Пыхтящий Билли», и его шум был весьма громким. Чуть позже Бут создал более компактную версию, использующую электрические помпы, но по-прежнему шумный. На этом этапе история пылесосов с ручным приводом и паровыми или бензиновыми моторами подошла к концу. С развитием электродвигателей в начале XX века на рынке появились более компактные и мощные электропылесосы.
Историческая веха в развитии пылесосов была достигнута с изобретением «всасывающей подметальной машины для ковров» Джемса Спенглера из штата Огайо, который в 1907 году получил патент США № 889823A. Спенглер, согласно известной истории, страдал астмой и подрабатывал уборщиком в гостинице, где и был вынужден изобрести электропылесос.
Логика здесь ясна: если изобретение усовершенствованной щетки компании Bissell было вызвано непрекращающимся ворчанием жены основателя, то для Джемса Спенглера стимулом стало тяжелое материальное положение и проблемы со здоровьем, в частности астма. Что касается астмы, то это подтверждается упоминанием Спенглера в книге «Asthma: The Biography» из серии монографий Оксфорда «Биографии болезней» (Biographies of Diseases). Однако есть важное уточнение.
Оба случая являются достоверными, но не в полном объеме. Основные события касаются двух крупных компаний, лидеров в своей области, и использовались как элементы пиара их продукции, что является важным аспектом. История с женой основателя Bissell уже была рассмотрена, а что касается Спенглера, то он пытался создать собственное предприятие и даже привлек инвестора. Однако производственные мощности его компании были настолько малы, что бизнес по сборке пылесосов не мог выйти за пределы нескольких единиц в неделю. В конечном итоге бизнес Спенглера был выкуплен мужем его кузины, Уильямом Гувером, который основал компанию Electric Suction Sweeper Company. Вскоре название «гувер» стало нарицательным для пылесоса в англоязычных странах, вытеснив само слово «пылесос» из повседневной речи.
Спенглер продолжил работать в компании, заняв должность главного инженера, однако все его последующие патенты уже оформлялись на новое юридическое лицо — Electric Suction Sweeper Co. (с 1915 года — Hoover Suction Sweeper Co.). Сегодня, после ряда слияний и поглощений, пылесосный бизнес компании Гувер входит в состав китайской корпорации Haier Group, которая занимается производством бытовой техники и электроники, а её штаб-квартира расположена в Циндао, провинция Шаньдун).
При сравнении чертежей, приложенных к патентным заявкам, становится очевидным, что конструктивное решение электропылесоса Спенглера 1907 года имело схожесть с электропылесосом, разработанным Корин Дюфур в 1900 году (патент США № 664135). Первая существенная разница заключалась в наличии щеток под вентилятором у Дюфур, которые поднимали пыль, в то время как Спенглер отказался от них, оставив только вентилятор. Вторая разница — пылесборник: у Дюфур использовалась влажная губка внутри корпуса, тогда как у Спенглера был тканевый мешок, подвешенный на ручке пылесоса, аналогичный тому, что использовался в вентиляторном пылесосе с ручным ременным приводом «Вихрь» Макгаффи 1876 года.
В итоге, первый «гувер» Спенглера можно рассматривать как гибрид пылесоса Макгаффи и электропылесоса Дюфур, и их внешнее сходство тоже заметно. Но в то время как биография Спенглера и его родственников известна, информация о Корин Дюфур остается весьма ограниченной. Будет любопытно узнать, что побудило женщину к изобретательству в годы, когда сексизм считался нормой, и понятие гендерного равенства еще не существовало. Однако в отличие от Спенглера, у Дюфур не было предприимчивого зятя, а ее имя до сих пор не привлекло большого интереса у историков техники.
Если же рассматривать приоритеты и решения Дюфур и Спенглера с практической точки зрения, то пылесборник в виде влажной губки у Дюфур был довольно неудачным выбором. Мыть губку после использования было гораздо сложнее, чем вытряхивать матерчатый мешок. Щетки, вращавшиеся под вентилятором у Дюфур, также были излишними и усложняли конструкцию, повышая её стоимость.
Несмотря на это, гораздо больше мы знаем о Дэвиде Кенни, изобретателе ранних электропылесосов, который, к сожалению, так и остался в тени истории. Недавняя ревизия его патентов вызвала настоящий интерес в научных кругах. Оказалось, что семь патентов Дэвида Кенни, полученных им в период с 1903 по 1907 год, оказали огромное влияние на развитие пылесосостроения на несколько десятилетий, сформировав основы современных бытовых пылесосов.
Это открытие привлекло внимание историков техники к личности Кенни, что стало поводом для изучения его патентной истории. Судебные разбирательства того времени по поводу его патентов уже сами по себе являются предметом интереса, поскольку они показывают острую борьбу на рынке ранних пылесосов.
Кенни начал свой бизнес с небольшим капиталом в $500 и основал собственную компанию Vacuum Cleaner Company. Тем не менее, он так и не стал лидером в производстве пылесосов, и его энергия была сосредоточена на судебных разбирательствах. Кенни активно боролся за свои патенты, подавая иски о нарушении авторских прав, но в 1909 году отказался от собственного производства в пользу лицензирования патентов.
Впоследствии лицензиаты его патентов продолжили борьбу за права на использование технологий. Например, в процессе суда между компаниями Vacuum Cleaner Co. и American Rotary Valve Co. в 1915 году рассматривался вопрос о патенте Кенни № 847947, который ответчик пытался признать недействительным. В ходе судебного разбирательства было установлено, что компания Кенни с 1909 года получила около $270 000 в виде лицензионных сборов — что эквивалентно примерно $9 миллионам по нынешнему курсу.
Кенни, благодаря своим патентам, стал очень состоятельным человеком и активным благотворителем. Это также привело к созданию в 1919 году Ассоциации производителей пылесосов (Vacuum Cleaner Manufacturers' Association), которая полностью состояла из лицензиатов его патентов.
К середине 1930-х годов пылесосы приобрели современный вид, а мировой рынок пылесосов стабилизировался, и патентные войны поутихли. В последние десятилетия наблюдается новый рост изобретательства, связанного с роботизацией пылесосов, хотя принципиальные изменения в конструкции самих пылесосов отсутствуют. Возможные революционные устройства, использующие другие физические принципы (например, электростатику), могут представлять собой совершенно другие устройства, не относящиеся к пылесосам.
Что касается праматери пылесоса — колотушки для ковров, то ее усовершенствование продолжается до сих пор. С развитием патентного права стали появляться патенты на инновационные устройства для выбивания ковров (carpet beaters). На сегодняшний день можно найти множество патентов, касающихся этих устройств, включая новинки последних лет, такие как колотушка, которая сама начинает колотить ковры, если только ее поднести к ним.