Патент США № 223898

Патент США № 223898 — это охранный документ, выданный Патентным ведомством США (United States Patent and Trademark Office) 27 января 1880 года на изобретение, известное как «Электрический инкубатор» (Electric incubator). Автором патента является американский изобретатель и предприниматель Томас Алва Эдисон (Thomas Alva Edison). Данный патент стал одним из ключевых в ранней истории электрификации сельского хозяйства и промышленного птицеводства, хотя его практическое применение в первоначальном виде было ограничено.

История создания

В конце 1870-х годов Томас Эдисон активно работал над усовершенствованием электрического освещения и параллельно экспериментировал с различными применениями электрического тока. Интерес к инкубации яиц возник у него в контексте поиска новых рынков для электроэнергии. В то время инкубаторы существовали, но они в основном отапливались керосиновыми лампами или горячей водой, что требовало постоянного контроля и было пожароопасным.

Эдисон, уже имевший опыт создания электрических нагревательных элементов для ламп накаливания, решил применить тот же принцип для поддержания постоянной температуры в инкубаторе. Патент № 223898 был подан 12 ноября 1879 года, а утверждён 27 января 1880 года. Это был период, когда Эдисон получал патенты на множество устройств, включая лампу накаливания (патент № 223898 был выдан буквально за несколько дней до патента на лампу с угольной нитью, хотя нумерация может вводить в заблуждение — патент на лампу был подан раньше, но утверждён позже).

Устройство и принцип работы

Согласно описанию патента, изобретение представляло собой замкнутый ящик (инкубатор), внутри которого размещались яйца. Основным нововведением было использование электрического нагревательного элемента, который регулировался автоматическим термостатом.

Основные компоненты по патенту:

1. Корпус: Изолированный деревянный или металлический ящик с двойными стенками для теплоизоляции.
2. Нагревательный элемент: Проволока с высоким сопротивлением (например, платиновая или угольная), намотанная на керамический или асбестовый каркас. При пропускании электрического тока она нагревалась до определённой температуры.
3. Термостат: Ключевой элемент. Эдисон использовал биметаллическую пластину (две пластины из металлов с разным коэффициентом теплового расширения, скреплённые вместе). При нагревании пластина изгибалась и размыкала электрическую цепь, отключая нагреватель. При остывании — замыкала цепь снова. Это обеспечивало поддержание температуры в диапазоне 37–40 °C.
4. Вентиляция: В патенте предусматривались отверстия для поступления свежего воздуха и удаления углекислого газа, выделяемого яйцами.
5. Увлажнитель: Ёмкость с водой, испарение которой поддерживало необходимую влажность внутри камеры.

Принцип работы:

Электрический ток подавался на нагреватель. Термостат автоматически включал и выключал нагрев, поддерживая заданную температуру. В отличие от керосиновых инкубаторов, не требовалось ручного регулирования фитиля или долива топлива. Вся система работала от динамо-машины или гальванической батареи.

Значение и критика

Патент № 223898 считается одним из первых в мире патентов на электрический инкубатор, однако его практическое внедрение столкнулось с рядом проблем.

Значение:

• Технологический прорыв: Впервые была предложена система автоматического регулирования температуры с помощью электричества и биметаллического термостата. Этот принцип впоследствии лёг в основу множества бытовых и промышленных устройств — от утюгов до холодильников.
• Демонстрация возможностей электричества: Эдисон показал, что электричество может быть использовано не только для освещения, но и для тонкого технологического процесса, такого как инкубация яиц.
• Влияние на сельское хозяйство: Хотя сам патент не привёл к немедленной революции, он заложил основу для развития промышленного птицеводства, которое стало возможным только с появлением дешёвой и надёжной электроэнергии.

Критика и недостатки:

• Надёжность: Электрические сети в 1880 году были крайне ненадёжны. Перебои с подачей тока могли привести к гибели эмбрионов. Керосиновые инкубаторы, несмотря на необходимость ручного контроля, были более автономны.
• Стоимость: Электроэнергия в то время была очень дорогой. Эксплуатация электрического инкубатора была экономически невыгодна по сравнению с традиционными методами.
• Безопасность: Ранние электрические системы были пожароопасны. Короткое замыкание могло не только убить яйца, но и сжечь постройку.
• Сложность: Для обслуживания требовались знания в области электротехники, что было редкостью среди фермеров того времени.

Дальнейшая судьба

Несмотря на патент, Эдисон не стал массово производить электрические инкубаторы. Его коммерческие интересы были сосредоточены на освещении, а затем на кинематографе и звукозаписи. Патент остался скорее техническим курьёзом, хотя и был зафиксирован в истории патентного права.

Только в начале XX века, после появления надёжных электрических сетей и более дешёвых нагревательных элементов (нихром), электрические инкубаторы начали вытеснять керосиновые. Однако в основе современных промышленных инкубаторов лежат те же принципы, что и в патенте Эдисона: автоматический термостат, вентиляция и увлажнение.

Интересные факты

• Патент № 223898 часто путают с патентом на электрическую лампу накаливания (№ 223,898 — это номер, но патент на лампу был утверждён позже, 27 января 1880 года, а подан раньше — 4 ноября 1879 года). Фактически, в один день Эдисон получил патенты на два совершенно разных устройства.
• В патенте указано, что изобретатель «не претендует на широкое использование электричества для нагрева, а лишь на конкретную комбинацию элементов для инкубации».
• В 1880-х годах Эдисон демонстрировал свой инкубатор на выставках, но он не вызвал большого интереса у фермеров.

Источники

1. United States Patent No. 223,898. "Electric Incubator". Patented January 27, 1880. Inventor: Thomas A. Edison.
2. Josephson, Matthew. Edison: A Biography. McGraw-Hill, 1959.
3. Israel, Paul. Edison: A Life of Invention. John Wiley & Sons, 1998.
4. The Papers of Thomas A. Edison. Volume 5: Research to Development at Menlo Park, January 1879 – March 1881. The Johns Hopkins University Press, 2004.
5. United States Patent and Trademark Office (USPTO) — база данных патентов.