Таблица 3.1.
Изобретение
Изобретение, как и все остальные виды ИПС – это с одной стороны результат тволрческой деятельности человека, а с другой – это техническое решение, предлагающее новый способ (технологию) изготовления определенного материального объекта или конструкции объекта (устройства), или состава материала для изготовления объекта (вещество) [1,2]. Таким образом, прежде чем то или иное простое или сложное изделие было создано первоначально оно было изобретено. В таблице 3.1 представлены наиболее выдающиеся изобретения и их авторы, которые в ХIХ веке создали новые виды промышленных изделий, которые широко используются и развиваются в ХХI веке.
Изобретения ХIХ века, их авторы и современное промышленное использование
Год | Объект изобретения | Авторы, страна | Использование в ХХI в. |
паровоз | Джордж Стефенсон, Англия | тепловозы | |
велосипед | Вильгельм фон Драйс, Германия | велосипеды | |
двигатель, работающий на спирте и скипидаре | Сэмюэль Мери, н.д. | двигатель, работающий на биотопливе | |
лампа накаливания | Ладыгин А.Н. Россия | лампы накаливания | |
двигатель, работающий на дизтопливе из нефти | Рудольф Дизель, Германия | велосипеды | |
фотография | Луи Жак Дагер, Франция | фотоаппараты | |
кинематограф (синематограф) | Братья Луи и Огюст Люмьер, Франция | киноиндустрия | |
швейная машинка с иголкой, имеющей «ушко» возле ее острой части | Уоллтер Хат, США | швейное производство | |
пишущая машинка | Франсуаза Ксавьер Проген, Франция | печатающие устройства | |
четырехколесный автомобиль | Готлиб Даймлер, Германия | автомобили | |
телефон | Антонио Меуччи | телефоны | |
радиоприемник | Александр Попов, Россия | радиосвязь | |
первый построенный самолет | Алнксандр Можайский, Россия | основные элементы конструкции самолетов | |
самолет на бензиновом двигателе | Райт Уилбер, Райт Орвил, США | самолеты на бензиновом двигателе |
Изобретение это продукт интеллектуального творчества в виде технического решения, имеющего мировой уровень новизны, существенно улучшающее технические или экономические показатели объекта и являющиеся промышленно полезным [2]. После создания первого изделия (табл.3.1) оно непрерывно улучшалось другими авторами технических решений. Например, на рис.3.1 представлена эволюция конструкции велосипеда и авторы изобретений по их созданию в период 1816-2000 гг. [3].
|
|
Рис.3.1. Эволюция велосипеда (самоката): а – «Деревянная лошадка», Англия (1817); б – дрезина Карла Вильгельма фон Драйса, Германия (1816); в – трехколесный венлосипед Исаака Самуэля, США (1860); г – велосипед Мишо, Франция (1860); д – велосипед учителя гимназии Трефоз, Германия (1869); е – безопасный велосипед «Ровер Сейфти», США (1890-е); ж - четырехколесный велосипед-тандем трехместный, Франция (1890); з – «велосипед будущего», Англия (1946); и – трех-двухколесный детский велосипед Скотта Шима, США (нач. 2000-х).
|
|
Наиболее экономически успешным, разносторонним и эффективнным по промышленному использованию созданных изобретений в мире, можно назвать руководителя первой американской промышленно-исследова-тельской лаборатории Томаса Эдиссона (1847-1931). Он совместно с сотрудниками стал автором ~1100 изобретений преимущественно в области электротехники: совершенствовал телеграф, телефон, лампу накаливания, изобрел фонограф, построил первую в мире электростанцию и др. Чтобы понять, как улучшаются технико-экономические и эстетические показатели конструкции при осуществлении изобретательской деятельности, рассмолтрим этот процесс на примере совершенствования простого устройства в виде посуды для приготовления пищи – кастрюли с крышкой.
До 1976 г. была известна конструкция посуды (кастрюли), которая выполнялась из нержавеющей стали, имела ровную толщину стенок и предназнчалась для приготовления пищевых продуктов с доливом воды.
Недостаток указанной конструкции – быстрый нагрев и быстрое охлаждение посуды, образование и утечки пара от большого объема кипящей воды, возможность образования пищевого пригара на внутренней части дна посуды. В 1976 г. в Германии разработана конструкция посуды, у которой стенки емкости выполнялись двухслойные – внутренняя из нержавеющей стали, наружная – из теплопроводного материала.
В этой конструкции посуды прогрев происходил более равномерно, а готовая пища дольше оставалась теплой. Однако производство посуды стало более трудоемким из-за наличия в ней наружного слоя 5 из теплопроводного материала, располагающийся по всей поверхности металлической емкости 1.
В 1985 г. в России зарегистрировано изобретение, в котором с целью упрощения изготовления посуды и уменьшения возможности пригорания пищи слой теплопроводного материала располагался на высоте 30-35 % от высоты металлической емкости, а толщина стенок и днища составляла 20-30 % от суммарной толщины слоя теплопроводного покрытия.
Конструкция металлической емкости состояла из двух сварных элементов, так как нижнюю часть высотой h изготавливали на прессе с усилием 630 т совместно со слоем алюминиевого деформированного сплава АДО, а затем приваривали аргонно-дуговой сваркой к цилиндрической части металлической емкости. Эти операции существенно увеличивают стоимость и трудоемкость изготовления посуды. Кроме того посуда имела низкий уровень дизайна.
В период 1995 г. на рынке стран СНГ появилась импортная посуда компании «Цептер-интернационал» (Швейцария), в которой пища приготавливалась при темпмературе 60-75 °С без воды и жиров. Конструкция этой посуды не патентовалась в России и Украине. В ряде стран Западной Европы запатентован вариант этой посуды, работающей под давлением 1 атм. и температуре 120 °С. В основу указанной конструкции положен немецкий патент 1991 г., согласно которому посуда имеет отогнутые под некоторым углом фланцы, ее крышка дополнительно снабжена замком, который обеспечивает перемещение крышки из открытого положения в положение, при котором фланцы крышки и емкости герметично согнуты, что обеспечивает работу посуды под давлением. Технология приготовления пищи без воды и жиров при температуре 60-75 °С является ноу-хау компании «Цептер», как и особенности конструкции посуды, позволяющие приготавливать пищу без воды и с высокими органолептическими свойствами. Недостатком указанной посуды была высокая стоимость. Например, на период 1997 г. стоимость комплекта посуды, включающий 2-3 кастрюли и сковородку с толстым (~ 10 мм) теплоаккумулирующим дном, составляла 1319-2900 долл. США. Другим ограничением при изготовлении указанной посуды являлось необходимость применения специального пресса с усилием 1200 т для получения слоистого трехслойного дна на металлической емкости.
|
|
Посуда имела высокий уровень дизайна, а ее стоимость в период до 2006 г. была существенно снижена из-за появления на рынке конструкций-аналогов из Германии. Для возможности изготовления указанной посуды в Украине без использования отсутствующего на отечественных предприятиях дорогостоящего пресса усилием 1200 т., в 2006 г. предложено новое техническое решение и выдан патент на конструкцию посуды с дном, которое изготавливалось методом литья отдельно от металлической емкости и соприкасалось с дном емкости с возможностью перемещения [4]. Дальнейшие развитие указанной конструкции посуды (рис.3.2) и способа (технологии) приготовления пищи получило в Одесской национальной академии пищевых технологий, где в 2009-2010 г. по результатам НИОКР получены два патента на конструкцию посуды и разработана технологическая инструкция на приготовление различных блюд из овощей при температуре ~85 °с без воды и экономией до 50 % тепловой энергии [5].
Рис. 3.2. Конструкция кастрюли, предложенная в ОНАПТ
Техническая сущность изобретения отражается в его форме. Например, вот как выглядит формула иобретения и конструкция посуды, которая содержит основные элементы (крышку, металлическую емкость, фланцы), как и посуда, однако имеющая существенные отличия в виде новой конструкции дна по
патенту, выданному в Украине [4].
Посуда для тепловой обработки пищевых продуктов, содержащая металлическую емкость, крышку, теплопроводный металл, размещенный под днищем емкости, отличающаяся тем, что теплопроводный металл, размещен под днищем емкости с возможностью раздельного перемещения емкости и теплопроводного металла.
|
|
Объект ИПС в виде полезной модели отличается от изобретения тем, что она имеет не мировую новизну, а локальную, например только в Украине.