真空瓶的发明｜影响世界的专利

詹姆士•杜瓦是剑桥大学教授和英国皇家学会会员，长期从事气体液化和低温现象研究。1880 年前后他开始研究液氧，1891 年他提出了液氧工业化生产的技术。为了保存这种液态氧，他发明了一种存储液态氧的容器，容器是双层玻璃的、胆壁上涂满水银，并且将两层壁间的空气抽掉形成真空。他将此项技术在英国申请了专利，并获得英国 GB439 号专利权，这一发明使他声名大噪，但是杜瓦的专利申请要求保护的范围仅涵盖抽去空气形成真空这一方法而不是将其制作成为相应的容器。他并没有意识到杜瓦瓶更广泛的用途，因此也没能从他的这项发明中获得利益。

杜瓦在试验中曾雇用了两名德国吹玻璃的工匠制作这种真空瓶。当年被杜瓦雇用的其中一位德国工匠赖因霍尔德•伯格（Reinhold Burger）发现了商机，在杜瓦发明的基础上他对真空瓶进行了改造，制造出了我们日常生活中最常见的日用品——保温瓶。为了有效保护自己的发明，伯格于 1903 年申请了德国专利，名称为“被两层真空壁包围的器皿”，并于 1909 年获得德国 DE170057 号专利权，如图 9-1、图 9-2 所示。该专利较杜瓦的发明的改进之处在于，在双壁形成的真空空腔中加入加固件，避免双层真空瓶壁因盛水等压力而爆破。在这份专利说明书中还指出，该容器作为保温瓶等日常用具在使用时应配装类似军用水瓶这样的外壳。这一技术改进，将真空瓶带入了寻常百姓家庭。

如这份专利说明书所展示的（图 9-2），下方为容器垂直剖视图，上方圆环为容器沿 A-B 截面的剖视图。容器的双层瓶壁具有镜面涂层，在双层瓶壁形成封闭的真空空腔的上下位置，设置有由石棉纸板或类似有弹性的导热性差的材料制成的衬垫，衬垫在空腔中与双层瓶壁轻轻相接触，且左右各有两条细线穿成串并固定，一条细线是环状的，另一条细线是直线状的。

1904 年，伯格和另一德国吹玻璃工匠决定成立一家公司，专门生产这种真空瓶。为此，他们还专门就这种真空瓶的品名举行了一场公开竞标活动。在活动中，一个慕尼黑居民提出从希腊词“therme”（热）衍变成“thermos”来命名这种真空瓶，即热水瓶。其后伯格将“Thermos”注册登记为商标。

由于伯格发明的这种真空瓶，仅相当于我们现在常见的热水瓶胆，其市场推广性还不是很理想。因此公司成立之后，为了生产出更受市场欢迎的产品，伯格不断改进技术。1906 年，他以“具有壁间真空空腔的双层壁容器”这一名称同时向德国、美国、法国和英国申请了专利。为了便于解读专利文献我们通过同族专利检索查到这项发明于 1907 年 12 月获得美国 US872795 号专利权。从这份美国专利说明书中我们了解到，伯格这项技术的发明点是设置于双层壁间的加固垫块不再用细线和细线环固定，代之以玻璃瓶壁的不同凹、凸方式或凹、凸环来固定热传导性差的弹性材料，如石棉、软木垫块或环，从而对真空双层容器进行加固，如图 9-3、图 9-4、图 9-5 所示。

如这项专利说明书附图所示（图 9-5），一种野外瓶的侧视图，分别为该瓶的垂直剖视图，以及为在设有垫块处截面的剖视图。加固块由凸出部分定位，防止该加固块产生位移，从而形成内外壁之间的加固作用。凸出部分是在玻璃双层壁容器吹制中形成的。真空双层壁容器具有诸如用金属板或皮革制成的外壳，该外壳装有提带，真空双层壁容器的底部坐落在外壳底面上设置的弹性衬座上，真空双层壁容器的颈部与外壳之间围填有弹性环。真空双层壁容器口设有中空玻璃塞头，塞头上半部的帽中为热传导性差的材料，塞头可借助于盖往下压。这个盖设有内螺纹与外壳上部的外螺纹吻合连接，通过螺旋调节盖的下旋位置，从而调节塞头的下压力，弹性衬垫使塞头压紧在真空双层壁容器口的上缘上，使之与外界隔绝。盖还可作为杯子使用。

这些对真空瓶的技术改进，使伯格的 Thermos 公司的产品有了更为广大的市场。Thermos 公司在随后的几十年间申请了 100 多件与真空瓶相关的专利，专利申请国家主要集中在工厂所在地——美国、英国、加拿大，在德国和瑞士有少量申请。20 世纪 20 年代末，Thermos 公司实现了真空瓶的工业化生产，相继获得了多项专利，例如名称为“双层玻璃容器的加工设备”的专利发明，1929 年获得美国 US1735027 号专利权、1930 年获得法国 FR673216 号专利权。Thermos 公司还致力于真空瓶的多种应用，例如用于盛装冰块的大口型保温容器，如图 9-6、图 9-7 所示，于 1937 年获得名为“隔热容器”的美国US2102164 号专利权。

一百多年过去了，詹姆士•杜瓦的发明仍在实验室中被广泛使用，实验人员用杜瓦瓶来装运、储存低温液体。而伯格对杜瓦发明的改进使真空瓶的功能更为多样，得到更为广泛的应用，成为人类日常生活中不可或缺的生活用品。

本文来源：国家知识产权局返回搜狐，查看更多