RU194343U1

RU194343U1 - Iron

Info

Publication number: RU194343U1
Application number: RU2019128012U
Authority: RU
Inventors: Булат Малихович Абдрашитов; Алижан Татлы; Евгений Геннадьевич Корсаков; Магомед Бесланович Зайнутдинов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "НАК инжиниринг"
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-09-05
Publication date: 2019-12-06

Abstract

Полезная модель относится к ручным электрическим утюгам. Требуемый технический результат, заключающийся в уменьшении энергетических потерь и повышении безопасности использования, достигается тем, что в конструкции утюга в качестве источника тепловой энергии используются инфракрасные светодиоды, преобразующие электрическую энергию в инфракрасное коротковолновое излучение, направленное в сторону гладильной поверхности подошвы, выполненной из прозрачного для коротковолнового инфракрасного излучения материала. 3 з.п. ф-лы.The utility model relates to hand-held electric irons. The required technical result, which consists in reducing energy losses and improving safety of use, is achieved by using infrared LEDs as a source of thermal energy in the iron design, which convert electrical energy into infrared short-wave radiation directed towards the ironing surface of the sole made of transparent for short-wave infrared radiation material. 3 s.p. f-ly.

Description

Полезная модель относится к ручным электрическим утюгам.The utility model relates to hand-held electric irons.

Большинство известных конструкций электрических утюгов содержат электрические резистивные нагреватели, принцип действия которых основан на выделении тепла при прохождении электрического тока через проводники высокого сопротивления по закону Джоуля-Ленца. Электронагреватели изготавливаются в виде спиралей, лент или пластин. Далее тепловая энергия передается на подошву утюга.Most of the known designs of electric irons contain electric resistive heaters, the principle of which is based on the release of heat during the passage of electric current through high-resistance conductors according to the Joule-Lenz law. Electric heaters are made in the form of spirals, tapes or plates. Next, thermal energy is transferred to the sole of the iron.

Данные решения в области электрических утюгов имеют серьезные конструктивные и потребительские недостатки.These solutions in the field of electric irons have serious design and consumer flaws.

Во-первых, все традиционные электронагревательные резистивные элементы и, соответственно, подошвы утюгов являются инерционными. Прежде всего, это касается процесса охлаждения подошвы утюга.Firstly, all traditional electric heating resistive elements and, accordingly, the soles of irons are inertial. First of all, this applies to the cooling process of the soleplate.

Во-вторых, нагретая поверхность подошвы утюга представляет большую опасность - от ожога до пожара.Secondly, the heated surface of the soleplate is very dangerous - from burns to fire.

В-третьих, конструкции подобных электрических утюгов являются неэффективными с энергетической точки зрения, так как значительная часть электрической энергии расходуется на нагрев электронагревательного резистивного элемента. И лишь небольшая часть энергии идет на нагрев подошвы утюга, а от подошвы еще меньшая часть энергии поступает уже на разглаживаемую ткань.Thirdly, the designs of such electric irons are inefficient from an energy point of view, since a significant part of the electric energy is spent on heating an electric heating resistive element. And only a small part of the energy goes to heat the sole of the iron, and from the sole even a smaller part of the energy is already supplied to the smooth fabric.

Патент [RU 2677079, С2, D06F 75/00, 08.06.2017] описывает конструкцию утюга, содержащего резистивный электронагреватель.Patent [RU 2677079, C2, D06F 75/00, 06/08/2017] describes the design of an iron containing a resistive electric heater.

Определенная часть известных конструкций утюгов для получения тепловой энергии использует индукционный нагрев, при котором нагревание электропроводящей подошвы утюга, как правило, металлической, осуществляется вихревыми токами, генерируемыми индуктором. Энергетическая эффективность данного типа утюгов выше, чем у утюгов, использующих резистивный нагрев.A certain part of the known designs of irons uses induction heating to produce thermal energy, in which the heating of the conductive sole of the iron, usually metal, is carried out by eddy currents generated by the inductor. The energy efficiency of this type of irons is higher than that of irons using resistive heating.

Однако данные решения в области электрических утюгов также имеют серьезные конструктивные и потребительские недостатки.However, these solutions in the field of electric irons also have serious design and consumer flaws.

Во-первых, и при индукционном нагреве подошвы утюгов продолжают оставаться инерционными. Прежде всего, это касается процесса охлаждения подошвы утюга.Firstly, even with induction heating, the soles of irons continue to remain inertial. First of all, this applies to the cooling process of the soleplate.

Во-вторых, и при индукционном нагреве нагретая поверхность подошвы утюга представляет большую опасность - от ожога до пожара.Secondly, even with induction heating, the heated surface of the sole of the iron is of great danger - from burns to fire.

В-третьих, конструкции подобных электрических утюгов также являются неэффективными с энергетической точки зрения, так как только небольшая часть тепловой энергии от подошвы утюга поступает на разглаживаемую ткань.Thirdly, the designs of such electric irons are also inefficient from an energy point of view, since only a small part of the thermal energy from the sole of the iron is supplied to the ironed fabric.

Патент [RU 2559549, C1, D06F 75/08, 06.06.2007] описывает конструкцию утюга, имеющего подошву из индукционно нагреваемого материала, выполненную с возможностью нагрева от блока, включающего в себя, по меньшей мере, одну индукционную катушку.Patent [RU 2559549, C1, D06F 75/08, 06/06/2007] describes the construction of an iron having a sole of induction-heated material, configured to heat from a unit including at least one induction coil.

Наиболее близким техническим решением является система на основе лазерных диодов, предназначенная для прямой подачи теплового инфракрасного излучения с выбранной длиной волны для нагрева целевых компонентов [RU 2430832, С2, В29С 49/64, 10.10.2011].The closest technical solution is a system based on laser diodes, designed for direct supply of thermal infrared radiation with a selected wavelength for heating the target components [RU 2430832, C2, C29C 49/64, 10/10/2011].

Однако использование данного решения в конструкции утюгов не представляется возможным по следующим причинам. Лазерные диоды генерируют узконаправленное инфракрасное лазерное излучение. Для его гомогенизации с целью последующего использования в процессе глажки необходимо применять достаточно сложные оптические системы -например, расширители Галилея, интеграторы и т.д. В результате массогабаритные характеристики утюга за счет излишней сложности конструкции, а также сложность потребительской эксплуатации приведут к невозможности его использования в быту.However, the use of this solution in the design of irons is not possible for the following reasons. Laser diodes generate highly focused infrared laser radiation. For its homogenization for the purpose of subsequent use in the ironing process, it is necessary to use rather complex optical systems - for example, Galileo expanders, integrators, etc. As a result, the weight and size characteristics of the iron due to the excessive complexity of the design, as well as the complexity of consumer operation, will make it impossible to use it in everyday life.

Задачей, которая решается в полезной модели, является создание утюга, обладающего меньшими энергетическими потерями, то есть, большим коэффициентом полезного действия, и повышенной безопасностью использования.The problem that is solved in a utility model is to create an iron with less energy loss, that is, a greater efficiency, and increased safety of use.

Требуемый технический результат заключается в уменьшении энергетических потерь и повышении безопасности использования.The required technical result is to reduce energy losses and improve safety.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в утюге, содержащем корпус, а также закрепленную на корпусе подошву, имеющую гладильную поверхность, согласно полезной модели, в качестве источника тепловой энергии используются инфракрасные светодиоды (infrared LED's), преобразующие электрическую энергию в коротковолновое инфракрасное излучение, направленное в сторону гладильной поверхности подошвы, выполненной из прозрачного для коротковолнового инфракрасного излучения материала.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that, in the iron containing the body, as well as a sole mounted on the body having an ironing surface, according to the utility model, infrared LEDs are used as a source of thermal energy, which convert electrical energy in the short-wave infrared radiation directed towards the ironing surface of the sole, made of a material transparent to short-wave infrared radiation.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что, в качестве источника инфракрасного излучения используются инфракрасные светодиодные СОВ-матрицы с длиной волны (модой) излучения до 5 мкм, исполненные по технологии Multi-COB.In addition, the required technical result is achieved in that, as a source of infrared radiation, infrared LED COB matrices with a wavelength (mode) of radiation of up to 5 μm, made using Multi-COB technology, are used.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что в конструкции утюга предусмотрено использование датчиков (сенсоров) давления и движения. Соответственно, утюг будет включаться при надавливании и движении. И соответственно, автоматически отключаться при отсутствии надавливания и движения. В настоящее время имеется широкий выбор различных датчиков движения и датчиков давления. Технологии их использования в конструкциях утюгов известны из существующего уровня техники.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the design of the iron provides for the use of sensors (sensors) of pressure and movement. Accordingly, the iron will turn on when pressed and moved. And accordingly, automatically turn off in the absence of pressure and movement. Currently, there is a wide selection of different motion sensors and pressure sensors. The technologies for their use in the construction of irons are known from the existing level of technology.

Предложенный утюг используется следующим образом.The proposed iron is used as follows.

В корпусе утюга в качестве источника тепловой энергии используются инфракрасные светодиоды, преобразующие электрическую энергию в направленное коротковолновое (до 5 мкм) инфракрасное излучение.In the iron body, infrared LEDs are used as a source of thermal energy, which convert electrical energy into directed short-wave (up to 5 μm) infrared radiation.

Известные технологии СОВ (Chip-on-board) и Multi-COB позволяют обеспечить требуемый уровень мощности. Это излучение направлено в сторону гладильной поверхности подошвы. В качестве материала подошвы утюга целесообразно использовать материал с максимально высоким коэффициентом пропускания коротковолнового (до 5 мкм) инфракрасного излучения, чтобы тепловая энергия напрямую поступала через гладильную поверхность подошвы на изделие для глажки, не нагревая подошву утюга.The well-known COW (Chip-on-board) and Multi-COB technologies provide the required level of power. This radiation is directed towards the ironing surface of the sole. It is advisable to use material with the maximum transmittance of short-wave (up to 5 μm) infrared radiation as the sole material of the iron so that thermal energy directly enters the ironing product through the ironing surface of the sole without heating the sole of the iron.

Для изготовления подошвы утюга можно использовать германий или кремний - как в монокристаллической, так и в поликристаллической форме. Кроме того, для изготовления подошвы можно использовать также поликристаллические материалы, получаемые путем горячего прессования в вакууме смеси исходных порошков из соответствующих кристаллических материалов, известные под маркой «Иртран», которые по оптическим характеристикам в инфракрасном диапазоне являются аналогами кристаллов германия и кремния, а по термомеханическим свойствам значительно их превосходят.For the manufacture of the sole of the iron, germanium or silicon can be used, both in single crystal and in polycrystalline form. In addition, polycrystalline materials obtained by hot pressing in vacuum a mixture of the starting powders from the corresponding crystalline materials known under the Irtran brand, which are analogous to germanium and silicon crystals in terms of their optical characteristics in infrared and thermomechanical, can also be used to make the sole properties far surpass them.

Для производства подошвы можно также использовать и прозрачные в диапазоне 0,6÷14 мкм композиционные материалы ZnSe/ZnS. Для повышения механической прочности изделий из поликристаллического селенида цинка, получаемого химическим осаждением из газовой фазы, на их поверхность наносят тонкий (0,5÷1 мм) слой сульфида цинка. Это повышает одновременно и влагостойкость таких деталей. В настоящее время освоено производство заготовок из композита ZnSe-ZnS диаметром до 400 мм.ZnSe / ZnS composite materials transparent in the range 0.6–14 μm can also be used for the production of soles. To increase the mechanical strength of products made of polycrystalline zinc selenide obtained by chemical vapor deposition, a thin (0.5–1 mm) layer of zinc sulfide is applied to their surface. This increases the moisture resistance of such parts at the same time. Currently, production of blanks from ZnSe-ZnS composite with a diameter of up to 400 mm has been mastered.

К числу других современных материалов можно отнести SiC, из которого методом вакуумного химического осаждения удается изготавливать крупногабаритные изделия, прозрачные в инфракрасном диапазоне до 5÷6 мкм и стойкие к термическим, механическим и другим внешним воздействиям.Other modern materials include SiC, from which it is possible to produce large-sized products that are transparent in the infrared range up to 5–6 μm and resistant to thermal, mechanical, and other external influences by vacuum chemical deposition.

Все вышеперечисленные материалы (а также многие другие) наряду с высокой прозрачностью в инфракрасном диапазоне обладают высокой твердостью и механической прочностью. Высокая твердость предохранит поверхность подошвы от царапин и истирания, а высокая механическая прочность позволит существенно уменьшить толщину и вес подошвы.All of the above materials (as well as many others) along with high transparency in the infrared range have high hardness and mechanical strength. High hardness will protect the surface of the sole from scratches and abrasion, and high mechanical strength will significantly reduce the thickness and weight of the sole.

Важнейшее преимущество предложенного устройства заключается в том, что у него практически отсутствует инерционность, так как время срабатывания инфракрасных светодиодов измеряется микросекундами.The most important advantage of the proposed device is that it has practically no inertia, since the response time of infrared LEDs is measured in microseconds.

Другое важное преимущество настоящего устройства заключается в том, что светодиодный утюг не надо включать и выключать. С учетом практически полного отсутствия инерционности интерфейс утюга можно сделать максимально интеллектуальным и комфортным (smart iron). Утюг будет включаться при надавливании и движении. И соответственно, автоматически отключаться при отсутствии надавливания и движения. Данное преимущество устраняет возможность возникновения пожароопасной ситуации.Another important advantage of this device is that the LED iron does not need to be turned on and off. Given the almost complete lack of inertia, the iron interface can be made as intelligent and comfortable as possible (smart iron). The iron will turn on when pressed and moved. And accordingly, automatically turn off in the absence of pressure and movement. This advantage eliminates the possibility of a fire hazard.

Другое преимущество настоящего устройства заключается в том, что светодиодный утюг - это холодный утюг, так как тепловая энергия напрямую поступает на ткань, практически не нагревая подошвы. Данное преимущество практически полностью исключает возможность ожога и пожара, так как тепловая энергия напрямую поступает на ткань, практически не нагревая подошвы.Another advantage of this device is that the LED iron is a cold iron, since thermal energy directly enters the fabric, practically without heating the soles. This advantage almost completely eliminates the possibility of burns and fire, since thermal energy directly enters the fabric, practically without heating the soles.

Еще к одному преимуществу предложенного устройства следует отнести малые энергетические затраты, так как тепловая энергия в виде направленного коротковолнового инфракрасного излучения напрямую поступает на ткань, практически не нагревая подошвы. То есть, коэффициент полезного действия предложенного утюга намного выше, чем у традиционных утюгов.Another advantage of the proposed device should include low energy costs, since thermal energy in the form of directional short-wave infrared radiation directly enters the fabric, practically without heating the soles. That is, the efficiency of the proposed iron is much higher than that of traditional irons.

Преимущество настоящего технического решения состоит и в том, что режимы функционирования данного утюга достаточно просто перепрограммируются. В частности, это касается регулировки спектральных характеристик инфракрасного излучения - требуемой мощности и длины волны (моды) излучения.The advantage of this technical solution lies in the fact that the operating modes of this iron are quite simply reprogrammed. In particular, this concerns the adjustment of the spectral characteristics of infrared radiation - the required power and wavelength (mode) of the radiation.

Конструктивно-дизайнерское исполнение светодиодных утюгов аналогично конструктивно-дизайнерскому исполнению известных технических решений. Главное отличие - в качестве источников тепловой энергии используются коротковолновые инфракрасные светодиоды.The design of LED irons is similar to the design of well-known technical solutions. The main difference is that short-wave infrared LEDs are used as sources of thermal energy.

Лучшим вариантом полезной модели является использование СОВ-матриц, исполненных по технологии Multi-COB.The best option of the utility model is the use of COB-matrices made using Multi-COB technology.

Таким образом, в предложенном техническом решении достигается требуемый технический результат, заключающийся в уменьшении энергетических потерь и повышении безопасности использования.Thus, in the proposed technical solution, the required technical result is achieved, which consists in reducing energy losses and increasing the safety of use.

Claims

1. An iron comprising a body, as well as a sole mounted on the body having an ironing surface, characterized in that infrared LEDs are used as a source of thermal energy in the iron structure, converting electrical energy into short-wave infrared radiation directed towards the sole surface of the sole.

2. Iron according to claim 1, characterized in that the short-wave infrared COB-matrices made using Multi-COB technology are used as a source of thermal energy in the iron structure.

3. Iron according to any one of paragraphs. 1-2, characterized in that the soleplate is made of material having the highest transmittance of short-wave infrared radiation.

4. Iron according to any one of paragraphs. 1-2, characterized in that the design of the iron uses pressure sensors and motion sensors designed to automatically turn on and off the iron.