RU198140U1 - STOP HEATING DEVICE - Google Patents
STOP HEATING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU198140U1 RU198140U1 RU2019132278U RU2019132278U RU198140U1 RU 198140 U1 RU198140 U1 RU 198140U1 RU 2019132278 U RU2019132278 U RU 2019132278U RU 2019132278 U RU2019132278 U RU 2019132278U RU 198140 U1 RU198140 U1 RU 198140U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- foot
- piezoelectric
- paragraphs
- foot according
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B7/00—Footwear with health or hygienic arrangements
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для обогрева стопы. Устройство для обогрева стопы, использующее пьезоэлектрический генератор и электрический нагревательный элемент, содержит несколько блоков пьезогенераторов, расположенных в разных опорных областях стопы, при этом каждый блок пьезогенераторов может содержать от одного до нескольких пьезоэлементов, расположенных как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной, образуя слои. Техническим результатом является улучшение эффективности, надежности, компактности, веса, комфорта и удобства использования устройства. 9 з. п. ф-лы, 4 ил.The utility model relates to devices for heating the foot. A device for heating the foot, using a piezoelectric generator and an electric heating element, contains several blocks of piezoelectric generators located in different supporting areas of the foot, while each block of piezoelectric generators can contain from one to several piezoelectric elements located both in the horizontal plane and in the vertical, forming layers. The technical result is to improve the efficiency, reliability, compactness, weight, comfort and usability of the device. 9 s P. f-ly, 4 ill.
Description
Полезная модель относится к устройствам для обогрева стопы (МПК: A43B 7/02 - обувь с обогревательными приспособлениями, A43B 7/04 - обувь с электрическими батареями и т.п. источниками тепла, A43B 7/34 - обувь с приспособлениями для защиты ног от жары и холода), к обуви с электрическими или электронными системами (СПК A43B 3/0005), а также к обувным стелькам (МПК A43B 17/00 - стельки для вложения). Полезная модель может быть интегрирована в конструкцию обуви или выполнена в виде отдельных стелек, используемых в сочетании с любой подходящей обувью. Полезная модель представляет собой автономное устройство для обогрева стопы, которое преобразует механическую энергию, выделяемую при давлении стопы на нижнюю часть обуви, в тепло за счет использования пьезоэлектрических генераторов и электрического нагревательного элемента.The utility model relates to devices for heating the foot (IPC:
Из предыдущего уровня техники известно техническое решение, которое раскрыто в патенте № US 20130247410 A1 (США, приоритет от 21.03.2012) МПК A43B 7/02 - «Heat-generating shoe» (Теплогенерирующая обувь).The technical solution is known from the prior art, which is disclosed in patent No. US 20130247410 A1 (United States, priority dated March 21, 2012) IPC
В нем, как и в заявленном устройстве, происходит преобразование механической энергии в тепло посредством электрогенератора и электрического нагревательного элемента. Но в отличие от заявленного устройства, используется генератор на базе индукционной катушки и магнитного сердечника, который имеет больший объем и вес, чем у пьезогенераторов. Это делает устройство малопригодным для использования в стельках и делает обувь более тяжелой. Из-за наличия подвижных механизмов устройство также менее надежно. Кроме того, в данном решении, в отличие от заявленного устройства, генератор находится только в пяточной части обуви, что делает систему генерации менее эффективной.In it, as in the claimed device, mechanical energy is converted into heat by means of an electric generator and an electric heating element. But unlike the claimed device, a generator is used based on an induction coil and a magnetic core, which has a larger volume and weight than piezoelectric generators. This makes the device unsuitable for use in the insoles and makes shoes heavier. Due to the presence of movable mechanisms, the device is also less reliable. In addition, in this solution, unlike the claimed device, the generator is located only in the heel of the shoe, which makes the generation system less efficient.
Известно другое техническое решение, раскрытое в заявке на патент № CN 109303374 A (Китай, приоритет от 26.07.2017) МПК A43B 7/04, A43B 3/00 - «A kind of heating shoes with piezo-electric generating and photovoltaic power generation» (Вид нагревающей обуви с пьезоэелектрическим и фотоэлектрическим генераторами).Another technical solution is known, which is disclosed in patent application CN 109303374 A (China, priority dated July 26, 2017) IPC
В этом устройстве, так же, как и в заявленном, используется пьезоэлектрический генератор, нагревательный элемент, но, в отличие от заявленного устройства, дополнительно применяется аккумуляторная батарея, фотоэлектрический генератор, расположенный на верхней поверхности обуви, микроконтроллер, выносной термодатчик и др. компоненты. Все это утяжеляет устройство, увеличивает его размеры и уменьшает надежность. Использование такого устройства в составе стелек для обычной обуви невозможно. Кроме этого, не определено расположение пьезоэлектрического генератора.In this device, as well as in the claimed one, a piezoelectric generator, a heating element is used, but, unlike the claimed device, an additional battery is used, a photoelectric generator located on the upper surface of the shoe, a microcontroller, an external temperature sensor, and other components. All this makes the device heavier, increases its size and reduces reliability. The use of such a device in the insoles for regular shoes is impossible. In addition, the location of the piezoelectric generator is not determined.
Наиболее близким техническим решением является устройство, описанное в патенте № KR 20100092292 A (Южная Корея, приоритет от 12.02.2009) МПК A43B 7/02, A43B 7/34, H05B 3/14 - «Heating device using piezoelectric ceramics and insole of shoe with the same» (Нагревающее устройство, использующее пьезоэлектрическую керамику и стелька для обуви с этим устройством). Принято за прототип.The closest technical solution is the device described in patent No. KR 20100092292 A (South Korea, priority 12.02.2009) IPC
В прототипе так же, как и в заявленной полезной модели, используется пьезоэлектрический генератор и электрический нагревательный элемент. Однако, как и в других аналогичных устройствах, размещение генератора предусмотрено только в задней части подошвы. В то время, как в заявленном устройстве размещение пьезогенераторов предусмотрено в нескольких опорных областях стопы.In the prototype, as in the claimed utility model, a piezoelectric generator and an electric heating element are used. However, as in other similar devices, the placement of the generator is provided only in the back of the sole. While in the claimed device, the placement of piezoelectric generators is provided in several supporting areas of the foot.
Также эта схема подразумевает обязательное использование двух аккумуляторных батарей, диодного выпрямителя и сглаживающего фильтра, которые в совокупности утяжеляют конструкцию, увеличивают ее объем, снижают надежность и повышают стоимость. Кроме того, в этом решении не предусмотрено отключение нагрева, при необходимости.Also, this scheme implies the mandatory use of two rechargeable batteries, a diode rectifier and a smoothing filter, which together make the structure heavier, increase its volume, reduce reliability and increase cost. In addition, this decision does not provide for the shutdown of heating, if necessary.
Перед авторами стояла задача создания легкого, надежного и недорогого устройства для обогрева стопы, применяемого в составе зимней/демисезонной обуви или отдельной стельки, которое не требует расходных материалов, внешних источников питания, а также специального ухода и иных дополнительных действий со стороны пользователя, в том числе - включения и отключения устройства.The authors were faced with the task of creating an easy, reliable and inexpensive device for heating the foot, used as part of winter / demi-season shoes or a separate insole, which does not require consumables, external power sources, as well as special care and other additional actions on the part of the user, including including - turning the device on and off.
Сущность полезной модели поясняется изображениями, на которых показано:The essence of the utility model is illustrated by images that show:
Фиг. 1 - Устройство полезной модели;FIG. 1 - The device of the utility model;
Фиг. 2 - Возможная схема подключения компонентов устройства;FIG. 2 - Possible connection diagram of device components;
Фиг. 3 - Проекция стопы на компоненты устройства;FIG. 3 - Projection of the foot on the components of the device;
Фиг. 4 - Пример использования полезной модели в виде стельки для обуви.FIG. 4 - An example of the use of a utility model in the form of insoles for shoes.
На Фиг. 1 показана схема размещения компонентов полезной модели. В передней части расположен резистивный нагревательный элемент 1. Рядом расположен передний блок пьезогенераторов 2. В задней части расположен задний блок пьезогенераторов 3.In FIG. 1 shows a layout of components of a utility model. In the front part there is a
В устройстве могут присутствовать дополнительные блоки пьезогенераторов, например, размещенные на внешней боковой стороне стопы. В конкретной реализации такой блок объединен с передним, но может быть выполненным и отдельным от него.The device may contain additional blocks of piezoelectric generators, for example, located on the outer side of the foot. In a specific implementation, such a unit is combined with the front, but can be made separate from it.
Каждый блок пьезогенераторов может состоять из одного или нескольких элементов. Если в блоке несколько пьезогенераторов, то они могут располагаться как в горизонтальной плоскости (2, 3 Фиг. 1), так и в вертикальной, образуя многослойную структуру. Слои пьезогенараторов могут отделяться друг от друга изоляционным материалом.Each piezoelectric generator block may consist of one or more elements. If there are several piezoelectric generators in the block, then they can be located both in the horizontal plane (2, 3 of Fig. 1), and in the vertical one, forming a multilayer structure. The layers of piezoelectric generators can be separated from each other by insulating material.
Благодаря такой структуре значительно повышается эффективность преобразования механической энергии от давления стопы в электрический ток.Thanks to this structure, the efficiency of converting mechanical energy from foot pressure to electric current is significantly increased.
От компонентов устройства 1, 2, 3 отходят парные проводники, которые соединяются в блоке управления 4.Paired conductors depart from the components of the
В базовой модификации устройства блок управления 4 содержит термореле биметаллического типа, который замыкает цепь при понижении температуры относительно комфортного уровня.In the basic modification of the device, the
В базовой модификации используются компоненты, обладающие низкой чувствительностью к характеристикам тока, поэтому отсутствует необходимость в дополнительных устройствах выпрямления и стабилизации тока.The basic modification uses components that have low sensitivity to current characteristics, so there is no need for additional rectification and current stabilization devices.
Предусмотрены разные схемы подключения всех компонентов устройства, а также пьезогенераторов внутри блоков. Каждая конкретная схема подключения обуславливается характеристиками используемых деталей, а также их местом размещения. Возможная схема подключения показана на Фиг. 2.There are different connection schemes for all components of the device, as well as piezoelectric generators inside the blocks. Each specific wiring diagram is determined by the characteristics of the parts used, as well as their location. A possible connection diagram is shown in FIG. 2.
На Фиг. 3 изображена проекция стопы на схему размещения компонентов полезной модели.In FIG. 3 shows the projection of the foot on the layout of the components of the utility model.
Нагревательный элемент 1 находится на уровне пальцев стопы, которые больше всего подвержены риску обморожения. Передний блок пьезогенераторов 2 находится на уровне подушечки стопы у оснований пальцев. Задний блок пьезогенераторов 3 находится на уровне пятки. Таким образом, в системе электро-генерации задействованы все основные точки максимального давления веса человека на обувь. Блок управления 4 расположен на уровне внутреннего свода стопы. Таким образом, компоненты, размещенные там, подвергаются минимальным деформационным нагрузкам.The
На Фиг. 4 показан пример использования полезной модели в составе стельки для обуви. Стелька имеет многослойную структуру: 5 - нижний термоизоляционный слой, покрытый отражающим материалом; 6 - средний активный слой, реализующий полезную модель; 7 - верхний мягкий слой, контактирующий со стопой.In FIG. 4 shows an example of using a utility model in a shoe insole. The insole has a multilayer structure: 5 - lower thermal insulation layer coated with reflective material; 6 - middle active layer that implements a utility model; 7 - upper soft layer in contact with the foot.
Помимо базовой модификации устройства, могут существовать расширенные варианты, перечисленные ниже, но не ограниченные этим списком.In addition to the basic modification of the device, there may be extended options listed below, but not limited to this list.
В другой модификации устройства блок управления может дополнительно содержать регулятор, позволяющий корректировать температуру срабатывания термореле.In another modification of the device, the control unit may further comprise a controller that allows you to adjust the temperature of the thermal relay.
В другой модификации устройство может дополнительно содержать выпрямитель тока, сглаживающий фильтр и одну или несколько аккумуляторных батарей. В этой версии электрический ток, вырабатываемый в пьезогенераторах, подвергается выпрямлению и сглаживанию, а затем используется для заряда аккумуляторной батареи. Электрический ток от аккумуляторной батареи, в свою очередь, поступает на нагревательный элемент. Такой вариант устройства может быть использован для обогрева стопы при отсутствии движения.In another embodiment, the device may further comprise a current rectifier, a smoothing filter and one or more batteries. In this version, the electric current generated in the piezoelectric generators is rectified and smoothed, and then used to charge the battery. Electric current from the battery, in turn, is supplied to the heating element. This version of the device can be used to heat the foot in the absence of movement.
В другой модификации устройство может содержать гнездо, позволяющее подключать зарядное устройство для заряда встроенного аккумулятора. Это позволит использовать устройство в условиях длительного отсутствия движения.In another modification, the device may include a socket that allows you to connect the charger to charge the built-in battery. This will allow you to use the device in conditions of prolonged lack of movement.
В другой модификации устройства вместо аккумуляторной батареи может использоваться один или несколько ионисторов. Это позволит продлить ресурс работы устройства, уменьшить его габариты и обеспечить стабильность работы в условиях холода (относительно обычной аккумуляторной батареи).In another modification of the device, instead of the battery, one or more ionistors can be used. This will extend the life of the device, reduce its dimensions and ensure stability in cold conditions (relative to a conventional battery).
В другой модификации устройства нагревательный элемент может находиться не только в передней части устройства под пальцами, но и покрывать всю верхнюю поверхность устройства, контактирующую со стопой. Этот вариант возможен при достаточной эффективности работы блоков пьезогенераторов или использовании заряжаемой аккумуляторной батареи или ионисторов.In another modification of the device, the heating element can be located not only in the front of the device under the fingers, but also cover the entire upper surface of the device in contact with the foot. This option is possible with sufficient efficiency of the piezoelectric generators or the use of a rechargeable battery or ionistors.
В другой модификации устройства блок управления может содержать радиоуправляемое реле, позволяющее включать и отключать нагрев, а также регулировать температуру, дистанционно. Например, с помощью смартфона по протоколу «Bluetooth».In another modification of the device, the control unit may include a radio-controlled relay that allows you to turn on and off the heating, as well as adjust the temperature remotely. For example, using a smartphone using the Bluetooth protocol.
Достоинства полезной модели:Advantages of the utility model:
Эффективность. Благодаря тому, что в полезной модели для генерации электрической энергии задействованы несколько опорных зон стопы, а также применена многослойная компоновка пьезогенераторов, эффективность устройства выше, чем у существующих решений.Efficiency. Due to the fact that in the utility model for the generation of electrical energy several supporting zones of the foot are involved, as well as a multilayer arrangement of piezoelectric generators is applied, the efficiency of the device is higher than that of existing solutions.
Автоматическая терморегуляция - включение и отключение нагрева в зависимости от температуры окружающей среды. Это повышает комфорт использования устройства, при перемещении человека из открытого пространства в обогреваемое помещение, при резкой смене погоды или пересечении климатических зон. Нет необходимости отключать устройство или снимать обувь.Automatic thermoregulation - turning heating on and off depending on the ambient temperature. This increases the comfort of using the device when moving a person from an open space to a heated room, with a sharp change in weather or crossing climatic zones. There is no need to disconnect the device or remove shoes.
Для базовой модификации также характерны:For the basic modification is also characteristic:
Относительно высокая надежность устройства - отсутствие подвижных механизмов, трущихся деталей и элементов, имеющих относительной небольшой ресурс работы (например, аккумуляторные батареи или электро-генераторы других типов);Relatively high reliability of the device is the absence of movable mechanisms, rubbing parts and elements having a relatively small service life (for example, rechargeable batteries or other types of electric generators);
Компактность и легкость - лучшая пригодность для реализации в виде универсальной стельки для обуви.Compactness and lightness - the best suitability for implementation in the form of a universal insole for shoes.
Полная автономность - отсутствие необходимости подключения внешних источников энергии (заряжающих устройств), сменных аккумуляторных батарей и т.п.Full autonomy - no need to connect external energy sources (charging devices), replaceable batteries, etc.
Снижение стоимости производства за счет отсутствия лишних компонентов.Lower production costs due to the absence of unnecessary components.
Раскрытие и осуществление полезной модели:Disclosure and implementation of a utility model:
Первым существенным признаком, достаточным для достижения указанного выше технического результата, является использование нескольких блоков пьезоэлектрических генераторов (2-3, Фиг. 1), расположенных в разных опорных областях стопы (Фиг 3).The first significant feature sufficient to achieve the above technical result is the use of several blocks of piezoelectric generators (2-3, Fig. 1) located in different supporting areas of the foot (Fig 3).
Вторым существенным признаком является наличие в каждом блоке пьезогенераторов по меньшей мере одного элемента (пьезогенератора). Если в одном блоке находятся несколько пьезогенераторов, то располагаться они могут как в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной, образуя слои.The second essential feature is the presence in each block of piezoelectric generators of at least one element (piezoelectric generator). If several piezoelectric generators are located in one block, then they can be located both in the horizontal plane and in the vertical one, forming layers.
Третьим существенным признаком является наличие резистивного нагревательного элемента 1, который питается от электрического тока, вырабатываемого с помощью пьезогенераторов.The third significant feature is the presence of a
Четвертым существенным признаком является наличие в схеме термореле, способного автоматически смыкать и размыкать цепь при достижении заданной температуры.The fourth essential sign is the presence in the circuit of a thermal relay that can automatically close and open the circuit when the specified temperature is reached.
Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.
Человек, совершая обычные движения при ходьбе или беге, попеременно надавливает стопой сначала на задний блок пьезогенераторов, расположенный в задней части устройства 3 (Фиг 3), а затем переносит центр тяжести на передний блок 2. Под действием веса человека пластины пьезогенераторов начинают деформироваться, в результате чего на их поверхности возникает электрический заряд. Электрический ток, вырабатываемый в обоих блоках пьезогенераторов, по проводникам через термореле направляется на резистивный нагревательный элемент 1, который выделяет тепло и согревает стопу. Биметаллическое термореле замыкает цепь только при температуре окружающей среды ниже комфортной. Поэтому в теплых условиях электрическая цепь находится в разомкнутом состоянии и нагрев не осуществляется. Таким образом происходит автоматическая терморегуляция.A person, making normal movements when walking or running, alternately presses the foot first on the rear block of the piezoelectric generators located at the rear of the device 3 (Fig 3), and then transfers the center of gravity to the
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132278U RU198140U1 (en) | 2019-10-13 | 2019-10-13 | STOP HEATING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132278U RU198140U1 (en) | 2019-10-13 | 2019-10-13 | STOP HEATING DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU198140U1 true RU198140U1 (en) | 2020-06-19 |
Family
ID=71095679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019132278U RU198140U1 (en) | 2019-10-13 | 2019-10-13 | STOP HEATING DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU198140U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4736530A (en) * | 1987-02-17 | 1988-04-12 | Nikola Lakic | Shoe with heat engine and reversible heat engine |
RU2372563C2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-11-10 | Михаэль Кристиан ДЕН | Device and method of converting energy of motion into heat |
US8087186B2 (en) * | 2008-03-13 | 2012-01-03 | Omnitek Partners Llc | Piezoelectric-based toe-heaters for frostbite protection |
RU128076U1 (en) * | 2013-01-30 | 2013-05-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | STAIN HEATING DEVICE |
-
2019
- 2019-10-13 RU RU2019132278U patent/RU198140U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4736530A (en) * | 1987-02-17 | 1988-04-12 | Nikola Lakic | Shoe with heat engine and reversible heat engine |
RU2372563C2 (en) * | 2004-05-21 | 2009-11-10 | Михаэль Кристиан ДЕН | Device and method of converting energy of motion into heat |
US8087186B2 (en) * | 2008-03-13 | 2012-01-03 | Omnitek Partners Llc | Piezoelectric-based toe-heaters for frostbite protection |
RU128076U1 (en) * | 2013-01-30 | 2013-05-20 | Межрегиональное общественное учреждение "Институт инженерной физики" | STAIN HEATING DEVICE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2600439C2 (en) | Insoles with heating | |
CN201356100Y (en) | Warm-keeping lighting multifunctional shoes with pressure power generation | |
CN202496502U (en) | A temperature-controlling device for health-care shoes and temperature-controlled health-care shoes | |
KR20180003692U (en) | Warm shoes | |
CN106690641B (en) | Control method of power generation foot warming shoes | |
KR101546050B1 (en) | Heating Device Having Shoe | |
CN201349590Y (en) | Heating health care shoe | |
RU198140U1 (en) | STOP HEATING DEVICE | |
KR101315540B1 (en) | Wirelessly chargable indoor shoes for heating and wireless charging apparatus of the indoor shoes | |
JP5019871B2 (en) | Cordless anchor | |
CN109363291A (en) | Wireless charging household shoe and its charging pad | |
CN106617491A (en) | Intelligent shoe pads | |
CN109805462A (en) | A kind of long cylinder warming socks of self power generation | |
RU128076U1 (en) | STAIN HEATING DEVICE | |
CN204232399U (en) | A kind of LED thermal-insulation health care insole and footwear | |
RU115170U1 (en) | ELECTRIC HEATING INsole | |
KR20110095057A (en) | At time on walk when kinetic green energy shoes | |
CN102038325A (en) | Heating shoe | |
CN110731574A (en) | intelligent wireless charging heating shoes | |
CN206433855U (en) | A kind of electric heating shoes | |
CN104490004B (en) | Self power generation thermostat galvanothermy footwear | |
CN105433504A (en) | Heat preservation massage shoe | |
TWM348501U (en) | The shoes capable of keeping feet warm by walking to automatically generate heat | |
CN212754482U (en) | Shoes capable of moving to generate heat | |
CN208523890U (en) | A kind of electric shoes |