RU2359588C1

RU2359588C1 - Heated foot wear

Info

Publication number: RU2359588C1
Application number: RU2007146031/12A
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Иванов (RU); Владимир Николаевич Иванов; Геннадий Дмитриевич Панин (RU); Геннадий Дмитриевич Панин; Николай Михайлович Дудченко (RU); Николай Михайлович Дудченко; Владимир Александрович Вульф (RU); Владимир Александрович Вульф
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-06-27

Abstract

FIELD: personal utensils, clothes. ^ SUBSTANCE: invention pertains to heat-protective clothes and may be used for the purposes connected with prevention of hypothermia of the user exposed to low temperatures for a prolonged period of time, in particular for polar explorers, mountaineers, hunters and fishermen. Heated foot wear contains an inner sole with installed therein electric heating elements; electric heating elements are made on the bases of carbonic fiber materials and are connected with the power supply source through a eyelet hole arranged on the external side in the shinbone part of the shoe, whereat electric power source can be fixed on the leg of the user or in the special internal pocket, and connection with the heating elements is made through the electrical connector and thermo-switch. Besides, a packet of at least two plate type electric batteries on the base of fluorinated hydrocarbon - lithium-nonaqueous electrolytes may be a source of electric power. ^ EFFECT: ensuring full working capacity of the user within a prolonged period of time in subzero temperatures.

Description

Изобретение относится к теплозащитной одежде и может использоваться для нужд, связанных с предохранением от переохлаждения пользователя, находящегося длительное время в условиях низких температур, в частности для полярников, альпинистов, охотников и рыболовов.The invention relates to heat-protective clothing and can be used for needs related to the protection from hypothermia of a user who has been at a low temperature for a long time, in particular for polar explorers, climbers, hunters and fishermen.

В устройстве для обогрева стопы по патенту РФ №2122818, МПК А43В 7/02, 1999 г., содержащем стельку с установленными на ней нагревательными элементами и токопроводами, средство для выработки электрической энергии выполнено в виде генератора, вырабатывающего электроэнергию при ходьбе пользователя.In the device for heating the foot according to the patent of the Russian Federation No. 2122818, IPC АВВ 7/02, 1999, containing an insole with heating elements and current conductors installed on it, the means for generating electric energy is made in the form of a generator that generates electricity when the user walks.

Недостатком данного устройства является то, что данная конструкция работает только при ходьбе пользователя и совершенно бесполезна в случае, когда пользователь не передвигается.The disadvantage of this device is that this design only works when the user is walking and is completely useless when the user does not move.

Известна обувь с обогревом стопы по авторскому свидетельству СССР №1709982, кл. А43В 7/02, 1992 г., содержащая многослойную стельку с расположенными в ней электронагревательными элементами в виде ситаловых пластин. В стельке также находятся малогабаритный источник электропитания и токопровод, при этом наружные слои стельки электроизолированы. Данная конструкция обуви является наиболее близким аналогом заявляемому решению.Known shoes with heated feet according to the author's certificate of the USSR No. 1709982, class. A43B 7/02, 1992, containing a multilayer insole with electric heating elements located in it in the form of glass plates. The insole also contains a small-sized power supply and current lead, while the outer layers of the insole are electrically insulated. This shoe design is the closest analogue of the claimed solution.

Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет обогревать стопы пользователя в течение длительного времени вследствие значительного потребления электроэнергии ситаловыми пластинами, а также сложности при замене малогабаритного источника электропитания, находящегося в стельке обуви.The disadvantage of this device is that it does not allow heating the user's feet for a long time due to the significant consumption of electricity by sieve plates, as well as the difficulty in replacing a small-sized power supply located in the insole of the shoe.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение полноценной работоспособности пользователя в течение длительного времени (до трех суток) при минусовых температурах окружающей среды.The objective of the present invention is to ensure the full functionality of the user for a long time (up to three days) at sub-zero ambient temperatures.

Поставленная задача достигается тем, что в обуви с обогревом, содержащей стельку с установленными в ней электронагревательными элементами, электронагревательные элементы выполнены на основе углеродных волокнистых материалов и соединены с источником электропитания через люверс, находящийся в берцовой части обуви с внешней стороны, при этом источник электропитания выполнен с возможностью закрепления на ноге пользователя или во внутреннем специальном кармане брюк, а соединение с нагревательными элементами выполнено через электроразъем и термореле. Кроме того, источником электропитания являются электрические батареи пластинчатого типа на основе фторуглерод-литий-неводного электролита, собранные в пакет не менее двух штук.The problem is achieved in that in heated shoes containing an insole with electric heating elements installed in it, the electric heating elements are made on the basis of carbon fiber materials and are connected to the power supply through a grommet located on the tibia of the shoe from the outside, while the power supply is made with the possibility of fastening on the user's leg or in the inner special pocket of the trousers, and the connection with the heating elements is made through an electrical connector eat and thermal relay. In addition, the power source is plate-type electric batteries based on fluorocarbon-lithium-non-aqueous electrolyte, collected in a package of at least two pieces.

Такая конструкция обуви позволяет пользователю долгое время (до нескольких суток) находиться в условиях низких температур, не снижая его работоспособность. А использование углеродных волокнистых элементов, не подверженных разрушению при многократных изгибах обеспечивает легкую подвижность пользователю.This design of the shoe allows the user for a long time (up to several days) to be at low temperatures, without reducing its performance. And the use of carbon fiber elements that are not subject to destruction during repeated bending provides easy mobility to the user.

На фиг.1 схематично изображена конструкция обуви, вид на стельку обуви сверху.Figure 1 schematically shows the design of the shoe, a view of the insole of the shoe from above.

На фиг.2 схематично показан разрез стельки обуви с нагревательным элементом.Figure 2 schematically shows a section of a shoe insole with a heating element.

На фиг.3 представлена электрическая схема нагревательного блока.Figure 3 presents the electrical circuit of the heating unit.

Обувь согласно изобретению содержит стельку 1 (фиг.1), в которую вмонтирован нагревательный элемент 2. Нагревательный элемент располагается в носочной части стопы под пальцами, которые наиболее подвержены действию минусовых температур.Shoes according to the invention comprise an insole 1 (FIG. 1), in which a heating element 2 is mounted. The heating element is located in the forefoot of the foot under the fingers, which are most exposed to subzero temperatures.

Нагревательный элемент фиг.3 представляет собой малогабаритный, маломощный тонкопленочный обогреватель, изготовленный из углеродных токопроводящих лент 3, серийно выпускаемых промышленностью, уложенных между тонкими слоями полимерной пленки 4 (полиэтилен - полиэтиленфтолат ламинированный). Уложенная определенным образом углеродная волокнистая лента соединяется с выводными монтажными проводами 5 с помощью механического обжатия мест контакта мягкой ламелью 6 (фиг.1). Для формирования стельки набранный пакет обклеивается с двух сторон водонепроницаемым изоляционным материалом 7. Толщина стельки с нагревательным элементом составляет 2 мм.The heating element of figure 3 is a small-sized, low-power thin-film heater made of carbon conductive tapes 3, commercially available from the industry, laid between thin layers of a polymer film 4 (polyethylene - laminated polyethylene). The carbon fiber tape laid in a specific way is connected to the output mounting wires 5 by mechanical compression of the contact points with a soft lamella 6 (Fig. 1). To form the insole, the typed package is glued on both sides with waterproof insulating material 7. The insole with the heating element is 2 mm thick.

Для электропитания нагревательного элемента 2 используются химические источники тока 8 плоской формы в полимерном корпусе марки BF на основе фторуглерод-литий-неводного электролита с напряжением от 2v до 3v (см. Полякова Н.В., Туманов Б.И., Фатеев С.А. К вопросу улучшения эксплуатационных характеристик литий-фторуглеродных химических источников тока, сборник докладов пятой международной конференции. Фундаментальные проблемы преобразования энергии в литиевых электрохимических схемах. Г. Санкт-Петербург, 1998, с.46). Они могут располагаться, например, в специальном кармане в нижней части брюк с внутренней стороны и соединяются монтажными проводами с нагревательным элементом. Монтажные провода располагаются в тканевых каналах брюк и имеют электроразъем 9. В берцовой части обуви с внешней стороны выполнен люверс (на схемах не показан), через который выведен провод с ответной частью разъема.For powering the heating element 2, flat-type 8 chemical sources of current are used in a polymer housing of the BF brand based on a fluorocarbon-lithium-non-aqueous electrolyte with a voltage of 2v to 3v (see Polyakova N.V., Tumanov B.I., Fateev S.A. On the issue of improving the operational characteristics of lithium fluorocarbon chemical current sources, collection of reports of the fifth international conference. Fundamental problems of energy conversion in lithium electrochemical circuits. G. St. Petersburg, 1998, p. 46). They can be located, for example, in a special pocket in the lower part of the trousers from the inside and are connected by mounting wires to the heating element. The mounting wires are located in the fabric channels of the trousers and have an electrical connector 9. In the tibia of the shoe, a grommet is made from the outside (not shown in the diagrams), through which a wire with the mating part of the connector is led out.

Источники тока могут также быть выполнены с возможностью закрепления их на ноге пользователя над обувью, например с помощью ремешков с застежкой.The current sources can also be made with the possibility of fixing them on the user's leg over shoes, for example using straps with a clasp.

Устройство работает следующим образом. Для приведения в рабочее состояние нагревательного элемента 2 обуви необходимо соединить разъем 9, подключающий нагревательный элемент к источнику электропитания 8 через термореле 10. Термореле 10 установлено непосредственно на поверхности нагревательного элемента в стельке обуви и регулирует выключение источника электропитания при температуре выше 45°С и включение его при температуре ниже 25°С, что создает теплозащиту пользователя от холода в неблагоприятных условиях, когда обеспечение теплового комфорта с помощью обычной утепленной обуви невозможно.The device operates as follows. To bring the heating element 2 of the shoe into operation, it is necessary to connect the connector 9, which connects the heating element to the power source 8 through the thermal relay 10. The thermal relay 10 is installed directly on the surface of the heating element in the insole of the shoe and regulates turning off the power source at temperatures above 45 ° C and turning it on at a temperature below 25 ° C, which creates thermal protection of the user from the cold in adverse conditions, when ensuring thermal comfort with the help of a conventional heat-insulated buvi impossible.

При израсходовании энергии источника питания он заменяется с помощью разъема 9 на запасной.When the energy of the power source is used up, it is replaced using connector 9 with a spare one.

Claims

1. Shoes with heating, containing an insole with installed electric heating elements connected to an electric power source, characterized in that the electric heating elements are made on the basis of carbon fiber materials and are connected to an electric power source through a grommet located on the tibia of the shoe from the outside, this power supply is made with the possibility of fixing on the user's leg or in the inner special pocket of the trousers, and the connection with the heating elements Neno through the electrical connector and thermostat.

2. Shoes with heating according to claim 1, characterized in that the power source is plate-type electric batteries based on fluorocarbon-lithium-non-aqueous electrolyte, collected in a package of at least two pieces.