RU2419370C1

RU2419370C1 - Mattress with controlled electric heating

Info

Publication number: RU2419370C1
Application number: RU2010122153/12A
Authority: RU
Inventors: Ирина Дмитриевна Егорова (RU); Ирина Дмитриевна Егорова
Original assignee: Ирина Дмитриевна Егорова
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2011-05-27

Abstract

FIELD: personal use articles.

SUBSTANCE: invention relates to mattresses with a flexible flat electric heater. The mattress comprises a base, which is arranged in a jacket, and a flexible multi-section flat electric heater. The electric heater comprises a flexible jacket, which is made of two identical sheets of flexible electric insulation heat-conducting material applied one onto another and joined to each other by means of the main seams forming double-input pockets arranged serially along the length of the jacket, every of which is limited with equidistantly arranged external and internal "П"-shaped contours formed by the main seams. Each section of an electric heater comprises at least two parallel electrically connected "П"-shaped electric heating elements, every of which is arranged in the according double-input pocket. The tape heater includes a substrate in the form of a glass fibre tissue tape and at least two parallel electrically connected flexible wires of elastic carbon fibres, which are arranged in parallel to each other along the substrate and are connected to it. The jacket is arranged with the possibility of detachment, and the flexible multi-section flat electric heater with the help of additional seams is fixed on the internal surface of a jacket arranged opposite to its surface that faces the user.

EFFECT: provision of a flexible flat electric heater repairability.

4 dwg

Description

Изобретение относится к матрасам, которые снабжены средствами нагрева, преимущественно - матрасам с независимым регулируемым электрообогревом участков поверхности матраса, обращенной к пользователю.The invention relates to mattresses that are equipped with heating means, mainly mattresses with independent adjustable electric heating of the surface sections of the mattress facing the user.

Из достигнутого уровня техники известен матрас с регулируемым электрообогревом, содержащий пружинную нижнюю часть и выполненную с возможностью съема верхнюю часть, которая включает соединенные между собой обращенный к пользователю лист из упругодеформируемого материала и гибкий плоский электронагреватель, подключаемый к терморегулятору с пультом управления, при этом по периметру листа из упругодеформируемого материала и по периметру верхней стороны пружинной нижней части размещены средства, обеспечивающие разъемное соединение упомянутых выше частей матраса, предпочтительно, элементами застежки молния (см. патент US № 4423308, 1983).A mattress with adjustable electric heating is known from the prior art, comprising a spring lower part and a removable upper part, which includes a sheet of elastically deformable material connected to the user and a flexible flat electric heater connected to each other and connected to a temperature regulator with a control panel, along the perimeter of a sheet of elastically deformable material and means are provided along the perimeter of the upper side of the spring bottom to provide a releasable joint above the parts of the mattress, preferably with zipper elements (see US patent No. 4423308, 1983).

Недостаток этого матраса заключается в том, что он обеспечивает однородный нагрев всей поверхности листа из упругодеформируемого материала до заданной температуры. Это приводит к неудобствам для пользователя, поскольку зоны матраса, соответствующие положению головы и туловища пользователя требуют нагрева до более низкой температуры по сравнению с зоной матраса, соответствующей расположению ног пользователя.The disadvantage of this mattress is that it provides uniform heating of the entire surface of the sheet of elastically deformable material to a predetermined temperature. This leads to inconvenience for the user, since the zones of the mattress corresponding to the position of the head and torso of the user require heating to a lower temperature compared to the zone of the mattress corresponding to the location of the legs of the user.

Известен также матрас с регулируемым электрообогревом, взятый в качестве прототипа и содержащий размещенные в общем чехле из воздухопроницаемой обивочной ткани пружинную часть, многослойную часть и подключаемый к терморегулятору трехсекционный гибкий плоский электронагреватель, причем многослойная часть матраса расположена поверх его пружинной части, а гибкий плоский электронагреватель расположен между двумя верхними слоями многослойной части матраса, которые выполнены из пористого упругодеформируемого материала. Многосекционный гибкий плоский электронагреватель содержит кожух, выполненный из двух листов гибкого электроизоляционного материала (стеклоткани), между которыми последовательно вдоль длины кожуха расположены имеющие форму прямоугольного меандра три проволочных нагревательных элемента с образованием трех секций, а именно: секции нагрева зоны головы, секции нагрева зоны туловища и секции нагрева зоны ног пользователя, при этом проволочный нагревательный элемент каждой секции снабжен соответствующим ему терморегулятором, который выполнен в виде отдельного блока, снабженного средствами ручного управления и связанного с ним посредством электрического шнура, а упомянутые выше листы кожуха с помощью термошвов, сформированных из силиконовых волокон, соединены одновременно между собой и с проволочными нагревательными элементами (см. патент US № 4162393, 1979).Also known is a mattress with adjustable electric heating, taken as a prototype and containing a spring part, a multilayer part and a three-section flexible flat electric heater connected to the temperature regulator located in a common cover made of breathable upholstery fabric, the multilayer part of the mattress located on top of its spring part, and the flexible flat electric heater is located between the two upper layers of the multilayer part of the mattress, which are made of porous elasto-deformable material. A multi-section flexible flat electric heater contains a casing made of two sheets of flexible electrical insulating material (fiberglass), between which three wire heating elements having the shape of a rectangular meander are arranged successively along the length of the casing with the formation of three sections, namely: the head zone heating section, the trunk zone heating section and sections for heating the zone of the legs of the user, while the wire heating element of each section is equipped with a corresponding temperature controller, which you complete in the form of a separate unit equipped with manual controls and connected with it by an electric cord, and the above-mentioned casing sheets using thermo-seams formed of silicone fibers are connected simultaneously with each other and with wire heating elements (see US patent No. 4162393, 1979 )

Основной недостаток прототипа заключается в неремонтопригодности используемого в нем гибкого плоского электронагревателя. Кроме того, за счет жесткого соединения краев проволочных нагревательных элементов с кожухом гибкого плоского электронагревателя имеет место передача проволочным нагревательным элементам тех же изменений формы и размеров, которые происходят с кожухом в процессе использования матраса пользователем. В результате проволочные нагревательные элементы подвергаются не только изгибным нагрузкам (изменяющим их форму), но и растягивающим нагрузкам, изменяющим их размеры. Остаточные деформации, возникающие при воздействии растягивающих усилий, приводят к уменьшению срока службы гибкого плоского электронагревателя в результате локальных перегревов участков резистивных элементов с остаточными деформациями.The main disadvantage of the prototype is the unrepairability of the flexible flat electric heater used in it. In addition, due to the rigid connection of the edges of the wire heating elements with the casing of the flexible flat electric heater, the wire heating elements are transmitted the same changes in shape and size that occur with the casing during use of the mattress by the user. As a result, wire heating elements are subjected not only to bending loads (changing their shape), but also to tensile loads, changing their sizes. Residual deformations arising from tensile forces lead to a decrease in the service life of a flexible flat electric heater as a result of local overheating of sections of resistive elements with residual deformations.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по обеспечению ремонтопригодности одного из функциональных узлов матраса с регулируемым электрообогревом, а именно гибкого плоского электронагревателя, при одновременном существенном уменьшении величины растягивающих усилий, действующих на резистивные элементы гибкого плоского электронагревателя при использовании матраса пользователем.The present invention is aimed at solving the technical problem of ensuring maintainability of one of the functional units of a mattress with adjustable electric heating, namely a flexible flat electric heater, while significantly reducing the amount of tensile forces acting on the resistive elements of a flexible flat electric heater when the user uses the mattress.

Поставленная задача решена тем, что в матрасе о регулируемым электрообогревом, содержащем основание, которое размещено в чехле, охватывающем всю его наружную поверхность, и гибкий многосекционный плоский электронагреватель, подключаемый к терморегуляторам, которые соответствуют каждой его секции, согласно изобретению, гибкий многосекционный плоский электронагреватель включает гибкий кожух, который выполнен из наложенных друг на друга двух одинаковых листов гибкого, электроизоляционного, теплопроводящего материала и соединенных между собой основными швами, образующими расположенные последовательно по длине кожуха ряд двухвходовых карманов, каждый их которых ограничен эквидистантно расположенными и образованными упомянутыми выше основными швами внешним и внутренним П-образными контурами, каждая секция гибкого многосекционного плоского электронагревателя содержит, по крайней мере, два параллельно соединенных электрически между собой П-образных электронагревательных элемента, каждый из которых размещен в соответствующем ему и упомянутом выше двухвходовом кармане, при этом линии входа в каждый двухвходовой карман соответствующей секции расположены на одинаковом расстоянии от продольного края кожуха и параллельны ему, а каждый П-образный электронагревательный элемент сформирован путем сгибания ленточного нагревателя по двум линиям перегиба, которые расположены на одинаковом расстоянии от его концов, под углом φ=90° относительно друг друга и симметрично относительно биссектрисы угла φ, причем ленточный нагреватель включает подложку в виде ленты из стеклоткани и, по крайней мере, два электрически параллельно соединенных между собой электроизолированных гибких провода из эластичных углеродных волокон, которые расположены параллельно друг другу вдоль подложи и соединены с ней путем продевания каждого провода между поперечными нитями стеклоткани с заданным шагом, при этом чехол выполнен с возможностью съема, а гибкий многосекционный плоский электронагреватель с помощью дополнительных швов закреплен на внутренней поверхности чехла, расположенной напротив обращенной к пользователю его поверхности.The problem is solved in that in the mattress about an adjustable electric heating, containing a base, which is placed in a cover covering its entire outer surface, and a flexible multi-section flat heater connected to temperature regulators that correspond to each of its sections, according to the invention, a flexible multi-section flat heater includes flexible casing, which is made of two identical sheets of flexible, insulating, heat-conducting material superimposed on top of one another and connected by They are the main seams that form a series of two-input pockets arranged sequentially along the length of the casing, each of which is bounded by the external and internal U-shaped contours that are equidistantly located and formed by the main seams mentioned above, each section of a flexible multi-section flat electric heater contains at least two parallel-connected electrically between each other U-shaped electric heating elements, each of which is placed in the corresponding two-input heater mana, while the entry lines into each two-input pocket of the corresponding section are located at the same distance from the longitudinal edge of the casing and parallel to it, and each U-shaped electric heating element is formed by folding the ribbon heater along two bend lines that are located at the same distance from its ends, at an angle φ = 90 ° relative to each other and symmetrically with respect to the bisector of the angle φ, and the tape heater includes a substrate in the form of a fiberglass ribbon and at least two electrically ESK parallel connected electrically insulated flexible wires of elastic carbon fibers that are parallel to each other along the substrate and connected to it by threading each wire between the transverse threads of the fiberglass with a given step, while the cover is made with the possibility of removal, and a flexible multi-section flat heater with using additional seams, it is fixed on the inner surface of the cover, located opposite its surface facing the user.

Основной технический результат, достигаемый при использовании патентуемого матраса с регулируемым электрообогревом, заключается в обеспечении его ремонтопригодности. Действительно, выполнение чехла съемным обеспечивает удобный доступ к гибкому многосекционному плоскому электронагревателю, который закреплен на внутренней поверхности чехла, расположенной напротив обращенной к пользователю поверхности чехла. Кроме того, размещение каждого П-образного электронагревательного элемента в соответствующем ему двухвходовом кармане без соединения его с кожухом, обеспечивает возможность замены одного из параллельно включенных, но вышедшего из строя, П-образного электронагревательного элемента на новый. Кроме того, патентуемое выполнение П-образных электронагревательных элементов, а также патентуемое размещение их в двухвходовых карманах обеспечивает не только надежную фиксацию их положения в процессе пользования матрасом (без использования каких-либо дополнительных креплений), но и существенное уменьшение величины растягивающих усилий, действующих в процессе эксплуатации матраса на П-образные электронагревательные (резистивные) элементы.The main technical result achieved when using the patented mattress with adjustable electric heating, is to ensure its maintainability. Indeed, the implementation of the cover removable provides convenient access to a flexible multi-section flat electric heater, which is mounted on the inner surface of the cover, located opposite the surface of the cover facing the user. In addition, the placement of each U-shaped electric heating element in the corresponding two-input pocket without connecting it to the casing, makes it possible to replace one of the parallel, but failed, U-shaped electric heating elements with a new one. In addition, the patented implementation of the U-shaped electric heating elements, as well as the patented placement of them in two-input pockets provides not only a reliable fixation of their position during the use of the mattress (without the use of any additional fasteners), but also a significant reduction in the amount of tensile forces acting in the operation of the mattress on the U-shaped electric heating (resistive) elements.

Остальные преимущества патентуемого матраса с регулируемым электрообогревом станут ясными из дальнейшего описания конкретного примера, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения упомянутых выше технических результатов патентуемой совокупностью существенных признаков.The remaining advantages of a patented mattress with adjustable electric heating will become clear from the further description of a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of achieving the above-mentioned technical results with a patentable combination of essential features.

На фиг.1 схематично изображен матрас с регулируемым электрообогревом, общий вид, частичный разрез; на фиг.2 - гибкий многосекционный плоский электронагреватель, вид сверху, частичный разрез; на фиг.3 - фрагмент фиг.2, увеличено; на фиг.4 - ленточный нагреватель, вид сверху.Figure 1 schematically shows a mattress with adjustable electrical heating, General view, partial section; figure 2 - flexible multi-section flat electric heater, top view, partial section; figure 3 is a fragment of figure 2, enlarged; figure 4 - tape heater, top view.

Матрас с регулируемым электрообогревом содержит основание 1, которое размещено в чехле 2, охватывающем всю наружную поверхность основания 1, которое включает, по крайней мере, пружинную часть 3 и верхнюю многослойную часть 4, выполненную из мягкого эластичного материала. На внутренней поверхности чехла 2, расположенной напротив поверхности 5 чехла 2, обращенной к пользователю, закреплен гибкий многосекционный плоский электронагреватель (ГМПЭ) 6 (фиг.1). Чехол 2 выполнен с возможностью съема, предпочтительно, за счет использования застежки 7 молния.The adjustable electric heating mattress contains a base 1, which is placed in a cover 2, covering the entire outer surface of the base 1, which includes at least a spring part 3 and an upper multilayer part 4 made of soft elastic material. On the inner surface of the cover 2, located opposite the surface 5 of the cover 2, facing the user, is fixed a flexible multi-section flat electric heater (GMPE) 6 (figure 1). Case 2 is made with the possibility of removal, preferably through the use of a zipper 7.

ГМПЭ 6 (фиг.2) содержит гибкий кожух, который выполнен из двух одинаковых листов 8 и 9 тканного или нетканного гибкого, электроизоляционного, теплопроводящего материала, например, из укрывного материала "СПАНД БОНД" (ТУ 2282-001-72710572-08), наложенных друг на друга (с обеспечением совмещения соответствующих друг другу кромок) и соединенных между собой основными швами 10 (нитяными, клеевыми или сварными), которые образуют расположенные последовательно по длине кожуха ГМПЭ 6 ряд двухвходовых карманов 11, каждый из которых ограничен эквидистантно расположенными и образованными упомянутыми выше швами 10 внешним 12 и внутренним 13 П-образными контурами, при этом линии 14 входов в каждый карман 11 расположены на одинаковом расстоянии от продольного края 15 кожуха и параллельны ему. Кроме упомянутых выше швов 10 для соединения листов 8 и 9 между собой выполнены и дополнительные продольные швы 16, обеспечивающие также соединение кожуха ГМПЭ 6 с чехлом 2. В предпочтительном воплощении полезной модели вместо расположенного вдоль края 15 кожуха шва 16 могут быть использованы или застежки различных типов (например, застежка в виде шнура, застежка молния или нажимные кнопки).GMPE 6 (figure 2) contains a flexible casing, which is made of two identical sheets 8 and 9 of woven or non-woven flexible, insulating, heat-conducting material, for example, from the covering material "SPAND BOND" (TU 2282-001-72710572-08), superimposed on each other (with ensuring matching edges matching each other) and interconnected by the main seams 10 (filament, adhesive or welded), which form a series of two-input pockets 11 arranged sequentially along the length of the casing of GMF 6, each of which is bounded equidistantly located ennymi formed and the above-mentioned seams 10 external 12 and internal 13, U-shaped loops, the input lines 14 to each pocket 11 are arranged at the same distance from the longitudinal edges of the housing 15 and parallel to it. In addition to the aforementioned seams 10, additional longitudinal seams 16 are also made for connecting the sheets 8 and 9 to each other, which also provide the connection of the GMPE casing 6 with the cover 2. In the preferred embodiment of the utility model, instead of the seam 16 located along the edge 15 of the casing, various types of fasteners can be used (for example, a clasp in the form of a cord, a zipper or push buttons).

Каждая секция ГМПЭ 6 (на фиг.2 изображены две секции, а именно секция 17 нагрева зоны 171 (фиг.1) головы и туловища пользователя и секция 18 нагрева зоны 181 (фиг.1) ног пользователя) содержит по крайней мере два параллельно соединенных электрически между собой П-образных электронагревательных элемента 19, каждый из которых размещен в соответствующем ему двухвходовом кармане 11, при этом линии 14 входов в каждый карман 11 соответствующей секции расположены на одинаковом расстоянии от продольного края 15 кожуха и параллельны ему. Здесь необходимо отметить, что линии 14 входов в каждый карман 11 всех секций 17 и 18 могут быть расположены вдоль одной прямой, параллельной краю 15 кожуха.Each section of the GMPE 6 (in Fig. 2 shows two sections, namely, the heating section 17 of the zone 171 (Fig. 1) of the head and torso of the user and the heating section 18 of the zone 181 (Fig. 1) of the user's legs) contains at least two parallel connected electrically between each other U-shaped electric heating element 19, each of which is placed in its corresponding two-input pocket 11, while the lines 14 of the entrances into each pocket 11 of the corresponding section are located at the same distance from and parallel to the longitudinal edge 15 of the casing. It should be noted that the lines 14 of the entrances to each pocket 11 of all sections 17 and 18 can be located along one straight line parallel to the edge 15 of the casing.

Каждый П-образный электронагревательный элемент 19 сформирован путем сгибания ленточного нагревателя 20 (фиг.3 и 4) по двум линиям 21 и 22 перегиба, которые расположены на одинаковом расстоянии от его концов, под углом φ=90° относительно друг друга и симметрично относительно биссектрисы 23 угла φ. Минимальное расстояние А между линиями 21, 22 перегиба соответствует ширине Н внутреннего П-образного контура 13 карманов 11, а ширина В ленточного нагревателя 20 соответствует расстоянию С между образующими каждый карман 11 внешним 12 и внутренним 13 П-образными контурами, иными словами, ширине кармана 11.Each U-shaped electric heating element 19 is formed by bending the ribbon heater 20 (FIGS. 3 and 4) along two inflection lines 21 and 22, which are located at the same distance from its ends, at an angle φ = 90 ° relative to each other and symmetrically with respect to the bisector 23 angles φ. The minimum distance A between the bend lines 21, 22 corresponds to the width H of the inner U-shaped contour 13 of the pockets 11, and the width B of the ribbon heater 20 corresponds to the distance C between the outer 12 and the inner 13 U-shaped contours forming each pocket 11, in other words, the width of the pocket eleven.

Таким образом, П-образная (в плане) полость каждого кармана 11 выполнена с размерами, обеспечивающими размещение с заданным зазором в каждом кармане 11 соответствующего ему П-образного электронагревательного элемента 19.Thus, the U-shaped (in plan) cavity of each pocket 11 is made with dimensions that ensure the placement of a corresponding U-shaped electric heating element 19 with each gap 11 in each pocket 11.

Ленточный нагреватель 20 содержит подложку 24 в виде ленты из стеклоткани и, по крайней мере, два электроизолированных гибких провода 25 из эластичных углеродных волокон (нитей), которые расположены параллельно друг другу вдоль подложки 24 и соединены с ней путем продевания (вплетения) каждого провода 25 с, предпочтительно, заданным регулярным шагом между поперечными нитями стеклоткани подложки 24. Освобожденные от одно- или двухслойной электроизоляции одноименные концы проводов 25 каждого ленточного нагревателя 20 электрически соединены между собой (в простейшем случае путем их взаимной скрутки), обеспечивая тем самым параллельное электрическое соединение между собой проводов 25 каждого П-образного электронагревательного элемента 19. Соответствующие каждой секции 17 и 18 П-образные электронагревательные элементы 19 электрически соединены между собой параллельно с помощью соответствующих каждой секции, предпочтительно медных, токоподводов 26 и 27 соответственно. Токоподводы 26 и 27 подключены к разъему 28, закрепленному на чехле 2, обеспечивая тем самым возможность подключения каждой секции 17 и 18 ГМПЭ 6 к соответствующему ей терморегулятору, выполненному, например, как в прототипе, в виде управляемого вручную регулятора подводимой к каждой секции ТМПЭ 6 электрической мощности. Для предотвращения перегрева поверхности 5 в патентуемом матрасе могут быть использованы известные из уровня техники (см. патенты US №2376902, 1945; №3380087, 1968) биметаллические термовыключатели, при этом термовыключатели (на чертежах не показаны) размещены в тепловом контакте с одним из П-образных электронагревательных элементов 19 каждой секции 17 и 18 и включены в разрыв одного из их токоподводов 26 и 27.The tape heater 20 comprises a substrate 24 in the form of a fiberglass tape and at least two electrically insulated flexible wires 25 of elastic carbon fibers (threads) that are parallel to each other along the substrate 24 and connected to it by threading (weaving) each wire 25 with, preferably, a predetermined regular step between the transverse strands of the glass fabric of the substrate 24. The ends of the wires 25 of each tape heater 20, freed from single or double layer electrical insulation, are electrically connected between each other (in the simplest case, by twisting them together), thereby ensuring a parallel electrical connection between the wires 25 of each U-shaped electric heating element 19. Corresponding to each section 17 and 18, the U-shaped electric heating elements 19 are electrically connected to each other in parallel with each other sections, preferably copper, current leads 26 and 27, respectively. The current leads 26 and 27 are connected to the connector 28, mounted on the cover 2, thereby providing the ability to connect each section 17 and 18 of the GMPE 6 to its corresponding temperature regulator, made, for example, as in the prototype, in the form of a manually controlled regulator supplied to each section of the TMPE 6 electric power. To prevent overheating of the surface 5 in the patented mattress, bimetallic thermal switches can be used known from the prior art (see US patents No. 2376902, 1945; No. 3380087, 1968), while thermal switches (not shown in the drawings) are placed in thermal contact with one of P -shaped electric heating elements 19 of each section 17 and 18 and are included in the gap of one of their current leads 26 and 27.

В патентуемом матрасе могут быть использованы и другие известные в этой же области техники терморегуляторы, например электронные программируемые терморегуляторы, обеспечивающие возможность автоматического поддержания заданной температуры каждой зоны 171 и 181 поверхности 5 чехла 2, обращенной к пользователю (см. патенты RU-U1-№ 21855, 2002; № 83898, 2009). В этом случае соответствующий каждому электронному программируемому терморегулятору датчик температуры устанавливается в тепловом контакте с П-образным электронагревательным элементом 19 соответствующей ему секции 17 и 18. При использовании электронных программируемых терморегуляторов обеспечивается не только возможность поддержания выбранных уровней нагрева различных зон матраса, но и просушивание матраса после сна путем нагрева до 70°С в течение 25-30 мин всей поверхности 5 матраса. Здесь необходимо отметить, что указанные выше температурно-временные параметры обеспечивают не только просушивание матраса, но и уничтожение живых микроорганизмов, которые могут находиться в матрасе. Для повышения комфортности чехол 2 может быть выполнен трехслойным и простеганным, при этом в качестве среднего слоя используется ватин, шерсть или полимерный материал. Крепление ГМПЭ 6 к чехлу 2 осуществляется в местах, не занятых карманами 11.In the patented mattress, other temperature controllers known in the same field of technology can be used, for example, electronic programmable temperature controllers, which make it possible to automatically maintain the set temperature of each zone 171 and 181 of surface 5 of cover 2 facing the user (see patents RU-U1-No. 21855 , 2002; No. 83898, 2009). In this case, the temperature sensor corresponding to each electronic programmable temperature regulator is installed in thermal contact with the U-shaped electric heating element 19 of the corresponding sections 17 and 18. When using electronic programmable temperature regulators, it is possible not only to maintain the selected heating levels of different zones of the mattress, but also to dry the mattress after sleep by heating to 70 ° C for 25-30 minutes the entire surface of the 5th mattress. It should be noted that the above temperature-time parameters provide not only the drying of the mattress, but also the destruction of living microorganisms that may be in the mattress. To increase comfort, the cover 2 can be made three-layer and quilted, while batting, wool or polymeric material is used as the middle layer. Mounting GMPE 6 to the cover 2 is carried out in places not occupied by pockets 11.

Матрас с регулируемым электрообогревом используется следующим образом. С помощью соединительного электрического шнура (кабеля) каждая секция 17 и 18 ГМПЭ 6 подключается к соответствующему ей терморегулятору, которые, в свою очередь, подключаются к источнику электрической энергии, например, к сети переменного тока. При использовании известных из прототипа терморегуляторов, размещенных в общем корпусе и выполненных в виде управляемых вручную регуляторов электрической мощности, подводимой к соответствующей каждому из них секции ГМПЭ 6, устанавливают величину тока в каждой секции 17 и 18 ГМПЭ 6, которая необходима для предварительного (к моменту, когда пользователь ложится спать) нагрева зоны 171 поверхности 5 чехла 2, соответствующей голове и туловищу пользователя, и зоны 181 поверхности 5 чехла 2, соответствующей ногам пользователя, до заранее выбранных температур.A mattress with adjustable electric heating is used as follows. Using a connecting electric cord (cable), each section 17 and 18 of the GMPE 6 is connected to the corresponding temperature controller, which, in turn, are connected to a source of electrical energy, for example, to an alternating current network. When using thermostats known from the prototype, placed in a common housing and made in the form of manually controlled electric power regulators supplied to the respective sections of the GMPE 6, the current value in each section 17 and 18 of the GMPE 6 is set, which is necessary for the preliminary (by the time when the user goes to bed) heating the zone 171 of the surface 5 of the cover 2, corresponding to the head and torso of the user, and the zone 181 of the surface 5 of the cover 2, corresponding to the feet of the user, to the pre-selected ones temperatures.

Выделение тепла при протекании тока через электрически параллельно соединенные между собой П-образные электронагревательные элементы 19 каждой секции 17 и 16 приводит к возникновению тепловых потоков, направленных соответственно к поверхности 5 чехла 2 и к основанию 1. Однако, поскольку ГМПЭ 6 закреплен на внутренней (по отношению к поверхности 5) поверхности чехла 2, то, за счет меньшего теплового сопротивления, тепловой поток в направлении к поверхности 5 чехла 2 будет больше величины теплового потока, направленного к основанию 1 матраса. Это обуславливает (по сравнению с прототипом) повышение эффективности использования тепловой энергии, генерируемой ГМПЭ 6.Heat evolution during the flow of electricity through electrically parallel connected U-shaped electric heating elements 19 of each section 17 and 16 leads to the appearance of heat fluxes directed respectively to the surface 5 of the cover 2 and to the base 1. However, since the GMPE 6 is fixed to the inside ( relative to the surface 5) of the surface of the cover 2, then, due to less heat resistance, the heat flux towards the surface 5 of the cover 2 will be greater than the magnitude of the heat flux directed to the base 1 of the mattress. This leads (in comparison with the prototype) to increase the efficiency of use of thermal energy generated by GMPE 6.

Таким образом, к моменту, когда пользователь ложится спать, упомянутые выше зоны 171 и 181 поверхности 5 будут нагреты до заданных температур, что обуславливает, как и в прототипе, удобство пользования матрасом. Далее, в случае необходимости, осуществляется корректировка величины тока в каждой секции 17 и 18 ГМПЭ 6 (как правило, в сторону уменьшения) для обеспечения наиболее комфортных условий для сна. После этого пользователь ложится спать.Thus, by the time the user goes to bed, the above-mentioned zones 171 and 181 of the surface 5 will be heated to the desired temperatures, which leads, as in the prototype, the convenience of using the mattress. Further, if necessary, the current value is adjusted in each section 17 and 18 of GMPPE 6 (as a rule, in the direction of decreasing) to ensure the most comfortable conditions for sleep. After that, the user goes to bed.

Патентуемое выполнение П-образных электронагревательных элементов 19, а также размещение каждого из них в соответствующем ему двухвходовом кармане 11, имеющем полость (в плане) П-образной формы, обеспечивают надежную фиксацию положения П-образных электронагревательных элементов 19 в процессе эксплуатации матраса при отсутствии жесткого крепления их к кожуху ГМПЭ 6. В результате П-образные электронагревательные (резистивные) элементы 19 будут подвергаться, практически, только изгибным нагрузкам в процессе пользования патентуемым матрасом. Однако электроизолированные гибкие провода 25 из эластичных углеродных волокон способны выдерживать большое количество изгибов без образования разрывов, что обеспечивает увеличение срока службы ГМПЭ 6 по сравнению с прототипом.Patented implementation of the U-shaped electric heating elements 19, as well as the placement of each of them in the corresponding two-input pocket 11, having a cavity (in plan) of the U-shape, provide reliable fixation of the position of the U-shaped electric heating elements 19 during the operation of the mattress in the absence of a rigid fixing them to the casing of GMPE 6. As a result, the U-shaped electric heating (resistive) elements 19 will be subjected, in practice, only to bending loads in the process of using the patented mattress. However, the electrically insulated flexible wires 25 of elastic carbon fibers are able to withstand a large number of bends without the formation of gaps, which ensures an increase in the service life of GMPE 6 in comparison with the prototype.

Поскольку П-образные электронагревательные элементы 19 каждой секции 17 и 18 электрически соединены между собой параллельно, то выход из строя одного из П-образных электронагревательных элементов 19 не приведет к потере работоспособности ГМПЭ 6. Аналогично, за счет параллельного соединения между собой проводов 25 в каждом П-образном электронагревательном элементе 19 образование разрыва в одном из проводов 25 также не приведет к потере работоспособности ГМПЭ 6.Since the U-shaped electric heating elements 19 of each section 17 and 18 are electrically connected to each other in parallel, the failure of one of the U-shaped electric heating elements 19 will not lead to the loss of operation of the GMPE 6. Similarly, due to the parallel connection of wires 25 in each U-shaped electric heating element 19, the formation of a gap in one of the wires 25 will also not lead to loss of performance of the GMPE 6.

Ремонтопригодность патентуемого матраса с регулируемым электрообогревом обеспечивается тем, что:Maintainability of a patented mattress with adjustable electric heating is ensured by the fact that:

- чехол 2 выполнен с возможностью съема;- the cover 2 is made with the possibility of removal;

- ГМПЭ 6 закреплен на внутренней поверхности чехла 2, расположенной напротив его поверхности 5;- GMPE 6 is fixed on the inner surface of the cover 2, located opposite its surface 5;

- каждый П-образный электронагревательный элемент 19 размещен в соответствующем ему двухвходовом кармане 11, имеющем полость (в плане) П-образной формы;- each U-shaped electric heating element 19 is placed in its corresponding two-input pocket 11 having a cavity (in plan) of a U-shaped;

- П-образные электронагревательные элементы 19 каждой секции 17 и 16 электрически соединены между собой параллельно.- U-shaped electric heating elements 19 of each section 17 and 16 are electrically connected to each other in parallel.

Иными словами, съемность чехла 2 обеспечивает возможность доступа к ГМПЭ 6 в случае его ремонта, а размещение каждого П-образного электронагревательного элемента 19 в соответствующем ему кармане 11 без соединения его с кожухом ГМПЭ 6 обеспечивает возможность замены одного из параллельно включенных, но вышедшего из строя П-образного электронагревательного элемента 19 на новый.In other words, the removability of the cover 2 provides access to the GMPE 6 in case of its repair, and the placement of each U-shaped electric heating element 19 in the corresponding pocket 11 without connecting it to the GMPE 6 casing allows the replacement of one of the parallel, but failed U-shaped electric heating element 19 to a new one.

После сна пользователь отключает питание ГМПЭ 6.After sleep, the user turns off the power of GMPPE 6.

Промышленная применимость патентуемого изобретения подтверждается также возможностью изготовления матраса с регулируемым электрообогревом с использованием известного оборудования и материалов.The industrial applicability of the patented invention is also confirmed by the possibility of manufacturing a mattress with adjustable electric heating using known equipment and materials.

Claims

A mattress with adjustable electric heating, containing a base, which is placed in a cover covering its entire outer surface, and a flexible multi-section flat heater connected to temperature regulators that correspond to each section, characterized in that the flexible multi-section flat heater includes a flexible casing, which is made of superimposed on each other two identical sheets of flexible, insulating, heat-conducting material and interconnected by main seams forming consecutively arranged along the length of the casing, a series of two-input pockets, each of which is bounded by the external and internal U-shaped contours equidistantly located and formed by the main seams mentioned above, each section of a flexible multi-section flat electric heater contains at least two U-shaped electrically connected in parallel electric heating elements, each of which is placed in the corresponding two-input pocket corresponding to it and the aforementioned, with the entry lines in each two the entrance pocket of the corresponding section is located at the same distance from and parallel to the longitudinal edge of the casing, and each U-shaped electric heating element is formed by bending the ribbon heater along two inflection lines that are located at the same distance from its ends, at an angle φ = 90 ° relative to each other other and symmetrical with respect to the bisector of the angle φ, and the tape heater includes a substrate in the form of a ribbon of fiberglass and at least two electrically parallel connected between oh insulated flexible wires of elastic carbon fibers that are parallel to each other along the substrate and connected to it by threading each wire between the transverse strands of fiberglass with a given step, while the cover is removable, and the flexible multi-section flat heater is secured with additional seams on the inner surface of the case, located opposite its surface facing the user.