Полезная модель относится как к удовлетворению жизненных потребностей человека, так и к электротехнике и может быть использована для защиты от перегрева бытовых электрообогревательных приборов при возникновении в этих приборах неисправности, в частности электрогрелок. Полезная модель решает задачу обеспечения эксплуатационной надежности электрогрелки за счет защиты нагревательного элемента от перегрева с повышением пожаробезопасности и электробезопасности в течение всего срока эксплуатации электрообогревательного прибора. Технический результат достигается тем, что в электрогрелке, содержащей нагревательный элемент, заключенный в гибкую оболочку, устройство защитного отключения электрогрелки от перегрева в виде необратимого нормально замкнутого предохранителя соединенного последовательно с нагревательным элементом и переключатель режимов работы, в устройство защитного отключения введены тиристор и конденсатор подключенные параллельно выводам нагревательного элемента, а необратимый нормально замкнутый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя.

Полезная модель относится как к удовлетворению жизненных потребностей человека, так и к электротехнике и может быть использована для защиты от перегрева бытовых электрообогревательных приборов при возникновении в этих приборах неисправности, в частности электрогрелок.

Известен гибкий электронагреватель (патент РФ 2076462, МПК Н05В 3/34, 27.03.97 г.), содержащий чехол, расположенный внутри чехла нагревательный элемент в виде зигзагообразно изогнутой ленты и тепловой предохранитель. Недостатком данной конструкции является то, что при сминании нагревательного элемента идет бесконтрольный разогрев, что приводит к повреждению прибора и возгоранию нагревателя.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является бытовой электрообогреватель (патент РФ 97624 МПК А61F /00, 20.09.2010) содержащий гибкую оболочку с расположенным в ней нагревательным элементом, переключатель режимов работы и необратимый нормально замкнутый предохранитель.

Однако недостатком данной конструкции является недостаточная электробезопасность устройства, связанная с тем, что оно не предохраняет сеть от короткого замыкания в нагревательном элементе и в соединительных проводах, что особенно важно для обеспечения долговечности устройства, так как изоляция проводов и нагревательного элемента, находящихся при высокой температуре к концу срока службы стареет и разрушается.

Для предотвращения возгорания от неправильного использования применяются следующие меры: таймер ограничивает время разогрева; уменьшается общая мощность; устанавливаются термодатчики и термореле, в переключатели режимов устанавливаются термоконтролеры, делаются крепления для фиксации электронагревателя на человеке или на постели. Но как показала практика, люди оставляют электронагреватели без присмотра, пренебрегают инструкциями по эксплуатации.

Полезная модель решает задачу обеспечения эксплуатационной надежности электрогрелки за счет защиты нагревательного элемента от перегрева с повышением пожаробезопасности и электробезопасности в течение всего срока эксплуатации электрообогревательного прибора.

Технический результат достигается тем, что в электрогрелке, содержащей нагревательный элемент, заключенный в гибкую оболочку, устройство защитного отключения электрогрелки от перегрева в виде необратимого нормально замкнутого предохранителя соединенного последовательно с нагревательным элементом и переключатель режимов работы, в устройство защитного отключения введены тиристор и конденсатор подключенные параллельно выводам нагревательного элемента, а необратимый нормально замкнутый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя.

На фиг.1 изображен общий вид электрогрелки;

на фиг.2 представлена функциональная схема электрогрелки;

на фиг.3 - конструкция нагревательного элемента.

Электрогрелка содержит нагревательный элемент 1, устройство 2 защитного отключения электрогрелки от перегрева и переключатель 3 режимов работы.

Нагревательный элемент 1 предназначен для нагрева электрогрелки не выше 60°С и представляет собой заключенный в гибкую оболочку 4 термокабель, содержащий медную токоведущую жилу 5, покрытую изоляционным слоем 6 поверх которого навита нагревательная спираль 7 из нихромового провода заключенная сверху в эластичную изоляцию 8. Нагревательный элемент 1 включен в цепь регулирования температуры, и его температура поддерживается в заданном режиме.

Устройство 2 защитного отключения электрогрелки предназначено для защиты нагревательного элемента от перегрева.

Устройство 2 работает только в составе с термокабелем 1. Термокабель 1 используется как датчик превышения предельной температуры, т.е. вырабатывает сигнал для устройства 2, а устройство 2 используется как исполнительный механизм.

Устройство 2 защитного отключения содержит необратимый нормально замкнутый предохранитель 9, тиристор 10 и конденсатор 11.

Необратимый нормально замкнутый предохранитель 9 представляет собой токовый предохранитель, имеющий номинальную величину тока защитного срабатывания, приблизительно равную номинальному току через нагревательный элемент 1.

Предохранитель 9 одним выводом подключен к источнику питания через переключатель 3 режимов работы, другим к первым выводам нагревательного элемента 1, тиристора 10 и конденсатора 11.

Токовый необратимый предохранитель 9 предназначен для разрыва цепи питания нагревательного элемента 1 при увеличении тока через него выше допустимого значения.

Тиристор 10 и конденсатор 11 подключены параллельно выводам нагревательного элемента 1.

Переключатель 3 режимов работы электрогрелки последовательно соединен с токовым предохранителем 9.

Переключатель 3 осуществляет переключение режимов работы электрогрелки. В одном из режимов U пит =U сети (где U пит - напряжение питания поступающее на нагревательный элемент электрогрелки, U сети - напряжение электрической сети) электрогрелка работает на полную мощность. В другом режиме U пит =1/2U сети (где U пит - напряжение питания поступающее на нагревательный элемент электрогрелки, U сети - напряжение электрической сети), сетевое напряжение проходит через диод 12, который не пропускает верхнюю полуволну сетевого напряжения, электрогрелка работает с 50% мощностью.

Электрогрелка работает следующим образом.

При нормальной работе температура нагревательного элемента 1 не превышает заданную предельную температуру.

При перегреве электрогрелки происходит расплавление изоляционного слоя 6 термокабеля 1, в результате чего нагревательная спираль 7 соединяется с медной токоведущей жилой 5. Далее импульс сетевого напряжения по медной токоведущей жиле 5 поступает на устройство 2 защитного отключения.

Так как нагревательная спираль 7 и медная токоведущая жила 5 соединятся (при перегреве), то на медной токоведущей жиле 5 появится импульс сетевого напряжения. Поступивший на устройство 2 импульс сетевого напряжения воздействует на управляющий электрод тиристора 10 и это приводит к отрыванию тиристора 10, то есть переход из непроводящего состояния в проводящее. При переходе в проводящее состояние тиристора 10 происходит протекание дополнительного тока через него. В результате чего ток через необратимый предохранитель 9 превысит предельно допустимое значение тока через предохранитель 9 и последний расплавится током и разорвет цепь питания нагревательного элемента 1. Для предотвращения перехода тиристора 10 в проводящее состояние, при подачи напряжения питания, служит конденсатор 11.

Таким образом, предлагаемая полезная модель имеет следующие достоинства:

Контроль перегрева осуществляется по всей площади электрогрелки;

Отсутствие контактов в необратимом предохранителе, через который протекает значительный ток нагревательного элемента, и использование в качестве необратимого предохранителя токового предохранителя существенно повышает долговечность устройства;

Введение токового предохранителя вместо теплового упрощает устройство за счет отсутствия нагревательного элемента и отсутствие тепловой связи с нагревательным элементом, повышает его надежность и долговечность за счет облегчения режима работы необратимого предохранителя, который размещается не в отсеке с высокой температурой 250-300°С, а в месте с нормальной комнатной температурой 25-30°С.

Введение токового предохранителя одновременно с тепловой защитой обеспечивает защиту сети питания от КЗ (короткого замыкания) в нагревательном элементе и в соединительных проводах, что особенно важно для обеспечения долговечности устройства, так как изоляция проводов и нагревательного элемента, находящихся при высокой температуре к концу срока службы стареет и разрушается;

Отсутствие в устройстве размыкающих контактов, при коммутации которых в электрической сети появляются помехи, к тому же контакты имеют весьма небольшой ресурс работы.

Электрогрелка, содержащая нагревательный элемент, заключенный в гибкую оболочку, устройство защитного отключения электрогрелки от перегрева в виде необратимого нормально замкнутого предохранителя, соединенного последовательно с нагревательным элементом, и переключатель режимов работы, отличающаяся тем, что в устройство защитного отключения введены тиристор и конденсатор, подключенные параллельно выводом нагревательного элемента, а необратимый нормально замкнутый предохранитель выполнен в виде токового предохранителя.

Зима пришла незаметно, я это почувствовал когда по дороге в магазин у меня сильно замерзли руки. Про перчатки конечно знаю, но они не греют, а лишь сохраняют тепло наших рук. Поэтому я решил на скорую руку собрать мини грелку специально для моих драгоценных рук. Грелок такого плана на рынках полно, но все-таки захотел сделать свою.

В продаже есть грелки с горючей смесью внутри, это походные грелки длительного резерва на принципе каталитического горения. Есть и электрические грелки со встроенным аккумулятором и нагревательным элементом.

Еще давно я купил несколько повербанков с металлическим корпусом, на базе данного корпуса и была собрана грелка.

Моя грелка будет электрической.

На алиэкспресс я купил инфракрасный нагревательный элемент, применяемый в качестве нагревателя для теплого пола, им также обматывают водопроводные трубы, чтобы вода в последних не замерзла. Ну в общем областей применения у такого нагревателя очень много.

Нагреватель состоит из двух частей - волоконный резистивным материал который собственно и нагревается, и термостойкой гибкой изоляции.
Такие нагреватели питаются от сети, 10 метров такого провода потребляет около 160 ватт при питании от сети 220 вольт. Именно данный материал и решил использовать в моей грелке.

Опытным путем подобрал оптимальную мощность нагревательного элемента, для этого был использован нихромовый нагреватель. Намотал провод на алюминиевый каркас повербанка и подобрал длину так, чтобы при питании от 12 и вольт корпус максимум за 20-30 секунд нагрелся до 50 градусов, в итоге выявил, что для этого нужен нагреватель с мощностью около 6 ватт.

Зная некоторые исходные данные и закон Ома легко можно вычислить нужную длину нагревателя, но нужно учитывать то, что по мере нагрева сопротивление нагревателя будет расти, следовательно мощность снизится, длина и сопротивление для моего случае не так уж и важна, поскольку каждый будет рассчитывать нагреватель индивидуально в зависимости от напряжения питания и длины нагревателя.

Питаться нагреватель будет всего от одной литиевой банки стандарта 18650 , но не напрямую, а через повышающий преобразователь, можно и без него, но для того, чтобы получить нужную мощность от 3,7 Вольт, нужно сократить длину провода и параллельно подключить несколько. Чтобы избежать колхоза, решил задействовать преобразователь, в этом случае нагреватель у нас будет цельным и растянется по всей длине гильзы, этим обеспечив равномерный нагрев.

В грелке аккумулятор обязательно должен быть с защиой, иначе он может выйти из строя из-за глубокого разряда.

Между витками нагревателя сохранил некоторое расстояние, получив что-то на подобии выемок для пальцев, так, что грелка отлично лежит в руке.

В качестве повышающего преобразователя идеально подходит дешевая платка мт3608, подаем на вход платы 3,7 Вольт и вращением подстроечного резистора на выходе модуля выставляем 12 Вольт. Мой корпус оказался маловат и плата преобразователя попросту не влезла, а менять корпус не хотел, в итоге решил доработать платку инвертора кусачками, и вот что получилось.

Размеры уменьшились в два с половиной раза.

Сделаем замеры мощности и времени работы. Подаем на вход инвертора напряжение 3,7 Вольт имитируя аккумулятор, к выходу инвертора подключаем нагреватель и ваттметр.

Потребление от аккумулятора чуть меньше двух ампер, из них около 100мА потребляет сам ваттметр это чуть больше 7 ватт на входе, а на выходе у нас 4,5-5 ватт, кпд порядка 70%. Естественно без инвертора было бы меньше потерь. Но даже с учетом всего этого аккумулятора на 2200мА/ч хватит на чуть больше часа непрерывной работы грелки, а если этого мало, можно взять аккумулятор на 3400мА/ч.

На алюминиевый корпус повербанка намотан термостойкий скотч, он в принципе не нужен, изначально его использовал для теплоизоляции корпуса. Это нужно, для того, чтобы аккумулятор не перегревался, но позже тесты показали, что большая часть тепла непосредственно будет передаваться к руке, а внутри корпуса температура не критическая.

Не смотря на урезанную плату конвертора пришлось удлинять корпус, так как я совсем забыл о том, что в начале планировал впихнуть сюда систему зарядки от юсб.

Включается грелка кнопкой без фиксации.

Наверное, у многих еще с советских времен остались вот такие электрогрелки:

Они имели переключатели на 3 положения для регулировки температуры. В наш век электроники грех не модернизировать такую вещь, тем более, что это совсем просто. Вот схема терморегулятора, рассчитанного на фиксированную температуру 36-37 °C:

Основа схемы - датчик температуры DS1821, работающий в режиме термостата. Вначале схема не имела транзистора, но практика показала, что такое включение термодатчика недопустимо. В процессе работы напряжение на выводе 2 превышало питание микросхемы из-за падения напряжения на управляющем переходе симистора. Это приводило к самопроизвольному перепрограммированию термодатчика и нарушению его работы. Пришлось добавить транзистор (любой маломощный) и перепрограммировать пороги TH0 и TH1.

Программировать DS1821 для перевода его в режим термостата и задания порогов срабатывания удобнее всего с помощью простого программатора . Размещается датчик прямо внутри грелки.

Современная электрическая грелка - это лучший прибор, который помогает человеку в холодное время года предотвратить простуду после переохлаждения или снять болевой синдром. Пришедший на смену резиновым быстро остывающим или каталитическим удобный и практичный электроприбор - качественный источник сухого тепла.

Не страшны мороз и промозглая погода, если дома ждет безотказная теплая грелка, которая согреет тело и проведет настоящую физиотерапевтическую процедуру. Кроме того, может быть оснащена вибромассажером, который поможет улучшить кровообращение в области стоп, что благотворно влияет на весь организм человека, облегчает боль, снимает спазмы и ускоряет обменные процессы.

Электрическая грелка: описание

Это прибор для выработки тепла и постоянного поддержания комфортной температуры с помощью электротока. Современные модели не только удобны, но и безопасны. Они оснащены тройным механизмом защиты, который не позволяет перегреваться прибору и охраняет человека от поражения током. Электрическая грелка, выполненная в форме одеяла, может быть оборудована таймером автоматического отключения, что позволяет не вставать с постели для отсоединения шнура из розетки, а спокойно уснуть - грелка отключится сама.

Устройство современных грелок включает внутренний нагревательный элемент, наружный съемный чехол из термоустойчивой ткани (флиса), шнур питания с вилкой и терморегулятор. Такая конструкция позволяет эксплуатировать прибор просто и комфортно. Чехол легко снимается, его можно постирать (в некоторых моделях допускается машинная стирка), удалив с любые случайные загрязнения, благодаря нагревательному элементу постоянно поддерживается тепло, а терморегулятор контролирует необходимую степень нагрева.

Виды и формы

Нынешний ассортимент электрогрелок поражает даже придирчивых покупателей. Каждый год на рынок выпускаются все более совершенные новинки для применения электрогрелок дома и на даче, в автомобиле и в путешествии. Существуют сегодня нагревательные коврики и теплые подушечки даже для домашних питомцев!

При производстве электрогрелок применяются очень прочные материалы - синтепон и высокотехнологичный поликоттон (сочетание хлопка и полиэстера).

Электрические грелки в аптеках условно можно разделить на такие модели: для тела - небольшие коврики-матрасики, на которых легко лежать и согреваться; универсальные приборы - плоские подушечки небольших размеров, прикладываемые к замерзшим участкам тела; специализированные грелки с электронагревом, предназначенные для конкретных частей тела (ног, поясницы, плечевой зоны, шейного отдела и позвоночника).

Они могут иметь специальную анатомическую форму или быть выполнены в виде сапожек, валенок или тапочек (электрическая грелка для ног), грелки-жилета, пояса или валика. Подушки-электрогрелки бывают как в форме четырехугольника, так и в виде валика, ортопедические модели служат профилактике шейного остеохондроза.

Электрогрелки-матрасы могут выступать альтернативой при отключении центрального отопления. Модели, работающие от электросети автомобиля, пригодятся в длительной поездке. Электрогрелки для кресел можно выбрать как для дома, так и для нахождения в машине.

Постельное белье и принадлежности (электроодеяла и электропростыни) так же мягки и приятны для тела, как и обычные, но оснащены переключателем мощности, чтобы было удобно регулировать температуру. Ароматические электрогрелки (Beurer Aroma) дополнительно укомплектованы двумя наполнителями для сеансов ароматерапии: от простуды и для релаксации.

Применение согревающих приборов

Электрогрелки - это устройства, которые используются с целью обогрева тела или отдельных зон для профилактики или лечения.

Электрическая грелка поможет получить равномерное сухое тепло с регулируемым уровнем: при переохлаждении (как всего тела, так и его отдельных участков); для восстановления мышц после силовых нагрузок; для повышения тонуса и снижения избыточного напряжения при общем недомогании или после усиленной умственной нагрузки; в борьбе с простудой; для устранения застойных явлений в кровоснабжении внутренних органов и тканей, в лимфатической системе; для ухода за больными, прикованными к постели (в том числе послеоперационными); для борьбы с болезнями опорно-двигательного аппарата (заболеваниями позвоночника и суставов, остеохондрозом, ревматизмом); при комплексном лечении цистита и других недугов, при которых необходимо сухое тепло.

Характеристики

Различные виды электрических грелок могут отличаться и по характеристикам: мощностью - она связана со скоростью нагрева прибора; количеством температурных режимов - это позволяет максимально комфортно установить необходимую температуру эксплуатации (в электрогрелке для ног, например, она не должна превышать уровень 60 градусов); функцией автоматического отключения - качественные приборы дают возможность людям уснуть, не беспокоясь об ожоге или пожаре - термостат вовремя выключит устройство, предупредив перегрев; наличием вибромассажера (в электрогрелках для ног) - это помогает прорабатывать ножки в различных режимах, получая пользу для всего организма.

Но греть и массировать ступни одновременно не получится - эти две опции переключаются. Потребляемое напряжение электрогрелок не превышает сорока Ватт, поэтому сертифицированные изделия максимально безопасны, приятны на ощупь и надежны.