Текстильное изделие с электрическим обогревом

Изобретение предназначено для применения в изделиях, обеспечивающих дополнительный обогрев, например, в одежде (рубашки, пиджаки, свитера, и майки и т.п.) или пледах, одеялах и т.п. Для создания текстильного изделия, позволяющего осуществить обогрев и сохранение тепла тела человека, без ограничений возможности его движения, выполнения им физических упражнений и своих профессиональных обязанностей, с обеспечением всех эстетических функций предлагается текстильное изделие, состоящее из трикотажной структуры с множеством резистивных нагревательных элементов, в качестве которых используют нити люрекса или металлизированной вискозы, расположенные на лицевой стороне трикотажной структуры, на определенном расстоянии, при этом нити люрекса или металлизированной вискозы присоединены к двум токопроводящим элементам, расположенным на изнаночной стороне текстильной структуры перпендикулярно нитям и имеющим электрический контакт с генератором тока.

Изобретение предназначено для применения в изделиях, обеспечивающих дополнительный обогрев, например, в одежде (рубашки, пиджаки, свитера, и майки и т.п.) или пледах, одеялах и т.п.

Известно устройство для обогрева тела человека, которое содержит мешок с капюшоном, имеющий на передней части разъем и средство для обеспечения обогрева, размещенное в полости мешка. Средство для обогрева представляет собой гибкий электронагревательный элемент, состоящий из нескольких участков, (пат. РФ №2087121, МПК (6) А 47 G 9/08, А 41 D 13/00).

Предлагаемое устройство не пригодно для изготовления одежды, хотя удобно при использовании в спальниках.

Известна теплозащитная одежда, содержащая теплозащитные элементы, которые имеют пластину из формоустойчивого теплоаккумулирующего материала и электронагреватель установленный внутри этого материала с возможностью подсоединения к источнику электропитания. На одном из теплозащитных элементов, входящих в состав одежды, установлен датчик температуры, связанный с системой управления, (пат. РФ №2172910. МПК (7) F 28 D 20/00).

Предлагаемая теплозащитная одежда громоздкая и неудобная.

Наиболее близким аналогом к заявляемому является электрические нагревательные/подогревающие текстильные изделия [Заявка №2001128775, МПК(7), Н 05 В 3/34, D 04 В 21/02]. Текстильное изделие, приспособленное для выработки тепла при приложении электрической энергии, содержит текстильную структуру, в которой множество резистивных электронагревательных элементов, введенных в текстильную структуру и

проходящих, как правило, между противоположными краевыми участками упомянутой текстильной структуры; и токопроводящие элементы, проходящие, как правило, вдоль упомянутых противоположных краевых участков текстильной структуры и приспособленные для присоединения множества, расположенных на определенном расстоянии друг от друга резистивных электронагревательных элементов к источнику электрической энергии.

К недостаткам прототипа следует отнести то, что ток в электрической цепи нагревательных элементов неограничен, что может привезти к появлению электрических знаков на коже или ожогов, это является грубым нарушением медицинских норм электробезопасности. Использование электрических нагревательных элементов с удельным электрическим сопротивлением в 0,1 Ом·см требует применения значений токов больших безопасного уровня в 2 мА, что может способствовать развитию различных заболеваний и функциональных нарушений здоровья человека. Кроме того, для создания изделия требуется использование ворсовой нити и желательно придание созданной текстильной структуре гидрофобных и гидрофильных свойств, что существенно усложняет процесс производства изделия.

Технической задачей является создание текстильного изделия, позволяющего осуществить обогрев и сохранение тепла тела человека, без ограничений возможности его движения, выполнения им физических упражнений и своих профессиональных обязанностей, с обеспечением всех эстетических функций трикотажного изделия.

Предлагаемая техническая задача решается текстильным изделием, состоящим из трикотажной структуры с множеством резистивных нагревательных элементов, в качестве которых применены нити люрекса или металлизированной вискозы, расположенные на лицевой стороне трикотажной структуры, на определенном расстоянии, при этом нити люрекса

или металлизированной вискозы присоединены к двум токопроводящим элементам, расположенным на изнаночной стороне текстильной структуры перпендикулярно нитям и имеющим электрический контакт с генератором тока.

Нити люрекса или металлизированной вискозы, расположенные на лицевой стороне трикотажной структуры, на расстоянии не менее 1,5 мм, так как при наличии меньшего расстояния велика вероятность замыкания различных нагревательных элементов.

Нити люрекса или металлизированной вискозы могут быть присоединены к двум токопроводящим элементам механически, например с помощью металлических заклепок, или токопроводящего клея.

Текстильное изделие может быть выполнено так, что трикотажная структура разделяется на участки, которые электрически связаны между собой путем подключения к одному или нескольким генераторам тока. Если токопроводящие элементы, соединяющие резистивные нагревательные элементы этих участков, подключены к различным генераторам тока, то это позволит регулировать температуру только в необходимых участках.

Трикотажная структура может быть изготовлена платированным переплетением (на базе кулирной глади) с одновременным ввязыванием в полотно уточной нити [Гусева А.А. Технология и оборудование плосковязальнного и кругловязального производства, М.: Легкая и пищевая промышленность. - 1981, С.88-89.] Все петли образованы из двух нитей:

первая нить из люрекса или металлизированной вискозы; вторая нить например, из полушерстяной пряжи. Нити подаются в определенном порядке, так чтобы придать лицевой и изнаночной сторонам разные свойства. Платировочная нить люрекса (металлизированной вискозы) образует петли лицевой стороны, другая например, полушерстяная нить- грунтовая - петли изнаночной стороны.

Текстильное изделие может быть выполнено из любого обычного материала, на который наносятся трикотажная структура, имеющая резистивные нагревательные элементы, в качестве которых применены нити люрекса или металлизированной вискозы, расположенные на лицевой стороне трикотажной структуры, на определенном расстоянии. При этом нити люрекса или металлизированной вискозы присоединены к двум токопроводящим элементам, расположенным по краям трикотажной структуры на изнаночной стороне перпендикулярно нитям и имеющим электрический контакт с генератором тока.

Используемый генератор тока имеет ограничивающий ток на уровне 2 мА на случай короткого замыкания нитей (токи не выше 2 мА считаются безопасными для человеческого организма) [Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники: Учебное пособие для вузов -М. Радио и связь, 1985. - 14 с.]. На фиг.1 изображена схематично выкройка текстильного изделия с одним генератором тока; на фиг.2 - с тремя генераторами тока; на фиг.3 - с двумя генераторами тока.

На выкройке рубашки сшитой по боковьм швам (фиг.1), схематично указано взаимное расположение токопроводящих элементов 1, резистивных нагревательных элементов 2, генератора тока 3, выключателя 4, расположенных на текстильной структуре 5.

Резистивные нагревательные элементы 2, выполненные из нитей люрекса соединены с токопроводящими элементами 1 с помощью клея. При замыкании выключателя 4 электрический ток, создаваемый генератором тока 3, протекает по токопроводящим элементам 1 и поступает на резистивные нагревательные элементы 2. Экспериментально-расчетным путем было установлено, что для получения необходимой тепловой энергии в 18 Дж на рубашке спереди и сзади должно быть 312 резистивных нагревательных элементов. Резистивные нагревательные элементы 2 могут образовывать

любой узор с тем условием, что нити не должны иметь друг с другом электрического контакта.

Известно, что мощность, излучаемая человеком в инфракрасном диапазоне спектра в обычном состоянии, составляет порядка 100 Вт или 36 Дж тепловой энергии. Таким образом, для создания комфортных тепловых условий энергия, излучаемая с поверхности текстильного изделия, должна быть не менее 36 Дж. Так как эта тепловая мощность выделяется со всей поверхности человеческого тела, то, например, для рубашки необходимо, чтобы тепловая энергия составляла 18 Дж, т.е. спереди и сзади должно выделяться по 9 Дж тепловой энергии.

На лицевой стороне рубашки, соответствующей 50 размеру, можно разместить горизонтально через 3 мм 156 нитей люрекса длиной порядка одного метра, являющихся резистивными нагревательными элементами, столь частое расположение нитей способствует созданию равномерного теплового потока по всей поверхности рубашки. Перпендикулярно резистивным нагревательным элементам 2 с изнаночной стороны пропущены токопроводящие элементы 1, которые имеют удельное электрическое сопротивление не менее 3 Ом м, к ним электрически подключены с помощью клея нити люрекса.

Экспериментально установлено, что при использовании трех генераторов выделяется тепло в количестве 18 Дж ч в течение 20 минут. В случае использования двух генераторов тока 3 (фиг.3) рубашка из текстильной структуры 5 обогревает тело человека 13 минут.

Заявляемое текстильное изделие удобно, эстетично, безопасно и позволяет регулировать тепло- излучаемое одеждой или телом.

1. Текстильное изделие с электрическим обогревом, состоящие из трикотажной структуры, содержащей токопроводящие элементы, проходящие, как правило, между противоположными краевыми участками трикотажной структуры, и резистивные нагревательные элементы, отличающееся тем, что в качестве резистивных нагревательных элементов применяют нити люрекса или металлизированной вискозы, расположенные на лицевой поверхности трикотажной структуры изделия, присоединенные к токопроводящим элементам, расположенным перпендикулярно нитям люрекса или металлизированной вискозы и имеющим электрический контакт с генератором тока.

2. Текстильное изделие по п.1, отличающееся тем, что трикотажная структура выполнена в виде отдельных участков с токопроводящими и резистивно-нагревательными элементами, подключенными к одному генератору тока или различным генераторам тока.

3. Текстильное изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что расстояние между нитями люрекса или металлизированной вискозы, расположенными на лицевой поверхности трикотажной структуры изделия, не менее 1,5 мм.

4. Текстильное изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что уровень тока, протекающего через резистивные нагревательные элементы не превышает 2 мА.

5. Текстильное изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что токопроводящие элементы крепятся к изнаночной стороне трикотажной структуры с помощью токопроводящего клея.

6. Текстильное изделие по п.3, отличающееся тем, что токопроводящие элементы крепятся к изнаночной стороне трикотажной структуры с помощью токопроводящего клея.

7. Текстильное изделие по п.4, отличающееся тем, что токопроводящие элементы крепятся к изнаночной стороне трикотажной структуры с помощью токопроводящего клея.

8. Текстильное изделие по п.1 или 2, отличающееся тем, что токопроводящие элементы крепятся к изнаночной стороне трикотажной структуры с помощью металлических заклепок.

9. Текстильное изделие по п.3, отличающееся тем, что токопроводящие элементы крепятся к изнаночной стороне трикотажной структуры с помощью металлических заклепок.

10. Текстильное изделие по п.4, отличающееся тем, что токопроводящие элементы крепятся к изнаночной стороне трикотажной структуры с помощью металлических заклепок.

11. Текстильное изделие по п.1, отличающееся тем, что трикотажная структура выполнена в виде полотна платированного переплетения.