СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ КИСТЕЙ РУК И/ИЛИ СТОП НОГ
METHOD OF THERMAL PROCESSING HANDS AND/OR FEET

Предлагаемое изобретение относится к технологии гигиенической сушки кистей рук и/или стоп ног после мытья, к технологии биологической активации крови в потоках внутри вен кистей рук и стоп ног, а также к технологии лучевого прогрева конечностей. Предлагаемое изобретение может быть использовано для бесконтактной сушки рук и/или ног после мытья, для антисептической обработки поверхностей конечностей, а также для непрерывной или периодической биологической активации крови в процессе ее движения внутри конечностей в лечебных и профилактических целях.
Заявляемое техническое решение предназначено для использования в туалетных комнатах и санузлах служебных и жилых помещений, в больницах, санаториях, домах отдыха и в личном пользовании граждан.
1. Уровень техники
Известен способ тепловой обработки кистей рук - бесконтактной их сушки после мытья [1]. Для такой обработки рук на них направляют поток теплого или горячего воздуха из отверстия в неподвижном корпусе, в котором неподвижно устанавливают нагревательные элементы в виде тэнов и вентилятор с системой управления. Чаще всего эту струю направляют из неподвижного корпуса сверху вниз. Сущность известных способов такой тепловой обработки заключается в том, что внутри корпуса (посредством системы управления) включают подачу электрического напряжения на тэны и на вентилятор. При этом, вентилятор направляет поток воздуха на нагретые тэны, которые нагревают этот поток посредством конвекции, а нагретый поток воздуха выходит из выпускного отверстия корпуса, омывая кисти рук и осуществляя высушивание поверхностей кистей рук.
Реализация таких способов тепловой обработки кистей рук осуществляется устройствами под названием настенные фены или электрические сушилки для рук. Некоторые из них способны направлять потоки нагретого воздуха и снизу вверх, и влево, и вправо, и сверху вниз [2, 3].
Известны способы такой тепловой обработки в которых регулируют температуру потока воздуха или его скорость, а также обеспечивают кнопочное или автоматическое включение устройств для его осуществления [4-6]. Для этого печатные платы управления встраивают внутрь корпуса или размещают на корпусе.
Технически, реализация таких способов тепловой обработки кистей рук (сушки) представлена в материалах опубликованного патента на полезную модель [7]. В этом техническом решении в неподвижном корпусе 1 установлен вентилятор типа «улитка». Выпускное сопло этого вентилятора направляет воздушный поток в нагревательный (элемент) регистр 3, размещенный в корпусе перед диффузором 4. Плата 5 с печатной схемой управления работой сушилки неподвижно установлена также внутри корпуса, а нагревательный регистр собран из терморезисторов 6. Нагреваемый регистром 3 воздух из вентилятора уплотняется в диффузоре 4, при этом, за счет сжатия воздуха, уменьшаются его потери тепла в процессе движения.
Наиболее существенными недостатками такого способа тепловой обработки рук является его высокая энергоемкость и недостаточные функциональные возможности.
Высокая энергоемкость обусловлена малым значением коэффициента теплопередачи при конвективном нагреве воздуха от нагревательного регистра. Все выше перечисленные способы аналоги расходуют от 1 кВтч электроэнергии до 3. Высокая энергоемкость обусловлена, также, необходимостью использования вентилятора с электроприводом. Это, дополнительно, и создает усложнение в реализации способа.
Недостаточные функциональные возможности обусловлены тем, что указанные выше способы тепловой обработки кистей рук - не могут быть использованы для антисептической обработки поверхностей конечностей, а также для непрерывной или периодической биологической активации крови в процессе ее движения в венах внутри кистей в лечебных и в профилактических целях. При этом известно, что на наружных поверхностях кистей рук и стопах ног расположено очень большое количество венозных кровеносных сосудов.
Отдельно известно, что в дерматологии и косметологии применяются источники излучения, в спектре которых преобладают инфракрасные и красные лучи [8], которыми обрабатывают участки кожи, в том числе рук. Инфракрасные лучи, поглощаемые кожей, благодаря своему тепловому воздействию способствуют обезболиванию воспаленных участков, ускоряют рассасывание очагов воспаления. Излучение красного и инфракрасного диапазона оказывает заживляющее действие на язвенные процессы кожи, показаниями для применения красных и инфракрасных ламп являются гнойные, острые воспалительные процессы, пиодермии: импетиго, фурункулы, угри. Применяется красный свет также при воспалении лимфатических узлов.
Красный цвет проникает в биологические ткани на глубину 25 мм, поглощаясь в эпидермисе и собственно коже (дерме) [9]. Около 25% падающей энергии доходит до подкожной жировой клетчатки. Красный цвет поглощается преимущественно ферментами (каталаза, церулоплазмин), а также хроматоформными группами белковых молекул и, частично, кислородом. При воздействии на локальные кожные зоны красный цвет изменяет местную температуру в облученных тканях, вызывает расширение сосудов, увеличение скорости кровотока, что проявляется легкой гиперемией. Он повышает тонус поперечнополосатой и гладкой мускулатуры, стимулирует созревание коллагеновых структур.
Инфракрасные, средней длины волны и длинные волны излучения, проникая глубоко в тело человека, прогревают органы, ткани, мышцы, кости, суставы. Благодаря этому ускоряется ток крови, особенно в периферическом микро сосудистом русле (микроциркуляция) и других жидкостей [10]. Стимулируется общий обмен веществ.
Известно, также, что инфракрасную область излучения подразделяют на ближнюю 0,75-2,0 мкм, среднюю 2,0-10,0 мкм и дальнюю 10-100 мкм [11]. При этом считается, что наиболее полезным, проникающим на бо′льшую глубину сквозь поверхность кожи человека, является инфракрасное излучение средней и дальней области [10].
Известны, также, материалы под названием «фотонные кристаллы» [12], которые периодически изменяют собственный коэффициент преломления, позволяют получить разрешенные и запрещенные зоны для энергий фотонов, аналогично полупроводниковым материалам, в которых наблюдаются разрешенные и запрещенные зоны для энергий носителей заряда. Это означает, что если на фотонный кристалл падает фотон, обладающий энергией с длиной волны или частотой, которая соответствует разрешенной зоне данного фотонного кристалла, то он может распространяться в фотонном кристалле. Другими словами, фотонный кристалл выполняет функцию оптического фильтра.
Известно техническое решение [13], в котором энергия фотонов окружающей среды (излучение и тепло) пропускаются фотонным кристаллом в инфракрасном диапазоне и направляется непосредственно на тело человека или на один из его пальцев руки снаружи. Известны сведения об опытно-медицинском использовании аналогичного фотонного кристалла [14] в форме пластин и пленки внутри перстня из серебра. Перстень с таким фотонным кристаллом, в соответствии с рекламой изготовителей, можно носить только 20 дней, после чего нужно делать 10-ти дневный перерыв [14].
max
Недостатками данного технического решения являются малая площадь контакта фотонного кристалла с кожей на наружной поверхности кисти руки (небольшое пятно на одном из пальцев) и невозможность реализации из-за отсутствия внешнего источника энергии воздействующей на фотонный кристалл. На кристалл, взаимодействующий с телом человека или с пальцем, действует только тепло и тепловое излучение тела в области контакта. Температура наружной поверхности человеческого тела, в среднем, составляет 36-40°C или 309-313°K и, как правило, выше температуры окружающей среды. В соответствии с законом смещения Вина [15, с.355-356] длина волны (X), соответствующая максимальной энергии излучения зависит только от абсолютной температуры (T) тела или окружающей среды: λ=2898/T, мкм. Для температур человеческого тела (309-313°K) длина волны излучения λ, составит 9,4-9,3 мкм.
Известно, что излучение с большей длиной волны (с меньшей частотой) отражается от излучения с меньшей длиной волны (с большей частотой) [16]. Нагреваясь от человеческого тела до 309-313°K фотонный кристалл создает излучение в окружающую среду с большей частотой, чем излучение самой окружающей среды (из-за меньшей температуры окружающей среды). Тем самым блокирует (отражает) попадание излучения окружающей среды внутрь кристалла и на поверхность тела или пальца руки.
Известны источники инфракрасного и красного излучения выполненные в виде электрических ламп накаливания с зеркальным отражателем внутри колбы ламп [17]. Эти лампы имеют обозначения (названия) ИКЗ-175, ИКЗ-250, ИКЗ-500, ИКЗК-250. ИКЗ - означает, что это инфракрасные зеркальные лампы, а ИКЗК - инфракрасные, зеркальные с красным стеклом. Цифрами обозначена номинальная электрическая мощность ламп при номинальном электрическом напряжении питания - 220 В. Например, ИКЗ-500 - инфракрасная зеркальная лампа номинальной мощностью 500 Вт. Спираль такой лампы расположена в фокусе зеркального отражателя, поэтому эти лампы создают направленно-фокусированное инфракрасное излучение вдоль оси лампы в виде сплошного потока в форме расходящегося от колбы конуса. Спектр излучения этих ламп расположен в диапазоне длин волн λ=0,6-1,9 мкм, а максимум энергии излучения соответствует λ≈1 мкм при номинальном напряжении питания. Этот спектр представлен в Приложении 1 к тексту данной заявки. В спектре λ=0,6-0,75 мкм это излучение красного света (цвета) в диапазоне видимого излучения, а λ=0,75-1,9 мкм излучение в ближней инфракрасной области. Для ламп ИКЗК-250, за счет красного стекла колбы, плотность потока красного света выше, чем у ламп серии ИКЗ. Однако лампы типа ИКЗК производятся только мощностью 250-275 Вт. Например, инфракрасные зеркальные лампы с красным стеклом колбы модели 275R/IR/R/E27 мощностью 275 производятся фирмой «Дженерал Электрик» [18]. Сами по себе, эти лампы не предназначены для тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног.
2. Наиболее близким техническим решение (прототипом), к заявляемому, является способ нагрева снаружи поверхности круглого плоского днища неподвижной тонкостенной цилиндрической емкости установленной вертикально [19].
В этом способе, на горизонтально расположенное днище неподвижной емкости снизу направляют поток электромагнитного излучения, которое задают спектром максимальных частот инфракрасного излучения (ИКИ) посредством раскаленной спирали электрической зеркальной инфракрасной лампы накаливания типа ИКЗ. Эту лампу располагают под днищем коаксиально днищу с минимальным зазором к нагреваемой поверхности днища, а отраженное от этой поверхности излучение возвращают на нее по всему ее периметру посредством кольцевого отражателя, неподвижно установленного вокруг колбы лампы с охватом днища.
Здесь следует иметь в виду, что спектр максимальных частот ИКИ ламп ИКЗ соответствует диапазону минимальных длин волн λ=0,6-1,9 мкм при номинальном напряжении (максимально допустимом) питания ламп ИКЗ 220 В.
Для эффективного (быстрого и экономичного) нагрева днища в этом способе - необходима именно максимальная частота (минимальная длина волны) ИКИ, поскольку ей соответствует максимальная плотность энергии ИКИ.
Данный способ (прототип) существенно эффективнее аналогов. Известно, что в процессе теплообмена теплопроводностью или конвекцией перенос энергии зависит от температуры примерно в первой степени, тогда, как при теплообмене излучением перенос энергии зависит от температуры, но от абсолютной, которая возводится в 4-ую или 5-ую степень [20].
В основные цели предлагаемого изобретения (по сравнению с прототипом) входит получение следующих технических результатов.
1. Обеспечение возможности гигиенической сушки рук и/или ног.
2. Расширение функциональных возможностей.
3. Увеличение плотности потока излучения лампы на выходе отражателя.
4. Повышение долговечности работы излучателя
3. Причины, препятствующие получению технических результатов.
Основными причинами, препятствующими эффективному использованию известного способа (прототипа) являются следующие обстоятельства.
3.1. Невозможность безопасной гигиенической сушки рук и/или ног. Это обусловлено тем, что лампа ИКЗ в прототипе (поз.4 на фиг.1) установлена вертикально колбой вверх. Колба лампы 4 (в цилиндрическом основании 6 конического отражателя 6А, фиг.1) открыта сверху. Если над ней сушить мокрые руки, то капли воды стекают вниз и попадают на раскаленное стекло колбы и колба взрывается (разрушается). Если, при этом, вода с рук стекает струйкой, то струйка попав на оголенную спираль лампы или на контакты спирали приведут к электрическому поражению человека посредством электрического тока от контактов спирали через струйку воды и руки.
3.2. Ограниченные функциональные возможности, которые обусловлены следующими обстоятельствами.
Поток излучения ламп ИКЗ в прототипе (согласно формуле изобретения) задают спектром максимальных частот инфракрасного излучения (ИКИ), которое соответствует ближней инфракрасной области, обладает максимальной плотностью энергии и нагревающей способностью для поверхностей кожного покрова кистей рук и/или ступней ног. Коротковолновое ИКИ поглощается (нагревает) лишь тонким слоем кожи 1-2 мм и не достигает более глубоких слоев конечностей.
Отсутствие излучения в средней и дальней инфракрасной области и недостаток излучения красного света (цвета) не дают возможностей использования прототипа для биологической активации крови в потоках внутри вен кистей рук и стоп ног, для бесконтактной сушки рук и/или ног после мытья, для антисептической обработки поверхностей конечностей, а также для непрерывной или периодической биологической активации крови в процессе ее движения внутри конечностей в лечебных и профилактических целях.
3.3. Недостаточная плотность потока излучения лампы на выходе кольцевого отражателя в прототипе (поз.4, фиг.1) обусловлена тем, что он выполнен расширяющимся от колбы. Для нагрева круглого днища это дает эффект, поскольку такой отражатель направляет на днище отраженное от днища излучение.
При тепловой обработке кистей рук и/или стоп ног расширяющийся от колбы отражатель рассеивает излучение, уменьшая его энергетическую плотность на выходе из колбы. Это уменьшает эффективность проникновения излучения в ткани кистей рук и/или в стопы ног и эффективность взаимодействия излучения с поверхностью кожи конечностей.
3.4. Недостаточная долговечность работы излучателя (лапы ИКЗ) в прототипе обусловлена техническими условиями производителя [17]. Для данного типа излучателей она составляет 5000-6000 часов при номинальном режиме работы (номинальное напряжение 220 В). При использовании излучателя, например, в физиологическом или терапевтическом подразделении лечебного или профилактического учреждения, ежедневное время использования для осуществления тепловой обработки составляет не менее 8 часов. За один год общее время составит
365*8=2920 часов. 6000 ч/2920ч = 2,05 года. Т.е. гарантированный срок работы излучателей (по максимуму) составляет чуть более 2-х лет.
4. Признаки прототипа, совпадающие с заявляемым предлагаемым изобретением.
В способ тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног посредством инфракрасной зеркальной лампы из неподвижного цилиндрического корпуса с коническим отражателем сквозь отверстие в нем создают направленно-фокусированный поток электромагнитного излучения красного и ближнего инфракрасного спектров.
5. Задачами предлагаемого изобретения являются следующие технические результаты.
5.1. Обеспечить возможности гигиенической сушки рук и/или ног.
5.2. Расширить функциональные возможности.
5.3. Увеличить плотность потока излучения лампы на выходе отражателя.
5.4. Существенно увеличить долговечность (срок службы или работы) излучателя.
6. Эти технические результаты в заявляемом способе тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног достигаются тем, что этот поток создают посредством электролампы типа ИКЗК-250 с красным стеклом колбы, отражатель делают сужающимся в сторону от колбы лампы, а корпус устанавливают с возможностью взаимодействия потока излучения с кистями рук и/или стопами ног ниже отражателя, при этом спектр излучения изменяют от красного и ближнего инфракрасного до дальнего инфракрасного с переходом через средний инфракрасный и в обратном порядке с заданной периодичностью, кроме этого корпус либо неподвижно закрепляют на стене, либо неподвижно на вертикальной неподвижной стойке с возможностью вертикальных перемещений вдоль нее, либо выполняют в виде светильника настольной лампы с возможностью угловых и линейных перемещений относительно основания лампы.
7. Результаты экспериментально-расчетной апробации одной из основных операций способа, а именно - апробация возможности изменения спектра излучения электролампы ИКЗК-250, производства ГУП РМ «ЛИСМА», г. Саранск. Была собрана электрическая схема с измерительными приборами, представленная на фиг.1, а, также, использовались данные из Приложения 1, полученные от ГУП РМ «ЛИСМА» в 2005 году. Инфракрасная зеркальная лампа из красного стекла ИКЗК-250 - 1 (фиг.1) была подключена к однофазной сети переменного напряжения 220 В через регулируемый лабораторный автотрансформатор ЛАТР-2,5 (ЛАТР) 2 [21]. В цепь питания лампы 1 последовательно включен амперметр 3, а параллельно - вольтметр 4.
Известно, что нагрев проводника зависит от силы протекающего в нем тока, а электрическое сопротивление проводника - от его температуры. Поэтому, предварительно, была изучена вольт - амперная характеристика (ВАХ) лампы ИКЗК-250 с красным стеклом колбы, т.е. зависимость силы тока от величин напряжения. Напряжения U изменялись ЛАТРом 2 по показаниям вольтметра 4, а значения токов I измерялись амперметром 3. Значения электрических сопротивлений R рассчитывались по известной формуле R=U/I (Ом) [22, с.128].
1
Измерения проводились при комнатной температуре 22°C (295°K). При этой температуре сопротивление спирали лампы 1 составляет R=17 Ом.. Измерения температуры и сопротивления проводилось мультиметром М-838.
H
H
H
H
2
2
Определение сопротивления спирали лампы 1 при номинальной температуре 2350±100°K (Приложение 1) осуществлялось по известной формуле R=U/W [21, с.130], где: W - номинальная мощность лампы (250 Вт). R=220/250=194 Ом.
Напряжения задавались в двух диапазонах величин. Первый от 0 до 220 В с интервалом в 50 В, а второй - от 0 до 50 В с интервалом в 10 В. Ниже, в таблицах 1 и 2 приведены данные для U, I, R для, соответственно, первого и второго диапазонов.
Таблица 1
U, B
I, A
R, Ом
0
0,000
R<sub>1</sub>=17 (при 22°C)
50
0,527
95
100
0,764
131
150
0,935
160
200
1,104
181
220
1,171
R<sub>H</sub>=194
Таблица 2
U, B
I, A
R, Ом
0
0,00
R<sub>1</sub>=17 (при 22°C)
10
0,25
40,0
20
0,32
62,5
30
0,40
75,0
40
0,47
85,1
50
0,527
95
Известна зависимость электрического сопротивления проводника (спирали лампы 1) от его температуры [22, с.128]
0
R=R(1+αt).
0
-3
-1
где: R - сопротивление проводника при температуре 0°C, α - температурный коэффициент сопротивления. Для вольфрамовой спирали лампы 1 α=4,6·10 K.
Для определения температур спирали лампы 1 при разных напряжениях воспользуемся известной системой уравнений [23, 24]:
1
2
1
1
2
2
где: t - известная температура, t - неизвестная температура, R - сопротивление при температуре t, R - сопротивление при температуре t.
1
1
2
2
В нашем случае известна t=22°C=295°K, известно R=17 Ом. Значения R вычислены и приведены в столбце R в обеих таблицах. Решив систему уравнений (поделив первое на второе), определим t.
откуда
1
1
R*α=17*0,0046=0,078, α*t=0,0046*22=0,1012. Поэтому
2
2
1
2
t=(R-R+R*0,1012)/0,078
2
2
2
2
2
Используя данные для R таблиц 1, 2 и данное выражения рассчитываем значения t при разных значениях напряжений, (сопротивлений R). Ниже приведены примеры расчета t для таблицы 1 при напряжении 150 В (R=160 Ом) и для таблицы 2 при напряжении 30 В (R=75 Ом).
2
(U=150 В), t=(160-17+160*0,1012)/0,078=(143+16,192)70,078=2041°K.
2
(U=30 В), t=(75-17+75*0,1012)/0,078=(58+7,59)70,078=840,9°K.
max
Аналогично посчитаны температуры излучающей спирали при всех значениях напряжения из таблиц 1 и 2. Максимальная длина волны λ соответствующая этим температурам посчитана на основании закона смещения Вина (показано выше). Эти данные представлены ниже, соответственно в таблицах 3 и 4.
Таблица 3
U, B
I, A
T<sub>2</sub>,°K
λ<sub>max</sub>, мкм
0
0,000
295
9,82
50
0,527
1123
2,58
100
0,764
1631
1,87
150
0,935
2041
1,42
200
1,104
2337
1,24
220
1,171
2436
1,19
Таблица 4
U, B
I, A
T<sub>2</sub>°K
λ<sub>max</sub>, мкм
0
0,00
295
9,82
10
0,25
346,8
8,36
20
0,32
664,4
4,36
30
0,40
840,9
3,45
40
0,47
983,5
2,95
50
0,527
1123,2
2,58
max
В Приложении 1 показано спектральное распределение энергии излучателя - лампы 1 (фиг.1) при номинальном напряжении U=220 В. Длина волны с максимальной энергией λ≈1,1 мкм, что соответствует и результатам апробации.
1
2
max
Известно, что большинство твердых тел (в частности, металлов, например, спираль лампы) излучают сплошной спектр, в отличие от газов [15, с.350]. Это соответствует спектру в Приложении 1. Этот спектр ограничен сплошной линией от λ≈0,6 мкм до λ≈1,9 мкм с максимумом (выпуклостью) λ≈1,1 мкм.
В этом спектре, от 0,6 мкм до 0,75 мкм - излучение считается красным (от оранжевого до темно красного), а от 0,75 до 1,9 мкм - ближняя инфракрасная область.
max
1
max
2
max
max
1
max
2
Таким образом, при номинальном напряжении 220 В лампа ИКЗК-250 излучает красный свет и свет в ближней инфракрасной области спектра. В этом спектре, отношение λ/λ=1,1/0,6=1,83; λ/λ=1,1/1,9=0,58. Согласно закону Планка [15, с.354] эти соотношения между λ и крайними длинами волн λ/λ, λ/λ сохраняются при разных температурах для одного и того же тела. На этом основании, можно получить весь спектр излучения спирали для других температур из таблиц 3 и 4.
max
1
2
1
max
2
max
2
1
Например, из таблицы 3 видно, что при напряжении U=100 В λ=1,87 мкм близка к нижней границе ближнего инфракрасного излучения. Весь спектр излучения от λ до λ будет охватывать λ=λ/1,83=1,87/1,83=1,0 мкм, тогда как λ=λ/0,58=1,87/0,58≈3,2 мкм. λ соответствует началу средневолновой инфракрасной области, тогда, как λ соответствует ближней инфракрасной области.
max
1
2
1
max
2
max
2
1
Например, из таблицы 4 видно, что при напряжении U=10 В λ=8,36 мкм расположена в дальнем конце средневолновой инфракрасной области. Весь спектр излучения от λ до λ будет охватывать λ=λ/1,83=8,36/1,83≈4,6 мкм, тогда как λ=λ/0,58=8,36/0,58≈14,4 мкм. λ соответствует началу длинноволновой инфракрасной области, тогда, как λ соответствует средней инфракрасной области.
Таким образом, установлено и доказано, что при уменьшении напряжения питания лампы ИКЗК-250 от 220 до 5 В спектр потока электромагнитного излучения лампы изменяется от красного с ближней инфракрасной областью до дальнего инфракрасного со средней инфракрасной областью, переходя через среднюю инфракрасную область с ближней. При увеличении напряжения питания лампы от 5 до 220 В - процесс изменения спектра излучения происходит в обратном порядке.
Использование лабораторного трансформатора 2 (фиг.1) позволяет изменять напряжение питания лампы ИКЗК-250 плавно и с разной скоростью. Вместо лабораторного автотрансформатора ЛАТР, может быть использован потенциометр или реостат.
В ходе подготовки материалов предлагаемого изобретения убедительно доказано, что в процессе уменьшения питающего лампу ИКЗК электрического напряжения от 220 В (номинал) до 0 В, спектр направленно-фокусированного излучения этой лампы меняется от красного с ближним инфракрасным до дальнего инфракрасного со средним инфракрасным, при этом, при уменьшении электрического питания лампы ИКЗК-250 от 220 В до 0 В, при увеличении длины волны излучения до дальнего инфракрасного со средним инфракрасным спектр излучения проходит через диапазон длин волн средней инфракрасной области с ближней. При увеличении напряжения питания лампы ИКЗК-250 от 0 до 220 В (до номинала) спектр ее излучения меняется в обратном порядке.
8. Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема управления напряжением питания инфракрасной зеркальной электролампы 1 с красным стеклом колбы ИКЗК-250 при определении вольтамперной (ВАХ) ее характеристики. В этой схеме (фиг.1) показано, что инфракрасная зеркальная лампа с красным стеклом колбы ИКЗК-250 (номинальной электрической мощностью 250 Вт) подключалась к электрической сети переменного напряжения ~220 В через лабораторный трансформатор ЛАТР 2 (переменное сопротивление, управляемое вручную). Электрически последовательно, в цепь питания лампы 1, включен измеритель тока (амперметр 3) - один мультиметр М-838, включенный в режиме измерения тока. Электрически параллельно, в цепь питания лампы 1, включен измеритель электрического напряжения (вольтметр 4) - второй мультиметр М-838, включенный в режиме измерения напряжения.
На фиг.2 показана схема устройства для осуществления способа тепловой обработки кистей рук, на которой оно неподвижно размещено на вертикальной стене (вид справа совмещенный с разрезом).
На фиг.3 показана конструкция (в разрезе) разъемного соединения элементов фиксации электролампы ИКЗК-250 внутри собственного корпуса.
На фиг.4 представлена принципиальная электрическая схема управления изменением спектра излучения при тепловой обработке кистей рук и/или стоп ног в ручном режиме.
На фиг.5 показана лицевая панель корпуса блока управления (КБУ) изменением спектра излучения при тепловой обработке кистей рук и/или стоп ног в ручном режиме.
На фиг.6 показана графически возможная зависимость изменения напряжения питания лампы ИКЗК-250 в процессе тепловой отработки кистей рук и/или стоп ног в течение, например, одной минуты.
На фиг.7 показана графически возможная зависимость изменения напряжения питания лампы ИКЗК-250 в процессе тепловой отработки кистей рук и/или стоп ног вместе с их сушкой в течение, например, двух минут.
На фиг.8 показано устройство для реализации заявляемого способа, в котором корпус инфракрасной зеркальной лампы с красным стеклом колбы ИКЗК-250 является светильником настольной лампы с возможностью тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног.
На фиг.9 показана схема шарнирного соединения корпуса лампы ИКЗК-250 со стойкой настольной лампы.
На фиг.10 показано устройство для реализации заявляемого способа, в котором корпус инфракрасной зеркальной лампы с красным стеклом колбы ИКЗК-250 с корпусом блока управления закреплен неподвижно на вертикальной стойке с возможностью перемещений корпуса вдоль стойки с последующей фиксацией и с возможностью тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног.
8.1. На фигурах (на схемах) и в тексте приняты следующие буквенные обозначения:
V - вольтметр (фиг.1, 4);
I - амперметр (фиг.1);
Кр - общее обозначение крепежа (разъемное соединение). Например, Кр 1 (фиг.2, 3) - соединение, например, шурупами или саморезами, Кр 2 (фиг.2, 3) - соединение, например, «винт-гайка», Кр 3 (фиг.2) - соединение, например, анкерными болтами.
И - общее обозначение излучения. Например, И1 - боковое излучение спирали лампы ИКЗК-250, И2 - направленно-фокусированное отражателем лампы ИКЗК-250 излучение спирали, И3 - отраженное внутренней поверхностью конуса корпуса лампы ИКЗК-250 излучения И1, И4 - суммарное излучение из корпуса лампы ИКЗК-250: И4 - это сумма И2+И3 (фиг.2, 8, 10).
КРу - обозначение кисти руки (фиг.2).
Ф - обозначение фазного провода однофазной электропроводки (ЭП) переменного напряжения (фиг.2).
Н - обозначение нейтрального провода однофазной электропроводки (ЭП) переменного напряжения (фиг.2).
ВС - обозначение вертикальной стенки (фиг.2), например, бетонной.
ПФК - обозначение плоского фигурно изогнутого кронштейна (фиг.2, 3), например, из стальной полосы толщиной 3 мм.
ЭП - обозначение электропроводки (фиг.2, 5, 9, 10).
КБУ - обозначение корпуса блока управления тепловой обработкой кистей рук (КРу) и/или стоп ног (СНо) (фиг.2, 5, 8, 10), например, из пластмассы.
кП - обозначение кнопки «Пуск» на лицевой панели КБУ (фиг.2, 4, 5, 8, 10).
кВ - обозначение кнопки «Выключение» (Выкл.) на лицевой панели КБУ (фиг.2, 4, 5, 8,10).
СП - обозначение сетевой электропроводки (Ф, Н) от однофазной сети переменного напряжения 220 В (фиг.2, 5, 8, 10).
В, Р - соответственно обозначения электрической вилки и розетки однофазной сети переменного напряжения 220 В. Розетка Р надежно и неподвижно закреплена на ВС (фиг.2, 8, 10).
ИВ - обозначение цифрового индикатора времени (например, секундомера) на лицевой панели КБУ (фиг.5).
ГП - обозначение неподвижной горизонтальной поверхности (например, поверхность пола, поверхность табурета или стула, поверхность стола или скамьи) (фиг.8, 10).
СВ - обозначение стопорного винта сферического шарнира (фиг.8, 9, 10).
ФВ - обозначение фиксирующего винта цилиндрического шарнира - ползуна 11 (фиг.10).
ВС - обозначение вертикальной стойки, например, стальная труба диаметром 40 мм и длиной 1,5 м (фиг.10).
ОС - обозначение основания ВС, например, горизонтальная стальная прямоугольная пластина толщиной 20 мм, с размерами в плоскости 200×300 мм. ВС прочно присоединена к ОС (например, электросваркой) перпендикулярно плоскости ОС (фиг.10).
8.2. Устройства, обеспечивающие реализацию заявляемого способа тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног, включают в себя следующие функциональные элементы.
1 - инфракрасная зеркальная электролампа с красным стеклом колбы ИКЗК-250 с цоколем 1.1 (боковой контакт), с зеркальным отражателем 1.2 внутри колбы, с оптически прозрачным выпуклым окном 1.3 (фиг.2). Лампа ИКЗК-250 неподвижно, с возможностью замены, смонтирована внутри, вдоль оси (коаксиально), неподвижного корпуса 5, цоколем 1.1 в неподвижном основании 6 лампы 1 ИКЗК-250. Соединение лампы 1 с ее основанием 6, состоящим из фазной 6.1 и нейтральной 6.2 круглых плоских шин, разделенных диэлектрической перегородкой 6.3 - аналогично техническому решению из [25, фиг.1-4]. Лампа 1 установлена в корпусе 5 колбой (поз.1.2, 1.3, фиг.2) вниз под острым углом 15-30° к вертикали (к стенке ВС).
5 - тонкостенный неподвижный корпус лампы ИКЗК-250 (фиг.2, 3, 8, 10), состоящий из двух участков: первый в форме цилиндра 5.1 и второй - в форме усеченного конуса 5.2. Корпус 5 выполнен из тонкого листа или полосы (1-3 мм) материала с высокими отражающими свойствами (алюминий или алюминиевые сплавы), например, высадкой или сварен из двух половин. Внутренний диаметр цилиндрической части 5.1 корпуса 5 на 10-15 мм больше максимального диаметра колбы лампы 1, который, согласно ТУ изготовителя, составляет 127 мм. Коническая часть 5.2 корпуса 5 выполнена сужающейся в направлении потока излучения лампы 1. Внутренняя поверхность конического участка 5.2 отполирована до зеркального блеска. Переходный участок корпуса 5 из цилиндрического в конический, по длине корпуса 5, соответствует концу отражателя 1.2 лампы 1. Внутренний диаметр узкого отверстия конуса 5.2 соответствует наружному диаметру лампы 1, т.е. этот ⌀=125-130 мм.
6 - неподвижное основание лампы 1 (ИКЗК-250) состоящее их двух плоских электропроводных дисков 6.1 и 6.2 (фиг.2, 3) выполненных, например, из дюралюминия. Эти диски 6.1 и 6.2 разделены диэлектрическими перегородками 6.3 и надежно соединены с ними посредством крепежа Кр 1 так, что крепежные элементы крепежа Кр 1 не имеют электрических контактов между собой. В диске 6.1 выполнено сквозное отверстие с резьбой Е27 (на фиг. не показано) для бокового контакта лампы 1 (на цоколе 1.1), а в диск 6.2 лампа 1 уперта (поджата) нижним своим контактом (на цоколе 1.1).
Аналогичным крепежом Кр 1 диэлектрические перегородки 6.3 прочно присоединены к фигурному кольцевому кронштейну 7 охватывающему нижней частью диэлектрические перегородки 6.3 снаружи, а верхней частью - внутреннюю поверхность в верхней цилиндрической части 5.1 корпуса 5. Посредством этого кронштейна 7 основание (6.1, 6.2 и 6.3, фиг.2, 3) лампы 1 прочно присоединено к корпусу 5 лампы 1, который, в свою очередь, прочно присоединен к неподвижному, плоскому, фигурно изогнутому кронштейну ПФК (фиг.2, 3) крепежом Кр 2 (фиг.3). К дискам 6.1 и 6.2 электрически подключены (на фигурах разъемы не показаны) соответственно фазный провод Ф и нейтральный провод Н электропроводки ЭП (фиг.2). Кронштейн ПФК прочно и неподвижно присоединен крепежом Кр 3 (фиг.2) к вертикальной стене ВС.
К кронштейну ПФК неподвижно присоединен (например, приклеен) пластмассовый корпус блока управления КБУ (фиг.2), электрически подключенный с одной стороны к сетевому питанию ~220 В посредством электрической вилки В и розетки Р (фиг.2), а с другой стороны - к электропроводке ЭП (фиг.2) питания электролампы 1 через ее основание 6.
Электрическая схема управления тепловой обработкой кистей рук и/или стоп ног (для ручного управления), размещенная внутри корпуса КБУ приведена на фиг.4, а лицевая панель КБУ при ручном управлении, соответствующая данной схеме (фиг.4) - на фиг.5.
Например, лампа 1 подключена к сети ~220 В через потенциометр (переменное сопротивление) 2.1 (фиг.4), управляющая ручка 2.2 (движок) которого выведена на лицевую панель КБУ (фиг.5) и ее можно поворачивать по часовой стрелке уменьшая сопротивление (увеличивая ток) или против часовой стрелке увеличивая сопротивление (уменьшая ток). Электрически параллельно в эту схему включен цифровой вольтметр 4.1, цифровое табло 4.2 (индикация напряжения) которого выведена на лицевую панель КБУ (фиг.5). Электрическая схема (фиг.4) включает в себя и двухпозиционную кнопку включения «Пуск» и выключения «Выкл.» - обозначены соответственно кП и кВ (фиг.4, 5). В электрическую схему включен, также, электронное устройство отсчета времени, например, секундомер (на схемах не показан), цифровое табло ИВ которого (индикатор времени) на лицевой панели КБУ (фиг.5). В нормальном положении (при подготовке к работе) кнопка кВ отжата и электрическая цепь (фиг.4) - разомкнута.
Корпус 5 (5.1, 5.2) с инфракрасной зеркальной лампой из красного стекла 1 ИКЗК-250 выполнен, например, в виде светильника настольной лампы (фиг.8), а основание настольной лампы (на схемах не обозначено) выполнено в виде корпуса блока управления КБУ. В этом случае, вместо кронштейна ПФК (фиг.2) к цилиндрической части 5.1 корпуса 5 лампы 1 одним концом прочно присоединена крепежом, например, Кр 2 полая трубка 8 (фиг.8, 9), другой конец которой сферическим шарниром 9 присоединен к концу стойки 10 настольной лампы. Другой конец стойки 10 (трубка, аналогичная трубке 8) закреплен в корпусе блока управления КБУ, т.е. в основании настольной лампы. Электропроводка ЭП от КБУ к лампе 1 пропущена сквозь трубки 8 и 10 через сферический шарнир 9. Сферический шарнир 9 (фиг.9) образован, например, развальцованными сферически концами 8.1 и 10.1 соединяемых трубок, соответственно, 8 и 10 (фиг.9). При этом, в сферически развальцованный конец 10.1 трубки 10 ввернут стопорный винт СВ. Стойка (трубка) 10 настольной лампы (на схемах не обозначена) выполнена, например, из меди и может изгибаться в требуемом направлении. Сферический шарнир 9 (фиг.8, 9, 10) дает возможность поворота светильника настольной лампы (корпуса 5.1, 5.2 с лампой 1) в требуемое положение для нужного направления излучения лампы 1. Основание лампы (КБУ) устанавливают (фиг.8) на горизонтальную поверхность ГП (например, на поверхность пола, на поверхность табурета или стула, на поверхность стола или скамьи и т.д.).
Корпус 5 (5.1, 5.2) с инфракрасной зеркальной лампой из красного стекла 1 ИКЗК-250 закрепляют, например, неподвижно на вертикальной неподвижной стойке ВС (фиг.10) с возможностью вертикальных перемещений вдоль нее. В этом случае, корпус 5 (5.1 и 5.2) с лампой 1 (ИКЗК-250) прочно присоединен трубками 8 и 10, со сферическим шарниром 9, к ползуну (к цилиндрическому шарниру) 11 (фиг.10). Ползун 11 (цилиндрический шарнир) насажен на стойку ВС с возможностью перемещений вдоль оси ВС, с последующей фиксацией фиксирующим винтом ВС. Стойка ВС прочно и вертикально закреплена в ее основании ОС. Стойка ВС выполнена, например, из стальной трубы, а ее основание ОС - например, горизонтальная стальная прямоугольная пластина толщиной 20 мм, с размерами в плоскости 200×300 мм. ВС прочно прикреплена к ОС (например, электросваркой) перпендикулярно плоскости ОС (фиг.10). Масса (вес) ОС больше суммарной массы (веса) корпуса 5 (5.1, 5.2 с лампой 1), с элементами соединений 8, 9, 10, 11 с блоком управления КБУ. Основание ОС стойки ВС устанавливают на горизонтальной поверхности ГП, преимущественно на полу. Общая высота (от ГП) ВС - 2 м, пределы вертикальных перемещений ползуна 11 вдоль ВС (от ГП) от 0,25 м до 2,0 м. Общий вес стойки ВС с основанием ОС и навесным оборудованием не превышает 25 кг и может свободно перемещаться по горизонтальной поверхности ГП пола вручную.
При подаче электрического напряжения из блока управления КБУ по электропроводке ЭП (фиг.2, 4, 5) на плоские диски 6.1, 6.2 (соответственно Ф, Н) спираль лампы раскаляется излучая боковое излучение И1 и направленно-фокусированное отражателем 1.2 (фиг.2). Боковое излучение И1, отражаясь от внутренней поверхности конического отражателя 5.2 корпуса 1 образует поток отраженного излучения ИЗ, которое складывается (суммируется) с направленно-фокусированным потоком И2 и общая плотность потока излучения И из отражателя 5.2 возрастает в 1,5 раза.
При номинальном (максимально допустимом) электрическом напряжении 220 В общий спектр излучения И составляет 0,6-1,9 мкм с максимумом на 1,1 мкм согласно Приложения 1. В нем, диапазон длин волн 0,6-0,75 мкм соответствует спектру красного света. Наличие красного стекла колбы у лампы 1 (ИКЗК-250) увеличивает плотность энергии потока красного света в 2 раза.
8.3. Заявляемый в качестве изобретения способ тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног реализуется следующим образом.
В процессе подготовки способа тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног электрическую вилку В вставляют в электрическую розетку Р (фиг.2) и подают сетевое питание ~220 В посредством сетевой электропроводки подают на вход управляющего блока КБУ при разомкнутой цепи (фиг.4). Кисть одной руки (КРу, фиг.2) подготавливают к тепловой обработке (например, кисти рук моют), подставляя ее под конус отражателя 5.2 корпуса 5. Одним из пальцев второй руки нажимают кнопку «Пуск» - кП (фиг.4, 5) одновременно запускается электронный секундомер с индикацией времени ИВ (фиг.5) и начинается отсчет времени.
При тепловой санитарно-гигиенической обработке кистей рук электромагнитным излучением И из отражателя 5.2. корпуса 5, пальцами второй руки в течение первых 10 секунд поворачивают движок потенциометра 2.2 (фиг.4, 5) по часовой стрелке до упора, затем, также в течение следующих 10 секунд - в противоположном направлении до упора. И так, например, три раза в течение одной минуты (60 секунд). При каждом цикле поворота движка потенциометра 2.2 по часовой стрелке до упора и, далее, против часовой стрелке до упора напряжение питания лампы 1 возрастает от 0 до 220 В в течение 10 с (линия 0-а на фиг.6), затем, в течение 10 с убывает от 220 до 0 В (линия a-0 на фиг.6). То же, происходит и при повторении циклов (линии 0-b и b-0 во втором цикле, 0-c и c-0 в третьем цикле).
При изменении напряжения питания лампы 1 в каждом цикле от 0 до 220 и от 220 до 0 В изменяется сопротивление и сила тока в спирали лампы 1 в соответствии с ее вольтамперной характеристикой, температура спирали и спектр излучения лампы 1 (см. выше, п.7).
Таким образом, при увеличении напряжения от 0 до 220 В, на кисть руки в начале воздействует дальнее инфракрасное излучение со средним инфракрасным, затем среднее инфракрасное с ближним и, в области напряжений 180-220 В, излучение красного света с ближним инфракрасным. В процессе уменьшения питающего лампу ИКЗК электрического напряжения от 220 В (номинал) до 0 В, спектр направленно-фокусированного излучения лампы 1 (ИКЗК-250) меняется от красного с ближним инфракрасным до дальнего инфракрасного со средним инфракрасным, при этом, при уменьшении электрического питания лампы ИКЗК-250 от 220 В до 0 В, при увеличении длины волны излучения до дальнего инфракрасного со средним инфракрасным спектр излучения проходит через диапазон длин волн средней инфракрасной области с ближней.
При этом, в области близких к 220 В напряжений питания лампы 1 ИКЗК-250, за счет красного стекла ее колбы, плотность потока излучения красного света в 2 раза выше, чем у инфракрасных зеркальных ламп типа ИКЗ. После санитарно-гигиенической обработки кисти одной руки, аналогичным образом обрабатывают кисть другой руки.
При тепловой санитарно-гигиенической обработке кистей рук с одновременной сушкой, например, в течение первых 20 секунд поворачивают движок потенциометра 2.2 (фиг.4, 5) по часовой стрелке до упора, затем, также в течение следующих 20 секунд выдерживают это напряжение постоянным (фиг 7, линия а1-а1). В течение этих 20 с, кисть руки под конусом 5.2 корпуса 5 поворачивают ладонью вверх - ладонью вниз. При номинальном напряжении ~220 В лампа 1 ИК3-250 создает максимальное по плотности излучение красного и ближнего инфракрасного спектров. Излучение в ближней инфракрасной области обладает максимальной энергией и поглощаясь кожей кисти руки нагревает ее, а повороты кисти ладонью вниз ладонью вверх создают воздушные потоки отводящие испарения с кожи и за 20 с кисть высушиваемой руки полностью высыхает. Далее (в течение следующих 20 с) поворачивают движок 2.2 в противоположном направлении (против часовой стрелки) до упора (линия a1-0 на фиг.7), обрабатывая кисть руки электромагнитным излучением с меняющимся спектром (с уменьшением длины волны) также, как показано выше. После того, как кисть одной руки высушена (и обработана излучениями красного и инфракрасного спектров), таким же образом повторяют цикл сушки кисти второй руки (фиг.7, линии 0-b1, b1-b1, b1-0, по 20 с).
Аналогичная реализация операций заявляемого способа осуществляется и для схем устройств на фиг.8 и 10.
Изложенная реализация заявляемого способа согласно схемам на фиг.2-5 возможна для тепловой обработки кистей рук Кру (фиг.2). Для тепловой обработки стоп ног эта схема реализации затруднительна, поскольку стопы ног СНо (фиг.8) у человека находятся значительно ниже кистей рук КРу (фиг.2). В то же время, устройство для реализации способа (фиг.2, 3) лампа 1 ИКЗК-250, ее корпус 5, основание 6 и корпус КБУ жестко присоединены к неподвижному, плоскому, фигурно изогнутому кронштейну ПФК, который, в свою очередь, неподвижно размещают на фиксированной высоте, на вертикальной стене ВС. Поэтому, в таком виде, заявляемое техническое решение может быть использовано в туалетных комнатах и санузлах служебных и жилых помещений, в больницах, санаториях, домах отдыха для сушки кистей рук и для их тепловой лучевой обработки.
В той части способа, в которой корпус 5 (5.1, 5.2) с лампой 1, ИКЗК-250, с ее основанием 6 выполняют в виде светильника настольной лампы (фиг.8) или размещают неподвижно на вертикальной стойке ВС (фиг.10) с возможностью перемещений вдоль стойки ВС с последующей фиксацией эти неудобства устраняются. Так, основание настольной лампы (на фиг.8 не обозначено) вместе с КБУ устанавливают, например, на горизонтальную поверхность пола ГП. Садятся рядом, например, на стул (на схемах не показан) подставляя ступни ног СНо (или ступню ноги) под конический участок 5.2 корпуса 5 лампы 1 (фиг.8). Пробным включением лампы 1 и сферическим шарниром 9 со стопорным винтом СВ (фиг.8, 9) направляют излучение И4 лампы 1 на нужную стопу ноги СНо. После чего осуществляют или тепловую санитарно-гигиеническую обработку стоп ног или сушку стоп ног одновременно с их санитарно-гигиенической обработкой, как это показано выше для кистей рук. В таком виде, заявляемое техническое решение может быть использовано, например, в личном пользовании граждан.
При размещении устройства для реализации способа на вертикальной стойке ВС (фиг.10) высота и направление по окружности относительно стойки ВС регулируются ползуном 11 (цилиндрическим шарниром) с фиксирующим винтом ФВ, а угол наклона корпуса 5 относительно вертикали регулируются шарниром 9 со стопорным винтом СТ (фиг.9, 10). Возможность перемещений стойки ВС с основанием ОС по горизонтальной поверхности, например, пола делает заявляемое техническое решение более мобильным и более универсальным. Универсальность заключается в возможности тепловой обработки не только кистей рук КРу и стоп ног Сно, но и других участков человеческого тела. Например, спины или груди лежащего на кровати больного. Плечевых, шейных суставов и позвоночного столба стоящего или лежащего человека. В таком виде, заявляемое техническое решение может быть использовано, например, в больничных стационарах, в процедурных кабинетах, в косметических салонах и т.д.
Общее время (т) тепловой обработки кистей рук и/или стоп ног и частота изменений спектра излучения от красного с ближним инфракрасного до дальнего инфракрасного со средним инфракрасным и обратно (фиг.6, 7) задаются (назначаются) врачом, например, терапевтом, физиологом, косметологом, дерматологом, либо врачом - специалистом по светотерапии.
8.4. Положительные технические результаты в заявляемом техническом решении достигаются следующим образом.
8.4.1. В отличие от аналогов и прототипа обеспечивается гигиеническая сушка рук и/или стоп ног, с их обработкой (в том числе нагревом) только электромагнитным излучением в спектрах красного света, дальнего инфракрасного, среднего инфракрасного, ближнего инфракрасного и в обратном порядке от лампы ИКЗК-250 с красным стеклом колбы. Санитарное, гигиеническое и лечебное воздействие обеспечивается спектром излучения [8, 9, 10], который меняют в процессе сушки. Использование инфракрасной зеркальной лампы с красным стеклом колбы ИКЗК-250 вдвое увеличивает плотность потока красного света, увеличивая бактерицидные и прогревающие (проникающие) его свойства [26].
8.4.2. Расширение функциональных возможностей обеспечивается возможностью использования способа в туалетных комнатах и санузлах служебных и жилых помещений, в больницах, санаториях, домах отдыха, в личном пользовании граждан, а также в больничных стационарах, в процедурных кабинетах, в косметических салонах и т.д. Функционально, возможности способа существенно расширяются за счет возможности его использования для лечебно-профилактического прогрева не только кистей рук и/или стоп ног, но для практически любых участков человеческого тела.
8.4.3. Увеличение плотности потока излучения лампы на выходе отражателя 5.2 корпуса 5 лампы 1 достигается тем, что его внутренняя поверхность отполирована до зеркального блеска и он (5.2) выполнен сужающимся в сторону основного потока И2 излучения И лампы 1 ИК3-250 (фиг.2). для этого случая, боковое излучение И1 превращается в отраженное ИЗ от внутренней поверхности отражателя 5.2 в направлении основного потока И2 лампы 1, с которым отраженное И3 и складывается, увеличивая плотность суммарного потока И4 в 1,5 раза.
8.4.4. Повышение долговечности работы излучателя обусловлено следующим обстоятельством. В прототипе, основной задачей технического решения является быстрый и экономичный нагрев днища емкости посредством лампы ИКЗ. Быстрота обеспечивается максимальной мощностью излучения, которая, в свою очередь, задается номинальным (максимально допустимым) электрическим напряжением питания лампы -220 В. Таким образом, лампа ИКЗ в прототипе при нагреве работает при напряжении на спирали 220 В, в номинальном режиме. Изготовитель ламп ИК3-250 и ИКЗК-250 (ГУП РМ «ЛИСМА», г. Саранск) гарантирует долговечность ламп в таком режиме 5000 часов.
Однако, расчетная долговечность (срок службы) ламп определяется по формуле [27]:
H
где: L - срок службы при номинальном напряжении питания, 5000 час;
И
L - расчетный срок службы (для испытуемого электрического напряжения), час;
H
U - номинальное напряжения питания, 220 В;
И
U - напряжение питания при работе, В.
И
H
H
Заявляемый способ реализуется изменением напряжения питания лампы 1 ИКЗК-250 от 0 до 220 В и от 220 до 0 В. Среднее напряжение при работе в каждом цикле составляет U=(220+0)/2=110 В в обратном порядке. U=220 В. L=5000 ч.
И
13
13
Тогда, L=5000(220/110)=5000*2=5000*8192=40960000 ч или в 8192 раза больше долговечности лампы ИКЗ в прототипе.
В ходе реализации заявляемого способа излучатель - лампа 1 ИКЗК-250, по расчетной долговечности, практически вечная, по сравнению с прототипом.
Важными преимуществами заявляемого способа являются, также, возможность его использования для тепловой обработки других участков тела человека помимо кистей рук и стоп ног (фиг.2, 8, 10) и возможность удобства его совмещения с приемом парафиновых ванн [28] (с парафинотерапией) при использовании способа в части фиг.8, 10.
Примечание. По мнению авторов, предлагаемое изобретение можно было бы назвать «Способ тепловой обработки человеческого тела». Однако, наиболее плотная сеть артерий, вен и нервов, располагающаяся на небольшой глубине от наружного кожного покрова, расположена именно в кистях рук и в стопах ног [29, 30]. Кроме этого, длина вен и артерий ноги - наибольшая и они наиболее удалены от сердца [30].
Кисти рук обычно не защищены от внешней среды, например, в летний сезон и получают в этот период года энергию излучения от солнца.
Стопы ног, почти во все времена года, защищены от солнечного излучения. Поэтому, заявляемый способ тепловой обработки стоп ног даст наиболее положительный физиологический, косметический и терапевтический дополнительный (к тепловой обработке рук) эффект.
Общее время тепловой обработки, количество циклов изменения спектров и время каждого цикла устанавливаются (назначаются) врачом или медицинским работником соответствующей квалификации (специализации).
9. Источники информации
1. http://www.cosmipro.ru/cat/22/24/
2. http://dysoncenter.ru/production/AB06/
3. http://san-garant.ru/magazin/folder/sushilki-dlya-ruk
4. http://snab-e.ru/press/2/114/view.htm
5. http://barnaul.souzclimate.ru/sushilki-dlya-ruk-v-barnaule.html
6. http://www.santehstil.ru/show_cat.php?catid=2994&grid=2991&_openstat=ZGlyZWN0LnlhbmRleC5ydTs0MzAzNDYwOzUwNzY0OTY0O3lhbmRleC5ydTpkeW5hbWlj
7. Патент на полезную модель RU №111414 U1, МПК A47K 10/48, опубл. 20.12.2011.
8. http://www.etolen.com/index.php?option=com_content&task=view&id=227
l
9. http://physiotherapy.ru/physio/cveto.htm
10. http://www.themirror.ru/infrakrasnyj-spektr-izlucheniya/
11. Гуревич В.З. Энергия невидимого света. М., Наука, 1975. // С. - 143
12. http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D1%80%D0%B8%D1%81%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB#.D0.9E.D0.B1.D1.89.D0.B0.D1.8F_.D0.B8.D0.BD.D1.84.D0.BE.D1.80.D0.BC.D0.B0.D1.8
6.D0.B8.D1.8F
13. Опубликованная заявка RU №2011 107 804 А, МПК A61N 1/16, опубл. 10.09.2012, Бюл. 25. Название: Фотонный кристалл Попова В.Б.
http://kurier.pnz.ru/content/%C2%ABfotonnyi-kristall%C2%BB-v-voprosakh-i-otvetakh
14.
15. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача, М., Энергия. 1969. С. - 440.
16. Орир Дж. Физика, т.2. Главы 21-22. М., Изд. Мир, 1981. // С. - 622.
17. WWW.LISMA-GUPRM.RU
18. WWW.GELIGHTING.COM
19. Патент RU №2411699 C1, МПК H05B 3/20, опубл. 10.02.2011. Бюл. №4
20. Зигель Р., Хауэлл Н. Теплообмен излучением, М., Изд. Мир, 1975. // С. - 934.
21. http://omegavolt.ru/catalog/detail.php?id=2008
22. Кошкин Н.Н., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. М. Наука, 1976. С. - 255.
23. http://bog5.in.ua/lection/electrics_lect/lect8_el.html
24. http://bog5.in.ua/problems/sav/electricity/prob1%20e81.html
25. Патент RU №2457637 C1, МПК H05B 3/20, Опубл. 27.07.2012, Бюл. №21.
26. Журнал “Science”, 2000, №5467, p.821.
27. Ульмишек Л.Г. “Производство электрических ламп накаливания”. Л., Энергия, 1966. // С. - 640.
28. http://mynail.su/domashnij_uhod_za_rukami/parafinoterapiya_doma/
l
29. http://www.lowka-hands.de/ru/hand.htm
30. http://www.uhlib.ru/medicina/vse_o_zdorove_vashih_nog_ot_mladenchestva_do_starosti/р3.php#metkadoc9