ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ФЕН

Область техники.
Полезная модель относится к устройствам для ухода за волосами, в частности к устройствам для сушки и укладки волос, характеризующимся возможностью удаленного управления по беспроводной сети и наличием функции автоматической регулировки параметров воздушного потока, и может быть использована в легкой промышленности при производстве таких устройств.
Уровень техники
Известен ряд технических решений, направленных на разработку устройства для сушки и/или укладки волос, управление которым могло бы осуществляться дистанционно. Также, известны устройства, параметры воздушного потока, при работе которых регулируются автоматически.
Так из документа CN 204393638 U известен фен с функцией автоматической регулировки температуры воздушного потока. Данная функция реализуется за счет включения в конструкцию устройства инфракрасного датчика расстояния, измеряющего расстояние от выходного отверстия фена до головы пользователя, и микрокомпьютера, обрабатывающего полученную информацию о расстоянии и при необходимости меняющего температуру воздушного потока таким образом, чтобы предотвратить пересушивание волос и/или ожог кожи головы пользователя.
Однако данное техническое решение не предполагает регулирование скорости воздушного потока - параметра, также как и температура, определяющего скорость и безопасность сушки волос.
Кроме того, система регулирования температуры воздуха известного устройства не учитывает индивидуальные особенности волос пользователя, такие как толщина, цвет и густота, которые также являются значимыми при подборе безопасной температуры воздуха.
Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является устройство для ухода за волосами, описанное в документе US 2020315313 А1. В данном документе раскрыто устройство для сушки и укладки волос с функцией удаленного управления из приложения. Устройство включает цилиндрический корпус, ручку, средства создания воздушного потока, такие как вентилятор, приводимый в движение мотором, и нагревательный элемент. Управление работой устройства может осуществляться как путем нажатия кнопок на поверхности устройства, так и удаленно, из приложения. Кнопки на поверхности прибора позволяют регулировать значения температуры и скорости воздушного потока. Пользователю доступны режим холодного обдува, режим низкой, средней и высокой температуры/скорости воздуха. Устройство снабжено датчиком определения расстояния до волос пользователя. Датчик расстояния является частью системы терморегуляции, предупреждающей возникновение ситуаций перегрева волос, которая также включает датчик температуры воздуха вокруг фена и датчик скорости перемещения фена в пространстве. Обмен данными между прибором и портативным устройством с установленным приложением осуществляется по беспроводной сети. Настройки, задаваемые пользователем, сохраняются на облачном сервере и могут быть применены при последующих запусках устройства. В приложении также может быть сохранена информация о длине, плотности, цвете, сухости и других параметрах волос пользователя, которая в дальнейшем используется для формирования рекомендаций и подбора режимов работы устройства, оптимальных для волос данного пользователя.
Преимуществом предложенного технического решения перед известным является упрощенная система автоматической регуляции параметров воздушного потока, не требующая измерения дополнительных параметров, кроме расстояния от выходного отверстия фена до поверхности волос. А также использование керамического или металлического нагревательного элемента мощностью 1800-2000 Вт, достигающего требуемой температуры за промежуток времени порядка нескольких секунд, в то время как в конструкции аналога в качестве нагревательного элемента используются кварцевые инфракрасные излучатели, которым для достижения рабочей температуры требуется около 20 секунд. Вентилятор предложенного устройства приводится в движение бесщеточным двигателем переменного тока (BLDC), более компактным и легким, и в то же время характеризующимся более высоким КПД, чем коллекторные двигатели. Питание известного устройства осуществляется от литий-ионного аккумулятора, требующего зарядки, тогда как питание предложенного фена может осуществляться от стандартной электросети, что делает его использование возможным в любое время, когда он необходим, не дожидаясь пока аккумулятор зарядится.
Таким образом, задачей настоящей полезной модели является создание устройства для ухода за волосами с возможностью удаленного управления из приложения и функцией автоматической регулировки параметров воздушного потока, учитывающей индивидуальные особенности волос пользователя; характеризующегося простой конструкцией, и обеспечивающего высокую скорость сушки, и вместе с тем не допускающего возникновения ситуаций перегрева волос и кожи головы.
Техническим результатом заявленной полезной модели является упрощение конструкции устройства при сохранении высокой эффективности работы устройства в целом и работы системы предотвращения термического поражения волос в частности.
Раскрытие полезной модели
Поставленная цель, требуемый и получаемый при использовании полезной модели технический результат достигаются тем, электрический фен с функцией автоматической регулировки параметров воздушного потока содержит средства создания и нагрева воздушного потока, средства измерения расстояния от выходного отверстия устройства до головы пользователя, кнопок управления на корпусе, микрокомпьютер, блок приема-передачи данных по беспроводной сети, причем для создания и нагрева воздушного потока используются бесщеточный электродвигатель переменного тока и нагревательный элемент мощностью 1800-2000 Вт, а микрокомпьютер позволяет обрабатывать сигналы датчика расстояния и данные о характеристиках волос, полученные от блока приема-передачи данных по беспроводной сети.
К регулируемым параметрам воздушного потока относятся его скорость и температура.
Для измерения расстояния от выходного отверстия фена до головы пользователя используется оптический датчик.
Микрокомпьютер принимает данные о типе и цвете волос и регулирует параметры воздушного потока с учетом этих данных.
Переход в режим автоматической регулировки осуществляется путем нажатия клавиш на корпусе фена, причем функция автоматического изменения температуры и функция автоматического изменения скорости воздушного потока запускаются нажатием двух разных клавиш и могут использоваться независимо друг от друга.
Фен также содержит средства для составления и сохранения для дальнейшего использования индивидуальной программы сушки или укладки, в частности средства ввода информации о температуре и скорости воздушного потока; а также средства выбора одной из предустановленных или сохраненных пользователем программ.
Для нагрева воздушного потока используется керамический или металлический нагревательный элемент.
Питание устройства осуществляется от стандартной электросети переменного тока с напряжением 230 В и частотой 50 Гц.
Блок приема-передачи данных обеспечивает прием и передачу данных с использованием любого вида связи/соединения, такого как Wi-Fi, и/или Bluetooth, и/или мобильной сотовой связи GSM, 3G, 4G, LTE, и/или посредством каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующих сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, таких как ZigBee, и/или LoRa, и/или LoRaWAN, и/или LPWAN, и/или 6L0WPAN, и/или Z-wave.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежом.
На фиг. 1 схематически изображен пример конструкции фена в соответствии с предложенной полезной моделью, а также приведена схема обмена информацией между феном и устройством с установленным приложением.
На чертеже использованы следующие обозначения:
1 - фен;
2 - ручка;
3 - нагревательный элемент;
4 - мотор вентилятора (последний на чертеже не показан);
5 - датчик расстояния;
6 - микрокомпьютер:
7 - блок приема-передачи данных по беспроводной сети, например, в приложение, установленное на портативное устройство 8.
Датчик расстояния 5, микрокомпьютер 6 и блок 7, расположенные внутри корпуса фена, на чертеже вынесены за его пределы для упрощения восприятия схемы.
Широкой стрелкой показано направление движения воздушного потока.
В качестве датчика расстояния 5 на приведенном чертеже изображен оптический датчик, а тонкой стрелкой показано направление распространения светового луча, используемого для определения расстояния до объекта. Датчики такого типа испускают направленное излучение и регистрируют луч, отраженный от предмета. Расстояние вычисляется микрокомпьютером 6 на основании измеренного времени прохождения луча.
Осуществление полезной модели
Современные электрические фены характеризуются наличием нескольких режимов работы, различающихся температурой и скоростью создаваемого воздушного потока. В частности, известны бытовые и профессиональные модели, позволяющие осуществлять регулировку этих параметров раздельно. Температура и скорость воздуха должны подбираться с учетом цвета и типа волос - густые, редкие, тонкие, кудрявые, длинные или короткие. Регулярное использование неподходящего режима сушки/ укладки, такого как сушка при максимальных значениях температуры и скорости воздуха, может приводить к истончению, сухости и ломкости волос, быстрой потере яркости пигмента (если волосы окрашены), а также к пересушиванию кожи головы, что, в свою очередь, приводит к нарушению работы сальных желез и быстрому загрязнению волос. В то же время подбор оптимального режима может вызывать затруднения у пользователей, так как требует изучения значительного количества информации и учета большого количества факторов.
Предложенное техническое решение позволяет быстро подобрать оптимальные значения параметров воздушного потока с учетом индивидуальных особенностей волос конкретного пользователя, без необходимости изучения большого количества информации: пользователю достаточно задать тип и цвет волос в приложении и запустить режим «умной» сушки - фен самостоятельно отрегулирует температуру и скорость воздушного потока.
Так как нагрев волос и кожи головы определяется не только температурой создаваемого воздушного потока, но и расстоянием, на которое фен удален от головы пользователя, в конструкцию фена включен датчик расстояния, измеряющий дистанцию между головой пользователя и выходным отверстием фена. Это расстояние может многократно меняться в процессе сушки или укладки, так что датчик производит измерения в режиме реального времени на протяжении всего сеанса использования фена. Сигналы с датчика обрабатываются микрокомпьютером, также принимающим и обрабатывающим данные о типе и цвете волос, введенные пользователем, и используются для корректировки температуры и скорости воздушного потока в процессе использования фена, что позволяет избежать пересушивания кожи головы, а также перегрева волос и нанесения вреда их структуре.
Для измерения расстояния от выходного отверстия фена до головы пользователя может быть использован оптический датчик.
В предпочтительном варианте, режим «умной» сушки запускают путем нажатия физических клавиш выбора режима на корпусе фена.
Фен предполагает возможность раздельного регулирования скорости и температуры воздушного потока с помощью двух клавиш на его корпусе. Каждая клавиша позволяет осуществлять переключение между тремя режимами: «низким», «высоким» и режимом «умной» подстройки. «Умный» режим подстройки температуры и «умный» режим регулирования скорости воздушного потока могут быть активированы, как одновременно, так и по отдельности. В частности, пользователь может использовать «умный» режим регулировки температуры и одну из стандартных скоростей потока (низкую или высокую) или, напротив, - использовать автоматическую подстройку скорости обдува и стандартное значение температуры воздуха (низкое или высокое), в зависимости от требуемых параметров воздушного потока или личных предпочтений. При запуске «умных» режимов без передачи-данных из приложения, регулировка скорости и температуры воздуха осуществляются за счет измерения расстояния до головы пользователя, а начальное значение этих параметров выбирается средним между их значениями в «низком» и «высоком» режимах.
Возможность раздельного регулирования температуры и скорости воздушного потока позволяет пользователю выбирать из большего варианта комбинаций значений этих параметров при использовании фена. Помимо клавиш регулировки температуры и скорости воздушного потока в режимах нагрева, на корпусе фена присутствует клавиша включения холодного обдува. Большое количество режимов работы делает возможным использование фена в профессиональных целях: специалисты могут самостоятельно подбирать оптимальные параметры сушки или укладки, при необходимости пользуясь «смарт»-режимами для достижения наилучшего результата.
При запуске режима «умной» сушки из приложения пользователь также имеет возможность указать данные о типе и цвете волос. Эти данные будут переданы по беспроводной сети на блок 7 фена и далее поступят на микрокомпьютер. В этом случае микрокомпьютер обрабатывает принятые данные о волосах и далее осуществляет подстройку температуры и скорости воздушного потока с учетом этих данных. Например, снижает максимальные используемые значения температуры и скорости потока при сушке или укладке тонких волос.
По запросу пользователя в приложении - может быть отображен список стандартных программ сушки и укладки для волос разных типов. Программы включают время обработки волос, а также профили изменения температуры и скорости в течение сеанса использования фена. Так что пользователь может выбрать наиболее подходящую ему программу, например, «быстрая сушка коротких окрашенных волос» или «стандартная сушка тонких светлых волос» и запустить ее выполнение из приложения. Данные, полученные с помощью датчика расстояния, в этом случае будут использоваться для корректировки параметров воздушного потока в зависимости от удаления или приближения фена к голове пользователя.
Пользователь также может создать собственную программу сушки, которая может быть сохранена в приложении и запущена при последующих использованиях фена.
Для создания воздушного потока используется вентилятор, приводимый в движение бесщеточным электродвигателем переменного тока (BLCD). Двигатель такого типа не включает в свою конструкцию коллектор - узел, усложняющий и утяжеляющий конструкцию. КПД и показатели мощности BLCD выше аналогичных характеристик коллекторных двигателей, а диапазон изменения скорости вращения - шире. Последнее свойство обеспечивает возможность плавной регулировки скорости воздушного потока в широких пределах.
Мощность нагревательного элемента составляет 1800-2000 Вт. Для нагрева воздуха может быть использована металлическая спираль, без оболочки или размещенная внутри керамической трубки. Нагревательный элемент любого из указанных типов позволяет получать рабочую температуру воздуха за время порядка нескольких секунд, что обеспечивает быструю готовность фена к работе, а также возможность быстрого переключения температурных режимов.
Выполнение нагревательного элемента в виде спирали, размещенной внутри керамической оболочки, имеет дополнительные преимущества. Такой нагревательный элемент обеспечивает более равномерный нагрев воздуха, кроме того керамика не склонна к перегреву, благодаря чему процесс сушки или укладки становится более щадящим и безопасным для волос.
Питание устройства осуществляется от стандартной электросети переменного тока с напряжением 230 В и частотой 50 Гц.
В качестве приложения для удаленного управления может использоваться приложение IQ НОМЕ.
Прием и передача данных между портативным устройством с установленным приложением и устройством, принимающим команды (блоком приема-передачи в корпусе фена), осуществляется с использованием любого вида связи/соединения, такого как Wi-Fi, и/или Bluetooth, и/или мобильной сотовой связи GSM, 3G, 4G, LTE, и/или посредством каналов передачи данных со сверхнизким энергопотреблением, формирующих сложные беспроводные сети с ячеистой топологией, таких как ZigBee, и/или LoRa, и/или LoRaWAN, и/или LPWAN, и/или 6L0WPAN, и/или Z-wave.
Таким образом, предложенный фен, включающий перечисленные выше элементы, обеспечивает эффективную сушку/укладку разных типов волос, исключая возможные термические повреждения и, тем самым, сохраняя их внешний вид и здоровье. Использование упрощенной системы автоматического регулирования параметров воздушного потока, выполненной на базе одного датчика, а также бесщеточного электродвигателя постоянного тока для создания потока воздуха упрощает конструкцию фена, сохраняя при этом высокую мощность фена и эффективность подстройки скорости обдува. В то же время использование металлического или керамического нагревательного элемента мощностью 1800-2000 Вт обеспечивает быструю готовность фена к работе и возможность быстрого переключения температурных режимов.
Как следует из описания возможных выполнений заявленной полезной модели, предложенный электрический фен с функциями удаленного управления и автоматической регулировки параметров воздушного потока обеспечивает достижение заявленного технического результата, заключающегося в упрощении конструкции устройства при сохранении высокой эффективности работы устройства в целом и работы системы предотвращения термического поражения волос в частности.
Учитывая новизну совокупности существенных признаков, техническое решение поставленной задачи, существенность всех общих и частных признаков полезной модели, доказанных в разделе «Уровень техники» и «Раскрытие полезной модели»; доказанную в разделе «Осуществление и промышленная реализация полезной модели» техническую осуществимость и промышленную применимость предложенного устройства; решение поставленных задач и уверенное достижение требуемого технического результата при реализации и использовании полезной модели, по нашему мнению, заявленное устройство удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к полезным моделям.
Проведенный анализ показывает также, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения цели полезной модели, но и позволяют реализовать ее промышленным способом.