УСТРОЙСТВО ДЛЯ УКЛАДКИ ВОЛОС
DEVICE FOR HAIR STYLING

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к устройству для укладки волос, в частности для завивки волос.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Имеется множество устройств укладки волос для завивки и выпрямления волос. Одно такое устройство известно как аэрограф или воздушный стайлер. Такой стайлер генерирует поток теплого воздуха, который подается в волосы, чтобы создать укладку (и/или объем). В некоторых стайлерах нагретый воздушный поток поступает под давлением. Обычно аэрографы не создают укладку быстро и легко. Это вызвано тем, что температура воздуха слишком низка (только 110°C) для того, чтобы быстро создать укладку. Кроме того, тепло подается в волосы не эффективно. Даже в изделиях, где поток воздуха находится под давлением, давление воздуха слишком небольшое, чтобы проталкивать воздух через волосы и, следовательно, подавать тепло в волосы. В результате воздушный поток стремится найти «легкий» маршрут не через волосы. Эксплуатационные характеристики могут быть повышены путем увеличения давления и температуры, например, путем подачи воздушного потока через небольшие отверстия.
Другое устройство для завивки известно как плойка или щипцы. Оно содержит нагретый обычно цилиндрический рычаг. Прядь волос оборачивают вокруг рычага, и устройство подает тепло от поверхности рычага через прядь волос. Однако передача тепла занимает много времени и является очень неэффективным способом передачи тепла к волосам (волосы являются термическим изолятором). Известно улучшение термической реакции путем использования керамических нагревателей в рычаге. Однако это не решает проблему неэффективного способа передачи тепла к волосам.
В устройствах для выпрямления волос используют также керамические нагреватели. Неэффективность способа передачи тепла к волосам преодолена в таких устройствах наличием двух нагревательных пластин и размещением волос между пластинами (например, в GB 2477834 настоящего заявителя, включенной сюда путем ссылки). Это очень эффективный способ передачи тепла к волосам и он обеспечивает быстрый термический эффект. Кроме того, такие стайлеры обычно обеспечивают долговечность укладки благодаря эффективности передачи тепла к волосам по всему сечению волос. Можно использовать такие устройства выпрямления волос для завивки волос, поворачивая выпрямитель волос на 180°. Однако надо обращать внимание на направление поворота для создания завитков, завивающихся в одном направлении.
В WO 2008/062293 описан выпрямитель, содержащий пару плоских нагретых поверхностей для укладки волос и охлаждающее устройство, прилегающее к поверхности укладки для отвода тепла от только что уложенных волос. Аналогичным образом, в WO 2007/000700 описан выпрямитель, имеющий элемент нагревания и элемент охлаждения. В обоих случаях волосы охлаждают после выхода из элемента нагревания, чтобы предотвратить повреждение волос и обеспечить более длительную укладку.
Другие примеры и способы можно найти в DE 102010062715, KR 100953446, DE 102010061907, KR 100959792, DE 19748067, GB 2459507, US 2010/0154817 и WO 2008/062293.
Заявителем осознана необходимость в усовершенствованном устройстве, обеспечивающем быстрый и простой способ завивки волос, а также производящем долго сохраняющиеся завитки.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым объектом настоящего изобретения, предложено устройство для укладки волос, содержащее первый и второй рычаги, приспособленные для перемещения между закрытым положением, в котором контактирующая поверхность первого рычага является смежной контактирующей поверхности второго рычага, и открытым положением, в котором контактирующие поверхности каждого рычага отстоят друг от друга, при этом контактирующие поверхности каждого рычага имеют взаимодополняющие профили, причем при применении прядь волос зажата между контактирующими поверхностями, когда рычаги находятся в закрытом положении; зону нагревания, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей для нагревания пряди волос между контактирующими поверхностями, а также зону охлаждения, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей для охлаждения пряди волос после нагревания пряди волос, притом зона охлаждения изогнута, в силу чего в ходе применения, при линейном в целом перемещении устройства для укладки волос вдоль пряди волос, прядь волос завивается.
Такое устройство просто в использовании. Пару пластин размыкают, и прядь волос помещают между пластинами, которые затем смыкают. Затем устройство протягивают через волосы, чтобы создать завиток аналогично тому, как выпрямитель для волос выпрямляет волосы. Движение является линейным. В некоторых устройствах накручивание волос на устройство может не быть необходимым, также как может не быть необходимым вращение устройства относительно головы. Однако в некоторых вариантах осуществления при применении устройство может поворачиваться до 90° относительно головы.
Зона охлаждения предпочтительно является непосредственно смежной зоне нагрева, в результате чего волосы охлаждают в их самой горячей точке. У зон охлаждения такое название, так как при применении они имеют более низкую температуру, чем зона нагревания. Настоящим заявителем обнаружено, что это наиболее эффективное место для охлаждения волос с целью сохранения их формы. Кроме того, кривизна зоны охлаждения может быть наибольшей в непосредственной близости от зоны нагревания. Это опять же улучшает завивку.
Зона нагревания может нагревать волосы, по меньшей мере, до 160°С. Зона охлаждения может охлаждать волосы между 90°С и 160°С.
Зона охлаждения может быть дополнительно приспособлена для нагревания волос до температуры меньшей, чем зона нагревания нагревает волосы. В вариантах осуществления, где волосы нагревают, по меньшей мере, до 160°С, нагревание в зоне охлаждения может тогда происходить до более низкой температуры, предпочтительно нагревание волос между 90° и 160°С, более предпочтительно нагревать/охлаждать волосы в зоне охлаждения приблизительно до 90°С. Температура зоны охлаждения может регулироваться до постоянной температуры, что может быть особенно полезно, когда устройство для укладки сначала включают, чтобы повысить температуру в зоне охлаждения до регулируемой рабочей температуры. Это может обеспечить более устойчивую укладку.
Каждая из контактирующих поверхностей может содержать зону нагревания, которые расположены так, чтобы зоны нагревания являлись смежными друг другу, когда рычаги находятся в закрытом положении. Таким образом, прядь волос находится в непосредственном контакте с двумя зонами нагревания, что улучшает передачу тепла. Определенная или каждая зона нагревания может представлять собой нагреваемую пластину в термическом контакте с нагревателем в устройстве для укладки волос.
Каждая из контактирующих поверхностей может содержать зону охлаждения, которые расположены так, что зоны охлаждения являются смежными друг другу, когда рычаги находятся в закрытом положении. Таким образом, прядь волос находится в непосредственном контакте с двумя зонами охлаждения.
Определенная или каждая зона охлаждения может быть проводящей, например, путем использования проводящей пластины или элемента. Такая проводящая пластина может иметь достаточную площадь поверхности для рассеивания накопленного тепла в окружающую среду в период между применениями/рабочими циклами. В качестве альтернативного варианта, упомянутая проводящая пластина может быть использована в сочетании с системой охлаждения текучей среды. Текучая среда (например, воздух) может быть использована для охлаждения проводящей поверхности между применениями. Такой проводящий элемент может представлять собой металлический стержень или изделие, полученное механической обработкой или, например, отлитое из металла.
В качестве альтернативного варианта, определенная или каждая зона охлаждения может быть оснащена отдельной системой охлаждения текучей среды. В других вариантах осуществления система охлаждения текучей среды может быть применена в сочетании с элементом проводимости (например, с проводящей пластиной или элементом).
Текучая среда может подаваться в зону охлаждения под высоким давлением. Давление и/или объем потока текучей среды может регулироваться для улучшения завивки.
Система охлаждения текучей среды может содержать вентилятор, приспособленный для подачи потока воздуха в определенную или каждую зону охлаждения. Вентилятор предпочтительно может быть размещен в корпусе устройства с каналами через корпус в одном или обоих рычагах.
Зона охлаждения может содержать один или более каналов, которые могут пролегать через проводящую пластину или элемент, например, для перемещения текучей среды. Эти каналы могут быть использованы для активного охлаждения. Каналы могут пролегать через проводящую пластину или элемент для охлаждения пластины или элемента.
Важно обеспечить хороший тепловой контакт с волосами. Соответственно, каждая контактирующая поверхность может опираться на эластичную подвеску, чтобы обеспечить некоторое передвижение каждой контактирующей поверхности относительно своего рычага. Это улучшает контакт между волосами и контактирующими поверхностями.
По меньшей мере, определенная или каждая зона охлаждения может дополнительно содержать направляющий элемент, приспособленный для направления охлажденной пряди волос из зоны нагрева в зону охлаждения. При применении устройство для укладки волос можно держать под углом к голове таким образом, что волосы будут повернуты на 90° на выходе из зоны охлаждения, при этом на своем пути через зону охлаждения уложенные волосы повернуты в обратном направлении. Чтобы свести к минимуму дальнейшее охлаждение при повороте волос в этом обратном направлении, что может привести к повреждению укладки волос, направляющие элементы могут быть выполнены из материала с плохой термической проводимостью, чтобы минимизировать охлаждение. Таким материалом может быть материал, из которого изготовлен корпус устройства (например, полиэтилентерефталат).
Каждая из зон охлаждения может содержать упомянутый направляющий элемент. В таком устройстве один из направляющих элементов может быть выпуклым, а другой может иметь соответствующую вогнутую форму, при этом оба направляющих элемента плотно прилегают друг к другу. Направляющие элементы могут также присутствовать в обеих зонах охлаждения по обе стороны от зоны нагревания.
Каждый рычаг может быть в целом удлиненным, а зона нагревания пролегает вдоль, по меньшей мере, части или большей части длины, по меньшей мере, одного из рычагов. Аналогичным образом, зона охлаждения может пролегать вдоль, по меньшей мере, части или большей части длины, по меньшей мере, одного из рычагов.
Для завивки очень важно, чтобы волосы нагревали перед их охлаждением в изогнутой зоне охлаждения. Один из вариантов осуществления устройства может содержать одну зону охлаждения и одну зону нагревания. Зона нагревания может содержать зону охлаждения на одной или обеих контактирующих поверхностях. Аналогичным образом, зона нагревания может содержать зону нагревания на одной или обеих контактирующих поверхностях. В таком устройстве пользователь должен обеспечить, чтобы устройство перемещалось относительно волос в правильном направлении для того, чтобы происходила завивка.
В качестве альтернативного варианта, устройство может содержать две зоны охлаждения для охлаждения пряди волос после нагревания пряди волос, при этом зона охлаждения расположена по обе стороны от зоны нагревания. Зона охлаждения может содержать зону охлаждения на одной или обеих контактирующих поверхностях. В таком устройстве волосы всегда будут охлаждать после их нагревания и, следовательно, направление применения не является критическим. Его можно назвать симметричным. Если рычаги удлиненные, две зоны охлаждения обе могут пролегать вдоль, по меньшей мере, части или большей части длины, по меньшей мере, одного из рычагов и расположены по обе стороны от зоны нагревания.
Устройство может дополнительно содержать средство передачи тепла, выполненное с возможностью термического соединения двух зон охлаждения таким образом, чтобы передавать тепло, поглощенное из нагретых волос, между обеими зонами охлаждения. Средство передачи тепла может обеспечить термическое соединение между зонами охлаждения по обе стороны от зоны нагревания, так что тепло может передаваться из одной зоны охлаждения в другую. Средство передачи тепла может содержать проводящую пластину или тепловую трубку. Средство передачи тепла может дополнительно содержит одно или несколько ребер охлаждения, чтобы обеспечить увеличенную площадь поверхности для охлаждения. Тот факт, что две зоны охлаждения термически соединены, означает, что при применении тепло, передаваемое из зоны охлаждения, из которой выходят подогретые и уложенные волосы, переносится в другую зону охлаждения при входе волос в устройство. Это означает, что зона охлаждения на стороне входа может обеспечить уровень предварительного нагревания до того, как волосы пройдут через зону нагревания. Это средство передачи тепла/«тепловой мостик» может быть дополнительно использовано в сочетании с вентилятором или другими признаками, описанными со ссылкой на второй объект настоящего изобретения. Например, вентилятор затем может дополнительно улучшить охлаждение, продувая воздушный поток над тепловым мостиком и любыми описанными ниже выступающими ребрами.
В соответствии со вторым объектом настоящего изобретения предложено устройство для укладки волос, содержащее первый и второй рычаг, приспособленные для перемещения между закрытым положением, в котором контактирующая поверхность первого рычага является смежной контактирующей поверхности второго рычага, и открытым положением, в котором контактирующие поверхности каждого рычага разнесены, в силу чего контактирующие поверхности каждого рычага имеют взаимодополняющие профили, причем при применении прядь волос зажата между контактирующими поверхностями, когда рычаги находятся в закрытом положении; зону нагревания, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей для нагревания пряди волос между контактирующими поверхностями, две зоны охлаждения, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей для охлаждения пряди волос, при этом зоны охлаждения расположены по обе стороны от зоны нагревания; а также средство передачи тепла, приспособленное для термического соединения двух зон охлаждения.
Тот факт, что имеются две зоны охлаждения, по одной с каждой стороны от зоны нагревания, означает, что по какому бы пути не протягивать волосы через стайлер, средство передачи тепла, соединяющее две зоны охлаждения, обеспечивает передачу тепла между двумя зонами охлаждения. Этим обеспечен эффект предварительного нагревания одной из зон охлаждения, каким бы путем пользователь не решил использовать стайлеры.
Такое устройство просто в использовании. Пару рычагов размыкают, и прядь волос помещают между рычагами, которые затем смыкают. Затем устройство протягивают через волосы для укладки волос. В варианте с выпрямлением, волосы нагревают и затем охлаждают, чтобы сохранить выпрямленную укладку волос. В варианте с завивкой создают завиток аналогично тому, как выпрямитель волос выпрямляет волосы путем нагревания и охлаждения, но вместо охлаждения через изогнутую зону охлаждения создают завитки в волосах. Зоны охлаждения расположены предпочтительно с каждой стороны и непосредственно смежно к зоне нагревания, по меньшей мере, на одном рычаге, и термически соединены со средством передачи тепла/термическим проводником для обеспечения передачи тепла из одной зоны охлаждения в другую на рычаге. Некоторые варианты осуществления могут иметь зоны охлаждения на обоих рычагах. При применении, когда волосы проходят через зону охлаждения после нагревания, тепло отводится из волос и поглощается в этой зоне охлаждения. Чтобы обеспечить, чтобы эта «постнагревная» зона охлаждения осталась холодной, предпочтительно сохраняя температуру пластины зоны охлаждения приблизительно в районе 50°С, зоны охлаждения термически соединены тепловым мостиком для передачи тепла из этой «постнагревной» зоны охлаждения. Еще одним результатом этого является введение тепла в зону охлаждения, через которую проходят волосы, прежде чем они достигнут зоны нагревания. При этом волосы «предварительно нагревают» до того, как они войдут в зону нагревания для повышения эффективности и обеспечения более быстрого нагревания волос и укладки. При использовании в обратном направлении, «постнагревная» и «преднагревная» зоны охлаждения меняются местами.
Другие признаки, описанные здесь применительно ко второму объекту настоящего изобретения, относятся в равной степени к другим объектам изобретения. Специалисту в данной области техники понятно, что некоторые признаки, описанные со ссылкой на второй объект настоящего изобретения, зависят от предусмотрения средств передачи тепла. Однако специалисту в данной области техники понятно, что многие признаки не зависят от таких средств передачи тепла и более широко применимы к первому и другим объектам изобретения.
В некоторых вариантах осуществления устройство для укладки волос может содержать средство регулирования температуры, выполненное с возможностью регулирования температуры в зоне охлаждения. Такое средство регулирования может содержать датчик температуры, термически соединенный с зоной охлаждения для измерения температуры, а также схему управления, выполненную с возможностью управления нагреванием или охлаждением зоны охлаждения в зависимости от измеренной температуры таким образом, чтобы температура в зоне охлаждения при применении регулировалась до температуры меньшей, чем в зоне нагревания. В некоторых вариантах осуществления может быть предпочтительным регулировать температуру в зоне охлаждения до 50°С (или более), но ниже, чем температура в зоне нагревания, составляющая 160°С или более. Поэтому может быть предпочтительным регулирование температуры волос в зоне охлаждения между 50°C и 160°C. В некоторых вариантах осуществления может оказаться необходимым только регулирование температуры в диапазоне от 90° до 160°С.
Профили контактирующих поверхностей могут быть сконфигурированы так, чтобы достичь нужного результата завивки. Например, радиус кривизны и/или площадь поверхности изогнутой поверхности могут быть предназначены для обеспечения нужного результата завивки.
Определенная или каждая зона нагревания может быть обычно плоской или может быть изогнута. Наличие изогнутой зоны нагревания означает, что кривая, введенная в зоны охлаждения в противоположном направлении, позволяет волосам входить и выходить из устройства для укладки в целом в параллельном направлении, делая укладку устройством проще в использовании. Аналогично изогнутым зонам охлаждения, на одном рычаге зона нагревания может быть выпуклой, а другой рычаг имеет соответствующую вогнутую форму.
Определенная или каждая зона нагревания может быть параллельна направлению размыкания и смыкания рычагов. В качестве альтернативного варианта, определенная или каждая зона нагревания может быть наклонена по отношению к направлению размыкания и смыкания рычагов. Изменение угла зоны нагревания изменяет кривизну зоны охлаждения.
Зона охлаждения на одном из рычагов может быть выпуклой, а контактирующая поверхность другого рычага имеет соответствующую вогнутую форму. В качестве альтернативного варианта, зона охлаждения на одном из рычагов может быть вогнутой, а контактирующая поверхность другого рычага имеет соответствующую выпуклую форму. Там, где есть зона охлаждения на каждом рычаге, одна может быть выпуклой, а другая имеет соответствующую вогнутую форму. Выпуклая зона охлаждения может иметь радиус между 2 мм и 10 мм, например, 6 мм. Соответственно, дополняющая вогнутая форма на другом рычаге может быть одинаковой или достаточно сходной, чтобы обеспечить плотное прилегание, когда рычаги закрыты.
Кривизна охлаждения может быть более сложной. Например, зона охлаждения на одном из рычагов может иметь, по меньшей мере, две кривые, а контактирующая поверхность другого рычага имеет соответствующую форму. Независимо от кривизны, профили двух контактирующих поверхностей, как правило, параллельные, чтобы обеспечить хороший контакт.
Устройство может дополнительно содержать термический изолятор между зоной нагревания и определенной или каждой зоной охлаждения либо, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей. Термический изолятор сводит к минимуму передачу тепла между зонами нагревания и охлаждения. Одним из примеров подходящего изолятора является аэрогель.
В зоне охлаждения устройство может дополнительно содержать материал с фазовым переходом, используемый для поглощения тепла от проводящих пластин или элементов. Такой материал с фазовым переходом также может быть соединен со средством передачи тепла, чтобы обеспечить дополнительный способ охлаждения.
В соответствии с дополнительным объектом настоящего изобретения предложено устройство для укладки волос, содержащее первый и второй рычаги, приспособленные для перемещения между закрытым положением, в котором контактирующая поверхность первого рычага является смежной контактирующей поверхности второго рычага, и открытым положением, в котором контактирующие поверхности каждого рычага разнесены, причем контактирующие поверхности каждого рычага имеют взаимодополняющие профили, причем при применении прядь волос зажимают между контактирующими поверхностями, когда рычаги находятся в закрытом положении; изогнутую зону нагревания, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей для нагревания пряди волос между контактирующими поверхностями, а также зону охлаждения, по меньшей мере, на одной из контактирующих поверхностей для охлаждения пряди волос после нагревания пряди волос.
В некоторых вариантах осуществления каждая из контактирующих поверхностей может содержать две зоны охлаждения, при этом первая каждой из зон охлаждения на каждой контактирующей поверхности выровнена, а вторая каждой из зон охлаждения на каждом рычаге выровнена таким образом, что пара первых зон охлаждения являются смежными друг другу, а также пара вторых зон охлаждения являются смежными друг другу, когда рычаги находятся в закрытом положении. Таким образом, устройство для укладки может быть использовано в любом направлении.
В некоторых вариантах осуществления определенная или, по меньшей мере, одна из зон охлаждения изогнута, в силу чего при применении, так как рычаг для укладки волос перемещается вдоль пряди волос в целом линейно, прядь волос завивается. Это обеспечивает завивку пряди волос. Если зоны охлаждения по обе стороны от нагревателя обе изогнутые, то рычаг для укладки волос может быть использован в любом направлении для завивки волос. Если изогнута только одна сторона, а другая в целом плоская, то рычаг для укладки может быть использован в одном направлении для завивки волос, а в другом для выпрямления волос.
В некоторых вариантах осуществления определенная или, по меньшей мере, одна из зон охлаждения на одном из рычагов является выпуклой, а контактирующая поверхность другого рычага имеет соответствующую вогнутую форму. Таким образом, зона охлаждения на одном рычаге образует взаимодополняющую форму для зоны охлаждения на другом рычаге, так что они образуют плотное прилегание вокруг охлаждаемой пряди волос. При этом возможно более эффективное охлаждение.
По меньшей мере, одна из зон охлаждения может быть изогнута, из-за чего при применении, так как устройство для укладки волос перемещается вдоль пряди волос в целом линейно, прядь волос завивается. Это обеспечивает улучшенные возможности завивки.
В других вариантах осуществления, по меньшей мере, одна из зон охлаждения может быть в целом плоской, при этом при применении, когда устройство для укладки волос перемещается вдоль пряди волос в целом линейно, прядь волос выпрямляется.
Средство передачи тепла согласно любому из объектов изобретения может представлять собой проводящую пластину, один или несколько проводящих элементов или, например, тепловую трубку. В некоторых вариантах осуществления средство передачи тепла может дополнительно содержать одно или несколько ребер охлаждения для дополнительного охлаждения зон охлаждения. Такие ребра охлаждения могут выступать в пустое пространство между проводящими пластинами в зоне охлаждения и корпусом устройства для укладки. В таком варианте осуществления воздух затем может быть продут через это пустое пространство для дальнейшего охлаждения средства передачи тепла и/или зон охлаждения.
Каждая из контактирующих поверхностей может содержать зону нагревания. Эти зоны нагревания могут быть выровнены так, чтобы зоны нагревания были смежными друг другу, когда рычаги находятся в закрытом положении. Это улучшает передачу тепла в волосах. Определенная или каждая зона нагревания может представлять собой нагреваемую пластину в термическом контакте с нагревателем в устройстве для укладки волос.
Каждая из контактирующих поверхностей содержит две зоны охлаждения, при этом оба рычага имеют две зоны охлаждения. Каждая первая зона охлаждения на каждой контактирующей поверхности может быть совмещена (например, зоны охлаждения после нагревания), а также каждая вторая зона охлаждения (например, зоны охлаждения до нагревания) на каждом рычаге может быть совмещена таким образом, что первые зоны охлаждения в паре примыкают друг другу, а также вторые зоны охлаждения в паре примыкают друг другу, когда рычаги находятся в закрытом положении. Это улучшает охлаждение волос.
В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, одна из зон охлаждения может дополнительно содержать направляющий элемент, приспособленный для направления охлажденной пряди волос из зоны нагрева и зоны охлаждения. При применении устройство для укладки волос может быть проведено под углом к голове так, что волосы поворачиваются на 90° на выходе из зоны охлаждения, при этом на своем пути через зону охлаждения уложенные волосы поворачиваются в обратном направлении. Для минимизации любого дальнейшего охлаждения при повороте волос в этом обратном направлении, что может повредить прическу, направляющие элементы могут быть выполнены из материала с плохой теплопроводностью, чтобы минимизировать охлаждение.
В некоторых вариантах осуществления каждая из пары первых зон охлаждения может содержать направляющий элемент. Один из направляющих элементов может быть выпуклым, и другой может иметь такую соответствующую выпуклую форму, что они будут плотно прилегать друг к другу. В дополнительных вариантах осуществления и первая, и вторая пара зон охлаждения может иметь направляющие элементы. Таким образом, устройство для укладки может быть применено в обоих направлениях и обеспечивает одинаковый результат.
В некоторых вариантах осуществления определенная или каждая зона нагревания в целом плоская. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, одна из зон охлаждения на одном из рычагов является выпуклой, а контактирующая поверхность другого рычага имеет соответствующую вогнутую форму, так что они плотно прилегают друг к другу. Варианты осуществления могут иметь один рычаг с обеими зонами охлаждения, имеющими выпуклую форму, а также другой рычаг с обеими зонами охлаждения, имеющими вогнутую форму. В других устройствах один рычаг может иметь одну зону охлаждения, имеющую выпуклую форму, а также другую зону охлаждения, имеющую вогнутую форму. В этом последнем случае другой рычаг может тогда также иметь одну из этих форм, с тем, чтобы зоны охлаждения плотно прилегали друг к другу.
В других вариантах осуществления определенная или каждая зона нагревания может быть изогнута. Наличие изогнутой зоны нагревания означает, что кривая, введенная в зону охлаждения в противоположном направлении, позволяет волосам входить и выходить из устройства для укладки в целом в параллельном направлении, делая устройство для укладки проще в использовании. Аналогично изогнутым зонам охлаждения, на одном рычаге зона нагревания может быть выпуклой, а другой рычаг имеет соответствующую вогнутую форму.
Приведенные выше признаки могут также применяться к другим описанным выше объектам изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения и для того, чтобы показать, как оно может быть реализовано на практике, теперь только в качестве примера должна быть сделана ссылка на сопровождающие чертежи, на которых:
на фиг. 1a показан схематичный вид в разрезе устройства, содержащего плоские участки нагревания и охлаждения;
на фиг. 1b показан схематичный вид в разрезе устройства с фиг. 1а, используемого для завивки волос;
фиг. 2 представляет собой схематический вид одного из устройств вблизи головы пользователя;
на фиг. 3a и 3b представлены схематические виды в разрезе двух устройств, содержащих плоский участок нагревания и изогнутый участок охлаждения;
на фиг. 4а-4d проиллюстрированы различные конфигурации для участков нагревания и охлаждения;
на фиг. 5а представлен вид в разрезе с пространственным разнесением деталей участков охлаждения и нагревания с фиг. 4b;
на фиг. 5b представлен вид в разрезе с пространственным разнесением деталей альтернативных участков нагревания и охлаждения;
на фиг. 6 показан вид в перспективе всего устройства, которое может содержать любой из признаков с фиг. 1a - 5b;
фиг. 7a представляет собой вид в плане рычага любого из устройств с фиг. 1-3c;
фиг. 7b представляет собой вид в плане рычага любого из устройств с фиг. 4a-4d;
на фиг. 8 показан схематичный вид в разрезе дополнительного устройства, содержащего плоский участок нагревания и изогнутый участок охлаждения;
на фиг. 9 показан вариант устройства с фиг 8;
на фиг. 10 показан вариант средства охлаждения через рычаг устройства с фиг. 8;
на фиг. 11 показан дополнительный вариант средства охлаждения через рычаг устройства с фиг. 8;
на фиг. 12 показан вид в перспективе всего устройства, которое может содержать любой из признаков с фиг. 8-11;
на фиг. 13 показывает вариант устройства с фиг. 4d с использованием элементов охлаждения, проиллюстрированных на фиг. 8-12;
фиг. 14 представляет собой схематический вид одного из устройств, расположенного под углом вблизи головы пользователя;
на фиг. 15 показан еще один вариант устройства для выпрямления и завивки волос; а также
на фиг. 16 показан дополнительный вариант устройства, используемого для выпрямления волос.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Как понятно специалисту в данной области техники, во время укладки волосы находятся в натянутом состоянии между головой пользователя и устройством для укладки. При высвобождении устройства для укладки из волос образуется завиток. На многих фигурах уложенные волосы показаны завитыми на выходе из устройства для укладки волос - это сделано чисто в иллюстративных целях для показа воздействия на волосы, после их пропускания через устройство для укладки. Завитки образуются, когда волосы более не находятся в натянутом состоянии.
На фиг. 6 показано устройство для укладки волос, содержащее удлиненный корпус 30, который образует ручку для захвата устройства пользователем. К корпусу присоединена пара рычагов 32. Рычаги шарнирно установлены вместе на одном конце, где они присоединены к корпусу. Рычаги приспособлены для перемещения между закрытым положением, в котором противоположные концы рычагов являются смежными друг к другу, и открытым положением, в котором противоположные концы рычагов расположены на расстоянии друг от друга. На каждом рычаге образована зона нагревания и зона охлаждения, как описано более подробно со ссылкой на фиг. 1a-5b.
В корпусе находятся компоненты, необходимые для работы зон нагревания и охлаждения. Таким образом, в корпусе находится система нагревания и система охлаждения вместе с управляемым пользователем механизмом управления для включения и выключения устройства.
Во многих вариантах осуществления в системе охлаждения может использоваться текучая среда, например, воздух. Он может подаваться с помощью двигателя и вентилятора, которые размещены в корпусе с каналами, пролегающими через корпус и рычаги, чтобы подавать текучую среду в зону охлаждения. Вентиляторы могут быть осевого, радиального или центробежного типа. В качестве альтернативного варианта текучая среда может подаваться газовым микронасосом с приводом от двигателя с насосом и двигателем, размещенным в корпусе с каналами, пролегающими через корпус и рычаги, чтобы подавать текучую среду в зону охлаждения. Используемыми типами насосов могут быть мембранный насос, насос с зубчатой передачей, винтовой насос или шиберный винтовой насос. Текучая среда может подаваться под высоким давлением для обеспечения охлаждения всех волос. Этот тип системы охлаждения может быть использован в любом из показанных вариантов осуществления, использующих активное охлаждение.
Одним из примеров обеспечения высокого давления воздуха является воздушный шабер. Он обеспечивает более высокую скорость, более компактную и более точную подачу. Микровоздушные шаберы, которые подают воздух, встроены в рычаги, смежные нагревательным пластинам. Микровинтовой насос мог бы быть размещен в ручке. Охлаждающий воздух направлялся бы вдоль небольших гибких трубок к микровоздушным шаберам.
Альтернативной более традиционной технологией является «BLDC вентилятор», который содержит бесщеточный двигатель постоянного тока и вентилятор. Он также обеспечивает хорошие результаты при меньших технологических рисках.
Скорость охлаждения волос атмосферным воздухом зависит от объема воздушного потока и давления его подачи, например, чем выше давление, тем сильнее охлаждение в меньшем пространстве (зоне охлаждения). Увеличение обратного давления является наиболее эффективным способом подачи больших объемов воздуха. Кроме того, тем больше давление воздуха, тем более эффективно воздух будет проходить через волосы, охваченные устройством, что обеспечивает более равномерное охлаждение по всей длине волос (это ключ к уменьшению «спутанности» и «растрепанности» волос).
Регулирование расхода воздуха в зоне охлаждения позволит пользователю изменять размер (диаметр) завитков. Вообще говоря, чем больше воздуха, тем лучше волосы будут удерживать завиток и, следовательно, тем более кудрявыми будут волосы. Поток воздуха может регулироваться пользователем, чтобы управлять скоростью пропускания волос. Такое регулирование может быть выполнено с помощью управляемых клапанов.
Для двухсторонних устройств (как, например, на фиг. 4a-4d, которые имеют две криволинейные поверхности охлаждения), может потребоваться регулирование потока для перенаправления потока воздуха на нужную поверхность. Это вызвано тем, что объем воздуха будет ограничен геометрией ручного устройства. Такое регулирование может также обеспечить более экономически эффективную, более тихую и энергосберегающую систему.
В системе охлаждения может быть использовано сочетание текучей среды и прямой проводимости. В такой системе зона охлаждения в рычаге может иметь одну или несколько поверхностей, имеющих массу. В одном варианте осуществления текучая среда (например, воздух) может быть использована для охлаждения проводящей поверхности в интервале между применениями, т.е. между рабочими ходами. Такая система может дополнительно содержать в зоне охлаждения материал с фазовым переходом. Остаточное тепло накапливается внутри материала с фазовым переходом (скрытое тепло) и может быть рассеяно в интервале между применениями, т.е. между рабочими ходами, например, с помощью воздуха. Подходящие материалы с фазовым переходом содержат воск и/или воду.
Для управления потоком воздуха может быть использовано регулирование потока воздуха с целью отвода тепла, накопленного в проводящих (рабочих) поверхностях изделия. Это может повысить эффективность укладки (завивки) или уменьшить температуру поверхностей для повышения эргономики пользователя. Система может быть реализована путем измерения повышения температуры или большей разности температур между двумя зонами охлаждения проводящих пластин. Регулирование воздушного потока может направлять воздух на более горячую сторону(ы), чтобы снизить температуру. Как указано выше, способы регулирования воздушного потока могут включать в себя клапаны.
В качестве альтернативного варианта, система охлаждения может быть реализована путем непосредственной проводимости. В такой системе зона охлаждения в рычаге может иметь одну или несколько поверхностей, имеющих массу. Поверхность (и) имеет достаточную площадь поверхности для рассеивания накопленного тепла в окружающую среду в интервале между применениями/рабочими ходами. Такой вариант осуществления описан ниже со ссылкой на фиг. 8.
В любом из вариантов осуществления система нагревания может содержать нагреватель, который установлен в корпусе и который находится в термическом контакте с парой нагреваемых пластин. Нагреваемые пластины являются, по существу, плоскими, и расположены на внутренних поверхностях рычагов в противоположной конфигурации.
В каждом из вариантов осуществления система охлаждения выполнена так, чтобы обеспечить быстрое охлаждение волос на поверхности завивки при выходе волос из зоны нагревания. Поверхность завивки может иметь уменьшенный радиус для усиления завивки. Кроме того, очень важно осуществить термическую изоляцию между зоной нагревания и зоной охлаждения. Для эффективной изоляции могут быть использованы теплоизолированные материалы и воздушные границы.
На фиг. 1a и 1b показан вид в разрезе рычагов одного варианта осуществления устройства для укладки волос, когда рычаги находятся в закрытом положении. Наружная поверхность каждого рычага показана пунктирными линиями, и рычаги подвижны в открытом положении в направлении стрелки D. Зона нагревания 16 содержит пару нагревательных пластин, по одной в каждом рычаге, а также зону 14 охлаждения, смежную зоне нагревания.
На фиг. 1a показано устройство, используемое как выпрямитель волос. В процессе выпрямления волосы 10 зажимают между горячими нагреваемыми пластинами. Устройство перемещают относительно волос в направлении стрелки B. Во время относительного передвижения через пластины волосы натягивают таким образом, чтобы формовать их в распрямленном виде. При пропускании волос через зону нагревания это подготавливает волосы для укладки. Затем волосы проходят через зону охлаждения для создания укладки, в данном случае в распрямленном виде. Таким образом, температура волос уменьшается сразу после выхода из нагревателей.
На фиг. 1b показано устройство с фиг. 1a, используемое для завивки волос путем вращения выпрямителя на 180° в сторону головы, перед тем, как протянуть волосы 10 через горячие нагреваемые пластины в направлении стрелки С. Как и на фиг. 1a, волосы нагревают в зоне 16 нагревания. Завиток выполняют с помощью изогнутой наружной поверхности устройства. На этой поверхности температура волос уменьшается сразу же после выхода из нагревателей. Охлаждение имеет важное значение для обеспечения того, чтобы волосы сохранили форму поверхности завивки. Охлаждение усиливается наличием зоны 14 охлаждения для охлаждения поверхности завивки.
На фиг. 2 схематично показано, как устройство для укладки волос с фиг. 3а далее используют для создания завитков. Пользователь помещает прядь волос между рычагами устройства и перемещает устройство в направлении стрелки А. При передвижении волос 10 относительно устройства, они проходят сначала через две пластины зоны 16 нагревания, которая входит в контакт с волосами, чтобы нагреть волосы. Волосы охлаждают (например, «воздухом») сразу после их выхода из зоны нагревания. В этой зоне 14 охлаждения создается завиток. Охлаждение ускоряет сохранение приданной формы, и является более эффективным, если охлаждение направленно воздействует с обеих сторон. При растягивании завиток 18 сохраняется в памяти волос.
Устройство просто в применении. Пару рычагов размыкают и помещают прядь волос между рычагами, которые затем смыкают. Затем устройство протягивают через волосы, чтобы создать завиток аналогично тому, как выпрямитель для волос выпрямляет волосы. Передвижение является линейным. Нет ни накручивания волос на устройство, ни кручения устройства относительно головы.
На фиг. 3а-4d проиллюстрированы различные варианты осуществления зон нагревания и охлаждения с целью создания устройства, которое легко завивает волосы. На фиг. 8-13 также показаны другие примеры. В каждом случае зоны нагревания и охлаждения размещены в одном или обоих рычагах, а наружная поверхность корпуса 20 (там, где она показана) обозначена пунктирной линией. Рычаги показаны в закрытом положении с волосами 10, зажатыми между двумя рычагами. В вариантах осуществления, показанных на фиг. 1a и 1b, контактирующие поверхности двух рычагов являются плоскими. Тем не менее в каждой из фиг. 3a-4с контактирующие поверхности двух рычагов являются плоскими в зоне нагревания, но не плоскими (т.е. изогнутыми) в зоне охлаждения. На фиг. 4d зона нагревания не является плоской. Наиболее эффективное использование охлаждения для создания завитка происходит, когда волосы находятся в их самой горячей точке, то есть на выходе из нагревателя, а также там, где волосы имеют свой минимальный радиус. Круги, показанные пунктирными линиями, обозначают поперечное сечение завитка, полученного с помощью устройства.
Контактирующие поверхности каждого рычага имеют взаимодополняющие формы для обеспечения того, чтобы волосы были в контакте с обеими поверхностями при прохождении как через зону нагревания, так и через зону охлаждения. Другими словами, контактирующие поверхности обычно параллельны друг другу независимо от того, являются ли они изогнутыми или плоскими. Важно обеспечить, чтобы две поверхности равномерно соединялись друг с другом для обеспечения эффективной передачи тепла/охлаждения на волосы. Контактирующие поверхности могут опираться на эластичную подвеску в любом из описанных вариантов осуществления, например, эластомерные опоры, чтобы обеспечить некоторое передвижение каждой контактирующей поверхности относительно ее рычага, что позволяет компенсировать еще более мелкий зазор. Это улучшает хороший контакт поверхности с волосами.
На фиг. 3а один рычаг имеет контактирующую поверхность, имеющую в целом плоский участок для зоны 16 нагревания, а также выпуклый участок для зоны 14 охлаждения. Другой рычаг также имеет в целом плоский участок для зоны нагревания, но имеет и вогнутый участок для зоны охлаждения. Кривизна вогнутого участка совпадает с кривизной выпуклого участка таким образом, что оба рычага плотно смыкаются. Плоские участки обычно расположены под прямым углом к направлению D размыкания и смыкания рычагов.
В зависимости от способа охлаждения (и скорости, с которой он охлаждает волосы), можно использовать переменную геометрию. На фиг. 3b показан альтернативный вариант, в котором угол, под которым зона нагревания входит в зону охлаждения, может быть изменен, чтобы увеличить площадь поверхности волос на этапе охлаждения системы. Как показано на фиг 3а, каждый рычаг имеет в целом плоский участок контактирующей поверхности для зоны нагревания. Тем не менее на фиг. 3b плоские участки контактной поверхности установлены под углом около 5° к направлению размыкания и смыкания рычагов. Это создает более длинный изогнутый путь прохождения для волос в зоне охлаждения. Как показано, каждая контактная поверхность имеет взаимодополняющие и выпуклые, и вогнутые поверхности, образующие, таким образом, в целом "S" - образное сочленение. Если мощность охлаждения больше в данной зоне, радиус и площадь поверхности кривой, которая создает завиток, могут быть уменьшены. Таким образом, общий размер изделия также может быть уменьшен.
На обеих фиг. 3a и 3b устройство может быть использовано как для выпрямления, так и для завивки волос путем линейного перемещения устройства через волосы в противоположных направлениях. Если устройство перемещают в направлении В, волосы 10 сначала проходят через зону 14 охлаждения и затем через зону 16 нагревания. Таким образом, зона 14 охлаждения не оказывает воздействия на волосы и общим результатом является выпрямление волос 10. В качестве альтернативного варианта, если устройство перемещают в противоположном направлении С, волосы 10 проходят сначала через зону 16 нагревания, а затем через зону 14 охлаждения. В этом случае волосы завиваются в зоне охлаждения. Кроме того, в обоих вариантах осуществления рычаги размыкаются и смыкаются при шарнирном передвижении относительно друг друга.
На фиг. 4a-4d схематически показаны варианты осуществления зон нагревания и охлаждения, которые встроены в устройство для укладки волос для обеспечения того, чтобы волосы завивались независимо от направления применения. Как и на фиг. 3а, устройство перемещают линейно через волосы, и рычаги размыкаются и смыкаются при шарнирном передвижении. Наружная поверхность корпуса рычага на фиг. 4а-4d не показана; она может быть любой удобной формы для встраивания описанных ниже контактирующих поверхностей.
На фиг. 4a, в целом плоская зона 16 нагревания зажата между парой в целом дважды изогнутых («S»-образных») зон 14 охлаждения. Кривизна обеих зон 14 охлаждения пролегает в одном направлении. Одна зона 14 охлаждения изогнута к наружной поверхности одного рычага, а другая зона 14 охлаждения изогнута в направлении наружной поверхности другого рычага. Соответственно, поперечные сечения каждого рычага обычно близки по размерам. Такое расположение криволинейных поверхностей способствует интуитивному применению пользователем и обеспечивает создание завитков в одном направлении, независимо от направления передвижения устройства.
Фиг. 4b в целом идентична фиг. 4а, за исключением того, что кривизна одной зоны 14 охлаждения обратна по отношению к кривизне другой зоны 14 охлаждения. Обе зоны 14 охлаждения изогнуты к наружной поверхности одного рычага с целью обеспечения создания завитков в одном направлении, независимо от направления передвижения устройства. Соответственно, один рычаг (один из верхних или нижних рычагов) имеет поперечное сечение, которое меньше, чем у другого рычага.
Фиг. 4c также идентична фиг. 4а, за исключением того, что на фиг. 3b плоский участок расположен под углом в 85°. Как изложено применительно к фиг. 3b, такое изменение угла изменяет площадь поверхности и радиус кривизны в зоне охлаждения для более эффективного получения требуемых результатов. Как показано, достигается более компактный, меньший радиус кривизны непосредственно после выхода волос из нагревателя. Концентрирование охлаждения в этой точке является наиболее эффективным, так как волосы находятся на минимальном радиусе, и существует большая разница температур между волосами и охлаждающей текучей средой в этой точке по сравнению с другими точками в пределах зоны охлаждения. Соответственно, в волосах создается наибольший завиток.
Аналогичное изменение в соотношении радиуса кривизны и площади поверхности может быть достигнуто при применении неплоской зоны нагревания, как показано на фиг 4d. На фиг. 4d один рычаг имеет выпуклую контактирующую поверхность в зоне нагревания, а другой рычаг имеет вогнутую контактирующую поверхность в зоне нагревания. Такая неплоская зона нагревания может быть встроена в любое из устройств. Для внедрения современных нагревательных технологий с возможностью создания хорошей термической реакции наиболее экономически эффективным может быть использование плоского нагревателя. Однако изогнутая поверхность может быть эффективной для максимизации площади поверхности и радиуса волос в зоне охлаждения. Изогнутая зона нагревания может быть образована, например, из изогнутой алюминиевой пластины. Один особенно предпочтительный и прочный вариант осуществления зоны нагревания может содержать алюминиевую пластину с оксидно-алюминиевым покрытием, полученную плазменным электролитическим оксидированием (ПЭО). Это ПЭО представляет собой слой электрической изоляции, на которую затем может быть помещен нагревательный электрод для нагревания алюминиевой пластины. Слой ПЭО также увеличивает долговечность алюминия, обеспечивая придание ему нужной изогнутой формы (и изменения ее при необходимости).
На фиг. 3а-4d охлаждение может быть обеспечено воздухом. Как показано на фиг. 3a и 4d, воздушный поток может быть направлен внутрь к волосам в одном рычаге и наружу от волос в качестве выхлопа в другом рычаге. В качестве альтернативного варианта, может быть предусмотрено впускное отверстие, направленное к волосам и проходящее через волосы от обоих рычагов, как показано на фиг. 3b. В этом случае одно впускное отверстие может обеспечить отрицательное давление, действующее в качестве выхлопа.
На фиг. 5а и 5b приведены варианты осуществления воздухозаборников, которые могут быть встроены в любое устройство, из которого воздух дует на волосы в зоне охлаждения.
На фиг. 5а горячие волосы выходят из нагревателя и сгибаются вокруг поверхности. Окружающий воздух под давлением поступает из приточных камер 22 и 24 через впускные отверстия 26 и 28. Приточные камеры должны обеспечить равномерную скорость воздуха (равномерное охлаждение) по длине воздушных впускных отверстий 30 и 32. Впускные отверстия расположены так, что воздух направляется под углом, который указывает в направлении вниз к кутикулам волос. Это может способствовать созданию блеска. Воздух поступает под давлением с обеих сторон, чтобы минимизировать разность температур на участках и создать равномерное охлаждение, что может уменьшить спутанность и растрепанность волос.
Площадь поперечного сечения воздухозаборников 26 и 28 оптимизированы в зависимости от объема воздушного потока и давления; чем ниже давление, тем больше площадь поперечного сечения. Поток воздуха и давление зависят от способа формирования воздушного потока. Например, вентилятор создает более низкое давление и более объемный поток воздуха, и потребует большего поперечного сечения. Напротив, в данном отношении насос потребует меньшего поперечного сечения.
Воздух выходит через выпускные отверстия 30 и 32. Отношение площади поперечного сечения впускных отверстий к выпускным отверстиям можно регулировать для управления направлением потока отработанного горячего воздуха. Если поперечное сечение выпускного отверстия 32 является достаточным для создания перепада давления, воздух будет втягиваться в воздуховыпускное отверстие 30 (с помощью эффекта Вентури). Длина воздуховыпускного отверстия равна длине нагревателей, с целью обеспечения равномерного охлаждения по завитку волос.
Фиг. 5b в целом аналогична фиг. 5а за исключением того, что имеется только одно выпускное отверстие 30. Это выпускное отверстие обеспечивается небольшим зазором между контактирующими поверхностями рычагов, создаваемым волосами между рычагами.
На фиг. 7а и 7b показано, что зона 16 нагревания и зона (ы) 14 охлаждения пролегают в продольном направлении по длине рычага. Схематично показаны эластичная подвеска 40 и шарнир 42. На фиг. 7А имеется одна зона охлаждения и, соответственно, устройство обязательно надо применять в направлении, показанном стрелкой для создания завивки. На фиг. 7В есть две зоны охлаждения и, соответственно, устройство является «двухсторонним» и может использоваться в любом направлении для создания завивки.
Как пояснялось ранее со ссылкой на фиг. 1b, пользователи сначала завивают волосы, вращая выпрямитель на 180° в сторону головы, перед тем как протянуть волосы через горячие нагреваемые пластины в направлении стрелки С. Такие обычные выпрямители волос, как правило, имеют пластиковый корпус, выполненный, к примеру, из полиэтилентерефталата. Изогнутую наружную поверхность выпрямителя волос затем используют для создания завитка. Такие пластики обычно являются плохими проводниками тепла, и соответственно, нагретые волосы охлаждаются медленно. Вообще говоря, чем лучше охлаждение, тем дольше волосы сохраняют форму поверхности завивки.
На фиг. 12 показан дополнительный вариант осуществления устройства для укладки волос, содержащего удлиненный корпус 50, который образует ручку для захвата пользователем устройства. К корпусу присоединена пара рычагов 52. Рычаги шарнирно расположены вместе на одном конце, где они присоединены к корпусу. Рычаги могут перемещаться между закрытым положением, в котором противоположные концы рычагов примыкают друг к другу, и открытым положением, в котором противоположные концы рычагов разнесены. В этом варианте осуществления зона нагревания и зона охлаждения образованы на каждом рычаге, при этом зоны охлаждения по обе стороны от зоны нагревания на одном рычаге термически соединены вместе средством передачи тепла/термопроводниками (обозначенными ссылочной позицией 40а на верхнем рычаге и не показанными на нижнем рычаге).
В варианте осуществления на фиг 12, в системе охлаждения может быть использован вентилятор, хотя это не является обязательным и показано здесь в чисто иллюстративных целях. Опциональные типы вентиляторов, которые могут быть использованы, изложены ранее в тексте со ссылкой на фиг. 6. На фиг. 8-11 и в соответствующем тексте показаны другие альтернативные системы охлаждения, которые могут применяться в устройстве для укладки волос с фиг. 12.
На фиг. 8-11 показаны различные варианты осуществления зон нагревания и охлаждения. Как описано выше, наиболее эффективное применение охлаждения для создания завитка выполняется тогда, когда волосы находятся в их самой горячей точке, то есть при выходе из нагревателя. На фиг. 8 показан вид в разрезе одного варианта осуществления устройства для укладки волос с зонами нагревания и охлаждения, способствующими созданию устройства, который с легкостью завивает волосы. На фиг. 8 и фиг. 9 устройство для укладки волос показано в ходе применения на голове 12 пользователя. Зоны нагревания и охлаждения размещены в одном или обоих рычагах и наружной поверхности корпуса 39. Как и с иллюстрациями предыдущих вариантов осуществления, рычаги снова показаны здесь в закрытом положении, при этом волосы зажаты между двумя рычагами. В варианте осуществления, показанном на фиг. 8, контактирующие поверхности двух рычагов являются плоскими в зоне 16 нагревания и неплоскими (т.е. изогнутыми) в зонах 14 охлаждения, образованных из элементов 42a и 42b охлаждения на одном рычаге и 43а и 43b на другом рычаге. Эти элементы охлаждения могут, например, быть изготовлены из предварительно сформованных металлических стержней (для выпуклых элементов 42а, 42b) из механически обработанного или литого металла.
В варианте осуществления, показанном на фиг 8-11, зоны нагревания и охлаждения также термически изолированы друг от друга изолятором 46 на фиг. 8. Термический изолятор сводит к минимуму передачу тепла между зонами нагревания и охлаждения. Одним из примеров подходящего изолятора является аэрогель.
Как и варианты осуществления на фиг. 3а-4d, контактирующие поверхности каждого рычага в варианте осуществления на фиг. 8 также имеют дополнительные формы для обеспечения того, чтобы волосы находились в контакте с обеими поверхностями при прохождении как через зону нагревания, так и через зону охлаждения. Это означает, что контактирующие поверхности обычно параллельны друг другу независимо от того, являются ли они изогнутыми или плоскими. Это обеспечивает эффективную передачу тепла/охлаждения к волосам. Варианты осуществления, показанные на фиг. 9-11, также имеют те же взаимодополняющие формы на контактирующих поверхностях каждого рычага.
На фиг. 8 один рычаг имеет контактирующую поверхность, имеющую в целом плоский участок для зоны 16 нагревания и выпуклый участок для зон охлаждения, образованных из элементов 42а и 42b охлаждения, расположенных по обе стороны от зоны нагревания. Другой рычаг также имеет в целом плоский участок для зоны нагревания, а также имеет вогнутый участок для зоны 14 охлаждения, образованной из элементов 43a и 43b охлаждения. Кривизна вогнутых участков совпадает с кривизной выпуклых участков таким образом, что оба рычага плотно соединяются друг с другом. Плоские участки, как правило, расположены под прямым углом к направлению размыкания и смыкания рычагов. На каждом рычаге элементы 42а, 42b, 43а и 43b охлаждения могут пролегать вдоль каждого рычага со стороны нагревательных пластин.
Определим «коэффициент завивки» как отношение длины прямых волос к завитым волосам. Было отмечено, что, вообще говоря, чем меньше радиус 'r' (см. фиг. 8) изогнутого элемента охлаждения, тем компактнее произведенный завиток, т.е. коэффициент завивки повышается при уменьшении радиуса изогнутых элементов охлаждения. Переход от радиуса 16 мм к 10 мм повышает коэффициент завивки примерно на 20%, что означает, что получаются более компактные завитки. Переход от радиуса в 16 мм к кривой радиусом 6 мм на элементах охлаждения увеличивает коэффициент завивки примерно на 60% и приводит к созданию даже более плотных завитков. Отмечено, что установка элементов охлаждения в зоне охлаждения с радиусом между 2 мм и 10 мм обеспечивала создание визуально приятных завитков. Одним из предпочтительных радиусов 'r' изогнутых элементов охлаждения составляет 6 мм. Эти описанные радиусы аналогичным образом относятся к предыдущим вариантам осуществления, содержащим изогнутые зоны охлаждения.
Как указано ранее, пластиковые материалы, такие как полиэтилентерефталат, обычно являются плохими термопроводниками, и соответственно, для улучшения охлаждения волос элементы охлаждения могут в качестве альтернативы быть выполнены из материалов с большей теплопроводностью. Элементы охлаждения могут быть изготовлены из металла, такого как медь или алюминий, и выполнены в виде изогнутых стержней, отделенных от нагреваемых пластин с помощью термического изолятора, например, аэрогеля. Эти элементы охлаждения по сравнению с пластиком обеспечивают быстрое охлаждение и завивку волос на изогнутой поверхности. Экспериментальные данные показывают, что при использовании меди в сопоставлении с пластиковыми элементами охлаждения коэффициент завивки увеличивается на 85%. Однако следует иметь в виду, что предпочтительными могут оказаться более дешевые материалы, например, алюминий.
На фиг. 8 элементы охлаждения расположены по обе стороны от зоны нагревания, соответственно, направление применения не является критически важным. Это позволяет применять устройство для укладки в любом направлении, что делает укладку простой на каждой стороне головы 12, и позволяет использовать устройство левшам или правшам. Однако в некоторых вариантах осуществления это может быть не главным, и элементы охлаждения могут быть размещены только с одной стороны, чтобы уменьшить как вес, так и стоимость устройства. При наличии элементов охлаждения только с одной стороны (то есть слева или справа от зоны нагревания, в зависимости от того, как смотреть), устройство для укладки волос можно применять в одном направлении, чтобы выпрямить волосы, и в другом направлении, чтобы завить волосы.
В ходе эксплуатации элементы охлаждения могут нагреваться, если нет механизма рассеивания тепла, передаваемого от волос. Долговечность завитков уменьшается, а диаметр завитков возрастает по мере нагревания элементов охлаждения. Общая производительность завивки может существенно упасть, если температура элементов охлаждения вырастет от 30° до 70°С. На фиг. 8 показан один вариант осуществления устройства для решения этой задачи. Эксперименты показали, что ограничение температуры элементов охлаждения приблизительно до 50°C приводит к эффективной укладке и долговечности завитков. Тем не менее, следует понимать, что на начальном этапе, при включении, эти элементы охлаждения могут иметь намного более низкую температуру. В некоторых вариантах осуществления элементы охлаждения могут также быть нагреты, приблизительно до 50°С, например, с тем, чтобы обеспечить постоянное охлаждение при полном нагревании и применении устройства. Это позволяет создать устойчивый стиль укладки.
На фиг. 8 термические проводники 40a и 40b обеспечивают тепловой мостик между соответствующими элементами охлаждения по обе стороны от каждого рычага для передачи тепла между элементами охлаждения. Этот тепловой мостик может принимать форму металлической пластины или ряда трубок/прутков, действующих в качестве проводящего элемента в одной или обеих пластинах. Тепловой мостик (теплоприемник) может быть выполнен из хорошего термического проводника - предпочтительно металла, такого как алюминий. В некоторых вариантах осуществления тепловой мостик и элементы охлаждения в одном рычаге могут быть изготовлены как единое целое. В вариантах теплового мостика может быть использована тепловая трубка для переноса тепла или перекачиваемой текучей среды. Чтобы эффективно работать, тепловая трубка может иметь не менее 5 см в длину.
На фиг. 10 изображен вариант устройства с фиг. 8. Показан только верхний рычаг, однако та же технология может быть реализована и на нижнем рычаге. На фиг. 10 ребра 47 охлаждения пролегают в пустое пространство, чтобы создать теплоприемник/радиатор, как в варианте осуществления, путем увеличения площади поверхности. На фиг. 12 тепловой мостик/теплоприемник 40а показан пунктирными линиями (обозначающими, что он находится внутри наружного пластикового корпуса). Сочетание теплового мостика/теплоприемника с вентилятором 54 на фиг. 12 обеспечивает продувку воздуха через ребра охлаждения, для улучшения охлаждения радиатора и элементов охлаждения. Прохождение воздуха через пустое пространство и ребра теплового мостика/теплоприемника означает, что вентилятор может генерировать меньшее давление воздуха, чем в вариантах осуществления с использованием трубок или отверстий в элементах охлаждения. Это означает, что размер вентилятора может быть уменьшен и/или можно использовать меньшую скорость вращения, что приводит к более тихой работе вентилятора. Для дополнительного повышения эффективности, дополнительный термический изолятор может быть введен в часть пустого пространства между нагреваемой пластиной и тепловым мостиком/теплоприемником. В этом варианте осуществления может оказаться необязательным обеспечение тепловой связи между элементами охлаждения по обе стороны одного рычага - каждый может быть охлажден независимо потоком воздуха, протекающим через ребра охлаждения.
На фиг. 8 и 9 должны быть уложены волосы на голове пользователя 12. Для укладки волос пользователь помещает волосы в устройство для укладки, затем поворачивает устройство для укладки волос с фиг 8. на 90° по отношению к голове, перед тем как линейно протянуть волосы 10 через горячую нагреваемую пластину (поворот устройства на 90° более естественен для пользователя, чем поворот на 180°). При таком протягивании волос, притом что устройство движется вдоль волос в направлении стрелки на фиг. 8 (само устройство может быть перемещено в направлении С или D по отношению к голове пользователя 12), волосы сначала протягивают через элементы 42b и 43b охлаждения (которые теперь обеспечивают предварительный нагрев), а затем через зону 16 нагревания. При протягивании волос 10 через элементы 42а и 43а охлаждения, волосы быстро охлаждаются и завиваются. Передача тепла от волос на элементы 42а и 43а охлаждения осуществляется через соответствующий термический проводник на соответствующие элементы 42b и 43b охлаждения. Это приводит к нагреванию элементов 42b и 43b охлаждения в результате теплообмена. При этом элементы 42b и 43b эффективно действуют как элементы предварительного нагревания, возвратное тепло отбирается из охлажденных и завитых волос обратно в пряди волос, подлежащие нагреванию и укладке.
При работе в обратном направлении, когда волосы протягивают в направлении стрелки В, волосы сначала протягивают через элементы 42а и 43а охлаждения (которые теперь обеспечивают предварительное нагревание), а затем через зону 16 нагревания. При протягивании волос 10 через элементы 42b и 43b охлаждения, волосы быстро охлаждаются и завиваются. Передача тепла от волос на элементы 42b и 43b охлаждения осуществляется через соответствующий термический проводник на соответствующие элементы 42a и 43a охлаждения.
На фиг. 8 уложенные волос выходят из правой (как показано) зоны 14 охлаждения, образованной из элементов 42а и 43а охлаждения, при этом волосы поворачиваются еще на 90 градусов (или более) над краем элемента 43а охлаждения. Это изменение направления может происходить в противоположном направлении в предыдущей завивке (волосы могут проходить по пути "S"-образной формы). Любое последующее охлаждение волос во время этого второго изменения направления может привести к ухудшению качества укладки завитых волос - завитые и охлажденные волосы теперь поворачивают во втором направлении после нагревания и охлаждения, что может повлиять на общее качество и внешний вид завитка. На фиг. 9 проиллюстрирован один из способов решения этой проблемы.
На фиг. 9 направляющие 44а, 44b, 45а, 45b завитков расположены на наружных краях элементов охлаждения. Эти направляющие обычно выполнены из материала с плохой теплопроводностью, который может представлять собой такой же материал, из которого изготовлен корпус устройства для укладки волос, например, полиэтилентерефталата. Направляющие приспособлены для направления волос через дополнительный поворот еще на 90 градусов, но в противоположном направлении к элементам охлаждения. Направляющие могут быть отдельными компонентами или неотъемлемыми частями корпуса устройства для укладки волос. Таким образом, волосы выходят из устройства для укладки в том же направлении, в котором они входили, а это означает, что устройство для укладки волос можно протягивать в целом линейно вдоль волос, не держа устройство под углом 90 градусов к голове. На фиг. 9, например, можно видеть, что устройство для укладки волос, когда его тянут в направлении А для укладки волос на стороне головы 12 пользователя, не нужно держать под углом 90 градусов к голове 12. На фиг. 13 показан еще один вариант с использованием изогнутой зоны нагревания, что снимает необходимость использования направляющих завитков.
Формование направляющих из материала с плохой теплопроводностью по сравнению с тем, что использован на элементах охлаждения, снижает потери тепла в завитых волосах при их прохождении через направляющие. Это снижает воздействие на уложенные волосы при их развороте в противоположном направлении на выходе из зоны охлаждения.
Направляющие имеют дополнительные преимущества, помогая защитить элементы охлаждения от случайных царапин, вмятин, и сводя к минимуму любую передачу тепла при размещении устройств на поверхности после применения.
В другом варианте, например, таком, что показан на фиг. 15, устройство для укладки волос опять же имеет зону 14 охлаждения и зону 16 нагревания, но здесь устройство может иметь изогнутую зону 150 охлаждения на одной стороне и плоскую зону 152 охлаждения на другой стороне. Таким образом, волосы могут быть нагреты, охлаждены и завиты с помощью устройства для укладки волос в одном направлении, затем нагреты, охлаждены и выпрямлены с помощью устройства для укладки волос в противоположном направлении. В таком варианте осуществления опять же может быть использован тепловой мостик 154a и 154b.
Дополнительный вариант показан на фиг. 16. Устройство с фиг. 16 используют для выпрямления волос. Здесь обе зоны 160 и 162 охлаждения, как правило, плоские (однако понятно, что только одна сторона может иметь зоны охлаждения, а другая сторона может не иметь зоны охлаждения, если устройство будет использоваться только в одном направлении). В варианте осуществления с двумя зонами, по обе стороны от зоны нагревания опять же может быть использован тепловой мостик 164а и 164b для термического соединения зон охлаждения и обеспечения улучшения охлаждения. Как и в других описанных здесь вариантах осуществления, опять же могут быть использованы признаки, такие как ребра охлаждения, механизмы активного охлаждения (охлаждение текучей среды и т.п.), и/или вентилятор для улучшения охлаждения. Зоны охлаждения могут также выполнять нагревание до температуры меньшей, чем в зонах нагревания, с тем чтобы обеспечить равномерное охлаждение волос.
В варианте осуществления на фиг. 13 зона нагревания является изогнутой, как описано со ссылкой на вариант осуществления с фиг. 4d. В зонах охлаждения по обе стороны от зоны нагревания (при применении одна из которых может быть использована для предварительного нагревания, как описано выше), элементы 42a, 42b, 43a и 43b охлаждения опять же поворачивают волосы на 90 градусов. Путем завивания в зоне нагревания, последующий поворот в противоположном направлении в зоне охлаждения, где завиток принимает форму, направляет волосы на выход в том же направлении, в каком они вошли в устройство для укладки волос. Тогда направляющие завитков/направляющие элементы, используемые на фиг. 9, могут больше не потребоваться. Направляющие могут по-прежнему использоваться для защитных целей, но они не потребовались бы для ввода любого дополнительного поворота в траекторию волос.
На фиг. 11 показан еще один вариант осуществления элементов охлаждения посредством одного рычага устройства с фиг. 8. В этом варианте осуществления элементы охлаждения содержат один или более каналов в элементах охлаждения, в которые может быть накачана текучая среда (газ или жидкость, например, вода). Текучая среда может подаваться при высоком давлении для обеспечения эффективного охлаждения и быструю передачу тепла. Такой вариант осуществления может включать в себя элементы других вариантов осуществления, таких как теплоприемник/тепловой мостик с фиг. 8 и 10, с целью обеспечения средств охлаждения закаченной текучей среды.
Как показано в предыдущих вариантах осуществления, для отвода тепла из элементов охлаждения на фиг. 8-12 может быть также использован материал с фазовым переходом. Такой материал может заменить или может быть соединен с тепловым мостиком 40а в зоне охлаждения. Остаточное тепло накапливается внутри материала с фазовым переходом (скрытое тепло) и может быть рассеяно между применениями или рабочими ходами, например, с помощью воздуха. Подходящие материалы с фазовым переходом содержат воск и/или воду.
Чтобы отрегулировать направление, в котором образуется завиток, при применении пользователь может перемещать устройство для укладки волос вдоль волос, укладываемых под углом смещения (угол θ на фиг. 14) в направлении передвижения. Как показано на фиг. 14, устройство наклонено так, что одна из нагреваемых пластин, наиболее удаленная от конца шарнира, приводит другой конец нагреваемой пластины. Направление завитка меняется на обратное посредством такого изменения угла смещения, чтобы конец нагревателя, наиболее приближенный к концу шарнира, дополнительно уводил конец. Такая технология полезна для обеспечения сбалансированности прически по обе стороны головы и применима ко всем описанным вариантам осуществления.
Во всех вышеописанных вариантах осуществления прямой контакт между двумя параллельными пластинами имеет решающее значение для достижения эффективной передачи тепла на волосы. Достижение равномерного нагревания всей пряди волос имеет решающее значение для сохранения завитка. Эффективность передачи тепла, создаваемого двумя нагревательными пластинами, создает поток тепловой энергии в волосах. Путем добавления температуры активного управления данной поверхностью, температуру волос в устройстве поддерживают посредством передвижения пластин вдоль пряди волос. Укладка (форма) завитка волос создается тогда, когда волосы охлаждают при одновременном сохранении их формы.
Напротив, нагревание волос от одной поверхности (или боковой) является менее эффективным и базируется на передаче тепла через волосы. Тем не менее, волосы являются хорошим термическим изолятором, и этот процесс занимает много времени. Одним из недостатков является то, что такое устройство не может просто перемещаться вдоль волос. Кроме того, существует разница температур по сечению волос внутри устройства, и это означает, что отдельные волоски в пряди могут скручиваться в завитки различной величины или вести себя по-разному. Это может создавать растрепанность и может дополнительно привести к уменьшению долговечности укладки. Это вызвано тем, что если отдельные волоски не ведут себя равномерно, более жесткие вьющиеся волоски могут в конечном итоге принимать вес других и, соответственно, выпадают быстрее.
Все описанные выше варианты осуществления также добиваются равномерного охлаждения всех волосков, образующих прядь. Это очень важно для предотвращения неравномерного удержания завитков относительно отдельных волокон волос, создавая пушистые волосы. Без этого охлаждения пользователь должен контролировать мощность применения устройства.
В каждом варианте осуществления волосы предпочтительно нагревают до температуры выше 160°С в зоне нагревания. В зоне (зонах) охлаждения температуру волос предпочтительно уменьшают до температуры, которая ниже, чем в зоне нагревателя. Существует небольшое преимущество укладки при охлаждении волос до менее 90°С. Соответственно, волосы предпочтительно охлаждают до температуры между 90°C и 160°C. Это может быть достигнуто посредством ограничения температуры элементов охлаждения в вариантах осуществления, показанных на фиг. 8-15 до максимума в 50°С. Однако, вообще говоря, чем более охлажденными волосы становятся в зоне охлаждения, тем более эффективно волосы сохраняют форму, приданную им в зоне охлаждения. Нагревание и охлаждение предпочтительно стабильны при предпочтительной температуре.
Чтобы сохранить стабильную температуру в зонах охлаждения, зоны охлаждения за зоной нагревания (т.е. зоной охлаждения, в которой волосы выходят из устройства), могут регулироваться по температуре, что может предусматривать нагревание зоны охлаждения до температуры меньше той, что применена в зоне нагревания, в частности, когда устройство запускается из холодного режима. Обе зоны охлаждения также могут регулироваться по температуре. Таким образом, температура в зоне(-ах) охлаждения может поддерживаться стабильной, что делает возможной стабильную завивку и укладку. Встроенная система охлаждения может затем активно переключаться между охлаждением зоны охлаждения и нагреванием зоны охлаждения, чтобы сохранить стабильную температуру, более низкую, чем температура в зоне нагревания. На фиг. 10 и фиг. 11 показан один вариант осуществления с введением элементов нагревания в зоны охлаждения. На фиг. 10 элементы 100 и 101 нагревания могут быть соединены с элементами охлаждения (как понятно специалисту в данной области техники, если элементы охлаждения выполнены из металла, то элементы нагревания должны быть электрически изолированы). На фиг. 11 могут быть использованы аналогичные элементы нагревания, или, в качестве альтернативного варианта, нагретая текучая среда может быть направлена через каналы. Понятно, что такое нагревание в зонах охлаждения полностью опционально, и во многих вариантах осуществления может быть принято решение не создавать такое нагревание.
При поддержании постоянной стабильной входной температуры нагревателя и непрерывного потока воздуха, охлаждающего волосы, пользователь может создавать более плотные или более свободные завитки, изменяя скорость, с которой изделие тянут через волосы. В целом, чем быстрее передвижение, тем прямее волосы, и чем медленнее передвижение устройства, тем более завитыми будут волосы. Скорость передвижения ограничена входной температурой нагревателя. Для достижения этой цели важно также охлаждать волосы по всему пути прохождения через прядь. Для завивки подходящая скорость может составлять от 10 до 30 мм/с.
Тип создаваемого завитка будет также зависеть от количества входных волос и типа волос. Ввод пряди прямых волос может создать один или несколько локонов в зависимости от размера пряди и плотности создаваемых локонов. Это происходит из-за естественной взаимосвязи, которую создают вьющиеся волосы, то есть из-за образования локонов. Вьющиеся от природы волосы могут быть скручены до нужного размера завитка таким же образом, каким могут быть завиты прямые волосы.
Как описано выше, наиболее эффективным местом для охлаждения волос (чтобы сохранить завитую форму) является их самая горячая точка, когда они выходят из нагревателя и их кривизна является наибольшей. Кроме того, как описано выше, наиболее эффективное охлаждение достигается в вариантах осуществления, в которых на волосы направляют воздух путем создания оптимального баланса между давлением воздуха, скоростью потока и размером отверстий. Другие результаты могут быть получены путем изменения конструкции устройства. Например, «блеск» и ощущение мягких волос могут быть получены путем направления потока воздуха вниз, то есть способствуя закрыванию кутикул. Поток воздуха в обратном направлении может оказать пагубное влияние на блеск волос. В других вариантах осуществления, таких как на фиг. 8-14, обеспечение охлаждения и завивки волос только в одном направлении (то есть нет дополнительного охлаждения и завивки в другом направлении) также приводит к улучшению завитков.
Добавление отрицательных ионов в поток воздуха (созданных любым известным способом, например, иглой высокого напряжения), может способствовать уменьшению статического заряда, накопленного в волосах из-за передвижения при эксплуатации. Для небольших масштабов считается, что отрицательные ионы будут способствовать закрыванию кутикул отдельных волокон волос, создавая дополнительный блеск.
Несомненно, специалисту в данной области техники будут ясны многие другие эффективные альтернативы. Следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления и охватывает модификации, очевидные для специалистов в данной области техники, лежащие в пределах сущности и объема прилагаемой формулы изобретения.
В описании и формуле данного изобретения слова «содержать» и «включать в себя», а также вариации слов, например «содержащий» и «содержать» означают «включают в себя, но не ограничиваясь этим», и не предназначены для исключения (и не исключают) других фрагментов, добавок, компонентов, целого или этапов.
В описании и в формуле изобретения единственное число охватывает множественное, если контекст не требует иного. В частности, при использовании неопределенного артикля в описании это следует понимать как рассмотрение множества, а также единичности, если контекст не требует иного.
Признаки, целое, характеристики или группы, описанные в связи с конкретным объектом, вариантом осуществления или примером изобретения, следует понимать как применимые к описанному здесь любому другому объекту, варианту осуществления или примеру, при условии совместимости с ними.