Верхняя одежда с встроенной солнечной батареей Российский патент 2021 года по МПК A41D1/00 

Предлагаемое изобретение относится к области легкой промышленности, а именно: к верхней одежде, в частности, к спортивной одежде, предназначенной для туризма и занятий зимними видами спорта, например, к комбинезонам, курткам и т.п. для альпинистов, туристов, геологов, охотников, рыболовов, сотрудников спасательных служб и т.д.

В настоящее время портативные электронные устройства, такие как мобильные телефоны, плееры, карманные компьютеры и т.д., стали постоянными спутниками человека. Широкое использование таких устройств в автономном режиме, например, в длительном походе в необжитой местности, требует наличия автономного источника питания или портативного зарядного устройства, при этом остается крайне важным обеспечение при этом удобства передвижения и минимизации веса переносимого с собой груза. Причем энергоснабжение позволяет обеспечивать также обогрев человека в холодный период времени или, наоборот, обеспечить работу охлаждающего устройства в жаркий период времени. Энергоснабжение данных электронных устройств посредством автономного источника питания или портативного зарядного устройства и проблема необходимости их периодической подзарядки являются крайне важными аспектами в длительном походе в необжитой местности и составляют весьма существенную часть расходов при организации длительного похода, что, впрочем, все равно не гарантирует возможность при необходимости подзарядки автономного источника питания или портативного зарядного устройства в необжитой местности.

С учетом вышеизложенного вовлечение солнечной энергии в энергетический баланс системы «человек - верхняя одежда» является чрезвычайно актуальной проблемой. Важную роль в ее решении играет создание светотрансформирующих материалов. Отсюда проблема создания материалов, трансформирующих солнечную энергию в электрическую, для верхней одежды с более эффективным использованием солнечной энергии в настоящее время встала достаточно остро.

Известно техническое решение, в котором на рукавах куртки размещены пластины солнечных батарей [1].

Однако в известном техническом решении у встроенной в рукава куртки пластины солнечной батареи ограничена активная площадь, что сказывается на ее мощности, а при уходе за курткой, в частности, при ее стирке, панель солнечной батареи можно вывести из строя.

Известна застегивающаяся на молнию куртка прямого силуэта средней длины с воротником-стойкой и прорезными карманами в верхней и нижней части полочек, предназначенными для размещения в них мобильных устройств, при этом куртка оснащена коммутационной системой связи с автономным источником питания в виде солнечной батареи, встроенной в воротник куртки, и антенной, расположенной на спине куртки [2].

Однако в известном техническом решении у встроенной в воротник куртки пластины солнечной батареи ограничена активная площадь, что сказывается на ее мощности, а при уходе за курткой, в частности, при ее стирке, солнечную батарею можно вывести из строя.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) по постановке задачи и совокупности существенных признаков является верхняя одежда в виде куртки, оформленная цветными декоративными вставками и содержащая воротник-стойку, карманы в верхней и нижней частях полочек, предназначенные для размещения в них мобильных устройств, и дополнительные элементы в виде кулисок и отверстий, образующие систему коммутации с автономным источником питания в виде панели солнечной батареи, при этом кулиска системы коммутации расположена на внутренней поверхности куртки между внутренним карманом и сквозным отверстием, через которое шнур, подключаемый к электронному мобильному устройству, находящемуся во внутреннем кармане, выходит на наружную часть куртки и подключается к панели солнечной батареи, встроенной с внешней стороны отстегивающегося клапана, крепящегося к спинке куртки по верхней кромке с помощью застежки молнии и дополнительно фиксируется при помощи трех застежек Велкро, клапан расположен на внутренней стороне отстегивающегося кармана, сквозные отверстия обработаны внутри и снаружи резиновыми вставками, капюшон пристегнут к воротнику [3].

Однако в известном техническом решении у встроенной в куртку панели солнечной батареи ограничена активная площадь, что сказывается на ее мощности, а для ухода за курткой, в частности, при ее стирке, панель солнечной батареи необходимо удалять из куртки, чтобы не вывести из строя панель солнечной батареи.

Новым достигаемым техническим результатом предполагаемого изобретения является повышением мощности солнечной батареи при повышении технологичности изготовления верхней одежды и удобства ее чистки.

Указанный технический результат достигается тем, что в верхней одежде с встроенной солнечной батареей, содержащей спинку, капюшон, воротник, внутренние карманы в верхней и нижней частях полочек, предназначенные для размещения в них портативных электронных мобильных устройств, кулиску и первое отверстие, образующие систему коммутации с автономным источником питания, включающем солнечную батарею с лицевым и тыльным электродами, при этом кулиска системы коммутации расположена на внутренней поверхности верхней одежды между внутренним карманом и вторым отверстием, через которое шнур электропитания, подключенный ко входу портативного электронного мобильного устройства, находящегося в соответствующем внутреннем кармане, и выходящий на наружную часть верхней одежды, подключен к выходу автономного источника питания, в отличие от прототипа, в автономный источник питания дополнительно введены аккумуляторная батарея, солнечный контроллер заряда и преобразователь постоянного напряжения, преобразующий входное постоянное напряжение, поступающее от солнечной батареи, в постоянное напряжение, пригодное для электропитания соответствующих потребителей электроэнергии, и для зарядки аккумуляторной батареи, при этом выход солнечной батареи электрически соединен посредством солнечного контроллера заряда с преобразователем постоянного напряжения, выход аккумуляторной батареи электрически соединен с потребителями электроэнергии, соответствующие выходы преобразователя постоянного напряжения электрически соединены с потребителями электроэнергии постоянного напряжения и с входами аккумуляторной батареи, солнечная батарея выполнена гибкой с ячейками, лицевой электрод которых выполнен из электропроводящего фотоанода, пропитанного красителем на основе экстракта рутения с нанесенным полимерным электролитом, а тыльный электрод выполнен из прозрачного полимера поли (3,4-этилен диокситиофена): поли (стирол сульфоната), нанесенного, по крайней мере, на часть наружной поверхности верхней одежды как элемента соответствующей ячейки солнечной батареи.

Краситель может быть выполнен на основе комплексов рутения.

Верхняя одежда может быть выполнена с брюками.

Верхняя одежда может быть выполнена с наколенниками.

Верхняя одежда может быть выполнена с рукавами.

Рукава могут быть выполнены с манжетами.

Верхняя одежда может быть выполнена с налокотниками.

В верхнюю одежду дополнительно может быть введена система вентиляции, включающая вентиляционное отверстие в области подмышечных впадин с застегивающим элементом и подкладкой из сетчатого материала.

Система вентиляции дополнительно может быть выполнена с вентиляционным устройством, размещенным в вентиляционном отверстии и электрически соединенным с выходом автономного источника питания.

Капюшон может быть выполнен с возможностью пристегивания.

Капюшон может быть выполнен с возможностью пристегивания к воротнику.

Верхняя одежда может быть выполнена с теплыми карманами, размещенными с левой и правой стороны наружной поверхности верхней одежды с возможностью их соединения и разъединения посредством трубчатого канала, соединенного с открытой частью теплых карманов с обеих сторон и проходящий по внутреннему пространству спинки верхней одежды с возможностью сообщения теплых карманов друг с другом, при этом на внутренней стороне соответствующего теплого кармана или трубчатого канала размещены нагревательные элементы, соединенные с автономным источником питания.

Теплые карманы могут быть выполнены с застегивающим элементом и возможностью помещения пользователем верхней одежды своих рук в карманы с левой и правой сторон от застегивающего элемента.

Верхняя одежда может быть выполнена с вставками, содержащими сигнальные элементы, выбранные из группы: цветной декоративный материал или флуоресцентный фоновый материал, или световозвращающий материал, или комбинированный материал, обладающий одновременно свойствами флуоресцентного и световозвращающего материалов.

Вставки дополнительно могут содержать люминесцентный сигнальный элемент, обеспечивающий эффект свечения в темноте в отсутствии источников света и содержащий защищенный от гидролиза водостойкий алюминатный люминесцентный пигмент, полученный обработкой алюминатного люминофора смесью солей, выбранных из группы: Na₃PO₄ или Na₂HPO₄, или (NH₄)₂HPO₄, или Са₃(PO₄)₂, с кислотами, выбранными из группы: HCL или H₂SO₄, или HNO₃.

Наружная поверхность верхней одежды может быть выполнена из стеклоткани с нанесенным на нее прозрачным тыльным электродом.

Верхняя одежда может быть выполнена в виде куртки или комбинезона, или тента-накидки.

На фиг. 1-4 представлены принципиальные схемы выполнения верхней одежды с встроенной солнечной батареей.

Верхняя одежда в виде куртки (1) содержит спинку (2), капюшон (3), внутренние карманы (4) в верхней и нижней частях полочек (5), предназначенные для размещения в них портативных электронных мобильных устройств, кулиску (6) и первое отверстие (7), образующие систему коммутации с автономным источником питания, включающем солнечную батарею (8) с ячейками, лицевой электрод (на фигурах не показан) которых выполнен из электропроводящего фотоанода, пропитанного красителем на основе экстракта рутения с нанесенным полимерным электролитом, а тыльный электрод (на фигурах не показан) выполнен из прозрачного полимера поли (3,4-этилен диокситиофена): поли (стирол сульфоната), нанесенного, по крайней мере, на часть наружной поверхности (9) верхней одежды как элемента соответствующей ячейки солнечной батареи, при этом кулиска (6) системы коммутации расположена на внутренней поверхности (10) куртки (1) между внутренним карманом (4) и вторым отверстием (11), через которое шнур (12) электропитания, подключенный ко входу портативного электронного мобильного устройства, находящегося в соответствующем внутреннем кармане (4), и выходящий на наружную часть (9) куртки (1), подключен к выходу встроенной солнечной батареи (8) (фиг. 1 (верхний рисунок - вид спереди, нижний рисунок - вид сзади; фиг. 2).

Куртка (1) может быть выполнена с теплыми карманами (13), размещенными с левой и правой сторон наружной поверхности (9) куртки (1) с возможностью их соединения и разъединения посредством трубчатого канала (14), соединенного с открытой частью теплых карманов (13) с обеих сторон и проходящий по внутреннему пространству спинки (2) куртки (1) с возможностью сообщения теплых карманов (13) друг с другом с двух сторон, при этом на внутренней стороне соответствующего теплого кармана (13) или трубчатого канала (14) размещены нагревательные элементы (15), соединенные с автономным источником питания, при этом теплые карманы (13) могут быть выполнены с возможностью застегивания и расстегивания посредством застегивающего элемента (16) и возможностью помещения пользователем куртки (1) своих рук в теплые карманы (13) с левой и правой сторон от застегивающего элемента (16) (фиг. 1 (верхний рисунок - вид спереди, нижний рисунок - вид сзади; фиг. 2).

Верхняя одежда в виде комбинезона (17) может содержать систему вентиляции (18), включающую вентиляционное отверстие в области подмышечных впадин с застегивающим элементом и подкладкой из сетчатого материала, рукава (19) и брюки (20) и, при необходимости, дополнительно может быть выполнена с вентиляционным устройством, размещенным в вентиляционном отверстии и электрически соединенным с выходом автономного источника питания. В зависимости от конкретных условий эксплуатации при необходимости рукава (19) и брюки (20) содержат налокотники (21) и наколенники (22), которые надеваются на рукава (19) и брюки (20), соответственно. При необходимости рукава (19) содержат манжеты (23). Комбинезон (17) содержит капюшон (3), пристегиваемый к воротнику (24). При необходимости налокотники (21) и наколенники (22) могут надеваться на открытые локтевые и коленные участки тела человека при отсутствии рукавов (19) и брюк (20) (фиг. 3).

В качестве вентиляционного устройства могут быть использованы, например, продажные: вентилятор типа 7010/ABS номинальной мощностью - 0,75 Вт; USB вентилятор на солнечной батарее 916Т; А18 мини-вентилятор USB арт. 144685; Baseus Портативный вентилятор Vehicle-mounted Backseat Fan Черный.

Наружная поверхность (9) верхней одежды в виде тента-накидки (25) может быть выполнена из стеклоткани (26) (фиг. 4а), на которую нанесен прозрачный тыльный электрод (27) гибкой солнечной батареи (8) (фиг. 4b). Верхняя одежда в виде тента-накидки (25) снабжена капюшоном (3), пристегиваемым к воротнику (24), может иметь рукава (19) и угловые карманы для петель-оттяжек, размещенных в углах соответствующей верхней одежды и по краям середин ее длинных сторон, и средства фиксации, образованные, например, застежкой-молнией, выполненной с возможностью сгиба и соединения участка края верхней одежды со своим продолжением, и установленные на двух противоположных краях верхней одежды, причем на участке продольной оси верхней одежды образована прорезь, соединенная с воротником (24), снабженным разъемной застежкой. Средства фиксации могут быть соединены со съемными рукавами (19) (фиг. 4а).

Преобразователь постоянного напряжения автономного источника питания предназначен для преобразования входного постоянного напряжения, поступающего от солнечной батареи (8), в постоянное напряжение, пригодное для электропитания соответствующих потребителей электроэнергии (портативных электронных мобильнох устройств и нагревательных элементов) и для зарядки аккумуляторной батареи. В качестве преобразователя постоянного напряжения может быть использована, например, система управления IntegraTel ООО «Промышленные силовые машины».

Аккумуляторная батарея предназначена для накопления энергии, вырабатываемой солнечной батареей (8). В качестве аккумуляторной батареи может быть использована покупная герметизированная свинцово-кислотная аккумуляторная батарея глубокого разряда с абсорбированным электролитом и с встроенными регулирующими клапанами и системой рекомбинации с рабочим напряжением - 12 В, необходимого веса и емкости, не требующая обслуживания в течение всего срока службы, фирмы Coslight типа 6-GFM (С).

Солнечный контроллер заряда предназначен для оптимального заряда аккумуляторной батареи от солнечной батареи (8). В качестве солнечного контроллера заряда может быть использован, например, покупной контроллер заряда МРРТ 60А фирмы Voltronic Power.

В качестве стеклоткани (26), на которую нанесен прозрачный тыльный электрод (27), может быть использована, например, стеклоткань фирмы X-GLASS. Габаритная толщина стеклоткани составляет ~1 мм, что определяется ее толщиной в узлах пересечения нитей.

Верхняя одежда может быть выполнена с вставками, содержащими сигнальные элементы, выбранные из группы: цветной декоративный материал или флуоресцентный фоновый материал, или световозвращающий материал, или комбинированный материал, обладающий одновременно свойствами флуоресцентного и световозвращающего материалов. Вставки дополнительно могут содержать люминесцентный сигнальный элемент, обеспечивающий эффект свечения в темноте в отсутствии источников света и содержащий защищенный от гидролиза водостойкий алюминатный люминесцентный пигмент, полученный обработкой алюминатного люминофора смесью солей, выбранных из группы: Na₃PO₄ или Na₂HPO₄, или (NH₄)2HPO₄, или Са₃(PO₄)₂, с кислотами, выбранными из группы: HCL или H₂SO₄, или HNO₃.

Согласно стандарту США (ANSI/ISEA 107-2004) одежда, содержащая сигнальные элементы, имеет два вида сигнала - флуоресцентный, обеспечивающий повышенную видимость в дневное время, и световозвращающий (светоотражающий), обеспечивающий повышенную видимость в темноте при действии источников света (например, при свете фар).

Флуоресцентный фоновый элемент - это окрашенный флуоресцентным красителем материал, обеспечивающий повышенную видимость в дневное время.

Световозвращающий элемент - это материал, обладающий свойством отражать свет при действии источника света.

Комбинированный элемент - это флуоресцентный материал, являющийся также световозвращающим.

Российский стандарт (ГОСТ Р 12.4.219-99) определяет цветовые и световозвращающие характеристики сигнальных элементы для одежды повышенной видимости, предназначенной для пользователей, выполняющих дорожные работы и аналогичные виды деятельности, где работающие должны быть заблаговременно замечены водителями транспортных средств. Эта одежда предназначена для обеспечения повышенной видимости в дневное время и в темноте, при действии источника света.

Для флуоресцентного фонового и комбинированного материалов ГОСТ Р 12.4.219-99 предусматривет три цвета: желтый, оранжевый и красный.

ГОСТ Р 12.4.219-99 устанавливает три класса одежды, определяемые минимальным количеством материала-основы и световозвращающего материала и необходимым расположением световозвращающего материала. Световозвращающий материал применяется в виде световозвращающей полосы (ленты) или элементов дизайна, которые размещены на одежде в виде вставки.

В качестве флуоресцентного пигмента могут быть использованы, например, пигменты фирмы «Минерва» (Италия) - флуоресцентный желтый 10G и дневной флуоресцентный пигмент - Минерпринт оранжевый 2G. В качестве композиции, с помощью которой обеспечивается нанесение на вставки флуоресцентного пигмента, может быть использована, например, композиция итальянской фирмы «Ламберти» - Неопат, состоящая из связующего Неопат биндер PM/S и вспомогательного вещества Неопат компаунд 96/М.

В качестве световозвращающего и комбинированного материалов, согласно ГОСТ Р 12.4.219-99, могут быть использованы, например, полосы (ленты) данных материалов, выпускаемых для продажи швейными предприятиями, нашиваемые на вставки на предлагаемой верхней одежде.

В качестве люминесцентного сигнального элемента, светящегося в темноте, могут быть использованы, например, два основных типа люминесцентных пигмента: алюминатные желто-зеленого свечения (с длиной волны излучения 520 нμ) и алюминатные люминесцентные пигменты бирюзового свечения (с длиной волны излучения 470 нμ), например, фирм ООО НПК «Люминофор-Платан»-Россия и ЗАО «НПФ «Люминофор» - Россия, наименования люминесцентных пигментов ЛДП-2М, ЛДП-ЗМ (люминофор бирюзового свечения) и ФВ - 530Д, соответственно.

Люминесцентные сигнальные элементы и материалы, полученные с использованием печатных красок на водной основе, можно использовать в качестве полос (лент) для нашивания на вставки на предлагаемой верхней одежде.

Верхняя одежда с встроенной солнечной батареей работает следующим образом.

Портативное электронное мобильное устройство помещают в внутренний карман (4). Шнур (12) электропитания, подключенный ко входу портативного электронного мобильного устройства, находящегося в соответствующем внутреннем кармане (4), выводят из внутреннего кармана (4) через первое отверстие (7) в кулиску (6). Из кулиски (6) шнур (12) электропитания выводят на наружную поверхность (9) куртки (1) через второе отверстие (11) и подключают к выходу автономного источника питания (фиг. 1). Подбирая переходник под модель портативного электронного мобильного устройства в зависимости от его технических характеристик, шнур (12) электропитания можно подключить к любому портативному электронному мобильному устройству для его подзарядки.

Перед нанесением прозрачного тыльного электрода (27) стеклоткань (26) для верхней одежды, например, в виде тента-накидки (25) очищают в ультразвуковой ванне с раствором моющего средства. Тыльный электрод (на фигурах не показан) солнечной батареи (8), наносимый на наружную поверхность (9) верхней одежды или на стеклоткань (26), размещенную на верхней одежде, выполняют из прозрачного полимера поли (3,4-этилен диокситиофена): поли (стирол сульфоната) (полимер PEDOT:PPS). Обычным нитям из шелка или синтетического волокна, из которых может быть изготовлена предлагаемая верхняя одежда, полимер PEDOT:PPS при его нанесении на данные нити придает проводящие свойства. Будучи «биосовместимыми», они данные нити, покрытые пленкой полимера PEDOT:PPS, не раздражают кожу человека при непосредственном контакте даже при круглосуточном ношении такой верхней одежды. Покрытие из пленки полимера PEDOT:PPS на предлагаемой верхней одежде устойчиво к ручной стирке.

Лицевой электрод (на фиг. 1 не показан) солнечной батареи (8) выполняют из электропроводящего фотоанода, пропитанного красителем на основе экстракта рутения с нанесенным полимерным электролитом на основе полимера PEDOT:PPS. Раствор экстракта рутения с уточненной методом атомно-абсорбционного анализа концентрацией используют индивидуально для нанесения пленок рутения разной толщины. Варьируя концентрацию раствора экстракта, регулируют толщину, микроструктуру и пористость пленки рутения. Фотоанод солнечной ячейки изготавливают в виде структуры, включающей компактный слой, полученный из раствора экстракта рутения соответствующей концентрации. Для этого на очищенную и высушенную наружную поверхность (9) верхней одежды, например, из стеклоткани (26), методом погружения наносят смесь экстракт рутения соответствующей концентрации. После подсушивания наружной поверхности (9) верхней одежды при температурах от 20°С и выше в зависимости от характеристик наружной поверхности (9) верхней одежды по температуре ее деструкции на поверхности происходит образование прозрачной пленки рутения. Более высокая температура подсушивания позволяет ускорить процесс нанесения прозрачной пленки рутения. Однако, возможная деструкции при этом наружной поверхности (9) верхней одежды вызывает необходимость для подсушивания использовать другие методы без существенного повышения температуры, например, обдув или подсушивание в вакуумной камере. Полученный фотоанод обладал хорошей адгезией.

Краситель на основе комплексов рутения (II) является более эффективным и стабильным красителем с точки зрения возможности сенсибилизации им ячеек солнечной батареи (8) к длительному воздействию света и тепла, повышая тем самым устойчивость и длительность эксплуатации ячеек солнечной батареи (8) [4]. Лиганд комплекса рутения II имеет структурную формулу [5]:

где М - рутений (Ru); X¹ и X² - каждая хлоро или R¹⁰COO, где R¹⁰ - C₁-С₂₀алкил; L - электронодонорный лиганд комплекса, который соединен или не соединен связью с X¹ при формировании циклической структуры; Y - кислород или азот; R - водород или атом галогена; R¹ - водород, C₁-С₆алкил, C₁-С₆алкокси, С₆-С₁₅арилокси или С₆-С₁₅арил; R² - водород или фторо; R³ - C₁-С₆алкил или метоксил этил; EWG - водород, C₁-С₁₅аминосульфонил, формил, С₆-С₁₅карбонил, C₁-С₆алкил эфир, C₁-С₆аминокарбонил, хлоро или фторо.; L выбирается из следующих структурных формул IIIa, IIIb или IIId:

где R⁴ и R⁵ - каждая C₁-С₆алкил или С₆-С₁₂арил; R⁶ и R⁷ - каждая водород или C₁-С₆алкил; R⁸ и R⁹ - каждая C₁-С₆алкил или С₆-С₁₂арил.

Для обеспечения комфорта при плохих погодных условиях в куртке (1) или в комбинезоне (17) к воротнику (26) пристегивают капюшон (3) (фиг. 3).

Способ выполнения предлагаемой системы вентиляции (18), например, в комбинезоне (17) (фиг. 3), заключается в том, что обтачку вентиляционного отверстия притачивают к полочке (5), настрачивают шов притачивания обтачки на обтачку, притачивают одну часть застегивающего элемента (16), например, застежки-молнии, и подкладку вентиляционного отверстия из сетчатого материала к обтачке и полочке (5), притачивают подкладку вентиляционного отверстия из сетчатого материала и вторую часть, например, застежки-молнии, к спинке (2), настрачивают шов притачивания застежки-молнии и подкладки вентиляционного отверстия к спинке (2) на спинку. При необходимости, в вентиляционном отверстии для повышения эффективности охлаждения подмышечной области человека размещают вентиляционное устройство, электрически питаемое от солнечной или аккумуляторной батареи.

При необходимости куртку (1) или комбинезон (17) выполняют с теплыми карманами (13), размещенными с левой и правой стороны наружной поверхности (9) куртки (1) или комбинезона (17), для обеспечения возможности обогрева пользователем куртки (1) или комбинезона (17) своих рук. Для этого на внутренней стороне соответствующего теплого кармана (13) или трубчатого канала (14) размещают нагревательные элементы, соединенные с автономным источником питания, обеспечивающей подачу тепловой энергии на нагревательные элементы. Сообщение теплых карманов (13) друг с другом обеспечивают, при необходимости, посредством трубчатого канала (14).

При необходимости, чтобы сделать одетого в куртку (1) или комбинезон (17) человека хорошо различимым в условиях плохой видимости, их выполняют с цветными декоративными вставками, содержащими сигнальные элементы, выбранные из группы: цветной декоративный материал или люминесцентный фоновый материал, или световозвращающий материал, или комбинированный материал, обладающий одновременно свойствами флуоресцентного и световозвращающего материалов, при этом вставки могут содержать люминесцентный сигнальный элемент, обеспечивающий эффект свечения в темноте в отсутствии источников света и содержащий защищенный от гидролиза водостойкий алюминатный люминесцентный пигмент, полученный обработкой алюминатного люминофора смесью солей, выбранных из группы: Na₃PO₄ или Na₂HPO₄, или (NH₄)₂HPO₄, или Са₃(PO₄)₂, с кислотами, выбранными из группы: HCL или H₂SO₄, или HNO₃.

Люминесцентный сигнальный элемент может быть изготовлен из специального люминесцентного материала или посредством нанесения люминесцентного пигмента методом спрея или пигментной печати на вставки предлагаемой верхней одежды. Общая методика получения водостойкого люминесцентного сигнального пигмента следующая.

К соответствующему количеству воды при перемешивании при комнатной температуре добавляют соль ортофосфорной кислоты и одну из кислот, выбранную из группы: HCl или HNO₃, или H₂SO₄. Смесь перемешивают 10 мин и к полученному раствору порциями в течение 5 мин добавляют люминесцентный сигнальный пигмент. После чего полученную композицию перемешивают в течение 1 часа. Осадок отфильтровывают, тщательно промывают сначала обычной, затем дистиллированной водой и сушат до постоянного веса при 130-140°С. При проведении обработки люминесцентного пигмента смесью солей и кислот при необходимости температуру реакционной среды повышают путем подогрева с использованием внешнего источника тепла (водяная баня или электрообогрев). В процессе обработки люминесцентного пигмента измеряют рН водной суспензии. Для обработки люминесцентных пигментов используют кислоты: 35% HCl, 55% HNO₃, 96% H₂SO₄.

На основании вышеизложенного новыми достигаемыми техническими результатами заявляемого изобретения (по сравнению с прототипом) являются следующие.

1. Предлагаемая верхняя одежда не менее чем на 20% позволяет повысить мощность солнечной батареи за счет того, что большая наружная часть (9) верхней одежды может выполнять функцию солнечной батареи (8).

2. Предлагаемая верхняя одежда не менее чем на 20% более технологична как при ее производстве, так и при чистке верхней одежды вследствие того, что солнечная батарея (8) изготавливается как часть наружной поверхности предлагаемой верхней одежды, и, например, при ручной стирке нет необходимости изымать панель солнечной батареи (8), а после стирки вновь ее вставлять. Последнее также повышает удобство чистки верхней одежды.

3. Человеку, надевшему предлагаемую верхнюю одежду, нет необходимости ориентировать солнечную батарею (8) к Солнцу, чтобы обеспечить максимальный поток солнечного света, преобразуемый солнечной батареей (8) в электрическую энергию вследствие того, что большая наружная часть (9) верхней одежды может выполнять функцию солнечной батареи (8).

4. Конструкция предлагаемой верхней одежды создает возможность использования автономного источника питания, включающего солнечную батарею (8) и аккумулятор, в местах, где подключение к электросети невозможно, например, в горах, лесу и т.д. Предлагаемый автономный источник питания позволяет не только экономить заряд аккумуляторов портативных электронных мобильных устройств (сотовых телефонов, плееров, видеокамер, раций, планшетов, ноут-буков и т.п.) во время максимальных нагрузок (разговор, видеозапись, громкая музыка), но и заряжать разряженные портативные электронные мобильные устройства при их разрядке от автономного источника питания как непосредственно от солнечной батареи (8) при наличии Солнца, так и от аккумулятора при отсутствии Солнца.

В настоящее время в ООО «Инсол Телеком» проведены компьютерное моделирование и испытания предлагаемой верхней одежды с встроенной солнечной батареей, и на их основе выпущена конструкторская документация на предлагаемую верхнюю одежду с встроенной солнечной батареей.

Используемые источники

1. Заявка Великобритании GB 0223579, 2003, МКИ A41D 1/02.

2. Международная заявка WO 2004072835, 2004, МКИ A41D 1/00; G06F 1/00.

3. Патент RU №2329749, 2008, МКИ A41D 1/02.

4. Снежко Н.Ю., Красиков М.А., Солдатов А.В., Патрушева Т.Н. Экстракционно-пиролитический метод изготовления гибких оксидных солнечных элементов. URL: http://flatik.ru/ekstrakciormo-piroliticheskij-metod-izgotovleniya-gibkih-ok

5. Патент RU №2435778, 2009, МКИ B01J 31/22, С07С 25/24, C07F 15/00, C08F 4/80.

Изобретение относится к области легкой промышленности, а именно к верхней одежде, в частности к спортивной одежде, предназначенной для туризма и занятий зимними видами спорта. Верхняя одежда содержит спинку, капюшон, воротник, внутренние карманы в верхней и нижней частях полочек, предназначенные для размещения в них портативных электронных мобильных устройств, кулиску и первое отверстие, образующие систему коммутации с автономным источником питания, включающим солнечную батарею с лицевым и тыльным электродами. При этом кулиска системы коммутации расположена на внутренней поверхности верхней одежды между внутренним карманом и вторым отверстием, через которое шнур электропитания, подключенный ко входу портативного электронного мобильного устройства, находящегося в соответствующем внутреннем кармане, и выходящий на наружную часть верхней одежды, подключен к выходу автономного источника питания. Автономный источник питания дополнительно содержит аккумуляторную батарею, солнечный контроллер заряда и преобразователь постоянного напряжения, преобразующий входное постоянное напряжение, поступающее от солнечной батареи, в постоянное напряжение, пригодное для электропитания соответствующих потребителей электроэнергии. Солнечная батарея выполнена гибкой с ячейками, лицевой электрод которых выполнен из электропроводящего фотоанода, пропитанного красителем на основе экстракта рутения с нанесенным полимерным электролитом, а тыльный электрод выполнен из прозрачного полимера поли(3,4-этилендиокситиофена): полистирола сульфоната, нанесенного по крайней мере на часть наружной поверхности верхней одежды как элемента соответствующей ячейки солнечной батареи. Изобретение позволяет повысить мощность солнечной батареи при повышении технологичности изготовления верхней одежды и удобства ее чистки. 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Верхняя одежда с встроенной солнечной батареей, содержащая спинку, капюшон, воротник, внутренние карманы в верхней и нижней частях полочек, предназначенные для размещения в них портативных электронных мобильных устройств, кулиску и первое отверстие, образующие систему коммутации с автономным источником питания, включающим солнечную батарею с лицевым и тыльным электродами, при этом кулиска системы коммутации расположена на внутренней поверхности верхней одежды между внутренним карманом и вторым отверстием, через которое шнур электропитания, подключенный ко входу портативного электронного мобильного устройства, находящегося в соответствующем внутреннем кармане, и выходящий на наружную часть верхней одежды, подключен к выходу автономного источника питания, отличающаяся тем, что в автономный источник питания дополнительно введены аккумуляторная батарея, солнечный контроллер заряда и преобразователь постоянного напряжения, преобразующий входное постоянное напряжение, поступающее от солнечной батареи, в постоянное напряжение, пригодное для электропитания соответствующих потребителей электроэнергии и для зарядки аккумуляторной батареи, при этом выход солнечной батареи электрически соединен посредством солнечного контроллера заряда с преобразователем постоянного напряжения, выход аккумуляторной батареи электрически соединен с потребителями электроэнергии, соответствующие выходы преобразователя постоянного напряжения электрически соединены с потребителями электроэнергии постоянного напряжения и с входами аккумуляторной батареи, солнечная батарея выполнена гибкой с ячейками, лицевой электрод которых выполнен из электропроводящего фотоанода, пропитанного красителем на основе экстракта рутения с нанесенным полимерным электролитом, а тыльный электрод выполнен из прозрачного полимера поли(3,4-этилендиокситиофена): полистирола сульфоната, нанесенного по крайней мере на часть наружной поверхности верхней одежды как элемента соответствующей ячейки солнечной батареи.

2. Верхняя одежда по п. 1, отличающаяся тем, что краситель выполнен на основе комплексов рутения.

3. Верхняя одежда по п. 1, отличающаяся тем, что она выполнена с брюками.

4. Верхняя одежда по п. 1 или 3, отличающаяся тем, что она выполнена с наколенниками.

5. Верхняя одежда по п. 1, отличающаяся тем, что в она выполнена с рукавами.

6. Верхняя одежда по п. 5, отличающаяся тем, что рукава выполнены с манжетами.

7. Верхняя одежда по п. 1, или 5, или 6, отличающаяся тем, что она выполнена с налокотниками.

8. Верхняя одежда по п. 5, или 6, или 7, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введена система вентиляции, включающая вентиляционное отверстие в области подмышечных впадин с застегивающим элементом и подкладкой из сетчатого материала.

9. Верхняя одежда по п. 8, отличающаяся тем, что система вентиляции дополнительно выполнена с вентиляционным устройством, размещенным в вентиляционном отверстии и электрически соединенным с выходом автономного источника питания.

10. Верхняя одежда по п. 1, отличающаяся тем, что капюшон выполнен с возможностью пристегивания.

11. Верхняя одежда по п. 10, отличающаяся тем, что капюшон выполнен с возможностью пристегивания к воротнику.

12. Верхняя одежда по п. 1, или 3, или 5, или 8, отличающаяся тем, что она выполнена с теплыми карманами, размещенными с левой и правой сторон наружной поверхности верхней одежды с возможностью их соединения и разъединения посредством трубчатого канала, соединенного с открытой частью теплых карманов с обеих сторон и проходящего по внутреннему пространству спинки верхней одежды с возможностью сообщения теплых карманов друг с другом, при этом на внутренней стороне соответствующего теплого кармана или трубчатого канала размещены нагревательные элементы, соединенные с автономным источником питания.

13. Верхняя одежда по п. 12, отличающаяся тем, что теплые карманы выполнены с застегивающим элементом и возможностью помещения пользователем верхней одежды своих рук в карманы с левой и правой сторон от застегивающего элемента.

14. Верхняя одежда по п. 1, или 3, или 5, или 8, или 12, или 13, отличающаяся тем, что она выполнена с вставками, содержащими сигнальные элементы, выбранные из группы: цветной декоративный материал, или флуоресцентный фоновый материал, или световозвращающий материал, или комбинированный материал, обладающий одновременно свойствами флуоресцентного и световозвращающего материалов.

15. Верхняя одежда по п. 14, отличающаяся тем, что вставки дополнительно содержат люминесцентный сигнальный элемент, обеспечивающий эффект свечения в темноте в отсутствие источников света и содержащий защищенный от гидролиза водостойкий алюминатный люминесцентный пигмент, полученный обработкой алюминатного люминофора смесью солей, выбранных из группы: Na₃PO₄, или Na₂HPO₄, или (NH₄)₂HPO₄, или Са₃(PO₄)₂, с кислотами, выбранными из группы: HCL, или H₂SO₄, или HNO₃.

16. Верхняя одежда по п. 1, или 3, или 5, или 8, или 12, или 13, или 14, отличающаяся тем, что наружная поверхность верхней одежды выполнена из стеклоткани с нанесенным на нее прозрачным тыльным электродом.

17. Верхняя одежда по п. 1, или 3, или 5, или 8, или 12, или 13, или 14, отличающаяся тем, что она выполнена в виде куртки, или комбинезона, или тента-накидки.