RU2361570C2 - Semi-conductor thermoelectric device for massage - Google Patents

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention concerns area of medicine and can be used in physiotherapy. The device contains thin switching bimetallic plates and the source of a direct current bound to the control block. The direct current source is connected to the thermoelectric module consisting of semi-conductor branches of p- and n- type, consistently soldered end-to-end by means of switching plates, with output of hot and cold seams on both sides of each plate. Invention use allows to dilate an arsenal of agents for massage with alternate heating and cooling of areas of influence.

EFFECT: possibility to dilate an arsenal of agents for massage with alternate heating and cooling of areas of influence.

1 dwg

Description

Translated fromRussian

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в физиотерапии.The invention relates to medicine and can be used in physiotherapy.

Температурное воздействие оказывает значительное влияние на энергетический баланс организма, что вызывает многообразные ответные биологические реакции. Под влиянием однократных общих теплолечебных процедур оптимальной дозировки усиливается кровообращение, ускоряется обмен веществ в тканях организма, существенно уменьшаются спастические явления, увеличивается скорость движения лимфы и отток патологических продуктов. Кровоток в сосудах кожи при температурном раздражении может измениться в 100-180 раз, что обусловливает уникальные возможности кожи как органа физической терморегуляции. Обезболивающее же действие холода общеизвестно. При локальном воздействии общие реакции организма выражаются преимущественно снижением общего порога болевой чувствительности. При снижении температуры кожи до 25-35°С, замедляется скорость проведения нервных импульсов, а при температуре +5°С наступает их полная блокада. Противоболевое воздействие криотерапии объясняют "блокированием" болевых рецепторов кожи и аксон-рефлексов.The temperature effect has a significant effect on the energy balance of the body, which causes a diverse biological response. Under the influence of single general thermal treatment procedures of the optimal dosage, blood circulation increases, metabolism in the body tissues accelerates, spastic phenomena significantly decrease, the speed of lymph movement and the outflow of pathological products increase. Blood flow in the vessels of the skin with temperature irritation can change 100-180 times, which determines the unique capabilities of the skin as an organ of physical thermoregulation. The analgesic effect of the cold is well known. With local exposure, the general reactions of the body are expressed mainly by a decrease in the general threshold of pain sensitivity. When the skin temperature drops to 25-35 ° C, the speed of nerve impulses slows down, and at a temperature of + 5 ° C their complete blockade occurs. The analgesic effects of cryotherapy are explained by the “blocking” of pain receptors on the skin and axon reflexes.

Эти особенности действия низких и высоких температур на организм человека широко используются в лечебных целях. Причем эффективность местно применяемого с лечебной целью тепла и холода находится в тесной взаимосвязи от методики и техники наносимых раздражений. Так, попеременное воздействие теплом и холодом заставляет менять просвет сосудов и капилляров в тканях организма, таким образом, повышая их эластичность, а также улучшает способность организма быстро приспосабливаться к температурным изменениям окружающей среды. В этом смысле широко известны водные процедуры, которые, в принципе сложно осуществить на локальном участке.These features of the action of low and high temperatures on the human body are widely used for medicinal purposes. Moreover, the effectiveness of heat and cold applied locally for therapeutic purposes is closely interconnected with the methodology and technique of the applied irritations. So, alternating exposure to heat and cold forces you to change the lumen of blood vessels and capillaries in the body tissues, thereby increasing their elasticity, and also improves the body's ability to quickly adapt to temperature changes in the environment. In this sense, water procedures are widely known, which, in principle, are difficult to implement on a local site.

Известные устройства для массажа обычно могут обеспечить вибрационное воздействие, которое может сочетаться с прогреванием тканей, поддающихся воздействию [1]. Недостатком подобных устройств является невозможность сочетания в одном устройстве функций нагрева и охлаждения, а также создания температурных градиентов, сложность устройств.Known massage devices can usually provide a vibrational effect, which can be combined with the heating of tissue that can be affected [1]. The disadvantage of such devices is the inability to combine heating and cooling functions in one device, as well as creating temperature gradients, the complexity of the devices.

Целью данного изобретения является разработка устройства для массажа, сочетающего в себе функции механического воздействия, попеременного нагрева и охлаждения областей воздействия, создание градиента температур области воздействия.The aim of this invention is to develop a massage device that combines the functions of mechanical stress, alternate heating and cooling of the affected areas, creating a temperature gradient of the affected area.

Для достижения этой цели предлагается устройство, содержащее термоэлектрический модуль, представляющий из себя последовательно соединенные с помощью биметаллических коммутационных пластин полупроводниковые ветви p- и n-типа. Термоэлектрический модуль расположен на пластине из материала с низкой теплопроводностью.To achieve this goal, a device is proposed that contains a thermoelectric module, which consists of p- and n-type semiconductor branches connected in series with bimetallic patch plates. The thermoelectric module is located on a plate of a material with low thermal conductivity.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на чертеже, а.The structural diagram of the proposed device is shown in the drawing, a.

Устройство содержит термоэлектрический модуль, состоящий из полупроводниковых ветвей p- и n- типа 3 и 4, последовательно спаянные встык посредством коммутационной пластины 2, причем пайка полупроводниковых ветвей производится в середине коммутационной пластины 2, которая в свою очередь представляет собой тонкую биметаллическую пластину. Соотношение геометрических размеров сторон коммутационной пластины (ширина: длина) должно быть в соотношении как минимум 1:6. Устройство питается от источника постоянного тока 6, которое связано с блоком управления 5.The device comprises a thermoelectric module consisting of p- and n-type semiconductor branches 3 and 4, successively soldered butt-to-face by means of aswitching plate 2, wherein the semiconductor branches are soldered in the middle of theswitching plate 2, which in turn is a thin bimetallic plate. The aspect ratio of the sides of the patch plate (width: length) must be at least 1: 6. The device is powered by aDC source 6, which is connected to thecontrol unit 5.

Принцип работы предлагаемого устройства следующий.The principle of operation of the proposed device is as follows.

На блоке управления задается ток, протекающий через последовательно соединенные посредством коммутационных пластин 2 полупроводниковые ветви 3 и 4, полярность приложенных к выводам электрических потенциалов и время, в течение которого будет поддерживаться данная полярность. При протекании электрического тока через спаи полупроводниковых ветвей на коммутационных пластинах будет выделяться или поглощаться (в зависимости от направления протекания тока) тепло вследствие эффекта Пельтье. Поскольку полупроводниковые ветви спаяны встык, то если один спай охлаждается, то следующий в последовательности будет нагреваться и т.д. Через коммутационные пластины нагревающихся спаев тепло будет подводиться к участку поверхности тела, а через коммутационные пластины охлаждающихся спаев тепло будет отводиться от участка поверхности тела человека, на которое производится воздействие. В то же время, так как коммутационная пластина изготовлена биметаллической, то при нагревании или охлаждении ее будет наблюдаться биметаллический эффект, т.е. перемещение в ту или иную сторону в пространстве свободного конца пластины. После истечения времени, заданного на блоке управления, полярность электрических потенциалов на концах термоэлектрической батареи меняется на противоположную, и ток начинает протекать в противоположную сторону, как следствие, охлаждавшиеся спаи будут нагреваться, а нагревавшиеся охлаждаться. Смена температуры спая приведет также к изменению направления отклонения биметаллической пластины.On the control unit, the current flowing through thesemiconductor branches 3 and 4 connected in series via theconnection plates 2 is set, the polarity of the electric potentials applied to the terminals, and the time during which this polarity is maintained. When an electric current flows through junctions of semiconductor branches, heat will be generated or absorbed (depending on the direction of current flow) on the patch plates due to the Peltier effect. Since the semiconductor branches are butt-welded, if one joint is cooled, the next one in the sequence will heat up, etc. Through the connecting plates of the heated junctions, heat will be supplied to the surface area of the body, and through the connecting plates of the cooling junctions, heat will be removed from the portion of the surface of the human body that is affected. At the same time, since the patch plate is made bimetallic, when heating or cooling it, a bimetallic effect will be observed, i.e. moving in one direction or another in the space of the free end of the plate. After the time set on the control unit expires, the polarity of the electric potentials at the ends of the thermoelectric battery changes to the opposite, and the current begins to flow in the opposite direction, as a result, the cooled junctions will heat up, and the heated ones will cool. A change in junction temperature will also lead to a change in the direction of deviation of the bimetallic plate.

Таким образом, каждый спай термоэлектрического модуля и соответственно коммутационная пластина, находящаяся в контакте с участком поверхности тела человека, в течение времени, установленном на блоке управления, будут периодически нагреваться и охлаждаться. Пайка полупроводниковых ветвей посреди коммутационной пластины осуществляется для того, чтобы при прохождении электрического тока тепло, выделяющееся на горячих спаях, частично рассеивалось в окружающую среду и чтобы избежать ожога при проведении процедуры. С таким же периодом свободные концы коммутационных пластин будут перемещаться в пространстве (чертеж, б, в). Таким образом, градиентное тепловое воздействие будет сопровождаться механическим воздействием на поверхность тела человека.Thus, each junction of the thermoelectric module and, accordingly, the patch plate in contact with a part of the surface of the human body, will periodically be heated and cooled during the time set on the control unit. The soldering of the semiconductor branches in the middle of the patch plate is carried out so that when the electric current passes, the heat released on the hot junctions is partially dissipated into the environment and to avoid burns during the procedure. With the same period, the free ends of the patch plates will move in space (drawing, b, c). Thus, the gradient thermal effect will be accompanied by a mechanical effect on the surface of the human body.

Преимуществом устройства является простота конструкции, возможность легкого варьирования площади воздействия за счет последовательного или параллельного соединения отдельных устройств, отсутствие теплообменных радиаторов.The advantage of the device is the simplicity of design, the ability to easily vary the exposure area due to the serial or parallel connection of individual devices, the absence of heat-exchange radiators.

Устройство просто в изготовлении и эксплуатации и может использоваться в любом физиотерапевтическом кабинете.The device is easy to manufacture and operate and can be used in any physiotherapy room.

ЛитератураLiterature

1. Авторское свидетельство СССР №1667862, кл. А61Н 39/00, 1989. / А.Я.Креймер, С.С.Пельцман.1. USSR author's certificate No. 1667862, cl. A61H 39/00, 1989. / A.Ya. Kreimer, S.S. Peltsman.

Claims (1)

Translated fromRussian

Полупроводниковое термоэлектрическое устройство для массажа, содержащее тонкие коммутационные биметаллические пластины и источник постоянного тока, связанный с блоком управления, отличающееся тем, что источник постоянного тока подключен к термоэлектрическому модулю, состоящему из полупроводниковых ветвей p- и n-типа, последовательно спаянных встык посредством коммутационных пластин, с выводом горячих и холодных спаев на обе стороны каждой пластины.A semiconductor thermoelectric massage device containing thin switching bimetallic plates and a direct current source connected to a control unit, characterized in that the direct current source is connected to a thermoelectric module consisting of p- and n-type semiconductor branches, sequentially soldered butt-by-side by means of switching plates , with the conclusion of hot and cold junctions on both sides of each plate.

Images