IT201800010666A1 - Thermal mattress cover or thermal blanket - Google Patents
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Description
Descrizione dell’Invenzione Industriale avente per titolo: Description of the Industrial Invention entitled:
“COPRIMATERASSO TERMICO O COPERTA TERMICA” "THERMAL MATTRESS COVER OR THERMAL BLANKET"
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un coprimaterasso termico o una coperta termica. The present invention refers to a thermal mattress cover or a thermal blanket.
In generale, la presente invenzione si presta principalmente per la realizzazione di coperte, coperte per sotto, coprimaterassi termici e altri apparecchi di riscaldamento per uso domestico e similare, per il riscaldamento del letto e del corpo umano. In general, the present invention is mainly suitable for making blankets, blankets for underneath, thermal mattress covers and other heating appliances for domestic and similar use, for heating the bed and the human body.
In particolare, la presente invenzione si riferisce a elementi riscaldanti aventi area superficiale estesa sostanzialmente in un piano bidimensionale, riscaldatore flessibile, riscaldatori o reti riscaldanti utilizzati nei tessuti, alimentazione elettrica a bassa tensione, ad es. usando il trasformatore, riscaldatori che utilizzano un materiale conduttivo estendentesi lateralmente come mezzo di collegamento, riscaldatore in cui l'elemento riscaldante è intrecciato con il tessuto. In particular, the present invention relates to heating elements having a surface area substantially extended in a two-dimensional plane, flexible heater, heaters or heating networks used in fabrics, low voltage power supply, e.g. using the transformer, heaters using a laterally extending conductive material as the connecting means, heater in which the heating element is intertwined with the fabric.
Lo stato dell’arte è rappresentato dalla domanda di brevetto DE 10 2010 036 313 A1 riguardante un dispositivo di riscaldamento flessibile, ad esempio, sottocoperta, coperta elettrica, piastra riscaldante o simili, con un corpo di riscaldamento flessibile, comprendente uno strato di riscaldamento formato da un materiale di supporto flessibile con fili di materiale portante ed elementi riscaldanti filiformi flessibili con fili di riscaldamento, una disposizione di un conduttore di collegamento che permette di fornire corrente elettrica a bassa tensione, gli elementi riscaldanti filiformi flessibili sono formati come resistenze per avvolgimenti con un filo centrale di almeno una fibra costituendo quindi un filo di riscaldamento avvolto elicoidalmente. The state of the art is represented by the patent application DE 10 2010 036 313 A1 concerning a flexible heating device, for example, below deck, electric blanket, heating plate or the like, with a flexible heating body, comprising a heating layer formed from a flexible support material with wires of carrier material and flexible filiform heating elements with heating wires, an arrangement of a connecting conductor that allows to supply low voltage electric current, the flexible filiform heating elements are formed as winding resistors with a central wire of at least one fiber thus constituting a helically wound heating wire.
Il dispositivo di riscaldamento flessibile della domanda di brevetto DE 10 2010 036 313 A1 risolve il problema di creare uno strato riscaldante di una coperta elettrica tramite un tessuto usato come elemento portante di fili di riscaldamento. Però, ciascun filo di riscaldamento deve essere fatto avvolgere elicoidalmente su un filo del tessuto, prima dell’operazione di tessitura. Inoltre, si deve assicurare il collegamento elettrico tra il filo di riscaldamento avvolto sul filo del tessuto ed il conduttore di collegamento per permettere di fornire corrente elettrica a bassa tensione. Quindi, si deve fare in modo che la forma dell’avvolgimento elicoidale del filo di riscaldamento sul filo portante del tessuto sia tale da poter garantire il contatto col conduttore di collegamento. Inoltre, si deve usare fili conduttivi dello stesso diametro e soprattutto di senso di avvolgimento opposto per garantire il contatto reciproco dei fili conduttivi coi fili di riscaldamento. The flexible heating device of patent application DE 10 2010 036 313 A1 solves the problem of creating a heating layer of an electric blanket by means of a fabric used as a carrier of heating wires. However, each heating wire must be wound helically on a thread of the fabric, before the weaving operation. In addition, the electrical connection between the heating wire wound on the fabric wire and the connecting conductor must be ensured to enable the supply of low voltage electric current. Therefore, it must be ensured that the shape of the helical winding of the heating wire on the supporting wire of the fabric is such as to ensure contact with the connection conductor. Furthermore, conductive wires of the same diameter and especially of opposite winding direction must be used to ensure mutual contact of the conductive wires with the heating wires.
Pertanto, un duplice problema introdotto dalla soluzione della domanda di brevetto DE 10 2010 036 313 A1 è quello di dover: preparare un avvolgimento elettrico sul filo prima della fase di tessitura; assicurare il contatto elettrico nell’incrocio tra il filo con l’avvolgimento elettrico ed il conduttore di collegamento costituenti il tessuto usato come elemento portante dei fili di riscaldamento. Therefore, a double problem introduced by the solution of the patent application DE 10 2010 036 313 A1 is that of having to: prepare an electrical winding on the yarn before the weaving step; ensure electrical contact at the intersection between the wire with the electrical winding and the connection conductor constituting the fabric used as a supporting element for the heating wires.
Scopo della presente invenzione è quello di risolvere i suddetti problemi della tecnica anteriore fornendo un dispositivo di riscaldamento flessibile privo di avvolgimenti elettrici sui fili di uno strato di tessuto. The object of the present invention is to solve the aforesaid problems of the prior art by providing a flexible heating device without electrical windings on the threads of a layer of fabric.
Un ulteriore scopo è quello di fornire un dispositivo di riscaldamento flessibile con i fili di riscaldamento inseriti come fili di trama ed o ordito. A further object is to provide a flexible heating device with the heating threads inserted as weft and or warp threads.
Un ulteriore scopo è quello di fornire un dispositivo di riscaldamento flessibile con i fili di riscaldamento intrecciati perfettamente con il conduttore di collegamento, il conduttore di collegamento inserito come filo di trama ed o ordito. A further object is to provide a flexible heating device with the heating wires perfectly intertwined with the connecting conductor, the connecting conductor inserted as weft and or warp yarn.
Un effetto vantaggioso della presente invenzione è quello di fornire elementi riscaldanti privi di avvolgimenti elettrici, a garanzia di una spessore uniforme della coperta o coprimaterasso, favorendo la realizzazione di un prodotto privo di sporgenze che possono dare fastidio. An advantageous effect of the present invention is that of providing heating elements without electric windings, to guarantee a uniform thickness of the blanket or mattress cover, favoring the creation of a product without protrusions that can cause annoyance.
Un ulteriore effetto vantaggioso è quello di garantire una copertura uniforme della superficie da riscaldare con trasmissione e diffusione del calore in modo omogeneo donando una sensazione di rilassamento che aiuta la distensione muscolare. Un ulteriore effetto vantaggioso è quello di evitare la formazione di zone calde concentrate, cosiddetti hot-spot, che possono creare scottature e surriscaldamento del copro in alcuni punti. A further advantageous effect is that of guaranteeing uniform coverage of the surface to be heated with homogeneous transmission and diffusion of heat, giving a feeling of relaxation that helps muscle relaxation. A further advantageous effect is to avoid the formation of concentrated hot areas, so-called hot-spots, which can create burns and overheating of the body in some points.
Un ulteriore effetto vantaggioso è quello di evitare una disposizione obsoleta di cavi elettrici con geometrie a serpentina. A further advantageous effect is to avoid an obsolete arrangement of electrical cables with serpentine geometries.
I suddetti ed altri scopi e vantaggi dell’invenzione, quali risulteranno dal seguito della descrizione, vengono raggiunti con un coprimaterasso termico o una coperta termica come descritto nella rivendicazione 1. Forme di realizzazione preferite e varianti non banali della presente invenzione formano l’oggetto delle rivendicazioni dipendenti. The above and other objects and advantages of the invention, as will emerge from the following description, are achieved with a thermal mattress cover or a thermal blanket as described in claim 1. Preferred embodiments and non-trivial variants of the present invention form the object of the dependent claims.
Resta inteso che tutte le rivendicazioni allegate formano parte integrante della presente descrizione. It is understood that all the attached claims form an integral part of the present description.
Risulterà immediatamente ovvio che si potranno apportare a quanto descritto innumerevoli varianti e modifiche (per esempio relative a forma, dimensioni, disposizioni e parti con funzionalità equivalenti) senza discostarsi dal campo di protezione dell'invenzione come appare dalle rivendicazioni allegate. It will be immediately obvious that innumerable variations and modifications (for example relating to shape, dimensions, arrangements and parts with equivalent functionality) can be made to what has been described without departing from the scope of the invention as appears from the attached claims.
La presente invenzione verrà meglio descritta da alcune forme preferite di realizzazione, fornite a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: The present invention will be better described by some preferred embodiments, provided by way of non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:
la FIG. 1 mostra una vista in pianta di una parte rilevante di una prima realizzazione del coprimaterasso termico o della coperta termica secondo la presente invenzione; FIG. 1 shows a plan view of a relevant part of a first embodiment of the thermal mattress cover or of the thermal blanket according to the present invention;
la FIG. 2 mostra una vista in pianta di una parte rilevante di una seconda realizzazione del coprimaterasso termico o della coperta termica secondo la presente invenzione; FIG. 2 shows a plan view of a relevant part of a second embodiment of the thermal mattress cover or of the thermal blanket according to the present invention;
la FIG. 3 mostra una vista frontale di una terza realizzazione del coprimaterasso termico o della coperta termica secondo la presente invenzione; FIG. 3 shows a front view of a third embodiment of the thermal mattress cover or of the thermal blanket according to the present invention;
la FIG. 4 mostra una vista frontale di una quarta realizzazione del coprimaterasso termico o della coperta termica secondo la presente invenzione; e FIG. 4 shows a front view of a fourth embodiment of the thermal mattress cover or of the thermal blanket according to the present invention; And
la FIG. 5 mostra una vista in pianta di una realizzazione del coprimaterasso termico secondo la presente invenzione. FIG. 5 shows a plan view of an embodiment of the thermal mattress cover according to the present invention.
Facendo riferimento alle FIGS. 1, 2, è possibile notare che un coprimaterasso termico o una coperta termica comprende elementi riscaldanti 100 e materiale conduttivo 200. Gli elementi riscaldanti 100 sono su un’area superficiale estesa sostanzialmente in un piano bidimensionale tramite almeno un tessuto 21. Il materiale conduttivo 200 si estende lateralmente come mezzo di collegamento per fornire corrente elettrica a basso voltaggio. Referring to FIGS. 1, 2, it is possible to note that a thermal mattress cover or a thermal blanket comprises heating elements 100 and conductive material 200. The heating elements 100 are on a surface area extended substantially in a two-dimensional plane through at least one fabric 21. The conductive material 200 extends laterally as a connecting means for providing low voltage electrical current.
Vantaggiosamente, gli elementi riscaldanti 100 sono costituiti da filamenti intrecciati con tale almeno un tessuto 21. In particolare, tali filamenti sono privi di ogni sorta di avvolgimento su elemento portante per evitare di formare sporgenze fastidiose del coprimaterasso termico o della coperta termica e per evitare la formazione di zone calde concentrate, hot spot. Advantageously, the heating elements 100 consist of filaments intertwined with such at least one fabric 21. In particular, these filaments are devoid of any sort of winding on the supporting element to avoid forming annoying protrusions of the thermal mattress cover or of the thermal blanket and to avoid the formation of concentrated hot spots, hot spots.
Dimensionalmente, gli elementi riscaldanti 100 sono intercalati con spaziatura P100 compresa tra 4 mm e 45 mm. Dimensionally, the heating elements 100 are interleaved with P100 spacing between 4 mm and 45 mm.
Ciascun filamento degli elementi riscaldanti 100 è di un materiale a base di carbonio, in particolare filati di carbonio 1K, 3K, 6K, 12K, il cui roving o filato è composto da 1000, 3000, 6000, 12000 filamenti. Each filament of the heating elements 100 is of a carbon-based material, in particular 1K, 3K, 6K, 12K carbon yarns, whose roving or yarn is composed of 1000, 3000, 6000, 12000 filaments.
Facendo riferimento alla FIG. 1, il materiale conduttivo 200 è costituito da tratti giuntati di materiale conduttivo 201, 202, 203, intrecciati con il tessuto 21. Referring to FIG. 1, the conductive material 200 consists of joined lengths of conductive material 201, 202, 203, intertwined with the fabric 21.
Facendo riferimento alla FIG. 2, il materiale conduttivo 200 è costituito da tratti non giuntati di materiale conduttivo 201, 202, intrecciati con il tessuto 21. Referring to FIG. 2, the conductive material 200 consists of non-spliced portions of conductive material 201, 202, intertwined with the fabric 21.
Ciascuno dei tratti di materiale conduttivo 201, 202, 203, è costituito da una pluralità di filamenti conduttivi elettrici pari ad un numero compreso tra 1 e 48. Each of the portions of conductive material 201, 202, 203 consists of a plurality of electrical conductive filaments equal to a number between 1 and 48.
In particolare, ciascun filamento conduttivo elettrico dei detti tratti di materiale conduttivo 201, 202, 203, è composto da trefoli in quantità compresa tra un minimo di 2 ad un massimo di 46 capillari, la sezione dei capillari compresa tra 0,03 mm e 2 mm. In particular, each electrical conductive filament of said sections of conductive material 201, 202, 203, is composed of strands in a quantity ranging from a minimum of 2 to a maximum of 46 capillaries, the section of the capillaries between 0.03 mm and 2 mm.
Ciascun filamento conduttivo elettrico dei tratti di materiale conduttivo 201, 202, 203, è di almeno un materiale tra rame sottile, rame stagnato, rame argentato, rame rosso, argento, nichel, acciaio inox, conduttore rivestito con un tessuto, tinsel o altro tipo di materiale conduttivo. Each electrical conductive filament of the lengths of conductive material 201, 202, 203, is of at least one material including thin copper, tinned copper, silver copper, red copper, silver, nickel, stainless steel, conductor covered with a fabric, tinsel or other type of conductive material.
Almeno un connettore elettrico 22 è fissato al coprimaterasso termico o alla coperta termica in modo da permettere di collegare ed alimentare almeno uno dei tratti di materiale conduttivo 201, 202, 203. Il connettore elettrico 22 può comprendere un ricettacolo atto ad alloggiare fili di alimentazione, mezzi di giunzione a pressione, a crimpaggio o mediante saldatura, dei filamenti conduttivi elettrici dei tratti di materiale conduttivo 201, 202, 203; il connettore elettrico 22 è collegato ad un cavo di una sorgente elettrica, alimentata in continua o alternata, a basso voltaggio, compreso tra 2 e 48 volt. At least one electrical connector 22 is fixed to the thermal mattress cover or to the thermal blanket so as to allow at least one of the portions of conductive material 201, 202, 203 to be connected and powered. The electrical connector 22 can comprise a receptacle suitable for housing supply wires, means for pressure joining, by crimping or by welding, the electrical conductive filaments of the portions of conductive material 201, 202, 203; the electric connector 22 is connected to a cable of an electric source, supplied in direct or alternating mode, at low voltage, between 2 and 48 volts.
Facendo riferimento alla FIG. 3, una prima forma di realizzazione del coprimaterasso termico o della coperta termica riguarda uno strato superiore 1 di tessuto, in materiale come viscosa, poliestere, lana o qualsiasi fibra tessile, uno strato riscaldante 2 con gli elementi riscaldanti 100 e con il materiale conduttivo 200 tramite tale almeno un tessuto 21 ed uno strato inferiore 3 di tessuto, in materiale come viscosa, poliestere, lana o qualsiasi fibra tessile naturale o artificiale. Referring to FIG. 3, a first embodiment of the thermal mattress cover or the thermal blanket relates to an upper layer 1 of fabric, made of material such as viscose, polyester, wool or any textile fiber, a heating layer 2 with the heating elements 100 and with the conductive material 200 through this at least one fabric 21 and a lower layer 3 of fabric, in material such as viscose, polyester, wool or any natural or artificial textile fiber.
Facendo riferimento alla FIG. 4, una seconda forma di realizzazione del coprimaterasso termico o della coperta termica riguarda uno strato ovattato 4, tra lo strato riscaldante 2 e lo strato inferiore 3. In particolare, lo strato ovattato 4 è in materiale come fibre di poliestere, spugna, schiuma microcellulare, poliuretano espanso o lana imbottita. Referring to FIG. 4, a second embodiment of the thermal mattress cover or the thermal blanket concerns a padded layer 4, between the heating layer 2 and the lower layer 3. In particular, the padded layer 4 is made of materials such as polyester fibers, sponge, microcellular foam , polyurethane foam or padded wool.
L’operazione per unire detti strati 1, 2, 3, 4, viene svolta tramite operazioni come trapuntatura, legatura, incollaggio, cucitura. The operation to join said layers 1, 2, 3, 4, is carried out through operations such as quilting, binding, gluing, sewing.
Facendo riferimento alla FIG. 5, un coprimaterasso termico comprende elementi di fissaggio 41 nelle quattro regioni d'angolo, come intagli, fettucce tessili, nastri tessili, gonne elastiche, per permettere di fissare il coprimaterasso ad un materasso. Referring to FIG. 5, a thermal mattress cover comprises fastening elements 41 in the four corner regions, such as notches, textile tapes, textile tapes, elastic skirts, to allow the mattress cover to be fixed to a mattress.
È previsto un dispositivo di sicurezza, mediante il quale è possibile osservare un funzionamento errato degli elementi riscaldanti 100 e del materiale conduttivo 200. A safety device is provided, by means of which incorrect operation of the heating elements 100 and the conductive material 200 can be observed.
In un processo di tessitura, gli elementi riscaldanti 100 sono costituiti da fili di trama ed o di ordito, mentre il materiale conduttivo 200 è costituito da fili di ordito ed o di trama. In a weaving process, the heating elements 100 are made up of weft and or warp threads, while the conductive material 200 is made up of warp and or weft threads.
Esempi Examples
La coperta o il coprimaterasso termico oggetto della presente invenzione permette di unire le proprietà termiche ottenute tramite elementi riscaldanti in carbonio con quelle del confort e della postura offerte da un coprimaterasso termico munito di bande elastiche e gonne elastiche oppure di un tessuto antiscivolo a contatto con il materasso. The blanket or thermal mattress cover object of the present invention allows to combine the thermal properties obtained by means of carbon heating elements with those of comfort and posture offered by a thermal mattress cover equipped with elastic bands and elastic skirts or with an anti-slip fabric in contact with the mattress.
La coperta o il coprimaterasso termico oggetto della presente invenzione è del tipo antibatterico e antistatico; inoltre, si presenta privo di cavi elettrici e di sporgenze interne e permette di estendere l’uso nel campo dell’abbigliamento e in tutti quei settori dove è possibile usare un dispositivo elettrico flessibile riscaldante per uso domestico e similare, comprendendo schiere di filo di trama elettricamente riscaldante di un materiale a base di carbonio. The blanket or thermal mattress cover object of the present invention is of the antibacterial and antistatic type; moreover, it is free of electric cables and internal protrusions and allows to extend its use in the field of clothing and in all those sectors where it is possible to use a flexible electric heating device for domestic use and similar, including arrays of weft yarn electrically heating of a carbon-based material.
Il materiale a base di carbonio permette di sfruttare le caratteristiche intrinseche di flessibilità e duttilità, per legare e intrecciare efficacemente trama e ordito ottimizzando il ponte termico a bassa resistenza, nell’intreccio necessario per garantire il collegamento elettrico tra i fili di trama riscaldante in fibra di carbonio e quelli di trama ed o ordito conduttori in rame sottile. The carbon-based material makes it possible to exploit the intrinsic characteristics of flexibility and ductility, to effectively bind and weave weft and warp, optimizing the low-resistance thermal bridge, in the weave necessary to guarantee the electrical connection between the heating weft threads in fiber carbon and weft and or warp thin copper conductors.
Un ulteriore vantaggio nell’uso della fibra di carbonio è rappresentato dal fatto di poter sfruttare caratteristiche come: resistenza all’ossidazione e all’umidità; assenza di inerzia termica e di dilatazioni termiche; elevata capacità di immagazzinare e diffondere calore; resistenza all’ossidazione; durabilità nel tempo; flessibilità strutturale; transitorio di riscaldamento efficacie per permettere di raggiungere rapidamente la temperatura di regime. A further advantage in the use of carbon fiber is represented by the fact that it can exploit features such as: resistance to oxidation and humidity; absence of thermal inertia and thermal expansion; high capacity to store and diffuse heat; resistance to oxidation; durability over time; structural flexibility; effective heating transient to allow to rapidly reach the normal temperature.
Normalmente, tali fili di trama elettricamente riscaldanti sono filati di carbonio 1K, 3K, 6K, 12K, il cui roving o filato è composto da 1000, 3000, 6000, 12000 filamenti. Normally, such electrically heating weft threads are 1K, 3K, 6K, 12K carbon yarns, the roving or yarn of which is made up of 1000, 3000, 6000, 12000 filaments.
Ciascun filo di trama elettricamente riscaldante di fibra di carbonio viene srotolato da una rispettiva cantra e infilato attraverso l’orditura del tessuto mediante tali medesimi mezzi di inserzione della trama, per esempio una pinza o preferibilmente una pinza positiva, del telaio multitrama. Così facendo, si assicura il contatto dei fili conduttori di ordito intrecciati rispetto al filo di trama di fibra di carbonio, senza il rischio di incidere o tagliare la fibra di carbonio. Allo stesso tempo, l’intersezione così ottenuta tra i fili conduttori ed i filati di carbonio assicura la connessione elettrica mediante una adeguata azione di battuta del telaio. Ai lati di ciascuna banda di conduzione viene realizzata una densità dell’ordito di valore maggiore per stabilizzare e garantire una buona connessione e una buona conducibilità in diverse situazioni di utilizzo. Each electrically heating weft thread of carbon fiber is unrolled from a respective creel and threaded through the warp of the fabric by means of the same weft insertion means, for example a gripper or preferably a positive gripper, of the multi-weft loom. By doing so, the contact of the woven warp conductive yarns with the carbon fiber weft yarn is ensured, without the risk of incising or cutting the carbon fiber. At the same time, the intersection thus obtained between the conductive wires and the carbon yarns ensures the electrical connection by means of an adequate strike action of the frame. On the sides of each conduction band, a higher warp density is created to stabilize and ensure a good connection and good conductivity in different situations of use.
Si sono descritte alcune forme preferite di attuazione dell’invenzione, ma naturalmente esse sono suscettibili di ulteriori modifiche e varianti nell’ambito della medesima idea inventiva. In particolare, agli esperti nel ramo risulteranno immediatamente evidenti numerose varianti e modifiche, funzionalmente equivalenti alle precedenti, che ricadono nel campo di protezione dell'invenzione come evidenziato nelle rivendicazioni allegate nelle quali, eventuali segni di riferimento posti tra parentesi non possono essere interpretati nel senso di limitare le rivendicazioni stesse. Inoltre, la parola "comprendente" non esclude la presenza di elementi e/o fasi diversi da quelli elencati nelle rivendicazioni. L’articolo “un”, “uno” o “una” precedente un elemento non esclude la presenza di una pluralità di tali elementi. Il semplice fatto che alcune caratteristiche siano citate in rivendicazioni dipendenti diverse tra loro non indica che una combinazione di queste caratteristiche non possa essere vantaggiosamente utilizzata. Some preferred forms of implementation of the invention have been described, but of course they are susceptible to further modifications and variations within the same inventive idea. In particular, to those skilled in the art, numerous variants and modifications, functionally equivalent to the previous ones, will be immediately evident, which fall within the scope of the invention as highlighted in the attached claims in which any reference marks placed between brackets cannot be interpreted in the sense of to limit the claims themselves. Furthermore, the word "comprising" does not exclude the presence of elements and / or phases other than those listed in the claims. The article "a", "one" or "a" preceding an element does not exclude the presence of a plurality of such elements. The mere fact that some characteristics are mentioned in different dependent claims does not indicate that a combination of these characteristics cannot be advantageously used.
Claims (12)
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