ES2880337T3 - Colchón de ventilación o de calentamiento/enfriamiento - Google Patents

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Abstract

Un colchón inflable de ventilación o de calentamiento/enfriamiento (10) que comprende un primer lado (12) dirigido hacia arriba, un segundo lado (14), una bomba (15) y una entrada de aire (18), en donde: - el primer lado (12) dirigido hacia arriba tiene una permeabilidad al aire de 15-800 m3/m2/h a 120 Pa, - el segundo lado (14) es al menos sustancialmente impermeable al aire, y - la bomba (15) está configurada para suministrar aire a la entrada de aire (18), caracterizado por que durante su uso, una presión de aire dentro del colchón (10) es de 5-50 Pa.

Description

DESCRIPCIÓN
Colchón de ventilación o de calentamiento/enfriamiento
La presente invención se refiere a un colchón inflable de ventilación o calentamiento/enfriamiento para su uso en el calentamiento, el enfriamiento y/o la ventilación de una persona. Un objetivo principal es enfriar a una persona en ambientes calurosos, tal como cuando duerme. Naturalmente, calentar a una persona en ambientes fríos también es un objetivo. Los colchones, los edredones, las almohadas y la ropa con suministro de aire se han propuesto durante muchos años, pero no han sido aceptados. Una razón puede ser el ruido generado por los grandes flujos de aire. Otra razón puede ser que los grandes flujos de aire contemplados de hecho no sean cómodos.
Las soluciones de ventilación de, por ejemplo, colchones se pueden observar en: GB889865, US7945979, US6446290, US6581225, US4665575, EP0493267, US3529310, WO11091788, CA2623097, US2009271923, WO11093762, US2009276958, FR2754156, US5165127, US6085369, US6263530, EP1951089, US2011035880, AU2008200388, US6546576, GB1386249, EP1762211, US7913332, DE20313150 U1, US5730120, WO08123640, US2003150060, GB1168251, US7666214, EP1804616, GB1311461, US7165281, EP0957727, US6855158, US5392847, EP0859564, EP1723877, GB2414178, US6487739, US6687937, US6402775, US6764502, US4884304, US5033136, US6551347, US7001417, US7908687, US7631377, US7975331, GB2446572, US3101488, US2011035879, US8074307, GB965133, GB724910, US2006101577, US8065763, US3230556, EP1947986, US6269504, US6701556, US7191480, US7191482, US7480953, US7617555, US7966680, DE6927743 U, US5109560, GB2333230, DE202010017223 U1, WO02062185, US4959877, US7181786, US2007169264, CA2541341, US2012017371, US2004031103, GB2456814, US2005086739, GB2398506, US3266064, US7877827, US7996936, US2011296611, US6363551, US7240386, US7467435, US7650658, US7950084, US7272936, US7480950, US7937789, US7914611, US8118920, EP1044637, WO12019236, US4939804, GB1321865, US2008263776, US2010043143, WO9510211, DE102009044308, EP0113149, US2012000207, US2011314837, US2011289684, US2011041246, US2008028536, US4777802, WO9633642, US6336237, DE10139484 B4, US6730115, US6826792, CN85100943, CN2090655, CN2239194, CA1272815, CN2068786, TWM392597, CN2571272, DE202005011452 U1, US2007033733, JP3186632 B2, JP7313306 A2, KR20020083648, CN2882417, CN201139285, US2009145936, JP3814987, WO2011150427, US6273810, US2013036549 y US2012024154. Otros ejemplos de elementos de ventilación o calentamiento/enfriamiento conocidos se divulgan en los documentos US2009/145936A1, JP3814987B2, WO2011/150427A2, US6273810B1, US2013/036549A1, US2012/024154A1, US7716940B2, US6505368B1 y US4959877A.
En algunas marcas de automóviles de alta gama, tal como Mercedes Benz, existen asientos disponibles que tienen asientos permeables al aire a través de los cuales se puede empujar el aire para aumentar la comodidad del conductor.
Se ha descubierto que, sin embargo, se requiere un flujo de aire bastante bajo para proporcionar el enfriamiento/ventilación deseados, de modo que se obtenga una situación muy cómoda. Esto se puede obtener utilizando un material bastante denso o un material con una permeabilidad al aire bastante baja.
Un primer aspecto de la invención se refiere a un colchón inflable de ventilación, calentamiento y/o enfriamiento que comprende un primer lado, un segundo lado y una entrada de aire, teniendo el primer lado una permeabilidad al aire de 15-800 m3/m2/h a 120 Pa. Se puede desear que la permeabilidad al aire del primer lado sea 15-500, tal como 15­ 100 o 20-400, tal como 25-300, tal como 30-100, tal como 35-70, tal como 40-65 m3/m2/h a 120 Pa. Esta permeabilidad al aire se puede seleccionar, también o alternativamente, dentro del intervalo de 20-200, o 15-600, tal como 20-300 o 20-500, tal como 30-300, tal como 30-100 o 30-600, tal como 50-200 m3/m2/h a 120 Pa.
Preferentemente, el primer y el segundo lado son los lados principales o primordiales de un colchón generalmente plano o un colchón con un grosor que es inferior a 0,2 veces la dimensión más grande del primer lado. Naturalmente, el colchón puede tener unos lados adicionales, tal como una porción de borde que forma un puente entre el primer y el segundo lado. La entrada o entradas de aire pueden estar provistas en cualquier posición, tal como en la porción de borde.
Dado que la permeabilidad al aire, habitualmente, se genera mediante unas aberturas localizadas, tal como unas aberturas en un tejido, o al menos a menudo no es uniforme sobre la superficie, la permeabilidad al aire del primer lado es preferentemente una permeabilidad al aire media. Como se describirá más adelante, puede ser deseable proveer diferentes áreas del primer lado de una permeabilidad al aire diferente (media).
La presión de aire dentro del colchón se encuentra, de acuerdo con la invención, en el intervalo de 5-50 Pa.
El primer y el segundo lado son preferentemente una primera y una segunda capa separadas entre las cuales está provista una cavidad para recibir aire de la entrada o entradas.
La entrada puede estar provista de una válvula unidireccional si se desea y/o puede estar provista de un conector para su unión a una manguera/tubo o similar.
De acuerdo con la invención, el segundo lado es al menos sustancialmente impermeable al aire. Entonces, también otras partes, tal como la porción de borde mencionada anteriormente, también puede ser impermeable al aire. Por lo general, la "impermeabilidad al aire" será preferentemente una permeabilidad al aire inferior a 15, tal como 10, 5 o menos m3/m2/h a 120 Pa.
Cuando únicamente el primer lado tiene una permeabilidad al aire, el aire únicamente se alimenta desde la entrada o entradas a través del primer lado. Por lo tanto, no se pierde aire a través del otro lado o lados y/o no se pierde energía al empujar el aire a través de tales otros lados.
En algunas realizaciones, se desea tener una permeabilidad al aire diferente de unas áreas diferentes del primer lado. Por lo tanto, se puede desear proporcionar, en el primer lado, una o más primeras áreas y una o más segundas áreas, no superponiéndose las primeras y las segundas áreas, donde la primera área o áreas tienen una mayor permeabilidad al aire que la segunda área o áreas. La permeabilidad al aire de cada primer lado es una permeabilidad media del área definida por este.
Por lo general, se puede obtener una superficie o capa permeable al aire de varias maneras. Las maneras actualmente preferentes son tejidos o materiales no tejidos. También se pueden utilizar materiales sólidos que tengan orificios o canales formados en estos.
Los materiales interesantes pueden ser cualquier tipo de polímero, tal como poliéster. También se puede utilizar algodón o una mezcla de algodón y un polímero. El caucho y otros materiales naturales o sintéticos se pueden utilizar solos o en combinación con, por ejemplo, un polímero. La permeabilidad del material puede generarse de diferentes maneras. De una manera, la superficie/capa es tejida o no tejida, donde la estructura inherentemente porosa o abierta de esta, tal como mediante un control del grosor/densidad de esta y/o el tejido de esta. Alternativa o adicionalmente, unas aberturas, canales y/u orificios pueden estar provistos en la superficie/capa de modo que se genere una permeabilidad. La densidad (canales/orificios/aberturas por unidad de área) se puede modificar, así como una dimensión, tal como un diámetro o sección transversal o sección transversal media o sección transversal más baja (en un plano paralelo a la superficie/capa) de cada canal/abertura/orificio o los canales/aberturas/orificios.
Se pueden utilizar combinaciones, tal como en donde las primeras y las segundas áreas comprenden un material tejido o no tejido y en donde las primeras áreas comprenden, además, una o más aberturas o canales a través del material. Por lo tanto, las segundas áreas tienen la permeabilidad al aire más baja y las primeras áreas una permeabilidad más alta debido a la combinación del efecto del tejido/no tejido y los canales/aberturas.
El tamaño y el número de aberturas se pueden adaptar para lograr la permeabilidad deseada. Las aberturas pueden tener 0,01-1,5 mm, tal como 0,05-1 mm, tal como 0,1-0,6 mm, de diámetro, por ejemplo.
En una realización, la permeabilidad al aire más baja puede ser 15-100, tal como 20-70, tal como 30-50 m3/m2/h a 120 Pa y la permeabilidad más alta al aire puede ser 30-150, tal como 40-100, tal como 50-75 m3/m2/h a 120 Pa.
Las primeras y las segundas áreas pueden formar toda la primera superficie y las primeras áreas pueden cubrir 10­ 80 %, tal como 40-70 %, del área de la primera superficie.
De acuerdo con la invención, el colchón comprende una bomba para suministrar aire a la entrada de aire. Naturalmente, pueden estar provistos unos sensores y similares para detectar un flujo, una presión de aire, una temperatura, una humedad y similares del aire exterior o en el colchón o bomba. También, o alternativamente, el colchón puede estar provisto para controlar tales parámetros, tal como un calentador, un enfriador, un humidificador, un deshumidificador o similar.
Al proporcionar aire entre el primer y el segundo lado, se desea mantener una forma relativamente plana del colchón, no deseándose, habitualmente, una forma de globo. En tales situaciones, es preferente que el colchón de ventilación/enfriamiento/calentamiento comprenda uno o más elementos limitantes que definan una distancia máxima entre una parte del primer lado y el segundo lado. Preferentemente, tales elementos limitantes garantizarán que, cuando el segundo lado sea plano, tal como cuando descansa sobre una superficie plana, todas las partes de la primera superficie se extenderán dentro de una distancia umbral desde la misma superficie plana. Tales elementos limitantes de grosor pueden ser flexibles, tal como hilos o puntadas que se extienden entre el primer y el segundo lado, puntos o áreas donde el primer y el segundo lado están fijados entre sí, o más rígidos, tal como una espuma u otro material en forma de lámina permeable al aire al que se unen el primer y el segundo lado. Esta unión puede ser sobre la primera/segunda superficie completa o dentro de unas áreas o líneas de esta (tal como a lo largo de unas líneas en un patrón predeterminado, tal como cuadriculado, u otros patrones como se observa en, por ejemplo, productos acolchados.
De acuerdo con la invención, el colchón de ventilación/enfriamiento/calentamiento está destinado a ser utilizado para soportar a una persona. En esta situación, todo o una parte del peso de la persona se ejercerá sobre el colchón. Con el fin de no bloquear el flujo de aire en el colchón, el colchón, en tales situaciones, comprende preferentemente un elemento espaciador provisto entre el primer y el segundo lado, estando el elemento espaciador configurado para permitir que un flujo de aire a través de este durante un ejercicio de fuerza sobre este. Este ejercicio de fuerza puede ser cuando se ejerce la fuerza de gravedad que actúa sobre 2 kg o más sobre un área de 10 cmx10 cm sobre la primera superficie en una dirección hacia la segunda superficie.
Los materiales espaciadores de este tipo pueden ser unos tipos concretos de espumas, habitualmente espumas abiertas, pero también un material tal como la tela espaciadora 3mesh de Müller textil BmbH (http://www.mullertextiles.com/index.php?id=70) o la tela espaciadora 3D de Culzean Textiles Solutions (http://www.culzean.com/spacer-fabric.asp). Estos materiales proporcionan un material espaciador al tener una gran cantidad de fibras distribuidas sobre el área de este y que se extienden entre una superficie inferior y una superior, donde las muchas fibras, para comprimir el material espaciador, necesitas doblarse. La cantidad de fibras es tan alta que la compresión total requiere una gran fuerza, por lo que el material espaciador habitualmente permitirá la penetración de aire a través de este al menos en la mayoría de las partes.
De acuerdo con la invención, el colchón de ventilación/enfriamiento/calentamiento tiene el primer lado dirigido hacia arriba. Alternativamente, el elemento espaciador del presente colchón de ventilación/enfriamiento/calentamiento se puede configurar para proporcionar la blandura deseada del colchón.
El colchón puede comprender unos resortes, espuma o similares para proporcionar la blandura. Estos resortes o esta espuma pueden formar el elemento espaciador. El colchón puede ser, adicional o alternativamente, un colchón de aire donde una alta presión de aire en el colchón genera la blandura. En esa situación, se puede desear una bomba para mantener la presión de aire a pesar de la permeabilidad al aire de al menos la primera superficie.
Un último aspecto se refiere a un método de funcionamiento o uso del colchón, en donde se alimenta aire entre la primera superficie (interior) y la segunda superficie (exterior). Esto se puede facilitar utilizando, por ejemplo, una bomba como se ha descrito anteriormente, y la cantidad de aire o la presión de este, o la presión de aire entre la primera superficie (interior) y la segunda superficie (exterior) se puede adaptar para obtener la diferencia de presión anterior sobre la primera superficie (interior) y/o el flujo (por superficie y por tiempo) descritos anteriormente.
Evidentemente, como se ha descrito anteriormente, la comodidad lograda con el flujo o la permeabilidad bastante bajos es mayor, ya que no se siente ninguna corriente de aire, sino meramente una eliminación cómoda del calor/humedad, por ejemplo.
Las realizaciones preferentes de la invención se describen con referencia a los dibujos 1, 8, 9, y los elementos no reivindicados, que no forman parte de la presente invención, se muestran en los dibujos 2-7:
- la figura 1 ilustra una primera realización de la invención en forma de colchón,
- la figura 2 ilustra una almohada,
- la figura 3 ilustra un edredón,
- la figura 4 ilustra un saco de dormir,
- las figuras 5 y 6 ilustran un chaleco,
- la figura 7 ilustra la entrada de aire de las figuras 5 y 6,
- la figura 8 ilustra diferentes maneras de obtener una superficie permeable a los gases y
- la figura 9 ilustra el uso de un material espaciador dentro de las realizaciones.
En la figura 1, se ilustra un colchón 10 que tiene un lado superior 12 y un lado inferior 14, así como una porción de reborde 16 en donde está provista una abertura 18.
El lado superior 12 es permeable a los gases, mientras que el lado inferior 14 y la porción de reborde 16 son al menos sustancialmente impermeables a los gases.
Cuando se proporciona aire/gas hacia el interior del colchón 10 a través de la abertura 18, tal como utilizando una bomba 15 y una manguera 17, el colchón 10 experimentará una presión de gas más alta y el gas saldrá del colchón 10 a través de la superficie 12 permeable a los gases.
Los colchones 10 con lados superiores permeables a los gases son conocidos en la técnica, pero el presente colchón 10 es novedoso por el hecho de que la permeabilidad a los gases de la superficie superior 12 es bastante baja.
De esta manera, se garantiza que la cantidad de gas que sale realmente de la superficie 12 sea lo suficientemente baja como para no enfriar demasiado a la persona que está acostada sobre el colchón 10. Se ha descubierto que la permeabilidad a los gases o al aire de la capa superior 12 debería ser, en realidad, bastante baja.
En el presente, la permeabilidad al aire de la superficie superior 12 se encuentra preferentemente en el intervalo 50­ 750 m3/(hora*m2).
En la figura 1, un colchón estándar se ilustra con líneas rayadas, donde el colchón 10 está provisto en la parte superior del colchón. Alternativamente, todo el colchón ilustrado puede estar formado por el colchón de ventilación/enfriamiento/calentamiento 10 que ahora también comprende otros elementos para generar la blandura del colchón.
En la figura 9, está provista una estructura interna adecuada de las realizaciones ilustradas. Entre las capas 12 y 14, está provisto un material espaciador 11 que es más o menos incompresible, pero, preferentemente, aún flexible, y cuya función es garantizar que el aire dentro del espacio entre las superficies 12 y 14 sea capaz de alcanzar todas las partes de la superficie 12, de modo que ninguna parte de esta quede inactiva debido a que alguien o algo bloquee el paso de aire desde la abertura 18/18' a esta área. Este bloqueo podría ser una persona acostada sobre el colchón 10 y que comprime una parte de este o el plegado de este o cualquiera de las otras realizaciones para crear un bloqueo del paso de aire hacia una parte de la superficie 12.
En función de las propiedades del material espaciador 11, puede ser preferente cubrir este con otro material 11', tal como uno más blando o más maleable. El material espaciador actualmente preferente puede tener una tendencia a hacer ruidos cuando se dobla/deforma, lo cual puede no ser deseado. Tales ruidos o tal flexión/deformación se pueden reducir proporcionando una capa blanda 11', tal como una espuma, entre el material espaciador 11 y la superficie 12. La espuma 11' puede ser una espuma abierta o un material tejido/no tejido o similar que permita el paso de aire desde el material espaciador 11 hasta la superficie 12 o puede ser una espuma cerrada en la que estén provistos unos canales pasantes 11" para permitir tal paso de aire.

Claims (9)

REIVINDICACIONES
1. Un colchón inflable de ventilación o de calentamiento/enfriamiento (10) que comprende un primer lado (12) dirigido hacia arriba, un segundo lado (14), una bomba (15) y una entrada de aire (18), en donde:
- el primer lado (12) dirigido hacia arriba tiene una permeabilidad al aire de 15-800 m3/m2/h a 120 Pa,
- el segundo lado (14) es al menos sustancialmente impermeable al aire, y
- la bomba (15) está configurada para suministrar aire a la entrada de aire (18),
caracterizado por que durante su uso, una presión de aire dentro del colchón (10) es de 5-50 Pa.
2. Un colchón de acuerdo con la reivindicación 1, en donde, en el primer lado, están provistas una o más primeras áreas (12") y una o más segundas áreas, no superponiéndose las primeras y las segundas áreas, donde la primera área o áreas tienen una mayor permeabilidad al aire que la segunda área o áreas.
3. Un colchón de acuerdo con la reivindicación 2, en donde las primeras y las segundas áreas comprenden un material tejido o no tejido y en donde las primeras áreas comprenden, además, una o más aberturas o canales a través del material.
4. Un colchón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el colchón uno o más elementos que definen una distancia máxima entre una parte del primer lado y el segundo lado.
5. Un colchón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende, además, un elemento espaciador (11) provisto entre el primer y el segundo lado, estando el elemento espaciador configurado para permitir que el aire fluya a través de este durante su compresión.
6. Un colchón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una pluralidad de aberturas que tienen 0,01-0,6 mm de diámetro.
7. Un colchón de acuerdo con la reivindicación 6, en donde las aberturas tienen 0,05-0,6 mm de diámetro.
8. Un colchón de acuerdo con la reivindicación 6, en donde las aberturas tienen 0,1-0,6 mm de diámetro.
9. Un método de funcionamiento de un colchón (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde se alimenta aire entre la superficie primera/interior y la superficie segunda/exterior.
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