ITMS20010002A1

ITMS20010002A1 - Sistema di illuminazione di emergenza gonfiabile

Info

Publication number: ITMS20010002A1
Application number: IT2001MS000002A
Authority: IT
Inventors: Marco Tambini
Original assignee: Marco Tambini
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2002-08-07
Also published as: WO2002063207A1; EP1358430B1; ZA200306142B; US20040066648A1; EP1358430A1

Description

SISTEMA DI ILLUMINAZIONE DI EMERGENZA

GONFIABILE

DESCRIZIONE

I presente brevetto è attinente il settore dell'illuminazione e in particolare fa riferimento al sistema di illuminazione effettuato con lampade la cui struttura portante che sostiene la sorgente luminosa ad una certa altezza sia realizzata in tessuto e resa operativa con sistema di gonfiaggio ad aria costantemente insufflata in pressione all'interno tramite l'uso di ventilatori o compressori.

Nelle lampade citate la struttura portante è costituita da un cilindro, o da forme simili, tenuto in forma grazie all'azione di una forza di pressione creata al suo interno. Tale struttura così realizzata è in grado di sollevare una sorgente luminosa alla quota desiderata senza l'uso di strutture metalliche (tubi telescopici, pah o strutture reticolari).

Il vantaggio di tale sistema consiste nel peso e negli ingombri estremamente contenuti e nella possibilità, graduando la pressione e dimensionando correttamente la forma della struttura portante, di collocare la sorgente luminosa a considerevoli altezze in modo tale da illuminare una vasta area.

Rispetto ai sistemi tradizionali tuttavia (costituiti in genere da lampade collocate su pah, strutture reticolari o appoggi improvvisati) il sistema con strutture portanti gonfiate ad aria costantemente insufflata presenta lo svantaggio della rumorosità dovuta all'azione dei ventilatori o dei compressori.

E' necessario invece, in specifici casi - come possono essere, ad esempio, ristoranti, campeggi, feste all'aria aperta, situazioni di convivialità in ambienti aperti- poter disporre di un sistema silenzioso in grado di non arrecare disturbo alle persone o all'ambiente circostante.

Normalmente, in presenza di sistemi di ventilazione forzata, il rumore è generato sia dal flusso deH'aria sia dal movimento meccanico degli elementi che compongono il gruppo propulsore (motori, ventole ecc.). La limitazione della rumorosità può essere ottenuta applicando sistemi di silenziamento come superfici fonoassorbenti "trappole" del suono, divisori.

Rispetto a questi sistemi, che limitano ma non eliminano il problema, il presente brevetto costituisce una soluzione di originalità in quanto:

a) la struttura portante viene realizzata a tenuta stagna

b) il gonfiaggio di detta struttura può avvenire sia manualmente sia a bocca sia con l'uso di appositi ventilatori;

c) l'eventuale azione dei ventilatori e delle sorgenti rumorose per il mantenimento della pressione interna e quindi della stabilità della struttura è limitato al tempo di gonfiaggio;

b) si inserisce un sistema automatico di controllo della pressione interna.

Gli elementi costitutivi del sistema di illuminazione sono i seguenti:

1 . base di appoggio a terra costituita da un recipiente che agisce da zavorra e/o da contenitore per gli elementi elettrici e meccanici per il funzionamento del sistema;

2. struttura portante la sorgente luminosa di forma cilindrica o conica

3. sorgente luminosa.

La struttura portante può essere gonfiata nei seguenti modi:

a) manualmente con l'uso di una comune pompa a stantuffo b) a bocca soffiando aria all'interno;

c) elettricamente azionando appositi ventilatori alloggiati nel basamento.

Il gonfiaggio della struttura portante nei suddetti modi permette alla struttura portante stessa di estendersi verso l'alto portando la sorgente luminosa, qualora sia collocata alla sommità, ad una quota tale da permetere una otimizzazione della luminosità.

L'immissione dell'aria manualmente o a bocca avviene utilizzando apposite valvole poste sulla parete esterna della struttura portante. Nel caso in cui limmissione dell'aria avvenga elettricamente utilizzando dei ventilatori o compressori posti all'intemo del basamento è necessario predisporre delle valvole o dei meccanismi di non ritorno posti sulla bocca di entrata dell'aria. Il sistema può essere quindi equipaggiato con elettrovalvola, valvola a membrana unidirezionale oppure sfruttando i movimenti di sollevamento e abbassamento della parete inferiore del cilindro stimolati dall'azione dei ventilatori. Realizzando infatti un foro di opportuno diametro sulla sezione inferiore del cilindro si ottiene che, all'atto dell'immissione dell'aria forzata, la sezione stessa si solleva dal suo piano di appoggio e l'aria è libera di entrare nel cilindro stesso. Interrompendo l'azione dei ventilatori la sezione si abbassa repentinamente per il differenziale di pressione tra l'intemo e l'esterno del cilindro. Abbassandosi, il foro di immissione dell'aria va automaticamente in battuta sulla superficie di base che agisce come chiusura stagna. Al fine di ottenere una perfetta tenuta si può realizzare la base di appoggio con opportuna curvatura (sezione sferica) e/o la sezione circolare di base del cilindro con opportuni o-ring.

Indipendentemente dal sistema utilizzato, all'atto della chiusura della valvola l'azione del ventilatore si interrompe o viceversa. Affinché la pressione all'interno della struttura portante non diminuisca finvolucro della struttura portante stessa deve essere a tenuta d'aria.

Nei sistemi che ricorrono ad un costante flusso d'aria per il mantenimento della pressione interna, la struttura portante è generalmente costituita da tessuto acrilico dotato di una certa porosità. La fuga d'aria che tale porosità determina giustifica e rende necessario Γ alimentazione costante d’aria e di pressione all'interno.

Nel nostro caso la struttura portante è costituita da una camera d'aria interna realizzata in materiale plastico termosaldato perfettamente stagna e a tenuta d'aria e da un tessuto esterno dotato di caratteristiche meccaniche tali da proteggere lintegrità della camera d'aria e mantenere la forma della struttura portante desiderata contenendo l'elasticità della camera interna e le sue possibili deformazioni dovute alla pressione. Tale tessuto può essere di fibra naturale come il cotone o acrilica come dacron e suoi derivati.

Può essere anche utilizzato un accoppiamento tra materiali diversi aventi caratteristiche di impermeabilità all'aria e meccaniche.

La sorgente luminosa può essere posta all'interno o all'esterno della struttura portante alla sua sommità o alla base.

La struttura portante è fissata sulla base dove sono ricavate le bocche di entrata dell'aria.

Il meccanismo di funzionamento è il seguente:

1. all'atto della messa in opera l'operatore provvede al gonfiaggio della struttura portante manualmente, a bocca o elettricamente agendo su un apposito interruttore. A gonfiaggio avvenuto il rilascio della pressione sul'interruttore da parte dell'operatore interrompe l'afflusso dell'aria all'interno della struttura portante e la valvola si chiude;

2. specialmente nelle strutture portanti di grandi dimensioni e poiché non sono da escludere eventuali perdite di pressione dovute alla non perfetta tenuta della camera d'aria, può essere necessario che i ventilatori si mettano nuovamente in funzione automaticamente quando la pressione si riduce al di sotto del valore che consente alla struttura portante di svolgere la sua funzione di sostegno. Tale automatismo può essere realizzato in tre modi in base agli utilizzi per i quali si finalizza l'uso della lampada:

a) a seconda dell'impostazione data in sede progettuale

b) ogni periodo di tempo a discrezione dell'utilizzatore

c) in caso di diminuzione della pressione al di sotto di un determinato valore.

L'automatismo di cui al punto 2a è realizzato con l'azione coordinata e prestabilita di due temporizzatori preventivamente tarati in base alla dispersione d'aria mediamente rilevata nei test. Il primo temporizzatore entra in finizione avviando i ventilatori e aprendo la valvola. I secondo temporizzatore determina il tempo di funzionamento del ventilatore fino al ripristino della pressione necessaria alla struttura portante per la sua stabilità.

In termini esemplificativi il primo temporizzatore potrebbe essere tarato per mettere in funzione i ventilatori, ad esempio, dopo un'ora dalla prima azione di gonfiaggio. Il secondo potrebbe mantenere in azione i ventilatori solo per i pochi secondi necessari per il ripristino della pressione interna.

L'automatismo di cui al punto 2b prevede l'installazione di un sistema coordinato di temporizzatori tarabili direttamente dall'utente. Qualora esistano perdite d’aria superiori alla media definita nei test di tenuta (perdite dovute, ad esempio, a piccole imperfezioni nella chiusura dell'elettrovalvola o a microfori presenti sulla camera d’aria) l'utilizzatore può quindi tarare i due temporizzatori a suo piacimento.

In termini esplicativi qualora, ad esempio, l'utente si accorga che nell'arco di un'ora la pressione interna diminuisca eccessivamente può intervenire riducendo i tempi a mezzora o un quarto d'ora o così via. Qualora invece ritenga che due secondi non siano sufficienti per ripristinare la pressione interna può tarare il secondo temporizzatore per periodi di funzionamento più lunghi. L'automatismo di cui al punto 2c prevede l'installazione al'interno della struttura portante di due sensori elettronici di pressione. Il primo segna il limite inferiore del livello di pressione al di sotto del quale deve scattare il meccanismo di insufflaggio d'aria; il secondo segna il limite superiore della pressione oltre il quale il sistema di insufflaggio deve interrompersi e la valvola chiudersi ripristinando la condizione stagna per il mantenimento della pressione interna.

Il sistema di funzionamento, in questo caso, è garantito dall'inserimento di un circuito logico per la corretta azione dei due sensori.

L'elettrovalvola è realizzata con l'applicazione di un solenoide che abbassa o alza un piatto dotato di opportune guarnizioni che chiude o apre rispettivamente la bocca di entrata dell'aria dal ventilatore. Qualora sia necessario che l'azione del ventilatore si interrompa successivamente alla chiusura del'elettrovalvola per evitare fughe d'aria, sulla bocca di chiusura del'elettrovalvola può essere collocato un micro interruttore. Tale micro interruttore apre o chiude il circuito del ventilatore. In questo modo si è certi che l'azione del ventilatore si interrompa dopo la chiusura dell’elettrovalvola e si avvìi prima della sua apertura.

Al posto dell'elettrovalvola l'azione di chiusura delle bocche di uscita dell'aria può essere effettuata anche da una valvola a membrana unidirezionale la cui azione di apertura o chiusura è determinata dall'avvio o dall'interruzione dell'afflusso d'aria da parte dei ventilatori.

Un terzo sistema prevede la realizzazione di un foro centrale sulla sezione di base inferiore della struttura portante di opportuno diametro e, sulla base di sostegno, di un pianale di appoggio contro il quale il foro stesso poggia in condizioni statiche. La bocca di immissione dell'aria sul basamento è in posizione eccentrica rispetto al foro. Accade che all'atto dell'immissione dell'aria i ventilatori sollevano dal pianale la sezione di base della struttura e liberano il foro attraverso il quale l'aria passa all'interno della struttura portante. Cessata l'azione dei ventilatori la pressione interna che si è creata all'interno della struttura portante spinge verso il basso la sezione di base e il foro di adagia sul pianale che funge da chiusura stagna.

La sorgente luminosa è costituita da lampade a incandescenza o a scarica ad alto o basso voltaggio. Tali sorgenti possono essere poste al'interno della struttura portante o all'esterno di essa sulla sua sommità o alla base.

Nel primo caso la protezione è può essere realizzata in materiale plastico o metallico.

La posizione della sorgente luminosa in alto, alla sommità della struttura portante, offre dei vantaggi in quanto la luce si propaga con la massima efficacia. Può essere tuttavia necessario collocare la sorgente luminosa alla base della struttura portante. Tale necessità deriva, ad esempio, dal fatto che utilizzando bassi voltaggi a corrente continua i cavi sono generalmente spessi e pesanti e può essere difficoltoso utilizzarli opportunamente con la sorgente posta alla sommità della struttura portante. Peso e ingombro dei cavi possono rendere incerta la stabilità della struttura portante in quanto gonfiata ad aria. Qualora la sorgente sia posta, quindi, alla base si rende necessario proiettare il fascio luminoso alla sommità e concentrarlo su una superficie riflettente in modo da propagare opportunamente la luce verso l'estemo. La superficie riflettente alla sommità consente di ottimizzare la propagazione della luce con effetti simili a quelli ottenibili con la sorgente posta alla sommità. Per ottimizzare tali effetti occorre che il fascio luminoso sia il più possibile concentrato sulla superficie riflettente posta sulla sommità. La proiezione concentrata del fascio luminoso sulla sommità della struttura viene in questo caso realizzata con l'ausilio di superfici paraboliche e/o lenti poste in prossimità della sorgente luminosa stessa.

Si pone il problema della diffussione della luminosità anche all'interno della struttura portante qualora si desideri che tale struttura sia illuminata. In questo caso la diffusione della luce alfintemo della struttura portante è garantita dall’ applicazione di un piatto in materiale trasparente sulla sommità. Nel caso in cui tale sorgente sia posta entro la base, il piatto trasparente è posto alla base della struttura portante con superfici riflettenti sulla sommità.

Per aumentare l'effetto di diffusione della luminosità sulle pareti della struttura portante garantendo una omogeneità di illuminazione possono essere applicate, sulle superfici interne della struttura portante delle sostanze in grado di riflettere adeguatamente il fascio luminoso.

Sia i ventilatori che la sorgente luminosa possono essere ad alto o basso voltaggio.

Poiché per l'utilizzo di un sistema di illuminazione esterno è preferibile, ai fini della sicurezza, ricorrere ad una alimentazione a basso voltaggio si presentano delle problematiche dovute al fatto che i motori a basso voltaggio sviluppano generalmente una bassa potenza e sono a volte poco affidabili quando usati per lunghi periodi di tempo. L'alto numero di giri richiesti per l'applicazione oggetto del presente brevetto non consentirebbe pertanto il loro costante utilizzo.

Il vantaggio offerto dal sistema di temporizzame l'azione in relazione alle necessità di ripristino della pressione interna della struttura portante permette quindi di farli girare per brevissimi periodi di tempo e quindi di aumentarne l'affidabilità e la durata.

Si allega una tavola illustrante la versione preferita del dispositivo senza peraltro limitare la portata inventiva del dispositivo stesso. Nella FIG.l si mostra una sezione del dispositivo dove si indica con (B) il basamento-contenitore con soprastante struttura gonfiabile (S) supportante una lampada (L). Il basamento (B) contiene una elettroventola (Ev) per il gonfiaggio attraverso i tubi (T) e l’elettrovalvola di gonfiaggio o valvola a membrana (Vg) della struttura (S). Due pressostati (Pi) e (Ps) posti entro la struttura segnalano il limite minimo e il limite massimo della pressione interna alla struttura. Una centralina (C) gestisce il sistema sopradescritto e una valvola (Vs) permette il gonfiaggio manuale o a bocca e lo sgonfiaggio della struttura portante (S). Nella FIG.2 si mostra una sezione del dispositivo che utilizza, come valvola di non ritorno (Vr), il movimento flessibile della sezione di base del cilindro (Sb) al centro della quale si trova il foro (F). Il flusso d'aria prodotto con l'elettroventola (Ev) si immette nel cilindro tramite il tubo (T). La pressione dinamica dell'aria provoca il sollevamento della sezione (Sb) e il passaggio dell'aria all'intemo del cilindro attraverso il foro (F). L'interruzione del flusso d'aria provoca l'abbassamento della sezione (Sb) e il pianale di appoggio del basamento (B) chiude il foro (F).

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Sistema di illuminazione costituito da una struttura portante gonfiabile in tessuto o in materiale plastico avente una o più sorgenti luminose ed inferiormente una base di sostegno caratterizzato dal fatto che detta struttura portante è composta da una camera d'aria a tenuta stagna.
2. Sistema di illuminazione come da rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il gonfiaggio può avvenire elettricamente tramite ventilatori, manualmente tramite pompa manuale o a bocca.
3. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1,2, caratterizzata dal fatto che la struttura portante è dotata di elettrovalvola o valvola unidirezionale che permette l'entrata dell'aria nella struttura portante stessa e il mantenimento della pressione interna una volta gonfiata.
4. Sistema di illuminazione come da rivendicazione 1,2,3 il cui basamento è dotato di una superficie piana o convessa sul quale poggia la sezione di base della struttura portante.
5. Sistema di illuminazione come da rivendicazione 1,2, 3 ,4, la cui struttura portante è dotata, sulla sezione di base, di un foro libero e o-ring di tenuta stagna.
6. Sistema di illuminazione come da rivendicazione 1,2, 3 ,4, 5, caratterizzato dal fatto di essere dotato di un sistema automatico che aziona i ventilatori e apre la valvola di immissione dell'aria ogni qualvolta il valore della pressione interna scende al di sotto di un determinato limite minimo e spegne i ventilatori e chiude la valvola ogni qualvolta tale pressione raggiunge il valore massimo. 7 Sistema di illuminazione come da rivendicazione 1,2, 3 ,4, 5, 6, caratterizzato dal fatto di avere una o più elettrovalvole o valvole a membrana collegate al/ai ventilatori che si aprono nella fase di immissione dell'aria e si chiudono quando la pressione all'interno della struttura portante ha raggiunto il valore desiderato. 8. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2.3.4. 5.6.7, caratterizzata dal fatto che il meccanismo di immissione dell'aria o del suo blocco è consentito da un sistema di sensori posti all'interno della struttura portante che registrano il valore minimo e massimo della pressione e da un circuito logico che fornisce o toglie il consenso all'azione dei ventilatori e della valvola stessa.
7 Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1,2, 3.4.5.6.7.8, caratterizzato dal fatto che la struttura portante può essere realizzata dall'accoppiamento di due superimi: una per la tenuta dell'aria e quella più esterna per la tenuta meccanica. 10. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1,2,3, 4.5.6.7.8.9, caratterizzata dal fatto che il ventilatore e la valvola sono collegati ad un timer che fornisce il consenso al loro funzionamento ogni periodo predeterminato e ad un timer che disciplina il tempo di funzionamento dei ventilatori e determina i tempi di apertura della valvola. 11. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, caratterizzato dal fatto che i ventilatori e la valvola sono collegati a due timer tarabili direttamente dall'operatore in relazione alle necessità. 12. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, caratterizzata dal fatto di poter essere alimentata sia con corrente a voltaggio civile che a basso voltaggio a corrente continua. 13. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, caratterizzata dal fatto di avere il motore di azionamento delle ventole e la sorgente luminosa alimentati a corrente continua e un trasformatore per il collegamento alla rete elettrica civile. 14. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, caratterizzata dal fatto che la sorgente luminosa può essere posta all'esterno o al'interno della struttura portante. 15. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, caratterizzata dal fatto che la sorgente luminosa sia posta alla sommità della struttura portante. 16. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, caratterizzata dal fatto che la sorgente luminosa sia posta alla base della struttura portante e che il fascio luminoso sia proietato sulla sommità della struttura portante tramite parabole e/o lenti contro una superficie rifletente. 17. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, caraterizzata dal fato di avere la struttura portante dotata di una superficie rifletente alla sommità. 18. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, caraterizzata dal fato che nel caso la sorgente luminosa sia posta al'esterno della struttura portante la base e la sommità della struttura portante stessa sono costituiti da un disco di materiale trasparente che permete alla luce di penetrare all'interno della struttura portante stessa. 19. Sistema di illuminazione come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, caraterizzata dal fato che la superficie interna della struttura portante è dotata di una sostanza rifletente la luce che rende omogenea l'illuminazione della struttura portante stessa.