ITRM20070532A1 - Sistema di refrigerazione per casco. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un sistema di refrigerazione per un casco, in particolare ad un sistema disposto di un casco da motociclismo.

L'utilizzo di caschi a protezione della testa è estremamente importante in tutte quelle attività comportanti il concreto pericolo che l'utilizzatore possa subire urti violenti alla testa e le conseguenti lesioni anche molto gravi.

Si pensi in particolare agli utilizzatori di motocicli, i quali utilizzatori non sono alloggiati di una carrozzeria protettiva (come ad esempio avviene negli autoveicoli) e quindi in caso di caduta hanno un'elevata probabilità di impatto violento della testa contro la strada o altri ostacoli; come è ben noto, le conseguenze di simili impatti possono essere estremamente gravi e dunque è assolutamente necessario che gli utilizzatori di motocicli indossino caschi di protezione per ridurre al minimo le conseguenze dell'impatto.

Simili esigenze di protezione sono riscontrate anche da persone coinvolte in altri settori di attività, come ad esempio i piloti automobilistici, gli sciatori, i lavoratori in cantieri edili, i vigili del fuoco, e altri ancora.

L'uso di un casco di protezione pone tuttavia alcuni problemi dal punto di vista del comfort dell'utilizzatore; infatti detto casco, comprendendo un guscio continuo di materiale antiurto avente uno spessore rilevante, presenta inevitabilmente caratteristiche di elevato isolamento termico che non consentono alla testa dell'utilizzatore di venire raffreddata a sufficienza.

All'interno del casco, in particolare nei periodi caldi e nelle giornate assolate, si possono raggiungere condizioni di temperatura e di umidità piuttosto elevate, che vengono continuamente incrementate dalla sudorazione de testa dell'utilizzatore. L'utilizzatore stesso riscontra pertanto una condizione che diventa progressivamente meno confortevole, fino ad essere costretto a togliere il casco per cercare di ripristinare le condizioni iniziali.

Per evitare almeno in parte il problema sopra esposto vengono talvolta usati caschi aperti, privi di visiera e di mentoniera, e quindi in grado di garantire un certo flusso d'aria. Tuttavia questi caschi offrono una protezione minore in caso di urto e pertanto sono sconsigliati nelle condizioni di utilizzo più rischiose.

In alternativa sono previsti sistemi di aerazione comprendenti fessure e forature sulla calotta e relativi condotti che consentono un certo flusso d'aria tra l'ambiente esterno e del casco. Nel caso dei caschi da motociclismo, detto flusso d'aria è forzato all'interno dal casco dalla differenza di velocità tra il veicolo e l'aria ambiente e pertanto la sua entità aumenta all'aumentare della velocità.

La soluzione di tecnica nota sopra citata presenta comunque lo svantaggio che la temperatura all'interno del casco non è controllabile in modo indipendente dalle condizioni al contorno, essendo comunque legata alla temperatura dell'aria esterna ed alla velocità del veicolo. Inoltre la massima entità del flusso d'aria entrante è limitata dalla necessità di ridurre al minimo il numero di dette fessure e forature, in quanto esse potrebbero diminuire la resistenza del casco agli urti. La tecnica nota non consente dunque di assicurare all'utilizzatore effettive condizioni di comfort, ma permette solamente di alleviare parzialmente i sopra descritti inconvenienti legati all'uso di un casco.

Sebbene in linea teorica sarebbe possibile integrare un sistema di refrigerazione completo all'interno di un casco, allo stato attuale della tecnica ciò appare non efficacemente realizzabile a causa del peso che i necessari componenti (pompa, scambiatore di calore, ventola, batteria di alimentazione, etc.) andrebbero ad aggiungere al peso proprio del casco, con conseguente notevole incremento del peso gravante sulla testa dell'utilizzatore; la presenza di tali componenti sul casco può inoltre inficiare l'efficacia della protezione fornita dal casco stesso.

La presente invenzione parte quindi dalla posizione del problema tecnico di fornire un sistema di refrigerazione per un casco.

Come definito nella rivendicazione indipendente 1, ciò è ottenuto fornendo un sistema di refrigerazione per un casco comprendente almeno un elemento refrigerante atto ad essere disposto in detto casco e collegabile a mezzi esterni di alimentazione di detto almeno un elemento refrigerante. Caratteristiche secondarie della presente invenzione sono definite nelle corrispondenti rivendicazioni dipendenti.

La presente invenzione fornisce alcuni rilevanti vantaggi. Il vantaggio principale consiste nel fatto che il sistema di refrigerazione dell’invenzione permette di controllare efficacemente la temperatura all'interno di un casco in modo poco dipendente dalla temperatura esterna.

Un secondo vantaggio consiste nel fatto che il sistema di refrigerazione dell’ invenzione risulta essere confortevole per l'utilizzatore, non appesantisce in modo eccessivo il casco in cui è inserito e non limita i movimenti della testa. Un altro vantaggio consiste nel fatto che il sistema di refrigerazione dell’invenzione è amovibile.

Ancora un altro vantaggio consiste nel fatto che il sistema di refrigerazione dell’invenzione è di semplice ed economica realizzazione.

Ulteriori vantaggi, caratteristiche e le modalità d'impiego della presente invenzione risulteranno evidenti dalla seguente descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione preferite, presentate a scopo esemplificativo e non limitativo. Verrà fatto riferimento alle figure dei disegni allegati, in cui:

la Figura 1A è una vista parzialmente in sezione di un casco comprendente un sistema di refrigerazione secondo la presente invenzione;

la Figura 1B è una vista parzialmente in sezione di un casco comprendente una seconda forma di realizzazione di un sistema di refrigerazione secondo la presente invenzione;

la Figura 2 è una vista prospettica di un motociclista che indossa un casco comprendente un sistema di refrigerazione secondo la presente invenzione; la Figura 3A è una vista prospettica illustrante le modalità di collegamento del casco di Figura 1A a mezzi di scambio termico;

- la Figura 3B è una vista prospettica del casco di Figura 1B; e

la Figura 4 è una vista prospettica di una sacca da usare nel casco di Figura 1B.

La Figura 1A mostra una vista parzialmente in sezione di un casco 1, in particolare per uso motociclistico, comprendente una calotta esterna 2, un guscio protettivo antiurto 3 realizzato preferibilmente in polistirolo espanso ed una visiera 4; detto casco 1 racchiude uno spazio interno 5 atto ad accogliere la testa di un utilizzatore al fine di proteggerla da eventuali urti.

Il casco 1 rappresentato in Figura 1A comprende inoltre un sistema di refrigerazione 10, in particolare comprendente un elemento refrigerante 11 atto ad essere disposto in detto casco 1.

L'elemento refrigerante 11 comprende una tubazione flessibile 12 che forma un elemento a serpentina, il quale è posto al fin temo del casco 1 sostanzialmente in corrispondenza della testa dell'utilizzatore. Come descritto nel seguito, viene inoltre utilizzato un fluido refrigerante raffreddato che è fatto scorrere in detta tubazione 12 a serpentina ed attua la refrigerazione di detto spazio interno 5.

Il sistema di refrigerazione 10 comprende infatti due condotti 13 che permettono il collegamento idraulico tra detto elemento refrigerante 11 e mezzi esterni di alimentazione 40 dell'elemento refrigerante 11 stesso. Un primo condotto 13 consente l'ingresso di detto fluido, mentre un secondo condotto 13 consente l'uscita del fluido.

Con riferimento alla Figura 3A, detti mezzi esterni di alimentazione 40 possono essere disposti in corrispondenza di un'appendice aerodinamica posteriore 51 della tuta 52 (o di un altro indumento adatto, ad esempio un giubbotto) dell'utilizzatore 53, sostanzialmente in corrispondenza della schiena dell 'utilizzatore 53 stesso. I mezzi esterni di alimentazione 40 comprendono una pompa 41 di circolazione di un fluido, celle di Peltier 42 montate su supporti 43, tubazioni 44, una superficie esterna 45 di scambio termico, batterie di alimentazione (non mostrate) di detta pompa 41 e di dette celle di Peltier 42. Le celle di Peltier 42 raffreddano un fluido refrigerante che circola in dette tubazioni 44, cedendo il calore acquisito all'aria tramite detta superficie esterna 45, la quale presenta elementi sostanzialmente piliformi di incremento della superficie utile di scambio.

Parte di detto fluido raffreddato, che in particolare è acqua, può essere inviata a sacche refrigeranti (non mostrate) disposte internamente alla tuta 52 per il raffreddamento del corpo dell'utilizzatore, mentre la rimanente parte di detto fluido è inviata a detto elemento refrigerante 11 attraverso detti condotti di collegamento 13. In tal modo i mezzi esterni di alimentazione 40, raffreddando detto fluido, sono atti a produrre il raffreddamento dell'elemento refrigerante Il e dunque dello spazio interno 5 del casco 1.

Al fine di consentire all'utilizzatore 53 di togliersi il casco 1 e di riporlo separatamente dalla tuta 52, detti condotti di collegamento 13 comprendono mezzi 14 di impegno/disimpegno reversibile con detti mezzi esterni di alimentazione 40, che permettono di attuare l'unione/separazione del circuito idraulico del sistema di refrigerazione 10 e del circuito idraulico dei mezzi esterni di alimentazione 40. Detti mezzi 14 di impegno/disimpegno comprendono in particolare mezzi di sgancio rapido per agevolare e velocizzare l'impegno/disimpegno dei mezzi 14 stessi; inoltre i mezzi 14 di impegno/disimpegno comprendono una valvola di non ritorno per impedire la fuoriuscita del fluido refrigerante dal circuito idraulico del casco 1 a seguito del disimpegno dei mezzi 14.

La libertà di movimento della testa dell'utilizzatore 53 è agevolata dal fatto che detti condotti di collegamento 13 comprendono almeno una porzione flessibile 15 atta a consentire all'elemento refrigerante 11 la possibilità di assumere sostanzialmente qualsiasi angolazione rispetto a detti mezzi 14 di impegno/disimpegno. Ciascuna porzione flessibile 15 può ad esempio comprendere un condotto avvolto sostanzialmente a spirale cilindrica, così da formare una sorta di molla. La ridotta resistenza a flessione di un simile sistema consente all'utilizzatore 53 di muovere liberamente la testa avvertendo un impedimento estremamente limitato dovuto ai condotti di collegamento 13.

L'elemento refrigerante 11 può comprendere, come mostrato in Figura 1A, un elemento a serpentina sostanzialmente alloggiato in detto guscio protettivo 3 di detto casco 1. Il percorso descritto da detto elemento a serpentina, che dipende anche dalle forme dell'interno del casco 1 , è opportunamente scelto per realizzare un raffreddamento efficace della testa dell'utilizzatore 53. In questo caso il casco 1 potrebbe essere prodotto e commercializzato con detto elemento refrigerante 11 già compreso al suo interno, il quale elemento 11 non potrebbe quindi essere successivamente rimosso.

Come mostrato nelle Figure 1B, 3B e 4, detto elemento refrigerante 11 può alternativamente presentare complessivamente una conformazione sostanzialmente a sacca 16, la quale è atta a venire disposta in maniera amovibile internamente al casco 1 ed in particolare ad essere interposta tra detto guscio protettivo antiurto 3 ed una cuffia di comfort 6. In questo caso l'elemento refrigerante Il a forma di sacca 16 può essere applicato o rimosso a seconda della necessità; ad esempio, la sacca 16 potrà essere inserita nel casco 1 durante il periodo estivo, mentre sarà rimossa nel periodo invernale. Ovviamente, detta sacca 16 potrebbe essere disposta anche esternamente a detta cuffia di comfort 6 e quindi a diretto contatto con la testa dell'utilizzatore 53. Come detto, la sacca 16 è disposta del casco 1 in maniera amovibile: ad esempio essa può venire fissata al casco 1 per mezzo di Velcro<®>o di un equivalente sistema per un fissaggio amovibile.

La sacca 16, comprendente al suo interno l'elemento a serpentina, è preferibilmente realizzata in materiale flessibile, plastico o gommoso, ad esempio in polipropilene, e pertanto è in grado di adattarsi alla testa dell'utilizzatore 53. La superficie della sacca 16, tra una porzione di serpentina e l'altra, può inoltre presentare fori passanti 17 per consentire l'evacuazione del vapore acqueo (dovuto al sudore dell'utilizzatore) attraverso apposite aperture realizzate nel guscio protettivo 3 e nella calotta esterna 2.

Il sistema di refrigerazione 10 può inoltre comprendere un sensore che rilevi la temperatura all'intemo del casco 1 e trasmetta tale misura ad un'unità di controllo di detti mezzi esterni di alimentazione 40, al fine di consentire una regolazione automatica della temperatura nello spazio interno 5 di detto casco 1.

tecnico del ramo apprezzerà che all'invenzione sopra descritta è possibile apportare numerose varianti. Ad esempio, invece che un unico elemento refrigerante 11 comprendente un unico elemento a serpentina, gli elementi refrigeranti 11 potrebbero essere più di uno e venire disposti in differenti regioni del casco 1; il flusso di fluido in ciascuno degli elementi refrigeranti 11 potrebbe essere regolato da un'unità centrale di controllo. In questo caso tutti gli elementi refrigeranti 11 possono essere alimentati da un unico condotto di collegamento 13, oppure ciascun elemento refrigerante 11 può essere collegabile a detti mezzi esterni di alimentazione 40 per mezzo di condotti di collegamento 13 dedicati all'elemento 11 stesso.

Alternativamente, ciascuno di detti elementi refrigeranti 11 può comprendere una pluralità di elementi a serpentina che realizzino percorsi differenti e quindi raffreddino in modo differenziato la testa dell'utilizzatore. Inoltre detti condotti di collegamento 13 potrebbero in effetti essere sostituiti da un solo condotto diviso da un setto per l'intera sua lunghezza, in modo tale che di esso ci sia un percorso di ingresso per il fluido ed un percorso di uscita; detto condotto sarebbe sdoppiato in due tubi distinti all'interno del casco 1.

Si noti infine che detto almeno un elemento refrigerante 11 può prevedere un sistema di circolazione del fluido refrigerante che non comprenda una serpentina ma ricorra ad altri sistemi, come ad esempio una plura di cana o di microcanali.

Le modalità di impiego della presente invenzione prevedono che un utilizzatore 53, vestito di una tuta 52 fornita di mezzi esterni di alimentazione 40 simili a quelli precedentemente descritti, indossi il casco 1 e connetta il circuito idraulico del casco 1 con il circuito idraulico dei mezzi esterni di alimentazione 40 grazie ai mezzi di impegno reversibile 14. L'azionamento dei mezzi esterni di alimentazione 40 fa sì che il fluido raffreddato sia fatto circolare anche all'interno dell'elemento refrigerante Il e quindi raffreddi detto spazio interno 5 e la testa dell'utilizzatore 53. Grazie alla presenza delle porzioni flessibili 15, l'utilizzatore 53 può muovere liberamente la testa mentre indossa il casco 1 senza essere limitato dalla presenza dei condotti di collegamento 13.

Quando vuole togliere il casco 1, l'utilizzatore 53 deve agire sui mezzi di disimpegno 14 per separare i due circuiti idraulici sopra indicati e quindi sfilare il casco 1 come di consueto. La presenza di valvole di non ritorno in corrispondenza di detti mezzi 14 impedisce la fuoriuscita del fluido refrigerante contenuto nel circuito idraulico del casco 1; il casco 1 è quindi già pronto ad un nuovo utilizzo. Si noti che il peso aggiuntivo dovuto al sistema di refrigerazione 10 è piuttosto limitato, in quanto è dovuto essenzialmente al peso a vuoto dell'elemento refrigerante 11 (che essendo realizzato in materia plastica o gommosa è alquanto contenuto) ed al peso del fluido refrigerante in esso contenuto, la cui quantità può essere limitata prevedendo una tubazione 12 di piccolo diametro all'interno della quale il fluido scorra con velocità elevata. Ciò è evidentemente vantaggioso rispetto ad una soluzione che prevedesse di installare direttamente nel casco l'intero sistema di refrigerazione. Inoltre, la semplice aggiunta di una sacca flessibile 16 ad un casco 1 di tecnica nota non inficia in alcun modo l'efficacia della protezione dagli urti offerta dal casco 1 stesso.

Nella presente descrizione dell'invenzione si è fatto riferimento in particolare ad un casco da motociclismo. Il tecnico del ramo apprezzerà comunque che i principi alla base della presente invenzione possono essere similmente applicati anche a caschi per altre attività, come ad esempio automobilismo, ciclismo, discipline sciistiche, attività lavorative pericolose.

La presente invenzione è stata fin qui descritta con riferimento a sue forme preferite di realizzazione. È da intendersi che possano esistere altre forme di realizzazione che afferiscono al medesimo nucleo inventivo, tutte rientranti nell' ambito di protezione delle rivendicazioni qui di seguito esposte.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) comprendente almeno un elemento refrigerante (11) atto ad essere disposto in detto casco (1), caratterizzato dal fatto di essere collegabile a mezzi esterni di alimentazione (40) di detto almeno un elemento refrigerante (11).
2. 2. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione precedente, comprendente inoltre uno o più condotti di collegamento (13) tra detto almeno un elemento refrigerante (11) e detti mezzi esterni di alimentazione (40).
3. 3. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui viene utilizzato un fluido refrigerante raffreddato da detti mezzi di alimentazione (40) ed inviato a detto almeno un elemento refrigerante (11) attraverso detti uno o più condotti di collegamento (13).
4. 4. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto fluido refrigerante è acqua.
5. 5. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un elemento refrigerante comprende uno o più elementi a serpentina (11).
6. 6. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti uno o più condotti di collegamento (13) comprendono mezzi di impegno/disimpegno (14) reversibile con detti mezzi esterni di alimentazione (40).
7. 7. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di impegno/disimpegno (14) comprendono mezzi di sgancio rapido.
8. 8. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione 6 o 7, in cui detti mezzi di impegno/disimpegno (14) comprendono una valvola di non ritorno.
9. 9. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti uno o più condotti di collegamento (13) comprendono almeno una porzione flessibile (15).
10. 10. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta almeno una porzione flessibile (15) comprende un condotto avvolto sostanzialmente a spirale cilindrica.
11. 11. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un sensore di temperatura.
12. 12. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un elemento refrigerante (11) presenta complessivamente una conformazione a sacca (16) atta a venir disposta in maniera amovibile internamente a detto casco (1).
13. 13. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detta sacca (16) è realizzata in materiale flessibile.
14. 14. Sistema di refrigerazione (10) per un casco (1) secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui detta sacca (16) presenta fori passanti (17).
15. 15. Casco (1) comprendente un sistema di refrigerazione (10) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
16. 16. Casco (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detto almeno un elemento refrigerante (11) è internamente interposto tra un guscio protettivo antiurto (3) ed una cuffia di comfort (6).