WO2005046540A1 - Coussin thermique et dispositif comprenant un tel coussin - Google Patents

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WO2005046540A1
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thermal
cushion
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thermal material
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Guy Jouhannet
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Normand, Jacques
Bossut, Philippe
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    • A61F2007/0268—Compresses or poultices for effecting heating or cooling having a plurality of compartments being filled with a heat carrier

Definitions

  • Thermal cushion and device comprising such a cushion.
  • the invention relates to heat pads and their use.
  • an inert and flexible substrate eg, fibers or fabric
  • An inert and flexible substrate eg, fibers or fabric
  • An inert and flexible substrate eg, fibers or fabric
  • several gel layers of very small thickness are superimposed (a few millimeters only) and a flexible and inert film is interposed between the gel layers.
  • This known cushion has the disadvantage of being difficult and expensive construction, its performance is low and its applications are limited.
  • the cryogenic substance of the cushion consists of pieces of gel of particular constitution, having an elasticity comparable to that of rubber and not sticking to each other at the temperature of cold production. The movement of the gel pieces relative to each other in the cushion gives it the desired flexibility.
  • WO 97/11657 discloses cellular panels formed of a grid of cells filled with a thermal agent. Between the cells, the panel has rectilinear areas with a low rupture limit, which allow it to be divided at will (by shear or traction) into heat cushions of predetermined dimensions depending on the applications for which these cushions are intended. In these honeycomb panels, the interstices are the cause of several disadvantages.
  • thermal cushions comprising a network of compartments containing a thermal material and interconnected by flexible membranes are described.
  • the network of compartments is enclosed in a flexible envelope forming, with the wall of the compartments, an enclosure which is filled with a thermal fluid.
  • These known heat cushions have poor flexibility and are poorly suited to deformation, mainly when the thermal fluid of the envelope is a liquid or a solid material in the form of particles. They are therefore poorly suited to uniform application on a human or animal limb.
  • the object of the invention is to overcome the above-mentioned disadvantages of known heat pads and to meet the needs of potential users (especially in hospitals) by providing a thermal cushion.
  • of new design which combines excellent flexibility / elasticity, is able to adapt perfectly even on moving forms, with a high calorific value and durable at substantially constant temperature, whose action is homogeneous (especially when it is used on a part of the human body), the thickness of which can be maintained substantially constant during use, the dimensions and shape of which are substantially unlimited, which can undergo significant pressure variations without being deformed, and which, thanks to the properties listed above, can adapt to multiple uses, including hospital, without requiring significant manipulation.
  • the invention relates to a thermal cushion comprising a network of blocks connected by joints and separated by interstices, said blocks comprising a thermal material and said interstices are filled, at least partially, with a deformable thermal material, said thermal pad characterized in that the joints are selected from - the elastic solid bodies, which are attached to the blocks and then constitute at least a part of the deformable thermal material aforesaid; the elastic membranes, which are fixed to the blocks and put under tension so as to compress a deformable body, present in the interstices, said deformable body then constituting at least a part of the deformable thermal material; and - the joints, which are permeable to a fluid present in the interstices, said fluid then constituting at least a part of the deformable thermal material.
  • the thermal pad according to the invention is intended to be brought into contact with a material body, with the aim of influencing the heat exchanges of this body with the ambient environment.
  • body must be taken in a general acceptance, designating a material object. It denotes indifferently a solid body, a liquid body or a gaseous body. In the case of a solid body, it may for example comprise the surface of a solid object or part of the anatomy of an animal or a human being. In the case of a liquid body, it may comprise the surface of a sheet or a liquid bath. In this application of the invention, the cushion may for example serve as a bulkhead between two separate liquids or between a liquid and a surrounding atmosphere, for example the atmosphere.
  • the cushion according to the invention can for example form a screen between two distinct atmospheres, for example a hot atmosphere (the atmosphere of an industrial furnace) and a moderate temperature atmosphere.
  • a hot atmosphere the atmosphere of an industrial furnace
  • a moderate temperature atmosphere the atmosphere of an industrial furnace
  • a liquid or gaseous body it may optionally be enclosed in a sealed envelope, for example a flexible membrane.
  • the ambient medium may be a gaseous medium or a liquid medium.
  • a gaseous medium it may be for example atmospheric air, the atmosphere of a heated room, the atmosphere of a refrigerated room (for example a refrigerating chamber) or the atmosphere of a room. industrial oven (non-exhaustive list).
  • the ambient medium is a liquid medium, it may for example be water or an industrial chemical bath.
  • the expression "normal use temperature” denotes the temperature of the thermal material of the blocks and / or interstices, at the moment of use of the cushion.
  • the word “cushion” refers very generally to any solid and flexible element intended to be brought into contact with the body (as defined above) so as to at least partially cover it or totally enclose it. or partially.
  • the thermal pad according to the invention can therefore be shaped in a very different way according to the use for which it is intended.
  • the thermal cushion according to the invention is a cushion which, when it is brought into contact with a body (according to the definition given above), at the normal temperature of use, generates a transfer of heat between said cushion and said body. or contributes to maintaining the temperature of said body substantially constant.
  • the thermal pad according to the invention is designated “heat pad” or “cryogenic cushion” when its normal temperature of use is different from that of the body with which it is put in contact, so that heat transfer takes place between said cushion and said body.
  • heat pad or "cryogenic cushion” when its normal temperature of use is different from that of the body with which it is put in contact, so that heat transfer takes place between said cushion and said body.
  • cryogenic cushion When the heat transfer occurs naturally in the direction of the body to the thermal pad, it is a cryogenic cushion.
  • the thermal pad according to the invention is a heat pad.
  • the thermal pad according to the invention is designated "isothermal cushion" when its normal temperature of use is substantially equal to that of the body with which it is brought into contact, so that there is no heat transfer between said body and the thermal pad.
  • An isothermal cushion according to the invention therefore exerts the technical function of a heat insulator, preventing heat transfer between the body and the environment.
  • the thermal pad according to the invention comprises a network of blocks, between which are formed interstices.
  • the interstices generally communicate with each other.
  • each block of the cushion is a solid element.
  • the shape of the blocks of the cushion according to the invention will be detailed later.
  • the blocks are assembled in a network. They are also spaced apart so as to form between them a network of interstices.
  • the cushion according to the invention thus comprises an interlacing of interstices in an interlacing of blocks.
  • the block network generally comprises a single layer or stratum of blocks, although a network formed of several layers of superimposed blocks is not excluded from the invention.
  • the blocks of the network are articulated with each other. In other words, the blocks of the network are interconnected by joints. Details about the joints will be provided later.
  • the shape and the dimensions of the blocks, the shape and the dimensions of the interstices and the choice of the articulations are adapted so that the network of blocks forms a solid structure, deformable by bending and / or torsion and / or rotation around multiple axes distributed in a three - dimensional space.
  • the blocks and the interstices contain a thermal material.
  • the thermal material will be explained later.
  • the shape of the blocks depends on the use of the cushion and is not critical for the definition of the invention.
  • the blocks may for example have a spherical, hemispherical, ovoid, annular, lenticular, conical, frustoconical or polyhedral shape.
  • the blocks may have flat faces, bent or left, for example helical or include an assembly of flat faces and curved or left faces.
  • each block is formed of two pyramid trunks joined along their large base, for example two truncated triangular pyramid, trapezoidal, square or octagonal.
  • the blocks are advantageously articulated in the geometric plane of the aforesaid large base of the two truncated pyramids.
  • the interstices formed between the blocks have the function of allowing a movement of these blocks around the joints that bind them.
  • the shape of the interstices will depend on various parameters, such as the type of deformations desired for the block network (uniaxial, biaxial or triaxial bending, torsion, extension, or combination of two or more of these types of deformations), amplitude deformations, the shape and dimensions of the blocks, the joints used and the arrangement of these joints between the blocks.
  • the blocks comprise a thermal material.
  • the thermal material of the blocks confers its thermal properties on the thermal cushion according to the invention.
  • the thermal material of the blocks is selected from those which, brought to the normal temperature of use and then subjected to cooling, release a large amount of heat.
  • the thermal material of the blocks is selected from those which, brought to the normal temperature of use and then subjected to heating, capture a large amount of heat.
  • the thermal material of the blocks is selected from those which oppose the heat transfer or which, brought to the normal temperature of use, then require a significant input of heat to change its temperature.
  • Thermal materials having, at the normal temperature of use, a high specific heat are generally suitable for the three types of cushions according to the invention. These thermal materials are those known and used in the art for their property of accumulating large amounts of heat and which find particular applications as heat accumulators.
  • the blocks can be entirely constituted by the thermal material which is then necessarily solid at the normal temperature of use, as well as in the normal conditions of handling of the thermal pad.
  • the blocks may, in addition to the thermal material, comprise another material, which does not, by itself, the function of the thermal material as defined above.
  • the thermal material can be identical for all the blocks or be different according to the blocks.
  • each block can comprise a single thermal material or a mixture of two or more thermal materials.
  • thermal material refers to either a single thermal material or a mixture of separate thermal materials.
  • the blocks comprise cells inside which the thermal material is arranged.
  • This embodiment of the thermal pad according to the invention is especially well suited to the case where the thermal material of the blocks is not solid at the normal temperature of use or in the normal conditions of handling of the thermal pad.
  • the outer shape of the cells must comply with the form requirements explained above with respect to the blocks. The choice of the material of the cells is conditioned by the need, for said cells, to be chemically inert with respect to the thermal material they contain and vis-à-vis the chemical and thermal environment during their use normal.
  • the cells must also have mechanical properties compatible with the mechanical stresses to which the cushion is normally subjected to the normal temperature of use or during handling and be substantially indeformable (they must be of a rigid or semi-rigid material and of adapted form).
  • each cell may be completely isolated from neighboring cells or, alternatively, the cells may communicate with each other, to allow the fluid content of said cells to flow between them.
  • the thermal material of the cushion is liquid or gaseous
  • the wall of the cells is generally impermeable to liquids or gases. Plastics are generally well suited for building cells.
  • Useful plastics include polyolefins, particularly polymers and copolymers of ethylene and propylene, chlorinated polymers, particularly polymers and copolymers of vinyl chloride and vinylidene chloride, styrene-ethylene-butyl- styrene and polyurethane.
  • Polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride and styrene-ethylene-butyl-styrene copolymers are suitable for most applications.
  • the cells may also be made of metal, for example by stamping sheets of metal or malleable alloy such as aluminum and aluminum alloys.
  • the cells or some of them are formed of composite materials: one part of the cell is made of one material and another part of the cell is made of another material.
  • part of the cell network is made of one material and another part of the cell network is made of another material. Any known method of shaping can be used to fabricate the cell array. The processes by molding, stamping, extrusion, injection, are well suited.
  • an embossed sheet of plastics material or metal is formed, which thus has an array of cells or semi-cells. Another sheet is then glued or welded onto the embossed sheet so as to seal the cells of the embossed sheet and to form the cells.
  • This other sheet may be a plain sheet or an embossed sheet.
  • the thermal material of the blocks comprises a substance that undergoes a change of state at the normal temperature of use.
  • the term "change of state" is considered in its general acceptance and refers to any physical and / or chemical change in the substance occurring at a substantially constant temperature and characterized by heat. latent state change.
  • the change of state may notably include the melting of a solid, the solidification of a liquid, the vaporization of a liquid, the condensation of a gas, the total or partial hydration of a salt, total or partial dehydration of a salt, crystallization of an amorphous solid or recrystallization of an allotropic form of a crystal into another allotropic form.
  • the thermal material of the blocks may consist exclusively of said substance which undergoes a change of state at the normal temperature of use.
  • the thermal material of the blocks may further contain other substances or materials which do not undergo a change of state at the normal temperature of use.
  • the invention does not exclude the case where only a part of the thermal matter of the blocks undergoes a change of state (in this case, when is composed of a mixture of several chemical compounds of which only one undergoes a change of state at the normal temperature of use or when incorporating an additional material which does not participate in the thermal function of the thermal cushion, for example a magnet) .
  • the change of state undergone by the thermal material of the blocks at the normal temperature of use corresponds to a heat absorption by said material in the case of a cryogenic cushion and to a heat transfer in the case of a heat pad.
  • the change of state undergone by the thermal material of the blocks at the normal temperature of use corresponds to a heat absorption by said thermal material when said normal temperature of use (which is also that the body to which the cushion is intended) is less than that of the environment.
  • the change of state corresponds to a heat transfer by the thermal material, when the normal temperature of use is higher than that of the ambient environment.
  • the state of the thermal material of the blocks should be appropriately selected.
  • the cushion In the case where the cushion is used as a cryogenic cushion, it is necessary first to bring the thermal material of the blocks into a state which, at the normal temperature of use, will undergo a change of state corresponding to a heat absorption (for example the melting of a solid or the vaporization of a liquid). In the case where the cushion is used as a heat pad, it is necessary first to bring the thermal material of the blocks into a state which, at the normal temperature of use will undergo a change of state corresponding to a production of heat (for example the solidification or crystallization of a liquid or the condensation of a gas).
  • a heat absorption for example the melting of a solid or the vaporization of a liquid
  • a production of heat for example the solidification or crystallization of a liquid or the condensation of a gas.
  • the cushion in an environment whose temperature is higher than the normal temperature of use, it is necessary to first bring the thermal material of the blocks into a state which, at the normal temperature of use will undergo a change of state corresponding to a heat absorption (for example the melting of a solid or the vaporization of a liquid).
  • a heat absorption for example the melting of a solid or the vaporization of a liquid.
  • the cushion is used as an isothermal cushion, in an environment whose temperature is lower than the normal temperature of use, it is necessary to first bring the thermal matter of the cells into a state which, at the normal temperature of use will undergo a change of state corresponding to a production of heat (for example the solidification or the crystallization of a liquid or the condensation of a gas.) All other things being equal, in the In the preferred embodiment just described, the best results are obtained with thermal materials which, at the normal temperature of use, have latent heat of high state change.
  • the thermal material of the blocks, undergoing a change of state at the normal temperature of use can be described as a pure body.
  • the choice of the thermal material of the blocks is conditioned by the normal temperature of use of the cushion. This is itself conditioned by the application for which the thermal pad is intended.
  • Water and aqueous solutions are generally well suited in the particular case of a cryogenic cushion for therapeutic applications. Pure water is suitable for applications where the normal temperature of use of the cushion is approximately 273 K (0 ° C). For applications where the normal temperature of use is less than 273 K, aqueous solutions are recommended in which the dissolved body and its concentration are selected according to the normal temperature of use of the cryogenic cushion.
  • the dissolved body It is recommended to select the dissolved body and its concentration so as to avoid a partial or total precipitation of said dissolved body at the normal temperature of use of the cushion.
  • the dissolved bodies include sodium chloride, calcium chloride, sodium carbonate, propylene glycol, glycerin, ethyl alcohol and propyl alcohol.
  • the thermal material of the blocks constitutes the main active element of the cushion and confers on it its thermal properties (cryogenic, calorific or isothermal properties, depending on its destination).
  • the thermal matter of the interstices serves to increase the effectiveness of the cushion, increasing its active surface and its active volume.
  • the thermal material of the interstices must have thermal properties similar to those stated above for the thermal material of the blocks. Its thermal properties must therefore be adapted to the destination of the cushion, the normal temperature of use thereof, the body temperature at which the cushion is intended and at room temperature.
  • the thermal material of the interstices comprises an elastic solid body.
  • the thermal material of the interstices comprises a fluid.
  • the fluid may comprise a liquid, a gas, a gel (or viscous fluid) or a solid in the form of loose particles (for example a powder).
  • the interstices must be closed to retain the thermal material. The shutter member used must not hinder the movement of the blocks on their joints.
  • the interstices can be filled partially or completely by the thermal material. It is preferred that interstices of the network of blocks are filled completely with the thermal material.
  • substances capable of reflecting infrared radiation or ultraviolet radiation may optionally be incorporated into the thermal materials of the blocks and interstices and / or, where appropriate, to the membranes or envelopes. Examples of such reflective substances include aluminum powders.
  • substances capable of absorbing infrared radiation for example carbon powder, may be incorporated in the thermal materials and / or, where appropriate, in the membranes or envelopes.
  • the interstices between the blocks can be opened.
  • This embodiment of the invention is suitable when the deformable thermal material of the interstices is a deformable solid (for example a foam) at the normal temperature of use and under normal conditions of handling of the thermal pad.
  • the interstices between the blocks can be closed by a closure member. This alternative is necessary in the case where the thermal material of the interstices is a fluid (as defined above) under the normal conditions of use and handling of the thermal pad. It is also suitable in the case where the thermal material of the interstices is a deformable solid body. As stated above, should choose a shutter member that does not hinder the movement of articulated blocks.
  • the thermal pad according to the invention is particularized by the design of the joints of the blocks. It is particularly particularized by an original selection of said joints, related to a selection of the thermal material of the interstices, so that the block network can undergo deformations in the three directions of space, by bending, twisting and rotation.
  • the joints of the blocks comprise elastic solid bodies, which are attached to the blocks and which then constitute at least a part of the thermal material of the interstices. Information concerning the elastic solid body has been communicated above.
  • the attachment of the elastic solid body blocks can be achieved by any suitable means, for example by gluing, welding or by means of screws or dowels (non-exhaustive list).
  • the joints of the blocks comprise elastic membranes, which are fixed to the blocks and which are tensioned so as to compress a deformable body, present in the interstices, said deformable body constituting then at least a part of the deformable thermal material.
  • the deformable body may be an elastic solid body or a fluid. In the case of a fluid, it may be an incompressible fluid or a compressible fluid. Information about Elastic solid bodies and fluids have been communicated above.
  • each interstice may be covered with an individual membrane. The membranes are then appropriately attached to the blocks to allow them to be energized. Any suitable means can be implemented, for example gluing or welding. The fixing of the membranes to the blocks must be tight, when the thermal material of the interstices is fluid (gas or liquid).
  • a resilient and impervious sheet covers at least part or all of the block network and then replaces the individual membranes closing the interstices.
  • the block network is enclosed in a tight and elastic envelope.
  • the casing may be suitably fixed to the blocks to seal the interstices in a sealed manner when the thermal material of the interstices is fluid (gas or liquid).
  • the envelope can indifferently be fixed to all the blocks of the network of blocks, to some of these (and not to others ) or not attached to any block.
  • Fixing the envelope to the blocks can be obtained by any appropriate means. Suitable means include gluing and welding.
  • the envelope can be simple or made of a complex film or have several layers related to each other or not. It can be of composition distinct according to the face. It may include treatments and additives that confer specific active properties according to use. It may include inlet / outlet pipes for the introduction or circulation of the thermal material of the interstices, when it is fluid.
  • the interstices between the blocks contain a fluid and the joints are permeable to said fluid.
  • the fluid may comprise a liquid, a gas, a gel or a solid in the form of loose particles (for example a powder) and it constitutes at least a part of the thermal material deformable interstices.
  • Information concerning the fluid of the interstices has been communicated above.
  • the selection of the joints will depend on the state of the fluid present in the interstices.
  • Said articulations may for example comprise flexible (possibly elastic) membranes, porous to gases or liquids, flexible and perforated partitions, lattices, hinges having perforations or any other articulation that may not hinder free flow of the fluid present. in the interstices.
  • the cushion according to the invention can combine several types of joints, for example elastic solid bodies attached to the blocks, pivots and membranes.
  • the blocks of the network can be connected to each other by tenons rigid, whose mechanical resistance to bending is weak and controlled.
  • the rigid tenons serve to impart rigidity to the cushion to facilitate its handling and they break when the cushion is applied to the body and deforms.
  • the thermal pad according to the invention has the advantageous property of combining excellent storage and heat exchange properties and excellent flexibility / elasticity which makes it immediately adaptable to the shape of a material body on which it is formed. applies, so that it marries perfectly the shape of the body and then ensures a homogeneous regulation of temperature or heat exchange over the entire covered surface of said body.
  • the thickness thereof Due to the design and structure of the thermal pad according to the invention, the thickness thereof has no effect on its flexibility and its ability to deform. In other words, the invention makes it possible to adapt the thickness of the cushion to the desired thermal properties (to its thermal capacity), without impairing its flexibility or its ability to easily adapt to bodies of various shapes.
  • the network of blocks carries, on at least part of its surface, an elastic and watertight envelope, generally provided with an intake and exhaust device. a fluid (for example a gas).
  • the envelope is intended to be placed in contact with the above-mentioned material body, with which heat exchange must take place.
  • the block network can be shaped into a single layer.
  • the block network may be formed of a superposition of several layers.
  • the stratum or the laminated assembly may advantageously be sandwiched between two elastic and leaktight envelopes, generally each provided with an inlet device and exhaust of a fluid (for example a gas).
  • a fluid for example a gas
  • one of the envelopes then serves, by resting on a suitable support (for example a bandage or a shell), to apply the thermal pad on the body with a defined pressure.
  • the other envelope serves to regulate the heat transfer between the thermal materials and the body, as explained above.
  • the thermal pad according to the invention has multiple applications. It finds particular use as an isothermal cushion (or thermostat) to maintain the temperature of containers such as bottles or thermostatic flasks. Such use of the thermal pad according to the invention finds applications in the industry for the maintenance of chemicals at predetermined temperatures, as well as in the food sector for heating, cooling or maintaining the temperature of enclosures containing foodstuffs.
  • the thermal pad according to the invention also finds applications as a cushion cryogenic, especially in the chemical or pharmaceutical industry for the maintenance of chemicals at low temperatures, as well as in the food industry to preserve food preservation. Because of its moldability and deformability, the thermal pad is particularly suitable for welfare-related applications in the form of articles of clothing and various body care items (eg compresses, masks, massage tools).
  • the thermal pad according to the invention is especially adapted to medical, paramedical and sports applications, especially in thermal regulation and cryotherapy.
  • Cryotherapy is a medical technique that is widely used, especially to relieve pain (for example headaches, migraines, toothache, muscle pain or inflammatory pain), to facilitate the resorption of bruises or dandruff. edema and healing of accidental or surgical wounds.
  • the invention therefore also relates to a device comprising a heat cushion according to the invention, for the therapeutic treatment of the human or animal body.
  • the cushion and its network of blocks are shaped according to the mode of treatment or according to the part of the human body or the animal body for which said device is intended.
  • the cushion is housed in inside a rigid shell.
  • the shell is normally shaped according to the part of the human or animal body on which the cushion is to be applied. It has for example the shape of an elbow, a knee, a finger, a foot or a skull.
  • the shell may be formed of two or more articulated elements, to facilitate its implementation on the human or animal body. This embodiment of the device according to the invention is especially indicated when the device is intended to be applied to the head of a person or an animal.
  • an elastic and tight envelope is interposed between the shell and the network of blocks of the cushion and this envelope is generally provided with an intake and exhaust device.
  • a fluid a fluid.
  • This variant of the invention achieves a homogeneous application of the thermal pad on the human and animal body. It also makes it possible to apply the thermal cushion to the human or animal body with a defined pressure, regulated by the pressure of the fluid admitted into the envelope.
  • a panel is hinged to the shell and dimensioned so that it can form, with the shell, a sealed chamber containing the thermal pad.
  • the heat cushion and the shell form an integral part of a hermetic box used for handling the device. Using a panel suitably isolated, the device thus designed allows to maintain predetermined thermal properties. In this way, the device is especially well suited for use in an emergency, outside a hospital center, for example on public roads.
  • the shell and the hinged panel may be provided with a medical instrumentation, comprising for example thermometers or tensiometers. It can also be provided with a self-contained device for generating heat or cold during the handling of the device, including its transport or storage.
  • the invention also relates to a thermal wall, comprising an accumulation of thermal pads according to the invention, between two partitions or between a partition and a body.
  • the thermal wall may be a heat wall, a cryogenic wall or an isostatic wall, depending on whether the heat cushions accumulated between its two walls are heat pads, cryogenic cushions or isostatic cushions.
  • the thermal wall according to the invention may for example constitute the wall of a thermos.
  • thermal pads are preferably used in which the block network is arranged in a casing filled with a deformable thermal material. At least a portion of the thermal material of the envelope may comprise the thermal material of the interstices.
  • Figure 1 is a schematic view, in cross section, of a particular embodiment of the thermal pad according to the invention
  • Figure 2 shows in perspective, partially cut away, a detail of the heat cushion of Figure 1
  • Figure 3 shows in perspective a detail of Figure 2.
  • Figure 4 shows, in horizontal section, another embodiment of the thermal pad according to the invention
  • Figure 5 shows the heat cushion of Figure 4, in vertical section
  • Figure 6 shows in perspective a particular embodiment of the device according to the invention
  • Figure 7 is a side view, partially cut away, of another embodiment of the device according to the invention
  • Figure 8 is a rear view of the device of Figure 7
  • Figure 9 is a diagram, in cross section, of a third embodiment of the device according to the invention
  • Figure 10 shows in vertical cross section a thermal wall according to the invention
  • FIG. 11 shows a heat cushion according to the invention, usable in the thermal wall of FIG. 10
  • Figure 12 shows another thermal pad according to the invention, usable in the thermal wall of Figure 10.
  • the figures are not drawn to scale. Generally, the same reference numbers designate the same elements.
  • the thermal pad shown in FIGS. 1 and 2 comprises an array of blocks 1 formed of hollow cells.
  • the blocks or cells 1 are in the form of square-based prisms.
  • Each cell 1 is formed of two truncated pyramids 3 and 4, connected along their large square base. The lateral edges of the two pyramid trunks are chamfered (2).
  • the network of cells 1 is formed by the assembly of two embossed sheets 5 of flexible polymeric material (for example plasticized polyvinyl chloride or styrene-ylene-butyl-styrene copolymer) previously stamped and welded to one another. other along tabs 6 between the cells (an embossed sheet 5 is shown in Figure 3).
  • the tongues 6 are flexible and elastic and they serve as articulations between the cells 1. They are pierced with openings 9 whose function will appear further. By folding or twisting the assembly of the sheets 5, it is thus possible to adopt complex profiles to the cell cushion, to adapt it to a suitable body, for example a part of the human or animal anatomy.
  • the thermal cushion of Figures 1 to 3 is a cryogenic cushion for cryotherapy.
  • the cells 1 are filled with a suitable thermal material, a definition of which has been given above.
  • the thermal material is advantageously an aqueous solution whose freezing is congruent and takes place at a temperature corresponding to the temperature at which the cushion is intended (normal temperature of use).
  • the aqueous solution can be replaced by distilled or mineralized water.
  • the gaps 8 delimited between the cells 1 and the tongues 6 are filled with a deformable thermal material 10 (shown in FIG. 1 only).
  • the thermal material 10 shown in FIG. 1 is an elastic solid body, for example an elastomer mass or a polymeric foam. It is preferably chosen so as to have a high specific heat at the normal temperature of use.
  • a flexible and elastic envelope 7 surrounds the network of cells 1 and interstices 8.
  • the elastic envelope 7 is for example a film of styrene-ethylene-butyl-styrene copolymer.
  • the thermal pad is removed from the refrigerating cabinet at the time of its use and can be applied immediately to a part of the human body that is desired to undergo a cryogenic therapy, for example a hand, head or arm. Thanks to the flexibility of the envelope 7 and the tongues 6 and the elasticity of the thermal material 10 contained in the interstices 8, the cushion is deformed and adapts perfectly to the morphology of the human body.
  • the elastic envelope 7 is welded to the cells 1 and energized, so that the elastic solid body 10 of the interstices 8 is maintained in a state of elastic compression 8.
  • a compress can be interposed between the thermal pad and the anatomical part of the human body. Any compress usually used in medical therapy is suitable. It can for example include a gauze. After placing the thermal pad on the compress, it is firmly attached to the treated part of the body, by means of a bandage (adhesive or other), so that by deforming, it perfectly fits the whole treated part of the body .
  • the cushion may itself be provided with repositionable medical adhesive parts.
  • the bandage is superfluous.
  • a second heat cushion on the first heat cushion.
  • the first thermal pad the one that is applied directly to the human body (or the pad)
  • the second thermal pad can act as a thermal insulator. It can in particular act as an insulating bandage for fixing and / or compression. It can be equipped with an inflatable pocket for optimal application on concave bodies.
  • the cushion can integrate into a single article the thermal function, the function of insulating bandage and include the compress discussed above, which is interposed between the thermal pad and the body part of the body human.
  • the tongues 6 are pierced with openings 9 (the function of which will appear below) and the thermal material 10 of the interstices 8 is in the liquid or gel state. the normal temperature of use.
  • the casing 7 is fixed to the cells 1, so as to seal the interstices 8.
  • the openings 9 have the function of allowing a circulation of the fluid thermal material in the interstice network 8, when the cushion is deformed.
  • the structure of the thermal pad can optionally be used by fluid circulation in interstices and / or cells (communicating by filling / circulation channels).
  • Thermogenic / cryogenic mixing reactions can be used to initiate the thermal function autonomously or to extend the duration of action without the need to remove the pad for refilling.
  • the cushion may include temperature control and regulation elements.
  • the cushion comprises an array of cells 1 between which is interposed a network of an elastic solid mass 10.
  • the solid elastic mass 10 is an elastomer mass or a polymer resin foam.
  • the elastic network 10 is fixed to the network of cells 1 by gluing or welding. The elastic network 10 thus serves as an articulation between the cells 1.
  • the device comprises a thermal cushion generally designated by the reference numeral 11.
  • the thermal cushion comprises, as explained above, an array of blocks 1 and interstices 8, containing appropriate thermal materials.
  • the thermal pad 11 is attached to a bandage 12, intended to attach to the arm of a person.
  • a rectangular opening 13 is enclosed in the network of blocks 8. The opening 13 serves to give access to a defined area of the arm, to subject it to an appropriate therapeutic treatment (for example to treat a wound, a contusion or a other local affection).
  • the opening 13 can be used to apply a dressing on the arm.
  • thermal pad 11 of the device of FIG. 6 may, for example, be a cryogenic cushion, designed to put the hypothermically treated arm while subjecting the accessible zone in the opening 13 to a suitable therapeutic treatment.
  • the device of Figure 6 can obviously be adapted to the treatment of a member of the body of an animal, for example a leg of a horse.
  • Figures 7 and 8 show a device according to the invention for the therapeutic treatment of the skull of a person.
  • the device comprises a rigid shell 14, having the shape of a helmet substantially matching the head 15 and the neck of the person.
  • the helmet 14 is formed of three articulated elements 16, 17 and 18 ( Figure 8).
  • the element 16 serves to cover the skull cap and the elements 17 and 18 are intended to encircle the neck.
  • the inner part of the helmet 14 is represented on a larger scale in a zone designated by the reference numeral X in FIG. 7.
  • This comprises a thermal cushion, under the shell 14.
  • the thermal cushion is in accordance with the invention and comprises successively an insulating layer 19, a sealed envelope 20 (whose function will be explained later), an array 11 of articulated blocks containing a thermal material and a second sealed envelope 22.
  • the sealed envelope 20 comprises a device (not shown) to introduce a fluid under pressure. This is usually air that is blown into the bag by means of an electric or manual pump (such as bicycle pumps or used on medical or paramedical sphygmomanometers).
  • the pocket 22 is similar to the pocket 20 is also designed for the introduction of a defined volume of pressurized air.
  • a cryogenic treatment for example placing it in hypothermia
  • the helmet 14 and its thermal cushion are kept in a refrigerated cabinet for a suitable time so that they acquire a temperature predetermined.
  • the element 16 of the helmet 14 is then applied to the cranial cap of the patient's head 15 and the elements 17 and 18 are folded against the patient's neck.
  • a defined volume of air is blown into the pouch 20 to apply the array of articulated blocks 11 with a predetermined pressure on the patient's head 15.
  • a defined volume of air is blown into the pocket 22.
  • the air pocket 22 serves to form an insulating film between the block network 11 and the head 15, to regulate the flow of heat between the head. 15 and the thermal material of the blocks 11 of the thermal pad. This flow of heat is regulated at will by a suitable choice of the volume of air that is blown into the pocket 22.
  • the shell 14 of the device of FIGS. 7 and 8 can advantageously be provided with medical instrumentation, comprising, for example, thermometers or tensiometers.
  • Figure 9 shows an alternative embodiment of the device of Figures 7 and 8.
  • the shell 14 has the shape of a hemisphere, adapted to cover the skull cap of a person. It is formed of two elements 23 and 24 hinged on a ring 25 for encircling the cranial box at the forehead.
  • the elements 23 and 24 carry, on their inner face, a thermal pad (not shown), according to the invention.
  • Two panels 26 and 27 are also articulated to the ring 25.
  • the two panels 26 and 27 form, with the elements 23 and 24, a chamber in which the thermal pads of the elements 23 and 24 are enclosed.
  • the shell 14 and its heat cushions are thus an integral part of a box (which can be hermetic and insulating) for the transport and handling of the device.
  • the device represented in FIG. 9 is especially well suited for emergency use, outside a hospital center, by example to intervene urgently on public roads.
  • the shell 14 may further be provided with a self-contained apparatus for generating heat or cold during the transportation of the device or its handling.
  • Figure 10 shows another application of the thermal pad according to the invention. It partially shows a cryogenic wall 28 of a thermos, intended to keep organs or cold food.
  • the cryogenic wall 28 comprises a pair of partitions 29 and 30 delimiting between them a chamber filled with small cryogenic cushions 31 according to the invention.
  • each cryogenic cushion 31 comprises blocks 32 (FIG.
  • FIG. 12 shows another embodiment of the cryogenic cushions 31 usable in the cryogenic wall 28 of FIG. 10.
  • the cryogenic cushion comprises a chain of blocks 32 connected by pivots 33 and containing a rigid cryogenic material (for example ice).
  • the block chain 32 is enclosed in a tubular envelope 34, filled with a cryogenic gel 35.
  • the invention also relates to the thermal walls in which the heat pads contain a single block 32 (containing a rigid thermal material), in a flexible envelope containing a fluid thermal material [liquid, gas, gel or solid in the form of loose particles (powder)].

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Abstract

Coussin thermique comportant un réseau de blocs (1) comprenant une matière thermique et séparés par des interstices (8) contenant une matière thermique déformable (10), les blocs étant reliés par des articulations comprenant des corps solides élastiques fixés aux blocs et constituant la matière thermique déformable, et/ou des membranes élastiques (7), fixées aux blocs (1) et mises sous tension pour comprimer un corps déformable, présent dans les interstices (8), et/ou des articulations (6), perméables à un fluide présent dans les interstices.

Description

Coussin thermique et dispositif comprenant un tel coussin.
Domaine de l'invention L'invention se rapporte aux coussins thermiques, ainsi qu'à leur utilisation.
Etat de la technique Le secteur hospitalier et la médecine ambulatoire font un usage important de coussins thermiques, notamment pour la régulation thermique externe et pour soulager la douleur ou dans diverses thérapies telles que la cryothérapie par exemple. On sait en effet que l'application du froid peut soulager la douleur (maux de tête, migraine, maux de dents, douleurs musculaires ou inflammatoires, etc.) ou favoriser la résorption d'hématomes, d' œdèmes et la cicatrisation de plaies accidentelles ou chirurgicales. Dans le brevet Etats-Unis US 3 545 230, on propose un coussin réfrigérant qui utilise la chaleur latente de fusion d'une substance solide. Durant cette phase de fusion, la température reste constante. Le coussin comprend une couche d'un gel hydrophile et insoluble, dans une enveloppe étanche et flexible. Un substrat inerte et flexible (par exemple des fibres ou un tissu) , noyé dans le gel, sert à renforcer la résistance mécanique du coussin et à lui permettre d'épouser une forme géométrique quelconque. Pour conférer une flexibilité suffisante au coussin, on superpose plusieurs couches de gel de très faible épaisseur (quelques millimètres à peine) et on interpose un film flexible et inerte entre les couches de gels. Ce coussin connu présente le désavantage d'être de construction difficile et coûteuse, ses performances sont faibles et ses applications sont limitées . Dans le document EP 0 123 949, la substance cryogénique du coussin consiste en des morceaux de gel de constitution particulière, présentant une élasticité comparable à celle du caoutchouc et ne collant pas entre eux à la température de production du froid. Le déplacement des morceaux de gel les uns par rapport aux autres dans le coussin confère à celui-ci la souplesse recherchée. Ces coussins connus ont toutefois le désagrément de nécessiter un gel coûteux et leur fabrication est délicate et coûteuse. Dans le brevet Etats-Unis US 3 885 403, on suggère d'utiliser pour la substance cryogénique, un gel contenant une grande proportion d'un agent abaissant le point de congélation au-dessous de la température normale d'utilisation. Pour l'agent abaissant le point de congélation, on propose la glycérine et le propylène glycol . Avec ce coussin connu, la production du froid ne résulte pas d'une chaleur latente de fusion, mais du réchauffement progressif du gel. Ce coussin connu présente la propriété d' être de construction simple et de conserver une bonne flexibilité et une bonne aptitude à la déformation souple, du fait que le gel ne passe pas par une phase solide. Il présente par contre l'inconvénient d'une courte durée d'utilisation, puisque la production du froid ne résulte pas d'une chaleur latente de fusion, mais du réchauffement progressif du gel. En outre, la productivité du cousin (la production de froid ou l'extraction de calories par unité de temps) n'est pas constante mais diminue au fur et à mesure que le gel se réchauffe, ce qui constitue un désavantage supplémentaire de ce coussin connu. Dans le document WO 97/11657, on décrit des panneaux alvéolaires formés d'un quadrillage de cellules remplies d'un agent thermique. Entre les cellules, le panneau présente des zones rectilignes à faible limite de rupture, qui permettent de le diviser à volonté (par cisaillement ou traction) en coussins thermiques de dimensions prédéterminées en fonction des applications auxquelles ces coussins sont destinés. Dans ces panneaux alvéolaires, les interstices sont la cause de plusieurs désavantages. D'une part, ils réduisent la capacité thermique du panneau et font d' autre part obstacle à une action homogène du panneau, lorsque celui-ci est appliqué sur la peau d'un patient. Dans le document FR 1 018 835 A, on décrit des coussins thermiques comprenant un réseau de compartiments contenant une matière thermique et reliés entre eux par des membranes flexibles. Le réseau de compartiments est enfermé dans une enveloppe flexible formant, avec la paroi des compartiments, une enceinte qui est remplie d'un fluide thermique. Ces coussins thermiques connus présentent une piètre flexibilité et se prêtent mal à la déformation, principalement lorsque le fluide thermique de l'enveloppe est un liquide ou une matière solide à l'état de particules. Ils sont dès lors mal adaptés à une application uniforme sur un membre humain ou animal.
Résumé de l' invention L' invention vise à remédier aux désavantages énoncés plus haut des coussins thermiques connus et à répondre aux besoins des utilisateurs potentiels (notamment en milieu hospitalier) , en fournissant un coussin thermique de conception nouvelle, qui concilie une excellente flexibilité/élasticité, est capable de s'adapter parfaitement même sur des formes en mouvement, avec un pouvoir calorifique élevé et durable à température sensiblement constante, dont l'action est homogène (notamment lorsqu'il est utilisé sur une partie du corps humain), dont l'épaisseur peut être maintenue sensiblement constante en cours d'utilisation, dont les dimensions et la forme sont sensiblement illimitées, qui peut subir des variations de pressions importantes sans se déformer, et qui, grâce aux propriétés énoncées plus haut, peut s'adapter à de multiples usages, notamment en milieu hospitalier, sans nécessiter des manipulations importantes . En conséquence, l'invention concerne un coussin thermique comportant un réseau de blocs reliés par des articulations et séparés par des interstices, lesdits blocs comprenant une matière thermique et lesdits interstices étant comblés, au moins partiellement, avec une matière thermique deformable, ledit coussin thermique se caractérisant en ce que les articulations sont sélectionnées parmi - les corps solides élastiques, qui sont fixés aux blocs et constituent alors une partie au moins de la matière thermique deformable susdite ; - les membranes élastiques, qui sont fixées aux blocs et mises sous tension de manière à comprimer un corps deformable, présent dans les interstices, ledit corps deformable constituant alors une partie au moins de la matière thermique deformable ; et - les articulations, qui sont perméables à un fluide présent dans les interstices, ledit fluide constituant alors une partie au moins de la matière thermique deformable. Le coussin thermique selon l'invention est destiné à être mis en contact avec un corps matériel, dans le but d' influer sur les échanges de chaleur de ce corps avec le milieu ambiant. L' expression « corps » doit être prise dans une acceptation générale, désignant un objet matériel. Elle désigne indifféremment un corps solide, un corps liquide ou un corps gazeux. Dans le cas d'un corps solide, celui- ci peut par exemple comprendre la surface d'un objet solide ou une partie de l'anatomie d'un animal ou d'un être humain. Dans le cas d'un corps liquide, celui-ci peut comprendre la surface d'une nappe ou d'un bain liquide. Dans cette application de l'invention, le coussin peut par exemple servir de cloison étanche entre deux liquides distincts ou entre un liquide et une atmosphère environnante, par exemple l'ambiance.
Dans le cas d'un corps gazeux, celui-ci comprend une atmosphère. Dans cette application de l'invention, le coussin selon l'invention peut par exemple former un écran entre deux atmosphères distinctes, par exemple une atmosphère chaude (l'atmosphère d'un four industriel) et une atmosphère à température modérée. En variante, dans le cas d'un corps liquide ou gazeux, celui-ci peut éventuellement être enfermé dans une enveloppe étanche, par exemple une membrane souple. Le milieu ambiant peut être un milieu gazeux ou un milieu liquide. Dans le cas d'un milieu gazeux, il peut être par exemple l'air atmosphérique, l'atmosphère d'un local chauffé, l'atmosphère d'un local réfrigéré (par exemple une chambre frigorifique) ou l'atmosphère d'un four industriel (liste non exhaustive) . Dans le cas où le milieu ambiant est un milieu liquide, celui-ci peut par exemple être de l'eau ou un bain chimique industriel. Dans la suite du présent mémoire, on désigne par l'expression « température normale d'utilisation », la température de la matière thermique des blocs et/ou des interstices, au moment de l'utilisation du coussin. Dans la suite du présent mémoire, le mot « coussin » désigne de manière très générale tout élément solide et souple, destiné à être mis en contact avec le corps (tel que défini plus haut) pour le couvrir au moins partiellement ou l'envelopper totalement ou partiellement. Le coussin thermique selon l'invention peut dès lors être conformé de manière très diverse selon l'usage auquel on le destine. Il peut par exemple avoir la forme d'un objet de literie (oreiller, couverture, matelas), d'une poche, d'un manchon, d'un article vestimentaire ou d'une partie de vêtement, d'un emballage, d'un écran ou rideau, d'un revêtement (liste non exhaustive) . Il peut être réalisé en modules divers assemblables . Le coussin thermique selon l'invention est un coussin qui, lorsqu'il est mis en contact avec un corps (selon la définition donnée plus haut) , à la température normale d'utilisation, engendre un transfert de chaleur entre ledit coussin et ledit corps ou concourt à maintenir la température dudit corps sensiblement constante .
Le coussin thermique selon l'invention est désigné « coussin calorifique » ou « coussin cryogénique » lorsque sa température normale d'utilisation est différente de celle du corps avec lequel on le met en contact, de telle sorte qu'un transfert de chaleur s'opère entre ledit coussin et ledit corps. Lorsque le transfert de chaleur s'opère naturellement dans le sens du corps vers le coussin thermique, celui-ci est un coussin cryogénique. Dans le cas où le transfert de chaleur s'opère dans le sens du coussin thermique vers le corps, le coussin thermique selon l'invention est un coussin calorifique.
Le coussin thermique selon l'invention est désigné « coussin isothermique » lorsque sa température normale d'utilisation est sensiblement égale à celle du corps avec lequel on le met en contact, de telle sorte qu'il n'y ait pas de transfert de chaleur entre ledit corps et le coussin thermique. Un coussin isothermique conforme à l'invention exerce dès lors la fonction technique d'un isolant calorifique, en faisant obstacle à un transfert de chaleur entre le corps et le milieu ambiant. Le coussin thermique selon l'invention comprend un réseau de blocs, entre lesquels sont ménagés des interstices. Les interstices communiquent généralement entre eux. Par définition, chaque bloc du coussin est un élément solide. La forme des blocs du coussin selon l'invention sera détaillée plus loin. Les blocs sont assemblés en réseau. Ils sont par ailleurs espacés de manière à former entre eux un réseau d'interstices. Le coussin selon l'invention comprend de la sorte un entrelacs d' interstices dans un entrelacs de blocs. Le réseau de blocs comprend généralement une seule couche ou strate de blocs, bien qu'un réseau formé de plusieurs strates de blocs superposées ne soit pas exclu de l'invention. Les blocs du réseau sont articulés entre eux. En d'autres termes, les blocs du réseau sont reliés entre eux par des articulations. Des détails concernant les articulations seront fournis plus loin. Dans le coussin selon l'invention, la forme et les dimensions des blocs, la forme et les dimensions des interstices et le choix des articulations sont adaptés pour que le réseau de blocs forme une structure solide, deformable par flexion et/ou torsion et/ou rotation autour d' axes multiples répartis dans un espace à trois dimensions. Cette particularité du coussin selon l'invention lui permet de s'adapter facilement à pratiquement n' importe quelle forme de corps sur lequel on l'applique (par exemple une partie de l'anatomie humaine ou animale) et d'en accompagner le mouvement. Dans le coussin selon l'invention, les blocs et les interstices contiennent une matière thermique. La matière thermique sera explicitée plus loin. La forme des blocs dépend de l'usage du coussin et n'est pas critique pour la définition de l'invention. Les blocs peuvent par exemple avoir une forme sphérique, hémisphérique, ovoïde, annulaire, lenticulaire, conique, tronconique ou polyédrique. Les blocs peuvent avoir des faces planes, cintrées ou gauches, par exemple hélicoïdales ou comprendre un assemblage de faces planes et de faces cintrées ou gauches. Ils peuvent par exemple avoir la forme de tonnelets qui associent une face annulaire cintrée et des faces planes aux extrémités. De manière générale, toute forme convient, qui, associée aux interstices et aux articulations liant les blocs, permet une déformation du coussin comme explicité plus haut. Les formes polyédriques sont généralement préférées. Parmi les formes polyédriques, on préfère les polyèdres droits ou pyramidaux. Les pyramides tronquées sont spécialement recommandées . Parmi les polyèdres droits ou pyramidaux, on préfère les polyèdres à base triangulaire, trapézoïdale, carrée, rectangulaire ou octogonale. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, chaque bloc est formé de deux troncs de pyramide joints le long de leur grande base, par exemple deux troncs de pyramide triangulaire, trapézoïdale, carrée ou octogonale. Dans cette forme de réalisation préférée de l'invention, les blocs sont avantageusement articulés dans le plan géométrique de la grande base susdite des deux troncs de pyramide. Comme exposé plus haut, les interstices ménagés entre les blocs ont pour fonction de permettre un déplacement de ces blocs autour des articulations qui les lient. La forme des interstices va dépendre de divers paramètres, tels que le type de déformations souhaitées pour le réseau de blocs (flexion uniaxiale, biaxiale ou triaxiale ; torsion ; extension ; ou combinaison de deux ou plusieurs de ces types de déformations), l'amplitude des déformations, la forme et les dimensions des blocs, les articulations utilisées et la disposition de ces articulations entre les blocs. Dans le coussin thermique selon l'invention, les blocs comprennent une matière thermique. La matière thermique des blocs confère ses propriétés thermiques au coussin thermique selon l'invention.
Dans le cas d'un coussin cryogénique, la matière thermique des blocs est sélectionnée parmi celles qui, portées à la température normale d'utilisation et soumises ensuite à un refroidissement, libèrent une quantité de chaleur importante.
Dans le cas d'un coussin calorifique, la matière thermique des blocs est sélectionnée parmi celles qui, portées à la température normale d'utilisation et soumises ensuite à un chauffage, captent une quantité de chaleur importante.
Dans le cas d'un coussin isothermique, la matière thermique des blocs est sélectionnée parmi celles qui s'opposent au transfert de chaleur ou qui, portées à la température normale d'utilisation, nécessitent ensuite un apport important de chaleur pour modifier sa température.
Les matières thermiques possédant, à la température normale d'utilisation, une chaleur spécifique élevée conviennent en général pour les trois types de coussins selon l'invention. Ces matières thermiques sont celles connues et utilisées en technique pour leur propriété d' accumuler des quantités importantes de chaleur et qui trouvent notamment des applications en tant qu'accumulateurs thermiques. Dans le coussin thermique selon l'invention, les blocs peuvent être entièrement constitués par la matière thermique qui est alors nécessairement solide à la température normale d'utilisation, ainsi que dans les conditions normales de manutention du coussin thermique. En variante, les blocs peuvent, en plus de la matière thermique, comprendre une autre matière, qui ne réalise pas, à elle seule, la fonction de la matière thermique telle que définie plus haut. La matière thermique peut être identique pour tous les blocs ou être différente selon les blocs. Par ailleurs, chaque bloc peut comprendre une seule matière thermique ou un mélange de deux ou plusieurs matières thermiques. Dans le présent mémoire, l'expression « matière thermique » désigne indifféremment une matière thermique unique ou un mélange de matières thermiques distinctes. Dans une forme de réalisation particulière du coussin thermique selon l'invention, les blocs comprennent des cellules à l'intérieur desquelles est disposée la matière thermique. Cette forme de réalisation du coussin thermique selon l'invention est spécialement bien adaptée au cas où la matière thermique des blocs n'est pas solide à la température normale d'utilisation ou dans les conditions normales de manutention du coussin thermique. Dans cette forme de réalisation du coussin selon l'invention, la forme extérieure des cellules doit respecter les conditions de forme exposées plus haut en ce qui concerne les blocs. Le choix du matériau des cellules est conditionné par la nécessité, pour lesdites cellules, d'être chimiquement inertes vis-à-vis de la matière thermique qu'elles contiennent et vis-à-vis de l'environnement chimique et thermique pendant leur utilisation normale. Les cellules doivent par ailleurs posséder des propriétés mécaniques compatibles avec les sollicitations mécaniques auxquelles le coussin est normalement soumis à la température normale d'utilisation ou en cours de manutention et être sensiblement indéformables (elles doivent être en un matériau rigide ou semi-rigide et de forme adaptée) . Dans ce cas particulier, chaque cellule peut être entièrement isolée des cellules voisines ou, en variante, les cellules peuvent communiquer entre-elles, pour permettre au contenu fluide desdites cellules de circuler entre celles-ci. Dans le cas où la matière thermique du coussin est liquide ou gazeuse, la paroi des cellules est généralement imperméable aux liquides ou aux gaz. Les matières plastiques conviennent généralement bien pour la constitution des cellules. Des matières plastiques utilisables comprennent les polyoléfines, particulièrement les polymères et les copolymères de l'éthylène et du propylène, les polymères chlorés, particulièrement les polymères et les copolymères du chlorure de vinyle et du chlorure de vinylidène, les copolymères styrène-éthylène-butyle-styrène et le polyuréthane . Le polyéthylène, le polypropylène, le polychlorure de vinyle et les copolymères styrène- éthylène-butyle-styrène conviennent bien dans la majorité des applications. En variante, les cellules peuvent également être réalisées en métal, par exemple par emboutissage de feuilles de métal ou d'alliage malléable tels que l'aluminium et les alliages d'aluminium. Selon une autre variante, les cellules ou certaines d' entre- elles sont formées de matières composites : une partie de la cellule est en une matière et une autre partie de la cellule est réalisée en une autre matière. Selon une variante supplémentaire, une partie du réseau de cellules sont réalisées en une matière et une autre partie du réseau de cellules sont réalisées en une autre matière. Tout procédé connu de mise en forme peut être utilisé pour fabriquer le réseau de cellules. Les procédés par moulage, emboutissage, extrusion, injection, conviennent bien.
Selon une méthode adéquate, on forme une feuille gaufrée en matière plastique ou en métal, qui présente ainsi un réseau d'alvéoles ou semi-cellules. On colle ou soude ensuite une autre feuille sur la feuille gaufrée, de manière à obturer les alvéoles de la feuille gaufrée et former les cellules. Cette autre feuille peut être une feuille unie ou une feuille gaufrée. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la matière thermique des blocs comprend une substance qui subit un changement d' état à la température normale d'utilisation. Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'expression « changement d'état » est considérée dans son acceptation générale et désigne tout changement physique et/ou chimique de la substance, se produisant à une température sensiblement constante et caractérisé par une chaleur latente de changement d'état. Selon la substance utilisée, le changement d'état peut notamment comprendre la fusion d'un solide, la solidification d'un liquide, la vaporisation d'un liquide, la condensation d'un gaz, l'hydratation totale ou partielle d'un sel, la déshydratation totale ou partielle d'un sel, la cristallisation d'un solide amorphe ou la recristallisation d'une forme allotropique d'un cristal dans une autre forme allotropique. Dans cette forme de réalisation de l'invention, la matière thermique des blocs peut être exclusivement constituée par ladite substance qui subit un changement d'état à la température normale d'utilisation. En variante, la matière thermique des blocs peut en outre contenir d' autres substances ou matériaux qui ne subissent pas un changement d'état à la température normale d'utilisation. Par la suite, pour éviter de surcharger inutilement le texte, on supposera que c'est la matière thermique tout entière qui subit un changement d' état à la température normale d'utilisation. Il est toutefois bien entendu que, comme exposé plus haut, l'invention n'exclut pas le cas où seule une partie de la matière thermique des blocs subit un changement d'état (en l'occurrence, lorsqu'elle est composée d'un mélange de plusieurs composés chimiques dont un seul subit un changement d' état à la température normale d'utilisation ou lorsqu'on y incorpore un matériau additionnel qui ne participe pas à la fonction thermique du coussin thermique, par exemple un aimant) . Dans la forme de réalisation préférée définie ci- dessus, le changement d'état subi par la matière thermique des blocs à la température normale d'utilisation correspond à une absorption de chaleur par ladite matière dans le cas d'un coussin cryogénique et à une cession de chaleur dans le cas d'un coussin calorifique.
Dans le cas d'un coussin isothermique, le changement d' état subi par la matière thermique des blocs à la température normale d'utilisation correspond à une absorption de chaleur par ladite matière thermique lorsque ladite température normale d'utilisation (qui est aussi celle du corps auquel on destine le coussin) est inférieure à celle du milieu ambiant. Le changement d'état correspond à une cession de chaleur par la matière thermique, lorsque la température normale d'utilisation est supérieure à celle du milieu ambiant. Pour utiliser un coussin thermique conforme à la forme de réalisation préférée qui vient d'être décrite, il convient de sélectionner convenablement l'état de la matière thermique des blocs. Dans le cas où on utilise le coussin en tant que coussin cryogénique, il est nécessaire d'amener d'abord la matière thermique des blocs dans un état qui, à la température normale d'utilisation va subir un changement d'état correspondant à une absorption de chaleur (par exemple la fusion d'un solide ou la vaporisation d'un liquide). Dans le cas où on utilise le coussin en tant que coussin calorifique, il est nécessaire d'amener d'abord la matière thermique des blocs dans un état qui, à la température normale d'utilisation va subir un changement d'état correspondant à une production de chaleur (par exemple la solidification ou la cristallisation d'un liquide ou la condensation d'un gaz). Dans le cas où on utilise le coussin en tant que coussin isothermique, dans un milieu ambiant dont la température est supérieure à la température normale d'utilisation, il est nécessaire d'amener d'abord la matière thermique des blocs dans un état qui, à la température normale d'utilisation va subir un changement d'état correspondant à une absorption de chaleur (par exemple la fusion d'un solide ou la vaporisation d'un liquide). Dans le cas où on utilise le coussin en tant que coussin isothermique, dans un milieu ambiant dont la température est inférieure à la température normale d'utilisation, il est nécessaire d' amener d' abord la matière thermique des cellules dans un état qui, à la température normale d'utilisation va subir un changement d' état correspondant à une production de chaleur (par exemple la solidification ou la cristallisation d'un liquide ou la condensation d'un gaz. Toutes autres choses étant égales par ailleurs, dans la forme de réalisation préférée qui vient d'être décrite, les meilleurs résultats sont obtenus avec des matières thermiques qui, à la température normale d'utilisation, possèdent une chaleur latente de changement d'état élevée . Dans la forme de réalisation préférée qui vient d'être décrite, la matière thermique des blocs, subissant un changement d' état à la température normale d'utilisation peut être un corps pur. En variante, elle peut être une composition chimique qui est congruente à ladite température normale d'utilisation, de manière que le changement d'état s'opère à une température sensiblement constante. Dans la forme de réalisation préférée décrite ci- dessus et ses variantes de réalisation, le choix de la matière thermique des blocs est conditionné par la température normale d'utilisation du coussin. Celle-ci est elle-même conditionnée par l'application à laquelle on destine le coussin thermique. L'eau et les solutions aqueuses conviennent généralement bien dans le cas particulier d'un coussin cryogénique destiné à des applications thérapeutiques. L'eau pure convient bien dans le cas d' applications où la température normale d'utilisation du coussin est voisine de 273 K (0 °C) . Pour des applications où la température normale d'utilisation est inférieure à 273 K, on préconise des solutions aqueuses dans lesquelles le corps dissous et sa concentration sont sélectionnés en fonction de la température normale d'utilisation du coussin cryogénique. On recommande de sélectionner le corps dissous et sa concentration de manière à éviter une précipitation partielle ou totale dudit corps dissous à la température normale d'utilisation du coussin. Des exemples de corps dissous comprennent le chlorure de sodium, le chlorure de calcium, le carbonate de sodium, le propylène glycol, la glycérine, l'alcool éthylique et l'alcool propylique. Comme exposé plus haut, lorsque la matière thermique des blocs est liquide, celle-ci est enfermée dans des cellules dont la paroi est généralement imperméable aux liquides. Lorsqu'on utilise une matière thermique liquide qui subit une vaporisation à la température normale d'utilisation, il peut se révéler avantageux d'utiliser, pour les cellules, une paroi à perméabilité orientée ou une paroi qui est imperméable à la phase liquide de la matière thermique, mais perméable à sa phase gazeuse (par exemple PU imper-respirant) . L'invention n'est toutefois pas limitée à cette forme de réalisation et couvre également le cas où la paroi des cellules est imperméable à la phase liquide et à la phase gazeuse de la matière thermique des cellules. Dans le coussin thermique selon l'invention, la matière thermique des blocs constitue l'élément actif principal du coussin et lui confère ses propriétés thermiques (propriétés cryogéniques, calorifiques ou isothermiques, selon sa destination) . La matière thermique des interstices a pour fonction d'accroître l'efficacité du coussin, en augmentant sa surface active et son volume actif. La matière thermique des interstices doit posséder des propriétés thermiques analogues à celles énoncées plus haut pour la matière thermique des blocs. Ses propriétés thermiques doivent dès lors être adaptées à la destination du coussin, à la température normale d'utilisation de celui-ci, à la température du corps auquel on destine le coussin et à la température ambiante. Pour ce qui concerne les propriétés thermiques de la matière thermique des interstices, on peut par conséquent répéter ce qui a été exposé plus haut pour la matière thermique des blocs. La matière thermique des interstices doit par ailleurs être deformable. Cette propriété additionnelle de la matière thermique des interstices est nécessaire pour permettre le mouvement des blocs articulés et la déformation du coussin. Le choix de la matière thermique des interstices et/ou son mode de mise en œuvre sont dès lors conditionnés par les paramètres constructifs du coussin, tels que la forme des blocs, la forme des interstices séparant les blocs, les articulations des blocs et la position de ces articulations dans le réseau de blocs . Dans une forme de réalisation particulière du coussin thermique selon l'invention, la matière thermique des interstices comprend un corps solide élastique. Celui-ci peut par exemple comprendre une mousse en polymère de synthèse ou un élastomère, par exemple du caoutchouc naturel ou synthétique. Dans le cas d'une mousse, celle-ci peut être du type à pores ouverts ou du type à pores fermés. Dans le cas d'une mousse à pores fermés, ces pores peuvent être occupés par un gaz dont le coefficient de transmission de chaleur est inférieur à celui de l'air, par exemple de l'azote ou de l'argon. Dans une autre forme de réalisation du coussin thermique selon l'invention, la matière thermique des interstices comprend un fluide. Le fluide peut comprendre un liquide, un gaz, un gel (ou fluide visqueux) ou un solide à l'état de particules meubles (par exemple une poudre). Dans cette forme de réalisation de l'invention, les interstices doivent être obturés pour y retenir la matière thermique. L'organe d'obturation utilisé ne doit pas faire obstacle au mouvement des blocs sur leurs articulations . Des informations complémentaires concernant l'organe d'obturation des interstices seront fournies plus loin. Dans le coussin thermique selon l'invention, les interstices peuvent être comblés partiellement ou totalement par la matière thermique. On préfère que les interstices du réseau de blocs soient comblés totalement avec la matière thermique. En fonction des applications auxquelles le coussin thermique selon l'invention est destiné, des substances susceptibles de réfléchir le rayonnement infrarouge ou le rayonnement ultraviolet peuvent éventuellement être incorporées aux matières thermiques des blocs et des interstices et/ou, le cas échéant, aux membranes ou enveloppes. Des exemples de telles substances réfléchissantes comprennent notamment des poudres d'aluminium. De manière similaire, pour d'autres applications particulières, on peut incorporer aux matières thermiques et/ou, le cas échéant, aux membranes ou enveloppes, des substances susceptibles d'absorber le rayonnement infrarouge, par exemple de la poudre de carbone . Dans le coussin thermique selon l'invention, les interstices entre les blocs peuvent être ouverts. Cette forme de réalisation de l'invention convient lorsque la matière thermique deformable des interstices est un solide deformable (par exemple une mousse) à la température normale d'utilisation et dans les conditions normales de manutention du coussin thermique. De manière alternative, les interstices entre les blocs peuvent être obturés par un organe d'obturation. Cette alternative s'impose dans le cas où la matière thermique des interstices est un fluide (tel que défini plus haut) dans les conditions normales d'utilisation et de manutention du coussin thermique. Elle convient aussi dans le cas où la matière thermique des interstices est un corps solide deformable. Comme énoncé plus haut, il convient de choisir un organe d'obturation qui ne fasse pas obstacle au mouvement des blocs articulés. Le coussin thermique selon l'invention se particularise par la conception des articulations des blocs. Il se particularise spécialement par une sélection originale desdites articulations, liée à une sélection de la matière thermique des interstices, de manière que le réseau de blocs puisse subir des déformations dans les trois directions de l'espace, par flexion, torsion et rotation. En conséquence, selon un premier mode d'exécution de l'invention, les articulations des blocs comprennent des corps solides élastiques, qui sont fixés aux blocs et qui constituent alors une partie au moins de la matière thermique des interstices. Des informations concernant le corps solide élastique ont été communiquées plus haut. Dans ce premier mode d'exécution de l'invention, la fixation du corps solide élastique aux blocs peut être réalisée par tous moyens adéquats, par exemple par collage, par soudage ou au moyen de vis ou de chevilles (liste non exhaustive) . Dans un deuxième mode d'exécution de l'invention, les articulations des blocs comprennent des membranes élastiques, qui sont fixées aux blocs et qui sont mises sous tension de manière à comprimer un corps deformable, présent dans les interstices, ledit corps deformable constituant alors une partie au moins de la matière thermique deformable. Le corps deformable peut être un corps solide élastique ou un fluide. Dans le cas d'un fluide, celui-ci peut être un fluide incompressible ou un fluide compressible. Des informations concernant les corps solides élastiques et les fluides ont été communiquées plus haut. Dans ce mode d'exécution de l'invention, chaque interstice peut être recouvert d'une membrane individuelle. Les membranes sont alors fixées de manière appropriée aux blocs pour permettre leur mise sous tension. Tous moyens appropriés peuvent être mis en œuvre, par exemple un collage ou un soudage. La fixation des membranes aux blocs doit être étanche, lorsque la matière thermique des interstices est fluide (gaz ou liquide) .
Dans une variante particulière du deuxième mode d'exécution susdit de l'invention, une feuille étanche et élastique recouvre une partie au moins ou la totalité du réseau de blocs et elle se substitue alors aux membranes individuelles obturant les interstices. Dans une autre variante particulière du deuxième mode d'exécution susdit de l'invention, le réseau de blocs est enfermé dans une enveloppe étanche et élastique. Dans cette autre variante, l'enveloppe peut être fixée de manière appropriée aux blocs pour obturer les interstices de manière étanche lorsque la matière thermique des interstices est fluide (gaz ou liquide) . Dans le cas où la matière thermique des interstices est un solide deformable (par exemple une mousse ou un élastomère) , l'enveloppe peut indifféremment être fixée à tous les blocs du réseau de blocs, à certains de ceux-ci (et pas aux autres) ou n'être fixée à aucun bloc. La fixation de l'enveloppe aux blocs peut être obtenue par tous moyens appropriés. Des moyens appropriés comprennent le collage et le soudage. L'enveloppe peut être simple ou constituée d' un film complexe ou comporter plusieurs couches liées entre-elles ou non. Elle peut être de composition distincte selon la face. Elle peut comporter des traitements et additifs qui lui confèrent des propriétés actives spécifiques selon l'utilisation. Elle peut comporter des tubulures d'entrée/sortie pour l'introduction ou la circulation de la matière thermique des interstices, lorsque celle-ci est fluide. Dans un troisième mode d'exécution de l'invention, les interstices entre les blocs contiennent un fluide et les articulations sont perméables audit fluide. Dans ce mode d'exécution de l'invention, le fluide peut comprendre un liquide, un gaz, un gel ou un solide à l'état de particules meubles (par exemple une poudre) et il constitue une partie au moins de la matière thermique deformable des interstices. Des informations concernant le fluide des interstices ont été communiquées plus haut. Dans ce troisième mode d'exécution de l'invention, la sélection des articulations va dépendre de l'état du fluide présent dans les interstices . Lesdites articulations peuvent par exemple comprendre des membranes flexibles (éventuellement élastiques) , poreuses aux gaz ou aux liquides, des cloisons flexibles et perforées, des treillis, des charnières présentant des perforations ou tout autre articulation susceptible de ne pas entraver une libre circulation du fluide présent dans les interstices. En fonction du type de matière thermique deformable présente dans les interstices, le coussin selon l'invention peut associer plusieurs types d'articulations, par exemple des corps solides élastiques fixés aux blocs, des pivots et des membranes.
En variante, en plus des articulations, les blocs du réseau peuvent être reliés entre eux par des tenons rigides, dont la résistance mécanique à la flexion est faible et contrôlée. Dans cette variante de l'invention, les tenons rigides servent à conférer une rigidité au coussin pour faciliter sa manutention et elles se brisent dès que l'on applique le coussin sur le corps et le déforme . Le coussin thermique selon l'invention présente la propriété avantageuse de combiner d'excellentes propriétés de stockage et d'échange thermique et une excellente flexibilité/élasticité qui permet de l'adapter immédiatement à la forme d'un corps matériel sur lequel on l'applique, de telle sorte qu'il vienne épouser parfaitement la forme de ce corps et assure alors une régulation homogène de la température ou des échanges thermiques sur toute la surface couverte dudit corps. Du fait de la conception et de la structure du coussin thermique selon l'invention, l'épaisseur de celui-ci est sans effet sur sa flexibilité et son aptitude à la déformation. En d'autres termes, l'invention permet d'adapter l'épaisseur du coussin aux propriétés thermiques recherchées (à sa capacité thermique) , sans nuire à sa flexibilité ni à son aptitude à s'adapter facilement à des corps de formes diverses. Dans une forme de réalisation particulière du coussin thermique selon l'invention, le réseau de blocs porte, sur une partie au moins de sa surface, une enveloppe élastique et étanche, généralement munie d'un dispositif d'admission et d'échappement d'un fluide (par exemple un gaz) . Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'enveloppe est destinée à être mise en contact avec le corps matériel précité, avec lequel doit s'opérer un échange de chaleur. Par l'introduction d'un volume défini d'un fluide approprié dans l'enveloppe (généralement de l'air), il est possible de réguler le transfert de chaleur entre le coussin thermique et le corps matériel. Dans le coussin thermique selon l'invention, le réseau de blocs peut être conformé en une strate unique. En variante, le réseau de blocs peut être formé d'une superposition de plusieurs strates. La strate ou l'ensemble stratifié peut avantageusement être pris en sandwich entre deux enveloppes élastiques et étanches, généralement munies chacune d'un dispositif d'admission et échappement d'un fluide (par exemple un gaz). Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'une des enveloppes sert alors, en prenant appui sur un support adéquat (par exemple un bandage ou une coquille) , à appliquer le coussin thermique sur le corps avec une pression définie. L'autre enveloppe sert à réguler le transfert de chaleur entre les matières thermiques et le corps, comme exposé plus haut. Le coussin thermique selon l'invention trouve de multiples applications. Il trouve notamment une utilisation en tant que coussin isothermique (ou thermostat) pour maintenir la température de récipients tels que des bouteilles ou des flacons thermostatiques. Une telle utilisation du coussin thermique selon l'invention trouve des applications dans l'industrie pour le maintien de produits chimiques à des températures prédéterminées, ainsi que dans le secteur alimentaire pour réchauffer, refroidir ou conserver la température d'enceintes contenant des denrées alimentaires. Le coussin thermique selon l'invention trouve également des applications en tant que coussin cryogénique, notamment dans l'industrie chimique ou pharmaceutique pour le maintien de produits chimiques à de basses températures, ainsi que dans l'industrie alimentaire pour préserver la conservation de denrées alimentaires. Du fait de son caractère moulant et deformable, le coussin thermique convient particulièrement aux applications liées au bien-être tant sous forme d'articles vestimentaires que d'articles de soins corporels divers (par exemple : compresses, masques, outils de massage) . Du fait de son excellente aptitude à la déformation, le coussin thermique selon l'invention est spécialement adapté aux applications médicales, paramédicales et sportives, notamment en régulation thermique et en cryothérapie . La cryothérapie est une technique médicale qui est largement utilisée, notamment pour soulager la douleur (par exemple les maux de tête, les migraines, les maux de dents, les douleurs musculaires ou les douleurs inflammatoires), pour faciliter la résorption d'hématomes ou d' œdème et la cicatrisation de plaies accidentelles ou chirurgicales . L' invention concerne dès lors également un dispositif comprenant un coussin thermique conforme à l'invention, pour le traitement thérapeutique du corps humain ou animal . Dans le dispositif selon l'invention, le coussin et son réseau de blocs sont conformés en fonction du mode de traitement ou en fonction de la partie du corps humain ou du corps animal à laquelle on destine ledit dispositif. Dans une forme de réalisation particulière du dispositif selon l'invention, le coussin est logé à l'intérieur d'une coquille rigide. Dans cette forme de réalisation du dispositif selon l'invention, la coquille est normalement conformée en fonction de la partie du corps humain ou animal sur laquelle le coussin doit être appliqué. Elle a par exemple la forme d'un coude, d'un genou, d'un doigt, d'un pied ou d'un crâne. Dans cette forme de réalisation du dispositif selon l'invention, la coquille peut être formée de deux ou plusieurs éléments articulés, pour faciliter sa mise en place sur le corps humain ou animal. Ce mode de réalisation du dispositif selon l'invention est spécialement indiqué lorsque le dispositif est destiné à être appliqué sur la tête d'une personne ou d'un animal. Dans une variante avantageuse de la forme de réalisation qui vient d'être décrite, une enveloppe élastique et étanche est interposée entre la coquille et le réseau de blocs du coussin et cette enveloppe est généralement munie d'un dispositif d'admission et échappement d'un fluide. Cette variante de l'invention réalise une application homogène du coussin thermique sur le corps humain et animal. Elle permet en outre d'appliquer le coussin thermique sur le corps humain ou animal avec une pression définie, réglée par la pression du fluide admis dans l'enveloppe. Dans une autre variante de la forme de réalisation décrite plus haut, un panneau est articulé à la coquille et dimensionné de telle sorte qu' il puisse former, avec la coquille, une chambre hermétique contenant le coussin thermique. Dans cette variante du dispositif selon l'invention, le coussin thermique et la coquille font partie intégrante d'un coffret hermétique servant à la manutention du dispositif. En utilisant un panneau convenablement isolé, le dispositif ainsi conçu permet de conserver des propriétés thermiques prédéterminées. De la sorte, le dispositif est spécialement bien adapté à une utilisation en urgence, en dehors d'un centre hospitalier, par exemple sur la voie publique.
Dans la variante susdite du dispositif selon l'invention, la coquille et le panneau articulé peuvent être munis d'une instrumentation médicale, comprenant par exemple des thermomètres ou des tensiomètres. Elle peut également être munie d'un appareil autonome pour générer de la chaleur ou du froid, pendant la manutention du dispositif, notamment son transport ou son stockage. L'invention concerne également une paroi thermique, comprenant une accumulation de coussins thermiques conformes à l'invention, entre deux cloisons ou entre une cloison et un corps . La paroi thermique peut être une paroi calorifique, une paroi cryogénique ou une paroi isostatique, selon que les coussins thermiques accumulés entre ses deux cloisons sont des coussins calorifiques, des coussins cryogéniques ou des coussins isostatiques. La paroi thermique selon l'invention peut par exemple constituer la paroi d' un thermos . Dans la paroi thermique selon l'invention, on utilise de préférence des coussins thermiques dans lesquels le réseau de blocs est disposé dans une enveloppe comblée d'une matière thermique deformable. Une partie au moins de la matière thermique de l'enveloppe peut comprendre la matière thermique des interstices.
Brève description des figures Des particularités et détails de l'invention vont apparaître au cours de la description suivante des figures annexées, qui représentent quelques formes de réalisation particulière de l'invention. La figure 1 est une vue schématique, en section transversale, d'une forme de réalisation particulière du coussin thermique selon l'invention ; La figure 2 montre en perspective, avec arrachement partiel, un détail du coussin thermique de la figure 1 ; La figure 3 montre en perspective un détail de la figure 2 ;La figure 4 montre, en section horizontale, une autre forme de réalisation du coussin thermique selon l'invention ; La figure 5 montre le coussin thermique de la figure 4, en section verticale ; La figure 6 montre en perspective une forme de réalisation particulière du dispositif selon 1' invention ; La figure 7 est une vue latérale, avec arrachement partiel, d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention ; La figure 8 est une vue arrière du dispositif de la figure 7 ; La figure 9 est un schéma, en section transversale, d'une troisième forme de réalisation du dispositif selon l'invention ; La figure 10 montre en section tranversale verticale une paroi thermique conforme à l'invention ; La figure 11 montre un coussin thermique conforme à l'invention, utilisable dans la paroi thermique de la figure 10 ; et La figure 12 montre un autre coussin thermique conforme à l'invention, utilisable dans la paroi thermique de la figure 10. Les figures ne sont pas dessinées à l'échelle. Généralement, les mêmes numéros de référence désignent les mêmes éléments.
Description détaillée de modes de réalisation particuliers Le coussin thermique représenté aux figures 1 et 2 comprend un réseau de blocs 1, formés de cellules creuses. Les blocs ou cellules 1 ont la forme de prismes à base carrée. Chaque cellule 1 est formée de deux troncs de pyramides 3 et 4, raccordés le long de leur grande base carrée. Les arêtes latérales des deux troncs de pyramide sont chanfreinées (2). Le réseau des cellules 1 est formé de l'assemblage de deux feuilles gaufrées 5 en matière polymérique souple (par exemple en polychlorure de vinyle plastifié ou en copolymère styrène-ét ylène-butyle- styrène) préalablement embouties et soudées l'une à l'autre le long de languettes 6 entre les cellules (une feuille gaufrée 5 est représentée à la figure 3) . Les languettes 6 sont souples et élastiques et elles servent d'articulations entre les cellules 1. Elles sont percées d'ouvertures 9 dont la fonction apparaîtra plus loin. En pliant ou tordant l'assemblage des feuilles 5, on peut ainsi faire adopter des profils complexes au coussin de cellules, pour l'adapter à un corps approprié, par exemple une partie de l'anatomie humaine ou animale. Le coussin thermique des figures 1 à 3 est un coussin cryogénique, destiné à une cryothérapie. A cet effet, les cellules 1 sont remplies d'une matière thermique appropriée, dont une définition a été donnée plus haut. La matière thermique est avantageusement une solution aqueuse dont la congélation est congruente et a lieu à une température correspondant à la température à laquelle le coussin est destiné (température normale d'utilisation). Lorsque la température normale d'utilisation est voisine de 273 K (ou 0°C), la solution aqueuse peut être remplacée par de l'eau distillée ou minéralisée. Les interstices 8 délimités entre les cellules 1 et les languettes 6 sont comblés avec une matière thermique deformable 10 (représentée à la figure 1 uniquement). La matière thermique 10 représentée à la figure 1 est un corps solide élastique, par exemple une masse en élastomère ou une mousse polymérique. Elle est de préférence choisie de manière à présenter une chaleur spécifique élevée à la température normale d'utilisation. Une enveloppe souple et élastique 7 entoure le réseau des cellules 1 et d'interstices 8. L'enveloppe élastique 7 est par exemple un film en copolymère styrène-éthylène- butyle-styrène . Avant d'utiliser le coussin thermique des figures 1 à 3 dans une application thérapeutique, on le maintient, par exemple dans une armoire frigorifique, à une température suffisamment basse pour congeler la solution aqueuse des cellules 1. Le coussin thermique est retiré de l'armoire frigorifique au moment de son utilisation et on peut l'appliquer immédiatement sur une partie du corps humain que l'on souhaite soumettre à une thérapie cryogénique, par exemple une main, la tête ou un bras. Grâce à la souplesse de l'enveloppe 7 et des languettes 6 et à l'élasticité de la matière thermique 10 contenue dans les interstices 8, le coussin se déforme et s'adapte parfaitement à la morphologie du corps humain. Dans une forme de réalisation modifiée du coussin thermique des figures 1 à 3, l'enveloppe élastique 7 est soudée aux cellules 1 et mise sous tension, de telle sorte que le corps solide élastique 10 des interstices 8 soit maintenu dans un état de compression élastique dans ces interstices 8. Lorsque le coussin thermique représenté aux figures 1 à 3 est utilisé pour une thérapie médicale, on peut interposer une compresse entre le coussin thermique et la partie anatomique du corps humain. Toute compresse habituellement utilisée en thérapie médicale convient. Elle peut par exemple comprendre une gaze. Après avoir posé le coussin thermique sur la compresse, on le lie fermement à la partie traitée du corps, au moyen d'un bandage (adhésif ou autre), de manière qu'en se déformant, il épouse parfaitement toute la partie traitée du corps. En variante, le coussin peut être lui-même muni de parties adhésives médicales de type repositionnables . Dans ce cas particulier, le bandage est superflu. Pour améliorer l'action thermique du coussin sur la partie anatomique traitée, on peut, avec avantage, poser un second coussin thermique sur le premier coussin thermique. Dans ce cas, seul le premier coussin thermique [celui qui est appliqué directement sur le corps humain (ou sur la compresse)] est traité dans l'armoire frigorifique, l'autre coussin thermique étant maintenu à la température ambiante. Dans cette application, le second coussin thermique peut agir comme isolant thermique. Il peut notamment faire office de bandage isolant de fixation et/ou de compression. Il peut être muni d'une poche gonflable pour l'application optimale sur des corps de forme concave. Dans certaines formes de réalisation, le coussin peut intégrer en un article unique la fonction thermique, la fonction de bandage isolant et comprendre la compresse dont il a été question plus haut, que l'on interpose entre le coussin thermique et la partie anatomique du corps humain. Dans une forme de réalisation modifiée du coussin thermique des figures 1 à 3, les languettes 6 sont percées d'ouvertures 9 (dont la fonction apparaîtra plus loin) et la matière thermique 10 des interstices 8 est à l'état liquide ou de gel à la température normale d'utilisation. Dans cette forme de réalisation du coussin, l'enveloppe 7 est fixée aux cellules 1, de manière à obturer hermétiquement les interstices 8. Les ouvertures 9 ont pour fonction de permettre une circulation de la matière thermique fluide dans le réseau d'interstices 8, lorsque le coussin subit une déformation. La structure du coussin thermique permet éventuellement son utilisation par circulation de fluide en interstices et/ou en cellules (communicantes par canaux de remplissage/circulation) . Des réactions de mélanges thermogènes/cryogènes peuvent être utilisées pour initier la fonction thermique de manière autonome ou pour prolonger la durée d'action sans nécessiter la dépose pour recharge du coussin. Le coussin peut comporter des éléments de contrôle et régulation de température. Dans la forme de réalisation représentée aux figures 4 et 5, le coussin comprend un réseau de cellules 1 entre lesquelles est interposé un réseau d'une masse solide élastique 10. La masse élastique solide 10 est par exemple une masse en élastomère ou une mousse en résine polymerique. Le réseau élastique 10 est fixé au réseau de cellules 1 par collage ou soudage. Le réseau élastique 10 sert ainsi d'articulation entre les cellules 1. La figure 6 montre l'utilisation du coussin thermique selon l'invention dans un dispositif pour le traitement thérapeutique d'un élément du corps humain. Le traitement thérapeutique peut par exemple consister en un traitement cryogénique d'un bras ou d'une cuisse. A cet effet, le dispositif comprend un coussin thermique désigné dans son ensemble par la notation de référence 11. Le coussin thermique comprend, comme exposé plus haut, un réseau de blocs 1 et d'interstices 8, contenant des matières thermiques appropriées. Le coussin thermique 11 est fixé à un bandage 12, destiné à l'attacher au bras d'une personne. Une ouverture rectangulaire 13 est enclavée dans le réseau de blocs 8. L'ouverture 13 sert à donner accès à une zone définie du bras, pour soumettre celle-ci à un traitement thérapeutique approprié (par exemple y traiter une plaie, une contusion ou une autre affection locale). L'ouverture 13 peut être utilisée pour appliquer un pansement sur le bras. En variante, elle peut être comblée par un petit coussin thermique amovible, conforme à l'invention. Le coussin thermique 11 du dispositif de la figure 6 peut par exemple être un coussin cryogénique, conçu pour mettre le bras traité en hypothermie pendant qu'on soumet la zone accessible dans l'ouverture 13 à un traitement thérapeutique approprié. Le dispositif de la figure 6 peut évidemment être adapté au traitement d'un membre du corps d'un animal, par exemple une patte d'un cheval. Les figures 7 et 8 montrent un dispositif conforme à 1' invention pour le traitement thérapeutique du crâne d'une personne. Le dispositif comprend une coquille rigide 14, ayant la forme d'un casque épousant sensiblement la tête 15 et le cou de la personne. Le casque 14 est formé de trois éléments articulés 16, 17 et 18 (figure 8) . L'élément 16 sert à recouvrir la calotte crânienne et les éléments 17 et 18 sont destinés à encercler le cou. La partie intérieure du casque 14 est représentée à plus grande échelle dans une zone désignée par la notation de référence X à la figure 7. Celle-ci comprend un coussin thermique, sous la coquille 14. Le coussin thermique est conforme à l'invention et comprend successivement une couche isolante 19, une enveloppe étanche 20 (dont la fonction sera explicitée plus loin) , un réseau 11 de blocs articulés contenant une matière thermique et une seconde enveloppe étanche 22. L'enveloppe étanche 20 comprend un dispositif (non représentée) pour y introduire un fluide sous pression. II s'agit généralement d'air que l'on insuffle dans la poche au moyen d'une pompe électrique ou manuelle (du type des pompes pour bicyclettes ou utilisées sur les tensiomètres médicaux ou paramédicaux) . La poche 22 est similaire à la poche 20 est également conçue pour l'introduction d'un volume défini d'air sous pression. Lorsqu'il s'agit de soumettre la tête d'un patient à un traitement cryogénique, par exemple la placer en hypothermie, on maintient le casque 14 et son coussin thermique dans une armoire frigorifique pendant un temps approprié pour qu'ils acquièrent une température prédéterminée. On applique ensuite l'élément 16 du casque 14 sur la calotte crânienne de la tête 15 du patient et on rabat les éléments 17 et 18 contre le cou du patient. On insuffle par la suite un volume défini d'air dans la poche 20, pour appliquer le réseau de blocs articulés 11 avec une pression prédéterminée sur la tête 15 du patient. Par la suite, on insuffle éventuellement un volume défini d'air dans la poche 22. La poche d'air 22 sert à former un film isolant entre le réseau de blocs 11 et la tête 15, pour réguler le flux de chaleur entre la tête 15 et la matière thermique des blocs 11 du coussin thermique. On régule à volonté ce flux de chaleur par un choix approprié du volume d'air que l'on insuffle dans la poche 22.
La coquille 14 du dispositif des figures 7 et 8 peut avantageusement être munie d'une instrumentation médicale, comprenant par exemple des thermomètres ou des tensiomètres. La figure 9 montre une variante de réalisation du dispositif des figures 7 et 8. Dans le dispositif de la figure 9, la coquille 14 a la forme d'un hémisphère, adapté à recouvrir la calotte crânienne d'une personne. Elle est formée de deux éléments 23 et 24 articulés sur un anneau 25 destiné à encercler la boîte crânienne à hauteur du front. Les éléments 23 et 24 portent, sur leur face interne, un coussin thermique (non représenté) , conforme à l'invention. Deux panneaux 26 et 27 sont par ailleurs articulés à l'anneau 25. Les deux panneaux 26 et 27 forment, avec les éléments 23 et 24, une chambre dans laquelle on enferme les coussins thermiques des éléments 23 et 24. La coquille 14 et ses coussins thermiques font ainsi partie intégrante d'un caisson (qui peut être hermétique et isolant) pour le transport et la manutention du dispositif. Le dispositif représenté à la figure 9 est spécialement bien adapté à une utilisation en urgence, en dehors d'un centre hospitalier, par exemple pour intervenir en urgence sur la voie publique. La coquille 14 peut en outre être munie d'un appareil autonome pour générer de la chaleur ou du froid, pendant le transport du dispositif ou sa manutention. La figure 10 montre une autre application du coussin thermique selon l'invention. Elle montre partiellement une paroi cryogénique 28 d'un thermos, destiné à conserver des organes ou des aliments froids. La paroi cryogénique 28 comprend une paire de cloisons 29 et 30, délimitant entre-elles une chambre remplie de petits coussins cryogéniques 31 conformes à l'invention. Conformément à l'invention, chaque coussin cryogénique 31 comprend des blocs 32 (figure 11) reliés par une membrane souple 33 et remplis d'une substance cryogénique rigide, par exemple de la glace. Le réseau des blocs 32 est enfermé dans une enveloppe souple et hermétique 34, remplie d'une matière cryogénique fluide 35. La matière cryogénique fluide 35 peut par exemple comprendre un gel. Le caractère deformable de la matière cryogénique 35 optimise les propriétés réfrigérantes de la paroi 28. La figure 12 montre une autre forme de réalisation des coussins cryogéniques 31 utilisables dans la paroi cryogénique 28 de la figure 10. Dans cette forme de réalisation, le coussin cryogénique comprend une chaîne de blocs 32 reliés par des pivots 33 et contenant une matière cryogénique rigide (par exemple de la glace) . La chaîne des blocs 32 est enfermée dans une enveloppe tubulaire 34, remplie d'un gel cryogénique 35. Par extension, l'invention concerne aussi les parois thermiques dans lesquelles les coussins thermiques contiennent un bloc unique 32 (contenant une matière thermique rigide) , dans une enveloppe souple contenant une matière thermique fluide [liquide, gaz, gel ou solide à l'état de particules meubles (poudre)].

Claims

REVENDICATIONS
1. Coussin thermique comportant un réseau de blocs reliés par des articulations et séparés par des interstices, lesdits blocs comprenant une matière thermique et lesdits interstices étant comblés, au moins partiellement, avec une matière thermique deformable, caractérisé en ce que les articulations sont sélectionnées parmi - les corps solides élastiques qui sont fixés aux blocs (1) et constituent alors une partie au moins de la matière thermique deformable susdite ; - les membranes élastiques (7), qui sont fixées aux blocs (1) et mises sous tension de manière à comprimer un corps deformable, présent dans les interstices (8), ledit corps deformable constituant alors une partie au moins de la matière thermique deformable ; et - les articulations (6), qui sont perméables à un fluide présent dans les interstices (8), ledit fluide constituant alors une partie au moins de la matière thermique deformable.
2. Coussin selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans le cas où la matière thermique deformable des interstices (8) comprend un corps solide élastique, celui-ci comprend une mousse et/ou un élastomère.
3. Coussin selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les articulations perméables, comprennent des membranes flexibles et/ou élastiques et perforées (9) .
4. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'une feuille souple et/ou élastique (7) enveloppe les blocs (1).
5. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la forme des blocs (1) est sélectionnée parmi les formes sphérique, hémisphérique, ovoïde, annulaire, lenticulaire, conique, tronconique et polyédrique.
6. Coussin selon la revendication 5, caractérisé en ce que les blocs (1) sont des polyèdres à base triangulaire, trapézoïdale, carrée ou octogonale.
7. Coussin selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque bloc (1) est formé de deux troncs de pyramide (3, 4), qui sont joints le long de leur grande base et en ce que les blocs sont articulés sur une articulation (6) qui est disposée dans le plan géométrique de ladite grande base.
8. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les blocs (1) comprennent des cellules contenant la matière thermique.
9. Coussin selon la revendication 8, caractérisé en ce que, dans le cas où la matière thermique des blocs (1) présente un état liquide ou gazeux, les cellules sont étanches audit état de la matière thermique. 10. Coussin thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'une au moins des matières thermiques comprend une substance qui subit un changement d'état à la température normale d' utilisation. 11. Coussin selon la revendication 10, caractérisé en ce que la substance susdite est un corps pur ou une composition chimique qui est congruente à la température normale d'utilisation.
12. Coussin thermique selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que le réseau de blocs (11) est recouvert d'une enveloppe élastique et étanche (20 ou 22), munie de dispositif d'admission et échappement d'un fluide.
13. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce qu'une ouverture (13) est enclavée dans le réseau de blocs (11) .
14. Coussin selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'ouverture (13) contient un autre réseau de blocs, amovible .
15. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, 13 et 14, caractérisé en ce que les blocs du réseau sont articulés en une seule strate.
16. Coussin selon la revendication 15, caractérisé en ce que la strate est prise en sandwich entre deux enveloppes élastiques et étanches (20, 22), munies chacune d'un dispositif d'admission et échappement d'un fluide .
17. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, 13 et 14, caractérisé en ce que les blocs du réseau sont disposés en au moins deux strates. 18. Coussin selon la revendication 17, caractérisé en ce que les deux strates sont prises en sandwich entre deux enveloppes élastiques et étanches, munies chacune d'un dispositif d'admission et d'échappement d'un fluide.
19. Coussin selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, 15 et 17, caractérisé en ce que le réseau de blocs est disposé dans une enveloppe comblée d'une matière thermique deformable.
20. Coussin selon la revendication 19, caractérisé en ce qu'une partie au moins de la matière thermique de l'enveloppe comprend la matière thermique des interstices .
21. Dispositif comprenant un coussin thermique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 20, pour un traitement thérapeutique du corps humain ou animal. 22. Dispositif selon la revendication 21, caractérisé en ce que le coussin (11) est logé à l'intérieur d'une coquille rigide (14).
23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce que la coquille rigide (14) a la forme d'un crâne humain (15) .
24. Dispositif selon la revendication 22 ou 23, caractérisé en ce qu'une enveloppe élastique et étanche (20) est interposée entre le réseau de blocs (11) et la coquille (14), ladite enveloppe étant munie d'un dispositif d'admission et échappement d'un fluide.
25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, caractérisé en ce que la coquille (14) comprend au moins deux éléments articulés (16, 17, 18).
26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisé en ce qu'au moins un panneau (26, 27) est articulé à la coquille (14) et dimensionné en sorte de pouvoir former, avec la coquille, une chambre sensiblement hermétique contenant le coussin.
27. Dispositif selon la revendication 26, caractérisé en ce que la coquille (14) et/ou un panneau (26,27) comprend une instrumentation médicale.
8. Paroi thermique comprenant une accumulation de coussins thermiques (31) conformes à la revendication 19 ou 20, entre deux cloisons (29, 30) .
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