Brevet FR2088208A1 — publié le 19720107

La présente invention a pour @bje@ une structure alvéolée qui présente les avanta@es d'une part de do@@orter une @rande surface de parois dans un volune donné et, d'autre part, de d@li@icer deu@ es@aces inténieu@@ @@stinces, co@@l@@entai@es, éqaux @u@n@n, qui@s'interpenttren@ u@ncllenent sans au@une @@@@nicati@on. La suructure sel@@ l'invention est f@r@@ie d'une sér@e de polyèdres creux à faces ariangulaires, qu@ sent cronqués à chacun de leurs scmmets de fayon à transfer@er les faces triangulaiues en faces hexagonales, ces p@l@àdres tronqués dtant assemblés les uns aux autres par leurs parties tronquees. Ces polyèdres peuvent être réguliers @u non. Ils peuvent être constitués par des @c@aèdres @u par des bétra@dres. Lorsqu'ils sont réguliers, il s@nt, de préférence, @r@mqués au tiers de chacune de leurs arêtes; les faces des poly@dres tronqués son alors en forme d'hexagones ré@uliers. Lorsque les polyèdres sont constitués par des octaèdres, la troncature détermine, à la place de chaque sommet, une ouverture en f@rme de quadrilatère qui est un carré larsque le polyèdre est régulier. Dans ce cas, les octaèdres sont assemblés deux pa@ deux, par jonction de leure ouvertures. Lorsque les polyèdres sont c@nstitués par des tétraèdres, la tr@ncature déternine, à la place de cha@ue so@@et une ouverture trian@ulaire. Dans ce cas, les cé@ra@@res s@nt assemblés quatre par quatre, par j@nction d'un côcé d'une @uve@ture d'un técrad@re aux côtés d'ouvertures de trois autres tétra@dres. Les structures selon l'invention sont susceptibles d'un grand nombre d'applications. Elles peuvent, par exemple, être utàlisées comme labyrinthes pour silencieux ou pour abtenir, les alvéoles étant vides ou remplis avec des produits expansés, des @atériaux all@yés de grande rigidite. @ais la présence de deux espaces intérieurs indépendants les rait convenir n@@amment co@@e élé@ents d'échangeurs thermiques. La présente invention a également pour objet un procédé de fabrication de ces structures. Ce procédé consiste à tracer sur des plaques un réseau d'hexagones, à découper, cur cinq de ses d@tés, un hexagone sur deux, une rangée sur deux, de façon à fommer une languette hexagonale, à replier les lan@uettes ainsi for@ées, à fendre la plaque, de part et d'autre des languettes suivant deu@ d@tés d'hexagone, à plier les rangéesd@h'exa@mes, autour de deux côtés communs, de fa @on à for@er des pliures alternativement c@ncaves et convexes, à superposer les éléments des structures alnsi réalisées, et à les fixer entre eux. @n a decrit ci-après, à titre d'exemplesnon limitatifs, deux @des de réalisasion de la structure selon l'invention, aves référence aux dessins annexès dans lesquels : La fig. 1 est une vue en perspective d'un premier mode de réalisation, La Fig. 2 en est une vue en plan. La Fig. 3 en est une coupe transversale suivant III-III de la Fig. @, La Fig. 4 en est une coupe transversale suivant IV-IV de la Fig. @, La Fig. 5 est une vue en coupe horizontale d'une partie d'un échan@eur réalisé à l'aide de la structure des Fig. 1 à 4, suivant V-V de la Fig. 6. La Fig. 6 est une vue en coupe vertieale de cet échangeur, suivant VI-VI de la Fig. 5. La Fig. 7 est une vue en perspective d'un tétraèdre tronqué per@ettan@ de réaliser un autre mode de réalisation de structure, La Fig. @ Est une vue en plan, avec arrachement partiel, d'une structure réalisée à l'aide de l'élement de la Fig. 7, La Fig. 9 en est une élévation latérale, La Fig. 10 est une vue en coupe d'une partie d'un échangeur réal@s@ à l'aide de la structure des Fig. @ et 9, par un plan @aralièle à l'une des faces d'un tétra@dre. Les Fig. 11 à l@@@ontrent co@@ent @l est possi@le de réaliser, @@pa@tir de plaques planes, la structure des Fig. 1 à @ ou @elle @es Fig. @ et 9. @elle qu'elle est représentée aux Fig. 1 à 4, la st@u@ture selon l'invention est formés d'octaèdres réguliers creux 1 qui ont été tronqués, au tiers de chacune de leurs arêtes. Chacun de ces octaèdres comporte ainsi huit parois pleines 2, qui sont en forme d'hexagones réguliers et sont parallèles entre elles deux à deux; ces parois délimitent six ouvertures 3a-3a, 3b-3b, 3c-3c, de for@e carrée, qui sont disposées parallèlement à l'un de trois plans perpendiculaires entre eux et respective@ent perpendiculaires à l'une des dIagonales de l'octaèdre. Les octaèdres sont réunis entre eux, deux par deux, par deux de leurs ouvertures 3a, 3b et 3c.Ils délimitent ainsi extérieurement une seconde série d'octaèdres 1' dont la forme est identique à celle des octaèdres et qui communiquent entre eux par des ouvertures telles que 3'a. Les octaèdres 1 délimitent interieurement un espace 4 fom@é par la juxtaposition des alvéoles des octaèdres. des divers alvé@les communiquent entre eux en formant des canaux 5a, 5b et 5c @arallèles aux diagonales de l'@ctaèdre; ils forment également des canaux 5d, 5e et 5f parallèles aux arêtes des @ctaèdres. De manière anal@gue, les @ctaèdres l' délimitent intérieurement un espace 4' qui s'interpénètre dans l'espace 4 tout en étant indépendant de lui et ne pouvant communiquer avec lui. Cet espace est formé par la juxtaposition des alvéoles des octaèdres l', qui forment des canaux parallèles aux canaux 5a ... 5f, mais séparés de ceux-ci et dont certains sont visibles au dessin en 5'a, 5'c et 5'f. On voit ainsi que le volume déli@ité par la structure est divisé en deux espaces indépendants, chaque paroi 2 d'un octa@dre ayant une face dans l'un des espaces et son autre face dans l'autre espace. La structure des Fig. 1 à 4 peut recevoir un grand nombre d'applications. Elle peut, par exemple, être utilisée pour réaliser un échangeur dont la surface d'échange est constituée par les parois 2; l'un des fluides traverse l'espace @ alors que l'autre traverse l'espace X'. Un échangeur de ce genre est représenté aux Fig. 5 et 6. Cet échangeur est délimité par des parois 6a, 6b et 6c qui sont res pectivement parallèles aux ouvertures 3a, 3b et 3c. L'cspace 4 communique avec un conduit d'arrive ou de départ de fluiCe 7 alors que l'espace 4-l communique avec un autre conduit d'arrivée au de départ de fluide 7'. Dans le mode de réalisation des F g. 7 à Cj-, la structure est formée de tétraèdres réguliers creux @ qui ont été tronqués, au ?.ers de chacune de leurs arêtes. Clacun de ces tétraèdres comporte ainsi quatre parois planes 9 qui sont en --onae d'hexagones réguliers. Ces parois délimitent quatre ouvertures 10a, lob, 10c et lOd qui sont en forme de triangles équilatéraux et sont disposés dans des plans parallèles à ceux des parois 9. Les tétraèdres 3 sont réunis entre eux parallèlement les uns aux autres, par les côtés de leurs ouvertures; les bases de trois tétraèdres se juxtaposent ainsi dans un même plan en délimitant un triangle équilatéral 11. Là encore, on constate que ces tétraèdres délimitent extérieurement une seconde série de tétraèdres 3' dont la forne est identique à celle des tétraèdres 3 nais qui sont renversés par rapport à ces tétraèdres, ces derniers ayant une base dirigée vers le haut alors que les tétraèdres 8' ont une base diri gee vers le bas (voir Fig. 3 et 14); on voit ainsi aux Fig. 8 et il les ouvertures lO'd de ces tétraèdres '. Les tétraèdres @ délimitent intérieurement un espace 12 formé par la juxtaposition des alvéoles des tétraèdres. Ces divers alvéoles communiquent entre eux en formant des canaux de section triangulaire, tels que ceux indiqués par les flèches 13a, 13b et 13c et qui sont parallèles chacun à l'une des arêtes d'un tétraèdre; il existe ainsi six directions différentes de canaux. De manière analogue, les tétraèdres 8' délimitent intérieurement un espace 12' qui s'interpénètre dans l'espace 12 out en étant indépendant de lui. Cet espace est formé par la juftaposi- tion des alvéoles des tétraèdres 8', qui forment des canaux para@- lèles aux canaux tels que 13a, 13b et 13c. Comme la structure des Fig. 1 à 4, celle des Fig. 7 à 9 délimite donc un volume divisé en deux espaces indépendants, claque paroi 9 d'un tétraèdre ayant une face dans l'un des espaces et son autre face dans l'autre espace. Elle peut donc également être utilisée pour réaliser, par exemple, un échangeur, en la fermant par des plaques 22 parallèles aux faces des tétraèdres (Fig. lo). Pour fabriquer les deux structures qui viennent d'être décrites, on peut réaliser des tétraèdres et des octaèdres et les assexibler comme il a eté indiqué. Il est cependant olus simple d'utiliser le procédé qui va être décrit en se référant aux Fig. 11 à 14 et qui présente, en outre, l'avantage d'éviter les chutes, ainsi que les doubles épaisseurs. On part d'une série de plaques planes 14 sur lesquelles on trace un réseau d'hexagones réguliers. Toutès les deux rangées, on découpe un hexagone sur deux, sur cinq de ses côtés, de façon à foraer une languette 15 qui est rabattue vers le bas, sous la plaque 14 (Fig. 11). On fend également la plaque, de part et d'autre de cette languette, suivant deux côtés d'hexagone, comme indiqué en 16. Puis on plie alternativement les hexagones de chacune des rangées, vers le haut, pour former des pliures concaves 17, et vers le bas, pour former des pliures convexes 1Q, la disposition étant telle que les deux pliures adjacentes au pli 19 d'une languette soient concaves (Fig. 12). En donnant aux pliures un angle égal a l'angle aigü que font deux diagonales d'un cube, de façon que les côtés 20 de l'ouser- ture hexagonale formée par le rabattement de la languette 15, qui sont adjacents au pli 19 de cette languette, soient parallèles l'un à l'autre, on forme des fractions d'octaèdre tronqué, cor.lr.le le montre la Fig. 13. il suffit alors de superposer les plaques 14 en fixant chaque languette rabattue 15 sur ces fractions d'octaèdre, comme représenté en traits mixtes à la Fig. 12, de façon à former des demi-@@taèdres, et en fixant les deux côtés 20 adjacents à un pli 19 de la plaque supérieure à deux côtés parallèles et opposés 21 de la plaque supérieure.On obtient ainsi la structure des Fig. 1 à 4 Par contre, si on donne aux pliures un angle égal à l'angle obtus que font deux diagonales d'un cube, de façon que les deux cotés 20 adjacents à un pli 19 se rejoignent (Fig. 14), on obtient une série de tétraèdres ,' délimitant extérieurement les tétraèdres 8 auxquels il manque une face. I1 suffit alors de superposer les plaques 14 en fixant chaque languette d'une plaque aux autres parois du tétraèdre 8' de cette plaque, dont fait partie la languette, ainsi qu'aux parois d'un tétraedre 8 de la plaque inférieure. On obtient ainsi la structure des Fig. 8 et 9. Il va de sol que l'invention ne doit pas être considérée comme limitée aux modes de réalisation décrits et représentés mais en couvre, au contraire, toutes les variantes. I1 est possible, par exemple, d'obtenir par emboutissage ou par coulée des éléments semi-octaèdriques préformés pouvant être superposés et fixés entre eux pour constituer les structures alvéolées conformes à l'invenpion. REVENDICATI@@@ 1. - Structure alvéolée, caractérisée en ce qu'elle est for @ée d'une série de polyèdres creux à faces triangulaires qui sont tronqués à chacun de leurs so@@ets de fa@on à transfor@er les faces triangulaires en faces hexagonales, ces poly@dres tronqués étant assembles les uns aux autres Dar leurs parties tronquées. 2. - Structure alvéolée selon la revendication 1, caractéri- sée en ce que les polyèdres sont réguliers. 3. - Structure alvéolée selon la revendication 2, caractérisée en ce que les polyèdres sont tronqués au tiers de chacune de leurs arêtes. 4. - Structure alvéolée selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les polyèdres sont des octaè- dres et assemblés, deux par deux, par leurs ouvertures résultant de leurs troncatures. 5. - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les polyèdres sont des tétraèdres et assemblés quatre par quatre, par jonction d'un côté d'une ouverture d'un tétraèdre aux côtés d'ouvertures de trois autres tétraèdres. 6. - échangeur thermique, caractérisé en ce qu'il est formé par la structure définie à la revendication 4, cette structure étant fermée par des plaques perpendiculaires aux diagonales des octaèdres. 7.-Echangeur thermique, caractérisé en ce qu'il est formé par la structure définie la revendication 5, cette structure étant fermée par des plaques parallèles aux faces des tétraèdres. - - Procédé de fabrication de la structure définie aux reventions 1 et ., caractérisé en ce qu'on trace sur des plaques un réseau d'hexagones, qu'on découpe sur sinq de ses côtés un hexagone sur deux, une rangée sur de@x, de fagon à former une languette hexagonale, qu'on replie la languette ainsi formée, qu'on fend la plaque, de part & - est d'autre des languettes, suivant deux côtés d'hexagone, qu'on plie les rangées d'hexagones, autour de deux côtés communs, de façon à former des pliures alternativement conca ves et convexes, qu'an superpose les éléments de structures ainsi réalisés et qu'on les fixe entre eux. 9. - Procédé selon la revendication @, caractérisé en ce qu'on donne aux pliures an angle égal à l'angle aigu que fnt deux diagonales d'un cube. 10. - @rocédé selon la revendication j, caractérisé en ce qu'on donne aux pliures un angle égal à l'angle obtus que font deux diagonales d'un cube. 11. - Procédé de fabrication de la structure définie à la revendication 4, caractérisé en ce qu'on réalise, par emboutissa- @e ou par coulée, des @ouches de semi-octaèdres assemblés entre eux, qu'on superpose ces couches et qu'on les fixe entre elles.