Brevet FR2643259A1 — publié le 19900824

-1- " Chariot, brancard ou civière munis d'un dispositif de stockage d'energie thermiquepar changement d'état d'une substance et destinés au transport, au repos ou au traite- ment de personnes malades ou blessées. " Le domaine d'application de l'invention est le matériel médical et plus particulièrement les chariots destines au transport des-malades entre les lieux de repos (chambres, salles communes) et les salles d'examen ou de traitement. L'invention s'applique également aux chariots ou brancards 1D utilise our le transport des malades entre les lieux o ils se sont zrouvés malades ou blessés et les établissements médicaliss, et notamment aux brancards destinés à être plaças dans les ambulances et les hélicotères, ainsi qu'aux brancards ou civières utilisés pour évacuer les victimes d'accidents de toute nature, dont par exemple les brancards- traineaux utilisés pour le transport de victimes d'accidents survenus en montagne ou sur des pistes de ski. Actuellement, dans les établissements hospitaliers ou médicalisés, les malades dont l'état nécessite un transport en position allongée sont plaçés sur des chariots ayant aproxinmativement les dimensions suivantes: Longueur 190 cm; Largeur 70 cm; Hauteur 120 cm; Ces chariots sont munis de roulettes orientables ou non à leur partie inférieure et de poignées permettant de les tracter ou de les pousser. De même utilise-t'on, pour transporter les personnes malades ou blessées entre un lieu quelconque et un établissement médicalisé, des brancards ou civières conçus de telle façon qu'ils puissent d'une part être portés par deux personnes et -2- d'autre part être placés à l'intérieur d'un véhicule auto- mobile. d'un avion ou d'un hélicoptère. La partie supérieure de ces chariots, brancards ou civières est constituée par une surface plane ou aproximativement plane sur laquelle repose la personne transportée. On trouve parfois des barrières placées en périphérie de ladite surface plane, ces barrières. préférentiellement escamotables, dépassant d'une hauteur d'environ 15 cm le niveau de ladite surface plane de façon & éviter iue les personnes transportées ne risquent de chutter. Cette surface plane est réalisée dans un matériau choisi parlrA!es matériaux étanches et présentant une bonne résistance aux agressions d'origine mécanique ou chimique. En effet ce matériau subit non seulement des agressions mécaniques (poids et mouvements des personnes transportées, chocs avec divers objets ou surfaces), mais encore l'aspersion par les liquides ou produits utilisés lors des traitements ou de la préparation des malades en vue de ces traitements. De plus cette surface doit pouvoir être par- faitement et intégralement nettoyCe, stérilisée et aseptisée après chaque utilisation de façon à éviter tout risque de contamination d'une personne par des germes, virus, cel- lules, ou par toute substance provenant de ou ayant servi à traiter une personne précédemment plaçée sur cette même surface. Ces contraintes ont conduit à réaliser les surfaces supérieures de tels chariots, brancards ou civières presque exclusivement à l'aide de trois types de matériaux dif- férents: -3- - En premier lieu, on utilise pour ces surfaces des matériaux métalliques, et principalement des tôles en acier inoxydable. Ce matériau représente la meilleure solution en termes de solidité et de durabilité ainsi qu'en matière de facilité de nettoyage et de compatibilité avec les dif- férents procédés de stérilisation. Il est très fréquemment employé dans le domaine médical pour la fabrication de nombreux obJets destinés aux examens et aux interventions chirurgicales. - On utilise également des surfaces en matériau plas- tiques ou dérivés, par exemple ceux connus sous le nom commercial de FCRMICA (Marque déposée). Ces matériaux pré- sentent des performances satisfaisantes en matière de résis- tance aux agressions mécaniques et chimiques. - Enfin, dans le but d'améliorer le confort des personnes transportées, on utilise parfois un complexe souple pour réaliser les plans supérieurs de ces chariots, brancards ou civières. Dans ce cas, on place un matelas de mousse, généralement de faible-épaisseur, sur l'armature supérieure du chariot et on recouvre ledit matelas de mousse au moyen d'une toile en plolychlorure de vinyl ou autre matériau plastique souple. De tels modes de réalisation ne procurent pas une durée de vie suffisante pour les parties supérieures des chariots qui doivent alors être remplacées en moyenne tousles deux ans pour une utilisation normale et présentent l'inconvénient majeur de ne pas offrir de sécurité absolue en matière de d'asepsie, notamment dès lors que la to-ile est partiellement déchirée, coupée ou décousue. -4- Dans tous les cas, ces surfaces supérieures sur les- quelles sont placées les personnes se trouvent être & une température proche de celle du local ou de l'ambiance dans lesquels est situé le chariot ou brancard; cette température peut même être inférieure à la température ambiante lorsque le chariot ou brancard a été stocké dans une pièce, un véhicule ou un aéronef peu ou pas chauffé peu de temps avant son utilisation. Or les personnes qui sont placées sur ces chariots ou branr.cards sont souvent partiellement ou intégra- lement dévétues; de plus il peut arriver que leur état ne leur permette pas d'effectuer le moindre mouvement. Dans ces conditions. ces personnes sont particulièrement sensibles aux sensations de froid provenant du contact avec la surface sur laquelle elles reposent. ce qui peut avoir des consé- quences tout à fait dommageables à leur évolution, tant sur le plan phisiologique que psychologique. En conséquence, l'invention a pour objet d'apporter des solutions concrètes et performantes aux difficultés évoquées ci-dessus. A cet égard, un premier objet de l'invention est de permettre d'améliorer très sensiblement le confort des personnes malades ou blessées qui sont amenées à être transportées ou à rester placées sur des chariots ou brancards. Un objectif complémentaire est de procurer un niveau satisfaisant de confort indépendamment du lieu ou se trouvent placés les chariots ou brancards selon l'invention, et ce pendant une durée relativement longue. -5- Un obJectif supplémentaire est de proposer des chariots ou brancards destinés au transport de personnes malades ou blessées dont la surface supérieure soit totalement compa- tible avec les procédés de nettoyage et de stérilisation actuellement employés en pratique médicale et chirurgicale. Un autre objectif est de réaliser des parties supérieu- res de chariot ou brancards particulièrement résistantes et insensibles aux chocs. Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints à l'aide de chariots ou brancards dont les plans supérieurs sont munis d'un dispositif permet- tant d'élever et de maintenir la température de la surface sur laquelle reposent les personnes transportées à une température différente de la température ambiante. Les brancards, chariots ou civières selon l'invention comportent une surface supérieure horizontale plane ou approximativement plane réalisée en tôle fine d'acier inoxy- dable et sont notamment caractérisés en ce Qu'ils comportent des moyens d'élever la température de cette surface jusqu'à une valeur réglable comprise dans une plage dont le minimum est d'environ 20 degrés centigrades et le maximum d'environ degrés centigrades, ainsi que les moyens de stocker puis de restituer une quantité d'énergie importante à une tempé- rature comprise dans cette plage. Une caractéristique de l'invention est que ces moyens d'élever la température de la surface horizontale sont constitués par au moins une résistance électrique placée en dessous de ladite surface métallique. eette résistance ou - 6 - ensemble de résistances étant reliés au secteur par intermédiare d'un dispositif thermostaté réglable. Une caractéristique essentielle de l'invention est que les chariots, civières ou brancards comprennent un disposi- tif de stockage d'enerúie thermique situé en dessous de la surface plane supérieure, ce dispositif étant conçu de telle façon que ladite surface plane conserve une température sensiblement supérieure Aà la température ambiante et proche de la température du corps humain, et ce y compris lorsque les chariots. civières ou brancards sont déconnectés pendant plusieurs heures de toute source énergétique. Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, ce disposi- tif de stockage d'energie thermique à forte inertie est constitué par un réservoir de forme parallélépipédique dont la partie supérieure est constituée par une tôle fine en acier inoxydable faisant office de plan de repos et dont les parties inférieures et latérales sont isolées de l'ambiance par tous moyens appropriés. ces parois pouvant être par exemple elles-même réalisées en matériaux isolants. Ce réservoir parallélépidique inclu ou est en contact thermique avec la ou les résistances; il est partiellement ou totale- ment rempli d'une substance présentant la caractéristique de changer d'état, c'est à dire de passer d'une phase solide à une phase liquide à une température proche de la température normale du corps humain. à savoir 37 degrés centigrades. Les travaug et recherches des auteurs (non publiés) ont montré que la substance la mieux adaptée pour le remplissage du réservoir situé sous la surface de contact entre le chariot -7- et le malade est une substance à base de paraffine. En effet cette substance, qui est un sous-produit des opérations de cracking pétrolier est d'un prix très bas; de plus elle est parfaitement neutre et passivée si bien q'une éventuelle fuite accidentelle de cette substance en dehors du réservoir ne présente aucun danger ni pour les malades ni pour le personnel dispensant les soins. Par ailleurs, et c'est là une de leurs caractéristiques essentielles pour le fonction- nement des chariots civières ou brancards selon l'invention, les paraffines ou substances à base de paraffine présentent la particularité de nécessiter un apport calorifique d'environ 0.9 kilocalories par gramme pour que leur tempéra- ture s'éléve de 1 degré sur la page de température comprise entre O et 100 degrés, sauf aux environs de leur point,de fusion o elles nécessitent un apport calorifique d'environ kcal par gramme et par degré. Or ce point de fusion se trouve placé à environ 42 degrés c pour les paraffine les plus couramment commercialisées. Le choix du type de paraf- fine utilisé et l'addition de composants divers en petites quantités permet d'obtenir des substances à base de paraf- fine dont les points de fusion varient entre 32 et 49 degrés c. Bien entendu, de telles substances à base de paraffine restituent les calories qu'elles ont emmagasinées de façon symétrique, c'est à dire qu'elles cèdent 0.9 kcal par gramme lorsqu'elles baissent de 1 degré en dehors de leur point de fusion et 60 kcal par gramme lorsqu'elles franchissent leur point de fusion. On comprend que ces substances permettent d'obtenir le stockage et la restitution maximale d'énergie thermique sur un long palier de température situé à proxi- mité de la température ordinaire du corps humain. Dans la mesure o le stockage de calories s'effectue grâce & l'action d'une pluralité de résistances électriques thermo- statées immergées dans la substance ou en contact thermique avec cette dernière et o la restitution s'effectue quasi- exclusivement par diffusion à travers la tôle en aeier inoxydable, on comprend que le confort du malade placé sur un chariot, brancard ou civière selon l'invention sera assuré, y compris en l'absence de tout raccordement electri- que et lors des séjours dans une ambiance non ou insuffisam- ment chauffée. Une autre propriété des paraffines ou substances à base de paraffine est de présenter une variation significative ae I volume lors des changement d'état. Afin d'éviter toute déformation du réservoir parallélépipédique, et de maintenir unr contact thermique optimum avec la tôle en acier inoxy- dable, on placera avantageusement une vessie remplie d'air sous pression à l'intérieur dudit-réservoir. Enfin, une propriété essentielle des paraffines et substances à base de paraffine est de pouvoir subir plusieurs milliers de transformation successives de ltétat solide à l'état liquide et inversement, sans présenter de modifications significative de leur composition ni de leur performance en matière de stockage et de restitution d'energie thermique. Dans une variante de l'invention, et notamment Pour ce qui concerne les civières destinées au transport de person- _-9-_ nes malades ou blessées entre un endroit non-habité et les- lieux o elles seront soignées, on pourra remplacer les résistances électriques, ou tout au moins les compléter par des cartouches munies de parois conductrices de chaleur et remplies d'au moins deux substances différentes dont le mélange total ou partiel, déclanché par tout moyen approprié, provoque une réaction exothermique. Ces cartouches sont prévues pour prendre place soit dans des cavités situées à l'intérieur du'réservoir de stockage d'énergie, soit dans des emplacements situés en contact thermique avec ledit réservoir. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à simple titre illue- tratif et des dessins annexes dans lesquels: - La Figure 1 représente un chariot selon l'invention - La Figure 2 représente une civiére selon l'invention - La Figure 3 représente un brancard-traineau selon l'invention. - La Figure 4 représente les évolutions en fonction du temps des températures mesurées au niveau de la surface de contact entre le malade et le support sur lequel il repose. Dans le cas d'un chariot, illustré par la figure 1, on constate que le chassis (1) est équipé dans sa partie supérieure d'un plateau isolant (3) muni de bordures sur sa périphérie. Une tôle fine (2), préférentiellement réalisée en acier inoxydable est placée au dessus dudit plateau isolant de telle façon qu'il existe une cavité de forme - 10 - approximativement parallélépipèdique délimitée en sa partie inférieure par le plateau isolant (3), en sa partie supér- ieure par la tôle fine (2) et en ses parties latérales par des mtéria.x isolants. La liaison entre la tôle fine (2) et les éléments isolants sera réalisée de façon étanche et, préférentiellement, démontable. La cavité étanche ménagée sous la tôle (2) sera remplie de paraffine ou d'une substance à base de paraffine (5). Cette cavité comprend également une ou plusieur résistances électriques (4) préfé- rentiellement immergées dans la paraffine; ces résistances électrilquesseront placées de telle façon qu'elles irriguent de façon régulière et aussi complète que possible la totalité du volume de paraffine, ceci afin d'obtenir une fusion régulière et homogène de cette substance qui prése9te une conductivité thermique relativement faible: on s'efforcera de dimensionner et de placer les résistances électriques de telle façon qu'aucun point du volume rempli de paraffine ne se touve éloigné de plus de 5 cm d'un élément de résitance électrique. Pour respecter cette condi- tion, on pourra avantageusement munir les dites résistances électriques de diffuseurs métalliques, par exemple en formes d'ailettes. De même, dans le but d'éviter tout risque de cuisson localisée de la paraffine, dimensionnera-tton les résitances et leurs éventuels diffuseurs de telle façon que les apports énergétiques par centimètre carré de surface de contact métal/paraffine restent inférieurs aux seuils au delà desquels ces phénomènes de cuisson peuvent apparaitre. - 11 - L'alimentation de la ou des résistances (4) immergées dans ou en contact thermique avec la paraffine sera réalisée par un simple branchement sur le réseau électrique, sachant que cette liaison s'effectuera par l'intermédiaire d'un dispositif de régulation (6) par exemple du type thermostat réglable. Dans une variante, la résistance électrique (4) ou l'ensemble des résistances électriques pourront être rempla- cés par tout dispositif d'apport d'énergie thermique et notamment par des cartouches remplies de substances chimi- O10 ques don.t le mélange déclanché par un mcYen mécanique provoque une réaction exothermique, lesdites cartouches étant munies d'un emballage étanche conducteur et venant se placer dans des logements prévus à cet effet dans la substance fluide (5). Enfin, pour éviter toute contrainte mécanique liée aux variations de volume lors des changements de phases de la paraffine, il sera avantageux de placer à l'intérieur du volume parteillement rempli de paraffine un objet défor- mable, par exemple une vessie (7) gonflée à l'air comprimé dont le rôle sera d'absorber ces variations de volume. Les fizures 2 et 3 illustrent des exemples d'implantation des éléments caractéristiques de l'invention, respectivement dans le cas d'une civière à bras et d'un brancard-traineau. Dans ce dernier cas, on constate que le volume occupé par la paraffine (5) est plus important: la quantité de paraffine doit en effet être caleulée en fonction du temps maximal probable d'utilisation d'un ap- pareil selon l'invention dans une atmosphère non chauffée sans possibilité de raccordement à une source d'énergie. - 12 - Un dimensionnement optimal du volume de paraffine selon les applications peut être donné à titre indicatif: pour une paraffine dont le point de fusion est situé à 38 degrés c, on prendra environ 25 litres pour une civière et il est préférable de prévoir au moins 40 litres pour un. chariot utilisé en milieu médicalisé tandis qu'un brancard-traineau utilisé en montagne nécessitera au moins 70 litres. De tels dimensionnements, alliés à l'utilisation d'isotants dont les performances soient au moins équivalentes à celles d'une épaisseur de 5 cm de laine de verre, permettent d'obtenir. après réglage du thermostat (6) à une valeur de 40 degrés c la fusion totale de la paraffine, donc le stockage optimal de chaleur en moins de deux heures et la restitution de cette chaleur dans des zones de température proche de P7 degrés c pendant au moins 6 heures après déconnection des résistance vis à vis du réseau électrique. Le comportement de la substance fluide en fonction du temps et des apports calorifiques est schématisé sur la figure 4. A partir d'une température ambiante de 22 degrés c, on branche au temps tO la résistance électrique sur le secteur et ce jusqu'au temps t3. Au départ, la température de la substance fluide augmente progressivement de 22 à 37.5 degrés c (11). Puis cette température franchit un long palier (12), correspondant à une importante accumulation d'énergie entre 37.5 et 38.5 degrés c, et ce entre le temps tl correspondant au début de la transformation solide en liquide et le tenmps t2 correspondant à la fin de cette transformation. Ensuite cette température augmente Jusqu'A - 13 - la température limite fixée par réglage du thermostat, soit dans le présent exemple 40 degrès c; cette phase est représentée par la partie de courbe (13) de même pente que la montée en température (11) avant franchissement du palier de changement d'état (12). Dès franchissement de cette température de consigne, le thermostat coupe l'alimentation du dispositif de chauffage. La température évolue alors sur une coube quasisinusoidale (14) dont l'amplitude et la période sont fonction des performances du dispositif de 0 régulation choisi. Après déconnection du chariot selon l'invention par rapport au réseau, la praffine cède, préfé- rentiellement par conduction à travers la surface métallique supérieure, les calories qu'elle a précédemment emagasinées au milieu exctérieur et/ou à la personne allongée sur cette surface. L'évolution de la température est plus lente que lors des étapes-de montée en température: Dans un premier temps, elle baisse rapidement (15) Jusqu'à la formation du premier cristal solide. Puis elle parcourt un palier (16) correspondant au changement d'état de l'ensemble du volume de parraffine. Ce pallier (16) représente la durée d'utilisation maximale dans des conditions de confort opti- misées d'un chariot, d'un brancard ou d'une civière selon l'invention non raccordés à une source d'énergie. Enfin la température chutte rapidement (17) jusqu'à atteindre la température ambiante. Bien entendu, ces modes de réalisation et ces valeurs ne sont donnés qu'à titre purement indicatif et l'on pourra - lt - les modifier sans pour autant sortir du cadre de la présente invention. On pourra notamment utiliser d'autres substances à changement d'état et choisir d'autre modes de liaison thermique entre ces substances (5) et la tôle supérieure (2). On pourra également réaliser selon la description ci- dessus des éléments supérieurs de tables d'examens ou de tables d'opérations ainsi que toutes surfaces surlesquelles des individus peuvent être amenés à devoir reposer pendant des durées de plusieurs minutes. -15- REVENDICATIONS -1- Chariots, brancards ou civières destinés au transport, au repos ou au traitement de personnes malades ou blessées, du type comportant une surface supérieure(2) plane ou aproximativement plane réalisée en t8le fine d'acier inoxydable caractérisés en ce qu'ils comportent des moyens (4> d'élever la température de ladite surface plane à une valeur réglable comprise entre 20 et 45 degrés centigrades ainsi que des moyens (5) de stocker et de restituer une quantité d'énergie importante A une tempéra- ture comprise dans cette plage. -2- Chariots, brancards ou civières selon revendica- tion 1 caractérisés en ce que les moyens (4) d'élever la température de la surface plane (2) sont constitués.par une pluralité de résistances électriques placées sous ladite surface plane et reliés au secteur par l'intermédiaire d'un dispositif thermostaté (6). -3- Chariots, brancards ou civières selon revendica- tion 1 caractérisés en ce que le dispositif permettant de stocker et de restituer une quantité d'énergie importante est constitué par un réservoir (5) de forme parallélépipè- dique dont la partie supérieure est constituée par une tole fine (2) en acier inoxydable faisant office de plan de repos et dont les parties latérales et inférieures (3) sont, réalisées en matériau isolant ou sont isolées de l'ambiance, ledit réservoir (5) étant partiellement ou totalement rempli d'une substance présentant la propriété -16- de changer d'état à une température proche de la tempéra- ture normale du corps humain. -4- Chariots, brancards ou civières selon revendica- tions 1 et 3 caractérisés en ce que la substance occupant totalement ou partiellement le volume intérieur du réser- voir (5) est constitué par de la paraffine ou par une substance à base de paraffine. -5- Chariots, brancards ou civières selon revendica- tion 1 caractérisés en ce qu'ils comprennent des emplace- ments en contact thermique avec le réservoir (5) destinés à recevoir des cartouches munies de paroies conductrices de chaleur et remplies d'au moins deux substances dont le mélange provoque une réaction excthermiqcue. -6- Chariots, brancards ou civières selon revendica- tion 1 caractérisé en ce que le réservoir (5) comprend au moins un objet déformable, par exemple une vessie (7) gonflée à l'air comprimé. -7- Chariots, brancards ou civières selon l'une quel- conque des revendications précédentes caractérisés en ce que la phase de montée en température (11l) et la phase de stockage d'énergie (12) durent au total moins de deux heures. -8- Chariots, brancards ou civières selon l'une quel- conque des revendications 1 à 6 et selon revendication 7 caractérisés en ce que les phases de restitution d'énergie (15 et 16) durent au moins six heures.