Brevet FR2034932A1 — publié le 19701218

L'invention concerne des générateurs d'or^hne utilisables pour la respiration, en particulier dans des conditions d'urgence où des utilisateurs viennent à manquer d'oxygène. On sait aue, lorsque le milieu ambiant n'est pas une source suffisante 5 d'oxygène, l'existence d'êtres humains doit être assurée par de l'oxygène en provenance d'autres sources que l'environnement. Pour fournir cet oxygène, on a utilisé par le pass-5 différentes formes d'appareils; certairs appareils stockent de l'air ou de l'oxygène sous pression et le distribuent par l'intermédiaire d'une série de conduits. Des procédés récents font intervenir une génération chimique 10 d'oxygène par réaction de composés tels que du chlorate de sodium. Le chlorate de sodium se présente généralement sous forme d'une masse durcie qui est appelée "bougie". Lorsque la'bougie est enflammée, elle brûle graduellement en libérant de l'oxygène utilisé pour la respiration. " Les générateurs chimiques d'oxygène de types connus sont généralement 15 de grandes dimensions et encombrants. Ils ne permettent pas la fourniture rapide et sûre d'oxygène à une personne non-entraînée qui les utilise. Essentiellement, ces générateurs chimiques d'oxygène comportent généralement de grands récipients et d'autres appareils tels que des cornues qui ne constituent pas une source commode d'oxygène. 20 Un autre inconvénient des réalisations connues est que les générateurs chimiques ne peuvent pas être aisément employés à proximité étroite de leur utilisateur. Ceci résulte du fait que ces générateurs transmettent une quantité importante de chaleur à leur environnement. Si l'utilisateur n'est pas éloigné du générateur, celui-ci constitue une source de danger. 25 En plus, les générateurs chimiques des types connus comportent des mo yens d'amorçage qui ne sont pas commodémment mis en oeuvre par des personnes non-entraînées. Il peut par conséquent arriver qu'un utilisateur non-entraîné de ces générateurs chimiques d'oxygène ne reçoive pas la quantité suffisante d'oxygène au moment voulu pour le maintenir en vie. 30 La présente invention remédie à ces inconvénients. Elle permet de réa liser un générateur peu encombrant et -qu'un utilisateur non-entraîné. manipule d'une manière simple; l'appareil constitue une source sûre d'oxygène tout en mettant à la disposition de l'utilisateur un masque correctement positionné. Cet appareil est d'un fonctionnement extrêmement sûr et il ne nécessite pas d'entre-35 tien ni d'attention particulière pendant de longues périodes. L'invention évite d'avoir à prévoir un système pour alimenter d'urgence en oxygène sous pression des cabines d'avions, en cas de nécessité. Dans des systèmes de types connus, on utilise des sources d'oxygène maintenu sous pression ainsi au'un réseau compliqué de tuyaux et de conduits pour alimenter en 70 08128 2 2034932 oxygène chaque passager. Il en résulte une augmentation' importante du poids global de l'avion. En outre, un tel système d'alimentation en oxygène doit être entretenu et vérifié constamment pour s'assurer que l'oxygène est à une pression suffisante et que les tuyauteries d'alimentation fonctionnent correctement. Le masque, 5 avec ces systèmes connus, doit être actionné par des moyens-mécaniques ou électri ques qui laissent tomber le masque à proximité de l'utilisateur." Si l'un de ces appareils connus n'est pas maintenu dans la condition correcte de travail, tous les passagers de la même cabine sont mis en danger lorsque là pression y est réduite. L'invention permet de remédier aux inconvériïërits précités à l'aide d'une 10 source d'oxygène à fonctionnement sûr et individuellement commandé, pour chaque ■ passager. L'invention concerne un générateur chimique d'oxygène indépendant, facile à manoeuvrer et qui utilise la combustion d'une substance solide produisant de l'oxygène. Le générateur d'oxygène selon l'invention comporte un récipient con-15 tenant une substance produisant de l'oxygène lors de sa combustion, des moyens pour amorcer la génération d'oxygène par la dite-substance, un conduit relié au récipient de façon à canaliser hors du récipient l'oxygène produit et un dispositif respiratoire approprié, par exemple un masque ou une embouchure, fixé au conduit de manière à fournir l'oxygène produit à un utilisateur en vue d'assurer sa 20 respiration. L'invention permet de réaliser une source sûre d'oxygène qui peut être employée d'une façon simple par des utilisateurs. Le générateur peut constituer un appareil de secours pendant une période de temps étendue et il est actionné simplement eh enlevant son couvercle et en plaçant le masque sur la bouche d'un 25 utilisateur. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la fig.1 est une vue en perspective du générateur dans la position 30 de travail, le couvercle étant enlevé; - la fig.2 est une coupe faite suivant la ligne 2-2 de la fig.1 et représentant une vue en bout du générateur d'oxygène dont le couvercle est supposé enlevé, ce qui permet de-voir les marteaux et chapeaux de percussion qui servent à enflammer la substance produisant l'oxygène; 35 - la fig.3 est une coupe longitudinale partielle .du 'même générateur d'oxygène, en état d'attente. Un générateur d'oxygène 10 selon l'invention est représenté sur la figure 1 dans la condition d'utilisation. Ï1 comporte ùn couvercle 12, représenté Hans une position où il est enlevé du carter 14 du générateur. Le couvercle 12 3 70 08128 2034932 10 porte un masque 16 qui est fixé à la surface intérieure de ce couvercle. Une vessie 18, qui contribue à la formation d'une source constante d'osygène en cours d'utilisation, est représentée dans une condition partiellement dilatée. La vessie 18 est reliée par une extrémité à la base du masque 16 et par l'autre extrémité à un tronçon da tuyau souple 20. Le tuyau souple 20 est lui-même relié à la source d'oxygène constituée par le générateur. Une longueur suffisante de tuyau souple 20 est prévue pour que l'utilisateur puisse enlever le couvercle 12 du carter 14 et dispose d'un tuyau 20 suffisamment long pour placer le masque 16 sur sa bouche. P0ur fixer le générateur d'oxygène 10 dans une position aisément accessible à un utilisateur, il est prévu deux supports 22 qui peuvent être fixés sur le cfité inférieur d'un siège d'avion. Cependant, on peut utiliser tous moyens appropriés pour fixer le carter 14- sur un élément de la structure. 15 Sur les figures 2 et 3, on voit que le carter 14 du générateur 10 est monté de façon amovible dans les supports 22. Les supports 22 comprennent des bandes métalliques flexibles 23 qui sont enroulées autour du carter 14. Les bandes 23 sont appliquées en contact étroit sur le carter à l'aide de tendeurs 24. Les tendeurs 24 peuvent constituer des prolongements des bandes 23 et des supports 22; 20 ils sont d'un type bien connu, comportant généralement une poignée 26 articulée . sur un axe 28. La tension engendrée dans les bandes flexibles par les tendeurs est réglée à l'aide d'une vis de serrage 30. La coupe du générateur 10 représentée sur la figure 3 montre l'intérieur de cet appareil* ta partie centrale comprend une masse cylindrique 34 qui 25 est formée d'une matière produisant de l'oxygène, par exemple du chlorate de sodium. Le chlorate de sodium est habituellement mélangé à une matière ferreuse qui améliore ses caractéristiques de combustion. La masse 34 comporte une partie enrichie, en forme de cône, représentée en 36 sur la figure 3» La partie enrichie permet une inflammation rapide, la matière brûlant ensuite d'une manière uniforme 30 en direction de sa base. La substance produisant l'oxygène est entourée par une boîte 38. Pour isoler la boîte 38 de la chaleur de la réaction, il est prévu une couche périphérique 40 de fibres de verre ou d'un autre matériau isolant résistant aux hautes températures. Non seulement, les fibres de verre 40 constituent un milieu calori-35 fuge, mais aussi elles contribuent au filtrage des produits gazeux qui seront engendrés. Il est prévu un second récipient \2, qui entoure la boîte 38. Le second récipient 42 sert d'enveloppe de protection thermique et également de réceptacle et de support pour la boîte >3. Le second récipient comporte à une extrémité un 4 70 08128 2034932 élément de renforcement 46 . L'élément de renforcement 46 est relié à une entre-toise ou anneau 48 qui est lui-même fixé sur une partie d'un carter extérieur 50. La boîte 38 est fixée de façon amovible au récipient 42. Le carter 50 est généralement formé de substance peu dense, par exem-5 pie de matière plastique. Il peut être partiellement ouvert par des fentes 51 ou par d'autres ouvertures ménagées dans sa surface de façon que de l'air puisse circuler entre le carter extérieur 50 et le récipient 42. De cette manière, on assure par une circulation d'air le refroidissement du carter 50 de telle sorte que le générateur puisse être placé à proximité étroite d'un utilisateur, par exesiple sotis 10 irn siège de passager d'avion. Pour assurer un fonctionnement efficace et sûr du générateur d'oxygène 10, il est prévu un élément de décharge d'excès de pression aous forme d'un disque éclatable 52. Le disque éclatable est logé dans un anneau 55 dont le trou 55 débouche dans la boîte 36. Le disque éclatable 52 peut avoir toute forae appro-15 priée, à condition qu'il puisse éclater et décharger la pression régnant à l'intérieur de la boîte 38, lorsqu'elle se rapproche de la résistance à l'éclaieaaat de cette boîte. Il va de soi que, lorsque l'extérieur du générateur d'oxygène est soumis à une pression réduite, il faut prévoir des moyens pour décharger l'excès 20 de pression régnant à l'intérieur du second récipient 42. Pour assurer une tell* réduction de pression, il est prévu sur le second récipient 42 une soupape 54 qui peut être un clapet en caoutchouc. On peut utiliser tous moyens appropriés de décharge de pression à condition que la différence de pression soit forteaeat divi-nuée. 25 A l'extrémité de la boîte 38, il est prévu une soupape d'arrêt 60 dans la paroi de cette boîte. La soupape d'arrêt 60 peut Atre de tout type ap-» proprié et elle comporte une surface active poussée par ressort et permettant l'échappement de l'oxygène produit. Une partie intérieure 61 de la soupape 60 est logée dans la boîte 38; elle comporte un trou 63 par lequel peut passer l'oxygène. 30 La soupape 60 comporte une enveloppe extérieure 62 qui reçoit un tube 64 wwKniebé sans jeu de manière que l'oxygène arrivant du trou 63 pénètre à l'intérieur du tube 64. Le tube 64 s'étend à la partie inférieure du générateur d'oxygène 10, entre le carter extérieur et le second récipient 42. Dans cette zone, l'air sm-35 biant peut circuler librement sur le tube 64 de façon à refroidir les gaz. De cette manière, le tube 64 joue le rôle d'un échangeur de chaleur pour refroidir l'oxygène à la température à laquelle il peut être respiré. Le tube 64 pénètre dans l'élément 46 et est relié au tuyau souple 20. Lorsque le générateur d'oxygène n'est pas en service, le tuyau souple 40 20 est enroulé dans la partie intérieure du masque 16 comme représenté sur la BAD ORIGINAL 70 08123 5 2034932 figure 3. Le masque 16 comporte une base 66 de forme annulaire qui est fixée sur une partie structurale 68 du couvercle 12. L'éléjnent de fixation peut se présenter sous forme d'une attache métallique 69 q*Ji agrippe la base annulaire 66 du masque,, Le couvercle 12, qui est fixé sur la base annulaire 66 du masque, 5 est engagé dans le carter 50 avant utilisation. Le couvercle est maintenu en place par un ressort 70, logé dans une gorge annulaire 72 ménagée dans la périphérie extérieure 74 du couvercle. Le ressort 70 maintient une lèvre 71 du couvercle 12 en position de recouvrement par rapport au bord du carter 50 en vue de conserver l'intérieur du carter exempt de poussières et de crasses. 10 Le couvercle 12 est muni d'un indicateur d'ouverture intempestive. Un cliquet 76, ménagé dans la partie extérieure 74 du couvercle 12, est engagé dans un creux ménagé dans la surface extérieure du carter 50 ; le couvercle 12 ne peut donc pas être tourné autour de son axe longitudinal. En conséquence, le couvercle 12 doit être écarté du carter 50 longitudinalement lorsqu'il doit être 15 enlevé, ce qui assure l'actionnement de l'indicateur d'ouverture intempestive. L'indicateur d'ouverture intempestive est engagé en partie dans un trou 78 ménagé à l'intérieur du couvercle 12. Le trou 78 constitue un canal cylindrique dans lequel est maintenu en compression un ressort 80 qui est appliqué contre un plongeur 82 muni d'une surface d'extrémité 84 de profil arrondis Dans 20 la partie extérieure de la lèvre du couvercle 12, il est prévu un trou 86 qui permet le passage du plongeur 82 sous la poussée du ressort 80, lorsque le couvercle est déplacé longitudinalement par^apport à l'axe du générateur 10. En conséquence, lorsque le couvercle est ainsi déplacé, le plongeur 82 est engagé dans le trou 86, ce qui indique que le couvercle 12 a été ouvert 25 intempestivement. La remise en place du couvercle ne peut alors pas être effectuée tant que le plongeur 82 n'a pas été poussé vers l'intérieur du carter 50. Pour faire fonctionner le générateur d'oxygène, on enlève le couvercle 12. Lors du démontage du couvercle, deux cordons 88 sont tendus du fait qu'ils sont fixés sur le couvercle à l'aide d'une boucle 90. Lorsque les cordons sont mis 50 en tension, ils exercent une traction sur deux ressorts 92 de déclenchement visibles sur la figure 2, en forme de Q, et dont les extrémités sont fixées dans des trous 94 ménas^s dans la structure environnante 96. Lg/étructure 96 entoure deux amorces 98 qui sont en contact à 1'intérieur de la boîte 38 avec la partie enrichie 36 de la matière de génération d'oxygène 34. Deux marteaux tOO sont prévus de 35 manière à frapper les amorces 98 sous l'action de ressorts à boudin 102 lorsque 1'enlèvement des ressorts 92 les a libérés. La structure 96 peut êtré fixée à la boîte 38 par une embase annulaire 106. Cette embase est fixée par rotation dans le sens contraire à celui des aiguilles d'une montre puis ta" vissage de trois vis 108. 40 70 08128 2034932 Au lieu d'utiliser des amorces à percussion pour enflammer la matière de génération d'oxygène 34, on peut employer d'autres moyens, par exemple un élément chauffant électrique engagé partiellement dans la partie enrichie 36 ou placé à proximité étroite de celle-ci*L'élément électrique chauffant peut ensuite être relié à une source de courant électrique qui chauffe l'élément suffisamment pour enflammer la matière 34. L'élément chauffant peut être relié en série à d'autres éléments chauffants d'autres générateurs de manière qu'ils puissent tous être alimentés simultanément en courant électrique par "une source commune. Dans un autre mode de réalisation, il est prévu une source de courant électrique alimentant l'élément chauffant par l'intermédiaire d'une ligne qui est commandée par un interrupteur actionné lorsque le couvercle 12 est enlevé. La description qui précède montre que le générateur d'oxygène selon l'invention constitue un appareil d'un accès facile et d'une utilisation commode en cas d'urgence, par exemple dans les cabines d'avions dont la pressurisation est devenue défectueuse. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ; elle est susceptible de nombreuses variations accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans s'écarter pour cela de l'esprit de l'invention. 70 08128 7 2034932 REVENDUCATIOHS 1 - Générateur d'oxygène, caractérisé en ce qu'il comprend un carter contenant une substance produisant de l'oxygène lors de sa combustion, des moyens pour amorcer la génération d'oxygène par ladite substance, un conduit relié au carter de façon à canaliser l'oxygène produit et un dispositif respiratoire 5 approprié fixé au conduit de manière à fournir l'oxygène produit à un utilisateur en vue d'assurer sa respiration, 2 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un couvercle amovible pour le carter et des moyens de liaison fixés sur le couvercle et reliant ce dernier aux moyens d'amorçage de façon que, 10 lorsque lè couvercle est enlevé, les moyens d'amorçage déclenchent la génération dSsgrgène. 3 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les dits moyens d'amorçage comprennent au moins un percuteur déclenchable et au moins une charge amorcée par percussion et placée à proximité suffisante de la 15 matière de génération d'oxygène pour l'enflammer lorsque le percuteur est libéré» 4 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 3» caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de retenue libérable relié aux moyens de liaison de manière à retenir l'élément percuteur déclenchable en position avant sa libération, des moyens pour maintenir en position l'élément de retenue avant 20 sa libération et en ce que les moyens de liaison reliés au couvercle comprennent un accouplement flexible. 5 — Générateur d'oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en es que le dispositif respiratoire comprend un masque destiné à être placé sur la bouche d'un utilisateur et un tuyau souple relié par une extrémité au masque et 25 par l'autre extrémité au conduit canalisant l'oxygène engendré du carter vers le masque. 6 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une chambre-tampon reliée aux et placée entre le dispositif respiratoire et le récipient. 30 7 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 6, caractérisé en ce que la chambre-tampon comprend une vessie souple. 8 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 5» caractérisé en ce qu'il comprend en outre un couvercle pour le carter, couvercle sur lequel le masque est fixé. 35 9 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le conduit a une longueur et un diamètre suffisants pour assurer un échange de chaleur notable entre l'oxygène engendré et l'atmosphère environnante en vue de refroidir l'oxygène à une température à laquelle il peut être respiré. 10 — Generateur d* oxygéné suivant la revendication î, caractérisé en ce 70 08128 8 2034932 que le carter comprend un récipient intérieur de réaction dans lequel la matière produisant l'oxygène est placée et une enveloppe entourant le récipient de réaction en étant espacée de ce dernier» 11 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en 5 ce que le carter comprend un récipient de réaction, un second récipient, entourant le récipient de réaction et une enveloppe extérieure entourant au moins une partie du second récipient, 12 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 11, caractérisé en. ce que le second récipient comporte une soupape d'équilibrage de pression pour 10 compenser les différences de pression de part et d'autre de ses parois* 13 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une soupape d'arrêt reliant ledit conduit au récipient de réaction, H - Générateur d'oxygène suivant la revendication 1, caractérisé en 1[> ce qusil comprend en outre un support démontable pour ledit carter, 15 - Générâteui* d'oxygène suivant la revendication 14, caractérisé en. ce que le support démontable comprend un étx-iex- qui mtoure partiellement le carter et au moins un tendeur combiné à l'étrier de manière à pouvoir itre placé rapidement dans une position d'ouverture en vue de libérer le carter, ' 20 16 - Générateur d'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un carter extérieur, un récipient intérieur de réaction pour recevoir la substance produisant de l'oxygène, un masque pouvant être monté de fa- i çon sëparable à proximité étroite du carter, un élément d'amorçage pour enflaaaer ladite substance, des moyens pour relier mécaniquement le masque à 1* éléarent 25 d'amorçage de façon que cet élément d'amorçage soit actionné lorsquqie masque est enlevé de son support et un conduit de gaz relié au récipient de réaction à une extrémité et au masque à l'autre extrémité par des moyens appropriés de connexion afin que, lorsque ladite substance produit de l'oxygène, ce gaz soit canalisé par l'intermédiaire audit conduit jusqu'au dit masque, 30 17 — Générateur d'osygène suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un second récipient placé entre le carter extérieur et le récipient de réaction, 18 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 17# caractérisé en ce qu'il comprend en outre une soupape de sécurité logée dans la paroi du réci- 35 pient intermédiaire de manière à compenser des différences de pression s'exerçant entre un côté et l'autre de ladite paroi, 19 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une soupape d'arrêt montée dans la paroi du récipient intérieur de réaction et branchée de façon à transmettre dans le conduit les gas 40 engendrés afin que les gaz produits à l'intérieur du récipient de réaction, se déten- BAD ORIGINAL 70 08128 9 2034932 dent et arrivent par l'intermédiaire de la soupape d'arrêt dans ledit conduit lorsqu'une pression prédéterminée a été atteinte dans le récipient de réaction. -20- Générateur d'oxygène suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage comprennent au moins une charge inflammable amorcée par 5 percussion et placée à proximité suffisamment étroite de la substance produisant l'oxygène pour enflammer celle-ci lors de son amorçage, et au moins un marteau poussé par ressort et qui, lorsqu'il est libéré, vient frapper ladite charge de manière à assurer son amorçage et en ce que lesdits moyens de liaison mécanique prévus entre le masque et les moyens d'amorçage comprennent un organe flexible de liaison. 10 21 - Générateur d'oxygène suivant la revendication 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un couvercle pour le carter et fixé de façon sépara-ble sur ce dernier ainsi que des moyens pour fixer le masque sur le couvercle de manière que, lorsque le couvercle est enlevé du carter, ledit masque soit démonté. 22- Générateur d'oxygène suivant la revendication 16, caractérisé en 15 ce qu'il comprend en outre un élément poussé par ressort et relié au masque, à proximité d'un bord de la structure dudit générateur, de manière que, lorsque le masque est enlevé du carter, la poussée du ressort fasse sortir l'élément au delà de la zone dudit bord en indiquant ainsi que le masque a été enlevé et en empêchant sa remise en place sans l'application d'une pression en opposition à la poussée du 20 ressort. 23- Générateur d'oxygène suivant la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément logé dans la structure du couvercle et qui est maintenu à l'intérieur du carter lorsque le couvercle est en place afin mie , lorsque le couvercle est déplacé par rapport au carter, ledit élément dépasse du 25 couvercle à l'extérieur dudit carter. 24- Générateur d'oxygène suivant la revendication 23, caractérisé en ce que ledit élément comprend un plongeur et en ce que ce plongeur est poussé par un ressort de manière que, lorsque le couvercle est démonté du carter, le plongeur dépasse du couvercle à l'extérieur du carter. 30 25- Générateur d'oxygène suivant la revendication 16, caractérisé en ce que les moyens d'amorçage comprennent un élément électrique chauffant. 26- Générateur d'oxygène suivant la revendication 25, caractérisé en ce qu'il comprend eri outre un interrupteur pour commander l'alimentation en courant de l'élément chauffant et en ce nue lesdits moyens de liaison mécanique re- 35 lient le masoue à l'interrupteur électrique en vue de son actionnement lors de l'enlèvement du masque. 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