Brevet FR2286663A1 — publié le 19760430

La présente invention se rapporte aux équipements respiratoires pour la plongée sous-marine et concerne plus particulierenent un humidificateur pour de tels équipements. I1 est bien connu que les équipements respiratoires pour la plongée sous-marine comprennent, généralement, une bouteille, remplie avec un gaz à haute pression, adaptée à être fixée sur le dos de l'utilisateur, un canal d'alimentation de gaz communiquant avec cette bouteille, un détendeur pour réduire la pression du gaz et pour admettre celui-ci dans le canal d'alimentation, une embouchure que l'utilisateur peut tenir dans la bouche et qui recoit le gaz détendu par le canal d'alimentation et un régulateur de respiration permettant à l'utilisateur de respirer le gaz par l'embou- chure, ce qui fait que le gaz contenu dans la bouteille peut être à volonté inhalé par l'utilisateur sous une pression rduite.En général un gaz oxygéné est comprimé à une pression d'environ 150 atm dans la bouteille afin que celle-ci puisse conterir une quantité de qaz suffisante pour un séjour prolongea dans l'eua. Toutefois, le fait que le gaz contenu dans la bouteille de ltéqui- pement est comprimé à une pression aussi élevée l'empêche de contenir de grandes quantités d'humidité. De plus, étant donne que quand le gaz arrive à l'embouchure, sa pression a t pratiquement réduite à une atmosphère, c'est-à-dire, qui a été dilaté environ 150 fois, on comprend aisément que le degré d'humidité, par unité de volume, du gaz arrivant à l'embouchure est lui aussi divisé par 150, comparativement à son degré d'humidité dans la bouteille. On voit donc que le gaz arrivant à l'embouchure de l'équipement ne peut etre charge que d'une faible quantité d'humidité. Or, ce gaz deshydraté provoque une soif ardente chez l'utilisateur. Ceci implique que l'utilisation@ne peut rester dans l'eau que pendant une courte période de temps, et me que les souffrances dues à la respiration du gaz déshydraté peuvent etre fatales pour celuici. D'autre part, la soif provoquée par la respiration du gaz deshydraté peut faire qu'il est difficile à l'utilisateur d'avaler sa salive afin de remedier aux tintements d'oreilles résultant de la pression de l'eau. En conséquence, l'un des buts de l'invention est de fournir un humidificateur capable d'augmenter le degré d'humidité du gaz arrivant à l'embouchure d'un équipement respiratoire pour la plongée sous-marine. Un autre but de l'invention est de fournir un équipement respiratoire pour la plongée sous-marine comportant un dispositif capable d'humidifier le gaz arrivant à ltembouchure de celui-ci, permettant ainsi d'obtenir un gaz ayant le degré d'humidité relative qui convient pour être inhalé par l'utilisateur, en protégeant celui-ci de la soif,. tout en lui permettant en même temps d'avaler sa salive pour lutter contre les tintements d'oreilles. Un humidificateur conforme à l'invention peut être monté dans un équipement respiratoire classique pour la plongée sousmarine et comprend une source d'eau d'humidification, un canal d'humidification disposé en série avec le canal d'alimentation de gaz de l'équipement conduisant un gaz provenant d'une bouteille à l'embouchure dudit équipement, et des moyens faisant fonction de clapets qui interviennent quand la pression dans le canal d'alimentation a été temporairement abaissée par la respiration ou l'inhalation de l'utilisateur, en laissant ainsi filtrer une certaine quantité d'eau de la source dans le canal d'alimentation, ce qui fait que la quantité nécessaire d'eau n'est introduite dans le gaz que quand l'utilisateur le respire ou l'inhale, évitant ainsi que de l'eau reste à l'état liquide dans le canal d'alimentation et soit aspirée dans les poumons de l'utilisateur, au risque de faire tousser celui-ci, L'invention a également pour but de réaliser un humidificateur pour un équipement respiratoire comportant un élément chargé d'eau disposé dans le canal d'alimentation afin de mettre le gaz qui le traverse directement au contact avec l'eau, permettant ainsi d'humidifier efficace:n.ent ce gaz. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre otex.emple nullement limitatif, en référence au dessin annexé, dans lequel - la figure 1 est une vue en perspective d'un humidificateur conforme à l'invention monté sur un équipement respiratoire classique pour la pongée sous-marine comportant une bouteille de gaz; - la figure 2 est une vue à plus grande échelle, partiellement en coupe montrant à l'humidificateur de la figure l relié à la sortie d'un détendeur monté sur la bouteille de l'équipement respiratoire; - la figure 3 est une vue en perspective d'un régulateur de respiration et d'une embouchure d'un équipement respiratoire classique pour la plongée; et, - la figure 4 est une vue partiellement en coupe d'une variante de réalisation de l'invention. On présume que les équipements respiratoires pour la plongée sous-marine sur lesquels un humidificateur conforme à l'invention est appelé à être monté sont suffisamment connus et répandus pour qu'il soit inutile de les décrire entièrement en détail. En conséquence, on se contentera de décrire un tel équipement que dans la mesure nécessaire à la pleine compréhension de l'invention. L'équipement respiratoire classique pour la plongée représenté sur la figure 1 comprend une bouteille l renfermant de 1'oxygène ou un mélange gazeux contenant de 1'oxygène sous une. pression de 150 atm, un tuyau 2, un régulateur de pression 5 monté à l'une des extrémités du tuyau 2, un détendeur 3 monté sur la bouteille 1 afin d'abaisser la pression du gaz venant de la bouteille 1 à environ 8 atm et pour introduire le gaz ainsi détendu dans le tuyau 2 et une embouchure 4 montée sur le régulateur de respiration 5 et qui est adaptée à etre tenue dans la bouche par l'utilisateur. La bouteille 1 comporte, à son extrémité supérieure, un chapeau 8 qui se présente sous la forme d'un cylindre creux afin de former un canal 7 communiquant avec l'intérieur de la bouteille 1. Le canal 7 peut etre fermé au moyen d'un robinet 9 situé à une partie intermédiaire de celui-ci, quand la bouteille 1 n'est pas utilisée. Comme le montre la figure 2, le détendeur 3 comporte un cadre de support 10 encerclant un espace 11 dans lequel le chapeau 8 est logé, permettant ainsi de relier le détendeur 3 au chapeau 8 de la bouteille 1. Le cadre de support comporte une vis de pression 13 dont le bout vient stappli-quer contre un renfoncement t4 de la surface latérale du chapeau 8, réalisant ainsi une liaison rigide entre ce dernier et le détendeur 3. Le détendeur 3 comporte un canal interne 15 dans lequel sont logés un clapet 16 et un pre mier filtre 17 placé au voisinage de son entrée lSA. L'entrée ISA du canal 15 et une sortie 7A du canal 7 du chapeau 8 sont aboutées en ligne dans la structure de liaison de ces deux composants.Un joint annulaire 16 est interposé entre les surfaces butantes de l'entrée 15A et de la sortie 7A. Quand l'utilisateur aspire de l'air, le gaz de la bouteille passe par le canal 7, la sortie 7A, l'entrée 15A du canal 15, ce canal 15 et le clapet 16, de sorte que le gaz, dont la pression a été abaissée à environ 8 atm, peut parvenir à là sortie 15B du canal 15 du détendeur 3. En émergeant par la sortie 15B, le gaz arrive dans un humidificateur 18 conforme à l'invention, d'oû il est dirigé vers ltembou- chure 4 du régulateur de respiration 5 par le tuyau 2. On voit donc que le canal d'alimentation de gaz dans lequel l'humidifica- teur est disposé est constitué par un passage que le gaz venant du clapet 16 du détendeur 3 doit traverser pour se rendre, par le tuyau 2, à l'entrée de l'embouchure 4. Le régulateur 5 a une structure interne qui n'a pas été représentée sur le dessin, mais qui permet à l'utilisateur de respirer en plongée en tenant l'embouchure dans la bouche. Plus précisément, il comprend une soupape de détente destinée à abaisser la pression- d'entrée du gaz arrivant par le tuyau à une valeur compatible avec la respiration et pour délivrer en même temps le gaz dont la pression a été ainsi abaissée à l'embouchure quand l'utilisateur respire ou inhale, un mécanisme de régulation de pression comportant une plaque 19 sensible à la pression de l'eaux étant prévu pour ajuster la pression du gaz délivré à l'embouchure en fonction de la profondeur de plongée, le régulateur comportant également un orifice d'évacuation 20 par lequel l'air qui a été respiré s'échappe dans l'eau environnante.Le régulateur 5 peut comporter une sangle 21 pour le fixer en place sur le corps de l'atilisateur. On va décrire maintenant l'humidificateur 18 de l'in- Invention qui doit être monté sur l'équipement de plongée décrit ci dessus, L'humidificateur 18 comprend un récipient 24, constituant une sour c d'humidité et qui se compose d'un corps cylindrique inférieur 22 dont l'extrémité supérieure est ouverte et d'un couvercle 23 de morne forme, maisplus court que le corps 22. Le couvercle 23 est fixé sur le corps 22 par vissage. grâce à des filetages 25 prévus à cet effet. A sa base, le corps 22 est percé d'une ouverture 26 permettant le raccordement, par vissage, de l'extrémité 2A du tuyau 2. Le couvercle 23 comporte une paroi supérieure 23A sur laquelle fait saillie un raccord fileté 28.Le raccord 28 est percé d'un canal 27 qui traverse la paroi supérieure 23A du couvercle 23 et qui est vissé dans la sortie 15B du canal 15 du détendeur 3. L'humidificateur comporte, en outre, un organe de mouillage 29 comprenant une paroi cylindrique allonge 31 percée d'un grand nombre de trous 30 et une paroi non-perforée, pratiquement conique 32 qui s'éleve R l'extrémité supérieure de la paroi cylindrique 31 de façon à former un pavillon s'évasant vers le hut.Le diamètre et l'espacement des trous 30 de la paroi cylindrique 31 doivent être calculés pour que ces trous soient maintenus fermés par la tension superficielle de l'eau tant qu'aucune différence de pressions ne s'exerce de part et d'autre de la paroi cylindrique 31 Le diamètre et l'espacement de ces trous peuvent vanta- geuseent outre d'environ 3 et ô mm respectivement. Cet organe de mouillage 29 est placet dans le récipient 24 de fanon que l'axe de sa paroi cylindrique coïncide avec celui du récipient 24 et il est fix à ce dernier du fait que l'extrémité inférieure de sa paroi cylindrique s'engane dans l'ouverture de raccorde-:ent 26, tandis que sa paroi conique 32 est entourée par une bordure 32.A s'appliquant contre le ord de l'entrée du corps 22. A l'intérieur du couvercle 23, un second filtre 33, fait d'une matière fibreuse, est disposé au-dessus de la bordure annulaire 32A de la paroi conique 32. Le volume intérieur du récipient d'eau de mouillage 24 est délimité par la surface intérieure du corps 22 et par la surface extérieure de l'organe de mouillage 29 et ce volume est rempli avec une matière fibreuse absorbante. La paroi latérale du corps 22 est percee d'une ouverture d'entrée d'eau 34 qui est fermée par un tam- pon amovible 35.Ainsi, la paroi cylindrique 31 forme un canal interne lonquitudinal 37 constituant le passage d'humidification men- tionné plus haut qui est intercalé en série dans le canal d'alimentation de gaz de l'équipement de plongée. Le fonctionnement-de l'équipement respiratoire de plongée comportant l'humidificateur décrit ci-dessus est le suivant quand l'utilisateur tient l'embouchure dans la bouche et respire, le gaz à haute pression de la bouteille s'échappe par la sortie 15B, et après que sa pression a été abaissée par le détendeur 3, il traverse le tuyau pour gagner l'humidificateur par le canal d'entrée 27, le second filtre 33, le canal 37 de l'organe d'humidification 29 et le raccord 26.Dès que l'utilisateur inhale, la pression du gaz baisse dans le canal d'alimentation de gaz de l'équipement, de sorte que la pression de l'air dans le canal d'humidification 37 peut être plus basse que dans le récipient d'eau de mouillage 24 Cette différence de Dressions a pour conséquence que l'eau dont la matière fibreuse 36 est imbibée passe par les trous du canal 37, humectant ainsi le gaz respiré par 11 utilisateur. Cette action d'humidification est favorisée dans l'humidificateur de l'invention par le fait que le courant de gaz est accu ré dans le canal 37 par suite du resserrement produit par la paroi conique 32.Ainsi, quand et tant que l'utilisateur ne respire pas, la pression qui règne dans le canal d'humidifica- tion 37 est égale à celle régnant dans le récipient d'eau de mouillage 24, de sorte que les trous 30 peuvent rester remplis avec l'eau de la matière fibreuse 36, et sont ainsi maintenus fermés par la tension superficielle de cette eau.Dans ces conditions, l'eau imprc-gnant la matière fibreuse 36 ne peut pas filtrer à travers les trous 30 du canal 37 et est ainsi empochée de s'accumuler dans le canal d'alimentation de gaz, évitant que le gaz ou l'air rester à l'inhalation suiv-nte soit chargé d'eau, ce qui pourrait faire tousser l'utilisateur On voit donc que les trous 30 opèrent comme des sortes de clapets en ce qu'ils peuvent interrompre la communication entre le récipient 24 et le canal d'humidification 37 en l'absence d'une différence de pressions entre ces derniers lorsclue l'utilisateur c? iVapareil n'inhale pas, alors outils permettent, au contraire, à liteau du récipient de passer dans le canal d'humidification sous 11 action de la différencie de pressions ou de la chute de pression produite dans ce canal quand l'utilisateur respire par l'embouchure de l'appareil. La figure 4 montre une modification de l'humidificateur de l'invention où les éléments correspondant à ceux de l'exemple de réalisation de la figure 2 ont été désignés par les memes références numériques. Toutes les parties de cette variante de réalisation qui ne sont pas décrites en détail ci-après, sont identiques à celles du mode de réalisation de la figure 2. L'humidificateur 38 de la figure 4 comporte un récipient modifié 39 entouré par un corps 22 et un couvercle 23 de façon à former un canal d'humidification 22A limité par la partie inférieure du corps 22. Le récipient 39 renferme un récipient à eau auxiliaire 40; ouvert à son extrémité supérieure et dans laquelle est vissé un couvercle 42, et un élément cylindrique creux 41 s'abaissant du couvercle 42 de manière à s'étendre longitudinalement dans le récipient auxiliaire 40 en séparant celui-ci en deux parties. L'espace intérieur 43 de l'élément cylindrique 41 débouche à l'extérieur du récipient à son extrémité supérieure 39 à travers le couvercle 42 et à son extrémité inférieure à travers le fond du récipient auxiliaire 40.La matière fibreuse imbibée d'eau 44 est logée dans le canal 22A, sous le récipient auxiliaire 40, étant ainsi placée dans le canal d'alimentation de gaz de lté- quipement respiratoire, de sorte que l'élément 44 est au contact du gaz qui traverse le canal. Un certain nombre de conduits 45 s'étendent à travers le fond du récipient auxiliaire 40 et pénètrent dans la matière fibreuse 44 du canal d'humidification 22A en formant un étroit passage qui opère d'une manière analogue aux clapets constitués par les trous 30 comme il a été décrit ci-dessus, pour établir une communication entre le récipient auxiliaire et le canal d'humidification aux moments voulus. Le couvercle 42 est percé d'une ouverture d'alimentation 46 pour l'introduction de l'eau dans le récipient auxiliaire 40, l'ouverture 46 étant fermée par un tampon 47.En fonctionnement, l'eau contenue dans le récipient auxiliaire peut gagner, par les conduits 45, la matière fibreuse 44 du canal 22A quand la pression régnant dans le corps 22 s'est temporairement abaissée au-dessous de celle régnant dans le récipient auxiliaire du fait que l'utilisateur a aspiré le gaz par l'embouchure. Ainsi, la matière fibreuse 44 est constamment imbibée d'eau.-Le gaz provenant de la bouteille de l'équipement respiratoire traverse l'es- pace intérieur 43 pour se rendre, à travers la matière fibreuse, dans le canal dthumidifications ce gaz étant ainsi humidifié par contact avec l'eau imprégnant cette matière fibreuse. Du fait que la matière fibreuse 44 reçoit constamment de l'eau du récipient auxiliaire et est placée dans le canal d'alimentation de gaz de l'équipement respiratoire, 1V efficacité de cette variante peut être supérieure à celle du premier mode de réalisation 18. I1 est à noter que les perforations 30 ou les conduits 45 faisant fonction de clapets grâce à la tension superficielle de 11 eau pourraient être remplacées par d'autres moyens opérant en réponse à une variation de la pression se produisant dans le canal d'alimentation de gaz de l'équipement respiratoire par exemple, par un clapet à membrane ou par une soupape d'étranglement sensible à la pression. I1 n'est pas nécessaire que la structure des clapets ou des soupapes connus de ce genre soit modifiée pour les incorporer dans des modes de réalisation de l'invention. REVENDICATIONS 1. Humidificateur pour un équipement respiratoire pour la plongée sous-marine comportant une bouteille dans laquelle est enfermé un gaz oxygéné à haute pression qui peut être détendu et qui peut etre fourni, par un canal d'alimentation, à une embouchu- re que l'utilisateur tient dans la bouche pour respirer, caractéris en ce qu'il comprend un récipient contenant de l'eau d'humidification, un canal d'humidfication en serie avec ledit canal d'alimentation de gaz et des moyens faisant fonction de clapets -ui interviennent quand la pression interne dudit canal d'humidi fiction a été temporaitement abaissée par la respiration de l'utilisateur à travers l'embouchure, ce qui fait que lesdits moyens faisant @onction de clapets peuvent s'ouvrir en réponse à cette chute de pression en laissant passer l'eau -~udit récipient dans ledit canal d'humidificatron. 2. Humidificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un canal d'humidification an série avec ledit canal d'alimentation e gaz, un certain nombre de petites perforations formées dans la paroi circonférentielle dudit canal, le récipient d'eau communiquant avec lesdites perforations, un élé nent absorbant logé dans ledit récipient et maintenu imbibé d'eau. 3. Humidificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un récipient contnant de l'eau d'humidification, un élément absorbant disposé au contact du gaz passant travers ledit canal d'alimentation d'eau et un passage restreint pour introduire l'eau dudit récipient dans ledit élément absorbant par l'action d'une baisse de pression temporaire se produisant dans ledit canal d'alinentation d'eau par rapport à la pression interne dudit récinient.