Brevet FR2666063A3 — publié le 19920228

FR 2666063 A3 19920228 FR 9010624 A 19900824 t La présente invention concerne un tuba perfectionné pour la plongée sous marine. En tant que 1 'un de ses accessoires majeurs utilisé par le plongeur libre, le tuba est conçu pour permettre au plongeur de continuer à respirer lorsqu'il flotte dans l'eau tout en examinant les scènes sous marines. Le tuba le plus répandu est constitué par un simple tube creux en forme de J, en matière plastique, d'environ 30 à 35 cm de longueur et de diamètre de 1 5 à 2 cm En utilisation,10 le tuba est fixé à la terminaison frontale de la bande de caoutchouc d'un côté du masque de plongée, la sortie à l'extrémité supérieure du tuba étant ouverte et l'extrémité de la partie inférieure courbée étant maintenue dans la bouche du plongeur afin que ce dernier puisse ainsi respirer Lorsqu'on15 flotte, l'extrémité supérieure du tuba est à 10 cm au dessus du niveau de l'eau et le plongeur peut observer le fond de la mer tout en continuant à respirer à travers le tuba. Cependant, en plongée, le tuba accompagne le plongeur et l'eau pénètre naturellement à l'intérieur du tuba par l'extrémité20 supérieure et le plongeur doit donc tenir sa bouche fermée hermétiquement afin de ne pas absorber-d'eau dans le tuba. Lors de la montée en surface, le plongeur doit chasser l'eau du tuba afin de pouvoir respirer en continu, une telle action étant appelée "soufflage du tuba" et signifiant que le plongeur doit extraire avec force l'air de son abdomen à travers sa bouche afin d'entraîner l'eau dans le tuba par la poussée d'air ainsi créée; le plongeur peut alors respirer en continu. Ceci correspond à la structure et à l'usage en général du tuba En fait ce dernier présente plusieurs inconvénients lors de l'utilisation,-en particulier: 1) lors de la remontée en surface après plongée, le plongeur a toujours un besoin urgent de respirer de l'air en quantité suffisante et le fait qu'il doive souffler du tuba en force, pour être capable de respirer tout en drainant de l'eau constitue une difficulté imaginable De ce fait, le plongeur est toujours pressé de tirer sur la partie recourbée de l'extrémité du tuba, avec sa bouche sans pouvoir souffler dans le tuba afin de pouvoir respirer lors de la remontée On rappellera ici que les plongeurs ont en général un besoin urgent de grande quantité d'oxygène lorsqu'ils remontent en surface du fait qu'ils ont un long temps de suffocation en plongée, il n'est donc pas suffisant pour eux de respirer par le nez Si l'eau contenue dans le tuba n'est pas évacuée par le soufflage du tuba, le plongeur ingurgite de l'eau qui provoque l'étouffement des bronches On sait que la plupart des noyés sont entraînés à la mort par étouffement des bronches par l'eau, cette dernière s'accumulant dans les poumons et provoquant la mort en une à deux minutes. 2) Puisque l'eau entrainée dans le tube ne peut être entièrement évacuée, une petite quantité d'eau s'accumule au fond de l'extremité inférieure du tuba, notamment dans la partie recourbée et, lorsque le plongeur utilise à nouveau le tuba, le passage du flux d'air de respiration génère un bruit singulier, apparenté à un indice de pneumonie ou d'asthme; il y a donc lieu d'évacuer toute l'eau accumulée dans le tuba pour que celui ci soit utilisable mais ceci est très mal commode lorsqu'on se trouve dans l'eau. 3) Dans le cas du tuba classique, la bouche d'ouverture se trouve seulement à 10-15 cm au dessus du niveau de l'eau. Lorsque le plongeur flotte et aucun système de retenue d'eau n'est prévu à l'extrémité d'ouverture du tuba; l'arrière du tuba communique directement avec la bouche du plongeur, de sorte qu'une petite inattention, par exemple une inclinaison du tuba ou même une vague à la surface de l'eau peuvent provoquer une entrée d'eau dans le tuba et une inhalation de cette dernière dans la bouche du plongeur, ce qui conduit au danger d'absorption d'eau et d'étouffement des bronches. 4) Les passages d'inhalation et exhalation dans le tuba classique sont les mêmes et les actions correspondantes sont effectués alternativement dans un seul tube si bien que lors de l'inhalation l'air frais au dessus du niveau d'eau est inhalé dans les poumons du plongeur à travers le tube; lors de l'exhalation, le bioxyde de carbone contenu dans les poumons du plongeur est exhalé à travers le même tube unique. Toutefois, après exhalation, l'intérieur du tube est rempli de bioxyde de carbone exhalé de sorte que, lors d'une nouvelle inhalation, le plongeur doit respirer le bioxyde de carbone contenu dans le tuba avant d'inhaler l'air frais requis par lui et issu de l'extérieur du tuba; le bioxyde de carbone résiduel dans le tuba représente environ 1/4 à 1/3 de la quantité d'air inhalé dans le corps humain à chaque inspiration du plongeur si bien que ce dernier respire à chaque fois la quantité précitée de C 02, ainsi lorsque le tuba est utilisé longtemps, le plongeur souffre de malaise, hoquets et maux de tête du fait que l'air frais requis est insuffisant et la quantié de C 02 trop élevée De tels symptômes sont significatifs de l'anoxie et de l'empoisonnement par le bioxyde de carbone qui provoque des dommages considérables au corps du plongeur et contribue à l'épuisement de sa force physique. Les inconvénients précités du tuba conventionnels montrent que ce dernier ne peut être utilisé par n'importe qui sans posséder au préalable la pratique et l'entraînement requis. Le nouveau dispositif selon l'invention permet d'obvier à ses inconvénients et d'apporter à tout plongeur, même inexpérimenté, le confort et la sécurité requis lors des opérations de plongée et remontée en surface. En effet, conformément au dispositif de l'invention, le tuba multitubulaire et coaxial possède des canaux séparés, par là présence d'un tube interne et d'un tube externe, les extrémités de ces canaux étant munis de diaphragmes monovoie, c'est à dire à sens unique L'un de ces diaphragmes autorise seulement l'entrée de l'air externe dans le tuba alors que llautre ne permet que la sortie de l'air du tube La périphérie externe de ces diaphragmes est recouverte par un corps annulaire servant de bottier, lequel est muni de perforations d'admission et de sortie d'air à proximité des diaphragmes et ces trous sont séparés les uns des autres. Ainsi, le tuba est muni de canaux monovoies séparés pour l'inhalation et l'exhalation ou échappement de sorte que le plongeur peut respirer à chaque fois de l'air frais dans l'un de ces canaux au lieu d'inhaler du bioxyde de carbone contenu dans l'autre en direction inverse. D'autres caractéristiques du dispositif selon l'invention apparaîtront dans la decription détaillée ci dessous qui se réfère à un exemple de réalisation non limitatif illustré par les dessins annexés qui représentent: Figure 1 une vue en éclaté d'un exemple d'exécution Figure 2 une vue en perspective de l'appareil assemblé Figure 3 une vue en coupe de ce même appareil Figure 4 une coupe partielle, en élévation du corps annulaire Figure 5 un schéma fonctionnel lors de l'étape d'inhalation Figure 6 un schéma fonctionnel en cours d'expiration de l'air Figure 7 un schéma fonctionnel au moment o le flotteur entre en contact avec l'eau Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le dispositif selon l'invention consiste en une structure verticale multitubulaire et coaxiale et a trait à une nouvelle conception comprenant une tête supérieure et un corps coaxial mutitubulaire de tuba. Selon l'illustration des figures 1-2 et 3, l'extrémité supérieure du tube externe ( 20) du tuba ( 10) est munie d'un corps annulaire ( 30) comprenant une partie supérieure annulaire ( 31) et une partie inférieure annulaire ( 32) La structure détaillée du corps annulaire ( 30) est illustrée sur la figure 4 o l'on peut voir une pluralité de perforations en forme de grille sur le corps supérieur annulaire ( 31), le long35 de la circonférence de ce dernier et disposées en des positions à hauteurs différentes de façon à former des trous d'admission d'air ( 33) et des trous de sortie d'air ( 34) qui, de préférence, sont constitués par les fentes d'admission et de refoulement pour éviter l'introduction de corps étrangers dans le tuba Une paroi de séparation annulaire ( 35) est prévue entre ces trous d'entrée ( 33) et de sortie ( 34) et l'extrémité du tube interne ( 50) est fixée sur le trou central de cette paroi annulaire Le corps annulaire inférieur ( 32) est muni d'une pluralité de grilles ( 36) disposées sur le pourtour, et un évidement circulaire ( 37) est aménagé sur la10 paroi interne à la base du corps ( 32) pour loger la bague centrale ( 40) En outre, une jupe creuse ( 38) prolonge ledit corps pour l'emmenchement avec le tube ( 20) et le corps annulaire supérieur ( 31) est prévue pour ce centrer sur le corps annulaire inférieur ( 32) lorsque tous les éléments sont15 assemblés. La bague centrale ( 40) est inserrée dans l'évidement annulaire ( 37) du corps ( 32) et elle se prolonge par une partie supérieure qui s'élargit pour devenir un clapet d'admission ( 41) muni d'une pluralité d'orifices d'admission20 disposés de façon circulaire Le clapet d'admission ( 41) et les orifices correspondant ( 42) sont disposés sur la partie supérieure de la périphérie interne des trous d'admission ( 33) et l'extrémité supérieure de chaque orifice d'admission ( 42) est muni d'un diaphragme ( 43) de retenue à sens unique de forme annulaire plate (désigné ci après par le terme "diaphragme d'inhalation") qui ne peut s'ouvrir ou se fermer que dans un seul sens, de façon que l'air extérieur puisse entrer dans le tuba à partir des trous d'aspiration ( 33) dans les orifices d'admission ( 42), l'air ne pouvant alors sortir du tuba. Un diaphragme ( 61) de retenue pour l'eau, de forme plate et annulaire (appelé ci après "diaphragme de retenue d'eau") et un flotteur ( 62) de type manchon (appelé ci après "flotteur") sont prévus sous le clapet d'admission ( 41) autour de la périphérie externe de la bague centrale ( 40) et dans la paroi interne du corps annulaire ( 30); ces éléments peuvent 6- ainsi coulisser librement dans l'espace séparant les parois périphérique et interne pour agir à la façon d'un micro- commutateur pour contrôler l'ouverture et la fermeture des orifices d'admission ( 42) Normalement, le flotteur ( 62) se trouve dans sa position inférieure du fait de son propre poids et il est supporté par les grilles ( 36) sur le corps circulaire inférieur ( 32); dans le même temps, le diaphragme ( 61) de retenue d'eau se trouve à la base et sur la périphérie interne des trous d'aspiration ( 33) ce qui n'empêche pas l'air de circuler dans ces trous. Un tube interne ( 50) est disposé sur toute la profondeur du tuba et au milieu de la bague centrale ( 40) et du tube extérieur ( 20); le tube interne ( 50) et le tube externe ( 20) sont coaxiaux, mais leurs diamètres diffèrent évidemment l'un de l'autre L'extrémité supérieure du tube interne ( 50) est fixée au centre de la paroi de séparation annulaire ( 35) sur le corps supérieur ( 31); un anneau concave (fl) est prévu sur la périphérie externe en haut du tube interne ( 50) de façon à retenir un diaphragme ( 53) plat à sens unique (désigné ci après par "diaphragme d'échappement") muni d'un col ( 52) de faible épaisseur, destiné à obturer l'ouverture ( 54) du tube (ouverture du tube d'échappement) Le diaphragme d'échappement ( 53) peut ainsi s'ouvrir ou se fermer dans un seul sens, c'est à dire laisser sortir l'air du tube à travers les trous d'échappement ( 34), mais empêcher l'air extérieur d'entrer dans le tube Les trous de sortie d'air ( 34) sur le corps annulaire ( 31) sont situés autour et à proximité du diaphragme de sortie ( 53). Le passage creux du tube interne ( 50) devient le canal d'échappement ( 55) et le canal entre la paroi interne du tube ( 20) (y compris la bague centrale ( 40)), et la paroi externe du tube interne ( 50) devient le canal d'inhalation Ces deux canaux sont séparés l'un de l'autre Le fond du tube externe ( 20) est relié à un coude ( 70) dont une extrémité est munie d'un support en caoutchouc ( 71) destiné à être maintenu dans la bouche du plongeur pour respirer; une soupape de purge automatique ( 72) apte à ne s'ouvrir que vers l'extérieur est prévue à la base du coude ( 70) de façon que seule une petite quantité d'eau accumulée dans le tube puisse être évacuée du tuba de temps en temps par cette soupape ( 72); en outre, une attache ( 22) est prévue en position convenable sur le tube extérieur ( 20) de façon à fixer le tuba sur l'extrémité frontale du support en caoutchouc d'un côté du masque de plongée (non illustrée sur le dessin) et à maintenir l'ensemble du tuba en position verticale. Comme illustré sur la figure 5 en position d'utilisation, le tuba ( 10) est en position verticale par rapport au niveau de l'eau; le flotteur ( 62) se trouve dans sa position la plus basse sous l'action de la gravité et le diaphragme ( 61) de retenue d'eau se trouve en dessous de la base des trous d'admission ( 33) par l'action de la gravité, la base des orifices ( 42) du clapet d'admission étant ouverte; lors de l'inhalation, la pression d'inhalation génère une force négative, dirigée contre le tube interne ( 50) de façon que le diaphragme ( 53) de l'ouverture ( 54) du tube d'échappement assure une fermeture étanche de cette ouverture ( 54) et que tout l'air frais inhalé entre dans le canal d'inhalation ( 21) du tube externe ( 20) puis dans le corps de l'utilisateur par les trous d'aspiration ( 33) et les orifices ( 42) du clapet d'admission, l'air étant projeté vers le haut pour ouvrir le diaphragme d'inhalation ( 43) 1 Comme illustré sur la figure 6, lors de l'exhalation, la pression du tuba conduit le diaphragme d'inhalation ( 43) à fermer la partie supérieure des orifices d'admission ( 42), le flux d'air ne pouvant s'échapper, de sorte que le gaz carbonique résiduel exhalé du corps du plongeur ait à s'échapper vers le haut pour ouvrir le diaphragme d'échappement ( 53) de l'ouverture ( 54) du tube puis sortir du tuba par les trous de sortie ( 34) en passant par le canal d'échappement ( 55) du tube interne ( 50). Chaque fois que le plongeur inhale et exhale, l'air frais inhalé et le bioxyde de carbone exhalé entrent et sortent du -r- tuba par des canaux séparés; une telle opération cyclique conduit le plongeur à respirer à chaque fois de l'air frais sans pour autant inhaler le bioxyde de carbone résiduel exhalé par lui et conduit dans le canal de sortie ( 55) du tube interne ( 50). Comme montré sur la figure 7, lorque le flotteur ( 62) est en contact avec l'eau, les orifices ( 42) de la soupape d'admission, peuvent se fermer automatiquement de façon à éviter l'entrée d'eau dans le tuba Lorsque le plongeur utilise la présente invention, quoiqu'il arrive, par exemple ressac, vague, la tête du plongeur dans un angle incorrect pendant la flottaison ou lors de la plongée, c'est le fotteur ( 62) en position basse, qui entre en premier en contact avec le niveau de l'eau Au contact du niveau d'eau, la force de flottaison de l'eau conduit à l'élévation du flotteur ( 62) qui actionne dans le même temps le diaphragme ( 61) de retenue d'eau en dessus de lui précédant ainsi l'arrivée d'eau dans les orifices d'inhalation ( 42), le diaphragme de retenue d'eau ( 61) ayant fermé le bord inférieur des orifices ( 42) du clapet d'admission; on empêche alors l'eau de sortir des orifices d'admission ( 42) afin d'assurer un contrôle automatique de l'eau et d'éviter au plongeur d'absorber de l'eau dans sa bouche ou d'éviter une obstruction des bronches par cette dernière. 4)- REVEND ICAT IONS 1) Tuba de plongée multitubulaire, vertical et coaxial, caractérisé en ce qu'il comporte la combinaison des moyens ci après: un tube intérieur ( 50) disposé dans un tube extérieur ( 20) du tube ( 10), ces deux tubes étant coaxiaux mais de sections nettement différentes de façon à former deux canaux séparés; une bague centrale ( 40) disposée dans la partie supérieure du tube externe ( 20); une pluralité d'orifices d'admission d'air ( 42) prévue sur le haut de ladite bague centrale ( 40); un diaphragme de retenue ( 43) à sens unique et de forme annulaire plate (ou diaphragme d'inhalation destiné à conduire uniquement l'air extérieur dans le tuba) disposé au sommet desdits orifices d'admission ( 42); un diphragme de retenue à sens unique ( 53) de forme plate (ou diaphragme d'échappement destiné uniquement à laisser sortir l'air du tuba), un corps annulaire ( 30) prévu à la partie supérieure du tuba qui est muni d'une pluralité de trous d'aspiration d'air ( 33) et de trous de sortie d'air ( 34) à proximité des diaphragmes d'inhalation et d'échappement; un diaphragme de retenue d'eau ( 61) de forme plate et annulaire, et un flotteur ( 62) de type manchon, disposés de façon séquentielle sous les orifices du clapet d'admission d'air ( 42) en haut et sur la périphérie interne des trous d'aspiration ( 33), ledit diaphragme de retenue d'eau ( 61) se trouvant normalement situé à la base et sur la périphérie interne desdits trous d'aspi- ration ( 33). 2) Tuba selon la revendication 1, caractérisé en ce que lé corps annulaire ( 30) se compose d'un corps annulaire inférieur ( 32) et d'un corps annulaire supérieur ( 31). 3) Tuba selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps annulaire inférieur ( 32) comporte une pluralité de grilles circulaires ( 36) supportant le flotteur ( 62) et une jupe creuse ( 38) disposée au bas dudit corps pour s'emmencher dans le tube extérieur ( 20) -10- 4) Tuba selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une pluralité de perforations en forme de grille est prévue sur le corps supérieur annulaire ( 31) le long de la circonférence de ce dernier et disposés à des hauteurs différentes pour former les trous d'admission d'air ( 33) et de sortie d'air ( 34); une paroi de séparation annulaire ( 35) étant en outre prévue entre lesdites séries de trous ( 34 et ). ) Tuba selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4 caractérisé en ce que les trous d'admission ( 33) et de sortie ( 34) d'air sont constitués par des fentes. 6) Tuba selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 caractérisé en ce que la bague centrale ( 40) est inserrée dans l'évidement annulaire ( 37) du corps inférieur ( 32)et se prolonge par une partie supérieure qui s'élargit pour constituer un clapet d'admission ( 41) muni d'une pluralité d'orifices d'admission d'air ( 42) disposés de façon circulaire. 7) Tuba selon la revendication 1, caractérisé en ce que le diaphragme de retenue d'eau ( 61) et le flotteur ( 62) sont disposés sur la externe de la bague centrale ( 40) et au sein de la paroi interne du corps annulaire de façon à pouvoir coulisser librement dans l'espace séparant les parois périphériques et internes pour agir à la façon d'un microcommutateur de contrôle de l'ouverture et de la fermeture desdits orifices d'admission ( 42) 8) Tuba selon l'une quelconque des revendications 1 ou 4, caractérisé en ce que la tête du tube interne ( 50) est fixée au centre de la paroi de séparation annulaire ( 35) du corps annulaire ( 31). 9) Tuba selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un anneau concave ( 51) est prévu sur la périphérie externe en haut du tube interne ( 50) de façon à retenir un diaphragme d'échappement ( 53) muni d'un col ( 52) de faible épaisseur destiné à obturer l'ouverture ( 54) du tube interne ( 50).