Brevet FR2696350A1 — publié le 19940408

L'invention concerne un dispositif respiratoire de secours destiné notamment à permettre quelques minutes de respiration à un pilote tombant à la mer. On connait de nombreux dispositifs respiratoires comportant un sac souple et étanche communiquant avec une source d'oxygène d'une part et avec un embout buccal d'autre part, de façon que les gaz expirés soient introduits dans le sac et recyclés, ce qui limite d'autant la quantité d'oxygène à introduire dans le circuit respiratoire. Le but de l'invention est de fournir un tel dispositif et dont le rapport poids / autonomie soit le plus petit possible. On y parvient selon l'invention avec un dispositif tel que cidessus, caractérisé en ce qu'un clapet de trop-plein de gaz est situé sur l'embout buccal et en ce que le débit de la source d'oxygène dans le sac, la capacité du sac et la communication du sac avec l'embout coopèrent de façon qu'au cours d'une phase expiratoire le sac ne reçoie les gaz expirés que pendant une première partie de cette phase tandis que les gaz expirés durant le reste de la phase, lesquels sont les plus riches en gaz carbonique, ne se mélangent pas à l'oxygène introduit dans le sac et sont évacués par le clapet. Dans une réalisation préférée, le sac a une capacité comprise dans la gamme 2 à 5 litres et reçoit un débit constant d'oxygène compris dans la gamme 5 à 15 litres par minute et il est relié à l'embout par un ou des conduits de forme allongée dont la capacité est comprise dans la gamme 0,2 à 0,5 litres. On décrira ci-après deux exemples de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention en référence aux deux figures du dessin joint qui montrent respectivement les schémas de ces deux réalisations, la description et les figures faisant apparaitre d'autres particularités de l'invention. Dans ces réalisations, le sac 1 a une capacité d'environ 3 litres et reçoit en permanence d'une bouteille 2 un débit d'oxygène d'environ 12 1/mon. L'ouverture de la bouteille est commandée manuellement ou par un dispositif automatique de façon en soi connu. Le sac est relié d'autre part à un embout 4 muni d'un clapet de trop-plein 5, liaison réalisée par un (figure 1) ou deux (figure 2) conduits 3 dont la ou les capacités sont d'au moins 100 cm3 et qui ont une forme relativement allongée pour des raisons qui seront expliquées plus loin. Les régions de raccordement respectives (A,B) du sac à la source d'oxygène et du sac à l'embout sont situées à l'opposé l'une de l'autre. Le dispositif fonctionne de la façon suivante: Supposons le sac initialement plein d'O2 et un sujet respirant sous une fréquence de 10 cycles I mn avec un volume courant de 2 litres (ventilation de 20 1/mon), le rapport temps inspiratoire/temps expiratoire est supposé égal à 1. Lors de la première inspiration le sujet prélève deux litres au sac en 3 secondes tandis que ce dernier reçoit: 12 -- X 3 = 0,6 litre d'O2 60 L'expiration qui suit et qui contient en moyenne 4 % de CO2 est en partie renvoyée dans le sac et en partie perdue par le clapet de trop plein 6. En effet, durant la phase expirée qui dure 3 secondes, le sac reçoit du gaz expiré tandis qu'il continue à recevoir 0,6 litre d'O2. Le sac se trouvant plein lorsqu'il a retrouvé les deux litres prélevés à l'inspiration, la part de gaz expirés envoyée au sac est de: 2 - 2 (0,6 = 0,8 litre et les 1,2 litres excédentaires d'expiration sont rejetés à l'extérieur par le clapet 5. Ainsi, parce que placé sur l'embout 4, le clapet 6 assure l'échappement de la "queue expiratoire", qui est la partie la plus riche en CO2 (5 à 6 %) de la phase expirée. Le conduit 3 par sa forme cylindrique allongée, évite que la partie expirée momentanément dans ce conduit puis refoulée lorsque le sac plein continue à recevoir le débit, se mélange aux gaz effectivement entrés dans le sac. C'est pour cette raison que ce conduit, par sa forme et son volume, participe à l'élimination optimale du CO2 produit. Le taux de CO2 moyen qui s'établit dans le sac se calcule alors par le raisonnement suivant: L'échappement par le clapet 5 est égal, en volume et en moyenne, à celui entrant, soit 12 litres/mn. Cet échappement contient 6 % de CO2 augmenté de x %, taux des gaz dans le sac. Le taux x de CO2 dans le sac se stabilise lorsque le C02 fourni est égal au CO2 perdu. Pour une ventilation V: 12 x (X+5) V x 4 100 100 et V x = 5 3 Ainsi pour un sujet ventilant 20 1/mon, le taux de CO2 des gaz inspirés se limite à: 20 x = --- - 5 = 1,3 % 3 Taux acceptable pour un équipement de survie et courte durée. n apparaît ainsi clairement qu'un dispositif qui comporterait en soit les mêmes éléments mais où par exemple, le clapet de trop plein serait disposé sur le sac et non sur l'embout, aboutirait à un taux de CO2 beaucoup plus élevé puisque la phase expirée se mélangerait en totalité aux gaz du sac avant d'être évacuée. La figure 2 décrit une version plus adaptée au cas spécifique des pilotes tombant à la mer. Ici l'ensemble est de forme annulaire pour être disposé autour du cou. La partie renflée arrière représente le sac 1 et il est relié à l'embout 4 par les deux prolongements 3. Ainsi le sac a la forme générale d'un U relié à l'embout buccal par les extrémités de ses deux branches qui constituent lesdits conduits. L'invention n'est pas limitée à ces exemples de réalisation. REVENDICATIONS 1. Dispositif respiratoire de secours, notamment pour personnel susceptible de tomber à la mer et d'être immergé quelques minutes, qui comprend un sac souple et étanche (1) communiquant avec une source d'oxygène (2) d'une part et communiquant avec un embout buccal (4) d'autre part, caractérisé en ce qu'un clapet de trop-plein de gaz (5) est situé sur l'embout buccal (4) et en ce que le débit de la source d'oxygène (2) dans le sac (1), la capacité du sac et la communication (3) du sac avec l'embout coopèrent de façon qu'au cours d'une phase expiratoire le sac ne reçoive les gaz expirés que pendant une première partie de cette phase tandis que les gaz expirés durant le reste de la phase ne se mélangent pas à l'oxygène introduit dans le sac et sont évacués par le clapet. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le sac est alimenté en continu par la source d'oxygène, et est reliée à l'embout par un ou des conduits (3), chaque conduit ayant une forme allongée et présentant une capacité de 0,2 à 0,5 litres. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la capacité du sac (1) est comprise dans la gamme 2-5 litres et le débit d'oxygène est compris dans la gamme 5-15 1/minute. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la capacité du sac (1) est voisine de 3 litres et en ce que le débit d'oxygène est voisin de 12 litres/minute. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le clapet (5) est réglé pour ne s'ouvrir que lorsque le sac est plein. 6. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sac (1) est relié à l'embout (5) d'une part et à la source d'oxygène (2) d'autre part par deux régions du sac respectives A, B qui se trouvent à l'opposé l'une de l'autre. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le sac (1) a la forme générale d'un U, relié à l'embout buccal par les extrémités de ses deux branches qui constituent lesdits conduits.