Brevet FR2755495A1 — publié le 19980507

L'invention concerne un élément permettant l'écoulement de gaz, du type comportant un tronçon perméable au gaz, à travers lequel du gaz excédentaire peut s'écouler vers l'extérieur, à partir de l'intérieur de l'élément permettant l'écoulement de gaz. Un élément permettant l'écoulement de gaz de ce type est connu par le document EP 360 044 B1. L'élément permettant l'écoulement de gaz connu est constitué d'un tube ondulé, qui est pourvu de perforations périphériques, qui sont recouvertes par une nappe de matériau insonorisant. La réduction de bruit est obtenue grâce à la configuration spéciale des perforations périphériques, en liaison avec le choix du matériau constituant la nappe. Des nappes en matériau insonorisant sont cependant inutiles dans des applications dans lesquelles un nettoyage fréquent de l'élément permettant l'écoulement de gaz est nécessaire, car les particules de poussière provenant de l'intérieur de la nappe ne peuvent être retirées qu'avec difficulté. Ceci a pour conséquence que la résistance à l'écoulement de la nappe augmente au cours de sa durée de vie. En outre, il est difficile d'obtenir, avec le matériau insonorisant connu, une porosité définie, qui est décisive pour l'efficacité de l'insonorisation. L'invention a pour but de perfectionner un élément permettant l'écoulement de gaz du type mentionné, de telle sorte qu'il soit facile à nettoyer et qu'on dispose d'une taille de pores définie et reproductible. Ce but est atteint grâce au fait le tronçon perméable au gaz de l'élément permettant l'écoulement de gaz est constitué de plaques isolées superposées, qui sont pourvues de canaux d'écoulement. L'avantage apporté par l'invention réside essentiellement dans le fait que, de par la présence d'un paquet de plaques superposées, qui sont pourvues de canaux d'écoulement isolés, on crée des conditions d'écoulement définies, car la surface d'écoulement dont on dispose est déterminée par le nombre de canaux d'écoulement et par la surface de section- des canaux d'écoulement. Les canaux d'écoulement peuvent, par exemple, être conformés en perçages traversant les plaques. Grâce au nombre de canaux d'écoulement par plaque et au nombre de plaques superposées, il est possible d'obtenir avec beaucoup de facilité une chute de pression définie et un volume d'écoulement entre l'intérieur de l'élément permettant l'écoulement de gaz et l'atmosphère. Il est particulièrement avantageux que les canaux d'écoulement soient conformés en évidements du type rainures, s'étendant radialement, ménagés dans la surface de la plaque. De façon particulièrement avantageuse, dans ce cas, les canaux d'écoulement sont disposés de part et d'autre des surfaces des plaques. Un autre perfectionnement est obtenu grâce à une conformation en spirale des canaux d'écoulement, les canaux étant orientés à l'opposé les uns des autres sur chaque surface de plaque. On obtient ainsi une augmentation dégressive du courant volumique lorsque la pression augmente. De façon avantageuse, le nombre de canaux d'écoulement dans la zone du tronçon perméable au gaz est égal ou supérieur à 500, avec une superficie de section d'un canal d'écoulement supérieure à 0,01 mm2. Le nombre préféré de canaux d'écoulement se situe entre 800 et 1200, avec une superficie de section par canal supérieure à 0,01 mm2, de préférence de 0,024 mm2. Il est particulièrement avantageux d'utiliser l'élément permettant l'écoulement de gaz dans un dispositif d'assistance respiratoire car, dans ce cas, l'augmentation dégressive du courant volumique peut être utilisée de façon particulièrement avantageuse. Des dispositifs d'assistance respiratoire adaptés sont, par exemple, ce que l'on appelle des appareils monotube, dans lesquels, au moyen d'un ventilateur, un certain débit gazeux est continuellement acheminé vers un patient, par l'intermédiaire d'un tube respiratoire et de l'élément permettant l'écoulement de gaz. Le gaz expiré s'écoule en retour dans le tube respiratoire et est évacué dans l'atmosphère par le tronçon perméable au gaz. Un exemple d'exécution de l'invention est représenté sur le dessin et va maintenant être expliqué plus en détail. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un élément permettant l'écoulement de gaz, la figure 2 est une vue de dessus d'une plaque de l'élément permettant l'écoulement de gaz, la figure 3 est une vue selon A-A, d'une rainure présente à l'intérieur de la plaque selon la figure 2. La figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un élément permettant l'écoulement de gaz, qui est essentiellement constitué d'un tube cylindrique 2 comportant une entrée de gaz 3 et une sortie de gaz 4, ainsi que des plaques 5 isolées montées sur le tube 2. Le nombre de plaques 5 détermine le volume d'écoulement. Les plaques 5, dans le cas présent au nombre de 22, sont fixées sur le tube 2 au moyen d'un manchon de serrage 6 et d'un contre-palier 7. Dans la zone de recouvrement entre les plaques 5 et le tube 2, des perçages 8 isolés sont ménagés dans le tube 2 et débouchent dans un espace de répartition du gaz 9. Le gaz se trouvant à l'intérieur 10 du tube 2 s'écoule à travers les perçages 8 pour passer dans l'espace de répartition du gaz 9 et s'échappe vers l'atmosphère en passant à travers les plaques 5. La figure 2 est une vue de dessus de l'une des plaques 5. Les plaques 5 présentent une surface 11 plane, dans laquelle sont ménagées, selon une forme de spirale et selon des écarts équidistants, des rainures 12 s'étendant radialement et servant de canaux d'écoulement. Sur la face arrière de la plaque 5, de façon correspondante, des rainures 13 s'étendant dans le sens opposé et servant de canaux d'écoulement sont prévues dans une surface de plaque 101. Les surfaces de plaques 11, 101 se situent dans des plans parallèles, la surface de plaque 101 n'étant pas visible à la figure 2. Pour cette raison, les rainures 13 sont représentées en pointillés à la figure 2, seulement trois des rainures 13 étant représentées, pour des raisons de meilleure visibilité. La figure 3 est une vue en coupe de l'une des rainures 12, selon la ligne A-A de figure 2. La rainure 12 présente un contour de section sensiblement en forme de trapèze, avec une première largeur de trapèze B1 d'environ 0,1 mm, une deuxième largeur de trapèze B2 de 0,2 mm et une hauteur de trapèze H de 0,16 mm. D'autres contours de section sont également possibles pour la rainure 12, par exemple une section rectangulaire ou triangulaire, qui donnent d'aussi bons résultats. Une superficie de section de 0,024 mm2 pour la rainure 12 s'est avérée particulièrement avantageuse. La rainure 13 présente une configuration correspondant à celle de la rainure 12. Sur chacune des surfaces de plaques 11, 101 de la plaque 5 sont prévues respectivement 24 rainures 12, 13. Le diamètre extérieur de la plaque 5 est d'environ 29 mm et le diamètre intérieur est d'environ 21 mm. L'assemblage en paquet des plaques 5 pourvues des rainures 12, 13 permet d'obtenir un écoulement diffus et dont le bruit a été minimisé, et la géométrie des rainures 12, 13 permet d'obtenir un écoulement défini hors de l'intérieur 10. Pour nettoyer l'élément 1 permettant l'écoulement de gaz, le manchon de serrage 6 est desserré, de sorte que les plaques 5 puissent être retirées du tube 2. Du fait qu'elles sont isolées, les plaques 5 peuvent être facilement nettoyées de façon indépendante. L'élément 1 permettant l'écoulement de gaz peut être particulièrement avantageusement utilisé dans l'assistance respiratoire d'un patient au moyen d'appareils fonctionnant avec des ventilateurs; en effet, un tuyau respiratoire, non représenté à la figure 1, est branché au niveau de l'entrée de gaz 3, et est relié au ventilateur. La sortie de gaz 4 est reliée à un masque respiratoire, qui n'est pas non plus représenté à la figure 1. En matière de technique d'assistance respiratoire, pour l'écoulement du gaz respiratoire à travers les rainures 12, 13 des plaques , il est souhaitable que le volume d'écoulement V, en fonction de la pression p régnant dans l'espace intérieur , présente une courbe aussi dégressive que possible. Etant donné qu'il s'agit, dans le cas présent, de ce que l'on appelle un appareil monotube, dans lequel le patient rejette l'air dans le tuyau respiratoire, le gaz carbonique expiré doit s'échapper dans l'atmosphère par les rainures 12, 13. Dans le cas de pressions de respiration artificielle élevées, l'évacuation de gaz carbonique par les rainures 12, 13 ne pose en général aucun problème, de sorte qu'il n'est pas nécessaire que le flux de gaz s'échappant par les rainures 12, 13 augmente de façon linéaire avec la pression. Au contraire, si l'on avait un rapport linéaire entre la pression p et le volume V, trop de gaz s'échapperait par les rainures 12, 13. L'évolution dégressive du volume V de gaz s'échappant, en fonction de la pression p, est obtenue, dans l'élément 1 permettant l'écoulement de gaz selon l'invention, gr&ce aux rainures 12, 13 en spirale, qui sont orientées à l'opposé les unes des autres. La pente dégressive de la courbe est essentiellement due au fait que des turbulences sont créées dans les rainures 12, 13, entre des plaques 5 adjacentes, suite aux courants gazeux qui se croisent; lorsque la pression p augmente, celles- ci entraînent une augmentation surproportionnelle de la résistance à l'écoulement à travers les plaques 5. Revendications 1. Elément permettant l'écoulement de gaz comportant un tronçon perméable au gaz, à travers lequel du gaz excédentaire peut s'écouler vers l'extérieur, à partir de l'intérieur (10) de l'élément permettant l'écoulement de gaz, caractérisé en ce que le tronçon perméable au gaz est constitué de plaques (5) isolées superposées, qui sont pourvues de canaux d'écoulement (12, 13). 2. Elément permettant l'écoulement de gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement sont conformés en évidements (12) du type rainures, s'étendant radialement, ménagés dans la surface (11) de la plaque. 3. Elément permettant l'écoulement de gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement (12, 13) sont disposés de part et d'autre des surfaces (11, 101) des plaques. 4. Elément permettant l'écoulement de gaz selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les canaux d'écoulement (12, 13) sont conformés en spirale. 5. Elément permettant l'écoulement de gaz selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les canaux (12, 13) sont orientés à l'opposé les uns des autres sur les surfaces (11, 101) de plaques. 6. Elément permettant l'écoulement de gaz selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le nombre de canaux d'écoulements (12, 13) dans la zone du tronçon perméable au gaz est supérieur à 500. 7. Elément permettant l'écoulement de gaz selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la superficie de section d'un canal d'écoulement (12, 13) est égale ou supérieure à 0,01 mm2. 8. Utilisation d'un élément permettant l'écoulement de gaz selon l'une des revendications 1 à 7 dans un dispositif d'assistance respiratoire.