Brevet FR2822712A1 — publié le 20021004

L'invention concerne des perfectionnements à un dispositif respiratoire autonome recyclant les gaz expirés en circuit semi-fermé avec régénération chimique des gaz expirés par passage sur une cartouche, d'un produit chimique ayant la propriété de réagir au contact du C02 et de l'humidité contenus dans les gaz expirés en absorbant le C02 et en dégageant de l'oxygène ; ce dispositif comprenant un masque respiratoire connecté à un appareil respiratoire par un conduit d'inspiration de gaz et par un conduit d'évacuation des gaz expirés, l'appareil comprenant une cartouche qui contient ledit produit chimique de et qui reçoit les gaz dudit conduit d'évacuation, les régénère et les fournit à un sac respiratoire qui alimente ledit conduit d'inspiration. Les gaz expirés sont ainsi régénérés dans la mesure où l'oxygène produit correspond en volume au C02 absorbé. En réalité, durant un premier temps, l'humidité ajoutée au C02 produit plus d'oxygène que nécessaire et en deuxième temps, l'usure du produit chimique entraîne à l'inverse moins de 02 que de C02 absorbé. Les réactions chimiques dans une telle cartouche sont très exothermiques et les gaz régénérés sortent de la cartouche à une température supérieure à 100 C. L'invention vise à la régulation du taux d'oxygène des gaz inspirés. Un but de l'invention est aussi de refroidir et assister l'expiration des gaz à travers le circuit. Un autre but est de fournir une indication permanente sur l'autonomie restante de l'appareil. Un but de l'invention est notamment de fournir un dispositif sécurisé pour un usage au feu, par exemple pour équiper un personnel d'intervention. Ces buts sont atteints en munissant l'appareil respiratoire de moyens pour réaliser un apport complémentaire et continu de gaz respirable dans le circuit des gaz en amont du sac respiratoire. Dans une réalisation préférée, cet apport de gaz respirable est réalisé en aval de la cartouche. De préférence, l'injection de gaz respirable est réalisée de manière à créer par effet Venturi une dépression dans le conduit des gaz expirés. De préférence, l'injection de gaz respirable est réalisée de manière à créer une turbulence dans le sac respiratoire. Dans une réalisation préférée, la liaison de gaz entre l'appareil respiratoire et le masque est assurée par un double conduit coaxial, le conduit externe constituant ledit conduit des gaz inspirés tandis que le conduit central coaxial constitue ledit conduit d'évacuation des gaz expirés. L'invention sera décrite ci-après à propos d'un mode de réalisation préféré, mais non limitatif, en référence à la figure unique du dessin joint qui est un schéma de l'appareil respiratoire et du masque connecté à cet appareil. Le masque (M) est un masque facial (1) muni d'une visière et comportant un demi masque interne (2) équipé d'une soupape de trop-plein (3) légèrement tarée, connecté à l'appareil respiratoire par un double conduit coaxial dont le conduit central (4) par exemple de section d'environ 2cm2 est un conduit d'évacuation des gaz expirés qui débouche en face de la bouche dans le demi masque interne (2) tandis que le conduit externe (5) par exemple de section d'environ 12cm2 est un conduit d'inspiration raccordé au masque facial (1) de telle sorte que les gaz inspirés provenant du conduit (5) entrent dans ce masque en ventilant la visière du masque tandis que les gaz expirés par le sujet dans le demi masque s'évacuent vers l'appareil respiratoire via le conduit (4) et, en cas d'excès, vers l'extérieur via le clapet (3). Côté appareil respiratoire, le conduit central (4) aboutit à l'entrée (7a) d'une cartouche (7) contenant du superoxyde de potassium K02 et dont la sortie (7b) est raccordée par un conduit (9) à l'entrée (8a) d'un sac respiratoire (8) où une partie des gaz expirés seront retenus après leur régénération par passage dans la cartouche de K02 et dont la sortie (8b) est reliée par le conduit (5) au masque (1). Dans les appareils connus de ce type, l'excès d'02 durant la première phase entraîne une montée du taux de ce gaz dans le circuit qui atteint rapidement 100% d'02. Durant la deuxième phase, l'oxygène fourni devenant inférieur à celui consommé par le sujet, l'oxygène manquant sera prélevé au détriment de celui contenu dans le circuit et le volume du sac respiratoire va diminuer progressivement jusqu'à ne plus contenir suffisamment de gaz pour assurer les échanges respiratoires. C'est alors le signal impératif d'une fin d'autonomie obligée de l'appareil. L'autonomie liée à l'usure du K02 est alors dépendante des efforts fournis et reste de ce fait imprévisible. Du point de vue opérationnel, les appareils de ce type fonctionnant sous oxygène pur sont peu adaptés à un usage au feu. Enfin, si une fuite de gaz apparaît, elle diminue le volume courant et peut rendre l'appareil brutalement inopérant sans que le sujet puisse juger s'il s'agit d'une fin normale d'autonomie ou d'une perte accidente de volume. Afin d'éviter ces défauts, la présente invention prévoit d'injecter en continu dans le circuit un débit d'air par exemple d'environ 10 litres/minutes provenant d'une réserve (6) d'air comprimé et débouchant par un conduit (10) dans l'axe du conduit (9) qui relie la cartouche au sac respiratoire. Ce débit provoque, par effet Venturi, une forte dépression dans la cartouche de telle sorte que le conduit (4), qui relie la cartouche au demi masque (2), est maintenu sous cette dépression afin que le débouché, situé dans le demi masque en face de la bouche du sujet, aspire la phase expirée et la force à traverser la cartouche de K02. Cette disposition a alors l'avantage, telle une hotte aspirante, d'entraîner efficacement le C02 rejeté dans le demi masque lors de l'expiration. La rétention habituelle de C02 consécutive aux espaces morts des masques est ainsi totalement éliminée. Le débit d'air dans le conduit (9) qui aboutit au sac respiratoire (8), projette avec turbulence les gaz chauds dans le sac (8) où leur agitation participe efficacement à leur refroidissement nécessaire compte tenu des réactions très exothermiques du K02. L'apport d'air provoque trois effets essentiels et précisément recherchés par la présente invention, à savoir : * Régulation du taux d'oxygène dans le circuit, taux qui tente à rester proche de celui de l'air fourni, soit 21% condition nécessaire à un usage sécurisé au feu. * Fonctionnement en circuit semi-fermé par le volume d'air entrant qui provoque un échappement correspondant des gaz circulants et protège le volume courant d'une accidentelle fuite. 'e Indication permanente de l'autonomie restante par la simple lecture de la pression régnant dans le réservoir d'air comprimé. La régulation du taux d'02 est due au fait que le débit d'air entrant entraîne un échappement de même débit du gaz circulant. L'air contenant 21% (en volume) d'02, son débit apparaît alors comme un apport de gaz appauvrissant lorsque le mélange circulant contient plus de 21% d'02 tandis qu'il apparaît comme un apport de gaz enrichissant lorsque le taux d'02 du mélange circulant est inférieur à 21%. En choisissant un débit d'air d'environ 10 litres/minute le taux d'oxygène dans le circuit se stabilise, suivant les efforts fournis, entre 19 et 23%. Si l'on souhaite rester au-dessus de 21% sans diminuer pour cela l'autonomie de l'appareil, l'invention n'exclut pas d'utiliser de l'air légèrement enrichi en oxygène tel qu'un mélange à 23% (en volume) d'oxygène. Enfin, l'invention n'exclut pas d'adjoindre, ainsi qu'il est connu, un dispositif de sécurité et alarme contre une déficience éventuelle de la qualité du produit chimique régénérant, ce dispositif réalisant une mesure continue du taux d'oxygène associé à une petite réserve d'oxygène pur apte à fournir ce gaz au circuit si le taux mesuré des gaz respirés atteint un seuil minimal préétabli. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation qui a été décrit. REVENDICATIONS Dispositif respiratoire autonome recyclant les gaz expirés en circuit semi fermé avec régénération chimique des gaz expirés par passage sur une cartouche d'un produit chimique ayant la propriété de réagir au contact du C02 et de l'humidité contenus dans les gaz expirés en absorbant le C02 et en dégageant de l'oxygène, ce dispositif comprenant un masque respiratoire (M) connecté à un appareil respiratoire par un conduit d'inspiration (5) de gaz et par un conduit d'évacuation (4) des gaz expirés, cet appareil comprenant une cartouche (7) qui contient ledit produit chimique de régénération et reçoit les gaz expirés, les régénère et fournit les gaz régénérés à un sac respiratoire (8) qui alimente le conduit d'inspiration (5), caractérisé en ce que l'appareil respiratoire comporte des moyens (6,10) pour réaliser un apport complémentaire et continu de gaz respirable dans le circuit des gaz en amont du sac respiratoire. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel lesdits moyens (6,10) pour réaliser l'apport de gaz respirable comprennent une réserve (6) d'air comprimé. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel lesdits moyens pour réaliser un apport d'air sont réglés pour injecter un débit continu d'environ 10 litres d'air/minute. L Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les moyens pour réaliser ledit apport de gaz respirable réalisent une injection de gaz dans l'axe d'un conduit (9) du circuit des gaz. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 dans lequel ledit apport est réalisé en aval de la cartouche (7). 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit masque respiratoire (M) comprend un masque facial (1) qui contient un demi-masque interne (2), ledit conduit d'inspiration (5) débouchant dans le masque facial autour du demi-masque interne et ledit conduit d'évacuation (4) partant du demi-masque interne. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel ledit conduit d'évacuation (4) débouche en face de la bouche dans le demi-masque interne. 8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, dans lequel ledit demi-masque interne (2) est muni d'une soupape de trop-plein (3). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le masque (M) est relié à l'appareil par un double conduit coaxial (4, 5), le conduit externe (5) constituant le conduit d'inspiration et le conduit interne (4) constituant le conduit d'évacuation.