Brevet FR2840813A1 — publié le 20031219

plage de 1,0 a 2,0. Appareil de stockage du gaz comprme dans un dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile L'invention se rapporte au domaine de la penetration de l'homme dans les milieux hostiles et, plus particulierement, au domaine des moyens utilises par l'homme pour survivre et se s deplacer dans lesdits milieux tels que]'air pollue ou enfi'me ou encore sous 1'eau. Plus particulierement, I'invention concerne un element du dispositif respiratoire permettant a un plongeur d'effectuer des explorations ou des missions subaquatiques sans necessite de remonter en surface pour respirer ou a du personnel de secours d'intervenir en milieu pollue ou enfume et, plus specifiquement encore, I'invention est relative a un appareil de stockage o du gaz comprime necessaire a l'utilisateur. Essentiellement, on connait, a ce jour, des dispositifs respiratoires dont l'appareil de stockage du gaz comprime, est une bouteille, le plus souvent metallique, remplie, sous haute press ion, de gaz respirable par l'ublisateur; ladite bouteille de gaz comprime presente plusieurs inconvenients majeurs, dont le volume et la masse, mais aussi une securite insuffisante du fait IS qu'elle presente des risques d'explosion, en cas de choc, avec projections eventuelles de morceaux susceptibles d'atteindre et de blesser l'utilisateur ou toute personne se trouvant a proximite. II est done indispensable, notamment pour les applications delicates, dans lesquelles l'utilisateur ne peut se mouvoir que dans des espaces restraints, comme, par exemple, un plongeur dans des galeries immergees ou un secouriste au milieu des gravats, ou dans celles ou il doit se deplacer avec souplesse et rapidite, de disposer d?un appareil s& - la securite de l'utilisateur etant l'objechf principal de ce type de disposibf -, compact - puisque devant etre utilise dans des espaces etroits - et robuste, ctest-a-dire ne presentant pas de risque d'explosion sous l'effet d'un choc. 2s Enfin, ces appareils doivent etre amagnetiques pour certaines utilisations telle, par exemple, la topographic subaquadque des galeries immergees, qui necessite l'utilisabon d'appareils d'enregistrement ou de mesure sensibles aux forces magnetiques. Si les bouteilles utilisees dans les disposibPs de l'art anterieur vent realisees dans un alliage metallique dont la 2 2840813 composition n ' est pas strictement controlee, elles viennent fausser les mesures reali sees par le plongeur. Les problemes techniques a resoudre sont, done, de deux ordres: avant tout, le probleme de la securite de l'utilisateur, mais aussi celui de la reduction de volume et de l'allegement de l'appareil pour permettre une utilisation dans des conditions delicates, tout en assurant de meilleures conditions de mobilite et de confort. En consequence, le premier objectif de ['invention, vise une securite totale de l'utilisateur, en proposant un reservoir de stockage du gaz comprime pour un dispositif autonome de respiration, robuste, done ne presentant aucun risque d'explosion, done de blessure de o l'utilisateur ou des personnel a son voisinage, ainsi que d'une conception et d'une realisation economiques. Un autre objectif de ['invention est de permettre une meilleure mobilite de l'utilisateur, grace a la reduction de masse et de volume de ltensemble du dispositif autonome de respiration, rducti on autorisee par la miniaturisati on du reservoir de gaz comprime, miniaturis ati on rendue impossible, dans les dispositifs de l'art anterieur, par la geometric imposee de la bouteille de gaz comprime. Pour ce faire, I' invention est un reservoir miniaturise de gaz comprime pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, caracterise en ce qu'il est constitue d'un enroulement tubulaire de faible diametre, en materiau de qualite alimentaire, ladite miniaturisation permettant de resoudre les problemes d'encombrement et de masse lies aux bouteilles de gaz comprime de l' art anterieur. Ledit reservoir miniaturise de gaz comprime est. le plus general ement, equipe d' une vanne de remplissage a acces exteri eur et qui peut etre rapide si elle est reliee a un clapet anti-retour d' isolation, ce qui le rend rechargeable en fonctionnement en milieu hostile, contrairement a la bouteille de gaz comprime de l'art anterieur. Selon les variantes du reservoir miniaturise de gaz comprime constitue de l'enroulement tubulaire de faible diametre, le probleme supplementaire consistent a disposer d'un dispositif amagnetique pour des applications utilisant un materiel sensible aux forces magnetiques est atteint par la realisation audit reservoir de gaz comprime dans un materiau metallique ao amagnetique tel que, a titre d'exemple non limitatif, du laiton ou de l'acier inoxydable, ou dans un materiau non metallique, plastique ou composite. 3 2840813 Dans une autre variante, le reservoir miniaturise de gaz comprime est constitue de deux demis reservoirs relies entre eux par une vanne de remplissage a acces exterieur rapide. Dans une autre variante, deux clapets anti-retour d' isolation, permettent au plongeur de faire communiquer entre eux les deux demis reservoirs pour n'en faire qu'un lorsque l'on procede au remplissage, meme en fonctionnement en milieu hostile, par 1'intermediaire de la vanne de remplissage a acces exterieur rapide et de les maintenir isoles l'un de l'autre, le reste du temps. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description accompagnant les dessins, dans lesquels: o - la figure 1 montre, en coupe, le schema du reservoir miniaturise de gaz comprime pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, selon ['invention; - la figure 2 schematise la variante d'un reservoir miniaturise de gaz comprime pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, objet de ['invention, constituee de deux demis reservoirs; - la figure 3 explique le montage du reservoir miniaturise de gaz comprime pour differents types de dispositifs autonomes de respiration de securite en milieu hostile. La figure 1 montre le schema du reservoir miniaturise de gaz comprime (1) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, selon ['invention, constitue d'un enro uleme nt tub ulaire de faibl e di ametre (2) en materiau de q ualite alimentaire, metal lique, plastique ou composite, reali se a partir d'un tube d' une a quelques dizaine(s) de millimetres de diametre et de quelques millimetres d'epaisseur. Dans les applications qui ['exigent, afin d'eviter toute perturbation sur un materiel sensible aux forces magnetiques, le materiau conshtutif de l'enroulement de falble diametre (2) du reservoir miniaturise de gaz comprime (I) est un materiau amagnetique, par exemple un :5 materiau metallique tel que du laiton ou de l'acier inoxydable ou, pour accro^tre encore l'allegement, un materisu de masse specifique inferieure a celle du metal tel qu'un materiau plasbque ou composite. Le reservoir miniaturise de gaz comprime (1), objet de ['invention, est relic au milieu ambient, hoshle, par une vanne de remplissage a acces exterieur (3). Pour rendre ledit reservoir rechargeable en fonctionnement, ladite vanne de remplissage a acces exterieur est 4 2840813 associee a un clapet anti-retour d'isolation (4) pour eviter toute penetration d'eau, de fumee ou d' air pollue, pendant le remplissage. Le reservoir miniaturise de gaz comprime (1), objet de ['invention, permet a l'utilisateur de s'affranchir de la necessite de transporter une bouteille de gaz comprime du type classique, en lui offrant une autonomic respiratoire egale, voire superieure, la pression du gaz comprime dans le reservoir miniaturise de gaz comprime (1), objet de ['invention, pouvant etre superieure a celle utilisee dans les bouteilles de gaz comprime de l'art anterieur. Ledit reservoir miniaturise de gaz comprime (1) est d'une realisation aisee, par exemple a partir de tubes de faible diametre etires a froid, en materiaux de qualite alimentaire et o eventuellement amagnetiques, d'un faible cout et d'une grande legerete. De plus, il resiste a des pressions superieures a celles utilisees dans les bouteilles de gaz comprime classiques et permet, done d'accro'^tre, a masse et volume reduits, I'autonomie respiratoire de l'utilisateur. La fgure 2 schematise la variante du reservoir miniaturise de gaz comprime (I) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, objet de ['invention, i5 constituee de deux demis reservoirs (la, lb), relies entre eux par l'intermediaire de la vanne de remplissage avec acces exterieur rapide (3) associee a deux clapets anti- retour d'isolation (4a, 4b). La figure 3 explique les applications du reservoir miniaturise de gaz comprime (1), obJet de ['invention, dans differents types de dispositifs autonomes de respiration de securite en milieu hostile. La configuration la plus simple est illustree par la vue 3a. Un reservoir miniaturise de gaz comprime (I) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, comportant une vanne de remplissage avec acces exterieur (3), est relic directement, sans dispositif intermediaire, a un detendeur (IO) associe a l'embout respirateur (5) de 1'utilisateur. Cette version du dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile ne comporte aucun element de recyclage du gaz expire par l'utilisateur qui est directement rejete dans le milieu ambient. Dans la vue 3b, le reservoir miniaturise de gaz comprime (I), selon ['invention, equipe un dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile permettant le recyclage du gaz o expire par l'utilisateur. Ledit reservoir miniaturise de gaz comprime (1) est. dans cette variante, relic a l'embout respirateur (5) de 1'utilisateur par 1'intermediaire d'un circuit s 2840813 respiratoire, monte en serie avec lui, ou en parallele, et comportant une cartouche de filtration (6) du gaz expire et un sac respiratoire (7). - Dans une variante non representee, le resenoir miniaturise de gaz comprime (1) peut, bien entendu, etre constitue des deux demis reservoirs (la, lb). s De meme, dans la configuration decrite sur la vue 3b ou dans sa variante, la cartouche de filtration du gaz expire par l'utilisateur ( peut etre unique ou constituee de deux demies cartouches (6a, 6b), le sac respiratoire (7) pouvant? lui, etre monte en serie ou en derivation i 7 de ladite cartouche de hItration unique (6) ou des deux demies cartouches de filtration (6a, p 6b), alors disposees, preferentiellement, de part et d'autre audit sac respiratoire (7). io Dans la vue 3c, le reservoir miniaturise de gaz comprime (1) unique est monte en parallele sur le circuit respiratoire auquel il est relic par une vanne d' isolation (8) disposee entre lui et le systeme d'injection du gaz dans le circuit respiratoire (9) qui asswe au sac respiratoire (7) r,. I'apport de gaz frais, par l'intermediaire de la cartouche de filtration (6). Dans d'autres variantes, non representees mais decoulant directement des figures precedentes, s le reservoir miniaturise de gaz comprime peut etre constitue de deux demis reservoirs relies au circuit respiratoire par deux vannes dtisolation (8a,8b) disposees entre ledit reservoir miniaturise de gaz comprime et les systemes d'injection du gaz dans le circuit respiratoire (9a, 9b) qui asswent au sac respiratoire (7) I'apport de gaz frais par l'intermediaire de la cartouche de filtration (6) ou des demies cartouches de filtration (6a, 6b). zo Dans toutes les configurations decrites dans la figure 3, le reservoir miniaturise de gaz comprime (1), objet de ['invention, vient se substituer a la bouteille de gaz comprime, lourde et encombrante, utilisee dans les dispositifs de respiration de l' art anterieur. n est bien evident que ledit reservoir miniaturise de gaz comprime (1) peut etre utilise dans tout dispositif de respiration de securite en milieu hostile ou le gain de masse et de volume, comme 1'accroissement de securite, de mobilite et de souplesse de l'utilisateur constituent des elements importants, y compris dans des systemes complexes a au moins deux sous systemes respiratoires independents, de securite en milieu hostile. Le reservoir miniaturise de gaz comprime pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, objet de ['invention, offre, par rapport a la solution connue de l'art so anterieur, constitue de la bouteille de gaz comprime classique, de multiples avantages, parmi lesquels les principaux sont: 6 2840813 - la securite, en eliminant les risques de blessure de l'utilisateur, grace a la robustesse du reservoir miniaturise de gaz comprime, unique ou constitue de deux demis reservoirs; cette disposition limite les consequence d'une eventuelle explosion en raison de la constitution meme audit reservoir miniaturise de gaz comprime dont les parois vent minces et resistantes; - I'accroissement de confort, de souplesse, de mobilite et d'agilite de l'utilisateur, grace a la reduction de masse et de volume du dispositif autonome de respiration subaquatique permise, egalement, par la miniaturisation du reservoir de gaz comprime; - la facilite de stockage, de transport, de manutention et d'utilisation, grace au gain de o masse et de volume lui aussi obtenu par la miniaturisation du circuit de gaz comprime, objet de ['invention; - la versatilite d'utilisation, ledit reservoir miniaturise de gaz comprime pouvant equiper de nombreux dispositifs autonomes de respiration, soit en lieu et place de la bouteille de gaz comprime de l' art anterieur, soit en permettant de nouvelles applications j usqutalors s impossibles en raison de l'encombrement de ladite bouteille de gaz comprime; - l'augmentation d'autonomie respiratoire, resultant, a la fois du gain de masse et de volume et de la possibilite d'accro^tre la pression du gaz, dans le reservoir miniaturise de gaz comprime. En resume, il est bien evident que le reservoir miniaturise de gaz comprime pour dispositif zo autonome de respiration, selon ['invention, resout les problemes de securite et d'autonomie respiratoire, de confort et de souplesse d7utilisation, de manutention audit dispositif, a terre comme dans l es pas sages di ffi ci les, pollues ou confines, en proposant, dans ses diverges variantes et applications, un appareil allege, versatile, simple et economique a realiser. Ledit reservoir miniaturise de securite peut, ainsi, equiper les dispositifs respiratoires de plongeurs, de pompiers, de secouristes ou de toute personne destinee a se deplacer en milieu hostile. n est bien evident que l'homme de l'art pourra combiner les differentes variantes du reservoir miniaturise pour dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention, les employer dans differentes applications ou utiliser des moyens equivalents, sans sortir du cadre de ['invention. o 7 2840813 REVENDICATIONS 1. - Reservoir miniaturise de gaz comprime (1) pow dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile caracterise en ce qu'il est constitue d'un enroulement tubulaire de faible diametre (2), en materiau de qualite alimentaire, equipe d'une vanne de is remplissage a acces exterieur (3) autorisant le remplissage audit reservoir miniaturise de gaz comprime (1). 2. - Reservoir miniaturise de gaz comprime (l) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile caracterise en ce qu' il est constitue d' un enroulement tubulaire de faible diametre (2), equipe d'une vanne de remplissage a acces exterieur rapide (3) par l' intermediaire d' un clapet anti-retour d' isolation (4) autorisant le remplissage audit reservoir miniaturise de gaz comprime (1) en fonctionnement, meme en milieu hostile. 3. - Reservoir miniaturise de gaz comprime (1) pour dispositif autonome de respiration de 2s securite en milieu hostile, selon la revendication 2, caracterise en ce qu'il est constitue de deux demis reservoirs (la, lb) relies entre eux par la vanne de remplissage a acces exterieur rapide (3) par l' intermediaire de deux clapets anti-retour dt isolation (4a, 4b) permettant, de ce fait, la mise en communication desdits deux demis reservoirs (la, lb) pour le remplissage en fonctionnement, meme en milieu hostile ou ['isolation de l'un o d'entre eux (]a ou lb), le reste du temps. 8 2840813 4. - Reservoir miniaturise de gaz comprime (1) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, selon l'une des revendications 1 a 3, caracterise en ce que ledit enroulement tubulaire de faible diametre (2) est realise en un materiau metallique, resistant a une pression du gaz supeneure a celle utilisee dans les bouteilles de gaz comprime de l'art anterieur, tel que de 1'acier. 5. - Reservoir miniaturise de gaz comprime (1) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, selon l'une des revendications I a 3, caracterise en ce que ledit enroul ement tubulaire de faibl e di ametre (2) est real i se en un materi au m etal lique, l eger, amagnetique, resistant a une pression du gaz superieure a celle utilisee dans les bouteilles o de gaz comprime de l'art anterieur, tel que du laiton. 6. - Reservoir miniaturise de gaz comprime (l) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, selon l'une des revendications I a 3, caracterise en ce que ledit enroulement tubulaire de faible diametre (2) est realise en un materiau amagnetique, leger i5 et resistant a une pression du gaz superieure a celle utilisee dans les bouteilles de gaz comprime de l'art anterieur, tel qu'un materiau plastique. 7. Reservoir miniaturise de gaz comprime (1) pour dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, selon l'une des revendications I a 3, caracterise en ce que ledit enroulement tubulaire de faible diametre (2) est realise en un materiau amagnetique, leger et resistant a une pression du gaz superieure a celle utilisee dans les bouteilles de gaz comprime de l'art anterieur, tel qutun materiau composite. 8. Dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, du type ouvert, caracterise en ce qutil comporte un reservoir miniaturise de gaz comprime (1), conforme a l'une des revendications 1 a 7, relic directement a un detendeur (10) associe a ltembout respirateur (5) de l'utilisateur. 9. Dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, a recyclage du gaz, caracterise en ce qu'il comporte un reservoir miniaturise de gaz comprime (1), conforme a l'une des revendications 1 a 7, relic a l'embout respirateur (5) de l'utilisateur par 9 2840813 I'intermediaire d'un circuit respiratoire comportant une cartouche de filtration (6) du gaz expire par ledit utilisateur et un sac respiratoire (7), ledit reservoir miniaturise de gaz comprime unique (1) ou constitue de demis resevoirs (]a, lb) etant isole ou mis en communication avec ledit circuit respiratoire par l' intermediaire d' une vanne d'isolation s (8 ou 8a, 8b) et d'un systeme dtinjection du gaz comprime (9 ou 9a, 9b) dans ledit circuit respiratoire. IQ Dispositif autonome de respiration de securite en milieu hostile, a recyclage du gaz, compose d' au moins deux soul-ensembles respiratoires independents montes en parallele o et partageant le meme reservoir de gaz comprime unique (1) ou constitue de deux demis reservoirs (la, lb) conformes a l'une des revendications 1 a 7, ledit reservoir miniaturise de gaz comprime (1 ou la, lb) etant isole ou mis en communication avec le circuit respiratoire par l'intermediaire d'une vanne d'isolation (8 ou 8a, 8b) et d'un systeme d'injection du gaz comprime (9 ou 9a, 9b) dans ledit circuit respiratoire.