Brevet FR2839944A1 — publié le 20031128

2s hydraulique ou pneumatique(13). .... 2839944 Dspostf autonome de respraton subaquatque a double circuit de flux gazeux L'invention se rapporte au domaine de la penetration autonome subaquatique et, plus particulierement, au domaine des moyens utilises par l'homme pour se mouvoir et se deplacer sous l'eau. Plus particulierement, ['invention concerne un dispositif respiratoire permettant a l'homme s d'effectuer des explorations ou des missions subaquatiques sans necessite de remonter en surface pour respirer et, plus specifiquement encore, ['invention est relative a un dispositif respiratoire a recyclage du gaz expire par le plongeur. Essentiellement, on conna^t, a ce jour des appareils respiratoires pour plongeurs permettant un recyclage du gaz expire par le plongeur, evitant, de ce fait, ['emission de bulles dans le milieu 0 aquatique. Bien que tres repandus, ces dispositifs, a simple flux, presentent plusieurs inconvenients majeurs. Outre leur volume, du a l'encombrement, et leur masse, deux elements determines par la necessite de proteger, contre les chocs, par une coque rigide faisant egalement office de carenage, ltorgane interne, denomme poumon, ils presentent une assez grande insecurite puisque, si la soupape d' aspiration par le plongeur du gaz recycle vient a etre neutralisee par un incident ou endommagee par un accident, le gaz expire par le plongeur ne passe plus a travers la cartouche de filtration du gaz. De meme, si la cartouche de filtration vient a etre hors d'usage, le plongeur ne peut plus respirer de gaz recycle. Dans les deux cas, au bout de peu de temps, le plongeur ntetant plus alimente en gaz recycle risque l'asphyxie. Le premier but de ['invention est done un but de securite, en proposant un dispositif autonome de respiration subaquatique, d' une conception et d' une realisation economiques, qui permette, avant tout, en evitant ['emission de bulles en milieu aquatique et en conservant l'autonomiede plongee, d'eliminer les risques d'asphyxie du plongeur, grace a un systeme de recyclage du gaz a double flux. Un autre but de ['invention est de permettre a l'utilisateur une plus grande facilite de manutention et une plus grande souplesse d'utilisation du dispositif autonome de respiration subaquatique, ainsi qu'une meilleure mobilite et une plus grande adaptabilite a la morphologic du plongeur, grace a la reduction de masse et de volume de l'appareil, permise par la faculte de pliage du dispositif autonome de respiration subaquatique, autorisee par le systeme de recyclage de l' air a double flux, pliage rendu impossible, dans les 2 2839944 dispositifs de l' art anterieur, par la protection, obligatoirement rigide, du poumon souple, fragile, dans les appareils a simple flux. Pour ce faire, ['invention est constituee d'un dispositif autonome de respiration subaquatique comportant un systeme de recyclage du gaz expire, a double flux. s Dans une de ses variantes, ['invention comporte un moyen autorisant un assemblage par pliage des composants permettant de reduire le volume de ['ensemble, done l'encombrement. Le dispositif autonome de respiration subaquatique, selon ['invention, comprenant un circuit respiratoire de gaz, comportant un embout de respiration, deux soupapes permettant la communication, en aspiration ou en expiration, avec un poumon souple pour le stockage du o gaz, un systeme de compensation du gaz metabolise par le plongeur, constitue d'un reservoir de gaz comprime muni d'un systeme d' injection dans le circuit respiratoire et un systeme de recyclage du gaz expire par le plongeur, constitue d'un moyen de filtration, est caracterise en ce que ledit systeme de recyclage du gaz expire par le plongeur est un systeme a double flux qui comporte une disposition en derivation audit poumon souple par rapport au circuit respiratoire de gaz qui, de ce fait, n'est pas relic aux tuyaux anneles du respirateur du plongeur, et est equipe, comme moyen de recyclage du gaz expire, de deux demies cartouches de filtration. Dans une variante preferentielle, le dispositif autonome de respiration subaquatique, muni de son poumon souple place en derivation par rapport au circuit respiratoire de gaz, est caracterise en ce qutun moyen mecanique permet, grace a une rotation suivie d'un rabattement, un assemblage de ltensemble des composants, sous une forme compacte, permettant, ainsi, la realisation d'un dispositif autonome de respiration subaquatique pliable et allege. Ledit systeme de recyclage du gaz expire par le plongeur, a double flux, grace a la disposition en derivation audit poumon par rapport au circuit respiratoire de gaz et equipe, comme moyen de recyclage du gaz expire, de deux demies cartouches de filtration peut etre monte, sans difficulte sur des dispositifs de respiration subaquatique munis d'un carenage rigide comme sur les dispositifs autonomes de respiration subaquatique pliables et alleges. L' invention sera mieux comprise a la lecture de la description accompagnant les dessins, dans lesquels: 3 2839944 - la figure 1 montre le schema du circuit respiratoire d'un appareil de respiration subaquatique a simple flux, de l' art anterieur, dans loquel le poumon est place en ligne dans ledit circuit respiratoire du gaz respire par le plongeur. - la figure 2 est un schema du circuit respiratoire a double flux equipant le dispositif s autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention, dans loquel le poumon souple est place en derivation dans ledit circuit respiratoire du gaz respire par le plongeur. - la figure 3 detaille, dans les vues 3a, 3b et 3c, les differentes phases d' assemblage de la variante du dispositif autonome de respiration subaquatique pliable, objet de ['invention, assemblage, sous forme compacte, que seule autorise la disposition en derivation du poumon souple. La figure 1 montre le schema du circuit respiratoire d'un appareil de respiration subaquatique a simple flux, de l' art anterieur, comportant un embout respirateur ( 1) deux soupapes (2a, 2b) disposees de part et d'autre audit embout respirateur (1), un systeme de compensation du gaz metabolisepar le plongeur, constitue d'une bouteille de gaz comprime (9) munie d'un systeme d'injection (13) dans le circuit respiratoire, un moyen de recyclage constitue d'une cartouche de filtration (3), d'un poumon souple (4). Dans le circuit respiratoire represente, le poumon souple (4) est place en ligne dans ledit circuit respiratoire du gaz entre ladite cartouche de filtration (3) et la soupape (2a), mais il pourrait, dans une autre disposition symetrique, etre place entre la soupape (2b) et la cartouche de filtration (3). Si la soupape (2a), dans la premiere disposition, ou la soupape (2b) dans la deuxieme, venait a etre neutralisee par suite d' incident ou d' accident, le plongeur respirerait, par l' intermediaire de ltembout respirateur ( 1), en pendulaire sur le poumon souple (4). Le gaz expire par le plongeur retournerait alors, dans ledit poumon (4) sans passer par la cartouche de filtration (3), c'est-a-dire sans etre filtre, annulant, de ce fait, toute possibilite de recyclage et pouvant induire, assez rapidement, des risques d'asphyxie du plongeur. Les memes risques seraient encourus par le plongeur en cas d'arrachement ou de deterioration des tuyaux anneles reliant le poumon souple (4) a l'embout respirateur (1). La figure 2 est un schema du circuit respiratoire a double flux equipant le dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de [' invention, qui comporte, comme les dispositifs de l' art 4 2839944 anterieur, un embout respirateur (1) deux soupapes (2a, 2b) disposees de part et d'autre audit embout respirateur (1), un systeme de compensation du gaz metabolise par le plongeur, constitue d'une bouteille de gaz comprime (9) munie d'un systeme dtinjection (13) dans le circuit respiratoire mais dont le moyen de recyclage est constitue de deux demies cartouches de s filtration (3a, 3b) disposees, en ligne, de part et d'autre du poumon souple (4), monte, lui, en derivation du circuit. Si l'une des soupapes (2a, 2b), venait a etre neutralisee par suite d' incident ou d' accident, le plongeur ne respirerait jamais, par l'intermediaire de lt embout respirateur (1), en pendulaire sur le poumon souple (4). Le gaz expire par le plongeur ne pourrait jamais retourner dans ledit poumon souple (4) sans passer par l'une des demies cartouches de filtration (3a, 3b). De ce fait, le gaz est touj ours filtre par l'une des deux demies cartouches de filtration (3a, 3b) ce qui annule tout risque d'asphyxie du plongeur. Cette disposition accro^t considerablement la securite du plongeur car, tout d'abord, elle permet la respiration, par le plongeur, du gaz recycle par une seule des demies cartouches de filtration (3a, 3b), et de ce fait, elle autorise le remplacement, in situ, c'est-a-dire sous l'eau, 1S d'une des demies cartouches (3a ou 3b) qui viendrait a etre defaillante ou usagee, en la deconnectant et en lui substituant une demi cartouche de filtration (3a ou 3b) neuve. Enfin, lteffort respiratoire fourni par le plongeur pour faire circuler le gaz dans l'appareil est divise par deux par rapport aux systemes classiques a simple flux, puisque a chaque inspiration ou expiration la quantite de chaux traversee par le gaz est reduite de moitie par rapport aux systemes classiques a simple flux. La figure 3 detaille, dans les vues 3a, 3b et 3c, les differentes phases d' assemblage des composants du dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention, dans une variante pliable, assemblage, sous forme compacte, que seule autorise la disposition en 2s derivation du poumon souple. La vue 3a montre le dispositif autonome de respiration subaquatique, deplie, avec, sur la variante illustree, ltensemble constitue de la cartouche du circuit respiratoire (5) et du poumon souple (4) fixe sur un cadre de maintien ( 12) relic a la cartouche du circuit respiratoire (5) grace a une poutre de liaison (6a) et muni d'un moyen de rotation, constitue, preferentiellement, s 2839944 mais de maniere non limitative, d'une rotule (7), placee sur le bord inferieur audit cadre de maintien (12), au voisinage de la cartouche du circuit respiratoire (5) entouree du cerclage (8), sur loquel est fixce la poutre de liaison (6b) entre la cartouche du circuit respiratoire (5) et la bouteille de gaz comprime (9). A quelque distance du bord oppose audit poumon souple (4), s est dispose un moyen de fixation (10) audit poumon souple (4) sur ledit cadre de maintien (12), le moyen de rotation (7), comportant un moyen de blocage (11) et le moyen de fixation (10) etant reunis par ledit cadre de maintien (12). Dans cette vue du dispositif autonome deplie, le poumon souple (4), la cartouche du circuit respiratoire (5) et la bouteille de gaz comprime (9) se trouvent dans un quasi-alignement, selon un angle (ot) , variable, pour permettre ['adaptation du dispositif autonome de respiration subaquatique a la morphologic du plongeur. Cette faculte d' adaptation a la morphologic du plongeur grace a la variation de l' angle (cc) est maintenue si le poumon souple (4) est monte sous un carenage rigide. La vue 3b illustre une phase intermediaire du pliage du dispositif autonome de respiration subaquatique, selon ['invention. L' ensemble constitue du poumon souple (4) et de son cadre de maintien (12), vient, grace au cerclage (8), a la suite d'une rotation de 90 degree moins x autour de l' axe virtuel (X) de la cartouche du circuit respiratoire (5), se positionner a angle droit de ['ensemble constitue de ladite cartouche du circuit respiratoire (5), du cerclage (8) et de la bouteille de gaz comprime (9). Cette disposition s'applique egalement aux dispositifs de respiration subaquatiques equipes d'un carenage rigide. La vue 3c illustre la phase finale du pliage du dispositif autonome de respiration subaquatique, selon ['invention. Le poumon souple (4) fixe sur son cadre (12), vient, a la suite d'un deblocage de la rotule (7) par deverrouillage de ['element de blocage ( 11) et d'un rabattement de 90 degree autour du moyen de rotation (7), se positionner au contact de ['ensemble constitue de la cartouche du circuit respiratoire (5), du cerclage (8) et de la bouteille de gaz comprime (9). Le poumon souple (4) peut alors etre plaque sur ['ensemble constitue de la cartouche du circuit respiratoire (5), du cerclage (8) et de la bouteille de gaz comprime (9) de fa,con a reduire au maximum ltencombrement du dispositif une fois plie. Dans cette variante, pliable et a double flux, du dispositif autonome de respiration subaquatique, il nty a pas de connexion entre les tuyaux anneles et le poumon souple (4). En 6 2839944 consequence, il n'existe pas de risque d'entree d'eau, dans ledit poumon souple (4) comme cela pourrait se produire, a la suite d'une traction violente, sur lesdits tuyaux anneles des dispositifs de l' art anterieur. Cette variante du dispositif autonome de respiration subaquatique permet done la mise a l'eau du poumon souple (4) sans la protection d'un s carenage rigide et offre la possibilite de pliage du dispositif selon ['invention, permettant de reduire au minimum sa masse, son volume et, done, son encombrement lors de son stockage, de son transport et de son utilisation. Si le plongeur inspire le gaz contenu dans le poumon souple (4), le volume de ce dernier diminue, ce qui permet de reduire encore l'encombrement du dispositif autonome de respiration subaquatique et d'accro^tre la mobilite des membres superieurs du plongeur, augmentant, de ce fait, son agilite. Le dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention, offre, par rapport aux solutions connues de l'art anterieur de multiples avantages, parmi lesquels les principaux sont, essentiellement: - la securite, en eliminant les risques d'asphyxie du plongeur, grace a la disposition en derivation du poumon souple sur le circuit respiratoire et a mise en ligne, de part et d'autre audit poumon souple, de deux demies cartouches de filtration; cette disposition permet, ce que ntautorise aucun dispositif de l' art anterieur, le remplacement in situ, d'une demie cartouche usagee par une autre, neuve; elle evite, aussi tout accident sur les connexions entre les tuyaux anneles et le poumon souple; l'accroissement de souplesse, de mobilite et d'agilite du plongeur, grace a la reduction de masse et de volume du dispositif autonome de respiration subaquatique due, egalement, a la disposition en derivation du poumon souple, evitant la necessite de tout carenage rigide; 2s - l'augmentation du confort d'utilisation grace a la faculte d'adaptation du dispositif autonome de respiration subaquatique a la morphologic du plongeur et la diminution de, ['effort respiratoire fourni par le plongeur pour faire circuler le gaz dans l'appareil; - lafacilite de stockage, de transport, de manutention et d'utilisation, grace au gain de masse obtenu, selon les variantes, par la disposition en derivation du poumon souple sans ! 7 2839944 carenage rigide et/ou par la faculte de pliage de ['ensemble du dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention; l'augmentation d'autonomie de plongee, resultant, a la fois du gain de masse et de volume du dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention; s - la versatilite du dispositif: le dispositif a double flux stapplique aux dispositifs rigides, a carenage, cornme aux dispositifs pliables. En resume, il est bien evident que le dispositif autonome de respiration subaquatique, selon ['invention, resout les problemes de securite et d'autonomie de plongee, de souplesse d'utilisation par le plongeur, de manutention audit dispositif, a terre comme dans les passages lo subaquatiques difficiles ou confines, en proposant, dans ses diverges variantes et combinaisons, un appareil versatile et economique a realiser. I1 est bien evident que l'homme de l' art pourra combiner les differentes variantes du dispositif autonome de respiration subaquatique, objet de ['invention, ou utiliser des moyens equivalents, sans sortir du cadre de ['invention. REVEND I CAT ION S 1. - Dispositif autonome de respiration subaquatique comprenant un circuit respiratoire de gaz, comportant un embout respirateur (1), deux soupapes (2a,2b) permettant la communication, en aspiration ou en expiration, avec un poumon souple (4) pour le stockage, un systeme de compensation du gaz metabolise par le plongeur, constitue d'un reservoir de gaz comprime (9) muni d'un systeme d'injection (13) dans le circuit respiratoire, un systeme de recyclage du gaz expire par le plongeur, conshtue d'un moyen 3 de filtration (3) caractrise en ce que ledit systeme de recyclage du gaz expire par le plongeur est un systeme a: double flux qui comporte une disposition en derivation audit poumon souple (4) par rapport au circuit respiratoire de gaz qui, de ce fait, ntest pas relic aux tuyaux anneles du respirateur du plongeur, et est equipe, comme moyen de recyclage du gaz exDire, de deux demies cartouches de fltration (3a,3b). : 2. - Dispositif autonome de respiration subaquatique, selon la revendication 1, a double flux respiratoire, caracterise en ce que ['angle (a), forme par les axes du poumon souple (4) et de ltensemble constitue de la cartouche du circuit respiratoire (5) muni de son cerclage(8) et de la bouteille de gaz comprime (9) permet ['adaptation de la forme audit dispositif a la morphologic du plongeur. 3. - Dispositif autonome de respiration subaquatique, selon l'une des revendications 1 ou 2, a double flux respiratoire, caracterise en ce qutun moyen mecanique, constitue, a ttre :S d'exemple non limitatif, d'une rotule (7) comportant un element de blocage (11) permet, grace a une rotation de 90 degree autour de l'axe virtuel (X) de la cartouche du circuit respiratoire (5) suivie d'un rabattement, de 90 degree egalement, un assemblage de ['ensemble sous une forme compacte, permettant, ainsi, la realisation d'un dispositif