Brevet FR2927305A1 — publié le 20090814

Appareil respiratoire sans assistance mécanique, tout public pour intervention, visite en milieu subaquatique de faible profondeur, 5 travaux en milieu clos industriel et privé, militaire. L'invention concerne un appareil A respiratoire (figure 1) équipé d'un embout buccal pour plongeur subaquatique en immersion totale, ou équipant un masque ou demi masque 10 facial pour intervenant en milieu clos en pénétration totale. Elle concerne plus particulièrement un appareil respiratoire du type constitué par un corps creux comportant 3 ouvertures. Pour 2 ouvertures sont équipés de valves étanches à clapets 15 assistés par ressort à compressions et joints d'étanchéité, fonctionnant en pression et dépression, pour 1 ouverture équipé d'un embout buccal servant à l'utilisateur pour aspirer et expirer. L'appareil raccordé à l'orifice d'aspiration à un tuyau annelé souple permet à l'utilisateur d'aspirer l'air de la surface ou de l'extérieur en milieu clos. 20 Le tuyau d'aspiration pour le plongeur est tenu en surface hors de l'eau soit, fixé à un bateau ou à une bouée tractable. Pour l'utilisateur devant intervenir en milieu clos, le tuyau d'aspiration est positionné sur un enrouleur/dérouleur pour 25 facilité le transport, l'enrouleur/dérouleur où est située la prise d'air reste à l'extérieur du milieu clos. Les tels appareils respiratoires sont bien connu à ceux versé dans cet art. Ils présentent tous un inconvénient majeur . Actuellement, pour le plongeur subaquatique, l'utilisation du tuba en apnée ne permet pas une immersion totale longue, le tout public ne possède pas toujours la condition physique pour cette plongée en apnée, obligeant à avoir recours à un équipement spécialisé onéreux de plongeur autonome, entraînant 30 l'emploi de compresseur, bouteille et détendeur, même pour une plongée en faible profondeur. La visite de galerie inondée. 5 L'utilisation en industrie en milieu clos où pollué se traduit actuellement par le port d'appareil respiratoire individuel. Ils sont composés de bouteilles, de détendeur, matériel lourd et de durée d'utilisation courte, demandant des contrôles réguliers par des 10 agents spécialisés, coût. Pour le tout public voulant visité en sécurité un milieu clos, aucun matériel à disposition. Pour résoudre ce problème, des solutions ont été imaginées. Ainsi il est apparu sur le marché des appareils respiratoires à 15 recyclage d'air, comportant des éléments filtrants. Ces appareils réservés à une élite présentes divers inconvénients, difficultés d'approvisionnement et stockage des matières filtrantes, vitesse de respiration limitée, contrôle difficile du matériel difficile pour le grand public, coût. 20 Pour l'industrie des masques à ventilation forcée commandée par batterie, équipés de filtres, cette solution présente divers inconvénients, durée de vie des filtres courte, changement fréquent, durée de vie des batteries obligeant 25 l'utilisateur à quitter régulièrement son poste. L'appareil de respiration individuelle ARI, conçu comme un appareil de plongeur autonome, permet d'effectué des visites en milieu clos ou pollué. Pratique et utile pour une investigation rapide de 30 minutes maximum, cette solution présente plusieurs 30 inconvénients, un poids excessif , une durée d'utilisation courte, ne permettant pas d'effectuer une intervention longue, l'entretien et les visites de contrôles fréquentes, son coût. L'appareil respiratoire à raccordement sur réseau d'air, tout comme l'appareil autonome est équipé d'un détendeur raccordé à un narguilé, équipé d'un filtre il se raccorde au réseau d'air des usines, l'inconvénient principal il n'y a pas toujours de réseau d'air, tout comme, l'ARI, oblige des contrôles fréquents, pureté 5 de l'air des réseaux d'usines. Un but de la présente invention est donc de proposer un appareil tout public dont la conception permet pour le plaisancier, le marin pêcheur, sans avoir recours à un matériel lourd de plongeur autonome de dégager des cordages pris dans 10 l'hélice du bateau, de nettoyer les capteurs positionnés sous la coque, de surveiller les oeuvres vivres de son navire, pour le plongeur amateur et occasionnel d'explorer les fonds sous marin de faible profondeur en immersion totale. Pour l'industrie, l'artisan, la possibilité d' intervenir sur de longue durée en milieu 15 clos, sans avoir de rupture de temps de travail, sans avoir des contrôles fréquents et répétitifs des appareils, pour le tout public, l'armée la possibilité de visiter un puits, une galerie, une fosse sans craindre de s'asphyxier avec des gaz en suspension. 20 A cet effet, l'invention à pour objet un appareil respiratoire pour le tout public du type constitué d'un corps creux muni de 3 ouvertures. Pour 2 ouvertures équipés de valves à clapets étanches, fonctionnant en pression/dépression assistés de ressorts à compression de faible charge, pour 1 ouverture équipé 25 d'un embout buccal pour l'élément subaquatique, raccordé à un masque ou demi masque pour l'autre permettant à l'utilisateur de respirer. L'appareil raccordé à l'orifice d'aspiration à un tuyau annelé souple permet à l'utilisateur d'aspirer l'air de la surface ou de l'extérieur en milieu clos ou pollué. Le tuyau d'aspiration 30 pour le plongeur est tenu en surface hors de l'eau soit : fixé à un bateau, soit : à une bouée tractable, pour l'industrie, le tout public, l'armée devant intervenir en milieu clos le tuyau d'aspiration est positionné sur un enrouleur/dérouleur pour facilité le transport, l'enrouleur/dérouleur où est située la prise d'air reste à l'extérieur du milieu clos. Les valves étanches équipés de clapets qui en fonction du cycle respiratoire de l'utilisateur (inspiration/expiration), s'ouvrent et se ferment. Le clapet de la valve d'inspiration s'ouvre lors de l'inspiration de l'utilisateur et laisse passer l'air venant de l'atmosphère extérieur, cette ouverture est due à la dépression D générée dans le corps de l'appareil lors de l'inspiration de l'utilisateur, le clapet se ferme par pression Pl et assistance de son ressort lors de l'expiration de l'utilisateur empêchant l'air expiré de retourner par le tuyau d'alimentation d'air, évitant ainsi toute concentration d'air pollué et CO2 généré par l'utilisateur dans le tuyau d'alimentation en air. Le double clapet de la valve de purge s'ouvre à l'expiration de l'utilisateur, cette ouverture est due à pression Pl exercée par l'expiration de l'utilisateur, en effet lors le l'expiration, l'air rejeté par l'utilisateur ne pouvant s'échapper par le tuyau d'alimentation, monte en pression dans le corps de l'appareil, le clapet d'expiration travaillant en pression subit la pression Pl de l'intérieur du corps de l'appareil pousse et ouvre le clapet d'expiration, laissant échapper l'air expiré vers l'extérieur, entraînant l'eau et la condensation :résiduelle contenue dans la partie inférieur du corps de l'appareil, il se referme par dépression D et assistance de son ressort lors de l'inspiration de l'utilisateur. Lors de l'arrêt de l'activité respiratoire de l'utilisateur, les clapets assistés par leurs ressorts se trouvent en positions fermés. La présence et le positionnement de valves étanches à clapets empêchent tout risque d'accumulation d'air expiré chargé en CO2 dans le tuyau d'aspiration, évitant les risques d'asphyxie et malaise, ainsi que toute pénétration d'eau extérieur dans l'appareil. L'invention telle qu'elle se présente est destinée principalement a travaillé sans assistance mécanique de type compresseur, bouteille et autre, elle est destinée à travaillé uniquement à la pression atmosphérique ou légèrement supérieure pour la partie subaquatique, 5 m en immersion étant un maximum. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, l'appareil est raccordé à la valve d'aspiration à un tuyau d'alimentation en air, d'une longueur X dont la partie distale se trouve en surface ou à l'extérieur du milieu clos, la pression à l'intérieur du tuyau d'alimentation est égal à la pression atmosphérique, le tuyau d'alimentation d'un diamètre suffisant laissant un libre passage à l'air venant de l'extérieur, sera équivalent ou légèrement supérieur au diamètre d'un tuba de plongeur, possédera une longueur suffisante pour les interventions envisagées, de composition annelée pour éviter tout écrasement, flottant, souple et léger pour ne pas gêner ni entraver l'utilisateur, maintenu soit à la ceinture dans la partie dorsale de l'utilisateur soit dans son dos au niveau des épaules par une bretelle, il rejoindra l'appareil respiratoire en passant au dessus de l'épaule en longeant le cou de l'utilisateur pour éviter tout risque d'arrachement lors de l'utilisation. L'invention sera bien comprise à la lecture de la 20 description suivante d'exemple de réalisation, en référence aux dessins annexées dans lesquels . La figure 1 représente une vue de face d'un premier mode de réalisation à l'état assemblé du tuyau d'aspiration, la 30 valve d'expiration La figure 2 représente 2 vues de coté, à l'état non assemblé du tuyau d'aspiration et l'angle donné à l'emmanchement de l'embout de respiration La figure 3 représente une vue de face d'un premier mode de réalisation à l'état non assemblé du tuyau d'aspiration, en 5 fonction inspiration. La figure 4 représente une vue de face d'un premier mode de réalisation à l'état non assemblé du tuyau d'aspiration, en fonction expiration. La figure 5 représente une vue de face d'un premier mode de réalisation à l'état non assemblé du tuyau d'aspiration, en position pour divers utilisateurs. 15 La figure 6 représente une vue générale d'applications d'un premier mode de réalisation à l'état assemblé du tuyau l'aspiration. Comme mentionné ci dessus, l'appareil respiratoire fig.l, objet 20 de l'invention, est destiné particulièrement à tout public. Cet appareil respiratoire est constitué d'au moins un corps creux fig.l(l) muni de trois ouvertures fig.1(2-3-4). Pour deux ouvertures, appelés fig.l inspiration (3), expiration (4) sont équipés de valves étanches fig.l (5-6) à clapets fig.l (7-8), 25 assistés par ressorts fig.l (9-10) et joints fig 1 (11-12) fonctionnant en pression Pl et dépression D, la valve (3) pourvue d'un emmanchement fig.l (13) reçoit le tuyau fig.6 (14) d'alimentation en air dont la partie distale se trouve en surface ou à l'extérieur fig.6 (15) en atmosphère libre. Pour une 30 ouverture, appelée respiration fig.l (2) comporte un emmanchement fig.l (16) incliné fig.2 (17) maintient un embout buccal fig.2 (18) pour pénétration en milieu subaquatique fig.5 (19), raccordé à un masque fig.5 (20)ou demi masque facial fig.5 (21) servant à l'utilisateur pour expirer et expirer. 10 La valve d'inspiration (4) est raccordé à un tuyau souple cannelé fig.6 (14) dont la partie distale et en sortie libre fig.6 (15) dans l'atmosphère, soutenu à un bateau fig.6 (22), bouée tractable fig.6 (23) en utilisation subaquatique, sur un enrouleur/dérouleur (24) en utilisation milieu clos. En fonction du cycle respiratoire de l'utilisateur. Le clapet (7)de la valve (5) d'inspiration s'ouvre fig.3 (24) lors de l'inspiration de l'utilisateur et laisse passer l'air venant de l'atmosphère extérieur par le tuyau (14) d'alimentation dont la partie distale se trouve en surface où à l'extérieur (15) en atmosphère libre, cette ouverture est due à la dépression D créant le vide dans le corps de l'appareil (1) lors de l'inspiration de l'utilisateur, en fin d'inspiration la pression Pl engendrée par l'expiration de l'utilisateur ainsi le ressort d'assistance fig.l (9) ferme le clapet (7), empêchant l'air expiré de retourner dans le tuyau d'alimentation, évitant tout risque de concentration d'air expiré et de CO2, généré par l'utilisateur, l'étanchéité est assurée par un joint (11) situé entre le siège de clapet (25) et le clapet (7), le clapet (8) de la valve de purge fig.l (5) de l'orifice d'expiration (4) s'ouvre au moment de l'expiration de l'utilisateur fig.4 (26) laisse échapper l'air expiré vers l'extérieur, cette ouverture est due à la pression Pl engendrée dans le corps (1)de l'appareil lorsque l'utilisateur expire l'air, le clapet de purge (8) fonctionnant en pression est poussé et laisse s'échapper l'air expiré entraînant l'eau et la condensation résiduelle contenue dans la chambre récupération (27), en fin d'expiration la dépression D due à une nouvelle inspiration de l'utilisateur assisté du ressort 10 les clapets de d'expiration. La valve d'expiration est protégée à par une grille évitant l'intrusion de corps étrangers. Fig.2 (28) Lors de l'arrêt de l'activité respiratoire de l'utilisateur, les clapets des valves (4-5) se retrouve en position fermés fig.1. L'invention telle quelle se présente est destinée à travailler à la pression atmosphérique ou légèrement supérieure pour la partie subaquatique, en effet pour la profondeur maximum donnée soit 5 m en immersion la pression sera de +/- 1.5 bar, alors qu'a l'intérieur du corps de l'appareil la pression sera de 1 bar, pour éviter tout effort de l'utilisateur lors de l'expiration, la valve fig.l (5) est étagée en deux clapets (8a-8b) réuni sur le même axe fig. l (29) de façon que la pression Pl générée lors de l'expiration puisse ouvrir le passage à l'air expiré. En effet, lors de l'expiration de l'utilisateur la pression Pl dans de corps de l'appareil est de +/- 1 bar, la pression exercée sur le premier clapet (8a) est égal à la pression intérieure du corps de l'appareil, soit 1 bar, si ce clapet se trouvait en contact direct avec l'élément extérieur la pression serait de 1.5 bar sur la face extérieur pour une immersion à 5 m, d'ou une grosse difficulté pour l'utilisateur pour expirer. Pour remédier à cette difficulté, un deuxième clapet (8b) fixé sur le même axe (29) que le premier clapet (8à) est fixé en dessous. Considérant que la pression P est répartie sur toute la surface S de l'objet, que force F exercée est égale à F= P x S, le premier clapet (8a) ayant pour la description une surface de 572 mm2, la force exercée sur le premier clapet (8a) sera égale à 572 x 1=572 la force sur la partie extérieure du clapet (8b) devra donc être égal, où légèrement inférieur à 1 a surface du premier clapet (8a), doit être assez grand pour laisser le libre passage de l'air expiré. Connaissant la force exercée sur le clapet (8a), considérant que la force F exercée est égale à F = P x S, la surface du clapet (8b) sera égale à : S 8b = S 8 a / P extérieur, soit 572/1.5 = 381 mm2, considérant la surface du clapet 8b égale à 381 mm2 la pression extérieur étant égal à 1.5, la pression sur le clapet (8b) est de 381 x 1.5 = 572 donc égal à celle exercée sur le clapet 8a. La surface du clapet 8b étant de 381 mm2, ce clapet aura un diamètre de 22 mm, laissant un passage suffisant pour que l'air expiré s'échappe. Dans les figures un mode de réalisation et les applications 10 d'un tel appareil sont représentés. La figure 1 représente l'ensemble de l'appareil assemblé au tuyau d'alimentation en air, clapets au repos. Le corps creux 1 de l'appareil réalisé par moulage ou formage en matière plastique 15 ou métal comporte en sa partie supérieur un emmanchement 3 incliné pour maintenir un embout buccal 18 rapporté ou adaptable sur un masque 19 ou demi masque 20, l'orifice 3 d'aspiration supporte une valve 5 à clapet 7 à ouverture vers l'intérieur, équipée d'un ressort d'assistance 9 et joint 20 d'étanchéité 11 positionné entre le clapet 7 et son siège 25, elle est rapportée sur le corps de l'appareil par vissage, comporte un emmanchement 13 pour raccorder le tuyau 14 d'alimentation en aire, l'orifice 4 d'expiration supporte une valve 5 à double clapet 8a 8b à ouverture vers l'extérieur, fixé sur le même axe 29, 25 équipée de ressort 10 d'assistance et joint 12 d'étanchéité entre les clapets 8a 8b et leurs sièges 25, elle est rapportée sur l'appareil par vissage et comporte une grille 28 de protection. La partie inférieur du corps de l'appareil pour forme une chambre 27 de récupération de l'eau et de la condensation résiduelle. 30 La figure 2 représente l'ensemble de l'appareil non assemblé au tuyau d'alimentation en air en vue de coté, montre l'inclinaison donnée à l'emmanchement 2, afin que l'appareil reste au maximum à la vertical, pour une meilleur purge de l'eau et la condensation résiduelle. La figure 3 représente l'ensemble de l'appareil non assemblé au tuyau d'alimentation en air en mode inspiration. Le clapet 7 est ouvert laissant passer l'air respirable, les clapets 8a 8b sont fermés La figure 4 représente l'ensemble de l'appareil assemblé au tuyau d'alimentation en air en mode expiration, les clapets 8a 8b sont ouvert et laisse passer l'air expiré chargé en CO2 vers l'extérieur entraînant l'eau et la condensation résiduelle, le clapet 7 est fermé et bloque tout retour de l'air expiré dans le tuyau d'alimentation . La figure 5 représente une vue de face d'un premier mode de réalisation à l'état assemblé du tuyau d'aspiration, en position pour divers utilisateurs et applications, subaquatique 19, masque facial 20, demi masque facial 21. La figure 6 représente l'appareil raccordé à son tuyau d'alimentation 14 en cours d'utilisation, intervention sur un bateau 22 le tuyau d'alimentation 14 avec prise d'air 15 tenu sur le bateau , en promenade subaquatique le tuyau 14 avec prise d'air extérieur 15 tenu par une bouée tractable 23, en capacité industrielle, le tuyau 14 sur son enrouleur 24 avec prise d'air extérieur 15 REVENDICATIONS 1. Appareil (A) respiratoire fonctionnant à la pression atmosphérique, sans assistance mécanique, pour intervention, visite, en immersion ou pénétration totale en milieu subaquatique de faible profondeur, et milieu clos caractérisé en ce qu'il comporte un corps creux 1 comportant 3 ouvertures, nommés aspiration 2, inspiration 3, expiration 4 . L'expiration 4 équipée d'une valve étanche 6 à double clapet 8a 8b, à ouverture vers l'extérieur sont fixés sur le même axe 29 fonctionne en pression/dépression. Lors de l'expiration les clapets 8a 8b s'ouvre sous la pression PI engendrée dans le corps 2 de l'appareil, laisse échapper l'air expiré vers l'extérieur. Ils se ferment lors de l'inspiration, l'inspiration créant une dépression D dans le corps 2 de l'appareil. Les clapets 8a 8b de la valve étanche 6 fixés sur le même axe 29 sont calculés de façon que, lors de l'expiration, l'utilisateur subaquatique expire sans effort, la pression Pl engendrée sur le clapet 8a, pousse et ouvre par l'intermédiaire de l'axe 29 le clapet 8b subissant une pression P2 extérieure supérieure à la pression P1. Considérant qu'une pression subie se fait sur toute la surface exposée d'un corps. Considérant pour une pression P2 donnée de 1.5b, équivalent à une immersion de 5 mètres la surface de 8b sera égale à S8a/1.5, la surface de 8a sera supérieur à la surface de 8b de 1.5. L'inspiration 3, équipée d'une valve étanche 5 à simple clapet 7 à ouverture vers l'intérieur du corps 2 de l'appareil fonctionne en pression/dépression. Lors de l'inspiration le clapet 7 s'ouvre sous l'effet de la dépression engendrée dans le corps 2 de l'appareil, elle se referme au moment de l'expiration par la pression P1 engendrée dans le corps 2 de l'appareil. La valve 5 de l'inspiration 3 comporte un emmanchement 13 pour recevoir le tuyau 14 d'alimentation. 11 2927305 12, 2. Appareil A respiratoire selon la revendication 1 caractérisé en ce que des ressorts 9-10 tendent à laisser fermé les 5 clapets 7-8a-8b des valves étanches 5-6, lors de l'arrêt de l'activité respiratoire. 3. Appareil A respiratoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau 14 d'alimentation d'air à sa partie 10 distale 15 en surface ou à l'extérieur du milieu clos. 4.Appareil A respiratoire selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que la valve 5 d'expiration supporte sur le pourtour de sa sortie une grille de protection 28 15 pour éviter toute pénétration de débris. 5.Appareil A respiratoire selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que L'aspiration 2 comporte un emmanchement 16 incliné 17 par rapport au corps 2 de l'appareil 6.Appareil A respiratoire selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que le L'emmanchement 16 suivant utilisation, reçoit un matériel approprié 19-20-21. 25 7.Appareil A respiratoire selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce que la partie distale 15 du tuyau 14 d'alimentation est fixée, en surface sur un bateau 22, une bouée tractable 23, un enrouleur/dérouleur 24. 30 8.Appareil A respiratoire selon l'une quelconque des revendications, caractérisé en ce le corps 2 possède une chambre 27 de récupération d'eau et condensation résiduelle. 20