Brevet FR2938442A1 — publié le 20100521

FR 09 58/13 12.01.2010 La présente invention concerne un dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit. Des dispositifs d'alimentation en oxygène pour cockpits sont d'usage courant dans les avions pour alimenter l'équipage du cockpit en oxygène en cas de dépressurisation de celui-ci. De tels dispositifs d'alimentation en oxygène comportent, en général, au moins un accumulateur d'oxygène auxquels sont raccordés plusieurs masques à oxygène, le nombre de masques à oxygène raccordés à l'accumulateur d'oxygène correspondant généralement au nombre de personnes en poste dans le cockpit. Dans le cas des dispositifs d'alimentation en oxygène de ce type connus à ce jour, il arrive fréquemment que, par suite d'erreurs de manipulation, on laisse s'échapper l'oxygène des accumulateurs de façon non intentionnelle de sorte que, très souvent, en cas de besoin, la pression d'oxygène s'avère insuffisante sur les masques à oxygène. Une telle insuffisance de pression au niveau des masques à oxygène peut, certes, être indiquée visuellement au moyen de circuits logiques de commutateurs mécaniques sur les masques à oxygène et leurs réservoirs de stockage; toutefois, de manière désavantageuse, cet affichage n'apparaît que lorsque le dispositif d'alimentation en oxygène du cockpit n'est plus opérationnel ou ne l'est plus qu'insuffisamment, et, dans le pire des cas, une interruption du vol est nécessaire pour recharger l'accumulateur d'oxygène, et en conséquence un temps d'attente à l'aéroport. Dans ce contexte, l'invention a pour but de fournir un dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit qui permet d'améliorer la surveillance de fonctionnement. Ce but est atteint au moyen d'un dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit comprenant au moins un masque à oxygène pouvant être raccordé par un conduit à un accumulateur d'oxygène et ayant, dans le trajet d'écoulement du dispositif, au moins un dispositif de mesure de débit. Des perfectionnements avantageux de ce dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit découlent des revendications secondaires, de la description ci-après et des dessins ci-annexés. Le dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon l'invention comporte au moins un masque à oxygène pouvant être raccordé par conduit à un accumulateur d'oxygène. L'idée de base de l'invention consiste à disposer, dans le trajet d'écoulement depuis l'accumulateur d'oxygène jusqu'à l'espace intérieur du corps du masque à oxygène, au moins un dispositif de mesure de débit permettant de détecter immédiatement un écoulement non désiré d'oxygène de l'accumulateur. L'équipage du cockpit est ainsi en mesure, le cas échéant, par des actions appropriées, d'empêcher l'oxygène de continuer de s'échapper et, de cette manière, d'éviter une interruption du vol qui, sinon, serait nécessaire pour recharger l'accumulateur d'oxygène. Outre le fait de détecter à temps un échappement d'oxygène du dispositif d'alimentation en oxygène du cockpit, dû à une erreur, le dispositif de mesure de débit permet également, de manière avantageuse, même dans des situations dans lesquelles une alimentation en oxygène de l'équipage du cockpit à l'aide du dispositif d'alimentation en oxygène est nécessaire, de vérifier que celui-ci est utilisé de manière réglementaire par les personnes en poste dans le cockpit. A cet effet, le dispositif de mesure de débit est, de manière appropriée, relié par signaux à des moyens de détection d'une activité respiratoire, c-à-d. que le dispositif de mesure de débit communique avantageusement avec des moyens qui permettent de constater si les valeurs de débit détectées par le dispositif de mesure de débit sont constantes, ce qui indique une non-utilisation du dispositif d'alimentation en oxygène du cockpit, ou si ces valeurs de débit varient en fonction de la fréquence et/ou de la profondeur respiratoire, donc indiquent une utilisation correcte du dispositif d'alimentation en oxygène du cockpit. De manière particulièrement avantageuse, les moyens de détection de l'activité respiratoire font partie du système de contrôle de vol de l'avion. A cet égard, on exploite le fait que le comportement respiratoire de l'équipage du cockpit varie dans certaines situations de vol. Ainsi, par exemple, la fréquence respiratoire augmente lors d'une descente. A l'aide des moyens de détection de l'activité respiratoire, il est possible, de manière avantageuse, de vérifier les données détectées par le système de contrôle de vol concernant l'état de vol de l'avion, ce qui permet d'augmenter encore la sécurité de vol. Que ce soit en cas d'échappement d'oxygène du dispositif d'alimentation en oxygène par erreur ou en cas de non-utilisation du dispositif d'alimentation en oxygène, alors qu'il doit en réalité être utilisé, il est normalement raisonnable d'attirer l'attention de l'équipage du cockpit sur ces situations. A cet effet, le dispositif de mesure de débit peut être avantageusement relié par signaux à un dispositif d'alarme. Ce dispositif d'alarme peut être conçu de façon à générer, dans les situations décrites ci-dessus, un signal d'avertissement acoustique et/ou une information d'avertissement visuelle qui engagent l'équipage du cockpit à éliminer la défaillance. Le dispositif de mesure de débit du dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon l'invention peut, en principe, présenter tous types de capteurs aptes à détecter un débit volumique dans le trajet d'écoulement du dispositif d'alimentation en oxygène. De manière préférentielle est prévu, cependant, pour la détermination d'un débit volumique ou la détection d'un débit d'oxygène par le dispositif, un capteur de pression différentielle. De manière appropriée, ce capteur de pression différentielle est conçu de façon à émettre des signaux de mesure électriques ou électroniques. Il peut s'agir alors de signaux de mesure analogiques ou numériques qui sont transmis à une commande électrique ou électronique. Cette commande peut être une partie du dispositif de mesure de débit ou bien il peut s'agir de l'avionique existant couramment sur les avions. L'évaluation de ces signaux est opérée dans le dispositif de commande, un dispositif d'alarme, pouvant faire partie de la commande, étant amené, le cas échéant, à générer un signal d'alarme. Afin de produire une différence de pression détectable, de préférence, par un capteur de pression différentielle dans le trajet d'écoulement de l'accumulateur d'oxygène au masque à oxygène, un autre mode de réalisation avantageux du dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit prévoit de disposer un diaphragme dans ce trajet d'écoulement. Dans le trajet d'écoulement peut donc être prévu un étranglement au niveau duquel la vitesse d'écoulement à travers le trajet d'écoulement augmente, la pression d'oxygène diminuant en aval de l'étranglement de façon à créer une différence entre la pression d'oxygène en amont du diaphragme et la pression d'oxygène en aval du diaphragme. Pour pouvoir associer une non-utilisation du dispositif d'alimentation en oxygène à un membre donné de l'équipage du cockpit, un dispositif de mesure de débit est, de préférence, monté en amont de chaque masque à oxygène de ce dispositif d'alimentation en oxygène. Est avantageuse, à cet égard, une configuration dans laquelle est prévue, dans un conduit d'amenée raccordé au côté sortie de l'accumulateur d'oxygène, au moins une ramification de conduit qui présente une entrée d'écoulement et deux sorties d'écoulement conduisant respectivement à un masque à oxygène, un capteur de pression différentielle étant associé à chaque sortie d'écoulement, auquel cas, au sens de l'invention, on entend par 'capteur de pression différentielle' selon l'invention toute détection de pression différentielle. S'il existe plus de deux postes de travail dans le cockpit, une autre ramification de ce type peut normalement être prévue ou bien la ramification présente plus de deux sorties d'écoulement. De manière avantageuse, l'entrée d'écoulement et une sortie d'écoulement de la ramification de conduit peuvent respectivement former des chambres de pression d'un capteur de pression différentielle, qui sont séparées l'une de l'autre par une membrane. Pour générer des pressions différentes dans les deux chambres de pression du capteur de pression différentielle est prévu, de manière avantageuse, au niveau de la jonction entre l'entrée d'écoulement et la sortie d'écoulement un étranglement du trajet d'écoulement. L'invention va être expliquée ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation illustré par les dessins qui montrent : Fig. 1 un dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit sur un schéma fonctionnel simplifié, et Fig. 2 une ramification de conduit du dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon la Fig. 1 en coupe longitudinale schématique. Le dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit illustré à la Figure 1 est conçu pour l'alimentation en oxygène de quatre membres de l'équipage d'un cockpit. Il présente une source d'oxygène sous la forme d'un accumulateur d'oxygène 2 qui est relié à un distributeur 6 par l'intermédiaire d'un conduit 4 raccordé à la sortie d'oxygène de l'accumulateur. Côté sortie de l'accumulateur d'oxygène 2 est disposé, dans le conduit 4, de manière usuelle, un réducteur de pression 8 qui abaisse la pression de l'accumulateur d'oxygène 2 au moins à une moyenne pression. Au niveau du distributeur 6, le conduit 4 se ramifie en deux lignes de distribution 10 et 12. La ligne de distribution 10 se termine à une ramification de conduit 14. De manière correspondante, la ligne de distribution 12 se termine à une ramification de conduit 16. Les deux ramifications 14 et 16 présentent respectivement deux sorties d'écoulement, des masques à oxygène 18 et 20 étant raccordés aux sorties d'écoulement de la ramification de conduit 14 et des masques à oxygène 22 et 24 étant raccordés aux sorties d'écoulement de la ramification de conduit 16. A chacune des sorties d'écoulement réalisées au niveau des ramifications de conduits 14 et 16 est prévu respectivement un capteur de pression différentielle non représenté à la Fig. 1, au moyen duquel est détecté, via une pression différentielle, un écoulement d'oxygène à partir de la sortie d'écoulement correspondante. Via une ligne de signalisation 15, les valeurs de pression détectées sur la ramification de conduit 14 sont transmises à un dispositif d'évaluation 19. De manière correspondante, les valeurs de pression détectées sur la ramification de conduit 16 sont également transmises, via une ligne de signalisation 17, au dispositif d'évaluation 19. Dans le dispositif d'évaluation 19 qui peut, par exemple, faire partie de l'avionique de l'avion, les valeurs de pression sont analysées et, en cas de valeurs de pression incorrectes, une alarme acoustique et/ou visuelle correspondante est déclenchée sur un dispositif d'alarme 23 via une ligne de signalisation 21. La Figure 2 montre, de manière détaillée, la structure de la ramification de conduit 14, qui est réalisée de manière identique à la ramification de conduit 16. La ramification de conduit 14 a la forme d'une pièce en T, deux sorties d'écoulement 26 et 28 étant orientées perpendiculairement à une entrée d'écoulement 30. Dans la ramification de conduit 14, un canal d'écoulement 32 partant de l'entrée d'écoulement 30 croise un canal d'écoulement 34, une branche 34a du canal d'écoulement 34 conduisant à la sortie d'écoulement 26 et une branche 34b conduisant à la sortie d'écoulement 28. A l'endroit où le canal d'écoulement 32 passe dans la branche 34a du canal d'écoulement 34 est réalisé, dans le trajet d'écoulement allant du canal d'écoulement 32 au canal d'écoulement 34, un étranglement qui forme un diaphragme 36. De manière correspondante, un étranglement au niveau de la transition entre le canal d'écoulement 32 et la branche 34b du canal d'écoulement 34 forme un diaphragme 38. Sur des côtés opposés d'un plan médian A du canal d'écoulement 32, qui est orienté dans une direction parallèle à la surface du canal d'écoulement 34, et respectivement sur le côté, opposé à l'entrée d'écoulement 30, d'un plan médian B du canal d'écoulement 34, qui est orienté dans une direction parallèle à la surface du canal d'écoulement 32, sont formées deux cavités 40 et 42 dans la ramification de conduit 14. Ces cavités 40 et 42 sont séparées en deux moitiés par une membrane 44 ou 46, les moitiés de la cavité 40 formant des chambres 48 et 50 et les moitiés de la cavité 42 des chambres 52 et 54. La chambre 50 de la cavité 40 est raccordée via un canal 56 au canal d'écoulement 32 et, par conséquent, à l'entrée d'écoulement 30. De façon analogue, la chambre 52 de la cavité 42 est raccordée, via un canal 58, au canal d'écoulement 32 et, par conséquent, également à l'entrée d'écoulement 30. Un canal 60 relie la chambre 48 de la cavité 40 à la branche 34a du canal d'écoulement 34 tandis que la chambre 54 de la cavité 42 est reliée, au moyen d'un canal 62, à la branche 34b du canal d'écoulement 34. Ainsi, les chambres 48 et 50 forment les chambres de pression 48 et 50 d'un premier capteur différentiel et les chambres 52 et 54 forment les chambres de pression 52 et 54 d'un deuxième capteur de pression différentielle. Par rapport au plan médian A du canal d'écoulement 32 est disposée respectivement à l'extérieur de la cavité 40 et de la cavité 42 une autre cavité 64 ou 66. Dans la cavité 64 sont disposées trois pistes conductrices 68, 70, 72. Sur la piste conductrice médiane 70 est disposé un commutateur inverseur 74 qui peut être commuté de façon que, dans une première position de commutation, les pistes conductrices 70 et 72 forment un circuit commun et, dans une seconde position de commutation, les pistes conductrices 68 et 70 forment un circuit commun. De manière correspondante, sont également disposées dans la cavité 66 trois pistes conductrices 76, 78 et 80, un commutateur inverseur 82 étant disposé sur la piste conductrice médiane 78, lequel relie entre elles, dans une première position de commutation, les pistes conductrices 76 et 78 et, dans une seconde position de commutation, les pistes conductrices 78 et 80. Si de l'oxygène s'écoule en provenance de l'entrée d'écoulement 30 à travers le diaphragme 36, la pression de l'oxygène diminue derrière, c'est-à-dire. en aval du diaphragme. Par conséquent, la chambre de pression 48 reçoit une pression plus faible que la chambre de pression 50. Il en résulte que la membrane 44 se retourne en direction de la paroi extérieure, opposée à celle-ci, de la chambre de pression 48. De ce fait, un tourillon 84, guidé en déplacement à travers la paroi entre la chambre de pression 48 et la cavité 64, est déplacé par la membrane 44 de façon telle que le commutateur inverseur 74 couplé en mouvement avec le tourillon 84, change de position de commutation. De manière similaire, la membrane 46 se retourne en direction de la paroi extérieure, opposée à celle-ci, de la chambre de pression 54. De ce fait, un tourillon 86, guidé en déplacement à travers la paroi entre la chambre de pression 54 et la cavité 66, est déplacé de façon telle que le commutateur inverseur 82 couplé en mouvement avec le tourillon 84, change également de position de commutation. Le changement de position de commutation des commutateurs inverseurs 74 et 82 est détecté par le dispositif d'évaluation 19 auquel sont reliées les pistes conductrices 68, 70, 72, 76, 78 et 80, après quoi est généré un signal d'alarme optique et/ou acoustique par un dispositif d'alarme, non représenté, qui peut être partie intégrante de la commande ou être relié par signaux à la commande. Liste des repères 2 - Accumulateur d'oxygène 4 - Conduit 6 - Distributeur 8 - Réducteur de pression 10 - Ligne de distribution 12 - Ligne de distribution 14 - Ramification de conduit - Ligne de signalisation 16 - Ramification de conduit 17 - Ligne de signalisation 15 18 - Masque à oxygène 19 - Dispositif d'évaluation - Masque à oxygène 21 - Ligne de signalisation 22 - Masque à oxygène 20 23 - Dispositif d'alarme 24 - Masque à oxygène 26 - Sortie d'écoulement 28 - Sortie d'écoulement 30 - Entrée d'écoulement 32 - Canal d'écoulement 34 - Canal d'écoulement 34a -Branche 34b - Branche 36 - Diaphragme 38 - Diaphragme 40 - Cavité 42 - Cavité 44 - Membrane 46 - Membrane 48 - Chambre, chambre de pression 50 - Chambre, chambre de pression 52 - Chambre, chambre de pression 54 - Chambre, chambre de pression 56 - Canal 58 - Canal 60 - Canal 62 - Canal 64 - Cavité 66 - Cavité 68 - Piste conductrice 70 - Piste conductrice 72 - Piste conductrice 74 - Commutateur inverseur 76 - Piste conductrice 78 - Piste conductrice 80 - Piste conductrice 82 - Commutateur inverseur 84 - Tourillon 86 - Tourillon A - Plan médian B - Plan médian Revendications1. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit, comprenant au moins un masque à oxygène (18, 20, 22, 24) pouvant être raccordé par un conduit à un accumulateur d'oxygène (2), caractérisé en ce qu'est disposé, dans le trajet d'écoulement du dispositif, au moins un dispositif de mesure de débit. 2. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de débit est relié par signaux à des moyens de détection d'une activité respiratoire. 3. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de détection de l'activité respiratoire constituent une partie du système de contrôle de vol de l'avion. 4. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de débit est relié par signaux à un dispositif d'alarme. 5. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de mesure de débit comporte un capteur de pression différentielle. 6. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon la revendication 5, caractérisé en ce que le dispositif comporte un diaphragme (36, 38) disposé dans le trajet d'écoulement du dispositif. 7. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'est prévue, dans un conduit d'amenée relié, côté sortie, à l'accumulateur d'oxygène (2), au moins une ramification de conduit (14, 16) qui comporte une entrée d'écoulement (30) et deux sorties d'écoulement (26, 28), un capteur de pression différentielle étant associé à chaque sortie d'écoulement (16, 28). 8. Dispositif d'alimentation en oxygène pour cockpit selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'entrée d'écoulement et une sortie d'écoulement forment respectivement des chambres de pression d'un capteur de pression différentielle, qui sont séparées l'une de l'autre par une membrane (44, 46).