Détendeur
de plongée à circuit hybride
La présente invention
concerne un dispositif pour un détendeur utilisé en plongée (ou d’autres
activités similaires). L’embout buccal comporte un boîtier, qui possède un
canal d’entrée, un clapet à demande, une chambre de respiration, un -canal
respiratoire et un canal recycleur, c’est-à-dire :
(a)
le canal d’entrée (chambre de moyenne pression) est conçu pour
alimenter un clapet à demande d’un gaz respirable venant d’une réserve de
gaz sous pression;
(b) le clapet à
demande est conçu pour détendre le gaz sous pression venant du canal d’entrée
et d’alimenter la chambre de respiration en gaz à pression ambiante;
(c) le
canal respiratoire communique avec la chambre de respiration, il peut d’être
équipé d’une pièce buccale ou d’un masque facial; et
(d) la chambre de
recyclage qui est équipé d’une unité de contrôle pour ouvrir ou fermer un
passage permettant la communication avec la chambre de respiration.
Un
détendeur similaire est traditionnellement connu au travers des brevets US-A-5
368 018 (voir figures 1 et 2 correspondantes) ou US-A-5 577 498 (voir figures 1
et 6 correspondantes). Ces documents décrivent des exemples d’appareils
respiratoires classés dans les archives “international patent classes” B63C
11/22 et 11/24 correspondant à l’équipement respiratoire pour plongeur. Ces
détendeurs sont utilisés dans des appareils de plongée en particulier sur des
systèmes appelés recycleurs fermés ou semi fermés. Le gaz respiratoire est
guidé dans un circuit unidirectionnel vers un réservoir de filtre (contenant
par exemple de la chaux sodée) pour extraire le CO2 expiré par le
plongeur. Le gaz expiré et purifié retourne vers l’embout buccal et peut être
à nouveau inspiré plusieurs fois jusqu’à épuisement quasi total de
l’Oxygène. Il n’est, grâce au filtre, plus nécessaire d’évacuer le gaz
dans l’environnement pour éliminer le CO2 du système comme le
font les détendeurs ouverts.
La
bouteille de plongée emportée par le plongeur peut être ainsi réduite en
taille d’une façon considérable étant donné que seulement l’oxygène
consommé par le métabolisme a besoin d’être remplacé pour maintenir un mélange
de gaz respirable dans le circuit. Ce mélange de gaz est composé d’oxygène
et d’un gaz inerte non-toxique appelé diluant (par exemple de l’Azote et/ou
de l’Hélium). Ce diluant sert principalement à remplir le volume et à
maintenir la pression partielle de l’Oxygène, durant une plongée, en dessous
de sa valeur toxique de 1.6 bars. Ce gaz inerte n’est ni consommé par le
plongeur, ni évacué dans l’environnement. Il est donc uniquement nécessaire
pour remplir le volume du système et des poumons du plongeur pour la profondeur
maximum planifiée. Cette utilisation économique du gaz inerte permet également
de réduire la quantité de gaz à emporter par exemple, dans une bouteille de
plongée.
Les
appareils respiratoires traditionnels utilisant un système de recyclage du gaz
sont classé en deux catégories. Les recycleurs fermés et les recycleurs
semi-fermés. Les recycleurs à circuit
fermé (à l’exception des recycleurs à oxygène pur) sont équipés de
deux bouteilles, l’une qui contient de l’oxygène pur et l’autre un
diluant (Azote, Nitrox, Hélium, Air, etc.). Le mélange se fait par injection,
contrôlé par un système électronique, basé sur la pression partielle de
l’oxygène mesuré dans le circuit. Un ordinateur préréglé sur deux
pressions partielles d’O2 vérifie ,en permanence, grâce à plusieurs
capteurs la teneur de l'oxygène dans le circuit. Si la pression partielle de
l’oxygène est trop faible, de l’oxygène est injecté, si le volume est
insuffisant, du diluant est injecté. Avec ce type de recycleur les plongées
offrent quasiment plus aucune limite il suffit de choisir le gaz le plus
approprié pour la plongée et avoir suffisamment de matière filtrante. Ces
systèmes sont généralement difficiles à contrôler et dépendent du bon
fonctionnement de l’équipement électronique. Le
gaz utilisé pour les recycleurs
semi-fermés est normalement du Nitrox (pourcentage constant de l’O2).
Le gaz est introduit dans le circuit par débit continu. Plus le pourcentage est
faible en O2, plus le débit est important. La quantité de gaz injecté doit prévoir
le ‘scénario le plus critique’, pour garantir toujours suffisamment de gaz
respirable dans le circuit respiratoire. Si le plongeur consomme plus d’oxygène
que ce qui est prévu et que le débit en litre par minute est insuffisant, le
gaz devient hypoxique. La syncope est alors inévitable et le plongeur sera
victime d’une noyade. Pour empêcher ce type de scénario catastrophe, le débit
est réglé bien au-dessus d’une consommation normale pour garantir une bonne
marge de sécurité. Le mélange doit, en toutes circonstances, contenir
suffisamment d’oxygène. Il y aura donc ‘trop’ de gaz injecté et la conséquence
sera une fuite au niveau du clapet de surpression. Pour cette raison ce type de
recycleurs est appelé semi-fermé. Les appareils sont en général en
flottabilité nulle sous l’eau. Le volume reste constant lors des descentes et
des remontées, la bouée de stabilisation est donc uniquement nécessaire pour
fournir une flottabilité positive suffisante en surface et pour ajuster la
flottabilité durant les changements de profondeurs. Le contrôle de la
flottabilité est donc plus difficile avec un recycleur, et doit être réappris
car la méthode du poumons ballast ne fonctionne plus. Une source d’air de
secours est également indispensable avec les recycleurs. En effet, la
respiration à deux sur un embout lors d’une panne d’air (d’un des deux
plongeurs) n’est pas possible, étant donné que le débit de gaz est réglé
sur la consommation d’un seul plongeur et non de deux. Le gaz dans le circuit
respiratoire finirait par devenir très rapidement hypoxique.
En d’autres mots, les appareils respiratoires traditionnels
utilisant un système de recyclage du gaz sont complexes à l’utilisation et
très encombrants. Ces difficultés amènent un risque notable d’erreurs de
manipulations, ce qui peut engendrer des préjudices importants pour
l’utilisateur. Les problèmes principaux sont:
-Un apport en gaz insuffisant ou mal adapté au type de plongée
pratiqué provoquant, par exemple, l’essoufflement, l’hypoxie, l’accident
de décompression, la noyade, etc.).
-Lors des descentes, d'un vidage de masque ou d’une fuite
de l’appareil, la flottabilité devient rapidement négative, pouvant entraîner
le plongeur au delà des limites des 1,6 bars de pression partielle de l’oxygène.
Occasionnant, par exemple, des troubles du système nerveux central, la perte de
l’embout buccal, la noyade, etc.)
Le dispositif, selon l’invention, permet de remédier à
ces inconvénients. Il comporte, en effet, selon une première caractéristique
un tuyau destiné au circuit dirigeant le dioxyde de carbone vers le filtre et
un au filtre de retour vers l’embout buccal qui peuvent être branchés à
l’embout buccal de deux façons différentes, selon des modes particuliers de
réalisation:
(i)
L’ embout buccal peut être équipé d’une chambre de recyclage à laquelle
sont connectés les deux tuyaux du circuit. Chacun est équipé d’un clapet
anti-retour pour garantir une circulation définie du gaz respiratoire. Le gaz
expiré quitte le détendeur toujours du même côté, vers l’unité de filtre
et à l’inspiration le gaz entre dans l’embout buccal du côté sortie de
l’unité de filtre. Si les deux tuyaux du circuit sont connectés à l’aide
d’un branchement unique au détendeur (formant un «Y»), le bras commun devra
être le plus court possible pour réduire le volume (appelé espace mort) à
son strict minimum dans lequel transite le gaz sans être purifié. L’espace
mort est l’addition du volume de la chambre de respiration et du bras commun
situé avant les clapets anti-retour. A titre d’exemple non limitatif,
l’espace mort doit être inférieur à celui de la trachée d’un humain,
sinon le plongeur risquerait d’inspirer trop de CO2 qui pourrait
s’accumuler dans l’espace mort.
(ii)
Selon une autre variante, l’embout buccal peut être équipé de deux
branchements latéraux auxquels sont connectés les tuyaux précités. Chaque
tuyau est équipé d’un clapet anti-retour pour garantir une circulation définie
du gaz respiratoire. Le gaz expiré quitte le détendeur toujours du même côté
vers l’unité de filtre et à l’inspiration le gaz entre dans l’embout
buccal du côté sortie de l’unité de filtre. Ce type de conception permet de
réduire l’espace mort et ainsi le risque d’hypercapnie.
Pour
réduire la résistance respiratoire dans les circuits (semi) fermés, un ou
deux sacs respiratoires (appelés également contre-poumons) peuvent être
rajoutés. Ils peuvent être placés soit en aval, soit en amont du filtre ou
encore combinés. Si le plongeur s’immerge trop rapidement, les sacs-poumons
s’écrasent temporairement suite à l’augmentation rapide de la pression
ambiante. Cette situation ou une panne du circuit de recyclage (par exemple un
filtre inondé), voire un effort important peuvent amener le plongeur à devoir
respirer un volume de gaz plus important que ce que peut apporter le circuit
fermé. Pour palier à ce problème, la dépression dans la chambre de
respiration (accentuée par l’inspiration du plongeur) provoque l’ouverture
du clapet sur demande, amenant un complément de gaz (e.g. provenant de sa
bouteille). Ce mode de fonctionnement est comparable à un circuit ouvert (le
plongeur reçoit son gaz à l’inspiration, le gaz expiré n’est alors pas
purifié, ni recyclé, mais évacué dans l’environnement), qui constitue la
version la plus répandue pour alimenter un plongeur en gaz respirable. Étant
donné que l’embout buccal, en rapport à la revendication n°1 selon
l’invention, utilise les deux principes de fonctionnement (celui du circuit
fermé et celui du circuit ouvert) pour alimenter un plongeur en gaz respirable,
il peut être défini comme un détendeur hybride. Possédant les fonctions
d’un clapet à demande, les contre-poumons du circuit fermé et le filtre
peuvent être réduits en volume pour rendre l’appareil très compact.
Comme
il est mentionné préalablement le volume d’oxygène consommé dans un détendeur
(semi) fermé nécessite d’être remplacé avec de l’oxygène venant de la réserve
de gaz (bouteille) du plongeur. Dans un système semi-fermé, l’oxygène est
injecté en forme de mélange suroxygéné (nitrox) avec un débit continu préréglé.
Dans les recycleurs traditionnels (semi) fermés, le débit continu est injecté,
soit au niveau du filtre, soit au niveau du tuyau d’inspiration (cf. US-A-5960
793, Figure 7, supply line 84). Le débit est habituellement réglé à l’aide
d’un robinet placé dans le dos du plongeur (voir e.g. US-A-5 960 793,
Figure 7, flow rate adjustment orifice 84a).
La
valve du débit continu, dans les recycleurs (semi) fermés traditionnels, nécessite un flexible de moyenne pression supplémentaire pour
alimenter le circuit ou l’embout buccal augmentant ainsi la complexité et le
coût.
En
ce qui concerne l’embout buccal des recycleurs hybrides, US-A-5 368 018
embout buccal pour un système fermé ou US-A-5 577 498 embout buccal
pour un système semi-fermé, ils ne possèdent pas de valve à débit continu.
Les inventeurs se basent probablement sur le fait que le plongeur peut avoir un
supplément de gaz au travers du clapet à demande en inspirant plus profondément
ou en injectant le gaz avec des moyens fastidieux (e.g. US-A-4 964 404).
Cependant,
si le plongeur n’est pas alimenté par un débit continu de gaz enrichi en
oxygène, il y a un risque non négligeable, appelé hypoxie qui peut affecter
son attention, sa santé et sa sécurité. En outre, alimenter un recycleur fermé
traditionnel en oxygène demande, de nos jours, des méthodes de contrôle électronique
complexes. (comme précisé dans (US-A-6 302 106 B1 ou US-A-3 695 261 par
exemple).
Pour
cela, un objectif de cette invention est de permettre l’injection d’un débit
continu dans l’appareil respiratoire à circuit hybride en évitant les
principes d’injection complexes des recycleurs (semi) fermés traditionnels et
les risques d’hypoxie.
Cet
objectif est atteint avec un embout buccal utilisant les composants définis
dans la revendication précitée n°1 et un clapet à débit situé entre le
canal d’entrée et la chambre de respiration de l’embout buccal. Celui-ci
relâche un débit de préférence continu dans la chambre de respiration.
Étant
donné que la valve du débit continu est placée de façon avantageuse dans
l’embout buccal, il n’y a plus l’utilité d’une valve à débit inséré
dans le boîtier placé sur le dos. On économise également un flexible de
moyenne pression. La chambre d’entrée de l’embout buccal est alimenté en
gaz par un seul flexible (venant du premier étage fixé sur la bouteille). Les
deux clapets (c’est-à-dire le clapet à demande et le clapet à débit) sont
approvisionnés en gaz par cette même chambre. En d’autres mots, on économise
une ligne moyenne pression pour garantir l’apport d’un flux continu dans la
chambre de respiration. Ceci procure un nouveau degré de liberté pour la création
de l’appareil respiratoire à circuit hybride. Les avantages des appareils à
circuit ouvert et circuit fermé sont combinés de manière élémentaire,
permettant particulièrement une structure modulaire de conception simple.
Ainsi, le circuit d‘épuration permet une nouvelle liberté dans l’élaboration
et la production, en utilisant des composants standards et peu coûteux. Ceci
permet au plongeur un assemblage et une utilisation facile. En conséquence, les
avantages des recycleurs – qui permettent aux plongeurs d’utiliser des
bouteilles de plus petite taille et/ou de rester plus longtemps en immersion-
devient accessible à un plus grand éventail de marché.
Possédant,
en permanence, la possibilité d’avoir un complément de gaz respirable, grâce
au clapet sur demande, dans l’embout buccal, le plongeur ne se trouve jamais
en situation de manque d’air. Ceci permet de réduire les contre-poumons et
les filtres en taille. De surcroît, il est possible de limiter à un seul
contre-poumon. Le confort du plongeur est donc amélioré grâce à la petite
taille de l’appareil, comparé à l’usage du traditionnel recycleur trop
encombrant. Étant donné que l’embout buccal est le seul point de jonction
entre le circuit ouvert et le circuit recycleur, chaque élément peut être
modifié indépendamment l’un de l’autre pour être optimisé de façon
substantielle. Par exemple, la bouteille de plongée peut être porté sur le
dos, tandis que les contre-poumons et le filtre peuvent être portés au niveau
du ventre ou du torse. Cette configuration peut être inversée. Une autre
alternative serait de positionner les contre-poumons au niveau du dos ou des épaules,
en laissant le filtre au niveau du ventre ou du torse, etc. Cette nouvelle
flexibilité permet également une large variété d’ajustement de sa position
sous l’eau, en fonction de ses besoins et préférences. L’utilisation des
composants de ces deux systèmes est plus simple à comprendre, permettant ainsi
à un plus grand nombre de plongeurs de profiter de l’appareil à circuit
hybride, en plongée loisir, en toute sécurité.
Selon
un dispositif particulier de l’embout buccal, en accord avec l’invention, le
flux peut être ajusté selon les types de plongées ou d’activités (e.g.
profondeur maximum, mélange du gaz respirable, etc.). Chaque situation demande
des débits continus différents, il est donc important que ce débit soit réglé
par le plongeur ou son moniteur pour l’adapter à la plongée envisagée. Si nécessaire,
le débit peut être corrigé durant la plongée, c’est-à-dire en manipulant
le bouton d’ajustement de la valve de débit continu se situant dans
l’embout buccal et donc accessible, en opposition aux recycleurs antérieurs où
l’ajustement se trouvait inaccessible car dans le dos. Cette nouvelle
alternative augmente la sécurité du plongeur dans les situations d’urgence
ou permet d’anticiper les situations à risque. Le pré ajustement ou
calibrage du débit peut être effectué par le fabricant de la valve à débit
continu et/ou de l’embout buccal.
Dans
une version particulièrement économique, le débit continu peut être garanti
à l’aide du clapet à demande, qui est maintenu légèrement ouvert créant
le débit dans la chambre de respiration. L’autre fonction du clapet à
demande (l’alimentation du plongeur en gaz à l’inspiration) est maintenue.
Le clapet à demande est, dans son principe de fonctionnement, bien connu.
L’inspiration du plongeur provoque une dépression à l’intérieur du boîtier.
La pression extérieure devenue ainsi supérieure à celle qui lui est opposée
à l’intérieur de la chambre de respiration incurve la membrane vers l’intérieur.
Ce mouvement actionne le levier ouvrant ainsi le clapet faisant entrer le complément
en gaz. Ainsi à travers cette conception le clapet sur demande exerce, d’une
façon avantageuse, deux fonctions à la fois. C’est à dire un débit continu
qui peut être de préférence préréglé et l’apport d’un complément en
gaz à la demande.
Pour
les raisons précitées, le débit continu fourni par le clapet à débit doit
être de préférence ajustable. Il peut être garanti par le clapet à demande
en utilisant le bouton de purge (habituellement conçu pour permettre de purger
l’embout et d’évacuer l’eau de la chambre de respiration). Cette
conception avantageuse et simple permet de régler le débit en provoquant une
pression sur le clapet à demande par le biais de son levier l’ouvrant ainsi légèrement.
Cette pression sur le levier du clapet à demande créant le débit continu peut
être maintenue grâce au bouton de purge ou par l’intermédiaire du couvercle
de protection dans lequel est inséré ce bouton. L’ajustement de la pression
peut être obtenu par un pas de vis posé soit sur le bouton de purge soit au
niveau du couvercle de protection.
Pour
éviter des interférences entre la fonction de débit continu et la fonction du
clapet à demande une deuxième valve peut être ajoutée en complément du
clapet à demande pour garantir le débit continu de gaz venant de la chambre
d’entrée vers la chambre de respiration. De cette façon le débit continu
peut être créé et ajusté d’une façon indépendante au clapet à demande.
Le clapet à demande ne nécessite ainsi aucune modification pour garantir un débit
(e.g. continu) permanent. En utilisant cette seconde valve qui peut être ajustée
d’une façon plus précise pour générer l’apport en oxygène grâce au débit
continu, le plongeur profite d’un apport en gaz plus économique permettant
ainsi de gagner en autonomie (durée de plongée) ou de pouvoir utiliser une réserve
de gaz de plus petite taille, rendant ainsi l’appareil respiratoire plus
compact.
Si
l’embout buccal est équipé d’une deuxième valve pour garantir le débit
continu, celle-ci devrait de préférence posséder un bouton placé à l’extérieur
du boîtier pour permetre un ajustement du débit minimum facilement accessible.
Ce bouton de réglage accessible de l’extérieur sera conçu de façon étanche
pour permettre le réglage du débit de l’extérieur sans avoir besoin
d’ouvrir l’embout buccal et évitant ainsi l’entrée d’eau dans l’unité.
Ce dispositif, selon l’invention, réserve le droit d’exprimer une
revendication ultérieure, en rapport à l’embout buccal (8; 8";
8"') et contenu dans la revendication n° 6, où il est précisé que la
deuxième valve (33) est équipée d’un bouton pour l’ajustement manuel du débit
continu. Cet ajustement permet une ouverture minimum de la valve (33) créant un
débit continu de gaz dans la chambre de respiration.
Dans
cette conception avantageuse de l’embout buccal en rapport au paragraphe précédent,
le bouton de la valve à débit continu peut être un bouton de pression se déplaçant
de manière axiale, dans un logement équipé d’un filetage. A son extrémité
extérieure peut être logée une bague filetée permettant, par une rotation,
d’enfoncer ce bouton dans son logement créant ainsi une ouverture étroite
(minimum) entre la chambre d’entrée et la chambre de respiration à l’intérieur
de l’embout buccal. L’écartement du clapet de son siège détermine la
quantité de gaz passant en débit continu de la chambre d’entrée vers la
chambre de respiration
Selon une variante de l’invention, l’embout buccal peut
être conçu pour permettre une sélection du mode de fonctionnement à circuit
ouvert ou du mode de fonctionnement à circuit semi-fermé. Pour y parvenir,
l’embout buccal peut être équipé d’une unité de contrôle permettant la
sélection d’une première position dans laquelle le circuit du recycleur est
isolé de la chambre de respiration, ou une deuxième position dans laquelle le
circuit du recycleur communique avec la chambre de respiration. Quand l’embout
buccal est mis en mode circuit ouvert le gaz expiré par le plongeur est relâché
dans l’environnement au lieu d’être dirigé vers le circuit d’expiration.
Pour permettre au gaz expiré de quitter la chambre de
respiration sans que le plongeur ait besoin d’enlever l’embout buccal de sa
bouche, cette chambre est équipée d’une purge d’expiration. Lorsque
l’embout buccal est mis en mode semi-fermé, le gaz expiré par le plongeur
est dirigé vers le circuit d’épuration au lieu d’être évacué, à
travers la purge d’expiration. Pour permettre cela, la purge d’expiration
est désactivée en mode recycleur. Le gaz expiré ne peut plus quitter le système
à condition que le plongeur expire de façon normale. La purge d’expiration
peut garantir ces divers rôles en étant conçue pour être activée ou déactivée
par le plongeur en accord avec le mode de sélection choisi (ouvert ou semi-fermé).
Cependant,
dans une version privilégiée, la purge d’expiration est réalisée pour
permettre au gaz expiré, par le plongeur, de quitter la chambre de respiration
vers l’environnement extérieur à l’embout buccal, si l’unité de sélection
est dans sa position initiale (=circuit ouvert), et de maintenir le gaz expiré
par le plongeur dans le système, si l’unité de sélection est dans sa
position secondaire (=circuit semi-fermé). Selon cet aménagement avantageux,
la purge d’expiration exerce automatiquement son rôle, correspondant au mode
d’opération sélectionné dans l’embout buccal. Ainsi, elle adopte son rôle
de purge d’expiration en mode circuit ouvert et son rôle d’étanchéité en
mode circuit semi-fermé, immédiatement après la sélection du mode. Cette
conception permet d’éviter des erreurs de manipulations (par exemple
d’oublier de fermer la purge en mode recycleur) et participe ainsi à l’amélioration
du confort d’utilisation et de la sécurité de son utilisateur.
Selon
des modes particuliers de réalisation, la purge d’expiration peut s’adapter
automatiquement au mode de circuit sélectionné par l’unité de contrôle de
la chambre de respiration pour ces deux options de réglage. En d’autres mots,
la purge d’expiration doit être désactivée dans la chambre de respiration
pour permettre au système de passer en mode recycleur (comparé au appareils
traditionnels correspondant au US-A-5 368 018) Cette purge peut être modifiée,
dans ses caractéristiques de fonctionnement, en faisant varier la sensibilité
de la purge selon les différentes pressions agissant sur celle-ci. Ce type de
modification peut être atteint, soit en isolant la purge d’expiration, soit
en bloquant la membrane de celle-ci à l’aide d’un ressort exerçant une
pression à l’extérieur de la chambre de respiration.
Cette
dernière option peut être utilisée d’une façon avantageuse, en donnant à
cette même purge d’expiration une fonction supplémentaire de sécurité en
mode recycleur: Quand l’unité de sélection de l’embout buccal est mis dans
sa deuxième position de réglage(mode recycleur), la purge d’expiration peut
être réalisée pour laisser passer le gaz de la chambre de respiration dans
l’environnement (à l’extérieur de l’embout buccal) si la pression à
l’intérieur de la chambre de respiration dépasse une valeur définie (supérieure
à la pression ambiante externe).
En
d’autres mots, si la pression dans la chambre de respiration dépasse une
limite, ajustée par un ressort taré, au dessus de la pression ambiante, le
clapet d’expiration reprend son rôle en permettant au gaz de quitter la
chambre de respiration et donc l’embout buccal. Par exemple, cela peut se
produire suite à une expiration forcée du plongeur ou suite à un problème de
régulation de pression du détendeur. Ainsi, on peut considérer ce clapet,
dans ce type de circonstances, en tant que clapet de surpression ou clapet de sécurité,
parce qu’il protège le plongeur de l’excès de pression dans le système
pouvant créer une perte de l’embout de sa bouche ou un risque de surpression
pulmonaire. Étant donné que ce clapet d’expiration prend le rôle de clapet
de surpression (obligatoire pour le bon fonctionnement des recycleurs semi-fermés),
le clapet de surpression se trouvant inséré traditionnellement dans le circuit
d’épuration n’est plus nécessaire.
Il
est important de souligner que les caractéristiques de la purge d’expiration
avec sa double fonction (i.e. fonctionnant en tant que purge d’expiration en
mode circuit ouvert et de clapet de sécurité en mode circuit semi-fermé indépendamment
des autres composants de l’embout buccal et dans tout embout permettant la sélection
des modes de fonctionnement) apportent un nouvel avantage à l’embout buccal
permettant d’améliorer la sécurité tout en baissant le coût de production.
Ce dispositif, selon l’invention, réserve le droit de formuler une
revendication concernant l’embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') selon le
préambule de la revendication n°1 et comprenant les caractéristiques de la
revendication n°7, où il est précisé que l’unité de contrôle(30, 32; 30,
30b, 30c, 30d) dans son réglage secondaire transforme le fonctionnement de la
purge d’expiration (28) en purge de surpression pour permettre au gaz dans le
circuit et la chambre respiratoires (21) d’évacuer l’embout buccal dès que
la pression interne dépasse la valeur réglée du ressort taré.
Ce
dispositif réserve de plus le droit de formuler une revendication concernant un
appareil respiratoire pour plongeurs ou d’autres activités similaires
comprenant:
- Un
embout buccal (8; 8'; 8"; 8"'), défini à travers toutes les
revendications, et incluant, au minimum, un circuit de recyclage (9a, 11a);
- Une
bouteille de plongée (1) contenant un gaz respirable suroxygéné sous
pression;
- Un
premier étage de détendeur (4) fixé sur la robinetterie de la bouteille (1)
pour réduire la haute pression du gaz contenu à une moyenne pression;
- Un
flexible de moyenne pression (6) pour connecter le premier étage (4) à la
chambre d’entrée (20) de l’embout buccal (8; 8'; 8"; 8"'); et
- Deux
tuyaux respiratoires (9, 11) connectés aux canaux d’épuration (9a, 11a) de
l’embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') et branchés à l’aide d’un
connecteur d’entrée (43a,44b) et d’un connecteur de sortie (43b; 44a), à
l’unité de filtre (10, 10a, 10b). Cette unité est remplie de matériel
filtrant le CO2 du gaz contenu dans l’appareil respiratoire. Chaque
tuyau de respiration (9, 11) est équipé d’un clapet anti-retour (9b, 11b),
appelé également clapet uni-directionnel (9b, 11b), dirigeant le gaz dans un
sens unique. Dans l’un de ces tuyaux, le gaz est conduit de l’embout buccal
(8; 8'; 8"; 8"') vers l’unité de filtre (10, 10a, 10b), dans
l’autre de l’unité de filtre vers l’embout buccal (8; 8'; 8";
8"'). Un ou deux de ces tuyaux (9, 11) sera de préférence équipé d’un
sac respiratoire (13, 12).
Cet appareil respiratoire est avantageux parce qu’il
utilise l’embout buccal, selon l’invention, permettant de diviser les
composants en deux catégories: ceux du circuit ouvert et ceux du circuit
semi-fermé. Ceci permet de modifier librement les composants de chaque catégorie.
L’ existence d’une seule intersection des deux systèmes, se trouvant au
niveau de l’embout, permet un démontage et une séparation facile et rapide
de ces deux systèmes. L’embout buccal peut, par exemple, fonctionner
uniquement avec le mode circuit ouvert. Il suffit, pour cela, de décrocher le
circuit d’épuration à sa connexion et de positionner l’unité de contrôle
sur le mode circuit ouvert. Le résultat est un détendeur standard, qui peut être
utilisé, dans un équipement de plongée traditionnel à circuit ouvert, en
tant que source d’air de secours ou principale. Si l’embout buccal est libéré
de son circuit d’épuration, il peut être également connecté au tuyau annelé
d’une bouée (appelée également bouée de stabilisation) utilisée par le
plongeur pour devenir un détendeur de secours intégrant l’inflateur de la
bouée. Le bouton de débit continu est modifié pour injecter de l’air dans
la bouée uniquement sur commande et l’unité de contrôle permet d’évacuer
l’air de la bouée si nécessaire. L’embout buccal peut ainsi être connecté
à tout équipement de plongée à circuit ouvert traditionnel, possédant (en
plus de la connexion rapide prévue pour l’inflateur du gilet de
stabilisation) un deuxième flexible de moyenne pression avec un raccord rapide,
rajoutant ainsi la fonction de recycleur. Les recycleurs traditionnels ne
permettent pas d’être intégrés au matériel de base (à circuit ouvert). Le
plongeur est donc obligé de repayer le prix de la bouteille, du détendeur de
secours, de la bouée, du manomètre, etc., intégré d’office dans les
recycleurs et ne peut pas valoriser le matériel qu’il possède déjà. Il dépense
ainsi inutilement des sommes considérables. Cette situation ne motive pas le
consommateur à investir dans un recycleur. L’embout buccal, selon
l’invention, permettrait de résoudre ce problème et de relancer ce marché.
Cette possibilité de séparation du circuit recycleur de
l’embout buccal et la modularité des divers composants, selon l’invention,
donne une nouvelle liberté au plongeur dans l’utilisation d’appareils
respiratoires lui permettant ainsi de modifier tout simplement, par rapport aux
besoins de la plongée planifiée, son système respiratoire en supprimant ou
rajoutant des modules. De plus, l’avantage de cette modularité peut être
appliqué à l’unité de filtre. Le récipient de l’unité de filtre peut être,
par exemple, divisé en plusieurs réservoirs modulaires, connectés l’un après
l’autre, de telle sorte que le gaz traversant successivement chaque module de
filtre pour être épuré.
Ce dispositif, selon l’invention, réserve le droit d’exprimer une
revendication ultérieure, en rapport à l’unité d’épuration (10) qui est
conçu en plusieurs modules de filtre (10a, 10b) connectés en série, pour
permettre au gaz traversant le circuit d’épuration de pénétrer d’un
module (10a,) à l’autre (10b).
Selon
des modes particuliers de réalisation, les récipients de filtres, utilisés
dans ce type de système modulaire, peuvent être conçus de façon
interconnectable, c’est à dire emboîtés successivement, formant un nouveau
récipient composé de deux unités identiques ou plus(augmentant ainsi la
capacité du filtre pour absorber le CO2). Pour y parvenir, selon une
variante, les récipients peuvent être équipés à chaque extrémité de leurs
corps d’un filetage différent. D’un filetage femelle par exemple sur le coté
entrée du réservoir et d’un filetage mâle sur le coté sortie du réservoir
ou vice versa. Une autre alternative serait d’utiliser une bague de jonction
utilisant un double filetage femelle pour relier les récipient équipés d’un
filetage mâle aux extrémités de leur corps. Les couvercles permettant de
fermer cette nouvelle unité ainsi obtenue devront être également équipés
d’un filetage femelle. De cette façon, le plongeur peut concevoir des unités
de filtres de contenance variée, selon ses préférences et besoins. Pour les
plongées de courte durée par exemple, un filtre de faible capacité sera
suffisant. Celui-ci peut éventuellement permettre l’utilisation d’un seul
contre-poumon (au lieu de deux habituellement utilisés dans les circuits d’épuration)
tout en maintenant une résistance respiratoire acceptable dans le système. Le
résultat est un appareil plus petit et donc moins encombrant qui permet d’être
porté par le plongeur aux multiples endroits de son corps cités auparavant.
Selon des modes particuliers de réalisation, une partie de
l’enveloppe du récipient de filtre peut être transparente pour permettre au
plongeur de constater les variations de couleurs de la matière filtrante (i.e.
des granulés de chaux sodée avec colorant) qui change à fur est à mesure que
la saturation en dioxyde de carbone augmente, déjà connu à travers le brevet
US-A-4 108 171 (paragraphe 6, lignes 45 à 47). De cette façon, le plongeur
peut repérer si la matière filtrante est épuisée, permettant ainsi de
prolonger la durée d’immersion sans prendre de risques. Il peut ainsi également
ajuster (avant l’immersion) la capacité du filtre de façon plus adaptée au
profil de plongée envisagé pour réduire la taille de l’unité de filtre et
donc l’encombrement sans compromettre la sécurité.
Finalement, selon une variante particulière du filtre les récipients
peuvent être implantés dans le circuit d’épuration en plaçant le module
translucide en dernier – par rapport au sens de mouvement du gaz à l’intérieur
du circuit – permettant ainsi d’utiliser un premier récipient de filtre
opaque et donc moins cher à la fabrication. Cette économie est possible étant
donné que le second récipient permet la vérification de l’état de
saturation du premier module filtrant (opaque). La coloration des granulés dans
l’unité translucide commence une fois le premier module filtrant saturé. Le
plongeur peut ainsi profiter au maximum de la capacité de ces filtres.
Le dispositif, selon l’invention, est particulièrement
destiné pour alimenter un plongeur en gaz respirable pendant son immersion. Il
est cependant important de noter que la conception modulaire et compacte de cet
appareil respiratoire peut intéresser d’autres domaines, tels l’alpinisme
de haute altitude, les transports aériens ou les pilotes de combat, l’aérospatial,
le parachutisme, les pompiers ou les unités d’assistance médicale
mobiles/stationnaires (hôpital), ou encore en alternative au masque à gaz
traditionnel utilisé par l’armée, les centrales nucléaires, les
laboratoires, etc.
D’autres
caractéristiques et objectifs et leurs effets et avantages, selon
l’invention, seront rendus plus évidents, à travers les descriptions détaillées
ultérieures. Pour cela sera utilisée une variante de la réalisation accompagnée
des dessins annexés qui illustrent l’invention:
