EP1889780B1 - Dispositif de détente pour alimentation en gaz respirable d'un plongeur - Google Patents

Dispositif de détente pour alimentation en gaz respirable d'un plongeur Download PDF

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EP1889780B1
EP1889780B1 EP07301274A EP07301274A EP1889780B1 EP 1889780 B1 EP1889780 B1 EP 1889780B1 EP 07301274 A EP07301274 A EP 07301274A EP 07301274 A EP07301274 A EP 07301274A EP 1889780 B1 EP1889780 B1 EP 1889780B1
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Stéphane Carepa
Nicolas Peyron
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La Spirotechnique Industrielle et Commerciale
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63C—LAUNCHING, HAULING-OUT, OR DRY-DOCKING OF VESSELS; LIFE-SAVING IN WATER; EQUIPMENT FOR DWELLING OR WORKING UNDER WATER; MEANS FOR SALVAGING OR SEARCHING FOR UNDERWATER OBJECTS
    • B63C11/00—Equipment for dwelling or working underwater; Means for searching for underwater objects
    • B63C11/02—Divers' equipment
    • B63C11/18—Air supply
    • B63C11/22—Air supply carried by diver
    • B63C11/2227—Second-stage regulators

Definitions

  • the present invention relates to an expansion device for supplying breathing gas to a plunger.
  • the invention relates in particular to the field of on-demand valves for breathing gas supply systems of divers.
  • the invention more particularly relates to an expansion device for the supply of breathable gas, a plunger comprising a housing incorporating, between an inlet for the supply gas and a gas outlet orifice for the purpose of breathing apparatus, an expansion valve mechanism, the housing further comprising an exhalation port provided with an exhalation valve for allowing outward exhalation of the exhalation gases, the device comprising a deflector guiding the gas exhaled between a first end connected to the exhalation valve and a second end located in a defined zone outside the housing, the gas being supplied to the inlet via a pipe connectable to a source of gas under pressure.
  • Pressurized breathing gas pressure regulators for scuba diving include a device commonly referred to as a "demand valve" which delivers to the diver a quantity of breathable gas during an inspiratory call.
  • the demand valve is the part of the regulator that the diver holds in the mouth and delivers air to the diver according to his inspiratory calls.
  • On-demand valves are typically provided with an exhalation valve that allows the diver to exhale.
  • the exhalation valve is usually an elastomeric piece attached to the body of the valve housing on demand.
  • the exhalation valve is a soft, brittle piece that is generally protected by a deflector having one or more openings for evacuating exhaled gas. This deflector also makes it possible to deport the bubbles expired out of the diver's field of vision.
  • An object of the present invention is to provide an expansion device for the supply of breathable gas, in particular for a plunger mouthpiece having improved operation compared to the prior art and having in particular a deflector structure of improved expiration.
  • the expansion device for the supply of breathable gas is essentially characterized in that the expiration orifice provided with a valve is located substantially near a lower end of the housing and in that the deflector has a generally tubular shape, the second end of the deflector being open and forming an outlet for expired gas concentrically around a portion of the pipe.
  • the breathable gas supply device comprises a housing 1 provided with an inlet port 21 for the pressurized feed gas.
  • the feed gas is conveyed, for example, from a pressurized bottle via pipe 6, the end of which is provided with a connection system 7, for example a metal system, coming for example from being screwed into the housing 1 and more particularly to the gas expansion mechanism from the bottle.
  • the inlet port 21 may be located at a first lateral and median end of the housing 1.
  • the casing 1 also comprises an outlet 2 of the gas intended to be connected to the breathing apparatus of the plunger via a mouthpiece 8.
  • the gas outlet orifice 2 is preferably located in the upper part of the casing 1 and near the rear face of said housing (face facing the user in use configuration).
  • the device comprises an expansion valve system 3 known per se and schematized for the sake of simplification by a horizontal cylindrical body.
  • a non-limiting example of known expansion valve system is described in document EP 0 512 887 .
  • any other equivalent expansion mechanism can be envisaged.
  • the expansion valve system 3 may comprise a control member (not shown) of the flow of gas admitted to the outlet orifice and / or a control member (also not shown) of the force required to open the flip valve.
  • the control member or bodies can be controlled by one or more control elements 9 operable manually.
  • a control element 9 comprising a rotary wheel may protrude laterally on one side of the housing 1.
  • the housing 1 further comprises an exhalation port provided with an exhalation valve 4 to allow exhalation of exhalation gases to the outside.
  • the exhalation port provided with the exhalation valve 4 is preferably located substantially near a lower end of the housing 1, the rear side (towards the user).
  • the device also comprises a deflector 5 guiding the exhaled gas between a first end connected to the exhalation valve 4 and a second end 15 located in a determined zone outside the housing 1.
  • the deflector 5 can be integral with the housing 1 or reported on the latter.
  • the deflector 5 extends in a generally tubular form from the exhalation valve 4 to the end of the breathable gas supply pipe 6.
  • the deflector 5 may comprise an upstream portion 115 located at the rear of the housing 1 (user side).
  • the baffle deflector then extends concentrically around the pipe 6, the connecting element 7 of the pipe to the casing 1 being located inside said tubular baffle.
  • the tubular deflector has a diameter of between 3 and 5 cm, and in particular at its open end. Also preferably, the second end 15 of the deflector 5 is located at a distance from the axis of the housing 1 between 6 and 10 cm.
  • the end end of the baffle 5 may be slightly bent upward (relative to the user) and backward (toward the user).
  • the path of the expired gas was symbolized by an arrow G at the figure 2 .
  • the exhaled gas enters the casing 1 in the upper part through the outlet orifice 2 and then travels around the trigger valve mechanism 3 before emerging from the casing 1 by the lower expiration valve 4. After the passage of the exhalation valve 4, the gas is guided in the baffle 5 and out through the single end port 15.
  • the gas path is substantially straight in the deflector 5 (slightly bent) ).
  • the deflector 5 guides the gas over a greater distance than the known systems.
  • the Applicant has found that the device according to the invention, while being simple in structure and not bulky, allows a better clearance of the bubbles of the field of view of the plunger than in the systems of the prior art.
  • the device according to the invention ensures a better flow of gas exhaled between the outlet orifice 2 and the external environment (less turbulence and loss of charge).
  • exhaled gas flow is guided to thermally exchange with the expansion mechanism and the metal part 7 for mounting the pipe 6.
  • the exhaled gas which comes from the diver's bronchi, is relatively hot and thus warms the body of the mechanism 3 of the demand valve and also the connector 7 of the pipe 6.
  • the demand valve has indeed tend to cool during the inspiration phase due to the expansion of the gas.
  • This gas path according to the invention promotes better evacuation of frigories produced during the expansion of the gas during the inspiration phase.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de détente pour l'alimentation en gaz respirable d'un plongeur.
  • L'invention concerne notamment le domaine des soupapes à la demande pour systèmes d'alimentation en gaz respirable de plongeurs.
  • L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de détente pour l'alimentation en gaz respirable, d'un plongeur, comprenant un boîtier incorporant, entre un orifice d'entrée pour le gaz d'alimentation et un orifice de sortie du gaz en vue de sa respiration, un mécanisme à clapet de détente, le boîtier comprenant en outre un orifice d'expiration muni d'une soupape d'expiration pour permettre l'évacuation des gaz d'expiration vers l'extérieur, le dispositif comprenant un déflecteur guidant le gaz expiré entre une première extrémité reliée à la soupape d'expiration et une seconde extrémité située dans une zone déterminée extérieure au boîtier, le gaz étant acheminé à l'orifice d'entrée via un tuyau connectable à une source de gaz sous pression.
  • Les détendeurs de gaz respirables sous pression destinés à la plongée sous-marine comprennent un dispositif appelé communément « soupape à la demande » qui délivre au plongeur une quantité de gaz respirable lors d'un appel inspiratoire.
  • Le document US-A-4 971 108 décrit un détendeur de ce type.
  • La soupape à la demande est la partie du détendeur que le plongeur tient en bouche et qui délivre de l'air au plongeur selon ses appels inspiratoires.
  • Les soupapes à la demande sont classiquement munies d'une soupape d'expiration qui permet au plongeur d'expirer. La soupape d'expiration est généralement une pièce en élastomère fixée sur le corps du boîtier de la soupape à la demande. La soupape d'expiration est une pièce souple et fragile qui est généralement protégée par un déflecteur comportant une ou plusieurs ouvertures pour évacuer le gaz expiré. Ce déflecteur permet également de déporter les bulles expirées hors du champ de vision du plongeur.
  • Un but de la présente invention est de proposer un dispositif de détente pour l'alimentation en gaz respirable, notamment pour un embout buccal de plongeur ayant un fonctionnement amélioré par rapport à l'art antérieur et ayant en particulier une structure de déflecteur des gaz d'expiration améliorée.
  • A cette fin, le dispositif de détente pour l'alimentation en gaz respirable selon l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce l'orifice d'expiration muni d'une soupape est situé sensiblement à proximité d'une extrémité inférieure du boîtier et en ce que le déflecteur a une forme générale tubulaire, la seconde extrémité du déflecteur étant ouverte et formant une sortie pour le gaz expiré située concentriquement autour d'une partie du tuyau.
  • Par ailleurs, des modes de réalisation de l'invention peuvent comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
    • le tuyau est connecté au boîtier au niveau de l'orifice d'entrée via des moyens de liaison en matériau conducteur de la chaleur, par exemple métallique, et en ce que lesdits moyens de liaison sont situés à l'intérieur de la portion du déflecteur concentrique au tuyau,
    • l'orifice de sortie de gaz est situé sensiblement à proximité d'une extrémité supérieure du boîtier,
    • l'orifice d'entrée est situé sensiblement au niveau d'une première extrémité latérale médiane du boîtier,
    • le boîtier comporte une face arrière tournée vers l'utilisateur en position d'utilisation et une face avant disposée à l'opposé à la face avant et en ce que la seconde extrémité du déflecteur est légèrement cintrée vers le haut et l'arrière,
    • le dispositif comporte l'un au moins des organes parmi : un organe de contrôle du débit de gaz admis à l'orifice de sortie et un organe de contrôle de l'effort nécessaire à l'ouverture du clapet de détente, et en ce qu'au moins un élément de commande actionnable manuellement fait saillie au niveau d'une seconde extrémité latérale du boîtier, ledit élément de commande étant apte à commander l'un ou les organes de contrôle, et en ce que la seconde extrémité du déflecteur fait saillie à partir d'une première extrémité latérale du boîtier située de façon opposée à élément de commande.
    • la seconde extrémité du déflecteur comporte une ouverture unique située selon l'axe longitudinal du déflecteur tubulaire, l'ouverture ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la portion tubulaire.
  • D'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux figures dans lesquelles :
    • la figure 1 représente une vue en perspective d'un exemple de réalisation d'un dispositif de détente pour l'alimentation en gaz respiratoire d'un plongeur selon l'invention,
    • la figure 2 représente une vue schématique et simplifiée du dispositif de la figure 1 illustrant sa structure et son fonctionnement,
    • la figure 3 représente une vue de côté schématique du dispositif selon la direction C de la figure 2.
  • En se référant aux figures 1 à 3, le dispositif d'alimentation en gaz respirable comprend un boîtier 1 pourvu d'un orifice d'entrée 21 pour le gaz d'alimentation sous pression. Le gaz d'alimentation est acheminé, par exemple, à partir d'une bouteille sous pression via tuyau 6 dont l'extrémité est munie d'un système 7 de connexion, par exemple métallique, venant par exemple se visser dans le boîtier 1 et plus particulièrement au mécanisme de détente du gaz provenant de la bouteille.
  • Comme représenté, l'orifice d'entrée 21 peut être situé au niveau d'une première extrémité latérale et médiane du boîtier 1.
  • Le boîtier 1 comporte également un orifice de sortie 2 du gaz destiné à être relié à l'appareil respiratoire du plongeur via un embout buccal 8. L'orifice 2 de sortie de gaz est situé de préférence dans la partie supérieure du boîtier 1 et à proximité de la face arrière dudit boîtier (face tournée vers l'utilisateur en configuration d'utilisation).
  • Entre l'orifice d'entrée 21 et l'orifice de sortie 2, le dispositif comporte un système à clapet de détente 3 connu en soi et schématisé par soucis de simplification par un corps cylindrique horizontal. Un exemple non limitatif de système à clapet de détente connu est décrit dans le document EP 0 512 887 . Bien entendu, tout autre mécanisme de détente équivalent peut être envisagé.
  • Le système à clapet de détente 3 peut comporter un organe de contrôle (non représenté) du débit de gaz admis à l'orifice de sortie et/ou un organe de contrôle (également non représenté) de l'effort nécessaire à l'ouverture du clapet de détente. Le ou les organes de contrôle (débit et/ou effort d'ouverture) peuvent être commandés par un ou plusieurs éléments 9 de commande actionnable manuellement. Par exemple, un tel élément de commande 9 comprenant une molette rotative peut faire saillie latéralement sur un côté du boîtier 1.
  • Le boîtier 1 comprend en outre un orifice d'expiration muni d'une soupape 4 d'expiration pour permettre l'évacuation des gaz d'expiration vers l'extérieur.
  • L'orifice d'expiration muni de la soupape 4 d'expiration est situé de préférence sensiblement à proximité d'une extrémité inférieure du boîtier 1, du côté arrière (vers l'utilisateur).
  • Le dispositif comporte également un déflecteur 5 guidant le gaz expiré entre une première extrémité reliée à la soupape d'expiration 4 et une seconde extrémité 15 située dans une zone déterminée extérieure au boîtier 1. Le déflecteur 5 peut être monobloc avec le boîtier 1 ou rapporté sur ce dernier.
  • Le déflecteur 5 s'étend sous une forme générale tubulaire depuis la soupape 4 d'expiration jusqu'à l'extrémité du tuyau 6 d'amenée de gaz respirable. Ainsi, juste après la soupape 4 d'expiration, le déflecteur 5 peut comporter une portion amont 115 située à l'arrière du boîtier 1 (côté utilisateur). Selon une caractéristique avantageuse, le déflecteur 5 déflecteur s'étend ensuite concentriquement autour du tuyau 6, l'élément de liaison 7 du tuyau au boîtier 1 étant situé à l'intérieur dudit déflecteur 5 tubulaire.
  • Par exemple, le déflecteur 5 tubulaire a un diamètre compris entre 3 et 5 cm, et notamment au niveau de son extrémité ouverte. De préférence également, la seconde extrémité 15 du déflecteur 5 est située à une distance de l'axe du boîtier 1 comprise entre 6 et 10 cm.
  • De même, l'extrémité terminale du déflecteur 5 peut être légèrement cintrée vers le haut (par rapport à l'utilisateur) et l'arrière (vers l'utilisateur).
  • Le trajet du gaz expiré a été symbolisé par une flèche G à la figure 2. Le gaz expiré entre dans le boîtier 1 en partie supérieure par l'orifice 2 de sortie puis chemine autour du mécanisme 3 à clapet de détente avant de ressortir du boîtier 1 par la soupape 4 d'expiration inférieure. Après le passage de la soupape 4 d'expiration, le gaz est guidé dans le déflecteur 5 et en sort par l'orifice 15 unique d'extrémité 15. De préférence, le trajet de gaz est sensiblement rectiligne dans le déflecteur 5 (légèrement cintré). Le déflecteur 5 guide le gaz sur une distance plus grande que les systèmes connus.
  • La demanderesse a constaté que le dispositif selon l'invention, tout en étant de structure simple et peu volumineuse, permet un meilleur dégagement des bulles du champ de vision du plongeur que dans les systèmes de l'art antérieur.
  • Par ailleurs, le dispositif selon l'invention assure une meilleure circulation de gaz expirés entre l'orifice de sortie 2 et l'environnement extérieur (moins de turbulence et de pertes de charge).
  • Enfin, le flux de gaz expiré est guidé pour échanger thermiquement avec le mécanisme de détente et la partie métallique 7 de montage du tuyau 6. Le gaz expiré, qui provient des bronches du plongeur est relativement chaud et de ce fait réchauffe le corps du mécanisme 3 de la soupape à la demande et également le raccord 7 du tuyau 6. La soupape à la demande a en effet tendance à se refroidir pendant la phase d'inspiration due à la détente du gaz. Ce chemin de gaz selon l'invention favorise une meilleure évacuation des frigories produites pendant la détente du gaz durant la phase d'inspiration.

Claims (7)

  1. Dispositif de détente pour l'alimentation en gaz respirable, d'un plongeur, comprenant un boîtier (1) incorporant, entre un orifice d'entrée (21) pour le gaz d'alimentation et un orifice de sortie (2) du gaz en vue de sa respiration, une mécanisme (3) à clapet de détente, le boîtier (1) comprenant en outre un orifice d'expiration muni d'une soupape (4) d'expiration pour permettre l'évacuation des gaz d'expiration vers l'extérieur, le dispositif comprenant un déflecteur (5) guidant le gaz expiré entre une première extrémité reliée à la soupape d'expiration (4) et une seconde extrémité (15) située dans une zone déterminée extérieure au boîtier (1), le gaz étant acheminé à l'orifice d'entrée (21) via un tuyau (6) connectable à une source de gaz sous pression caractérisé en ce que l'orifice d'expiration muni d'une soupape (4) est situé sensiblement à proximité d'une extrémité inférieure du boîtier (1) et en ce que le déflecteur (5) a une forme générale tubulaire, la seconde extrémité (15) du déflecteur (5) étant ouverte et formant une sortie pour le gaz expiré située concentriquement autour d'une partie du tuyau (6).
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le tuyau (6) est connecté au boîtier (1) au niveau de l'orifice d'entrée (21) via des moyens de liaison (7) en matériau conducteur de la chaleur, par exemple métallique, et en ce que lesdits moyens de liaison (7) sont situés à l'intérieur de la portion du déflecteur concentrique au tuyau (6).
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'orifice (2) de sortie de gaz est situé sensiblement à proximité d'une extrémité supérieure du boîtier (1).
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'orifice d'entrée (21) est situé sensiblement au niveau d'une première extrémité latérale médiane du boîtier (1).
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le boîtier (1) comporte une face arrière tournée vers l'utilisateur en position d'utilisation et une face avant disposée à l'opposé à la face avant et en ce que la seconde extrémité du déflecteur (5) est légèrement cintrée vers le haut et l'arrière.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif comporte l'un au moins des organes parmi : un organe de contrôle du débit de gaz admis à l'orifice de sortie et un organe de contrôle de l'effort nécessaire à l'ouverture du clapet de détente, et en ce qu'au moins un élément (9) de commande actionnable manuellement fait saillie au niveau d'une seconde extrémité latérale du boîtier (1), ledit élément (9) de commande étant apte à commander l'un ou les organes de contrôle, et en ce que la seconde extrémité (15) du déflecteur (5) fait saillie à partir d'une première extrémité latérale du boîtier (1) située de façon opposée à élément (9) de commande.
  7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la seconde extrémité (15) du déflecteur (5) comporte une ouverture unique située selon l'axe longitudinal du déflecteur (5) tubulaire, l'ouverture ayant un diamètre sensiblement égal au diamètre intérieur de la portion tubulaire.
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