FR2611344A1 - Appareil respiratoire a circuit ferme - Google Patents

Abstract

L'APPAREIL EST MONTE SUR UN CHASSIS DORSAL 14 ET EST ADAPTE POUR ETRE RELIE A UN MASQUE FACIAL 12; IL COMPREND DES PASSAGES D'EXHALATION 18 ET D'INHALATION 20, UNE SOURCE DE GAZ RESPIRATOIRE 50 QUI EST FOURNI A L'APPAREIL A UN DEBIT VOLUMETRIQUE CONSTANT, UN FILTRE A GAZ CARBONIQUE 30 ET UNE POMPE A EJECTEUR 40 QUI EST ENTRAINEE PAR LA SOURCE DE GAZ RESPIRATOIRE SOUS PRESSION ET QUI ETABLIT LEDIT DEBIT RELATIVEMENT CONSTANT; L'APPAREIL COMPORTE EN OUTRE UN ACCUMULATEUR DE GAZ D'INHALATION 46 QUI EST EN COMMUNICATION AVEC LE PASSAGE D'INHALATION 20; UN ACCUMULATEUR DE GAZ D'EXHALATION 42 EST PLACE EN AMONT DU FILTRE A GAZ CARBONIQUE ET EST EN COMMUNICATION AVEC LE PASSAGE D'EXHALATION 18; LES ACCUMULATEURS DE GAZ D'EXHALATION ET D'INHALATION COMMUNIQUENT ENTRE EUX DE TELLE SORTE QUE TOUS LES GAZ SE TROUVANT DANS LE CIRCUIT SOIENT MAINTENUS A LA MEME PRESSION; IL EST EGALEMENT PREVU UN DISPOSITIF D'AVERTISSEMENT 78, 80.

Description

La présente invention se rapporte d'une façon générale à un appareil

respiratoire à circuit fermé pouvant être porté par une seule personne, par exemple dans des atmosphères irrespirables, et elle a trait plus particulièrement à un appareil respiratoire à circuit fermé comprenant un circuit fermé de passage de gaz dans lequel tous les gaz se trouvant à l'intérieur du circuit sont maintenus à la même pression, le circuit comportant des passages d'inhalation et d'exhalation aboutissant à

et partant d'un masque facial, respectivement, un accumula-

teur de gaz d'exhalation, un filtre à gaz carbonique, un contre-poumon ou accumulateur de gaz d'inhalation et une pompe associée à une source de gaz de complément et capable de refouler les gaz expirés au travers du filtre à

gaz carbonique à un débit vdumétrique relativement constant.

Des appareils respiratoires à circuits fermés qui sont adaptés pour être portés sur le dos ( ou la poitrine) de l'utilisateur sont bien connus dans l'art antérieur et des exemples typiques sont décrits dans les

brevets US 3 863 629, 4 567 889 et le brevet U.K.992 428.

Ces appareils peuvent typiquement être portés par des personnes luttant contre des incendies, bien qu'ils aient de nombreuses autres applications. Dans un appareil à circuit fermé, l'utilisateur recycle son gaz d'exhalation après que le gaz carbonique a été enlevé et que l'oxygène consommé par l'utilisateur a été complété. En conséquence, dans les appareils de l'art antérieur précités, il existe un circuit fermé de circulation de gaz comprenant un absorbeur ou filtre pour gaz carbonique et un masque facial qui est relié au filtre à C02 par des tubes ou passages d'inhalation et d'exhalation, ces tubes étant pourvus de valves d'arrêt appropriées. Egalement une particularité de l'art antérieur précité consiste à prévoir une source de gaz respiratoires de complément, typiquement de l'oxygène pur, ainsi qu'un contre-poumon ou l'équivalent se présentant sous la forme d'une enveloppe de respiration

dans lequel des gaz épurés sont stockés avant une inhala-

tion de telle sorte que le porteur de l'appareil dispose typiquement d'une quantité suffisante de gaz épuré pour

toutes les inhalations, et également les plus fortes.

Du fait que les joints d'un masque facial ont parfois des fuites, il est fréquemment souhaitable de prévoir un système à pression positive de telle sorte que, lorsqu'il se produit une fuite autour du joint du masque facial, des gaz irrespirables ne soient pas inhalés. Ce problème est typiquement résolu en créant une pression positive dans le contre-poumon, comme décrit dans le

brevet US 4 567 889.

Bien que les appareils précités fonctionnent

apparemment d'une manière satisfaisante pour les applica-

tions envisagées, ces appareils exigent que le porteur exerce des forces d'inhalation et d'exhalation qui sont supérieures à celles qu'il aurait normalement à exercer à l'air libre. Bien qu'une telle augmentation des forces respiratoires ne puisse pas être totalement éliminée, il est souhaitable de réduire au minimum et autant que possible l'augmentation d'effort. En conséquence, en disposant un contre-poumon sur le côté d'aval du filtre à gaz carbonique, l'effort d'inhalation est typiquement réduit à un niveau acceptable par le fait qu'un volume

suffisant de gaz respirables sont contenus dans le contre-

poumon. Cependant, si cela n'est pas le cas et s'il est alors nécessaire de faire passer les gaz respiratoires

en train d'être traités au travers du filtre à gaz carbo-

nique, l'effort d'inhalation augmente sensiblement. Pour réduire la résistance opposée lors de l'exhalation, il a

été proposé d'utiliser une pompe à éjecteur afin de facili-

ter la respiration de l'utilisateur par pompage de gaz

exhalé au travers du filtre à un débit volumétrique rela-

tivement constant et cette particularité de conception est également décrite dans US 4 567 889. Cependant, à des débits d'exhalation supérieurs au débit de la pompe, il se produit encore une augmentation de la résistance à la respiration jusqu'à la limite établie par une valve de

sécurité aux surpressions.

US 3 815 592 décrit des enveloppes de respiration qui sont placées de part et-Bd'autre d'un absorbeur de gaz carbonique et d'une source d'oxygène. Dans cet appareil, la pression régnant dans le côté d'exhalation du circuit

est supérieure à la pression régnant dans le côté d'inha-

lation, ce qui se traduit par un plus grand effort d'exhalation à tous moments. En outre, si l'accumulateur d'inhalation ne peut pas fournir tout le gaz nécessaire

pendant une inhalation, il se produit alors une augmenta-

tion sensible de l'effort d'inhalation.

US 2 106 393 décrit un appareil respiratoire à échappement d'urgence comportant une enveloppe de

respiration par inhalation-exhalation de type courant.

Bien que cette forme de dispositif donne lieu à une faible résistance à la respiration, il accumule une quantité

excessive de gaz carbonique.

Un objet principal de la présente invention est de créer un appareil respiratoire à circuit fermé donnant lieu à une faible résistance à la respiration en inhalation et en exhalation dans toutes les conditions d'utilisation

et donnant lieu également à un pourcentage de gaz carboni-

que relativement faible dans l'air d'inhalation.

Un autre objet de la présente invention est de créer un appareil respiratoire à circuit fermé sous

pression donnant lieu à une faible résistance à la respi-

ration dans toutes les conditions d'utilisation.

Encore un autre objet de la présente inventin est de créer un appareil respiratoire à circuit fermé sous pression dans lequel tous les gaz du système sont maintenus

à la même pression.

Encore un autre objet de la présente invention est de créer un appareil respiratoire à circuit fermé

présentant une grande fiabilité due à une redondance.

Encore un autre objet de la présente invention est de créer un appareil respiratoire à circuit fermé comportant un circuit de redondance et un dispositif d'avertissement qui indique à l'utilisateur quand il est

souhaitable de commuter sur le circuit de redondance.

Encore un autre objet de la présente invention est de créer un appareil du type défini ci-dessus, dans lequel une pompe à éjecteur est utilisée pour assister la respiration de l'utilisateur par pompage du gaz exhalé

au travers du filtre.

Les objets définis ci-dessus ainsi que d'autres objets et avantages de cette invention sont réalisés par création d'un appareil respiratoire à circuit fermé, adapté pour être relié à un masque facial par des conduits appropriés d'inhalation et d'exhalation qui sont pourvus de valves d'arrêt appropriées, l'appareil respiratoire à circuit fermé comprenant des passages d'exhalation et d'inhalation, une source de gaz respiratoire qui est déchargé dans l'appareil respiratoire à un débit constant, un filtre à gaz carbonique, une pompe à éjecteur entrainée par la source de gaz respiratoire pressurisé qui fait en sorte que le gaz respiratoire pressurisé et l'air exhalé soient propulsés au travers du filtre à gaz carbonique à un débit relativement constant, un contre-poumon ou accumulateur de gaz d'inhalation placé sur le côté d'aval du filtre à gaz carbonique et qui est en communication avec le passage d'inhalation, et un accumulateur de gaz d'exhalation placé sur le côté d'amont du filtre à gaz carbonique et qui est en communication avec le passage d'exhalation, l'accumulateur de gaz d'exhalation et le contre-poumon étant en communication fluidique l'un avec l'autre de telle sorte que, à des vitesses de cycles de respiration extrêmement élevées, du gaz exhalé puisse s'écouler directement dans le contre-poumon alors que, à des vitesses de respiration extrêmement faibles, des gaz

épurés puissent s'écouler du contre-poumon vers l'accumu-

lateur de telle sorte que tous les gaz du système soient maintenus à la même pression. Additionnellement, une source redondante de gaz respiratoire, un filtre à gaz carbonique et une pompe à éjecteur sont disposés de telle sorte que, lorsque la première source de gaz respiratoire est

épuisée, ou bien lorsqu'il se produit une grande résistan-

ce à l'écoulement dans le premier circuit, l'opérateur puisse enclencher le fonctionnement de la seconde source d'oxygène. Additionnellement, un dispositif d'avertisse- ment qui augmente l'effort de respiration est prévu de telle sorte que l'opérateur puisse savoir lorsqu'il est

temps de passer sur le circuit redondant.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven-

tion seront mis en évidence dans la suite de la descrip-

tion, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique illustrant une

première réalisation de cette invention.

La figure 2 est une illustration d'une réalisation préférée de cette invention, les différentes parties étant

représentées au début d'une exhalation.

La figure 3 est une vue représentant une valve d'alarme

qui est actionnée par pression.

En référence d'abord à la figure 1, l'appareil respiratoire à circuit fermé conforme à cette invention, pouvant être porté par une seule personne, est désigné dans son ensemble par la référence numérique 10. Cet appareil comprend un masque facial 12, qui peut être de toute construction appropriée, ainsi qu'un châssis arrière et un carter 14 qui supportent un ensemble à circuit de circulation de gaz désigné par 16. L'ensemble à circuit de circulation de gaz comprend un passage d'exhalation 18 et un passage d'inhalation 20. Ces passages sont

pourvus d'orifices appropriés d'exhalation 22 et d'inhala-

tion 24 qui peuvent respectivement être reliés à des conduits appropriés d'inhalation 26 et d'exhalation 28 au

moyen de raccords appropriés d'exhalation 30 et d'inhala-

tion 32. Les conduits 26 et 28 peuvent être considérés comme faisant partie des passages 18 et 20 sous l'angle fonctionnel et les passages sont pourvus de valves d'arrêt appropriées pour l'exhalation 34 et l'inhalation 36

Ces valves d'arrêt sont de préférence disposées aux extré-

mités des conduits 26, 28 qui sont adjacentes au masque 12. Ces valves d'arrêt fonctionnent. d'une manière bien connue dans l'art antérieur et en conséquence, lorsque le porteur du masque facial 12 effectue une exhalation,

la valve d'arrêt pour exhalation 34 est amenée en posi-

tion d'ouverture tandis que la valve d'arrêt pour inhala-

tion 36 est amenée en position de fermeture. De façon analogue, lorsque le porteur du masque 12 effectue une inhalation, la valve d'arrêt pour inhalation 36 est amenée en position d'ouverture et la valve d'arrêt pour

exhalation 34 est amenée en position de fermeture.

L'ensemble à circuit de circulation de gaz 16 comporte, en addition aux passages 18 et 20, un absorbeur ou filtre de gaz carbonique 38 et une pompe 40, reliée à l'absorbeur de gaz carbonique et pouvant refouler des gaz exhalés au travers de l'absorbeur de gaz carbonique à un débit volumétrique relativement constant. Le filtre à gaz carbonique peut être un récipient contenant de la chaux sodée. Dans la réalisation de la figure 1, la pompe 40 est disposée en aval du filtre à gaz carbonique. L'ensemble à circuit de circulation de gaz 16 comprend additionnellement

un accumulateur de gaz d'exhalation 42, qui est en commu-

nication fluidique avec le passage de gaz d'exhalation 18 au moyen d'un circuit de dérivation 44, et un accumulateur de gaz d'inhalation 46, qui est en communication fluidique

avec le passage de gaz d'inhalation 20 au moyen d'un autre.

circuit de dérivation 48. L'ensemble à circuit de circula-

tion de gaz 16 est relié à une source d'oxygène de com-

plément, qui peut être une bouteille d'oxygène comprimé mais qui est de préférence une bougie à chlorate 50. La pompe 40 est du type appelé dans l'art antérieur une pompe à éjecteur, qui comporte un venturi 52. Le gaz

provenant de la bougie à chlorate est déchargé par l'inter-

médiaire d'un orifice 54 formant un, jet à une vitesse relativement constante et il fait en sorte que du gaz se trouvant dans le passage 56 soit entraîné avec l'oxygène déchargé par l'intermédiaire de l'orifice et

soit refoulé au travers du venturi à une vitesse relati-

vement grande. Lorsque le gaz se trouvant dans le passage 56 dans une zone adjacente au venturi est sDumis à une pression inférieure à celle du gaz se trouvant dans le passage de gaz d'exhalation 18 ( qui se trouve à la même

pression que le gaz situé dans le passage de gaz d'inhala-

tion 20), le gaz d'exhalation se trouvant dans le passage

18 est refoulé au travers du filtre 38 à un débit rela-

tivement constant qui est proportionnel au débit de décharge de la bougie à chlorate 50. Les parties sont dimensionnées de manière à obtenir au travers du filtre 38 un débit volumétrique désiré qui est compris entre

environ 40 et 50 litres par minute.

L'accumulateur de gaz d'inhalation 46 est fréquem-

ment appelé dans l'art antérieur un contre-poumon et il comprend un soufflet 58 et une plaque 60. L'accumulateur

est sollicité élastiquement par un ressort 62 qui s'appli-

que contre la plaque 60 et qui pousse normalement l'accu-

mulateur en direction d'une position de vidage. Par solli-

citation élastique de l'accumulateur de gaz d'inhalation,

les gaz se trouvant dans la totalité du circuit de circu-

lation de gaz 16 et dans le masque 12 sont amenés à une pression supérieure à la pression ambiante en empêchant

ainsi la pénétration de gaz ambiants dans le système.

Lorsque l'accumulateur est amené dans une posi-

tion de remplissage, la tige 64 d'une valve de sûreté 66 entre en contact avec la plaque 60 en permettant une décharge de l'excès de gaz de l'accumulateur 46 dans l'atmosphère par l'intermédiaire du passage 68, de la

valve de sûreté 66, le gaz passant autour du ressort 62.

Le fonctionnement de l'appareil qui a été décrit en relation avec la figure 1 est le suivant: lorsque la bougie à chlorate 50 est en service et lorsque le porteur du masque 12 commence initialement à exhaler, les gaz exhalés sont refoulés au travers du conduit 26 dans les

passages de gaz d'exhalation 26, 18. Si le débit volumé-

trique d'exhalation est supérieur au débit volumétrique normal au travers du filtre 38, seulement la partie des gaz exhalés qui peut être reçue par le filtre passera au travers de ce filtre et le complément des gaz exhalés s'écoulera jusque dans l'accumulateur d'exhalation 42. L'accumulateur comprend un soufflet 70, une plaque 72 et respectivement des valves d'arrêt prévues à l'entrée 74 et à la sortie 76. L'accumulateur 42 se dilate pour des débits d'exhalation qui sont supérieurs à la normale bien que, en marche normale, il ne puisse pas atteindre sa condition de dilatation complète. Entre temps, pendant la période d'exhalation, le contre-poumon 46 se dilate également à mesure que l'oxygène de complément et les gaz d'exhalation pénètrent dans le système. Vers la fin de l'effort d'exhalation, dans des conditions normales de fonctionnement, le débit volumétrique des gaz exhalés diminuera pour devenir inférieur au débit volumétrique qui est pompé au travers du filtre 38 par la pompe 40 et en conséquence tous les gaz exhalés passeront dans le passage de gaz d'exhalation pour parvenir au filtre 38 et des gaz additionnels seront aspirés à partir de l'accumulateur de gaz d'exhalation 42 afin de maintenir constant le débit au travers du filtre. Au début d'un effort d'inhalation

du gaz est aspiré à partir de l'accumulateur de gaz d'inha-

lation 46, en même que du gaz en train d'être refoulé par

la pompe, ce qui diminue le volume de l'accumulateur 46.

Entre temps, des gaz d'exhalation additionnels, qui ont été stockés dans l'accumulateur de gaz d'exhalation, sont encore en train d'être traités par la pompe et le filtre 38. Pendant une inhalation et dans le cas o il n'existe pas dans l'accumulateur d'exhalation 42 une quantité suffisante de gaz pour être taités par le filtre 38 et la pompe 40, la valve de sûreté 74 s'ouvre pour satisfaire aux besoins de la pompe et pour maintenir une pression constante dans le système. Egalement dans le cas o l'accumulateur d'exhalation 42 est chargé jusqu'à sa capacité maximale, la valve de sûreté 76 s'ouvre en

déchargeant l'excès de gaz exhalés en direction de l'accu-

mulateur d'inhalation 46, afin de maintenir à nouveau constante la pression dans le système. De la même façon, si l'accumulateur d'exhalation devient complètement déchargé, la valve de sûreté 74 peut s'ouvrir. Par utilisation de l'ensemble des accumulateurs d'inhalation et d'exhalation qui sont en communication fludique l'un avec l'autre, les gaz exhalés peuvent être traités dans le filtre à un débit constant pendant le cycle respiratoire de l'utilisateur et en outre, tous les gaz se trouvant à l'intérieur du système ( à l'exception des gaz se trouvant au voisinage immédiat de la pompe) peuvent être maintenus à la même pression, ce qui réduit

ainsi au minimum les efforts à l'inhalation et à l'exhala-

tion. Grâce à ces particularités, la pompe n'a pas ainsi à tenir compte de crêtes à l'exhalation, ce qui permet d'utiliser une pompe plus petite ayant un débit de pompage

plus petit que ce qui serait nécessaire si un tel accumu-

lateur de gaz d'exhalation n'était pas prévu. En outre, du fait que la pompe à éjecteur 40 pompe du gaz à un débit constant qui est inférieur aux débits respiratoires de

crête, il est possible d'utiliser un filtre à gaz carbo-

nique qui soit plus petit et plus efficace.

Quelques remarques peuvent être faites en ce qui

concerne le fonctionnement de l'appareil respiratoire.

A des niveaux d'activité jusqu'à une capacité de travail modérément forte ( une capacité de travail correspondant à une ventilation de 50 litres par minute), le système

est conçu de telle sorte qu'il n'y ait pas de gaz carboni-

que dans le gaz inhalé ( cela étant mesuré dans le conduit d'inhalation 28 avant un mélange dans le masque). A des capacités de travail plus fortes, qui peuvent être rencontrées pendant de courtes périodes de temps, un certain pourcentage de gaz carbonique sera détecté dans le gaz inhalé. Le gaz carbonique peut être détecté à de tels moments du fait qu'une partie du gaz exhalé contourne le filtre par l'intermédiaire de la valve de sûreté 74 o lorsque les débits de respiration de l'utilisateur dépassent le débit de pompage de l'éjecteur. La quantité de gaz qui est dérivée est maintenue suffisamment faible pour maintenir le pourcentage de gaz carbonique dans le gaz inhalé dans des limites physiologiquement acceptables. Par exemple, pendant un contrôle d'un système conforme à cette invention à des niveaux correspondant à une capacité de travail très forte ( une ventilation de 90 litres par minute), le gaz carbonique se trouvant dans le gaz

inhalé a été maintenu à une valeur non supérieure à 3 %.

Lorsqu'on a affaire à des capacités de travail très fortes, il est classique pour de nombreux appareils à circuits fermés, de détecter le gaz carbonique dans le gaz d'inhalation. Le gaz carbonique est le résultat d'une réaction se produisant dans le récipient à chaux sodée lorsqu'un certain pourcentage du gaz exhalé traverse ce récipient sans être épuré de son gaz carbonique. Dans le système conforme à l'invention, le gaz carbonique ne résulte pas d'une dissociation de la chaux sodée se

trouvant dans le récipient correspondant mais d'un contour-

nement d'une partie du gaz autour de ce récipient lorsque le débit de respiration de l'utilisateur dépasse le débit de pompage de l'éjecteur. Grâce à l'effet d'assistance exercé par la pompe à éjecteur et par les accumulateurs de gaz d'exhalation et d'inhalation, les efforts exercés à l'inhalation et à l'exhalation restent uniformément

faibles même pour des débits respiratoires très élevés.

On s'est rendu compte avec les appareils respira-

toires à circuits fermés qu'il était souhaitable de dispo-

ser d'une alarme au cas o la source de complément en oxygène ferait défaut. L'appareil conforme à l'invention comporte également un tel dispositif d'alarme qui comprend une valve se présentant sous la forme d'un diaphragme 78 qui est normalement poussé en direction d'un siège 80 par un ressort 82. Dans la conception représentée sur la figure

1, le dispositif à valve d'alarme est disposé à l'inté-

rieur du circuit de dérivation 44 et il fait en sorte que

le porteur du masque 12 ressente une plus grande résis-

tance à l'exhalation lorsque le diaphragme entre en contact avec le siège de valve 78. Cependant le diaphragme est normalement main-tenu espacé du siège 80 au moyen d'un conduit à basse pression 84 qui est relié au venturi 52. En conséquence, en marche normale, le diaphragme 78 n'est pas en contact avec le siège 80. Cependant, dans le cas o la bougie à chlorate 50 est épuisée ou bien dans le cas o le venturi 52 ou le filtre 38 sont obstrués, il ne se produit plus de dépression dans le venturi 52 et dans le conduit 84. Cela permet au ressort 82 de pousser le diaphragme 98 contre le siège 80, en produisant ainsi une augmentation de la résistance à la respiration. Dans le cas o le venturi est obstrué, un passage de dérivation

86 est prévu pour assurer une marche continue du système.

Comme on peut le voir sur la figure 1, quand la valve

d'alarme 78, 80 est fermée, elle empêche des gaz d'exhala-

tion d'être à nouveau respirés, excepté pour des gaz

qui ont franchi le filtre.

- La forme préférée de cette invention est repré-

sentée sur la figure 2. Cette forme de l'invention corres-

pond à de nombreux aspects à la première forme et d'une

façon générale on a utilisé les mêmes références numéri-

ques pour désigner des parties correspondantes. Les princi-

pales différences entre ces deux conceptions, qui vont être décrites de façon plus détaillée dans la suite, sont: 1) une forme sensiblement différente d'accumulateur de gaz d'exhalation est utilisée, comme indiqué par la référence numérique 142; 2) l'accumulateur de gaz d'exhalation est disposé en dessous, au lieu d'au-dessus, de l'accumulateur

de gaz d'inhalation; 3) il est prévu un système surabon-

dant de complément en air, un filtre à gaz carbonique, une

pompe et une valve d'alarme; 4) le filtre à gaz carboni-

que est disposé en aval de la pompe; 5) la valve d'alarme est disposée dans une position différente; et 6) des chambres stabilisatrices 148 et 156 sont utilisées. Ces différences vont maintenant être expliquées de façon plus détaillée. Dans la forme de l'invention représentée sur la figure 2, l'accumulateur de gaz d'exhalation et les valves de dérivation 74 et 76 ont été remplacés par un ensemble

tubulaire d'accumulation 142. Dans la réalisation représen-

tée, deux tubes concentriques sont utilisés, le plus petit tube accumulateur 143 étant disposé à l'intérieur d'un plus grand tube accumulateur 145. Comme indiqué par les flèches 14?, des gaz exhalés s'écoulent d'abord vers le bas dans le gros tube 145 puis vers le haut dans le petit

tube 143. En conséquence le tube 145 est ouvert à une.

extrémité pour l'introduction des gaz exhalés et le tube 143 est ouvert à l'autre extrémité pour la sortie des gaz

en direction de l'accumulateur des gaz d'inhalation 46.

En conséquence, lorsque du gaz d'exhalation remplit

l'accumulateur, du gaz frais est introduit dans l'accumula-

teur de gaz d'exhalation ( contre-poumon). Les formes et les diamètres des tubes 143 et 145 sont tels qu'ils ne soient pas suffisamment petits pour opposer une résistance excessive à un écoulement ni trop grands pour produire un mélange et une diffusion importants du gaz exhalé avec le gaz filtré qui s'écoule vers le bas dans le tube 143 à partir de l'accumulateur de gaz d'inhalation 46. Cette forme d'accumulateur de gaz d'exhalation présente, par comparaison à la conception représentée sur la figure 1, l'avantage d'être plus simple et de comporter moins de pièces. Egalement, du fait qu'il n'est pas prévu de valves d'arrêt comparables aux valves d'arrêt 74, 76, on obtient une pluirs grande assurance que tous les gaz du système ( à l'exception des gaz se trouvant au voisinage immédiat

de la pompe 40) soient maintenus à la même pression.

Cependant la forme représentée sur la figure 1 présente l'avantage de réduire au minimum le v&.ame du réservoir du

fait qu'il est logé à l'intérieur du carter 88 du contre-

poumon. Dans la conception de la figure 2, l'accumulateur

de gaz d'exhalation est disposé en dessous de l'accumula-

teur de gaz d'inhalation. Cela permet de placer une valve 149 à la base de l'accumulateur de gaz d'exhalation 142 afin d'évacuer la condensation hors du système. La valve de sûreté 66 est maintenant disposée au-dessus de la plaque de l'accumulateur de gaz d'inhalation 46 et un passage de gaz 168 relie le passage de gaz d'exhalation 18 à la valve de sûreté en permettant la décharge de gaz à partir du passage de gaz d'exhalation 18 lorsque la chambre à gaz d'inhalation 46 devient pleine. Cela se produit même lorsque le porteur de l'appareil n'est pas en train d'exhaler. En conséquence, de l'air est refoulé vers le bas dans le tube 143, vers le haut dans le tube 145 puis, par écoulement en sens inverse au travers de la chambre stabilisatrice 156, en direction du passage de gaz d'exhalation 18. En conséquence, par une décharge à partir du passage de gaz d'exhalation, moins de C02 doit être

éliminé du système par filtrage.

La conception de la figure 2 utilise deux bougies à chlorate 50L, 50R, et également deux cartouches de filtrage de gaz carbonique 38L, 38R. En prévoyant des

cartouches en double, le système possède une grande fiabi-

lité due à une redondance. En addition aux deux cartouches

, 38, il est également souhaitable,pour une simplifica-

tion de conception, d'utiliser deux pompes 40L, 40R et deux valves d'alarme 78L, 78R. En service, une des deux bougies, par exemple 501, sera d'abord allumée. La bougie est typiquement conçue pour une durée de service d'une demi-heure et la cartouche de filtrage de gaz carbonique

associée aura également une durée de service comparable.

Lorsque la bougie SOL est épuisée, la valve d'alarme 78L,

SOL se ferme en avertissant l'utilisateur qu'il est mainte-

nant temps de commuter sur l'unité redondante 50R, 38R

et à ce moment cet utilisateur doit allumer la bougie 5OR.

Selon le choix du porteur de l'appareil, celui-ci peut alors remplacer le premier ensemble de cartouches 38L, 50L par fermeture des valves associées 101, 103 et 105 au moyen du dispositif de manoeuvre de valves 107. Les valves peuvent être actionnées de toute manière appropriée, comme

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par exemple une valve du type à raccordement de flexible

qui est' fermée excepté lorsqu'elle est raccordée. En disposant l.a cartouche de filtrage de gaz carbonique en aval de la

bougie 50, comme indiqué sur la figure 2, on se rend compte que la pression de gaz asso- ciée aux valves 100, 103 et 105 n'est à aucun moment inférieure à la pression atmosphérique, car autrement cela

permettrait l'introduction de gaz nocifs.

En disposant les valves d'alarme 78L, 78R et 80L, 80R dans une chambre stabilisatrice supérieure 148 ( qui remplace le circuit de dérivation 48), le porteur du masque se rendra compte d'une défaillance du système par une augmentation de l'effort à l'inhalation. Il est judicieux que le porteur du masque soit plus susceptible de réagir à

une augmentation de l'effort d'inhalation qu'à une augmen-

tation de l'effort d'exhalation. Comme on peut le voir sur la figure 2, quand la valve d'alarme 78, 80 est fermée, elle empêche une nouvelle respiration de gaz d'exhalation,

excepté pour des gaz qui ont passé au travers du filtre.

Par utilisation d'une chambre stabilisatrice 156,

le montage de plomberie est simplifié.

Bien qu'il soit nécessaire de maintenir les valves d'alarme représentées sur les figures 1 et 2 dans leur position d'ouverture au moyen d'un conduit de basse

pression 84, on peut remarquer que, dans certaines circons-

tances, il peut être souhaitable de faire en sorte que la

valve soit actionnée par la pression provenant du généra-

teur d'oxygène 50. Une telle conception est illustrée sur la figure 3 o le conduit de pression 171 est relié à la décharge du générateur d'oxygène d'une manière classique, la pression s'exerçant contre une extrémité d'un soufflet 173 pour pousser la tige de valve 175 vers le haut, en considérant la figure. La valve 177 s'appuie contre le resDrt 179 et, dans le cas o la pression régnant dans la chambre 181 autour du soufflet 173 est perdue, ce ressort 179 pousse la valve 177 vers le bas jusqu'à ce qu'elle entre en contact avec le siège de valve 183. Bien que la conception de valve de la figure 3 fonctionne d'une manière satisfaisante dans l'ensemble, typiquement le système à valve représenté sur la figure 2 serait préférable du fait qu'il réagit non seulement à une perte de la pression d'oxygène mais à une obstruction du venturi 52 et du

filtre 38.

Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation cidessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du

cadre de l'invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1. Appareil respiratoire à circuit fermé (10) portable par une seule personne et opposant une faible résistance à la respiration dans toutes les conditions d'utilisation, caractérisé en ce qu'il comprend: - un circuit de circulation de gaz (16) comprenant un passage d'exhalation (18) , un absorbeur de gaz carbonique (38) et un passage d'inhalation (20) qui sont reliés

entre eux successivement de façon à permettre un écoule-

ment de gaz du passage d'exhalation au passage d'inhala-

tion par l'intermédiaire de l'absorbeur de gaz carboni-

que, une pompe (40) branchée dans le circuit avec l'absorbeur de gaz carbonique et capable de refouler des gaz exhalés au travers de l'absorbeur de gaz carbonique

à un débit volumétrique relativement constant, un accumu-

lateur de gaz d'exhalation (42, 142) en communication fluidique avec le passage d'exhalation et un accumulateur de gaz d'inhalation (46) en communication fluidique avec le passage d'inhalation, et également en communication fluidique avec l'accumulateur de gaz d'exhalation de manière à maintenir les gaz de système à la même pression de part et d'autre de l'absorbeur de gaz carbonique et à permettre un transfert de gaz depuis soit l'accumulateur

de gaz d'exhalation, soit l'accumulateur de gaz d'inhala-

tion jusqu'à l'autre accumulateur de gaz sans un mélange excessif de gaz d'inhalation et d'exhalation; et - une source d'oxygène de complément (50) reliée au circuit

de circulation de gaz.

2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un passage de dérivation (86) est disposé autour de la pompe pour assurer un fonctionnement continu du système

dans le cas o la pompe est obstruée.

3. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'accumulateur de gaz d'exhalation comprend des tubes (143, 145) en communication par une extrémité avec le

passage d'exhalation et en communication par l'autre extré-

mité avec l'accumulateur de gaz d'inhalation, les formes et diamètres des tubes étant tels qu'ils ne soient pas

trop petits pour opposer une résistance excessive à l'écou-

lement de gaz ni trop grands pour produire un mélange important et une diffusion du gaz exhalé avec le gaz filtré dans l'accumulateur de gaz d'inhalation.

4. Appareil selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits tubes comprennent un premier et un second

tube concentriques.

5. Appareil selon la revendication 1, car ctérisé en ce que l'accumulateur d'exhalation est placé dans une relation de juxtaposition par rapport à l'accumulateur de gaz d'inhalation et en ce que lesdits accumulateurs comprennent en outre des valves d'arrêt d'entrée et de sortie (74, 76) entre l'accumulateur de gaz d'exhalation

et l'accumulateur de gaz d'inhalation.

6. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pompe est une pompe à éjecteur actionnée par la

source d'oxygène de complément.

7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pompe à éjecteur est disposée en amont dudit

absorbeur de gaz carbonique.

8. Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que la pompe à éjecteur est disposée en aval dudit

absorbeur de gaz carbonique.

9. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il est prévu des valves d'alarme (78, 80) capables d'augmenter la résistance à la respiration dans le cas o la pompe, l'absorbeur de gaz carbonique ou la source

d'oxygène de complément deviennent déficients.

10. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la pompe est une pompe à éjecteur comportant un venturi et la valve d'alarme est en communication fluidique

avec ledit venturi.

11. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valve d'alarme est disposée entre l'accumulateur de gaz d'inhalation et le passage d'inhalation et peut être

actionnée pour arrêter un écoulement de gaz entre l'accu-

mulateur de gaz d'inhalation et le passage d'inhalation afin de produire une augmentation de l'effort respiratoire à l'inspiration à chaque fois que la pompe, l'absorbeur de gaz carbonique ou la source d'oxygène de complément deviennent déficients.

12. Appareil selon la revendication 9, caractérisé en ce que la valve d'alarme est disposée entre le passage d'exhalation et l'accumulateur de gaz d'exhalation et est

capable de produire une augmentation de l'effort à l'expi-

ration à chaque fois que la pompe, l'absorbeur de gaz carbonique ou la source d'oxygène de complément deviennent déficients.

13. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source d'oxygène de complément est une bougie à

chlorate.

14. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il est prévu un absorbeur de gaz carbonique de secours et une source d'oxygène de complément de secours.

15. Appareil selon la revendication 14, caractérisé en outre en ce qu'il est prévu une seconde pompe de secours pouvant être entraînée par la source d'oxygène de complément de secours, ledit appareil comprenant en outre une seconde valve d'alarme de secours qui est associée

à ladite seconde pompe de secours.

16. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en outre en ce qu'il est prévu un carter, l'accumulateur de gaz d'exhalation et l'accumulateur de gaz d'inhalation

étant disposés à l'intérieur dudit carter.

17. Appareil selon la revendication 16, caractérisé

en ce que l'absorbeur de gaz carbonique et la source d'oxy-

gène de complément sont supportés à l'intérieur de cartou-

ches remplaçables qui, lorsqu'elles sont en service, sont

fixées sur ledit carter.

18. Appareil selon la revendication 17, caractérisé en ce que ledit carter est pourvu de valves branchées entre l'absorbeur de gaz carbonique et les côtés d'amont et d'aval dudit circuit de circulation de gaz, lesdites valves étant fermées quand l'absorbeur de gaz carbonique

n'est pas fixé sur-ledit carter.

19. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que des ressorts (62) sont prévus pour solliciter élas- tiquement l'accumulateur de gaz d'inhalation afin de mettre

en pression l'ensemble du circuit de circulation de gaz.

20. Appareil selon la revendication 1, caractérisé en

outre en ce qu'il est prévu une valve de sûreté (66) capa-

ble de purger l'excès de gaz de l'appareil à chaque fois que l'accumulateur de gaz' d'inhalation devient pratiquement rempli.