FR2825974A1

FR2825974A1 - Diving system comprises compressed gas reservoir comprising compartment made from casing with heads at each end connected by tie rods

Info

Publication number: FR2825974A1
Application number: FR0108066A
Authority: FR
Inventors: Claude Caillat; Manuel Roure
Original assignee: Salomon SAS
Current assignee: Salomon SAS
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2002-12-20
Anticipated expiration: 2021-06-14
Also published as: WO2002102657A1; FR2825974B1

Abstract

The diving system comprises a compressed gas reservoir (10) comprising at least one compartment made from a casing (14) open at one end. The reservoir comprises a head (18) which is fixed at the open end of the compartment casing to seal the reservoir. A second head (16) is arranged at the second end of the casing, the two heads being connected by a system of tie rods (20) so as to axially clamp the casing.

Description

SYSTEME DE PLONGEE COMPORTANT UN RESERVOIR PERFECTIONNE
L'invention se rapporte aux systèmes de plongée sous-marine. Elle concerne plus particulièrement un nouveau mode de construction d'un réservoir de gaz comprimé destiné à être utilisé par un plongeur sous-marin. DIVING SYSTEM COMPRISING AN IMPROVED TANK
The invention relates to scuba diving systems. It relates more particularly to a new method of building a compressed gas tank intended for use by an underwater diver.

Les systèmes de plongée traditionnels comportent un réservoir de gaz respirable qui est réalisé sous la forme d'une bouteille d'air comprimé dans laquelle l'air est stocké, par exemple sous une pression de l'ordre de 200 bars. Une bouteille de ce type est par exemple formée d'une enveloppe cylindrique tubulaire de révolution qui est refermée à une extrémité inférieure par un culot inférieur (par exemple hémisphérique), et à une extrémité supérieure par un culot supérieur muni d'un col ouvert. Le col est fileté pour permettre le branchement, sur l'extrémité supérieure de la bouteille, d'accessoires tels qu'un détendeur ou un manomètre. Traditional diving systems include a breathing gas tank which is produced in the form of a compressed air bottle in which the air is stored, for example under a pressure of the order of 200 bars. A bottle of this type is for example formed of a cylindrical tubular envelope of revolution which is closed at a lower end by a lower base (for example hemispherical), and at an upper end by an upper base provided with an open neck. The neck is threaded to allow the connection, on the upper end of the bottle, of accessories such as a pressure reducer or a pressure gauge.

La construction d'une telle bouteille est généralement effectuée par fluotournage ou thermoformage pour les bouteilles destinées à stocker de l'air sous haute pression. Pour les bouteilles remplies à plus faible pression (notamment pour une pression maximale inférieure à 100 bars), on peut aussi utiliser une construction de type mécano-soudée. The construction of such a bottle is generally carried out by flow forming or thermoforming for the bottles intended to store air under high pressure. For cylinders filled at lower pressure (in particular for a maximum pressure of less than 100 bars), it is also possible to use a construction of the mechanically welded type.

Le fait que ces bouteilles doivent résister à des pressions importantes conduit généralement à les réaliser en acier. On s'aperçoit d'ailleurs que la portion de la bouteille qui est mécaniquement la plus sollicitée par les forces de pression est l'enveloppe cylindrique, et que les contraintes mécaniques subies par l'enveloppe croissent de manière importante avec l'augmentation du diamètre de la bouteille. The fact that these bottles have to withstand high pressures generally leads to making them out of steel. We can also see that the portion of the bottle that is mechanically the most stressed by the pressure forces is the cylindrical envelope, and that the mechanical stresses undergone by the envelope increase significantly with the increase in diameter. from the bottle.

Le volume interne des bouteilles généralement utilisées est en principe de l'ordre de 10 à 20 litres. Il a déjà été proposé dans les documents US-4.062. 356 et US-5.660. 503 des systèmes de plongée dans lesquels le réservoir d'air est constitué de plusieurs compartiments dont chacun est formé d'une bouteille. Ces bouteilles sont des bouteilles individuelles de forme traditionnelle qui sont enserrées dans un caisson (étanche ou non) et qui sont reliées l'une à l'autre par des tuyauteries externes. The internal volume of the bottles generally used is in principle of the order of 10 to 20 liters. It has already been proposed in documents US-4,062. 356 and US-5,660. 503 diving systems in which the air tank consists of several compartments, each of which is formed by a bottle. These bottles are individual bottles of traditional shape which are enclosed in a box (waterproof or not) and which are connected to each other by external pipes.

En termes de coût, ces systèmes s'avèrent très onéreux car ils nécessitent de construire plusieurs bouteilles complètes identiques. Or le coût d'une telle bouteille dépend moins de sa taille que du soin qu'il est nécessaire d'accorder à sa construction. In terms of cost, these systems prove to be very expensive because they require the construction of several identical complete bottles. The cost of such a bottle depends less on its size than on the care it takes to build it.

L'invention a donc pour objet de proposer un système de plongée dans lequel le réservoir d'air comprimé présente une conception permettant à la fois d'en diminuer le coût et le poids. The object of the invention is therefore to propose a diving system in which the compressed air tank has a design making it possible both to reduce the cost and the weight.

Dans ce but, l'invention propose un système de plongée, du type comportant un réservoir de gaz comprimé, caractérisé en ce que le réservoir comporte au moins un compartiment constitué d'une enveloppe ouverte à au moins une extrémité, et en ce que le réservoir comporte au moins une culasse qui est fixée à l'extrémité ouverte de l'enveloppe du compartiment pour refermer le réservoir. To this end, the invention provides a diving system, of the type comprising a compressed gas tank, characterized in that the tank comprises at least one compartment consisting of a casing open at at least one end, and in that the tank has at least one cylinder head which is fixed to the open end of the compartment envelope to close the tank.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit ainsi qu'au vu des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un premier mode de réalisation d'un réservoir d'air comprimé pour un système conforme aux enseignements de l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe axiale du réservoir de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique de face d'un second mode de réalisation d'un réservoir selon l'invention ; et - la figure 4 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne IV-IV de la figure 3. Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading the detailed description which follows, as well as in the light of the appended drawings in which: - Figure 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of a compressed air tank for a system in accordance with the teachings of the invention; - Figure 2 is a schematic view in axial section of the tank of Figure 1; - Figure 3 is a schematic front view of a second embodiment of a tank according to the invention; and - Figure 4 is a schematic view in cross section along the line IV-IV of Figure 3.

L'invention est aussi bien destinée à des systèmes de plongée dans lesquels le réservoir est utilisé comme des bouteilles de plongée traditionnelles, c'est-à-dire que le réservoir est alors emporté par le plongeur sous l'eau, de préférence sous le dos, qu'à des systèmes de plongée de type narguilé dans lesquels le réservoir flotte à la surface de l'eau. Dans ce dernier cas, le plongeur est relié au réservoir par un long tuyau d'alimentation. The invention is also intended for diving systems in which the tank is used like traditional diving tanks, that is to say that the tank is then carried by the diver underwater, preferably under the back, than hookah type diving systems in which the tank floats on the surface of the water. In the latter case, the plunger is connected to the tank by a long supply pipe.

On a illustré sur les figures 1 et 2 un premier mode de réalisation de l'invention dans lequel un réservoir 10 comporte trois compartiments 12. Chaque compartiment est formé d'une enveloppe cylindrique tubulaire de révolution 14, les trois enveloppes 14 étant disposées parallèlement l'une à l'autre et étant enserrées axialement par deux culasses 16,18. Chaque culasse comporte ainsi des logements 19 de forme complémentaire de la forme des extrémités axiales des enveloppes 14 de manière que celles-ci y soient reçues de manière étanche. A first embodiment of the invention is illustrated in FIGS. 1 and 2 in which a reservoir 10 comprises three compartments 12. Each compartment is formed by a tubular cylindrical envelope of revolution 14, the three envelopes 14 being arranged in parallel l 'to one another and being clamped axially by two yokes 16,18. Each cylinder head thus comprises housings 19 of shape complementary to the shape of the axial ends of the envelopes 14 so that they are received there in a sealed manner.

Dans la suite de la description de ce premier mode de réalisation, les deux culasses seront désignées par les termes de culasse inférieure 16 et de culasse supérieure 18 en référence à l'orientation des dessins, sans que cela puisse être interprété comme une limitation de l'invention. In the following description of this first embodiment, the two cylinder heads will be designated by the terms lower cylinder head 16 and upper cylinder head 18 with reference to the orientation of the drawings, without this being able to be interpreted as a limitation of the 'invention.

Les culasses sont reliées axialement l'une à l'autre par des tirants, en l'occurrence des goujons 20, qui sont ici au nombre de deux mais dont le nombre pourrait être plus important. The cylinder heads are connected axially to one another by tie rods, in this case studs 20, which are two in number here but the number of which could be greater.

Comme on peut le voir sur les figures, les enveloppes 14 sont constituées de simples tubes ouverts axialement à leurs deux extrémités. Chaque compartiment 12 est donc refermé à ses extrémités par la culasse correspondante. As can be seen in the figures, the envelopes 14 consist of simple tubes open axially at their two ends. Each compartment 12 is therefore closed at its ends by the corresponding cylinder head.

Cependant, en variante, les enveloppes 14 pourront être construites avec une extrémité fermée, par exemple l'extrémité inférieure. Dans ce cas, on pourra conserver les deux culasses reliées par des tirants, la culasse inférieure n'ayant alors plus que la fonction de lien mécanique. Toutefois, on pourra alors préférer ne conserver que la culasse supérieure, les enveloppes étant fixées sur la culasse supérieure par des vis ou par un système de brides. However, as a variant, the envelopes 14 could be constructed with a closed end, for example the lower end. In this case, we can keep the two cylinder heads connected by tie rods, the lower cylinder head then having only the function of mechanical link. However, it may then be preferable to keep only the upper cylinder head, the envelopes being fixed to the upper cylinder head by screws or by a system of flanges.

En forme de tube, les enveloppes illustrées sur les figures sont particulièrement faciles à fabriquer, en métal, en matière plastique ou en matériaux composites. Elles pourront ainsi être construites par enroulement de filaments en fibres de verre, l'enroulement étant ensuite noyé dans une résine époxy. A volume total équivalent du réservoir, le fait de prévoir plusieurs In the form of a tube, the envelopes illustrated in the figures are particularly easy to manufacture, made of metal, plastic or composite materials. They can thus be constructed by winding glass fiber filaments, the winding then being embedded in an epoxy resin. For an equivalent total volume of the tank, the fact of providing several

compartiments indépendants permet de réduire le diamètre de chaque compartiment 12. Or, grâce à cette réduction de diamètre, les contraintes subies par l'enveloppe 14 à cause des forces de pression sont considérablement réduites, de sorte que les enveloppes peuvent être réalisées avec des matériaux plus légers et avec des épaisseurs moindres. Cela est d'autant plus vrai que les enveloppes ne subissent aucune contrainte de traction axiale engendrée par les forces de pression à l'intérieur de l'enveloppe. En effet, l'intégralité de la composante axiale de ces forces est absorbée par les tirants 20. independent compartments makes it possible to reduce the diameter of each compartment 12. However, thanks to this reduction in diameter, the stresses undergone by the envelope 14 due to the pressure forces are considerably reduced, so that the envelopes can be produced with materials lighter and with smaller thicknesses. This is all the more true since the envelopes do not undergo any axial tensile stress generated by the pressure forces inside the envelope. Indeed, the entire axial component of these forces is absorbed by the tie rods 20.

On notera par ailleurs que les enveloppes peuvent avoir une forme autre que celle d'un cylindre de révolution. En leur donnant une forme de cylindre à base carrée ou rectangulaire, on pourra, à encombrement équivalent, augmenter le volume interne du réservoir en réduisant les espaces perdus entre les compartiments. Note also that the envelopes may have a shape other than that of a cylinder of revolution. By giving them a cylinder shape with a square or rectangular base, it will be possible, with equivalent dimensions, to increase the internal volume of the tank by reducing the spaces lost between the compartments.

De manière avantageuse, les culasses 16,18 intègrent une série de moyens de raccordement qui permettent de relier les différents compartiments entre eux et qui permettent de relier le volume interne du réservoir à des accessoires externes comme une valve de rechargement, un détendeur 22 ou un manomètre 24. Dans l'exemple illustré, l'ensemble des moyens de raccordement est intégré dans la culasse supérieure 18. Sur la figure 2, on peut notamment voir des canalisations 26 qui sont aménagées dans la culasse 18 et qui, d'une part, relient les trois compartiments 12 entre eux, et, d'autre part, relient les trois compartiments à un boîtier de raccordement externe 28 sur lequel sont branchés le détendeur et le manomètre. Les compartiments 12 sont reliés ici en parallèle, mais on peut aussi prévoir de les relier en série. De même, on peut prévoir, dans les canalisations 26, des dispositifs directionnels (non représentés) tels que des clapets anti-retour qui organisent la circulation d'air entre les différents compartiments, par exemple pour empêcher que tout l'air du réservoir puisse s'échapper par un compartiment qui présenterait une fuite. Advantageously, the cylinder heads 16, 18 incorporate a series of connection means which allow the various compartments to be connected together and which make it possible to connect the internal volume of the tank to external accessories such as a recharging valve, a regulator 22 or a pressure gauge 24. In the example illustrated, all of the connection means are integrated in the upper cylinder head 18. In FIG. 2, one can in particular see pipes 26 which are arranged in the cylinder head 18 and which, on the one hand , connect the three compartments 12 to each other, and, on the other hand, connect the three compartments to an external connection box 28 to which the regulator and the pressure gauge are connected. The compartments 12 are connected here in parallel, but it is also possible to connect them in series. Similarly, one can provide, in the pipes 26, directional devices (not shown) such as non-return valves which organize the circulation of air between the various compartments, for example to prevent all the air from the tank escape by a compartment which would present a leak.

Les culasses 16,18 peuvent par exemple être obtenues par moulage d'un alliage léger, chaque culasse pouvant être réalisée éventuellement en plusieurs morceaux, notamment pour faciliter l'aménagement des canalisations 26. Les culasses peuvent aussi être réalisées avec des matériaux plastiques, éventuellement renforcés par des fibres minérales telles que des fibres de verres. The cylinder heads 16, 18 can for example be obtained by molding a light alloy, each cylinder head possibly being made in several pieces, in particular to facilitate the arrangement of the pipes 26. The cylinder heads can also be made with plastic materials, possibly reinforced with mineral fibers such as glass fibers.

Dans le cas où le système de plongée est du type dans lequel le réservoir est emmené sous l'eau par le plongeur, un dispositif de portage (par exemple des bretelles et une ceinture) sera arrimé sur le réservoir, de préférence sur les culasses 16,18 qui seront alors munies des moyens d'arrimage nécessaires. In the case where the diving system is of the type in which the tank is taken underwater by the diver, a carrying device (for example suspenders and a belt) will be stowed on the tank, preferably on the cylinder heads 16 , 18 which will then be provided with the necessary securing means.

Entre les deux culasses, on pourra prévoir que le réservoir soit muni de panneaux de capotage permettant de protéger les compartiments, et permettant d'améliorer l'esthétique et le caractère hydrodynamique du réservoir. Dans un mode de réalisation possible, le réservoir est destiné à être rechargé avec une pompe à action humaine, c'est-à-dire une pompe manoeuvrée à la main ou au pied. Dans ce cas, il sera avantageux d'intégrer la pompe à l'intérieur du capotage, à côté des compartiments. La pompe pourra alors être reliée aux Between the two cylinder heads, provision may be made for the tank to be provided with cover panels making it possible to protect the compartments, and making it possible to improve the aesthetics and the hydrodynamic nature of the tank. In one possible embodiment, the reservoir is intended to be refilled with a human-action pump, that is to say a pump operated by hand or by foot. In this case, it will be advantageous to integrate the pump inside the cowling, next to the compartments. The pump can then be connected to the

compartiments par l'intermédiaire de l'une des culasses. En variante, on peut envisager que le corps de pompe soit au moins en partie intégré directement dans la culasse, ou encore que le corps de pompe soit constitué d'une enveloppe cylindrique similaire à celle des compartiments (ou de plusieurs enveloppes dans le cas d'une pompe à plusieurs corps), donc elle aussi refermée axialement par la ou les culasses. Les dispositifs tels que vannes et clapets nécessaires au fonctionnement de la pompe seront avantageusement intégrés dans la ou les culasses. compartments through one of the cylinder heads. As a variant, it can be envisaged that the pump body is at least partially integrated directly into the cylinder head, or that the pump body consists of a cylindrical casing similar to that of the compartments (or of several casings in the case of 'a pump with several bodies), so it too closed axially by the cylinder head (s). Devices such as valves and valves necessary for the operation of the pump will advantageously be integrated in the cylinder head (s).

Dans le cas où le système de plongée est du type narguilé , les compartiments du réservoir pourront être entourés d'un matériau favorisant la flottabilité du réservoir. In the case where the diving system is of the hookah type, the compartments of the tank may be surrounded by a material promoting the buoyancy of the tank.

Aux figures 3 et 4, on a illustré de manière schématique une variante de réalisation de l'invention particulièrement adaptée au cas où le réservoir est porté sur le dos du plongeur. Figures 3 and 4 schematically illustrated an alternative embodiment of the invention particularly suited to the case where the tank is carried on the back of the plunger.

Dans ce mode de réalisation, les enveloppes 14 des compartiments du réservoir sont disposées de manière à être sensiblement horizontales lorsque le plongeur est debout et porte le réservoir sur le dos. Les culasses 30,32 sont alors disposées verticalement de chaque côté du dos du plongeur. In this embodiment, the envelopes 14 of the tank compartments are arranged so as to be substantially horizontal when the plunger is standing and carries the tank on its back. The cylinder heads 30, 32 are then arranged vertically on each side of the back of the plunger.

Comme on le voit sur la figure 4, les culasses et les compartiments 12 ne sont plus agencés dans un plan mais selon un profil anatomique adapté au dos de l'utilisateur. Le profil représenté est purement indicatif et prévoit que la face 34 tournée vers le dos du plongeur (sur laquelle on a disposé des bretelles 36 et une ceinture 38) soit en forme de S. On pourrait aussi envisager que le profil soit simplement concave. Pour ce mode de réalisation, on a choisi des compartiments 12 de petit diamètre qui sont disposés en quinconce pour obtenir un ensemble compact. As can be seen in FIG. 4, the cylinder heads and the compartments 12 are no longer arranged in a plane but according to an anatomical profile adapted to the back of the user. The profile shown is purely indicative and provides that the face 34 facing the back of the plunger (on which there have been straps 36 and a belt 38) is S-shaped. One could also consider that the profile is simply concave. For this embodiment, compartments 12 of small diameter have been chosen which are staggered in order to obtain a compact assembly.

La construction selon l'invention, dans laquelle le réservoir est refermé à au moins une extrémité par une culasse indépendante, permet de regrouper dans une seule pièce (la culasse) l'ensemble des fonctions techniques, les enveloppes étant alors moins onéreuses à produire. The construction according to the invention, in which the tank is closed at at least one end by an independent cylinder head, makes it possible to group in a single piece (the cylinder head) all of the technical functions, the envelopes then being less expensive to produce.

L'invention est bien entendu applicable au cas particulier où le réservoir ne comporte qu'un compartiment délimité par une enveloppe unique.The invention is of course applicable to the particular case where the tank has only one compartment delimited by a single envelope.

Claims

CLAIMS 1. Diving system, of the type comprising a reservoir (10) of compressed gas, characterized in that the reservoir (10) comprises at least one compartment (12) consisting of an envelope (14) open at at least one end , and in that the reservoir (10) comprises at least one cylinder head (18, 32) which is fixed to the open end of the envelope (14) of the compartment to close the reservoir.

2. Diving system according to claim 1, characterized in that the cylinder head (18,32) comprises devices for connecting the internal volume of the tank to external accessories (22,24).

3. Diving system according to one of claims 1 or 2, characterized in that it comprises a second cylinder head (16,30) arranged at a second end of the casing (14), and in that the two cylinder heads (16,18, 30,32) are connected to each other by a system of tie rods (20) so as to enclose the casing (14) axially.

4. diving system according to claim 3, characterized in that the second end of the casing (14) is open and is closed by the second cylinder head (16,

30).

5. Diving system according to any one of the preceding claims, characterized in that the envelope (14) is a cylindrical envelope.

6. Diving system according to any one of the preceding claims, characterized in that the tank (10) comprises several compartments (12) each of which is delimited by an envelope, in that the compartments are arranged parallel to one another and are closed at at least one end by a common yoke (18,32).

7. Diving system according to claim 6, characterized in that the envelopes (14) of the compartments (12) are open at their two ends and are closed at their second open end by a second common cylinder head (16,30).

8. Diving system according to claim 7, characterized in that a common cylinder head (16,18, 30,32) comprises devices (26) for connecting the compartments to one another.

9. Diving system according to claim 8, characterized in that the compartments (12) are connected to each other in parallel.

10. Diving system according to claim 8, characterized in that the compartments (12) are connected to each other in series.

11. Diving system according to any one of the preceding claims, characterized in that the envelope (14) of the compartment (12) is made of plastic materials.

12. Diving system according to any one of the preceding claims, characterized in that the tank has a cover which surrounds the compartments (12).