FR2844205A1

FR2844205A1 - Un dispositif pour un detendeur utilise en plongee (ou d'autres activites similaires) l'embout buccal est a multifonction et permet de recycler le gaz expire par le plongeur

Info

Publication number: FR2844205A1
Application number: FR0211158A
Authority: FR
Inventors: Steve Debenath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-09-10
Filing date: 2002-09-10
Publication date: 2004-03-12
Anticipated expiration: 2022-09-10
Also published as: FR2844205B1

Abstract

L'invention concerne un dispositif qui permet d'alimenter un plongeur en gaz respirable, ou tout autre utilisateur nécessitant un appareil respiratoire, à l'aide d'un embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') inséré dans un appareil respiratoire hybride. Cet appareil, selon l'invention, est équipé d'un canal d'entrée (20), d'un clapet à demande (23, 23a, 24, 25), d'une chambre de respiration (21), d'un canal pour la pièce buccale (22), et d'un circuit recycleur (9a, 11a). L'embout buccal peut être employé en utilisant le mode de fonctionnement d'un circuit ouvert ou celui d'un circuit semi-fermé. Afin de remplacer l'oxygène consommé par le plongeur, dans le circuit semi-fermé, quand l'appareil respiratoire hybride est en mode recycleur, il est inséré, dans l'embout buccal, un clapet à débit continu (23, 23a; 33, 33a).Celui-ci est implanté entre le canal d'entrée (20) et la chambre de respiration (21), afin d'injecter directement le gaz dans la chambre de respiration (21) avec un débit minimum, de préférence continu et permanent. Etant donné qu'il n'y a plus d'intérêt d'insérer un clapet à débit en dehors de l'embout buccal, l'appareil respiratoire est rendu plus simple, permettant ainsi, une conception modulaire et compacte. La façon dont sont imaginées les unités de filtres modulables (10a, 10b) s'associe à la miniaturisation et à la flexibilité d'emploi de l'appareil respiratoire.

Description

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-àdire: (a) le canal d'entrée (chambre de moyenne pression) est conçu pour alimenter un clapet à demande par gaz respirable venant d'une réserve de gaz sous pression; 1o (b) le clapet à demande est conçu pour détendre le gaz sous pression venant du canal d'entrée et pour alimenter la chambre de respiration en gaz à pression ambiante; (c) le canal respiratoire communique avec la chambre de respiration, il peut être équipé d'une pièce buccale ou d'un masque facial; et

(d) la chambre de recyclage qui est équipée d'un organe d'aiguillage pour ouvrir ou 15 fermer un passage permettant la communication avec la chambre de respiration.

Un détendeur similaire est traditionnellement connu au travers des brevets US-A5 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 20 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 à filtre (contenant par exemple de la chaux sodée) pour extraire le C02 expiré 25 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

C02 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 5 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 semifermés. 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 mesurée dans le circuit. Un ordinateur préréglé sur deux pressions partielles d'02 vérifie, en permanence, grâce à 1 5 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 recycleurs, les plongées n'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 20 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'02).

Le gaz est introduit dans le circuit par débit continu. Plus le pourcentage est faible en 02, 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 25 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, 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 30 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 semifermé. 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 celle-ci 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 poumonballast 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 règlé sur la consommation d'un seul plongeur et non de deux. Le gaz dans le circuit respiratoire

finirait donc par devenir très rapidement hypoxique.

En d'autres mots, les appareils respiratoires traditionnels utilisant un système de 10 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 allant du filtre de retour vers l'embout buccal. Ils 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 30 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. 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 C02 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 5 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.

1 0 Pour réduire la résistance respiratoire dans les circuits (semi) fermés, un ou deux sacs respiratoires (appelés également contre-poumons) peuvent être rajoutés. Ces derniers 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 15 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 20 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. Etant donné que l'embout buccal, en rapport à la revendication n'l selon l'invention, utilise les deux principes de fonctionnement (celui du circuit fermé et 25 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 sous 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, ligne d'alimentation 84). Ici, 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, orifice d'ajustement du débit 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 cot.

En ce qui concerne l'embout buccal des recycleurs hybrides, US-A-5 368 018 10 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 (système semi-fermé) ou en injectant le gaz avec des moyens fastidieux (e.g. US-A-4 964 404; système fermé). 15 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. 20 (comme précisé dans (US-A-6 302 106 BI 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. 25 Cet objectif est atteint avec un embout buccal utilisant 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.

Etant 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 insérée traditionnellement dans le boîtier placé sur le dos. On économise également un flexible de moyenne pression. La canal 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 ce même canal. 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 5 la création de tels appareils respiratoires. 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 coteux. Ceci permet au plongeur un assemblage et une utilisation 10 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- deviennent accessibles à un plus grand éventail de marché.

Possédant, en permanence, la possibilité d'avoir un complément de gaz respirable, 15 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. Etant 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 portée sur le dos, tandis que les contrepoumons 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 contre25 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 30 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 o 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. Ansi, 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 20 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 25 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 30 peut être obtenu par un pas de visse 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 du canal d'entrée vers la chambre de respiration. De cette façon, le débit continu peut être créé et ajusté d'une manière 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 permettre 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 sans avoir besoin d'ouvrir l'embout buccal et évitant ainsi l'entrée d'eau dans

1 5 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 n0 6, o 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 minimale de 20 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 25 bouton dans son logement créant ainsi une ouverture étroite (minimum) entre le canal 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, du canal

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'épuration.

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 10 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 désactivée 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'organe d'aiguillage est dans sa position initiale (=circuit ouvert), et de maintenir le gaz expiré par le plongeur dans le système, si l'organe d'aiguillage est dans sa position secondaire (=circuit semi- fermé). Selon cet 20 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 25 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'organe d'aiguillage de la chambre 30 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 aux appareils traditionnels correspondant au US-A- 5 368 01 8). 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'organe d'aiguillage de l'embout buccal est mise 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), à condition que la pression à l'intérieur de la chambre de respiration 10 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. Etant donné que ce clapet d'expiration prend le rôle de clapet de surpression (utile 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 25 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 cot de production. 30 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'l et comprenant les caractéristiques de la revendication n07, o il est précisé que l'organe d'aiguillage (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, 11 a); - Une bouteille de plongée (1) contenant un gaz respirable suroxygéné sous 10 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) au canal d'entrée (20) de l'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"'); et - Deux tuyaux respiratoires (9, 11), connectés aux canaux d'épuration (9a, l la) 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, lOa, lOb). Cette unité est remplie de matériel filtrant le C02 du gaz contenu dans l'appareil respiratoire. Chaque tuyau de respiration (9, 11) est équipé d'un clapet anti-retour (9b, 1 lb), appelé également clapet uni-directionnel (9b, 1 lb), 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, lOa, lOb), dans l'autre, de l'unité de filtre vers l'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"').

Un ou deux de ces tuyaux (9, 11) seront de préférence équipés d'un sacrespiratoire (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 30 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 (libéré de la bague filetée) pour injecter de l'air dans la bouée uniquement sur

commande et l'organe d'aiguillage permet d'évacuer l'air de la bouée si nécessaire.

L'embout buccal équipé du système d'épuration peut aussi 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, y 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 15 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 20 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 25 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 conçue en plusieurs modules de 30 filtre (1 Oa, 1 Ob) connectés en série, pour permettre au gaz traversant le circuit

d'épuration de pénétrer d'un module (lOa,) à l'autre (lob).

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 C02). 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 récipients 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 10 unités de filtres de contenances variées, 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 20 couleurs de la matière filtrante (i.e. des granulés de chaux sodée avec colorant) qui change à fur et à mesure que la saturation en dioxyde de carbone augmente, (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 30 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 1o 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 15 illustrent l'invention: La figure 1 représente une variante de l'appareil respiratoire hybride selon l'invention La figure 2A représente, en coupe, un agrandissement de l'embout buccal, selon 20 l'invention. L'embout buccal est en mode de sélection primaire c'est-àdire, utilisant la fonction circuit ouvert d'un appareil respiratoire hybride illustré dans la figure 1; La figure 2B représente, en coupe, un agrandissement de l'embout buccal, selon l'invention. L'embout buccal est en mode de sélection secondaire c'est-à-dire, utilisant la fonction circuit semi-fermé d'un appareil respiratoire hybride illustré dans la figure 1; 25 La figure 3A représente en coupe une variante d'assemblage du système de filtre modulaire utilisant deux unités de filtres et contrepoumons; La figure 3B représente en coupe, une variante du système de filtre modulaire, en utilisant une unité de filtre et deux contre-poumons; La figure 4A représente une vue schématique d'une version de l'appareil respiratoire hybride utilisant un contre-poumon dans le circuit d'épuration et deux unités de filtre connectées de façon coaxiale; La figure 4B représente en coupe une variante de connexion pour relier les deux unités de filtre représenté dans la figure 4A; Les figures de 5A à 5G représentent une séquence des principes de fonctionnement se déclenchant dans l'embout buccal en mode circuit ouvert, illustré dans la figure 2A; Les figures de 6A à 6L représentent une séquence des principes de fonctionnement se déclenchant dans l'embout buccal en mode circuit semi-fermé, illustré dans la figure 2A; La figure 7 représente, en coupe, une variante de conception de l'embout buccal, selon l'invention; La figure 8 représente en coupe une alternative de l'embout buccal présenté dans 10 la figure 7 après une rotation de 90 degrés autour de l'axe VIIIVIE; La figure 9 représente, en coupe, une autre version de l'embout buccal, selon l'invention; et La figure 10 représente, en coupe, l'alternative représentée dans la figure 9 après une rotation de 90 degrés autour de l'axeX-X. 15 En référence au schéma de l'appareil respiratoire illustré dans la figure 1, le

dispositif comporte une bouteille de plongée remplie d'un gaz respirable sous pression.

La bouteille peut être remplie à une pression de départ de 200 bars avec un mélange suroxygéné comprenant un gaz inerte ( e.g. hélium ou azote). De l'air enrichi en 20 oxygène, appelé Nitrox avec un pourcentage d'oxygène de 32% à 60 %, est habituellement utilisé. Le pourcentage d'oxygène contenu dans le mélange détermine la profondeur maximum possible à ne jamais dépasser en plongée. Cette profondeur maximum est déterminée par la pression partielle d'oxygène de 1.6 bars pour en éviter les effets toxiques sur le système nerveux central du plongeur. Si le pourcentage 25 d'oxygène contenu dans le mélange de gaz respirable est de 32% par exemple, la pression partielle de l'oxygène au niveau de la mer (i.e. en surface) sera de 0.32 bars et de 1.6 bars à une profondeur de 40 mètres. Si le pourcentage d'oxygène contenu dans le mélange est de 21% (appelé air respirable), la pression partielle de l'oxygène au niveau de la mer sera de 0.21 bars et del.6 bars à une profondeur de 66 mètres. Si le plongeur 30 est alimenté en gaz suroxygéné à l'aide d'un détendeur à circuit ouvert, le détendeur délivre un mélange respirable, à pourcentage d'oxygène constant, identique au gaz contenu dans la bouteille. Le pourcentage d'oxygène dans la bouteille déterminera donc la profondeur de plongée maximum planifiée. Plus le mélange est riche en oxygène, moins la plongée sera profonde. Le volume disponible détermine également la durée d'immersion. En prenant à titre d'exemple, une consommation moyenne de 25 litres par minute avec l'utilisation d'un détendeur à circuit ouvert, l'autonomie d'une bouteille de litres est de 60 minutes au niveau de la mer et de 30 minutes à 10 mètres de profondeur. En comparaison, si le plongeur utilise une bouteille de plongée avec le même volume mais équipée d'un détendeur à circuit semi-fermé, la consommation en gaz sera réduite étant donné qu'une partie du gaz expiré est recyclée. En prenant à titre d'exemple, une consommation moyenne d'oxygène de 4% par cycle respiratoire et en utilisant un mélange suroxygéné contenant 32 % d'oxygène, le débit continu réglé sera de 15.6 litres par minute (au lieu de 25 litres par minute sur un appareil à circuit ouvert). 10 Ceci permet d'amener la durée d'utilisation en surface à 96 minutes (au lieu de 60 minutes avec l'utilisation d'un circuit ouvert). Cette durée d'utilisation est constante à toutes profondeurs permettant ainsi, surtout en immersion, de profiter d'un gain d'autonomie considérable. En augmentant le pourcentage d'oxygène dans le mélange de gaz contenu dans la bouteille, on réduit la profondeur d'utilisation pour les raisons 15 précitées, mais on gagne en autonomie avec l'utilisation d'un détendeur en mode recycleur, grâce au débit préréglé. La même bouteille de plongée (volume interne de 10 litres à 200 bars de pression initiale) remplie avec un mélange enrichi de 60 % d'oxygène par exemple, permet une utilisation, en immersion, de l'appareil respiratoire en mode recycleur de 294 minutes à toutes profondeurs accessibles au mélange, parce 20 que le débit continu peut être réglé à 5.1 litres par minute, pour compenser la consommation d'oxygène dans le circuit. En réduisant la bouteille à un volume interne de 2 litres avec une pression initiale de 200 bars associée à un recycleur semi-fermé, l'autonomie sera de 58 minutes en surface, ce qui est comparable à celle d'un détendeur à circuit ouvert utilisant une bouteille de 10 litres à 200 bars. Elle sera cependant supérieure à une profondeur de 10 mètres (c'est-à-dire 58 minutes au lieu de 30 minutes

avec le détendeur à circuit ouvert).

Le volume interne de la bouteille de plongée 1 peut donc être limité à un volume de 5 litres ou moins, en utilisant la fonction recycleur de l'embout buccal, car il est suffisant pour les temps de plongée habituellement pratiqués. L'injection du gaz dans le détendeur en mode circuit semi-fermé est plus économique que celle d'un détendeur en mode circuit ouvert (à chaque expiration une quantité de gaz importante encore riche en oxygène est gaspillée). Ainsi l'appareil peut être rendu plus compact et léger augmentant le confort de l'utilisateur. La bouteille de plongée 1 est équipée d'une robinetterie standard 3 pour couper ou alimenter en gaz le premier étage de l'appareil respiratoire. Un détendeur premier étage standard 4 est fixé à la robinetterie pour réduire la pression sortant de la bouteille (au début 200 bars par exemple) à une pression intermédiaire qui peut être de 10 bars au-dessus de la pression ambiante. Un flexible de 5 moyenne pression 6 relie le détendeur premier étage 4 à l'embout buccal 8 qui réduit la moyenne pression à une pression respirable, c'est à dire à la pression ambiante (=deuxième étage du détendeur). L'extrémité du flexible de moyenne pression 6 est connectée à l'embout buccal 8 grâce à un connecteur rapide 7 (autobloquant par la pression du gaz contenu dans le flexible et la chambre d'entrée de l'embout buccal connecté) ou à un écrou. Pour des raisons de sécurité, un deuxième flexible de moyenne pression 5 peut être rajouté au détendeur premier étage 4 pour alimenter un autre embout buccal 2 (détendeur deuxième étage également appelé octopus) afin de gérer des situations d'urgences, e.g. si l'embout buccal 8 tombe en panne ou si un autre plongeur à besoin d'être fourni en gaz suite à une panne d'air. 15 L'embout buccal 8 est ensuite connecté à un circuit d'épuration incluant un tuyau d'expiration 9, un premier contre-poumon 13, une unité de filtre 10, un deuxième contre-poumon 12, et un tuyau d'inspiration 1 1. Comme ce sera ultérieurement expliqué en détail, chaque tuyau 9, 11 formant le circuit inclut un clapet de non-retour, ou clapet 20 unidirectionnel pour garantir que le gaz expiré par le plongeur pourra entrer uniquement dans le tuyau d'expiration 9 et que le gaz à l'inspiration du plongeur puisse provenir uniquement par le tuyau d'inspiration 11. En d'autres mots, la circulation du gaz à l'intérieur du circuit d'épuration est unidirectionnelle (indiquée par les petites flèches dans la figure 1, une rotation dans le sens des aiguilles d'une montre). Pendant cette 25 circulation, le C02 est écarté du gaz expiré dans l'unité de filtre 10 (qui contient, par exemple, des granulés de chaux sodée) permettant ainsi au plongeur de ré inspirer le gaz purifié venant du tuyau d'inspiration 11. La quantité d'oxygène consommée par le plongeur est remplacée à l'aide d'un débit de gaz continu (enrichi en oxygène venant de la bouteille de plongée 1) grâce au clapet à débit décrit ultérieurement. 30 L'appareil respiratoire, présenté dans la figure 1, est conçu pour fonctionner soit en circuit ouvert, soit en circuit semi-fermé, selon les préférences ou besoins du plongeur, en sélectionnant le mode d'opération du système. Ce mode peut, à tout moment, être inversé. Dans le mode semi-fermé, le plongeur peut obtenir un complément de gaz respirable venant de la bouteille de plongée 1, en actionnant le

clapet sur demande (décrit plus bas) se trouvant dans l'embout buccal 8, à l'inspiration.

Ce type d'apport en gaz à la demande est principalement utilisé dans les détendeurs à circuit ouvert; c'est la raison pour laquelle l'appareil respiratoire, combinant ces deux modes de fonctionnement, selon l'invention, peut être défini comme un recycleur à

circuit hybride ou un appareil respiratoire hybride amélioré.

Le coeur de l'appareil respiratoire est représenté par l'embout buccal 8, expliqué à l'aide de la figure 2A. Ce dessin illustre, en coupe, un agrandissement schématique des 10 composants de l'embout buccal 8. Les numéros de référence utilisés dans la figure 2 sont les mêmes que ceux utilisés dans la figure 1, lorsqu'ils classent les composants déjà illustrés dans cette figure. Il est important de rappeler que l'embout buccal 8 peut être utilisé, intégré dans un masque facial, ou uniquement équipé d'une pièce buccale

permettant de le placer en bouche.

A l'aide d'un connecteur (rapide) ou d'un écrou 7,le flexible moyenne pression 6 est connecté au canal d'entrée 20 du boîtier de l'embout. La partie centrale du boîtier de l'embout buccal représente la chambre de respiration 21. Un tube ou canal 22 ouvre la chambre de respiration 21 vers l'extérieur du boîtier, pour permettre l'insertion de l'embout dans la bouche du plongeur. Un exemple d'une pièce buccale 8a est présenté

dans la figure 4A. Cette pièce peut être fixée au canal 22 à l'aide d'un collier de serrage.

La pièce buccale 8a sera ainsi remplacée régulièrement et facilement pour des raisons

d'hygiène ou d'usure.

Pour permettre d'alimenter la chambre de respiration 21 en gaz venant du canal d'entrée 20, l'embout buccal 8 est équipé d'un siège 23 et d'un clapet 23a dans le canal d'entrée 20, d'un levier 24 dans la chambre de respiration et d'une membrane élastique 25 fermant le boîtier de l'embout buccal. Le siège 23 permet un passage de gaz du canal d'entrée 20 vers la chambre de respiration 21. Ce passage est fermé par le clapet 23a maintenu en position à l'aide d'un ressort taré, dont la force est équivalente à la pression moyenne contenue dans le canal d'entrée 20. Le siège 23 est équipé d'un filetage pour permettre d'ajuster la force du ressort agissant sur le clapet 23a (ce réglage permet d'ajuster la moyenne pression de l'embout buccal 8, pour l'adapter à celle produite par le premier étage du détendeur illustré dans la figure 1. De plus, le siège 23 est rendu étanche à l'aide d'un joint torique (non illustré) afin de diriger le gaz à travers son ouverture centrale). Le levier 24 est fixé avec un écrou au clapet 23a. Cet écrou permet d'ajuster l'inclinaison du levier 24 mettant son extrémité en contact avec la membrane 25. La pression interne dans la chambre de respiration 21 devient inférieure à la pression extérieure (pression ambiante), suite à l'inspiration (demande) du plongeur par le biais du canal 22. Cette dépression à l'intérieur de la chambre de respiration 21 incurve la membrane 25 vers le bas, poussant le levier 24 à l'intérieur du boîtier. Ce mouvement du levier actionne le clapet 23a et le décolle de son siège 23 ouvrant ainsi le passage entre le canal d'entrée 20 et la chambre de respiration 21 pour alimenter cette 10 dernière en gaz. Si le plongeur arrête son inspiration, la pression à l'intérieur de la chambre de respiration 21 augmente et repousse la membrane 25 dans sa position initiale (présenté dans la figure 2A). Le levier 24 suit ce mouvement. Le ressort reprend son action en poussant le clapet 23a sur son siège 23, fermant ainsi le clapet sur

demande, dès que la pression à l'intérieur de la chambre de respiration 21 est équilibrée 15 avec celle régnant à l'extérieur de l'embout buccal.

Une purge d'expiration 28 communique avec la chambre de respiration 21. Cette purge est composée d'une membrane flexible 28a légèrement incurvée à son extrémité et fixée au centre sur une pièce mobile (offrant un passage au gaz). Si le plongeur expire 20 dans la chambre de respiration 21, la pression interne de celle-ci augmente et décolle l'extrémité de la membrane 28a, pour permettre au gaz de quitter l'embout buccal. De l'autre coté, si la pression hydrostatique est supérieure à la pression interne de la chambre de respiration 21, la membrane 28a est appuyée sur son socle et permet ainsi d'éviter toute entrée d'eau dans la chambre de respiration 21. 25 Le canal d'entrée 20, le clapet à demande 23/23a124/25, la chambre de respiration 21, et la purge d'expiration 28 forment, dans l'embout buccal, le système à circuit ouvert de l'unité. Le gaz provenant de la bouteille de plongée 1 entre dans la chambre de respiration 21, après avoir été détendu en deux phases (c'est à dire, d'abord à une 30 pression moyenne, grâce au détendeur premier étage 4 présenté dans la figure 1, puis à une pression ambiante, grâce au clapet à demande 23/23a124/25) puis quitte l'embout

buccal 8 à travers la purge d'expiration 28.

Un bouton de purge 26 peut être inséré dans le couvercle de protection 27 à l'extérieur du boîtier de l'embout buccal. Le couvercle de protection 27 protège la membrane 25 d'une perforation accidentelle ou d'un mouvement involontaire de la membrane 25 (d au courant marin par exemple) . Il permet également de maintenir la membrane en place et garantit ainsi l'étanchéité de la chambre de respiration. En appuyant sur le bouton de purge 26, le plongeur pousse la membrane 25 vers l'intérieur de l'embout buccal. La membrane actionne le levier 24, qui à son tour ouvre le clapet 23. Ainsi le gaz, retenu jusqu'alors dans le canal d'entrée 20, est injecté dans la chambre

de respiration 21 afin d'expulser l'eau contenue, éventuellement, dans la chambre de io respiration 21, à travers le canal 22 et/ou à travers la purge d'expiration 28.

En référence aux figures 2A et 2B, l'embout buccal à circuit ouvert, présenté dans la figure 2A, peut être transformé en embout buccal à circuit semi-fermé représenté dans la figure 2B. Ceci permet au gaz expiré (chargé en C02) de quitter la chambre de 15 respiration 21 à travers le canal d'expiration 9a vers le circuit d'épuration. A l'inspiration, le gaz épuré (libéré du C02) retourne par le biais du canal d'inspiration 1 la dans la chambre de respiration 21. Le plongeur obtient ainsi son gaz par l'intermédiaire du canal 22. Le canal d'expiration 9a est branché au tuyau d'expiration 9 (figure 1) et le canal d'inspiration 1 la est branché au tuyau d'inspiration 11 (figure 1). 20 Le gaz peut alors circuler des poumons du plongeur vers l'unité de filtre 10 (figure 1) et du filtre de retour à ses poumons, en passant dans la chambre de respiration 21. Deux clapets anti-retour sont placés dans l'embout buccal pour garantir un flux de gaz unidirectionnel dans le circuit respiratoire. Plus précisément, un clapet anti-retour d'expiration 9b est positionné dans le canal d'expiration 9a et un clapet anti-retour 25 d'inspiration 1 lb est placé dans le canal d'inspiration 1 la, de l'embout buccal 8. Le clapet d'expiration 9b est équipé d'une membrane (s'ouvrant vers le tuyau expiratoire 9) qui permet au gaz expiré de quitter la chambre de respiration 21 vers le tube d'expiration 9a. Cependant, lors de l'inspiration, cette membrane empêche le gaz de revenir du tube d'expiration 9a vers la chambre de respiration 21. Le clapet d'inspiration 1 lb est équipé d'une membrane s'ouvrant, à l'inspiration, vers la chambre de respiration 21 permettant au gaz de quitter le tube d'inspiration 11 et d'entrer dans la chambre de respiration. Toutefois, elle empêche le gaz de quitter la chambre de

respiration 21 vers le tube d'inspiration 1 la durant l'expiration du plongeur.

Pour activer le mode de fonctionnement du circuit semi-fermé de l'embout buccal 8, les tubes de connexion du circuit d'épuration 9a et 1 la sont ouverts et communiquent ainsi avec la chambre de respiration 21. Pour cela le bouton poussoir 30 est actionné, déplaçant le piston mobile d'étanchéité 32 comme présenté dans la figure 2B (i.e. ouvrant le passage recycleur 21h). Pour conserver ce mode, le piston d'étanchéité 32 est maintenu en position, à l'aide d'un système de verrouillage 31 (par exemple un crochet) et ce, dès que le piston atteint le positionnement présenté dans la figure 2B. La

sélection du mode semi-fermé entraîne également une modification de la purge 28.

C'est à dire que la purge d'expiration 28 se déplace, poussée par le piston d'étanchéité 10 32, vers un ressort taré 29, faisant butter la membrane d'expiration 28a contre un disque de protection (non-illustré) placé sur le ressort 29.Cette transformation dirige le gaz vers le circuit d'épuration au lieu de l'environnement comme cela était le cas en mode circuit ouvert. Pour ajuster la pression du ressort 29, il est possible de soulager ou d'écraser celui-ci en dévissant/vissant le couvercle qui le maintient. La purge d'expiration 28 est 1 5 ainsi modifiée en purge de surpression 28/28a129, permettant au gaz de quitter l'appareil respiratoire, uniquement si la pression interne au système dépasse la force réglée de la purge de surpression. La purge 28 peut être donc définie comme une purge de sécurité car elle protège, avec ce mode de fonctionnement, le plongeur et l'appareil respiratoire

de dégâts provoqués par une surpression.

En mode circuit semi-fermé, le dioxyde de carbone est éliminé du volume de gaz expiré pour être à nouveau respirable par le plongeur. Ainsi l'oxygène contenu dans ce volume est valorisé au maximum. La quantité d'oxygène consommée, dans ce volume de gaz, par le métabolisme du plongeur doit être remplacée. Pour éviter des moyens 25 complexes de contrôle et d'injection (d'oxygène et de diluant) dans le circuit respiratoire, comme cela est pratiqué dans les recycleurs fermés, la méthode la plus efficace est d'injecter un débit continu de gaz suroxygéné (méthode utilisée par les recycleurs semi-fermés). Ce débit continu permet de remplacer l'oxygène consommé et de maintenir dans le circuit respiratoire un mélange stable. La méthode la plus efficace 30 est d'utiliser un clapet à débit continu permanent, au lieu d'un clapet à demande. Ce dernier ne peut pas garantir un complément en gaz stable étant donné que le cycle respiratoire d'un plongeur n'est jamais stable tout au long d'une plongée. Pour garantir ce débit continu, le dispositif, selon l'invention, présenté dans la figure 2A et 2B, comporte un clapet à débit continu 33 placé dans l'embout buccal 8. Ce clapet à débit 33 est inséré entre le canal d'entrée 20 et la chambre de respiration 21. Il est conçu pour administrer un débit continu et permanent de gaz venant du canal d'entrée 20 vers la chambre de respiration 21. La quantité de gaz injectée (= débit) peut être ajustée grâce à un bouton de réglage 33a, en tournant la bague filetée (non illustrée) positionnée sur ce bouton 33. Ce bouton est placé de manière accessible à l'extérieur du boîtier de l'embout buccal et peut neutraliser complètement la fonction de valve à débit continu 33, en desserrant/ou en enlevant la bague filetée. Le débit continu peut être désactivé uniquement lorsque l'embout buccal 8 est en mode circuit ouvert et que le plongeur reçoit son gaz exclusivement via le clapet à demande. Le bouton 33adevient alors un 10 injecteur manuel (fonction principalement utilisée si l'embout est associé à une bouée de stabilisation). En mode semi-fermé, le plongeur profite en permanence des fonctions du clapet à demande, pour recevoir un complément de gaz (venant du canal d'entrée 20). Cette fonction est nécessaire lorsque le clapet à débit continu 33 et le volume de gaz contenu dans les contre-poumons 12 (figure 1) ne suffisent plus pour alimenter le 15 plongeur (i.e. suite à une immersion trop rapide ou à une respiration excessive due à un effort physique important). Il est cependant impossible, sans prendre de risques (l'hypoxie ou accident de décompression par exemple), lorsque l'embout buccal 8 est en

mode semi-fermé, d'alimenter le plongeur en utilisant seulement un clapet à demande.

Dès lors que l'appareil est en mode semi-fermé le clapet à débit 33 doit être obligatoirement activé. Il est finalement rappelé qu'un clapet à débit continu peut être placé dans d'autres endroits du circuit respiratoire (traditionnellement dans le dos du plongeur). Cependant, selon l'invention, le clapet à débit continu a été positionné dans l'embout buccal afin d'en simplifier l'utilisation, l'accessibilité et la modularité. De ce fait, une réduction de cot de production est assurée. 25 Pour remplacer les fonctions du clapet à débit continu 33 et garantir l'apport en gaz, par débit continu, pendant le mode de fonctionnement semi-fermé, le clapet à demande présent dans l'embout buccal 8 peut être utilisé. Il remplit ainsi deux fonctions à la fois, c'est à dire la fonction à débit continu et la fonction d'apport complémentaire 30 de gaz sur demande. Le gaz fourni ainsi, passe du canal d'entrée e 20 vers la chambre

de respiration 21, en transitant par un seul et même clapet ou passage.

Pour produire un débit permanent et continu, le clapet à demande peut être modifié de deux façons différentes. Par exemple, le levier 24 peut être légèrement enfoncé, décollant (déplaçant) ainsi délicatement le clapet 23a de son siège 23, pour

ouvrir un passage minimum entre le canal d'entrée 20 et la chambre de respiration 21.

Cette ouverture peut être créée en introduisant (e.g. visant) le bouton de purge 26 plus profondément dans le couvercle de protection 27, comme indiqué par la flèche 26a dans la figure 2A. Le bouton de purge 26 exerce ainsi, une pression permanente sur la membrane 25 sans avoir besoin de la maintenir enfoncée manuellement. Une autre alternative serait de déplacer (e.g. visser) le couvercle de protection 27 en le rapprochant de la membrane 25, comme indiqué par la flèche 27a de la figure 2A. Le bouton de purge 26 exerce ainsi, à nouveau, une pression permanente sur la membrane 10 25. Un réglage à l'aide d'un pas de visse placé sur le bouton de purge 26 et/ou sur le couvercle de protection 27 permet l'ajustement d'un écartement minimum du clapet 23a de son siège 23, autorisant un débit continu précis et donc une consommation de gaz économique. Les figures 3A, 3B, 4A et 4B illustrent quelques exemples de combinaisons possibles des composants du circuit d'épuration, démontrant les avantages de cette conception modulaire. La figure 3A illustre en coupe, un schéma d'une combinaison de deux récipients de filtre 1 Oa et 1 Ob, avec deux contre-poumons 12 et 13 branchés sur chaque unité de filtre. Les récipients 1 Oa, l Ob peuvent être conçus avec une enveloppe 20 cylindrique pour accueillir le matériel filtrant. Le matériel filtrant (non illustré, utilisé pour remplir les récipients), se trouve, de préférence, sous forme de granulés (e.g. granulés de chaux sodée), permettant ainsi une surface réactive importante qui est destinée à absorber le C02 contenu dans le gaz traversant le circuit d'épuration. Les récipients lOa et lOb possèdent chacun deux grilles de maintien 40a ou 40b, pour maintenir les granulés de chaux bien tassés. Cela évite, durant l'utilisation, que le gaz puisse contourner la matière filtrante. Pour (rem)placer les granulés à l'intérieur des récipients lOa et lOb il faut enlever (e.g. dévisser) un des deux couvercles amovibles 41a,41b ou 42a,42b sur chaque corps cylindriquelOa, lOb de l'unité de filtre, puis retirer les grilles de maintien 40a, et 40b associées aux couvercles. Les récipients 1 Oa et 1 Ob sont remplis, les grilles de maintien 40a et 40b sont remises puis maintenues en position par les couvercles 41a,41b ou 42a,42b. Un ressort (non illustré) peut être placé entre le couvercle 41a, 41b et 42a, 42b et la grille de maintien 40a et 40b pour améliorer la compression des granulés. Chaque couvercle 41a, 41b, 42a, 42b peut être équipé, selon une variante, d'un connecteur en " T "43a, 43b, 44a,44b, pour permettre une interconnexion des modules (composants) à multiples options. Chaque bras des connecteurs est de conception identique (similaire à celle utilisée dans les systèmes d'arrosage), c'est-à-dire conçu pour être étanche, rotatif et rapidement libéré de la pièce qui lui est attachée (tuyau d'expiration 9 ou contre-poumon 13, récipient iOa). Le gaz expiré par le plongeur traverse le tuyau d'expiration 9 pour diffuser dans le récipient de filtre 1 Oa et dans le contre-poumon 13 (chaque élément est fixé sur l'un des deux bras disponibles du connecteur en " T " 43 a), puis quitte le premier récipient 1 Oa, une fois la matière filtrante traversée, via le connecteur 44a. Ce dernier, dans l'illustration 3A, est isolé, au niveau d'un de ses bras, par le bouchon 46a. Le gaz poursuit son parcours le 1o long du tube de connexion 45, pour rejoindre le deuxième récipient lOb par l'intermédiaire du connecteur en " T " 44b se situant dans le couvercle 42b. Le bras non- utilisé du connecteur 44b est également fermé à l'aide du bouchon 46b. Le gaz partiellement purifié, traverse donc le matériel filtrant du second récipient (non illustré) pour être libéré des résidus de C02.Le gaz diffuse ensuite vers le contre-poumon 12. Il 15 quitte, enfin, le système d'épuration, en traversant le connecteur en " T " 43b et le tuyau d'inspiration 11, pour rejoindre l'embout buccal 8. Les connecteurs en " T " sont conçus pour permettre au plongeur d'assembler facilement les éléments, sans outils et

selon ses besoins, avec une garantie d'étanchéité du circuit recycleur.

Les contre-poumons 13 et 12 permettent de freiner le transit du gaz, à travers l'unité de filtre, pour laisser à la matière filtrante suffisamment de temps pour extraire le C02.Ils améliorent ainsi le confort en diminuant la résistance respiratoire due à la densité des granulés. Le contre-poumon 13 permet de récupérer le gaz expiré avant qu'il ne traverse la matière filtrante du réservoir 1 Oa et le contre- poumon 12 permet de récupérer le gaz épuré qui diffuse de manière quasi constante du récipient 1 Ob créant une réserve qui permet d'être facilement inspirée par le plongeur. Dans chaque contrepoumon 12 etl3 est inséré un séparateur en forme de spirale 12b et 13b pour éviter aux contre-poumons de s'écraser complètement et de rester collés. Cette précaution permet

de garantir les avantages précités.

Si l'unité de filtre offre une faible résistance respiratoire, le plongeur peut enlever un des contre-poumons 13 ou 12 du circuit, sous réserve que la matière filtrante possède

un temps adapté à l'extraction du C02 entre chaque cycle respiratoire.

La direction du flux gazeux est indiquée par les petites flèches dans la figure 3A.

Les flèches à double sens dans les connexions des contre-poumons 13a et 12a indiquent que le gaz peut gonfler et dégonfler les contre-poumons 13 et 12. Les réservoirs à filtres i Oa et i Ob, présentés dans la figure 3A, sont schématiquement illustrés de façon 5 parallèle mais le principe de fonctionnement reste en série, c'est à dire que le gaz

transite d'abord à travers le récipient lOa et ensuite dans le récipient lOb.

Les réservoirs modulaires lOa et lOb sont présentés dans la figure 3A en position verticale et peuvent être portés ainsi par le plongeur au niveau de son torse, ventre ou dos. Dans des conditions de plongées particulières, pour des préférences personnelles 10 et/ou des nécessités techniques, le plongeur peut décider de faire basculer les récipients de 90 et les porter ainsi au niveau de son torse, ventre ou dos. Pour faciliter le positionnement horizontal des récipients lOa et lOb, le tuyau d'expiration 9 et le tuyau d'inspiration 11 peuvent être connectés aux bras de connexion des contre-poumons 13 et 12 et ces derniers aux bras de connexion des tuyaux respiratoires. (similaire à la 15 configuration du connecteur en " T " 43a présenté dans la figure 3B) Selon une variante non illustrée, les récipients lOa et lOb peuvent être équipés d'un connecteur rapide unidirectionnel permettant d'insérer le contre-poumon 12 entre

le tuyau d'expiration 9 et le contre-poumon 13 entre le tuyau d'inspiration 11 et les 20 récipients lOa et lOb.

Les connecteurs des réservoirs i Oa et lOb peuvent être conçus de façon uniforme, utilisant des connexions rapides pour assembler les divers composants du circuit d'épuration (i). Ceci permet de transporter les composants de façon individuelle, de 25 (inter)changer les pièces aisément ou d'assembler rapidement l'appareil pour la plongée. Cette modularité permet finalement, une reconfiguration du circuit d'épuration (ii) adaptée aux besoins courants du plongeur. La figure 3B présente en coupe une variante de configuration du système d'épuration, utilisant un seul récipient iOa permettant la planification d'une plongée de courte durée. Cette configuration présente 30 la forme de base très compacte du système modulaire. Le contre-poumon 13 est fixé sur le bras horizontal du connecteur d'entrée 43a du réservoir lOa et le contre-poumon 12 est fixé sur le bras horizontal du connecteur de sortie 44a du même réservoir (figure

3B). Le principe de fonctionnement est identique à celui développé dans la figure 3A.

Par contre si le plongeur décide de réduire le système à un seul contrepoumon, celui-ci sera placé sur le connecteur de sortie 44a (côté inspiration), tandis que le connecteur d'entrée 43a sera fermé par un bouchon similaire au bouchon 46a ou 46b de la figure 3A. D'un autre côté la conception modulaire du système d'épuration peut éventuellement comprendre plus que deux récipients de filtre 1 Oa, 1 Ob, 1 Oc, etc. (non illustré), si le plongeur désire augmenter la capacité d'absorption et donc la durée de plongée. La figure 4A présente un aperçu schématique de l'appareil respiratoire hybride représentant trois alternatives de l'appareil:

(i) il peut être utilisé un seul contre-poumon dans le circuit d'épuration.

(ii) les contre-poumons peuvent être équipés de deux possibilités de connexion, i.e. une connexion d'entrée et une connexion de sortie; et (iii) le filtre peut être composé de plusieurs réservoirs, assemblés de manière coaxiale Il est important de noter que ces trois alternatives peuvent être utilisées de façon

combinée ou séparée avec toute autre combinaison de l'appareil respiratoire.

Selon la variante du circuit d'épuration dans la figure 4A, en comparaison à la figure 3B, le dispositif peut comprendre un seul contre- poumon similaire au contrepoumon 12, inséré sur le tuyau d'inspiration 11 du circuit d'épuration. Ce contrepoumon 12 (figure 4A) cependant comprend une connexion d'entrée 12.1, reliée à une

portion du tuyau d'inspiration 11.1, pour récupérer le gaz épuré venant du récipient lOb. 25 Une connexion de sortie 12.2 reliée à une seconde partie du tuyau d'inspiration 11.2.

permet au gaz de transiter via un clapet anti-retour 1 lb en direction de l'embout buccal 8. La première portion du tuyau 11.1 peut être plus courte ou absente, reliant directement le contre-poumon 12 au récipient i Ob, comme présenté dans la figure 3A ou 3B. Un séparateur (non-illustré similaire aux 13b et 12b présentés dans la figure 3A et 30 3B) peut équiper le contre-poumon 12 pour éviter un écrasement total de celui-ci

bloquant ainsi l'apport en gaz vers l'embout buccal 8.

La version de configuration des réservoirs 1 Oa et i Ob, présentés dans la figure 4A insérés dans le circuit d'épuration de façon coaxiale et en série, illustre une autre

possibilité pour porter le circuit d'épuration autour du corps.

La Figure 4B représente en coupe une variante de connexion des réservoirs 1 Oa et lOb de la figure 4A. Au lieu de relier les réservoirs lOa et lOb à l'aide du tuyau de connexion 45 (figure 4A), le corps cylindrique du réservoir 1 Oa peut être fermé d'un seul coté grâce au couvercle 42a et le corps cylindrique du réservoir i Ob sera fermé par le couvercle 42b. Les deux réservoirs lOa et lOb ainsi obtenus peuvent être assemblés 10 directement l'un à l'autre pour obtenir un double réservoir 100. Cela permet de simplifier l'unité de filtre tout en augmentant sa capacité, permettant ainsi d'utiliser

trois voire quatre réservoirs pour former le système d'épuration.

Comme illustré dans la figure 4B les réservoirs 1 Oa et 1 Ob peuvent être assemblés à l'aide d'un filetage pour former un double réservoir 100. Une alternative à cette connexion serait d'utiliser une bague de jonction 50 pour former un double réservoir 101. Cette bague de jonction peut posséder le même filetage que celui des couvercles

(42a par exemple).

Selon des modes particuliers de réalisation, toutes les alternatives de combinaisons des récipients présentées peuvent inclure un réservoir de filtre translucide ou partiellement transparent. Cela permet au plongeur de vérifier l'état de saturation du filtre selon sa coloration. Ce réservoir sera toujours placé en bout de série. Grâce à ces indications le plongeur peut décider de prolonger sa plongée en profitant au maximum de la capacité filtrante du ou des réservoirs. Il peut également adapter plus facilement la 25 capacité du filtre aux plongées envisagées (avant l'immersion) pour réduire au maximum la taille de l'unité, évitant un gaspillage de la matière filtrante. Il crée ainsi

l'appareil le mieux adapté à sa plongée dans des conditions optimales de 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 d'une 30 série. Cela offre la possibilité d'utiliser des récipients opaques moins chers à la fabrication. Cette conception plus économique est possible, étant donné que le dernier récipient permet de vérifier l'état de saturation des modules filtrants (opaque) positionnés en aval de l'unité translucide. La coloration des granulés dans l'unité

translucide commence une fois les autres saturés.

Les figures de SA à 5G représentent une séquence du principe de fonctionnement se déclenchant dans l'embout buccal 8 en mode circuit ouvert, illustré également dans la figure 2A. Les numéros de références des figures 5A à 5G résument les mêmes composants que ceux utilisés dans la figure 2A. La Figure SA représente l'embout buccal 8 dans un état statique et prêt à l'emploi en mode de fonctionnement à circuit ouvert. Le bouton de sélection 30 n'a pas été enfoncé dans le boîtier de l'embout, isolant ainsi la chambre de respiration 21 du circuit d'épuration (tube d'expiration 9a et du tube d'inspiration 1 la) à l'aide du piston d'étanchéité 32. La chambre de respiration 21 utilise le clapet à demande composé d'un siège à clapet 23, d'un clapet 23a, d'un levier 24 et d'une membrane 25 pour être alimentée en gaz. Le clapet à demande est en position de repos (aucune entrée de gaz dans la chambre de respiration), étant donné qu'à l'intérieur de la chambre de respiration se trouve une pression identique à la pression ambiante. En d'autres mots l'équilibre de pression (interne-externe) qui s'exerce sur la membrane 25 la maintient en position, n'exerçant aucune pression sur le levier 24 laissant le clapet 23/23a fermé. Le

gaz est maintenu dans la chambre d'entrée 20.

La figure 5B représente une situation o un plongeur inspire par le canal d'inspiration 22 (indiqué par la flèche 22a). Une dépression provoquée alors dans la 20 chambre de respiration 21 incurve la membrane 25 vers l'intérieur de l'embout abaissant le levier 24 qui à son tour déplace le clapet 23a de son siège 23. Un flux de gaz provenant du canal d'entrée 20 traverse l'ouverture du clapet 23 et remplit la

chambre de respiration 21 (présenté par la flèche 21a dans la figure 5C).

Quand le plongeur stoppe son inspiration, indiqué par la marque 22b dans la figure 5D, le gaz continue de diffuser (indiqué par la flèche 21a) du canal d'entrée 20 vers la chambre de respiration 21, à travers l'ouverture du clapet 23, pour compenser la pression dans la chambre de respiration, repoussant ainsi la membrane 25 vers sa position initiale. Celle-ci est obtenue quand la pression à l'intérieur de la chambre de respiration 21 est à nouveau identique à celle qui lui est opposée de l'autre coté de la 30 membrane 25 (à l'extérieur de l'embout = pression ambiante). Le levier 24 se repositionne, fermant le clapet 23 et coupant l'arrivée du gaz provenant du canal d'entrée 20 (présenté dans la figure 5E). On retrouve la situation initiale présentée dans

la figure 5A.

Quand le plongeur expire à travers le canal de la pièce buccale 22, dans la chambre de respiration 21 (flèche 22c) de la figure 5F, la pression à l'intérieur de la chambre de respiration 21 augmente et se propage pour devenir supérieure à celle extérieure à l'embout buccal. La force qui agit sur la purge d'expiration 28 indiquée par la flèche 21b augmente. La membrane d'expiration 28a se décolle de son socle (siège) présenté dans la figure 5G, le gaz s'échappe alors par cette ouverture (indiqué par les flèches 28b) vers l'extérieur (= dans l'eau durant une plongée). Ce principe de fonctionnement est

généralement appelé à circuit ouvert.

Les figures de 6A à 6L représentent une séquence du principe de fonctionnement se déclenchant dans l'embout buccal en mode circuit semifermé, illustré également dans la figure 2A. Les numéros de références des figures 5A à 5G résument les mêmes

composants que ceux utilisés dans la figure 2A.

La figure 6A représente l'embout buccal 8 dans un état statique en mode de fonctionnement à circuit ouvert. Le bouton de sélection 30 va être enfoncé dans le

boîtier de l'embout indiqué par la flèche 30a changeant ainsi le mode de fonctionnement de l'embout pour le faire passer en mode semi-fermé. Ceci va entraîner un déplacement du piston d'étanchéité 32 qui isole, pour le moment, le circuit d'épuration de la chambre 20 de respiration 21.

La figure 6B représente l'embout buccal 8 en mode de sélection circuit semifermé. Le bouton de sélection 30 est enfoncé dans le boîtier, puis est maintenu en position à l'aide d'un système de verrouillage 31 (par exemple un crochet). Le piston d'étanchéité a été déplacé, ouvrant le passage 21h entre la chambre de respiration 21 et 25 le système d'épuration (tube d'expiration 9a et tube d'inspiration 1 la). Avec la même manipulation, la purge d'expiration 28a, intégrée à l'extrémité du piston, a été déportée (vers le côté gauche de la figure 6B) mettant la membrane 28a du clapet 28 en butée avec le ressort 29. La purge d'expiration devient ainsi insensible aux variations de

pression dans la chambre de respiration 21 développées par le cycle respiratoire.

La chambre de respiration 21 communique avec le clapet à demande composé du siège 23, du clapet 23a, du levier 24 et de la membrane 25. La figure 6B présente l'embout buccal en situation de repos. Il n'y a aucun mouvement de gaz à l'intérieur de la chambre de respiration 21, suite à l'équilibre de pression. En d'autres mots, l'équilibre de pression (interne-externe) qui s'exerce sur membrane 25 la maintient en position n'exerçant aucune pression sur le levier 24 qui laisse le clapet 23 fermé ne permettant pas au gaz contenu dans le canal d'entrée 20 de pénétrer vers la chambre de

respiration 21.

En ajustant le bouton de réglage 33a du clapet à débit continu 33, comme indiqué par la flèche 33b dans les figures 6B et 6C, le plongeur crée une légère ouverture du clapet 33 permettant au gaz contenu dans le canal d'entrée 20 de diffuser à l'intérieur de la chambre de respiration 21, de manière continue et permanente (indiqué par la flèche 33c) dans la figure 6C. Ce débit peut être ajusté à l'aide du bouton de réglage 33a (l'écartement du clapet de son siège détermine le débit mesuré en litre par minute, ainsi 10 plus l'écartement est grand plus le débit sera élevé) . Ce débit permet de remplir le système respiratoire en gaz (c'est à dire les contre poumons 12 et 13 de la figure 3B par exemple). Quand le plongeur inspire pour la première fois sur l'embout buccal, à travers le canal de la pièce buccale 22 ( indiqué par la flèche 22d, illustrée dans la figure 6C), il

crée une dépression dans la chambre de respiration 21, qui est immédiatement 15 compensée par le gaz venant du système d'épuration, indiqué par la flèche 21c.

L'apport en gaz (indiqué par la flèche i lc, figure 6C) provient du circuit d'épuration ou plus exactement du contre-poumon 12 (figure 3) fixé au tuyau d'inspiration 11. Le gaz (dans la figure 6C) traverse le canal d'inspiration 1 la, puis le clapet anti-retour d'inspiration 1 lb, pour pénétrer dans la chambre de respiration 21, indiqué par la flèche 20 21c, pour finir dans les poumons du plongeur. Durant toute l'inspiration, le tube d'expiration 9a du système d'épuration est maintenu fermé par le clapet anti-retour d'expiration 9b pour éviter un retour de gaz (nonfiltré provenant du système

d'épuration et donc chargé en dioxyde de carbone) vers la chambre de respiration 21.

Durant l'expiration du plongeur, le volume expiré (indiqué par la flèche 22 e, dans 25 la figure 6D), entre dans la chambre de respiration 21 créant une légère surpression.

Celle-ci dirige le gaz (flèche 21d) vers le clapet anti-retour d'expiration 9b. Ensuite, le gaz rejoint le système d'épuration, indiqué par la flèche 9c. Il est important de rappeler que le métabolisme du plongeur consomme en moyenne 4% de l'oxygène contenu dans le mélange de gaz inspiré pour le transformer en 4% de dioxyde de carbone dans le mélange de gaz expiré. Le volume de gaz expiré contient donc du dioxyde de carbone qui sera extrait par l'unité de filtre. Pour maintenir le volume et le mélange de gaz, dans le circuit respiratoire le plus stable possible, le clapet à débit 33 injecte en permanence un complément en gaz (flèche 33c) supérieur au volume consommé dans la chambre de respiration. On évite ainsi que le mélange ne devienne hypoxique et les problèmes liés à la décompression. Durant l'expiration, le tube d'inspiration 1 la du circuit d'épuration est maintenu fermé par le clapet anti-retour 1 lb. La figure 6E illustre une situation similaire à celle présentée dans la figure 6C. Le plongeur inspire à travers le canal 22, mais cette fois l'inspiration est plus prononcée, indiqué par les flèches 22d (par exemple d à un effort physique important ou une immersion rapide, etc.). Cette inspiration profonde demande un apport en gaz (flèche 1 lc) qui ne peut être garanti que partiellement à l'aide du volume disponible dans les contre-poumons 12 et 13 du circuit d'épuration (figure3, flèche 21c). Le volume de gaz injecté (flèche 33c) par le clapet à débit 33 ne peut pas compenser ce manque (son rôle 10 étant de garantir uniquement un apport minimum en gaz pour les raisons susmentionnées). La conséquence est la formation d'une dépression dans la chambre de respiration 21, provoquant l'ouverture du clapet à demande. Ainsi, la membrane 25 s'incurve et pousse le levier 24 vers le bas, décollant alors le clapet 23a de son siège 23 pour permettre au gaz du canal d'entrée 20 de combler le manque dans la chambre de 15 respiration 21, illustré par la flèche 21a dans la figure 6F. En d'autres mots, dans toutes les situations ou un apport en gaz important est demandé par le plongeur, le clapet à demande est déclenché pour assister le circuit semi-fermé dans sa mission. Ce principe de fonctionnement intégré dans l'embout buccal permet de réduire de façon

considérable le volume du circuit d'épuration traditionnellement surdimensionné. Ceci 20 résout enfin le problème des appareils encombrants et difficiles à utiliser.

La figure 6G illustre une situation similaire à celle présentée dans la figure 6D.

Le plongeur expire de manière forcée à travers le canal 22 (par exemple lors d'une expiration pendant une remontée rapide) dans la chambre de respiration 21 (indiqué par les deux flèches 22e). Ce surplus de volume ne peut plus s'échapper totalement (flèche 25 21d) par le clapet anti- retour d'expiration 9b vers (flèche 9c) le circuit d'épuration (contre- poumons 13 et/ou 12 sont pleins, par exemple). Cette situation développe une surpression dans la chambre de respiration 21 qui dirige (flèche 21 e) le gaz vers le clapet de surpression 28/28a/29, pour quitter l'embout (flèche 28d) vers le milieu extérieur. En d'autres mots le clapet 28 est un clapet de sécurité parce qu'il protège le 30 plongeur et l'appareil respiratoire (c'est à dire le chambre de respiration 21, les tuyaux d'inspiration 1 1 et d'expiration 9, les contre-poumons 13 et 12 puis l'unité de filtre lOa) de dégâts provoqués par une situation de surpression. Il est important finalement de rappeler que le clapet à débit 33 injecte en permanence un volume de gaz supérieur à celui qui est consommé par le métabolisme du plongeur, provoquant, durant les cycles expiratoires, une légère surpression dans le système, qui sera évacuée par ce clapet de sécurité (28/28a/29). Cette purge régulière mais partielle (seulement une faible quantité de gaz peut quitter le circuit respiratoire) permet de maintenir les pourcentages du mélange, dans le circuit respiratoire, stables. Ce principe de fonctionnement donne à l'appareil son nom " semi-fermé " car il relâche en permanence un petit filet de bulles dans l'eau tout au long de la plongée. La figure 6H illustre une variante modifiée de l'embout buccal 8' (en mode de fonctionnement semi-fermé) qui permet d'injecter du gaz dans la chambre de respiration 10 21 provenant du canal d'entrée 20 sans utiliser le clapet à débit 33. Le clapet à demande 23, 23a, 24, 25 est modifié pour assurer le débit continu tout en gardant sa fonction d'injection de gaz à la demande. Il existe deux possibilités de conception de l'embout avec le clapet à demande 23, 23a, 24, 25 modifié. Soit l'embout buccal 8' illustré dans la figure 6H amputé du clapet à débit 33 (plus simple et donc moins cher) soit l'embout 15 buccal 8 (illustré dans la figure 6J, 6K, 6L) avec le clapet à débit 33. Dans cette deuxième conception, le plongeur peut ajuster le débit continu à l'aide du clapet à débit 33, en désactivant la fonction du débit continu du clapet à demande modifié, ou il ajuste

le débit continu à l'aide du clapet à demande en désactivant le clapet à débit 33.

Pour que le clapet à demande 23, 23a, 24, 25 puisse délivrer un débit continu, le 20 couvercle 27 équipé du bouton de purge 26 peut être enfoncé (e.g. vissé) dans le boîtier de l'embout buccal indiqué par la flèche 27a dans la figure 6h et 6J. Le bouton de purge 26 exerce une légère pression sur la membrane 25. Celle-ci déplace le levier 24, qui à son tour décolle le clapet 23a de son siège 23 créant une ouverture minimum du clapetprésenté dans la figure 6J. Cette ouverture peut être pré-réglée pour maintenir un débit 25 continu minimum de gaz venant du canal d'entrée 20 vers la chambre de respiration 21 indiqué par la flèche 21f dans la figure 6K. L'ajustement du débit se fait en vissant ou en dévissant le couvercle de protection 27. Le débit s'accroît si le couvercle est vissé à l'intérieur du boîtier augmentant l'écartement du clapet 23a de son siège 23 et vice versa. Dans la figure 6L, le plongeur inspire de manière prononcée à travers le canal 22 indiqué par les flèches 22d. Cette inspiration profonde demande un apport en gaz (flèche l lc, figure 6E) qui ne peut être garanti que partiellement à l'aide du volume disponible dans les contre-poumons 12 et 13 du circuit d'épuration indiqué par la flèche 21 c figure 6 E. En conséquence, une dépression se forme dans la chambre de respiration 21 provoquant l'ouverture plus importante du clapet à demande (i.e. la membrane 25 s'incurve et pousse le levier 24 vers le bas, décollant ainsi le clapet 23a de son siège 23), pour permettre au gaz du canal d'entrée 20 de compenser (flèche2 la) la chambre de respiration 21, présenté dans la figure 6L. En d'autres mots, le clapet à demande garantit deux fonctions à la fois: l'apport en gaz par débit continu et à la demande. La figure 7 représente, en coupe, une variante de conception de l'embout buccal, selon l'invention, et la figure 8 représente en coupe une alternative de l'embout buccal présenté dans la figure 7, après une rotation de 90 degrés autour de l'axe VIII- VIII. Les 10 numéros de références résument les mêmes composants que ceux utilisés dans les

figures précédentes.

La différence principale entre les figures 7 et 8 est l'organisation du boîtier de l'embout buccal et de ses composants. (les illustrations sont plus proches de la réalité et d'une future conception, comparées aux schémas simplifiés utilisés dans les figures 2A 15 et 2B par exemple). Les composants principaux sont immédiatement identifiés pour une reconnaissance plus aisée et pour mieux comprendre leur réorganisation: (i) le clapet à débit 33 et son bouton de réglage 33a; (ii) le clapet à demande comprenant la membrane 25, le levier 24, le clapet 23a, son siège 23 et le bouton de purge 26; et (iii) le bouton de sélection de mode 30 permettant à l'embout buccal 8" d'être mis en mode de sélection 20 circuit ouvert, ou de passer en mode de sélection semi-fermé. Le mode de sélection réglé dans la figure 8 est le mode semi-fermé. Le bouton de sélection 30 est pour cela enfoncé dans son logement puis maintenu en place par le système de verrouillage, ouvrant ainsi le passage 21j du circuit d'épuration (c'est à dire l'ouverture vers le tube d'inspiration 1 la et le tube d'expiration 9a). L'ouverture 21j se situe dans l'axe du bouton de sélection placé sur le haut de l'embout buccal et est donc perpendiculaire au

canal de respiration 22. Ceci est comparable à la description de la figure 2B, o le passage 21h se trouve schématiquement présenté de manière parallèle au canal de

respiration 22 et s'ouvrant de manière transversale à l'aide du bouton de sélection 30

placé sur le coté droit de l'embout buccal.

Lorsque le bouton de sélection 30 est enfoncé dans le boîtier de l'embout buccal, l'axe central 30b ou le disque d'étanchéité 30c déplace la purge d'expiration mobile 28 vers le ressort 29, la transformant en clapet de sécurité. La purge 28 peut être fixée à l'extrémité de l'axe central 30b du bouton de sélection 30, pour lui permettre de reprendre sa position initiale, lorsque le mode semi-fermé passe au mode ouvert. Elle

reprend alors son rôle de purge d'expiration.

La figure 9 représente, en coupe, une autre version de l'embout buccal, selon 5 l'invention; et la figure 10 représente, en coupe, l'alternative représentée après une rotation de 90 degrés autour de l'axe X-X. Les numéros de références résument les

mêmes composants que ceux utilisés dans les figures précédentes.

La différence principale entre les figures 9 et 10 réside dans l'organisation du boîtier de l'embout buccal et de ses composants (les illustrations sont plus proches de la réalité et d'une future conception, comparées aux schémas simplifiés utilisés dans les figures 2A et 2B par exemple). Les composants principaux sont immédiatement identifiés pour une reconnaissance plus aisée et pour mieux comprendre leur réorganisation: (i) le clapet à débit 33 et son bouton de réglage 33a; (ii) le clapet à 15 demande comprenant la membrane 25, le levier 24, le clapet 23a, son siège 23 et le bouton de purge 26; et (iii) le bouton de sélection de mode 30 permettant à l'embout buccal 8" d'être mis en mode de sélection circuit ouvert, ou de passer en mode de sélection semi-fermé. . Le mode de sélection réglé dans la figure 10 est le mode circuit ouvert de l'embout buccal 8"'. Le bouton de sélection 30 n'est pour cela pas manipulé. 20 Le passage 21j du circuit d'épuration (c'est à dire l'ouverture vers le tube d'inspiration 1 la et le tube d'expiration 9a) est maintenu fermé, à l'aide d'un disque d'étanchéité 30c fixé sur l'axe central 30b. En mode circuit semi-fermé, ce disque est éloigné de

l'ouverture 21j, pour faire communiquer la chambre de respiration 21 avec la chambre du circuit d'épuration (c'est à dire l'ouverture vers le tube d'inspiration i1 a et le tube 25 d'expiration 9a), comme présenté dans la figure 8.

Une purge d'expiration 28 est placée dans le passage d'expiration 21k. En mode de fonctionnement à circuit ouvert (présenté dans la figure 10), la chambre de respiration 21 communique avec le passage 21k et permet au gaz expiré par le plongeur d'évacuer l'embout buccal à travers la purge d'expiration 28. Quand le bouton de 30 sélection 30 est enfoncé, pour passer en mode de sélection circuit semi-fermé, dans l'embout buccal 8"', le passage 21k est isolé à l'aide d'un second disque d'étanchéité d, fixé sur l'extrémité de l'axe central 30b. La fermeture du passage 21k est associée à l'ouverture du passage 21j du circuit d'épuration (=mode circuit semi-fermé), et inversement la fermeture du passage 21j du circuit d'épuration est associée à l'ouverture du passage 21k vers la purge d'expiration(=mode circuit ouvert). En mode circuit semifermé, l'air expiré par le plongeur ne peut plus quitter l'embout buccal à travers la purge d'expiration 28 (isolée de la chambre de respiration 21 à l'aide du disque 30d), mais traverse l'ouverture 21j pour se diriger vers la purge d'expiration du circuit d'épuration 9a. Dans cette réalisation (figure 9), le bouton de sélection 30 ne transforme plus la purge d'expiration 28 en purge de sécurité. Pour cette raison, le canal recycleur peut être équipé d'une purge de sécurité complémentaire 28e et 29. Cette purge 28e communique

avec le circuit d'épuration et assure les mêmes fonctions que celles susmentionnées.

Liste des numéros de références.

1 bouteille de plongée s 2 détendeur deuxième étage de secours 3 robinetterie de la bouteille 4 détendeur premier étage flexible de moyenne pression 6 flexible de moyenne pression io 7 connecteur rapide 8 embout buccal 8' option embout buccal 8" option embout buccal 8"' option embout buccal 15 8a pièce buccale 9 tuyau d'expiration 9a tube d'expiration du circuit recycleur 9b clapet anti-retour (coté expiration) 9c flèche 10 unité de filtre lOa unité de filtre lOb unité de filtre 11 tuyau d'inspiration 1la tube d'inspiration du circuit recycleur 25 1 lb clapet anti-retour (coté inspiration) lic flèche 11.1 portion de tube 11. 2 portion de tube 12 contre-poumon 12a connecteur du contre-poumon 12b séparateur 12.1 connexion d'entrée 12.2 connexion de sortie 13 contrepoumon 13a connecteur du contre-poumon 13b séparateur canal d'entrée (de moyenne pression) 21 chambre de respiration 21a flèche 21b flèche 21c flèche 21d flèche 10 21e flèche 21f flèche 21g flèche 21h ouverture du recycleur 21j ouverture du recycleur 21k passage purge d'expiration 22 canal respiratoire 22a flèche 22b trait 22c flèche 20 22d flèche 22e flèche 23 siège de la valve à demande 23a clapet de la valve à demande 24 levier du clapet à demande 25 25 membrane 26 bouton de purge 26a flèche 27 couvercle de protection 27a flèche 28 purge d'expiration 28a clapet anti-retour 28b flèche 28c flèche 28d flèche 28e clapet de sécurité 29 ressort taré bouton de sélection a flèche 30b axe du bouton de sélection 30c disque d'étanchéité 30d disque d'étanchéité 31 système de verrouillage 32 piston de fermeture (recycleur) 10 33 valve du débit continu 33a bouton de réglage du débit continu / bague filetée 33b flèche 33c flèche 40a grille de maintien b grille de maintien 41a couvercle 41b couvercle 42a couvercle 20 42b couvercle 43a connecteur multifonctions 43b connecteur multifonctions 44a connecteur multifonctions 44b connecteur multifonctions 25 45 tube de connexion 46a bouchon 46b bouchon bague de connexion 30 100 double unité de filtre 101 double unité de filtre

Claims

Revendications

1. Un embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') pour alimenter un plongeur ou toute autre personne nécessitant une alimentation en gaz respirable avec un appareil respiratoire, l'embout buccal comportant un boîtier qui comprend un canal entrée (20), un clapet à demande (23, 23a, 24, 25), une chambre de respiration (21), un canal respiratoire (22), et un canal recycleur (9a, 1 la), embout dans lequel: (a) le canal d'entrée (20) est agencé pour alimenter le clapet à demande (23, 23a) en 10 gaz respirable à partir d'un réservoir (1) de gaz sous pression; (b) le clapet à demande (23, 23a, 24, 25) est agencé pour alimenter en gaz, depuis le canal d'entrée (20), la chambre de respiration (21) lors d'une condition de dépression dans la chambre de respiration (21); (c) le canal respiratoire (22) communique avec la chambre de respiration (21) et 15 représente une ouverture de l'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') à laquelle peut être raccordée une pièce buccale (8a); et (d) le canal recycleur (9a, 11 a) comprend au moins, un état de communication avec la chambre de respiration (21); l'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') étant caractérisé en ce qu'il comporte (e) un clapet à débit (23, 23a; 33, 33a), interposé entre le canal d'entrée (20) et la chambre de respiration (21), agencé pour alimenter la chambre de respiration (21) en gaz, depuis le canal d'entrée (20), à un débit minimum, sensiblement continu et de

préférence constant.

2. L'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') selon la revendication 1, caractérisé en ce que le clapet à débit comprend des moyens (26, 27; 33a) pour ajuster le débit traversant le clapet à débit (23; 33) afin de permnnettre l'ajustement du débit minimum, de préférence

par l'utilisateur.

3. L'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le clapet à débit est constitué par le clapet à demande (23, 23a) comportant des moyens (24, 25, 26, 27) pour maintenir le clapet à demande en une position d'ouverture minimum afin d'admettre le débit minimum, depuis le canal d'entrée (20), à la chambre

respiration (21) à travers le clapet à demande (23, 23a).

4. L'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') selon la revendication 3, caractérisé en ce que le clapet à demande (23, 23a, 24, 25) comprend un bouton de purge (26) pour actionner manuellement l'ouverture du clapet à demande (23, 23a, 24, 25), caractérisé en ce que le clapet à demande comprend des moyens d'ajustement (27) pour prérégler le bouton de purge (26) vers un état d'ouverture minimum du clapet

à demande (23, 23a).

5. L'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') selon la revendication 4, caractérisé en ce que le 10 bouton de purge (26) et/ou une structure de soutient du bouton de purge (26) sont ajustables pour prérégler le bouton de purge (26) vers un état d'ouverture minimum du

clapet à demande (23, 23a).

6. L'embout buccal (8; 8"; 8"') selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce que le clapet à débit est constitué par un second clapet (33), s'ajoutant au clapet à demande (23, 23a, 24, 25), le second clapet (33) comportant une voie (33c) pour admettre le débit minimum depuis le canal d'entrée (20) vers la

chambre de respiration (21), à travers le second clapet (33).

7. L'embout buccal (8; 8'; 8"; 8"') selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend: - un organe d'aiguillage (30, 32; 30, 30b, 30c, 30d) susceptible d'être actionné pour assumer, de façon sélective, une première position dans laquelle le canal recycleur (9a, 1 la) ne communique pas avec la chambre de respiration (21), ou une deuxième position dans laquelle le canal recycleur (9a, 1 la) est en communication avec la chambre de respiration (21); et - une purge d'expiration (28) permettant au gaz expiré par l'utilisateur de quitter la chambre de respiration (21) vers l'extérieur du boîtier de l'embout buccal lorsque l'organe d'aiguillage (30, 32; 30, 30b, 30c, 30d) se trouve dans sa première position, la 30 purge d'expiration (28) étant agencée pour empêcher le gaz expiré par l'utilisateur de quitter la chambre de respiration (21) vers l'extérieur du boîtier de l'embout buccal lorsque l'organe d'aiguillage (30, 32; 30, 30b, 30c, 30d) se trouve dans sa deuxième position.

8. L'embout buccal (8; 8', 8"; 8"') selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans le deuxième état de l'organe d'aiguillage (30, 32; 30, 30b, 30c, 30d) la purge d'expiration (28) est agencée pour permettre au gaz expiré de quitter la chambre de respiration (21) vers l'extérieur du boîtier de l'embout buccal, si une différence entre la 5 pression de gaz à l'intérieur de la chambre de respiration (21) et une pression ambiante

à l'extérieur du boîtier de l'embout buccal dépasse un seuil.