EP0153247B1 - Equipement de protection du personnel contre la contamination - Google Patents
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- EP0153247B1 EP0153247B1 EP85400272A EP85400272A EP0153247B1 EP 0153247 B1 EP0153247 B1 EP 0153247B1 EP 85400272 A EP85400272 A EP 85400272A EP 85400272 A EP85400272 A EP 85400272A EP 0153247 B1 EP0153247 B1 EP 0153247B1
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A62—LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
- A62B—DEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
- A62B7/00—Respiratory apparatus
- A62B7/12—Respiratory apparatus with fresh-air hose
Definitions
- the subject of the invention is equipment for protecting personnel in an environment liable to present contamination of nuclear, biological or chemical origin, so-called NBC protection equipment.
- the invention finds a particularly important, although not exclusive, application on board aircraft capable of operating at high altitude, which requires on-board personnel to wear a respiratory mask supplied by a regulator on demand.
- Respiratory protective equipment of the type comprising, on the one hand, a demand regulator supplied by a source of pressurized respiratory gas (generally by a source of oxygen) and with dilution air taken from the passenger compartment. personnel and connected to a respiratory mask and, on the other hand, a protective hood provided with ventilation air supply means, filtration means being provided to retain the contaminants of the respiratory mixture supplied to the mask and the contaminants of the air sent to the hood.
- a demand regulator supplied by a source of pressurized respiratory gas (generally by a source of oxygen) and with dilution air taken from the passenger compartment.
- a source of pressurized respiratory gas generally by a source of oxygen
- filtration means being provided to retain the contaminants of the respiratory mixture supplied to the mask and the contaminants of the air sent to the hood.
- a contaminant retention filter is interposed between the regulator and the mask.
- This filter is in the form of a large cylindrical flat container, fixed on the chest of the person to be protected.
- This solution has serious flaws.
- the size of the chest filter considerably annoys the wearer, to the point of reducing his ability to act, in particular on a combat aircraft.
- the pressure drop of the filter constitutes an inspiratory discomfort, further aggravated by the back pressure on expiration due to the overpressure which it is necessary to maintain in the hood relative to the passenger compartment.
- the regulator being placed upstream of the filter, risks being polluted and decontamination is difficult.
- the respiratory equipment used so far generally uses, as a source of filtered air, a rotary blower placed inside the cabin.
- a rotary blower placed inside the cabin.
- Such a fan is bulky. It presents the necessary reliability only at a high cost.
- the invention aims to provide protection in an NBC environment by reducing discomfort to the wearer of the equipment and to avoid pollution of the regulator.
- the invention in particular provides equipment of the type defined above in accordance with the characterizing part of claim 1.
- These supply means can advantageously be constituted by an ejector placed in the cabin, the primary fluid of which consists of air coming from a compressor stage of the propulsion reactor, from an auxiliary power unit, or even an oxygen reserve, especially in emergency; secondary air is taken from the passenger compartment through NBC filters; the ejector is designed so as to supply air in overpressure with respect to the passenger compartment.
- This overpressure will frequently be between 5 and 15 mbar and may lead to an overpressure of a few mbar in the hood and the regulator housing.
- the equipment of FIG. 1 comprises a hood 10 intended to be donned by the pilot over his helmet 12 and his breathing mask 14.
- the hood 10 is provided with a transparent visor 16 and, preferably, a flap discharge 18 which fixes the overpressure prevailing in the hood or, at least, the limit.
- the hood also carries an inlet nozzle for the mask inlet pipe 20 and a pipe 22 for supplying ventilation air, terminated by a carp tail diffuser which distributes the air over the visor 16 in order to avoid fogging.
- the mask supply pipe 20 is connected upstream to a demand regulator 24 connected to a source of pressurized breathing gas.
- this source comprises a pipe 26 fixed to the seat, connected by a tear-off connector 28 to a supply pipe 30 coming for example from a liquid oxygen converter.
- the seat also carries an emergency oxygen cylinder 34, which takes over from the converter in the event of a supply fault by the latter, for example in the event of ejection.
- the hood 10 and the regulator 24 are provided with a supply of filtered air at slight overpressure relative to the atmosphere of the passenger compartment.
- a fraction of the supply air is taken, at a pressure of a few bars, from the compressor of an aircraft reactor, from an auxiliary power unit or from any other source (not shown).
- This air passes successively an oil and water retaining filter 36 and a filter 38 for retaining contaminants of chemical, bacteriological and / or radioactive origin (NBC filter).
- NBC filter radioactive origin
- This air constitutes the primary gas in an ejector 42 for suctioning the rest of the air necessary for dilution and ventilation.
- Secondary air is taken from the cabin atmosphere, through two NBC 40 filters.
- the regulator 24 ( Figure 2) includes mechanisms carried by a housing 45 and enclosed in a housing 46.
- the mechanisms themselves will not be described, because they can be of any type.
- pneumatically controlled mechanisms such as those described in patent FR-A-1,557,809 and electrically controlled described in patent US-A-4,336,590.
- the mechanism housing is surrounded by the atmosphere of the passenger compartment, where it takes in the dilution air, in that of Figure 2 the housing is subjected to an overpressure, maintained by the ejector 42 and regulated by a calibrated valve 48, advantageously provided so that the same overpressure prevails in the hood and in the regulator housing, therefore in the hood and the mask.
- An anti-suffocation valve 50 can also be provided on the housing to supply the regulator from the passenger compartment in the event of the cessation of the air supply from the ejector 42 when this function is provided in the regulator.
- the dilution air inlet 54 opens into the overpressure space supplied with filtered air and delimited by the housing 46 and the casing 45, so that it cannot be polluted by air inlets from the passenger compartment .
- the regulator can be completed by a closable pressure tap 56 making it possible to control the pressure prevailing in the housing.
- valves 18 and 48 will be chosen taking into account the clothing equipment of the personnel to be protected.
- the pilot is fitted with an inflatable chest pocket chest plate to compensate for the overpressure on suction, it is possible to adopt an overpressure of approximately 5 mbar above the pressure in the passenger compartment. Otherwise, an overpressure of 2 to 3 mbar can be adopted which does not cause any respiratory discomfort and is sufficient for protection against the entry of polluted air.
- the ejector 42 may have one of the constitutions shown diagrammatically in FIGS. 3 and 4 when it is desired to have an emergency power supply.
- the ejector 42 uses two concentric injectors.
- the internal injector 57 is connected to the supply of purified air under pressure by means of a pressure limiter or a pressure reducer 58.
- the external injector 59 is connected, by a line 60, to the supply in oxygen 30.
- On the pipe 60 are interposed, on the one hand, a valve 62 controlled by the outlet pressure of the regulator 58, on the other hand, a manually operated valve 64.
- the valve 62 is held in the closed position as long as the supply pressure of the internal injector 57 exceeds a predetermined threshold.
- the valve 64 is closed during normal operation (on standby) to avoid loss of oxygen. It is manually controllable to implement the oxygen supply.
- the arrangement of the two injectors can be reversed.
- the ejector shown diagrammatically in FIG. 4 (where the members corresponding to those of FIG. 3 are designated by the same reference number) comprises a single injector 57.
- this injector is supplied through the flow limiter or regulator 58, which maintains a substantially constant injection pressure.
- the supply of oxygen is prohibited by the valve 62.
- the valve 62 opens under the pressure of the oxygen. (arriving by a tap similar to tap 64 in Figure 3 and not shown).
- a nozzle 68 limits the flow of oxygen. Leakage of oxygen to the failed supply is prohibited by a non-return valve 70.
- the device according to the invention eliminates the discomfort brought by the chest filter, ensures respiratory comfort by corresponding calibration of the hood and regulator valves, avoids pollution of the regulator. oxygen without requiring a significant modification of the latter.
- the device according to the invention is easily provided to provide redundancy of supply guaranteeing security.
- the equipment is susceptible of numerous variants.
- it can also be used at low altitude, when the staff does not need to be equipped with a breathing mask. In this case, the ejector 42 will only feed the hood.
- the ventilation flow will generally be between 50 and 75 I / min ATPD, as well as the supply flow to the regulator unit.
Description
- L'invention a pour objet un équipement de protection du personnel en ambiance susceptible de présenter une contamination d'origine nucléaire, biologique ou chimique, équipement dit de protection NBC.
- L'invention trouve une application particulièrement importante, bien que non exclusive, à bord des aéronefs pouvant opérer à haute altitude, ce qui impose au personnel de bord de porter un masque respiratoire alimenté par un régulateur à la demande.
- On connaît déjà un équipement respiratoire de protection du type comprenant, d'une part, un régulateur à la demande alimenté par une source de gaz respiratoire sous pression (généralement par une source d'oxygène) et en air de dilution prélevé dans l'habitacle du personnel et relié à un masque respiratoire et, d'autre part, une cagoule de protection munie de moyens d'alimentation en air de ventilation, des moyens de filtration étant prévus pour retenir les contaminants du mélange respiratoire fourni au masque et les contaminants de l'air envoyé à la cagoule.
- Dans cet équipement connu, un filtre de retenue des contaminants est interposé entre le régulateur et le masque. Ce filtre se présente sous forme d'un récipient cylindrique plat de grand diamètre, fixé sur la poitrine de la personne à protéger. Cette solution présente de graves défauts. L'encombrement du filtre de poitrine gêne considérablement le porteur, au point de réduire ses capacités d'action, notamment sur un avion de combat. La perte de charge du filtre constitue une gêne inspiratoire, encore aggravée par la contre- pression à l'expiration due à la surpression qu'il est nécessaire de maintenir dans la cagoule par rapport à l'habitacle. Le régulateur, étant placé en amont du filtre, risque d'être pollué et la décontamination en est difficile.
- Enfin, les équipements respiratoires utilisés jusqu'ici utilisent généralement, comme source d'air filtré, une soufflante rotative placée à l'intérieur de la cabine. Une telle soufflante est encombrante. Elle ne présente la fiabilité nécessaire qu'au prix d'un coût élevé.
- A priori, il semble que la constitution qui vient d'être décrite était la seule possible car placer le filtre en amont du régulateur implique des risques de pollution par les fuites vers les zones du régulateur qui sont en dépression par rapport à l'habitacle, ainsi que des modifications du régulateur. r.
- L'invention vise à assurer la protection en ambiance NBC en réduisant les gênes apportées au porteur de l'équipement et à éviter la pollution du régulateur.
- Dans ce but, l'invention propose notamment un équipement du type ci-dessus défini conforme à la partie caractérisante de la revendication 1.
- Ces moyens d'alimentation peuvent avantageusement être constitués par un éjecteur placé dans la cabine, dont le fluide primaire est constitué par de l'air provenant d'un étage de compresseur du réacteur de propulsion, d'une unité de puissance auxiliaire, voire même d'une réserve d'oxygène, notamment en secours ; l'air secondaire est prélevé dans l'habitacle au travers de filtres NBC ; l'éjecteur est conçu de façon à fournir de l'air en surpression par rapport à l'habitacle. Cette surpression sera fréquemment comprise entre 5 et 15 mbars et pourra conduire à une surpression de quelques mbars dans la cagoule et le boîtier du régulateur.
- L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation particulier de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère aux dessins qui l'accompagnent, dans lesquels :
- - la Figure 1 montre schématiquement un équipement de protection suivant un mode de réalisation de l'invention, destiné à un piloté d'avion de combat,
- - la Figure 2 est une vue en élévation simplifiée, montrant le boîtier d'un régulateur d'oxygène utilisable dans l'équipement de la Figure 1,
- - la Figure 3 est un schéma montrant une constitution possible d'un éjecteur pouvant constituer les moyens d'alimentation en air de la cagoule et du régulateur,
- - la Figure 4, similaire à la Figure 3, montre une variante de réalisation.
- L'équipement de la Figure 1 comporte une cagoule 10 destinée à être enfilée par le pilote par dessus son casque 12 et son masque respiratoire 14. La cagoule 10 est munie d'une visière transparente 16 et, de préférence, d'un clapet de décharge 18 qui fixe la surpression régnant dans la cagoule ou, du moins, la limite. La cagoule porte également un embout d'entrée de la tuyauterie d'admission du masque 20 et une conduite 22 d'alimentation en air de ventilation, terminée par un diffuseur en queue de carpe qui répartit l'air sur la visière 16 afin d'éviter la formation de buée.
- La tuyauterie 20 d'alimentation du masque est reliée en amont à un régulateur à la demande 24 raccordé à une source de gaz respiratoire sous pression. Dans l'équipement montré en Figure 1, cette source comporte une conduite 26 fixée au siège, reliée par un raccord arrachable 28 à une conduite d'amenée 30 provenant par exemple d'un convertisseur d'oxygène liquide. Le siège porte également une bouteille d'oxygène de secours 34, qui prend le relais du convertisseur en cas de défaut d'alimentation par ce dernier, par exemple en cas d'éjection.
- La cagoule 10 et le régulateur 24 sont munis d'une alimentation en air filtré en légère surpression par rapport à l'atmosphère de l'habitacle. Une fraction de l'air d'alimentation est prélevée, à une pression de quelques bars, sur le compresseur d'un réacteur de l'avion, sur une unité de puissance auxiliaire ou sur toute autre source (non représentée). Cet air traverse successivement un filtre de retenue d'huile et d'eau 36 et un filtre 38 de retenue des contaminants d'origine chimique, bactériologique et/ou radioactive (filtre NBC). Cet air constitue le gaz primaire dans un éjecteur 42 d'aspiration du reste de l'air nécessaire à la dilution et à la ventilation. L'air secondaire est prélevé dans l'atmosphère de l'habitacle, à travers deux filtres NBC 40.
- L'air qui sort de l'éjecteur, à une pression supérieure à celle de l'habitacle, alimente, par l'intermédiaire de raccords arrachables 44 et 43, d'une part le boîtier du régulateur 24, d'autre part, la cagoule 10.
- Le régulateur 24 (Figure 2) comporte des mécanismes portés par un carter 45 et enfermés dans un boîtier 46. Les mécanismes eux-mêmes ne seront pas décrits, car ils peuvent être d'un type quelconque. A titre de simples exemples, on peut citer les mécanismes à commande pneumatique tels que ceux décrits dans le brevet FR-A-1 557 809 et à commande électrique décrits dans le brevet US-A-4 336 590. Mais alors que, dans un régulateur classique, le carter à mécanismes est entouré par l'atmosphère de l'habitacle, où il prélève l'air de dilution, dans celui de la Figure 2 le carter est soumis à une surpression, maintenue par l'éjecteur 42 et régulée par une soupape tarée 48, avantageusement prévue pour que la même surpression règne dans la cagoule et dans le boîtier du régulateur, donc dans la cagoule et le masque.
- Un clapet anti-suffocation 50 peut également être prévu sur le boîtier pour alimenter le régulateur à partir de l'habitacle en cas de cessation de l'arrivée d'air de l'éjecteur 42 lorsque cette fonction est prévue dans le régulateur.
- Du fait de la surpression en fonctionnement normal, les fuites éventuelles, par exemple le long des boutons de commande 52, se produisent vers l'extérieur et ne peuvent provoquer une pollution de l'air admis au masque. L'entrée d'air de dilution 54 débouche dans l'espace en surpression alimenté en air filtré et délimité par le boîtier 46 et le carter 45, de sorte qu'il ne peut être pollué par des entrées d'air depuis l'habitacle.
- Le régulateur peut être complété par une prise de pression obturable 56 permettant de contrôler la pression qui règne dans le boîtier.
- Le tarage des clapets 18 et 48 sera choisi en tenant compte de l'équipement vestimentaire du personnel à protéger. Lorsque le pilote est équipé d'un plastron à poche de poitrine gonflable pour compenser la surpression à l'aspiration, on peut adopter une surpression d'environ 5 mbars au-dessus de la pression dans l'habitacle. Dans le cas contraire, on peut adopter une surpression de 2 à 3 mbars qui n'apporte aucune gêne respiratoire et suffit à la protection contre les entrées d'air pollué.
- L'éjecteur 42 peut avoir l'une des constitutions schématisées en Figures 3 et 4 lorsque l'on souhaite disposer d'une alimentation de secours.
- Dans le cas de la Figure 3, l'éjecteur 42 utilise deux injecteurs concentriques. L'injecteur interne 57 est relié à l'alimentation en air purifié sous pression par l'intermédiaire d'un limiteur de pression ou d'un détendeur 58. L'injecteur externe 59 est relié, par une conduite 60, à l'alimentation en oxygène 30. Sur la conduite 60 sont interposés, d'une part, un clapet 62 commandé par la pression de sortie du détendeur 58, d'autre part, une vanne à commande manuelle 64. Le clapet 62 est maintenu en position de fermeture aussi longtemps que la pression d'alimentation de l'injecteur interne 57 dépasse un seuil prédéterminé. La vanne 64 est fermée en fonctionnement normal (en attente) pour éviter les pertes d'oxygène. Elle est commandable manuellement pour mettre en oeuvre l'alimentation en oxygène. La disposition des deux injecteurs peut être inversée.
- L'éjecteur montré schématiquement en Figure 4 (où les organes correspondant à ceux de la Figure 3 sont désignés par le même numéro de référence) comporte un seul injecteur 57. Lors du fonctionnement normal, cet injecteur est alimenté à travers le limiteur de débit ou détendeur 58, qui maintient une pression d'injection sensiblement constante. L'arrivée d'oxygène est interdite par le clapet 62. En cas de manque d'air, par exemple à la suite d'une panne des moyens alimentant le limiteur 58, le clapet 62 s'ouvre sous la pression de l'oxygène (arrivant par un robinet similaire au robinet 64 de la Figure 3 et non représenté). Un gicleur 68 limite le débit d'oxygène. Les fuites d'oxygène vers l'alimentation en panne sont interdites par un clapet anti-retour 70.
- Quel que soit le mode de réalisation utilisé, on voit que le dispositif suivant l'invention fait disparaître la gêne apportée par le filtre de poitrine, assure le confort respiratoire par tarage correspondant des clapets de cagoule et de régulateur, évite la pollution du régulateur d'oxygène sans pour autant exiger une modification importante de ce dernier. Les solutions utilisant un éjecteur, c'est-à-dire un organe statique, ont une très grande fiabilité. Il n'en est pas moins possible d'utiliser une soufflante, mais cette dernière peut être placée hors de l'habitacle, donc avoir sans Inconvénient des dimensions importantes. Enfin, le dispositif selon l'invention est aisément prévu pour assurer une redondance d'alimentation garantissant la sécurité.
- L'équipement est susceptible de nombreuses variantes de réalisation. Au surplus, il peut être utilisé également à basse altitude, lorsque le personnel n'a pas besoin d'être équipé de masque respiratoire. Dans ce cas, l'éjecteur 42 n'alimentera que la cagoule.
- Le débit de ventilation sera en règle générale compris entre 50 et 75 I/mn ATPD, ainsi que le débit d'alimentation du boîtier régulateur.
- Il va sans dire que la portée du présent brevet s'étend à de telles variantes, ainsi plus généralement qu'à toutes autres restant dans le cadre des équivalences.
Claims (7)
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