JPH0716521B2 - 圧気作業用加湿ユニット付き混合ガス呼吸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧気作業例えば圧気潜函の作業室内におい
て作業を行なう際に作業員が着用する水補給可能な加湿
ユニット付き混合ガス呼吸装置に関するものである。

〔従来の技術〕

潜水者が圧縮空気を呼吸しながら深海を潜水すると、窒
素酔いや酸素中毒を起こすなど、様々な障害が発生す
る。これを防止するために、呼吸ガスとして、ヘリウム
・酸素混合ガス，ネオン・酸素混合ガス，水素・酸素混
合ガスなどの二元ガス、あるいはヘリウム・水素・酸素
混合ガス，ヘリウム・窒素・酸素混合ガスなどの三元ガ
スなどを用いることが知られている。これらのことは、
圧気潜函（ケーソン）工法など、圧気を用いる工事現場
についても共通である。

圧気潜函工法において、前述のような空気意外の高価な
混合ガスを呼吸ガスとして用いる場合、作業室やマンロ
ック内を呼吸ガスと同じガスで満たすことは、非常に不
経済である。そこで、呼吸マスクを用いて、混合ガスを
呼吸し、環境ガスを空気にするのが得策である。

このようにする場合、呼吸用混合ガスを呼吸ガス用送気
管によって供給すれば、時間に制限なく混合ガスを供給
できるので安全である。しかし、このようにすると、圧
気潜函の作業室が広い場合やマンロックから作業室まで
の距離が大きい場合などは、長い呼吸ガス用送気管を作
業員が携帯しなければならず、作業範囲（作業員の移動
範囲）に制約が生ずることになる。

この問題を解決できるケーソン用混合ガス呼吸設備とし
て、第８図に示すように、圧気潜函13における作業室14
内およびマンシャフト15内に、それぞれホースからなる
複数の呼吸用混合ガス供給管１を設け、各混合ガス供給
管１の端部に、呼吸マスク３の吸気ホース16の端部に連
結された通気プラグからなる通気接続金具２を接続でき
る共通の通気ソケット17を連結し、前記通気ソケット17
に、通気接続金具２の挿込時に自動的に開放される開閉
弁を設けた混合ガス呼吸設備が提案されている。

この混合ガス呼吸設備に用いられる混合ガスは、望む組
成で予め工場でボンベに充填したものを、施工現場に搬
入して使用するのが一般的である。この時、ボンベ内の
混合ガスは、ボンベの腐食を防止するため、湿度がほぼ
０％である。このような湿度の殆んどない混合ガスを呼
吸ガスとして使用すると、作業員は喉の渇きを訴え、非
常に苦痛に感じる。また、低湿度のガスを呼吸すると、
減圧症の発症率が上昇するといわれており、労働安全衛
生上望ましくない。したがって、呼吸用混合ガスに加湿
する必要がある。

従来、潜水作業において、潜水者が混合ガスを呼吸する
場合は、潜水者が装着する混合ガス呼吸装置に加湿ユニ
ットを付属させて、混合ガスに加湿している。この加湿
ユニットの加湿性能の持続時間は30分間程度である。

しかしながら、作業員が圧気潜函の作業室内に入ってい
る時間は約１〜２時間であるので、潜水者が装着してい
る加湿装置付き混合ガス呼吸装置を圧気潜函の作業室内
で作業員が使用する場合は、加湿性能の持続時間が不足
する。この持続時間を延長するためには、まず加湿ユニ
ットの径や長さを大きくすることが考えられる。しか
し、加湿ユニットにおけるケーシング内には中圧の混合
ガスが満たされるので、そのケーシングを厚肉の耐圧容
器にする必要があり、そのため加湿ユニットの径や長さ
を大きくすると、必然的に前記ケーシングの肉厚が厚く
なり、全体的に重くなる。

加湿装置付き混合ガス呼吸装置は、圧気潜函作業室内の
作業員の身体に装着されて使用されるから、加湿ユニッ
トの重量が重いと作業員に負担をかけることになるので
好ましくない。

この発明は、加湿ユニットの加湿性能が低下したとき、
混合ガス呼吸装置の使用中であっても、加湿ユニット内
に水補給を行なうことができる圧気作業用加湿ユニット
付き混合ガス呼吸装置を提供することを目的とするもの
である。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この発明の圧気作業用加湿
ユニット付き混合ガス呼吸装置においては、呼吸用混合
ガス供給管１に着脱自在に接続される複数の通気接続金
具２と呼吸マスク３に接続された複数の減圧弁４とが、
主送気管路５により接続され、その主送気管路５に、上
流側から下流側に向かって、開閉弁６と開放自在な加湿
ユニット７と逆止弁８とが順次介在され、前記開閉弁６
と加湿ユニット７との間において主送気管路５に開閉自
在な圧抜き弁９が接続され、バイパス管路10の一端部が
前記通気接続金具２と開閉弁６との間において前記主送
気管路５に接続されると共に、前記バイパス管路10の他
端部が前記減圧弁４と逆止弁８との間において主送気管
路５に接続され、前記バイパス管路10に閉止用ばね11を
備えている逆止弁12が介在されている。

〔作用〕

加湿ユニット７内に水を補給する場合は、開閉弁６を閉
じたのち圧抜き弁９を開放すると、加湿ユニット７内の
中圧混合ガスが圧抜き弁９を通って排出され、通気接続
金具２に供給された呼吸用混合ガスは、逆止弁12を有す
るバイパス管路10および減圧弁４を通って呼吸マスク３
に供給されるので、作業員は、混合ガスを呼吸しなが
ら、加湿ユニット７を開放してその加湿ユニット７の中
に水を補給することができる。水の補給を終了して加湿
ユニット７を閉じたのちは、圧抜き弁９を閉じると共に
開閉弁路を開放すると、通気接続金具２に供給された呼
吸用混合ガスは、主送気管路５における加湿ユニット７
により加湿されながら、減圧弁４により減圧されて呼吸
マスク３に供給される。

〔実施例〕

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示すもので
あって、通気孔を有するプラグからなる２つの通気接続
金具2,18にそれぞれ閉止用ばねを有する逆止弁19,20が
接続され、各通気接続金具2,18と呼吸マスク３に接続さ
れた減圧弁４とは主送気管路５を介して接続され、その
主送気管路５に、上流側から下流側に向かって、フィル
タ21,開閉弁6,開放自在な加湿ユニット７および閉止用
ばねを有する逆止弁８が順次介在され、かつ前記開閉弁
６と加湿ユニット７との間において主送気管路５に開閉
自在な圧抜き弁９が接続され、さらにバイパス管路10の
一端部は前記フィルタ21と開閉弁６との間において前記
主送気管路５に接続され、前記バイパス管路10の他端部
は減圧弁４と逆止弁８との間において主送気管路５に接
続され、また前記バイパス管路10には、閉止用ばね11を
備えている逆止弁12が介在されている。

前記バイパス管路10に設けられた逆止弁12における弁体
は閉止用ばね11により閉止位置に押えられているので、
バイパス管路10のガス流通抵抗は主送気管路５のガス流
通抵抗よりも大きく設定され、また作業員が装着する安
全用混合ガスボンベ22と前記主送気管路５におけるフィ
ルタ21および逆止弁19,20の間の部分とは非常用混合ガ
ス供給管路23を介して接続され、その混合ガス供給管路
23には減圧弁24および開閉弁25が介在され、前記混合ガ
スボンベ22には約150kg/cm²程度の高圧混合ガスが充填
されている。

第３図および第４図は着脱自在な通気継手26を示すもの
であって、第８図に示すホースからなる呼吸用混合ガス
供給管１の端弁にソケット本体27が連結され、そのソケ
ット本体27にプラグからなる通気接続金具２を挿込むた
めの挿込孔28が設けられ、かつソケット本体27内に、ば
ね29により弁座30に押付けられる開閉弁31が設けられ、
その開閉弁31には通気接続金具２により押圧される開弁
部材32が固定され、かつソケット本体27における挿込孔
28の周壁に設けられた係合孔には、係止用球体33が嵌合
され、さらにソケット本体27の外周には、大内径および
小内径部を有するロック用スリーブ34が摺動自在に嵌合
され、また前記通気接続金具２の外周には、係止用球体
33を嵌入させるための環状係止溝35が設けられている。

前記ソケット本体27とこれに設けられた各部分とにより
通気ソケット17が構成され、その通気ソケット17と前記
通気接続金具２とにより着脱自在な通気継手26が構成さ
れ、第４図に示すように、スリーブ34における大内径部
を係止用球体33に対向するように配置した状態では、通
気接続金具２を挿込孔28に対し抜挿することができ、ま
た通気接続金具２を挿込孔28に挿入した状態では、通気
接続金具２により開弁部材32を介して開閉弁31が押圧さ
れて開放され、かつこの状態で、第３図に示すようにロ
ック用スリーブ34の小内径部を係止用球体33に係合させ
ると、通気接続金具２が通気ソケット17の挿込孔28に挿
入された状態にロックされる。

第５図ないし第７図は加湿ユニット７を示すものであっ
て、ケーシング37の一端部に、注水孔38およびその外側
に位置するＯリング39が設けられると共に雄ねじ部40が
連設され、かつその雄ねじ部40の先端部に設けられた環
状溝にＯリング41が嵌設され、前記ケーシング37の他端
部に雌ねじ42が設けられ、出口側管体5Aの端部に嵌合係
止されたキャップ43は前記雄ねじ部40に螺合されてい
る。

活性炭フィルタ44を収容した円形の箱体45の底板の中央
開口部に多数の透孔46を有する管体47が連設され、かつ
前記箱体45および支持部材50にはＯリング48,53が嵌設
され、連続気泡性合成樹脂スポンジからなる円筒状吸水
材49は前記管体47の外側に嵌設され、さらに前記箱体45
および円筒状吸水材49にケーシング37内に挿入され、ま
たそのケーシング37の雌ねじ42は支持部材50の雄ねじに
螺合されている。

この発明の実施例に係る加湿ユニット付き混合ガス呼吸
装置を使用して、作業員が圧気潜函13におけるマンシャ
フト15を昇降移動しかつ作業室14内を移動する場合は、
作業員が加湿ユニット付き混合ガス呼吸装置をベルト54
により身体に装着し、隣り合う呼吸用混合ガス供給管１
の端部の通気ソケット17を、通気接続金具２および通気
接続金具18に順次つなぎ替えながら移動する。

次に呼吸用混合ガス供給管１の端部の通気ソケット17が
通気接続金具２に接続されているときの呼吸用混合ガス
の流れについて説明する。

第８図に示す圧気潜函13の外部に混合ガスのボンベがあ
り、混合ガスはボンベの中に、通常150kg/cm²程度の圧
力で充電されている。前記ボンベ内の混合ガスは、圧気
潜函13の外部で、いったん中圧（環境圧＋7kg/cm²程
度）に減圧されたのち、圧気潜函13に配置された複数の
混合ガス配管51と、その複数の混合ガス配管51に接続さ
れた呼吸用混合ガス供給管１とを通って、加湿ユニット
付き混合ガス呼吸装置における通気接続金具２に供給さ
れる。

バイパス管路10のガス流通抵抗は主送気管路５のガス流
通抵抗よりも大きく設定されているので、前記通気接続
金具２に供給された呼吸用混合ガスは、主送気管路５に
おける逆止弁19,フィルタ21および開閉弁６を経て加湿
ユニット７を通過する際に、その加湿ユニット７により
加湿され、その加湿ユニット７により加湿された呼吸用
混合ガスは、逆止弁８を通って減圧弁４に送られ、ここ
で低圧（環境圧＋0.01kg/cm²程度）に減圧されたのち呼
吸マスク３に供給される。

次に加湿ユニット７内に水を補給する場合の操作および
混合ガスの流れについて説明する。

まず開閉弁６を閉じたのち圧抜き弁９を開くと、開閉弁
６と逆止弁８との間の主送気管路５内にある中圧の加圧
混合ガスおよび加湿ユニット７内の中圧の混合ガスが、
環境圧に等しくなるまで排出され、前記通気接続金具２
に供給された呼吸用混合ガスは、逆止弁19,フィルタ21
およびバイパス管路10の逆止弁12ならびに減圧弁４を通
って呼吸マスク３に流れる。

次に加湿ユニット７におけるキャップ43をケーシング37
から螺脱して第７図に示すように、スポイト52等により
加湿ユニット７の円筒状吸水材49に注水し、次いでキャ
ップ43をケーシング37に螺合し、続いて圧抜き弁９を閉
じたのち、開閉弁路を開放すると、通気接続金具２に供
給された呼吸用混合ガスは、再び主送気管路５における
逆止弁19,フィルタ20,開閉弁6,加湿ユニット7,逆止弁８
および減圧弁４を通って呼吸マスク３に供給される。

何等かの理由により、呼吸用混合ガス供給管１が切断し
たり、通気接続金具２および通気ソケット17からなる通
気継手が破損したりして、作業員への混合ガスの供給が
不可能になった場合は、安全用混合ガスボンベ22に付属
する開閉弁25を開放すると、前記混合ガスボンベ22内の
高圧混合ガスは、減圧弁24により中圧に減圧されたの
ち、非常用混合ガス供給管路23から主送気管路５におけ
る逆止弁19とフィルタ21との間の部分に供給され、次い
で前述のようにフィルタ21、開閉弁6,加湿ユニット7,逆
止弁８および減圧弁４を通って呼吸マスク３に供給され
る。

この発明を実施する場合、フィルタ21および活性炭フィ
ルタ44のうち何れか一方を省略してもよく、あるいは双
方のフィルタ21,44を省略してもよい。またこの発明の
加湿ユニット付き混合ガス呼吸装置は、圧気潜函以外の
圧気環境作業を行う場合にも使用することができる。

〔発明の効果〕

この発明は前述のように構成されているので、以下に記
載するような効果を奏する。

加湿ユニット７内に水を補給する場合は、単に開閉弁６
を閉じたのち圧抜き弁９を開放すると、加湿ユニット７
内の中圧混合ガスが圧抜き弁９を通って排出され、各通
気接続金具２に供給された呼吸用混合ガスは、逆止弁12
を有するバイパス管路10および減圧弁４を通って呼吸マ
スク３に供給されるので、作業員は、混合ガスを呼吸し
ながら、加湿ユニット７を開放してその加湿ユニット７
の中に水を補給することができ、かつ水の補給を終了し
て加湿ユニット７を閉じたのちは、単に圧抜き弁９を閉
じると共に開閉弁６を開放することにより、複数の通気
接続金具２に供給された呼吸用混合ガスを、主送気管路
５における加湿ユニット７により加湿しながら、減圧弁
４により減圧して呼吸マスク３に供給することができる
ので、作業員が少ない呼吸用混合ガス使用量で移動し
て、広い範囲にわたって作業ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第７図はこの発明の一実施例を示すもので
あって、第１図は圧気作業用加湿ユニット付き混合ガス
呼吸装置の展開図、第２図は加湿ユニット付き混合ガス
呼吸装置の回路図、第３図は通気継手を接続した状態を
示す縦断側面図、第４図は通気継手を分離した状態を示
す縦断側面図、第５図は加湿ユニット付近を示す縦断側
面図、第６図は加湿ユニット付近を分解して示す縦断側
面図、第７図は加湿ユニット内に水を補給している状態
を示す縦断側面図である。第８図は呼吸用混合ガス供給
管を有する圧気潜函の縦断側面図である。 図において、１は呼吸用混合ガス供給管、２は通気接続
金具、３は呼吸マスク、４は減圧弁、５は主送気管路、
６は開閉弁、７は加湿ユニット、８は逆止弁、９は圧抜
き弁、10はバイパス管路、11は閉止用ばね、12は逆止
弁、13は圧気潜函、14は作業室、21はフィルタ、22は安
全用混合ガスボンベ、23は非常用混合ガス供給管路、24
は減圧弁、25は開閉弁、26は通気継手、29はばね、30は
弁座、31は開閉弁、32は開弁部材、37はケーシング、38
は注水口、40は雄ねじ部、42は雌ねじ、43はキャップ、
45は箱体、46は透孔、47は管体、49は円筒状吸水材、51
は混合ガス配管、52はスポイトである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】呼吸用混合ガス供給管１に着脱自在に接続
   される複数の通気接続金具２と呼吸マスク３に接続され
   た複数の減圧弁４とが、主送気管路５により接続され、
   その主送気管路５に、上流側から下流側に向かって、開
   閉弁６と開放自在な加湿ユニット７と逆止弁８とが順次
   介在され、前記開閉弁６と加湿ユニット７との間におい
   て主送気管路５に開閉自在な圧抜き弁９が接続され、バ
   イパス管路10の一端部が前記通気接続金具２と開閉弁６
   との間において前記主送気管路５に接続されると共に、
   前記バイパス管路10の他端部が前記減圧弁４と逆止弁８
   との間において主送気管路５に接続され、前記バイパス
   管路10に閉止用ばね11を備えている逆止弁12が介在され
   ている圧気作業用加湿ユニット付き混合ガス呼吸装置。