JPH0774031B2 - 耐圧潜水服用呼吸制御装置 - Google Patents

耐圧潜水服用呼吸制御装置

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JPH0774031B2
JPH0774031B2 JP63140227A JP14022788A JPH0774031B2 JP H0774031 B2 JPH0774031 B2 JP H0774031B2 JP 63140227 A JP63140227 A JP 63140227A JP 14022788 A JP14022788 A JP 14022788A JP H0774031 B2 JPH0774031 B2 JP H0774031B2
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稔 山田
梧郎 中田
和彦 水野
▲いく▼ 青木
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海洋科学技術センター
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、水中で潜水作業を行うための潜水装置に係わ
り、内部が大気圧状態の耐圧潜水服の超狭隘密閉空間に
おける操縦者の呼吸を維持する呼吸制御装置に関する。
[従来の技術] 通常の潜水装置は搭乗者の生理学的能力などがチェック
され搭乗者が大幅に制限されるが、内部が大気圧状態に
維持される潜水装置は、搭乗者が潜水装置に搭乗してか
ら潜水し、再び水面へ戻って潜水装置から退出するま
で、搭乗者にとって大気圧状態の環境が維持されるた
め、搭乗者に特別な潜水能力が要求されず、誰でも搭乗
者になれるという大きなメリットを有する。
従来の大気圧状態の潜水装置では、操縦者が複数であっ
て搭乗空間が広く、操縦者の呼吸による酸素の消費、炭
酸ガスの産出の処理は、潜水艦等で行われている処理方
法、制御方法で目的は達せられていた。
しかしながら、今後出現するであろう内部が大気圧状態
の耐圧潜水服等の超狭隘密閉空間では、操縦者の搭乗空
間が狭く、操縦者の体積を除くと100l以下の搭乗空間が
予想される。このため、従来の酸素を常時、定流量放出
する方法では、耐圧潜水服の内部圧力が上昇してしまう
とともに、操縦者の作業程度(安静時、軽作業時、中作
業時、重作業時)に応じた酸素供給量の制御が出来なか
った。
[発明が解決しようとする課題] 従来の大気圧状態の潜水装置では、搭乗空間が広く(例
えば3人搭乗で4500l、1500l/人)定流量の酸素を装置
内に供給し、装置内の酸素濃度及び圧力を計測して、過
不足分を装置外へ放出、または装置内に追加供給する方
法で問題はなかったが、100l以下の搭乗空間では迅速な
精度のコントロールに欠け、新たな方法により、搭乗空
間の内圧を上昇させること無く、しかも操縦者の作業程
度(安静時、軽作業時、中作業時、重作業時)に応じた
酸素を供給する方法が要求されている。
また、大気圧状態の潜水装置は、周囲の水圧が潜水装置
の内部圧力より高い外圧容器を用いるのが一般的で、仮
に潜水装置の内圧が少しでも高いと水面に浮上した際
に、外圧容器特有の蓋などのシール構造の防水機能がき
かなくなり、緊急事態の如く長い時間水面に浮上してい
ると浸水トラブルがおきてしまう。
本発明は上記問題を解決するものであって、簡単な構成
により、大気圧状態のまま、適時操縦者の作業程度に応
じた酸素を供給することを可能にする耐圧潜水服用呼吸
制御装置を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] そのために本発明の耐圧潜水服用呼吸制御装置は、内部
が大気圧状態に維持される耐圧潜水服と、該耐圧潜水服
の外部に取付けられる高圧酸素ボンベと、前記耐圧潜水
服の内部に取付けられ高圧酸素ボンベからの酸素を耐圧
潜水服内に供給する酸素供給制御装置と、前記耐圧潜水
服内の炭酸ガスを吸収する炭酸ガス吸収装置とを備え、
さらに前記酸素供給制御装置は、通路および制御室を有
する弁ハウジングと、前記制御室内を服内連通空間と密
閉空間とに仕切るダイヤフラムまたはベローズと、該ダ
イヤフラムまたはベローズに一側が固定され、他側が前
記通路を開閉可能に設けられる制御弁と、前記密閉空間
に接続される開閉弁とを備え、該開閉弁を閉にすること
により前記密閉空間を大気圧状態に維持可能にしたこと
を特徴とするものである。この大気圧状態密閉空間は、
搭乗時に密閉空間を開閉する開閉弁を開から閉にするこ
とによりおこなわれる。
[作用] 本発明においては、耐圧潜水服内の圧力が低下すれば、
大気圧状態(搭乗時の気圧)の内圧密閉空間を有するダ
イヤフラムまたはベローズは、服内の圧力低下により膨
張し、それと連動して酸素供給制御装置の制御弁は通路
を開く方向に移動するため、酸素を服内に供給させるこ
とができる。服内に酸素が供給されると服内圧力は、酸
素供給流量に応じて上昇し大気圧状態に達するとダイヤ
フラムまたはベローズは平衡に達し、酸素供給制御装置
の制御弁が閉じて服内の酸素供給が停止される。
従って、操縦者の作業量に応じて服内の酸素が消費さ
れ、また体内より産出される炭酸ガスが炭酸ガス吸収装
置3により吸着されることによって、服内圧力及び酸素
濃度は1対1の対応の下で低下していくが、本発明の装
置では潜水服内の圧力の減少に応じて酸素供給量を増加
させることが可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。第
1図は本発明の耐圧潜水服用呼吸制御装置の概略構成
図、第2図は本発明の耐圧潜水服用呼吸制御装置の1実
施例を示す断面図である。
本発明においては例えば第1図に示すように、耐圧潜水
服1の外部には、高圧酸素ボンベ2、炭酸ガス吸収装置
(スクラバー)3および炭酸ガス吸収装置3と耐圧潜水
服1内部を接続する吸入ダクト4、放出ダクト5が取付
けられると共に、炭酸ガス吸収装置3を作動させる電源
バッテリー(図示せず)取付けられている。
耐圧潜水服1の内部には、高圧酸素ボンベ2からの酸素
供給を制御する酸素供給制御装置6が取付けられてい
る。また、耐圧潜水服1の前面には、操縦者7が外部を
観察するための観察ドーム8と、操縦者が作業するため
のマニピュレータ9とが備えられ、さらに、耐圧潜水服
1内の酸素状態を表示する与圧表示器10、酸素濃度表示
器11が設けられている。
第2図は前記酸素供給制御装置6の詳細を示す断面図で
ある。酸素供給制御装置6は、吸入口12、通路25、放出
口13および制御室26を有する弁ハウジング27と、制御室
26内を服内連通空間20′と密閉空間20とに仕切るダイヤ
フラムまたはベローズ19と、ダイヤフラムまたはベロー
ズ19に一側が固定され、他側が通路25を開閉するように
設けられる制御弁15とからなる。制御弁15の1側はスプ
リング16によって支持され、他側はスピンドル17を介し
てダイヤフラムまたはベローズ19に固定されている。
従って、ダイヤフラム19により形成される密閉空間20と
これに対向する空間20′との圧力差によって、制御弁15
が上下に摺動し、放出する酸素の量を調節可能にしてい
る。この密閉空間20は開閉弁21介して外部圧と連通可能
であり、これにより密閉空間20を大気圧状態に維持する
ことができるようになっている。また、吸入口12は、開
閉弁22、減圧弁23、開閉弁24を介して高圧酸素ボンベ2
に接続されている。
その作用について説明すると、耐圧潜水服1に操縦者が
搭乗し、耐圧蓋(図示せず)を閉鎖すると、この耐圧蓋
の基部に取付けられている前記開閉弁21が開から閉の状
態になるため、密閉空間20は大気圧状態となる。
操縦者が搭乗した直後は、約21%の酸素と、79%の窒素
からなる空気で潜水服内は満たされているが、操縦者の
呼吸によって次第に酸度が消費され(例えば、操縦者の
作業量を軽作業として1/minと仮定する)、替わって
炭酸ガスが産出される(体内で消費される分があるが、
酸素消費量と同等の1/minと仮定する)。この炭酸ガ
スは、炭酸ガス呼吸装置3内の呼吸剤(ソーダソープ
等)により、吸着される。
この炭酸ガスの吸着と、酸素の体内消費により、服内の
圧力(大気圧1013mb)は低下していく。例えば、仮に服
内容積(操縦者の体積を除いて)を50lとすると、1分
後には1の酸素を消費するので、服内圧力は、1/50×
100=2%減少して993mbと低下し、この時の酸素濃度は
19.4%となる。さらに、3分後には、服内圧力は搭乗時
より(3/50×100=)6%分減少して952mbまで低下し、
酸素濃度は16%と酸素欠乏状態に近付いてしまう。
このように操縦者の作業量に応じて服内の酸素が消費さ
れ、また体内より産出される炭酸ガスが炭酸ガス吸収装
置3により吸着されることによって、服内圧力及び酸素
濃度は1対1の対応の下で低下していくが、本発明の装
置では潜水服内の圧力の減少に応じて酸素供給量を増加
させることが可能である。
すなわち、潜水服内の圧力が低下すれば、大気圧状態
(搭乗時の気圧)の内圧密閉空間20を有するダイヤフラ
ムまたはベローズ19は、服内の圧力低下により膨張し、
それと連動してスピンドル17を介して制御弁15は、スプ
リング16に抗して通路を開く方向に移動するため、酸素
を服内に供給させることができる。服内に酸素が供給さ
れると服内圧力(例えば952mb)は、酸素供給流量に応
じて上昇し大気圧状態の1013mbに達するとダイヤフラム
またはベローズ19は平衡に達し、酸素供給制御装置6の
制御弁15が閉じて服内の酸素供給が停止される。
従って、常時、操縦者の作業量(酸素消費量)に応じて
酸素が供給されると共に、余分な酸素供給も生ぜず、服
内の圧力は搭乗時の気圧である大気圧に保たれる。
[発明の効果] 以上説明したように本発明によれば、機械的に確実にし
かも操縦者の作業量に応じた酸素が供給されると共に余
分な酸素供給もせず、潜水服内の圧力を搭乗時の気圧で
ある大気圧に維持することができる。従って、操縦者が
耐圧潜水服内に搭乗してから潜水し、再び水面へ戻って
潜水服から退出するまで、操縦者にとって大気圧状態の
環境が維持されるため、操縦者に特別な潜水能力が要求
されないという効果を有する。また、緊急事態の如く長
い時間水面に浮上しているときに生じる浸水トラブルの
問題も解消することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の耐圧潜水服用呼吸制御装置の概略構成
図、第2図は本発明の耐圧潜水服用呼吸制御装置の1実
施例を示す断面図である。 1……耐圧潜水服、2……高圧酸素ボンベ、3……炭酸
ガス吸収装置、6……酸素供給制御装置、12……吸入
口、13……放出口、15……制御弁、16……スプリング、
17……スピンドル、19……ダイヤフラムまたはベロー
ズ、20……密閉空間、21……開閉弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 ▲いく▼ 神奈川県横須賀市夏島町2―15 海洋科学 技術センター内 (56)参考文献 実開 昭48−1129(JP,U) 特公 昭59−46615(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】内部が大気圧状態に維持される耐圧潜水服
    と、該耐圧潜水服の外部に取付けられる高圧酸素ボンベ
    と、前記耐圧潜水服の内部に取付けられ高圧酸素ボンベ
    からの酸素を耐圧潜水服内に供給する酸素供給制御装置
    と、前記耐圧潜水服内の炭酸ガスを吸収する炭酸ガス吸
    収装置とを備え、さらに前記酸素供給制御装置は、通路
    および制御室を有する弁ハウジングと、前記制御室内を
    服内連通空間と密閉空間とに仕切るダイヤフラムまたは
    ベローズと、該ダイヤフラムまたはベローズに一側が固
    定され、他側が前記通路を開閉可能に設けられる制御弁
    と、前記密閉空間に接続される開閉弁とを備え、該開閉
    弁を閉にすることにより前記密閉空間を大気圧状態に維
    持可能にしたことを特徴とする耐圧潜水服用呼吸制御装
    置。
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