JP3499512B2 - 半閉鎖式自吸気潜水器用炭酸ガス吸収装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は半閉鎖式自吸気潜水
器における炭酸ガス吸収装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】半閉鎖式自吸気潜水器においては、ダイ
バーの呼気はマウスピースおよび呼気管を経て呼吸バッ
グに導入され、ダイバーが吸気した際には、呼吸バッグ
に貯っている呼吸ガスを吸込む循環式構造となってい
る。このため、呼吸バッグとガスタンクの間の系には呼
気管と吸気管に接続した炭酸ガス吸収装置が設けられ、
ダイバーが排出した炭酸ガスを除外するようになってい
る。 【０００３】かかる炭酸ガス吸収装置は、従来一般に、
防水用のアウターカートリッジと、炭酸ガス吸収剤を封
入したインナーカートリッジで構成されており、インナ
ーカートリッジは円筒形状をなし、呼気ガスを一端面か
ら他端面に軸方向に通過させるようにしていた。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】しかし、このような先
行技術では次のような問題があった。 １）呼気ガスをインナカートリッドの一端面から他端面
に軸方向に通過させる軸流式であるため、炭酸ガスの吸
収効率が悪く、炭酸ガス吸収性能持続時間が著しく短
い。 ２）通気面積が小さいため、呼吸ガスが通過するときに
通気抵抗が発生し、潜水深度が増すにつれ呼吸ガスの密
度が高くなるとさらに抵抗が増加し、ダイバーの吸気時
に抵抗感を与える。 ３）インナーカートリッジの呼吸ガスの通気部分に樹脂
製や金属製の板に穴を開けたものや網などの大孔径部材
が使用されていた。このため、摩擦等によって発生した
粉末状の炭酸ガス吸収剤（強アルカリ性である）大孔径
部材の穴や目を通してこぼれ落ち、それが呼吸回路に混
入することにより、ダイバーが吸引することがあり、非
常に危険であった。 【０００５】本発明は前記のような問題点を解消するた
めになされたもので、その目的とするところは、比較的
簡単な構造により炭酸ガスの吸収効率が高く、通気可能
面積が広くまた摩擦等によって生じた炭酸ガス吸収剤粉
末の呼吸回路内への混入が生じない比較的簡単な構造の
潜水器用炭酸ガス吸収装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、一端部に呼気ガス導入部１３を他端部に浄化
ガス排出部１４を設けたアウタシェル１内に、多孔質プ
ラスチック焼結体からなる天部２０と筒部２１を有し筒
部２１の開口が底盤２２により閉じられ、アウタシェル
１の内周面と底盤２２の間で環状通路９を画成するよう
に保持された外筒２ａと、多孔質プラスチック焼結体か
らなり外筒２ａの中心を貫き、前記天部２０に設けた突
起２００と底盤２２に設けたボス２２０とで保持され下
端開口が浄化ガス排出部１４が臨む空間７に連通した内
筒２ｂと、外筒２ａと内筒２ｂ間の環状空間２５に装填
した炭酸ガス吸収剤３を備えたドーナツ状構造のインナ
ーシェル２を配し、呼気ガス導入部１３からの呼吸ガス
をアウタシェル１の内周面との間の環状通路９を通り外
筒２ａの周面から内筒２ｂに求心状に流通させ、内筒２
ｂの下端開口から浄化ガス排出部１４が臨む空間７に吸
い込まさせるようにしたことを特徴としている。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図１ないし図４は本発明による半閉
鎖式自吸気潜水器用炭酸ガス吸収装置の一実施例を示し
ている。１はアウタシェル、２はアウタシェル１に内装
されたインナーシェル、３は炭酸ガス吸収剤、４はアウ
タシェル１を閉じる蓋体である。アウタシェル１は、非
磁性材料たとえばステンレスなどからなり、図４に示す
ように、底部１０の外周に筒部１１を一体形成してお
り、筒部１１の上端付近には開孔１１０が設けられ、こ
れに連通するように呼気ガス導入部１３が連結固定され
ている。筒部１１の下端付近には開孔１１１が設けら
れ、これに連通するように浄化ガス排出部（吸気用ガス
排出部）１４が連結固定されている。また、前記呼気ガ
ス導入部１３と円周方向で異なる部位には、呼吸バッグ
に対する接続部１３’が、浄化ガス排出部１４と円周方
向で異なる部位には、呼吸バッグに対する接続部１４’
がおのおの設けられている。 【０００８】前記筒部１１の開口内側には後述する蓋体
を固定するためのねじを有するリング部体１５がビス等
によって固定されており、筒部１１の前記開孔１１１の
近傍上側には、インナーシェル２を支えかつインナーシ
ェル２の軸方向端部との間に比較的偏平状の通気空間７
を区画するための座部体１７が固定されている。この通
気空間７には、呼吸により消費した分の酸素量に匹敵す
る呼吸用ガスを添加したり、潜水深度が増加したときに
呼吸バッグの容積減少に対応して呼吸用ガスを添加する
ためのガス導入部１８が接続されている。 【０００９】インナーシェル２は、上下端が密閉され周
面に通気性を持たせた外筒２ａと、外筒２ａの中心を貫
く通気性のある内筒２ｂおよび仕切り盤を兼ねたシール
蓋２ｃとのアッセンブリーからなっている。詳しくは、
外筒２ａは天部２０の外周に筒部２１を一体形成してお
り、筒部２１の下端には非通気性材料からなる底盤２２
が接着されている。天部２０には中央に突起２００が設
けられており、底盤２２の中央には貫通穴を有するボス
２２０が設けられている。 【００１０】前記内筒２ｂは上端部をもって突起２００
に嵌合し、下端部がボス２２０に嵌められ、ボス２２０
の内つば２２２によって支持されている。それにより外
筒２ａの内周面と内筒２ｂの外周面との間に環状空間２
５が形成され、その環状空間２５に炭酸ガス吸収剤３が
装填されている。炭酸ガス吸収剤３はたとナトリウム、
カルシウムまたはリチウムなどの水酸化物を主成分とす
る薬剤が用いられる。 【００１１】前記底盤２２は外周に雄ねじを有するとと
もにこれより内側が環状凹入部２２１となつており、こ
の環状凹入部２２１にクッション部材たとえばウレタン
シート２３が嵌められている。前記シール蓋２ｃは皿状
をなし、前記底盤２２の雄ねじと螺合する雌ねじを有し
ている。また、通気空間１６との連通を遮断するため、
外周面にはシールリング２６が取り付けられ、また中心
部には前記ボス２２０を嵌める孔２７が設けられるとと
もに、孔２７の内面にはボス２２０と密接するシールリ
ング２６’が取り付けられている。前記インナーシェル
２の天部２０には必要に応じて装填操作用の取手２４が
除去可能に装備される。 【００１２】前記外筒２ａと内筒２ｂは、図３で模式的
に示す示すように、炭酸ガス吸収剤３の粒子よりも著し
く径の小さいたとえば０．１〜０．３ｍｍの通気孔２
８，２８を無数に有する多孔質体から構成されている。
この通気孔２８を有する外筒２ａと内筒２ｂは、強アル
カリに強い非磁性材料の焼結体からなっていることが好
ましく、とくに重量の軽減とコストなどの面などから、
ポリプロピレンなどで代表されるプラスチック焼結体が
最も好適である。外筒２ａの天部２０は、ここからの通
気があると炭酸ガス吸収剤と接触することなしに呼吸回
路に流れ込む恐れがあるため、通気性がほとんどないよ
うに構成されている。 【００１３】このプラスチック焼結体は、ポリプロピレ
ンなどの強アルカリに強い材質の樹脂ビーズを外筒２ａ
と内筒２ｂの形状に一致するキャビテイに装填し、この
型を加熱炉に装入して、樹脂ビーズ同士が接触している
ところだけ溶着することにより作られている。このとき
の樹脂ビーズの粒度、キャビテイ内の充填密度、焼結温
度の調整により０．１〜０．３ｍｍの通気孔径を得てい
る。外筒２ａの天部２０に相当する部分は、樹脂の粒度
を細かくし充填密度を高くし、加熱温度も高くすること
によりほぼ無気孔状態としている。 【００１４】蓋体４は、アウタシェル１の筒部開口に取
り付けられるもので、非磁性材料で作られたシール部体
４ａとねじ部体４ｂとからなっている。シール部体４ａ
は外周面にシールリング４０を有し、中心部には先端領
域に雄ねじを有する突起４１を有している。ねじ部体４
ｂは外周に雄ねじを有し、中心部には前記突起４１を嵌
める段付き孔４２が貫設されている。 【００１５】前記インナーシェル２はアウタシェル１に
装填され、それによりシール蓋２ｃが座部体１７と気密
に嵌合して支持される。そして、アウタシェル１の筒部
内側のリング部体１５には前記シール部体４ａがシール
リング４０をもって気密に嵌合され、リング部体１５の
突起４１がねじ部体４ｂの段付き孔４２に嵌められ、雄
ねじがナットと螺合されることにより一体化される。そ
して、ねじ部体４ｂは外周の雄ねじによってリング部体
１５の雌ねじと螺合され、これによって図１のように、
インナーシェル２の天部２０とシール部体４ａとの間に
偏平状の通気空間８が形成されている。 【００１６】インナーシェル２はアウタシェル１の筒部
１１の内径より適度に小さい外径となつており、そのた
めアウタシェル１の筒部内周面とインナーシェル外周面
との間に環状の通気空間９が形成されている。 【００１７】 【実施例の作用】実施例の作用を説明すると、本発明に
よる炭酸ガス吸収装置Ａは、図５と図６のように半閉鎖
式自吸気潜水器に適用される。Ｂは呼吸バッグ、Ｃは潜
水器本体であり、潜水器本体Ｃのケーシング内に炭酸ガ
ス吸収装置Ａは格納され、ベルトにより固定される。炭
酸ガス吸収装置Ａの前記呼気ガス導入部１３は呼気側ホ
ースＧによってマウスピースＭの一側に接続され、浄化
ガス排出部１４は吸気側ホースＨによってマウスピース
Ｍの他側に接続される。また、接続部１３’，１４’も
それぞれ接続管によって呼吸バッグＢに接続される。 【００１８】潜水器本体内には窒素と酸素の混合ガスを
充填したガスボンベＤと、数段の圧力調整器Ｅ１，Ｅ
２、流量調整器Ｆ、手動バイパス弁Ｉなどが装備されて
おり、圧力調整器Ｅ２の吐出側は配管によって呼吸バッ
グＢに自動バイパス弁Ｊを介して接続される。流量調整
器Ｆの吐出側は配管によってガス導入部１８と接続され
る。 【００１９】ガスボンベＤからの混合ガスは呼吸バッグ
Ｂに貯えられ、ダイバーはマウスピースＭから呼吸バッ
グＢ内の混合ガスを吸気する。そして、ダイバーの呼気
は呼気側ホースＧによって炭酸ガス吸収装置Ａに送ら
れ、アウタシェル１の呼気ガス導入部１３から導入され
る。このアウタシェル１内にはインナーシェル２の外筒
２ａがアウタシェル１とスペースを持たされて内蔵され
ていて、アウタシェル１の蓋面との間に偏平状の通気空
間８が、アウタシェル１の内周面との間に環状通気空間
９が形成されている。そしてインナーシェル２の外筒２
ａの下端側は底盤２２とシール蓋２ｃによって環状通気
空間９と遮断され、インナーシェル２の中央から軸方向
に伸びる内筒２ｂの下端開口だけが浄化ガス排出部１４
が望む空間７に連通している。 【００２０】マウスピースＭを介してダイバーが吸気す
ると、その吸込み力は内筒２ｂに作用するが、インナー
シェル２の外筒２ａと内筒２ｂは厚さ方向に無数の通気
孔２８，２８を有しているため、アウタシェル１内に導
入された呼気ガスは、アウタシェル１の蓋面との間の偏
平状の通気空間８を通ってアウタシェル１の内周面との
間の環状通気空間９に流れ、外筒２ａの無数の通気孔２
８を通して求心方向に流れ、炭酸ガス吸収吸収剤３と接
触した後、内筒２ｂの筒壁の無数の通気孔２８を通して
内筒２ｂ内に流入し、内筒２ｂの軸方向を流通して浄化
ガス排出部１４が望む空間７に吸込まれる形態となる。 【００２１】このように多孔性の外筒２ａと内筒２ｂと
がドーナツ状構造をなし、中間の環状空間に炭酸ガス吸
収吸収剤３を配して求心方向ないし半径方向の通気方式
としているため、従来の軸流式と比較して炭酸ガス吸収
剤３との接触が極めて効率よく旺盛なものとなり、同量
の炭酸ガス吸収剤３を使用しても、炭酸ガス吸収性能維
持時間を３〜５倍と大幅に向上することができる。 【００２２】また、外筒２ａが底側を除く全体が多孔性
となつており、通気可能面積が非常に広いものとなるの
で、呼吸ガスが通過する際の通気抵抗が低減される。こ
のため深い深度に潜水して呼吸ガスの密度が高くなって
も、ダイバーが呼吸抵抗を感じることがなくなり、楽に
呼吸を行なえる。 【００２３】外筒２ａと内筒２ｂをプラスチック多孔質
焼結体で構成した場合には、軽量で安価なものとするこ
とができる。しかも通気孔の径が０．１〜０．２ｍｍで
あるため、半閉鎖式自吸気潜水器の水中あるいは陸上で
の移動時の振動、衝撃等により炭酸ガス吸収剤３が粉体
化しても、その粉体は内筒２ｂを通過できないため、吸
気管Ｈなどの呼吸回路に混入することがなく、強アルカ
リの吸引による健康障害の危険を回避できる。 【００２４】なお、外筒２ａの天部２０に突起２００を
設け、外筒２ａの下端開口を閉じる底盤２２の中央に貫
通穴を有するボス２２０を設け、内筒２ｂの上端部を突
起２００に嵌合し、下端部をボス２２０に嵌めて支持さ
せるようにした場合には、インニシェル２を簡単に組み
立てることができ、また、内筒２ｂを安定して中心に保
持させることができる。 【００２５】 【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によると
きには、一端部に呼気ガス導入部１３を他端部に浄化ガ
ス排出部１４を設けたアウタシェル１内に、多孔質プラ
スチック焼結体からなる天部２０と筒部２１を有し筒部
２１の開口が底盤２２により閉じられ、アウタシェル１
の内周面と底盤２２の間で環状通路９を画成するように
保持された外筒２ａと、多孔質プラスチック焼結体から
なり外筒２ａの中心を貫き、前記天部２０に設けた突起
２００と底盤２２に設けたボス２２０とで保持され下端
開口が浄化ガス排出部１４が臨む空間７に連通した内筒
２ｂと、外筒２ａと内筒２ｂ間の環状空間２５に装填し
た炭酸ガス吸収剤３を備えたドーナツ状構造のインナー
シェル２を配し、呼気ガス導入部１３からの呼吸ガスを
アウタシェル１の内周面との間の環状通路９を通り外筒
２ａの周面から内筒２ｂに求心状に流通させ、内筒２ｂ
の下端開口から浄化ガス排出部１４が臨む空間７に吸い
込まさせるようにしたので、炭酸ガスの吸収効率がよく
なり、炭酸ガス吸収性能持続時間を著しく向上すること
ができ、また外筒の筒部周面が通気可能面積となるた
め、深い深度に潜水しても呼吸抵抗をなくすことができ
る。 【００２６】しかも、外筒２ａと内筒２ｂが多孔質プラ
スチック焼結体からなっているので、通気孔の数を極め
て多くしかも孔径を小さくすることができ、このため摩
擦等によって強アルカリ性の炭酸ガス吸収剤３に粉体が
発生しても、これがインナーシェル２外にこぼれること
がなく、呼吸回路内への混入を防止することができ、ま
たインナーシェル２を軽量で比較的安価に作ることがで
きるというすぐれた効果が得られる。 【００２７】さらに、インナーシェル２の外筒２ａが天
部２０と筒部２１を有し筒部２１の開口が底盤２２によ
り閉じられ、内筒２ｂが天部２０に設けた突起２００と
底盤２２に設けたボス２２０とで保持され、外筒２ａが
アウタシェル１の内周面との間で環状通路９を画成する
ように保持されているので、インナーシェル２の組立て
が容易であるとともに、呼吸ガスを円滑確実に外筒２ａ
の周面から内筒２ｂに求心状に流通させることができる
というすぐれた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明による半閉鎖式自吸気潜水器用炭酸ガス
吸収装置の一実施例を示す縦断側面図である。 【図２】（ａ）は本発明装置の平面図、（ｂ）は図１の
ＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 【図３】本発明装置における外筒と内筒の模式的拡大図
である。 【図４】図１の本発明装置を分解状態で示す断面図であ
る。 【図５】（ａ）は本発明装置を適用した半閉鎖式自吸気
潜水器の一例を示す側面図、（ｂ）は（ａ）の本体を開
放した状態の正面図である。 【図６】本発明装置を適用した呼吸回路の一例を示す説
明図である。 【符号の説明】 １ アウターシェル ２ インナーシェル ２ａ 外筒 ２ｂ 内筒 ３ 炭酸ガス吸収剤 ９ 環状通路９ ２０ 天部 ２１ 筒部 ２２ 底盤 ２５ 環状空間 ２００ 突起 ２２０ ボス２２０

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B63C 11/18 - 11/32

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】一端部に呼気ガス導入部１３を他端部に浄
   化ガス排出部１４を設けたアウタシェル１内に、多孔質
   プラスチック焼結体からなる天部２０と筒部２１を有し
   筒部２１の開口が底盤２２により閉じられ、アウタシェ
   ル１の内周面と底盤２２の間で環状通路９を画成するよ
   うに保持された外筒２ａと、多孔質プラスチック焼結体
   からなり外筒２ａの中心を貫き、前記天部２０に設けた
   突起２００と底盤２２に設けたボス２２０とで保持され
   下端開口が浄化ガス排出部１４が臨む空間７に連通した
   内筒２ｂと、外筒２ａと内筒２ｂ間の環状空間２５に装
   填した炭酸ガス吸収剤３を備えたドーナツ状構造のイン
   ナーシェル２を配し、呼気ガス導入部１３からの呼吸ガ
   スをアウタシェル１の内周面との間の環状通路９を通り
   外筒２ａの周面から内筒２ｂに求心状に流通させ、内筒
   ２ｂの下端開口から浄化ガス排出部１４が臨む空間７に
   吸い込まさせるようにしたことを特徴とする半閉鎖式自
   吸気潜水器用炭酸ガス吸収装置。