JP7224215B2 - 潜水用送気管理システム - Google Patents

Description

本発明は、送気式潜水において、常に安全な空気を供給するための潜水用送気管理システムに関する。

送気式潜水は、船上や陸上に設置したコンプレッサーで外気を取り込み、圧縮空気として潜水士に供給する潜水方式である。

図５は、従来の送気式潜水システムの概念図である。送気式潜水システム１００は、外気を取り込むコンプレッサー２０と、そのコンプレッサー２０から圧縮空気を潜水士８０に送気するラインを有している。なお、圧縮空気をレギュレータによって減圧することで、潜水士８０は呼吸できる。

一般的にラインの途中には予備空気槽３１が設けられており、コンプレッサー２０に故障等の不具合が生じた場合でも、予備空気槽３１に蓄えられた空気を使って、一定時間は潜水士８０へ空気を供給できる構成になっている。なお、潜水士８０は非常用ボンベ８１を携えていることで、更に安全性が確保されている。

このような送気式潜水は、コンプレッサー２０が取り込んだ外気を圧縮して送気するという構成なので、外気が排気ガスなどで汚染されているような場合には、潜水士８０は有害な空気を吸うことになる。そこで、特許文献１では、携帯型ＣＯ検出警報装置をシステムに組み込むことで、コンプレッサー２０から送気される空気の一酸化炭素濃度がある設定値を超えたときに、警報を発するという発明が開示されている。

図６は、ＣＯ検出器を備えた送気式潜水システムの概念図である。ＣＯ検出器を備えた送気式潜水システム１０１は、従来の送気式潜水の構成に加え、ＣＯ検出器１０２が送気ラインの途中またはラインを分岐して設けられている。なお、図６は分岐した図である。そして、ＣＯ検出器１０２が設定濃度以上の一酸化炭素を含んでいることを検知すると、ブザーや回転灯などの警報機１０３を作動させ、オペレータに知らせるシステムになっている。オペレータは、警報を認知するとコンプレッサー２０の作動を止め、空気の供給を停止し、潜水士８０に異常を知らせる。

しかし、このようなシステムでは、警報が発せられた後、オペレータが潜水士８０へ連絡して、非常用ボンベ８１等に切り替えをするまでの間は、潜水士８０は予備空気槽３１に蓄えられている空気を吸うことになる。つまり、停止作業や潜水士８０への連絡が遅れた場合などには、潜水士８０は高濃度の一酸化炭素を含む異常ガスを吸気してしまう危険性がある。

特許第４２８１０２５号公報

このような事情に鑑み、本発明では、供給される空気に一酸化炭素などの異常ガスが設定濃度以上含まれていることを検知すると、直ぐに潜水士への空気の供給を停止し、潜水士の安全を確保する潜水用送気管理システムを提供することを目的とする。

本発明の潜水用送気管理システムは、圧縮空気を供給するコンプレッサーと、そのコンプレッサーから潜水士の元に送気する第１のラインと、その第１のラインから分岐してガス検知ボックスを備える第２のラインと、第１のラインの途中に設けられている電磁弁と、を有し、ガス検知ボックスが設定濃度以上の異常ガスを検知したとき、電磁弁に制御信号が送信され、電磁弁が閉になるシステムとする。

さらに、前記電磁弁を第１の電磁弁とし、非常用空気槽と第２の電磁弁とを備え第１の電磁弁より下流側で第１のラインに合流する第３のラインを有し、常時に第１の電磁弁が開、かつ、第２の電磁弁が閉であって、ガス検知ボックスが設定濃度以上の異常ガスを検知したとき、第１及び第２の電磁弁に制御信号が送信され、第１の電磁弁が閉、かつ、第２の電磁弁が開になる潜水用送気管理システムにするとよい。

また、非常用空気槽を備える第３のラインを有し、電磁弁が、第１の入口、第２の入口、及び出口、を備える３方向の電磁弁であって、第１の入口及び出口は第１のラインと接続し、第２の入口は前記第３のラインと接続し、電磁弁は、常時に第１の入口が開、かつ、第２の入口が閉であって、ガス検知ボックスが設定濃度以上の異常ガスを検知したとき、電磁弁に制御信号が送信され、第１の入口が閉、かつ、第２の入口が開になる潜水用送気管理システムとしてもよい。

また、ガス検知ボックスの検知する異常ガスが、一酸化炭素、酸素、可燃性ガス及び硫化水素のうち少なくとも１つを含むこととするとよい。

本発明の潜水用送気管理システムを使用すれば、供給される空気が一酸化炭素などの異常ガスを設定濃度以上含んでいることを検知したときに制御信号を発することで、自動的に空気の供給を停止するので、早急に潜水士の安全を確保することができるという効果を奏する。

さらに、異常ガスを含む空気の供給を停止するのと同時に、非常用空気槽からの空気の供給に切り替えることで、潜水士は安全に継続して潜水作業を行うことができるという効果を奏する。

本発明の潜水用送気管理システムの概念図である。 非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システムの概念図である。 ３方向の電磁弁を用いた潜水用送気管理システムの概念図である。 ３方向の電磁弁の概略断面図であって、（ａ）は常時、（ｂ）は異常時である。 従来の送気式潜水システムの概念図である。 ＣＯ検出器を備えた送気式潜水システムの概念図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の潜水用送気管理システムの概念図である。本発明の潜水用送気管理システム１０は、船上や陸上にコンプレッサー２０を設置し、そのコンプレッサー２０によって外気を取り込み、圧縮空気を潜水士８０に供給する送気式潜水をより安全に実施するためのシステムである。

コンプレッサー２０から潜水士８０に送気するラインを第１のライン３０とし、第１のライン３０の途中には電磁弁６０が備えられている。したがって、電磁弁６０は、常時は開になっている。なお、潜水士８０の元では、レギュレータによって圧縮空気が減圧され、潜水士８０の呼吸を可能としている。

第１のライン３０は、途中でガス検知ボックス４１を備える第２のライン４０に分岐されている。ガス検知ボックス４１はボックス内に４種ガス検知器などの複合型ガス検知器を備えており、第２のライン４０から減圧弁を介して空気を取り入れ、一酸化炭素（ＣＯ）だけでなく、酸素（Ｏ_２）、可燃性ガス（ＣＨ_４など）、硫化水素（Ｈ_２Ｓ）といった複数の異常ガスの濃度が測定できる構成になっている。また、濃度測定した空気は、ガス検知ボックス４１から大気中に排出される。なお、このようなガス検知ボックス４１に備えられる複合型ガス検知器は、市販やレンタルされているものを用いることができるので、容易に入手できる。

ガス検知ボックス４１において少なくとも１つの異常ガスが設定濃度以上であることを検知すると、ガス検知ボックス４１から電磁弁６０に制御信号が送信され、制御信号を受信した電磁弁６０は閉になる。このとき、制御信号と同時に警報を発することにしておくと、オペレータは直ぐに異常を認知することができ、素早くその後の対応を取ることができる。警報の種類は特に限定せず、ブザーや回転灯のほか、空気起動の目印のようなものであってもよい。

なお、一般的には、第１のライン３０の途中に予備空気槽３１が設けられていて、コンプレッサー２０の不具合などに備えて、圧縮空気を蓄えておくことができる。つまり、コンプレッサー２０が故障等の不具合を生じた場合は、予備空気槽３１に蓄えられた空気を潜水士８０に送気することになる。しかし、ガス検知ボックス４１において異常ガスが設定濃度以上含まれていることを検知した場合は、既に予備空気槽３１の中にも異常ガスが含まれている可能性が高いことから、予備空気槽３１に蓄えられている空気を継続して供給するのは望ましくない。したがって、異常ガス検知時には予備空気槽３１からの送気も停止するために、電磁弁６０は予備空気槽３１の下流側に設けることが望ましい。

なお、制御信号によって電磁弁６０が閉になるので、潜水士８０に空気が供給されなくなるのだが、潜水士８０は非常用ボンベ８１を携えて潜水しているので、レギュレータから空気が吸えなくなったことに気付いた際には、非常用ボンベ８１に切り替えて、浮上することが可能である。

しかし、潜水士への空気の供給を停止し、直ぐに非常用ボンベに切り替えさせるとすると、潜水士は、潜水作業を中断して早目に浮上しなければならなくなるので、作業の終盤などでは、あまり効率がよくないこともある。また、一時的にではあるが、潜水士に空気が供給されなくなるので、潜水士の対応が遅れると大惨事につながる恐れもある。そこで、潜水士が携えている非常用ボンベとは別に非常用空気槽を予めシステムに組み込んでおき、設定濃度以上の異常ガスを検知したときに、自動的に非常用空気槽からの供給に切り替えられることにしてもよい。

図２は、非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システムの概念図である。非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システム１１は、非常用空気槽５１を備える第３のライン５０を有し、第１のライン３０の途中に第１の電磁弁６１、第３のライン５０に第２の電磁弁６２を設けている。ここで、第３のライン５０は、第１の電磁弁６１よりも下流側で第１のライン３０に合流することとする。そして、常時においては、第１の電磁弁６１は開、かつ、第２の電磁弁６２は閉とする。そうすることによって、常時は、コンプレッサー２０からの圧縮空気が潜水士８０に供給されることになり、非常用空気槽５１からの空気は供給されない。

第１のライン３０から分岐してガス検知ボックス４１を備えた第２のライン４０を設ける構成は図１に示した潜水用送気管理システム１０と同様とする。そして、ガス検知ボックス４１において、設定濃度以上の異常ガスを検知した場合に、第１の電磁弁６１及び第２の電磁弁６２にそれぞれ制御信号が送信され、第１の電磁弁６１は閉、かつ、第２の電磁弁６２は開にする。つまり、異常時には、コンプレッサー２０からの圧縮空気の供給が止められ、非常用空気槽５１からの空気が供給されることになる。また、制御信号の送信と同時に警報を発するようにしておくのが好ましい。

このような構成の非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システム１１では、コンプレッサー２０からの異常ガスを含む空気の供給を停止するのと同時に、非常用空気槽５１からの安全な空気の供給に切り替えることができるので、潜水士８０は、しばらくの間は継続して潜水作業を行うことができることになる。

非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システム１１では電磁弁を２カ所に設けていたが、電磁弁を３方向の電磁弁にすれば、電磁弁の制御を１カ所に限定することができる。図３は、３方向の電磁弁を用いた潜水用送気管理システムの概念図である。３方向の電磁弁を用いた潜水用送気管理システム１２は、非常用空気槽５１を備える第３のライン５０を有し、３方向の電磁弁６３を用いて空気の供給方法を制御するシステムである。

第１のライン３０から分岐してガス検知ボックス４１を備えた第２のライン４０を設ける構成は図１に示した潜水用送気管理システム１０や図２に示した非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システム１１と同様であり、設定濃度以上の異常ガスを検知した場合に、３方向の電磁弁６３に制御信号が送信される。なお、制御信号と同時に警報を発するようにしてもよい。

図４は、３方向の電磁弁の概略断面図であって、（ａ）は常時、（ｂ）は異常時である。３方向の電磁弁６３は、第１の入口６０ａ、第２の入口６０ｂ、及び出口６０ｃ、を備えており、第１の入口６０ａは第１のライン３０のコンプレッサー側、出口６０ｃは第１のライン３０の潜水士側、第２の入口６０ｂは第３のライン５０とそれぞれ接続している。この電磁弁６３は、常時に第１の入口６０ａが開、かつ、第２の入口６０ｂが閉となっているが、設定濃度以上の異常ガスを検知した異常時には、ガス検知ボックス４１から制御信号が送信され、第１の入口６０ａが閉、かつ、第２の入口６０ｂが開になる。

なお、３方向の電磁弁６３において、第１の入口６０ａと第２の入口６０ｂは、一方が開のときは他方が閉になる構造なので、一つの制御信号で、送気ラインを変更することが可能である。つまり、常時には、第１のライン３０を通ってコンプレッサー２０から潜水士８０に圧縮空気が送気されるが、異常時には、第１のライン３０は電磁弁６３の第１の入口６０ａで閉じられ、替わりに非常用空気槽５１を有する第３のライン５０から電磁弁６３を介して潜水士８０に圧縮空気が送気されることになる。

以上より、コンプレッサー２０からの異常ガスを含む空気の供給を停止するのと同時に、非常用空気槽５１からの空気の供給に切り替えることができるので、潜水士８０は、しばらくの間は継続して安全に潜水作業を行うことができることになる。さらに、電磁弁６３が１つでよく、制御信号も１カ所に送信すればよいので、システムをシンプルにすることができる。

１０ 潜水用送気管理システム
１１ 非常用空気槽を備えた潜水用送気管理システム
１２ ３方向の電磁弁を用いた潜水用送気管理システム
２０ コンプレッサー
３０ 第１のライン
３１ 予備送気槽
４０ 第２のライン
４１ ガス検知ボックス
５０ 第３のライン
５１ 非常用空気槽
６０ 電磁弁
６１ 第１の電磁弁
６２ 第２の電磁弁
６３ （３方向の）電磁弁
６３ａ 第１の入口
６３ｂ 第２の入口
６３ｃ 出口
８０ 潜水士
８１ 非常用ボンベ
１００ 送気式潜水システム
１０１ ＣＯ検出器を備えた送気式潜水システム
１０２ ＣＯ検出器
１０３ 警報機

Claims (2)

1. 圧縮空気を供給するコンプレッサーと、前記コンプレッサーから潜水士の元に送気する第１のラインと、前記第１のラインから分岐してガス検知ボックスを備える第２のラインと、前記第１のラインの途中に設けられている第１の電磁弁と、非常用空気槽と第２の電磁弁とを備え前記第１の電磁弁より下流側で前記第１のラインに合流する第３のラインと、を有し、
   常時に前記第１の電磁弁が開、かつ、前記第２の電磁弁が閉であって、
   前記ガス検知ボックスが設定濃度以上の異常ガスを検知したとき、前記第１及び第２の電磁弁に制御信号が送信され、前記第１の電磁弁が閉、かつ、前記第２の電磁弁が開になることを特徴とする潜水用送気管理システム。
2. 前記ガス検知ボックスの検知する異常ガスが、一酸化炭素、酸素、可燃性ガス及び硫化水素のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１に記載の潜水用送気管理システム。

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