JPH076910Y2 - 混合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス呼吸装置を有する圧気作業用マンロック - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、圧気潜函工法あるいは圧気シールド工法に
おいて使用する混合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス
呼吸装置を有する圧気作業用マンロックに関するもので
ある。

〔従来の技術〕

圧縮空気を呼吸しながら深海を潜水すると、窒素酔いや
酸素中毒など、人間に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を用いるこ
とは周知であるが、これらのことは、土木工事において
採用される圧気潜函（ニューマチックケーソン）工法や
圧気シールド工法など、圧気を用いる工事についても同
様である。

圧気潜函工法などにおいて、前述のような空気以外の混
合ガスを呼吸ガスとして使用する場合、作業室や加圧減
圧用マンロック内を呼吸用混合ガスと同じガスで満たす
ことは極めて不経済である。そこで作業員が呼吸用マス
クを用いて混合ガスを呼吸し、環境ガスを空気のままに
しておく方が経済的であり得策である。

従来、圧気潜函工法における混合ガス呼吸装置として
は、実開昭63-81948号公報により公表されている装置が
知られている。そしてこの混合ガス呼吸装置を使用して
加圧および減圧を行なう場合の一例を第５図によって説
明すると、まず作業員がマンロック内で空気（環境ガ
ス）呼吸（イ）を行ないながら加圧を開始し、或る中間
圧力Ｉまで加圧されたとき、加圧を一時停止して作業員
が混合ガス呼吸用マスクを装着し、次いで混合ガス呼吸
（ロ）を行ないながら加圧を再開し、T₁の時間をかけて
所定の最大圧力IIまで加圧する。

次に前記最大圧力IIの作業室内において、作業員が混合
ガスを呼吸しながらT₂の時間だけ作業を行なったのち、
作業員がマンロック内に戻って混合ガスを呼吸しながら
減圧を開始し、第１中間圧力IIIまで減圧されたとき、
混合ガス呼吸用マスクを離脱して空気（環境ガス）を呼
吸しながら、第２中間圧力IVまで減圧し、第２中間圧力
IVで一定時間だけ減圧を停止したのち、空気を呼吸しな
がら第３中間圧力Ｖまで減圧し、第３中間圧力Ｖで一定
時間だけ減圧を停止したのち、空気を呼吸しながら第４
中間圧力VIまで減圧し、その第４中間圧力VIで一定時間
だけ減圧を停止する。続いて空気を呼吸しながら第５中
間圧力VIIまで減圧し、第５中間圧力で一定時間だけ減
圧を停止したのち、大気圧まで減圧し、全体としてT₃の
時間をかけて減圧を終了する。

前記加圧時間T₁および作業時間T₂においては、作業員が
高気圧下に置かれるので、作業員が大気圧下に置かれる
場合よりも、作業員の人体に不活性ガスが過大に溶解さ
れている。この状態で急激な減圧を行なうと、人体に組
織中に不活性ガスの気泡が形成され、これが原因となっ
て、作業員にいわゆる減圧症という障害が発症する。し
たがって、第５図に示すように、長時間をかけて段階的
な減圧を行なうか、あるいは長時間をかけて均等な減圧
速度で減圧する必要がある。

〔考案が解決しようとする課題〕

圧気作業後の減圧は狭いマンロックの中で行なわれるの
で、減圧中は、作業員が緊張を強いられることになる。
したがって、圧気作業後は、安全を十分に保証し、かつ
一刻も早く減圧を終了し、作業員を大気圧環境に復帰さ
せてリラックスさせることが、精神衛生上望ましく、ま
た減圧所要時間を短縮できれば、作業員が他の仕事に従
事できる時間を長くできるので好都合である。

マンロック内で減圧を行なう過程で、不活性ガスを殆ん
どあるいは全く含まない高酸素分圧ガスを呼吸しながら
減圧を行なえば、人体の組織中に溶解している不活性ガ
スを人体から速く排出できるので、減圧所要時間を短縮
できる。しかし、高酸素分圧ガス呼吸を長時間継続する
と、酸素中毒が発症するので、高酸素分圧ガス呼吸を一
定時間行なったのち、呼吸マスクを外して空気呼吸（環
境ガス呼吸）すなわちエアーブレークを行ない、前記高
酸素分圧ガス呼吸としてエアーブレークとを交互に反復
して行なう必要がある。

しかし、従来の加圧減圧用マンロック内には、高酸素分
圧ガス呼吸装置が設けられていないので、高酸素分圧ガ
ス呼吸とエアーブレークとを交互に反復して行なうこと
ができない。

また万一、減圧途中で減圧症が発症した場合は、マンロ
ック内を再び加圧して作業員の障害を排除したのち、作
業員が高酸素分圧ガス呼吸を間欠的に行ないながら、減
圧操作員がマンロック内を減圧するか、あるいはコンピ
ュータによる自動減圧すれば、減圧症を有効に治療する
ことができるが、従来のマンロックには高酸素分圧ガス
呼吸装置が設けられていないので、マンロック内で高酸
素分圧ガス呼吸を併用しながら減圧して、減圧症を治療
することはできない。

この考案は、混合ガスを呼吸してマンロック内に戻った
作業員が、高酸素分圧ガス呼吸とエアーブレークとを容
易にかつ交互に反復して行なって、減圧所要時間を安全
に短縮することができ、また万一、減圧途中で減圧症が
発症した場合においても、マンロック内で高酸素分圧ガ
ス呼吸を併用しながら減圧して、減圧症を治療できる混
合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス呼吸装置を有する
圧気作業用マンロック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、この考案の混合ガス呼吸装
置および高酸素分圧ガス呼吸装置を有する圧気作業用マ
ンロックにおいては、加圧減圧用マンロック１に、圧縮
空気供給源２が開閉弁V1を介して接続されると共に、排
気弁V2が接続され、前記マンロック１内に、混合ガス供
給源３に接続された混合ガス呼吸用マスク４と、高酸素
分圧ガス供給源５に接続された高酸素分圧ガス呼吸用マ
スク６と、混合ガス呼吸用マスク装着，高酸素分圧ガス
呼吸用マスク装着およびマスク離脱を指示する指示装置
７とが設けられている。

また加圧減圧用マンロック１に、圧縮空気供給源２が開
閉弁V1を介して接続されると共に、排気弁V2が接続さ
れ、前記マンロック１内に設けられた混合ガス呼吸兼高
酸素分圧ガス呼吸用マスク８は、切換弁９を介して混合
ガス供給源３および高酸素分圧ガス供給源５に接続さ
れ、前記マンロック１内に、混合ガス呼吸，高酸素分圧
ガス呼吸およびマスク離脱を指示する指示装置７が設け
られることによっても、前記目的を達成することができ
る。

〔作用〕

マンロック１内で加圧を行なう場合、マンロック１内の
指示装置７により「混合ガス呼吸用マスク装着」または
「混合ガス呼吸」が指示されたとき、マンロック１内の
作業員が混合ガス呼吸用マスク４を装着して混合ガス呼
吸を行なうか、あるいはマンロック１内の作業員が混合
ガス呼吸兼高酸素分圧ガス呼吸用マスク８を装着すると
共に、そのマスク８を切換弁９を介して混合ガス供給源
３に接続して混合ガス呼吸を行なう。

またマンロック１内で減圧を行なう場合は、マンロック
１内の圧力が或る値まで減圧されて指示装置７により
「マスク離脱」が指示されたとき、マンロック１の作業
員がマスクを離脱して空気呼吸を行ないながら減圧を継
続し、マンロック１内がさらに減圧されて、指示装置７
により「高酸素分圧ガス呼吸用マスク装着」または「高
酸素分圧ガス呼吸」が指示されたとき、マンロック１内
の作業員が高酸素分圧ガス呼吸用マスク６を装着して高
酸素分圧ガス呼吸を行なうか、あるいは混合ガス呼吸兼
高酸素分圧ガス呼吸用マスク８を装着すると共に、その
マスク８を切換弁９を介して高酸素分圧ガス供給源５に
接続して、高酸素分圧ガス呼吸を行なう。次いで前記指
示装置７により「マスク離脱」が指示されたとき、マン
ロック１内の作業員がマスクを離脱して空気呼吸すなわ
ちエアーブレークを行ない、指示装置７の指示に基づく
高酸素分圧ガス呼吸とエアーブレークとを交互に反復し
て行なう。

〔実施例〕

次にこの考案を図示の例によって詳細に説明する。

第１図および第２図は第１考案の一実施例を示すもので
あって、圧気潜函10における作業室天井スラブ11に、作
業室12に連通する作業員昇降用シャフト13の下端部が固
定され、そのシャフト13の上端部に連結された加圧減圧
用マンロック１内に、指示装置7,混合ガス呼吸用マスク
4,高酸素分圧ガス呼吸用マスク６およびマンロック１内
の圧力を検出する圧力センサー14が設けられ、前記指示
装置７が出力データ変換回路15を介してコンピュータ16
の出力部に接続され、そのコンピュータ16はタイマーを
内蔵し、かつ前記圧力センサー14はA/D変換器17を介し
てコンピュータ16の入力部に接続され、さらに前記マン
ロック１に、コンピュータ16により開度調整される電気
式調整弁からなる排気弁V2が接続されている。

空気圧縮機からなる圧縮空気供給源２をマンロック１内
に接続する圧縮空気管路18に、前記コンピュータ16の信
号により開閉される電磁開閉弁からなる開閉弁V1および
前記コンピュータ16の信号により開度調整される調整弁
V3が介在され、かつ混合ガスボンベからなる混合ガス供
給源３と前記混合ガス呼吸用マスク４のホース19とを接
続する混合ガス管路20には、前記コンピュータ16の信号
により開閉される電磁開閉弁V4が介在され、さらに高酸
素分圧ガスボンベからなる高酸素分圧ガス供給源５と前
記高酸素分圧ガス呼吸用マスク６のホース21とを接続す
る高酸素分圧ガス管路22には、コンピュータ16の信号に
より開閉される電磁開閉弁V5が介在され、また前記指示
装置７には、所定のマンロック内圧力および所定の減圧
時間に達したとき、コンピュータ16からの信号により、
「混合ガス呼吸用マスク装着」，「高酸素分圧ガス呼吸
用マスク装着」，「マスク離脱」，「加圧終了」および
「減圧終了」の文字やマーク等が指示されたり、前記指
示装置７によって前記指示事項が音声で指示される。

前記作業室天井スラブ11に混合ガス配管23が配管され、
その混合ガス配管23は潜函周壁24内を通って上下方向に
延長する供給管25を介して混合ガス供給源（図示を省略
した）に接続され、かつ前記混合ガス配管23に、作業室
12内に設けられた混合ガス供給ホース26の一端部が接続
され、その混合ガス供給ホース26の他端部に自動開閉弁
を備えている通気ソケット27が接続され、さらに前記作
業室天井スラブ11の下部に、掘削機28が走行可能に設け
られている。

マンロック１内の加圧を行なう場合は、排気弁V2が閉じ
られ、かつ圧縮空気管路18における開閉弁V1が開かれる
と共に、調整弁V3の開度が調整される。

またマンロック１内の減圧を行なう場合は、圧縮空気管
路18における開閉弁V1が閉じられ、かつ排気弁V2の開度
が調整される。さらに加圧または減圧を一時停止する場
合は、圧縮空気管路18の開閉弁V1および排気弁V2が閉じ
られるか、あるいは調整弁V3と排気弁V2とを通過する空
気量が等しくなるように調整弁V3と排気弁V2の開度が調
整され、マンロック１内の換気が行なわれる。

第４図は第１考案の実施例に係る装置を使用して加圧，
保圧，減圧を行なう場合の状況および呼吸ガス切換状況
の例を示すものであって、まず作業員がマンロック１内
で空気（環境ガス）呼吸（イ）を行ないながら、加圧を
開始する。この場合、マンロック１内の圧力は、圧力セ
ンサー14により圧力信号として逐次コンピュータ16に入
力されており、マンロック１内が或る中間圧力Ｉまで加
圧されると、コンピュータ16から出力データ変換回路15
を介して指示装置７に信号が送られて、その指示装置７
により「混合ガス呼吸用マスク装着」が指示されると共
に、加圧が一時停止される。

次いで作業員が混合ガス呼吸用マスク４を装着して混合
ガス呼吸（ロ）を行ないながら加圧を再開し、T₁の時間
をかけて所定の最大圧力IIまで加圧する。最大圧力IIま
で加圧されると、コンピュータ16から指示装置７に信号
が送られて、その指示装置７により「加圧終了」が指示
されるので、作業員が、マンロック１から前記最大圧力
IIとほぼ同じ圧力のケーソン作業室内（シールド工法の
場合は切羽）に移動して、混合ガス呼吸を行ないながら
作業を行なう。なお時間T₂は、加圧完了から減圧開始ま
での時間であるので、作業室あるいは切羽までの往復の
移動時間を含んでいる。

次に作業員がマンロック１内に戻って、マンロック１内
の減圧を開始し、所定の第１中間圧力IIIまで減圧され
ると、コンピュータ16から指示装置７に信号が送られ
て、その指示装置７により「マスク離脱」が指示される
ので、作業員が混合ガス呼吸用マスク４を離脱して空気
呼吸（イ）を行ないながら第２中間圧力IVまで減圧し、
第２中間圧力で一定時間だけ減圧を停止したのち、空気
呼吸を行ないながら第３中間圧力Ｖまで減圧し、第３中
間圧力Ｖで一定時間だけ減圧を停止したのち、第４中間
圧力VIまで減圧すると、コンピュータ16から指示装置７
に信号が送られて、その指示装置７により「高酸素分圧
ガス呼吸用マスク装着」が指示される。

次にマンロック１内の作業員が高酸素分圧ガス呼吸用マ
スク６を装着して高酸素分圧ガス呼吸（ハ）を行なう。
「高酸素分圧ガス呼吸用マスク装着」の指示が出されて
から所定時間を経過すると、コンピュータ16に内蔵され
ているタイマーの作動により、コンピュータ16から指示
装置７に信号が送られ、その指示装置７により「マスク
離脱」が指示されるので、作業員は、マクス６を離脱し
て第４中間圧力下で空気呼吸すなわちエアーブレーク
（ニ）を行なう。

「マスク離脱」の指示が出されてから所定時間を経過す
ると、コンピュータ16に内蔵されていつタイマーの作動
により、コンピュータ16から指示装置７に信号が送ら
れ、その指示装置７により再び「高酸素分圧ガス呼吸用
マスク装着」が指示されるので、マンロック１内の作業
員は、再び高酸素分圧ガス呼吸用マスク６を装着して、
高酸素分圧ガス呼吸（ハ）を行なう。前述のように、第
４中間圧力下で、高酸素分圧ガス呼吸（ハ）とエアーブ
レーク（ニ）とを交互に所定時間ずつ複数回行なったの
ち、第５中間圧力VIIまで減圧すると、前述のように、
前記指示装置７により「高酸素分圧ガス呼吸用マスク装
着」と「マスク離脱」とが交互に所定時間をおいて指示
されるので、マンロック１内の作業員は、高酸素分圧ガ
ス呼吸用マスク６の着脱を交互に反復して行ない、すな
わち高酸素分圧ガス呼吸（ハ）とエアーブレーク（ニ）
とを第５中間圧力下で必要回数だけ交互に反復して行な
ったのち、マンロック１内を大気圧まで減圧する。

第３図は第２考案の一実施例を示すものであって、混合
ガス管路20と高酸素分圧ガス管路22とが、マンロック１
内に設けられた手動またはコンピュータ16の信号により
開閉される切換弁９に接続され、かつその切換弁９に
は、混合ガス呼吸兼高酸素分圧ガス呼吸用マスク８のホ
ース29が継手30を介して接続され、前記切換弁９を切換
えることにより、前記ホース29を混合ガス管路20および
高酸素分圧ガス管路22のうちの何れか一方に接続できる
ように構成されているが、その他の構成および加圧，保
圧，減圧ならびに呼吸ガス切換え方式は前記実施例の場
合と同様である。

この考案を実施する場合、マンロック１を作業室天井ス
ラブ11の上部に固定してもよい。

〔考案の効果〕

この考案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。

混合ガスを呼吸しながら圧気作業を行なった作業員がマ
ンロック１内に入って減圧を行なう場合、マンロック１
内の指示装置７により、混合ガス呼吸用マスク装着，高
酸素分圧ガス呼吸用マスク装着およびマスク離脱の指示
が行なわれるか、あるは混合ガス呼吸，高酸素分圧ガス
呼吸およびマスク離脱の指示が行なわれるので、マンロ
ック１内の作業員は、単に前記指示装置７の指示にした
がって、マスクの着脱を行なうことにより、高酸素分圧
ガス呼吸とこれに続くエアーブレークとを、所定時間ず
つ交互にかつ容易に行なうことができる。また万一、減
圧途中で減圧症が発症した場合は、マンロック１内を再
び加圧して作業員の障害を排除したのち、マンロック内
で高酸素分圧ガス呼吸を併用しながら減圧することによ
り、減圧症を容易に治療しながら減圧することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は第１考案の実施例を示すものであ
って、第１図は混合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス
呼吸装置を有する圧気作業用マンロックの概略縦断側面
図、第２図は圧気潜函と混合ガス呼吸装置および高酸素
分圧ガス呼吸装置を有する圧気作業用マンロックとの関
係を示す縦断側面図である。第３図は第２考案の実施例
に係る混合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス呼吸装置
を有する圧気作業用マンロックを示す概略縦断側面図で
ある。第４図はこの考案の装置を使用した加圧，保圧，
減圧および呼吸ガス切換状況を示す図である。第５図は
従来の装置を使用した加圧，保圧，減圧および呼吸ガス
切換状況を示す図である。 図において、１は加圧減圧用マンロック、２は圧縮空気
供給源、３は混合ガス供給源、４は混合ガス呼吸用マス
ク、５は高酸素分圧ガス供給源、６は高酸素分圧ガス呼
吸用マスク、７は指示装置、８は混合ガス呼吸兼高酸素
分圧ガス呼吸用マスク、９は切換弁、10は圧気潜函、12
は作業室、14は圧力センサー、15は出力データ変換回
路、16はコンピューター、17はA/D変換器、18は圧縮空
気管路、20は混合ガス管路、22は高酸素分圧ガス管路で
ある。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】加圧減圧用マンロック１に、圧縮空気供給
   源２が開閉弁V1を介して接続されると共に、排気弁V2が
   接続され、前記マンロック１内に、混合ガス供給源３に
   接続された混合ガス呼吸用マスク４と、高酸素分圧ガス
   供給源５に接続された高酸素分圧ガス呼吸用マスク６
   と、混合ガス呼吸用マスク装着，高酸素分圧ガス呼吸用
   マスク装着およびマスク離脱を指示する指示装置７とが
   設けられている混合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス
   呼吸装置を有する圧気作業用マンロック。
2. 【請求項２】加圧減圧用マンロック１に、圧縮空気供給
   源２が開閉弁V1を介して接続されると共に、排気弁V2が
   接続され、前記マンロック１内に設けられた混合ガス呼
   吸兼高酸素分圧ガス呼吸用マスク８は、切換弁９を介し
   て混合ガス供給源３および高酸素分圧ガス供給源５に接
   続され、前記マンロック１内に、混合ガス呼吸，高酸素
   分圧ガス呼吸およびマスク離脱を指示する指示装置７が
   設けられている混合ガス呼吸装置および高酸素分圧ガス
   呼吸装置を有する圧気作業用マンロック。