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ダイビングレギュレーターまたは水中ダイビングレギュレーターは、水中ダイビング用の呼吸ガスの圧力を制御する圧力レギュレーターです。最も一般的に認識されている用途は、加圧された呼吸ガスを大気圧まで減圧してダイバーに供給することですが、ダイビング用途で使用される他のタイプのガス圧力レギュレーターもあります。ガスは空気またはさまざまな特別に混合された呼吸ガスのいずれかです。ガスは、ダイバーが携行するスキューバシリンダーから供給される場合があり、その場合はスキューバレギュレーターと呼ばれます。または、水面供給式ダイビングでは、水面のコンプレッサーまたは高圧貯蔵シリンダーからホースを介して供給されます。ガス圧力レギュレーターには、供給源からの圧力を減圧し、下流側の圧力をフィードバックとして使用して供給圧力を制御するか、上流側の圧力をフィードバックとして使用して過剰な流量を防ぎ、各段階で圧力を下げます。[ 1 ]
「レギュレーター」と「デマンドバルブ」（DV）という用語はしばしば同義語として使われますが、デマンドバルブは、ダイバーが吸気している間だけガスを供給し、ガス圧をほぼ周囲圧力まで下げる最終段階の減圧レギュレーターです。シングルホースのデマンドレギュレーターでは、デマンドバルブはマウスピースでダイバーの口に保持されるか、フルフェイスマスクまたはヘルメットに取り付けられます。ツインホースのレギュレーターでは、デマンドバルブはレギュレーター本体に組み込まれており、通常はシリンダーバルブまたはマニホールド出口に直接取り付けられ、遠隔のマウスピースには周囲圧力で供給されます。[ 2 ]
減圧レギュレーターは、流量が連続するフリーフローヘルメットまたはフルフェイスマスクに供給されるガスの供給圧力を制御するために使用され、排気の周囲圧力と供給システム（主にアンビリカルと排気バルブ）の流量抵抗によって制限される下流圧力を維持し、ダイバーの呼吸の影響をほとんど受けません。ダイビングリブリーザーシステムでは、新鮮ガスの流量を制御するレギュレーターと、降下中に呼吸ループ内の容積を維持するために自動希釈弁として知られるデマンドバルブも使用される場合があります。ガス回収システムと内蔵呼吸システム（BIBS）は、呼気ガスをリターンホースと上部回収システム、または高圧チャンバーの外部に流す流量を制御するために、異なる種類のレギュレーターを使用します。これらは背圧レギュレータークラスです。
レギュレーターの性能は、開弁圧力と呼吸による機械的仕事量、そして過度の圧力低下やデッドスペースを生じることなく、高周囲圧力下で最大吸気流量の呼吸ガスを供給できる能力によって評価されます。冷水潜水用途の中には、レギュレーターの凍結による詰まりを起こすことなく、低周囲温度下で高流量を供給できる能力が重要なものもあります。
潜水用レギュレーターは、呼吸ガスの供給圧力を下げ、ダイバーにほぼ大気圧で供給する機構である。ガスは、ダイバーが吸入する際にオンデマンドで供給される場合もあれば、ヘルメットやマスク内部に一定流量で供給される場合もある。後者の場合、ダイバーは必要な分だけを使用し、残りは無駄になる。[ 3 ]： 49
ガスは、使用済みガスや深度の変化による体積変化を補うために、ダイバーに直接、またはリブリーザー回路に供給される。ガスの供給は、ダイバーが携行する高圧スキューバシリンダーから、またはコンプレッサーや高圧貯蔵システムに接続されたホースを介して水面から供給される。[ 4 ] [ 2 ]
オープンサーキットデマンドバルブは、ダイバーが吸気している間だけガスを供給し、[ 5 ]フリーフローレギュレーターは供給圧力で一定の流量を供給し、リクレームおよび内蔵呼吸システムレギュレーターは、呼気中のみ排気を排出します。リブリーザーは、デマンドレギュレーターを使用してループ内の容量不足を補い、[ 4 ]定質量流量レギュレーターを使用してループガス混合物の酸素含有量を補充する場合があります。スキューバダイビングレギュレーターは、スキューバシリンダーからスキューバダイバーに供給するために使用され、[ 5 ]ダイビングヘルメットデマンドバルブは、水面供給または緊急用スキューバシリンダーからガスを供給する場合があります。[ 6 ]
デマンドバルブは、ダイバーが吸入を開始したときの圧力低下を検知し、ダイバーに周囲圧力のガスを供給します。ダイバーが吸入を停止すると、デマンドバルブが閉じてガスの流れが止まります。デマンドバルブにはチャンバーがあり、通常の使用では周囲圧力の呼吸ガスが入っています。このチャンバーは、バイトグリップマウスピース、フルフェイスマスク、またはダイビングヘルメットに、直接接続するか、柔軟な低圧ホースで接続されます。チャンバーの一方の側には、チャンバー内のガスと周囲の水との間の圧力差を検知し、チャンバーに加圧ガスを供給するバルブの動作を制御するための柔軟なダイヤフラムがあります。[ 7 ]
これは、ダイヤフラムをバルブに連結する機械システムによって行われ、バルブはダイヤフラムが閉じた位置から変位した分だけ開きます。バルブを開くために必要なマウスピース内部とダイヤフラム外部の周囲圧力との差は、開弁圧力として知られています。この開弁圧力差は通常、周囲圧力に対して負ですが、正圧レギュレーター（マウスピース、マスク、またはヘルメット内部の圧力を周囲圧力よりわずかに高く維持するレギュレーター）ではわずかに正になる場合があります。バルブが開くと、ダイバーが吸い込んでいる間は、ガスの流れは合理的に実行可能な最小の安定した圧力差で継続し、ガスの流れが停止するとすぐに停止する必要があります。この機能を実現するためにいくつかのメカニズムが考案されており、非常に単純で頑丈なものもあれば、やや複雑だが小さな圧力変化に敏感なものもあります。[ 7 ]： 33ダイヤフラムは、外部の水が自由に侵入できる穴またはスリットのあるカバーで保護されています。このカバーは、ダイヤフラムが水の乱流や動きによる動圧の影響を受けにくくすることで、必要のない時にガスが流れてしまうのを防ぎます。
ダイバーが吸い込み始めると、ケーシングからガスが排出されてチャンバー内の圧力が低下し、外部の水圧によってダイヤフラムが内側に移動し、レバーが作動してバルブがシートから持ち上がり、ガスがチャンバー内に放出されます。周囲圧力より約8 ～ 10 バール (120 ～ 150 psi)高い中間段ガスは、圧力が周囲圧力まで低下するとバルブのオリフィスを通って膨張し、ダイバーに呼吸用のガスをさらに供給します。ダイバーが吸い込みを止めると、外部圧力が平衡するまでチャンバーが満たされ、ダイヤフラムが元の位置に戻り、レバーがバルブを解放してバルブスプリングによって閉じられ、ガスの流れが停止します。[ 7 ]
ダイバーが息を吐き出すと、柔軟な気密素材で作られた逆止弁が呼気の圧力によって外側に曲がり、チャンバーからガスが排出される。呼気が止まり、チャンバー内の圧力が周囲の圧力まで低下すると、弁は閉じて密閉状態になる。[ 7 ]： 108
デマンドバルブの大部分は開放回路式呼吸装置で使用されており、呼気ガスは周囲の環境に排出されて失われます。リクレイムバルブはヘルメットに取り付けることができ、使用済みのガスを二酸化炭素を除去して酸素を補充した後、水面に戻して再利用することができます。このプロセスは「プッシュプル」と呼ばれ、技術的に複雑で高価であり、ヘリウムの節約がシステムの費用と複雑さを相殺するヘリオックス混合ガスを使用した深海商業潜水、および汚染水での潜水にのみ使用されます。汚染水での潜水ではガスは回収されませんが、このシステムは排気バルブを通して汚染水がヘルメットに漏れるリスクを低減します。[ 8 ]
これらは通常、フリーフローマスクとヘルメットを使用した水面供給潜水で使用されます。これらは通常、大型で高流量定格の工業用ガスレギュレーターであり、水面のガスパネルで手動で制御され、ダイバーに必要な流量を供給するために必要な圧力に調整されます。フリーフローは、高流量のガスが非効率的で無駄が多いため、通常はスキューバ器材では使用されません。[ 6 ]
定流量レギュレーターでは、圧力レギュレーターが一定の減圧を提供し、ダイバーにガス流量を供給します。この流量は、ダイバーが操作する調整可能なオリフィスによってある程度制御できます。これらは、最も初期のタイプの呼吸セット流量制御です。ダイバーは、流量を調整するために、調整可能な供給バルブを物理的に開閉する必要があります。開放回路呼吸セットの定流量バルブは、必要でないときでもガスが流れ、最大吸入に必要な流量で流れる必要があるため、需要バルブレギュレーターよりもガスの消費が経済的です。1939 年以前に、定流量レギュレーターを備えた自給式ダイビングおよび産業用開放回路呼吸セットがLe Prieurによって設計されましたが、潜水時間が非常に短いため、一般的に使用されることはありませんでした。設計上の複雑さは、第 2 段流量制御バルブをダイバーが簡単に操作できる場所に配置する必要性から生じました。[ 9 ]
ヘリウムを多く含む呼吸ガスのコストは、深海潜水作業のコストのかなりの部分を占めており、呼吸ガスを回収して再利用することで削減できます。[ 10 ]回収ヘルメットには、ダイバーのアンビリカルにリターンラインが設けられており、呼気ガスは回収レギュレーターを通してこのホースに排出され、ヘルメット内のガス圧が周囲圧力を下回らないようにします。[ 11 ] : 150–151ガスは、水面でヘリウム回収システムで処理され、ろ過、洗浄、および必要になるまで貯蔵シリンダーにブーストされます。酸素含有量は、必要に応じて調整できます。[ 11 ] : 151–155 [ 8 ] : 109同じ原理は、高圧チャンバーから酸素を多く含む治療ガスを排出するために使用される内蔵呼吸システムでも使用されていますが、これらのガスは一般的に回収されません。ダイバーが手動で開放回路に切り替えることができるように、リクレームバルブが故障した場合にダイバーが切り替えられるように、また、減圧フラッドバルブにより、リクレームバルブが突然故障した場合にヘルメット内に水が入り込み、圧迫を回避できるため、ダイバーは怪我をすることなく開放回路に切り替える時間を確保できます。[ 11 ]： 151～155深海潜水用のリクレームバルブは、よりスムーズな流れと呼吸仕事量の低減のために2段階を使用する場合があります。リクレームレギュレータは、ヘルメット内部と周囲の水との間の圧力差によってバルブが開いた場合にのみ流れを許可するという点で、デマンドレギュレータと同様の原理で動作しますが、バルブを作動させるために上流側の過圧を使用するのに対し、デマンドバルブは下流側の負圧を使用します。
回収レギュレーターは、排気弁からヘルメットへの汚染水の逆流リスクを低減するために、危険物潜水にも使用されることがあります。この用途では、負圧フラッドバルブはありませんが、圧力差と圧迫リスクは比較的低いです。 [ 12 ] [ 8 ]： 109この用途での呼吸ガスは通常空気であり、実際にはリサイクルされません。
高圧チャンバー用のBIBSレギュレーターは、回収ヘルメットと同様にダイバー側に2段階システムを備えていますが、この用途では、出口レギュレーターが呼気を出口ホースを通してチャンバー外の大気に排出します。[ 13 ]
これらは、チャンバー外の周囲圧力よりも高い圧力のチャンバー内に、必要に応じて呼吸ガスを供給するシステムです。[ 14 ]チャンバーと外部周囲圧力との圧力差により、呼気を外部環境に排出することが可能になりますが、システムを通して排出されるのは呼気のみであり、チャンバーの内容物が外部に排出されないように流量を制御する必要があります。これは、排気ダイヤフラムにかかるチャンバー圧力に対するわずかな過圧によってバルブ機構がバネに抗して動くと開く制御排気バルブを使用することで実現されます。この過圧が排気ホースを通って流出するガスによって消散されると、バネはこのバルブを閉じた位置に戻し、それ以上の流れを遮断してチャンバーの雰囲気を維持します。排気ダイヤフラムにかかる圧力差が負またはゼロの場合、バルブは閉じたままになります。排気ダイヤフラムは、片側がチャンバー圧力に、もう片側が口腔鼻マスク内の呼気圧力にさらされます。吸入用のガスの供給は、通常のダイビング用デマンドバルブセカンドステージと同じ原理で動作するデマンドバルブを介して行われます。他の呼吸装置と同様に、マスク内の二酸化炭素の蓄積を最小限に抑えるためには、デッドスペースを制限する必要がある。
場合によっては、出口吸引を制限する必要があり、背圧レギュレーターが必要になることがあります。これは通常、飽和システムで使用する場合に該当します。酸素療法や酸素を使用した表面減圧に使用する場合は、一般的に背圧レギュレーターは必要ありません。[ 15 ]外部排気式のBIBSを低チャンバー圧力で使用する場合、許容できる呼吸仕事量を提供するために、呼気背圧を下げるために真空補助が必要になる場合があります。[ 14 ]
このタイプの BIBS の主な用途は、チャンバーの雰囲気が制御され、BIBS ガスによる汚染が問題となる高圧チャンバーの居住者に、チャンバーの雰囲気とは異なる組成の呼吸ガスを供給することです。[ 14 ]これは、治療的減圧や高圧酸素療法でよく見られるもので、チャンバー内の酸素分圧が高くなると許容できない火災の危険性があり、分圧を許容範囲内に保つためにチャンバーを頻繁に換気する必要があります。頻繁な換気は騒音が大きく費用もかかりますが、緊急時には使用できます。[ 13 ]
ダイビングで使用されるリブリーザーシステムは、呼吸ガスの大部分を再循環しますが、その主な機能はデマンドバルブシステムに基づいていません。代わりに、呼吸ループはダイバーが持ち運び、使用中は周囲圧力に保たれます。スキューバリブリーザーでは、ループガス量の不足を補い、代謝による消費を補償するために酸素が豊富なガスを供給するためにレギュレーターが使用されることがあります。[ 16 ]
自動希釈弁（ADV）は、リブリーザーで使用され、水深が深くなるにつれて圧力が上昇し体積が減少するのを自動的に補償するためにループにガスを追加したり、マスクをクリアする際にダイバーが鼻から吐き出すことによってシステムから失われたガスを補充したり、ループをフラッシングする方法として使用されます。多くの場合、ループを手動でフラッシングできるようにパージボタンが備えられています。ADVは、概念と機能においてオープンサーキットデマンドバルブと似ており、多くの類似したコンポーネントを使用する場合があります。ただし、一体型の排気弁はありません。排気弁と同等の機能は、ループ過圧弁によって提供されます。一部のパッシブセミクローズドサーキットリブリーザーは、適切な酸素濃度を維持する方法として、呼吸サイクル中に自動的に排出されるガスの一部を補償するためにループにガスを追加するためにADVを使用します。[ 17 ]
ベイルアウトバルブ（BOV）は、リブリーザーのマウスピースまたは呼吸ループの他の部分に組み込まれたオープンサーキットデマンドバルブです。ダイバーがリブリーザーを使用して呼吸ガスをリサイクルしている間は隔離でき、問題が発生してダイバーがオープンサーキットに脱出する必要がある場合は、呼吸ループを隔離しながら同時に開くことができます。BOVの主な特徴は、オープンサーキットとクローズドサーキットで同じマウスピースを使用することであり、ダイバーはダイビング/サーフェスバルブ（DSV）を閉じて口から外し、ベイルアウトデマンドバルブを見つけて挿入してオープンサーキットに脱出する必要がないことです。コストはかかりますが、この重要な手順の削減により、統合されたBOVは、特にループ内の二酸化炭素分圧が高い場合に、大きな安全上の利点となります。高炭酸ガス血症は、マウスピースを交換するのに必要な短い時間でさえ、ダイバーが息を止めることを困難または不可能にする可能性があるためです。[ 18 ] [ 19 ]
定流量添加弁は、アクティブタイプのセミクローズドリブリーザーに一定流量の新鮮なガスを供給し、ダイバーが使用したガスを補充し、ループ混合ガスの組成をほぼ一定に保つために使用されます。主に2つのタイプが使用されます。固定オリフィスと調整可能なオリフィス（通常はニードルバルブ）です。定流量弁は通常、周囲圧力から隔離されたガスレギュレーターによって供給され、絶対圧力で調整された出力（周囲圧力補正なし）を提供します。これにより、オリフィスを通して一定流量を供給できる深度範囲が制限されますが、呼吸ループ内のガス混合比は比較的予測可能になります。第1ステージの過圧リリーフバルブは、出力ホースを保護するために使用されます。他のほとんどのダイビングガス供給レギュレーターとは異なり、定流量オリフィスは下流圧力を制御しませんが、流量は調整します。
手動式および電子制御式の追加バルブは、手動式および電子制御式閉回路リブリーザー（mCCR、eCCR）で使用され、酸素分圧の設定値を維持するためにループに酸素を追加します。手動式または電子制御式のバルブは、標準的なスキューバレギュレーターの第1ステージの出口から呼吸ループに酸素を放出するために使用されます。第1ステージの過圧リリーフバルブは、第1ステージからの漏れが発生した場合にホースを保護するために必要です。厳密に言えば、これらは圧力レギュレーターではなく、流量制御バルブです。
最初に記録された需要弁は1838年にフランスで発明されましたが、その後数年で忘れ去られました。実用的な需要弁が発明されたのは1860年になってからです。1838年11月14日、フランスのノルマンディー地方アルジャンタンのマニュエル・テオドール・ギヨメ博士は、ツインホース需要調整器の特許を出願しました。潜水士には、水面から背面に取り付けられた需要弁までパイプを通して空気が供給され、そこからマウスピースへと送られました。呼気は2本目のホースを通して頭部の側面に排出されました。この装置はフランス科学アカデミーの委員会に実演され、調査されました。[ 20 ] [ 21 ]
1838年6月19日、ロンドンでウィリアム・エドワード・ニュートンは、ダイバー用のダイヤフラム作動式ツインホースデマンドバルブの特許（特許番号7695：「潜水装置」）を出願した。[ 22 ]しかし、ニュートン氏はギヨメ博士の代理として特許を出願したに過ぎないと考えられている。[ 23 ]
1860年、フランスのエスパリオン出身の鉱山技師、ブノワ・ルーケロールは、浸水した鉱山で鉱夫が呼吸できるように鉄製の空気貯蔵器を備えた需要弁を発明した。彼はこの発明をレギュレーター（「調整器」）と名付けた。1864年、ルーケロールはフランス帝国海軍士官のオーギュスト・デネイローズと出会い、ルーケロールのレギュレーターを潜水用に改良するために協力した。ルーケロール＝デネイローズ装置は、1864年から1865年まで断続的に大量生産された。[ 24 ] 1865年にはフランス帝国海軍の標準装備として採用されたが、[ 25 ]安全性と自律性の欠如からフランスの潜水士に完全に受け入れられることはなかった。
1926年、モーリス・フェルネとイヴ・ル・プリウールは、フルフェイスマスク（マスクから一定流量で空気が漏れる）を使用する手動制御の定流量レギュレーター（需要弁ではない）の特許を取得した。[ 9 ] [ 26 ]
1937年と1942年に、アルザス出身のフランス人発明家ジョルジュ・コミーヌは、2本のガスボンベからフルフェイスマスクを通して空気を供給する潜水用デマンドバルブの特許を取得した。コミーヌは1944年にストラスブールの解放中に亡くなり、彼の発明はすぐに忘れ去られた。コミーヌのデマンドバルブは、クストー・ガニャンの装置ほどコンパクトではなかったが、ルークユール・ドゥネーローズ機構を改良したものであった。[ 27 ]
需要弁が広く受け入れられる形に開発されたのは、1942年12月になってからのことだった。これは、フランス海軍士官のジャック＝イヴ・クストーとエンジニアのエミール・ガニャンがパリで初めて会ったことがきっかけだった。エア・リキードに勤務していたガニャンは、ドイツによるフランス占領に伴う厳しい燃料制限を受けて、ガス発生器に使用されていたルーケロール＝ドゥネーローズ式レギュレーターを小型化して改良していた。クストーは、これを潜水用に改良することを提案した。潜水は、1864年にこのレギュレーターが本来の目的として開発されたものだった。[ 28 ]
口にくわえた需要弁にシリンダー弁に取り付けられた第１段から低圧ガスが供給されるシングルホースレギュレーターは、オーストラリアのテッド・エルドレッドが、オーストラリアでのクストー・ガニャン装置の特許制限と在庫不足に対応して、1950年代初頭に発明した。1951年、ERクロスは、アメリカ製シングルホースレギュレーターの初期の1つである「スポーツダイバー」を発明した。クロスのバージョンは、パイロットが使用する酸素システムに基づいている。1950年代に開発されたその他の初期のシングルホースレギュレーターには、ローズ・アビエーションの「リトル・ローズ・プロ」、スペイン製の「ネムロッド・スナーク」、そしてダイビングのパイオニアであるサム・ルコックが1958年に設計したスポーツウェイズの「ウォーターラング」がある。フランスでは、1955年にブロンネック＆ゴーティエがシングルホースレギュレーターの特許を取得し、後にクリスタル・エクスプローラーとして製造された。[ 29 ]「ウォーターラング」は最終的に、ダイビング愛好家に広く採用された最初のシングルホースレギュレーターとなった。時間の経過とともに、改良されたシングルホースレギュレーターの利便性と性能により、業界標準となった。[ 7 ] : 7性能は小さな増分で改善され続けており、リブリーザー技術にも応用されている。
シングルホースレギュレーターは後に、ガス消費を節約するために、ルーケロール・デネイローズの装備の伝統に従って、軽量ヘルメットとフルフェイスマスクでの水面供給式潜水用に改良されました。1969年までに、カービー・モーガンはシングルホースレギュレーターを使用したフルフェイスマスク、KMB-8バンドマスクを開発しました。これは1976年までにカービー・モーガン・スーパーライト-17Bに発展し、ジョー・サヴォワが発明したネックダムシールを使用しました。[ 30 ] [ 31 ]
第1段には、二次（オクトパス型）需要弁、水中圧力計、低圧インフレーターホースが追加された。
1994年、カービー・モーガンとダイベックスの共同プロジェクトで、深部作業中に高価なヘリウム混合物を回収するための回収システムが開発されました。[ 30 ]
フリーフローレギュレーターとデマンドレギュレーターはどちらも、下流圧力の機械的フィードバックを使用して、各ステージの上流高圧側から下流低圧側へのガス流量を制御するバルブの開閉を制御します。[ 5 ]流量容量は、下流圧力を最大需要に維持できる十分なものでなければならず、感度は、下流圧力のわずかな変動と供給圧力の大きな変動に対して、必要な最大流量を供給できるものでなければなりません。オープンサーキットスキューバレギュレーターは、変動する周囲圧力に対しても供給する必要があります。これらは生命維持装置であり、比較的過酷な海水環境で機能する必要があるため、堅牢で信頼性が高くなければなりません。
ダイビングレギュレーターは機械式バルブを使用します。[ 5 ]ほとんどの場合、第1ステージと第2ステージの両方に周囲圧力フィードバックがありますが、リブリーザーのオリフィスを通る一定の質量流量を可能にするためにこれを回避している場合は、一定の上流圧力が必要になります。
レギュレーターの各部は、ダイビングシリンダーから最終使用場所までのガスの流れに沿って、主要な機能グループとして下流順に説明されています。
スキューバレギュレーターの第1段は、通常、2種類の標準的な継手のいずれかを使用してシリンダーバルブに接続されます。ヨーククランプを使用するCGA 850コネクタ（国際コネクタとも呼ばれる）と、 DINネジ継手です。空気以外のガス用のスキューバレギュレーターコネクタに関する欧州規格や、異なる接続タイプのシリンダーバルブでレギュレーターを使用できるようにするアダプタも存在します。
CGA 850 ヨークコネクタ（形状からAクランプと呼ばれることもあります）は、北米をはじめとする多くの国で最も一般的なレギュレータ接続方式です。レギュレータの高圧入口開口部をシリンダーバルブの出口開口部にクランプし、シリンダーバルブの接触面にある溝にOリングを挟み込むことでシールします。ユーザーはクランプを指で軽く締めて、シリンダーバルブとレギュレータ第1段の金属面を接触させ、バルブとレギュレータの半径方向の面の間にOリングを圧縮します。バルブを開くと、ガス圧によってOリングが溝の外側円筒面に押し付けられ、シールが完了します。ダイバーはヨークを締めすぎないように注意する必要があります。締めすぎると工具なしでは取り外せなくなる可能性があります。逆に、締め付けが不十分だと、圧力下でOリングが押し出されて呼吸ガスが大量に漏れる可能性があります。これは、ダイバーが深海にいるときに発生すると深刻な問題となります。ヨーク継手は最大240バールの使用圧力に対応しています。
DIN 継手は、シリンダーバルブへのねじ込み接続の一種です。DIN システムは世界的にはあまり一般的ではありませんが、最大 300 bar のより高い圧力に耐えることができ、高圧鋼製シリンダーの使用を可能にするという利点があります。使用中に何かにぶつかった場合でも、O リング シールが破損しにくいです。DIN 継手はヨーロッパの多くの地域で標準となっており、ほとんどの国で入手可能です。DIN 継手は、多くのテクニカル ダイバーによってより安全で、したがってより安全であると考えられています。[ 7 ] : 117ヨーク 継手よりもコンパクトで、オーバーヘッドとの衝突にさらされることも少なくなります。
複数のメーカーが、シリンダーバルブの接続方式のみが異なる、ほぼ同一の第1段を販売しています。このような場合、ヨーク接続をDIN接続に、またはその逆に変換するための純正部品を購入できる可能性があります。変換の複雑さはメーカーによって異なり、部品は通常、メーカー間で互換性がありません。Apeks製レギュレーターの変換は特に簡単で、六角レンチとリングスパナのみが必要です。
DINレギュレータをヨークシリンダーバルブに接続するためのアダプタ（Aクランプまたはヨークアダプタ）と、ヨークレギュレータをDINシリンダーバルブに接続するためのアダプタが用意されています。[ 32 ] DINバルブ用のアダプタには、プラグアダプタとブロックアダプタの2種類があります。プラグアダプタは5スレッドのDINバルブソケットにねじ込まれ、定格圧力は232/240 barで、プラグアダプタを受け入れるように設計されたバルブでのみ使用できます。これらは、出口開口部の反対側にあるくぼみで識別でき、Aクランプのネジの位置を特定するために使用されます。ブロックアダプタは一般的に200 barの定格圧力で、ほぼすべての200 bar 5スレッドDINバルブで使用できます。Aクランプまたはヨークアダプタは、DINソケットが一直線上にあるヨーククランプで構成されています。これらは、第1段レギュレータへのてこの作用が大きいため、一体型ヨーククランプよりもOリングの押し出しに対してわずかに脆弱です。
現代のダイビング用レギュレーターのほとんどは、シングルホース式の2段式デマンドレギュレーターです。これらは、第1段レギュレーターと第2段デマンドバルブが低圧ホースで接続されており、呼吸ガスを移送する役割を果たします。また、ホースの長さと柔軟性の制約内で相対的な動きを可能にします。
第1段は、標準コネクタ（ヨークまたはDIN）のいずれかを介してシリンダーバルブまたはマニホールドに取り付けられ、シリンダー圧力を中間圧力（通常は周囲圧力より約8～11バール（120～160psi ）高い圧力）まで減圧します。この圧力は、中間圧力、中圧、または低圧とも呼ばれます。[ 5 ]： 17～20
バランス型レギュレータの第1段は、タンク圧力が消費に伴って低下しても、段間圧力と周囲圧力との圧力差を自動的に一定に保ちます。バランス型レギュレータの設計により、タンク圧力の変化による性能低下を招くことなく、第1段のオリフィスを必要なだけ大きくすることができます。[ 5 ]： 17～20
第1ステージレギュレーター本体には、一般的に第2ステージレギュレーター、BCDおよびドライスーツインフレーター用の複数の低圧出口（ポート）と、1つ以上の高圧出口があり、高圧出口によって水中圧力計（SPG）、ガス統合型ダイビングコンピューター、またはリモート圧力トランスデューサーがシリンダー圧力を読み取ることができます。より大きな内径の低圧ポートの1つを第2ステージ用に指定すると、最大需要時に高い流量が得られ、呼吸仕事量を減らすことができます。[ 3 ]： 50
第1段内部の機構は、ダイヤフラム式またはピストン式であり、バランス型またはアンバランス型である。アンバランス型レギュレータは、シリンダー圧力の変化に応じて段間圧力がわずかに変動するため、この変動を抑えるために高圧オリフィスのサイズが小さくなり、レギュレータの最大容量が低下する。バランス型レギュレータは、すべてのシリンダー圧力に対して一定の段間圧力差を維持する。[ 5 ]： 17-20
第2段階、すなわちデマンドバルブは、ダイバーの要求に応じて、中間段階の空気供給圧力を周囲圧力まで下げます。バルブの作動は、ダイバーが息を吸い込む際の下流圧力の低下によってトリガーされます。上流側バルブでは、バルブは中間段階の圧力によって閉じられており、ガスの流れの中に移動することで開きます。これらはしばしば傾斜バルブとして作られ、機械的に非常にシンプルで信頼性が高いものの、微調整には適していません。[ 7 ]： 14
現代のデマンドバルブのほとんどは、下流側バルブ機構を採用しており、バルブポペットはガスの流れと同じ方向に動いて開き、バネによって閉じられた状態に保たれます。ポペットは、ダイヤフラムによって作動するレバーによってクラウンから持ち上げられます。[ 7 ]： 13-15一般的に2つのパターンが使用されています。1つは古典的なプッシュプル方式で、作動レバーがバルブシャフトの端に取り付けられ、ナットで固定されます。レバーのたわみはバルブシャフトの軸方向の引張力に変換され、シートがクラウンから持ち上がり、空気が流れるようになります。[ 7 ]： 13もう1つはバレルポペット方式で、ポペットはレギュレーター本体を横切るチューブ内に収められており、レバーはチューブ側面の溝を通して作動します。チューブの遠端はケーシング側面からアクセスでき、スプリングテンション調整ネジを取り付けることで、ダイバーがクラッキング圧力を限定的に制御できます。この方式では、セカンドステージの圧力バランス調整も比較的簡単に行えます。[ 7 ]： 14、18
下流側のバルブは、段間圧力がスプリングの予圧を克服するのに十分な高さまで上昇すると、過圧弁として機能します。第1段で漏れが発生し、段間圧力が過圧になると、第2段の下流側バルブが自動的に開きます。漏れがひどい場合は「フリーフロー」が発生する可能性がありますが、漏れが小さい場合は、圧力が解放されてゆっくりと再び上昇するにつれて、通常、下流側バルブが断続的に「ポッピング」します。[ 7 ]
第1段で漏れが発生し、段間圧力が過剰になった場合、第2段上流バルブは過剰圧力を解放しません。これにより呼吸ガスの供給が妨げられ、ホースの破裂や、浮力装置を膨張させるバルブなど、別の第2段バルブの故障につながる可能性があります。第2段上流バルブを使用する場合、ホースを保護するために、製造元は第1段レギュレーターにリリーフバルブを組み込みます。[ 7 ]： 9
商業潜水で使用されるスキューバ脱出システムや一部のテクニカル潜水構成に見られるように、第1段階と第2段階の間に遮断弁が取り付けられている場合、デマンド弁は通常隔離され、リリーフ弁として機能しません。この場合、第1段階に過圧弁を取り付ける必要があります。これらはアフターマーケットのアクセサリーとして入手可能で、第1段階の利用可能な低圧ポートにねじ込むことができます。[ 33 ]
一部のデマンドバルブは、小型で高感度のパイロットバルブを使用してメインバルブの開度を制御します。ポセイドン・ジェットストリーム、Xストリーム、オーシャニック・オメガの第2段はこの技術の例です。これらは、小さな圧力差、特に比較的低い開弁圧力で非常に高い流量を生成できます。一般的に、これらはより複雑で、メンテナンス費用も高くなります。[ 7 ]： 16
呼気は、1つまたは2つの排気ポートからデマンドバルブハウジングから排出されます。排気バルブは、ダイバーが水を吸い込むのを防ぎ、デマンドバルブを作動させるためにダイヤフラムに負圧差を発生させるために必要です。排気バルブは、非常に小さな正圧差で作動し、かさばらずに、合理的に可能な限り流れに対する抵抗を少なくする必要があります。エラストマー製マッシュルームバルブは、この目的に十分適しています。[ 7 ]： 108汚染された水中で潜水する場合など、レギュレーターへの逆流を避けることが重要である場合は、2組のバルブを直列に接続したシステムにより、汚染のリスクを低減できます。水面供給式ヘルメットに使用できるより複雑なオプションは、アンビリカル内の専用ホースで水面に戻される排気を制御するために別の流量レギュレーターを使用する回収排気システムを使用することです。[ 8 ]： 109排気マニホールド（排気T字管、排気カバー、ウィスカー）は、排気バルブを保護し、呼気を側面に迂回させて、ダイバーの顔に気泡が上がって視界を遮らないようにするダクトである。[ 7 ]： 33
口に装着するタイプとフルフェイスマスクやデマンドヘルメットに組み込まれたタイプのシングルホースセカンドステージの標準的な装備はパージボタンで、ダイバーがダイヤフラムを手動でたわませてバルブを開き、ケーシングに空気を流し込むことができます。これは通常、ケーシングやフルフェイスマスクに水が浸入した場合に水を排出するために使用されます。これは、水中でセカンドステージを落としたり、口から外したりするとよく起こります。[ 7 ]： 108これはフロントカバーに取り付けられた別部品であるか、カバー自体が柔軟でパージボタンとして機能する場合があります。パージボタンを押すと、デマンドバルブのレバーの真上にあるダイヤフラムが押し付けられ、このレバーの動きによってバルブが開き、レギュレーターを通して空気が放出されます。[ 34 ]パージ中は、舌を使ってマウスピースを塞ぎ、レギュレーター内の水やその他の物質が空気の噴射によってダイバーの気道に吹き込まれるのを防ぐことができます。これは、レギュレーターを通して嘔吐した後にパージする場合に特に重要です。パージボタンは、レクリエーションダイバーが遅延式水面マーカーブイやリフティングバッグを膨らませるためにも使用されます。パージボタンを操作する際はいつでも、ダイバーはフリーフローの可能性を認識し、それに対処する準備をしておく必要があります。[ 35 ]
ダイバーにとって、デマンドバルブの流量特性をある程度手動で制御できることが望ましい場合がある。通常調整可能な要素は、クラッキング圧力と、流量から第2ステージハウジングの内部圧力へのフィードバックである。水面供給式デマンド呼吸装置のステージ間圧力は、コントロールパネルで手動で制御され、ほとんどのスキューバ第1ステージのように周囲圧力に自動的に調整されるわけではない。これは、この機能が周囲圧力から第1ステージへのフィードバックによって制御されるためである。このため、水面供給式デマンドバルブのクラッキング圧力は深度によってわずかに変化する。そのため、一部のメーカーは、クラッキング圧力を制御する下流側バルブのスプリング圧力を調整するための手動調整ノブをデマンドバルブハウジングの側面に設けている。このノブは、商業ダイバーの間では「ダイヤル・ア・ブレス」として知られている。同様の調整機能は、一部のハイエンドスキューバデマンドバルブにも搭載されており、ユーザーが深度での呼吸努力を手動で調整できるようになっている[ 7 ]： 17
軽い呼吸（低い開弁圧、低い呼吸仕事量）に設定されたスキューバデマンドバルブは、特にハウジング内のガスの流れが内部圧力を低下させることでバルブを開いた状態に保つように設計されている場合、比較的容易にフリーフローする傾向があります。感度の高いデマンドバルブの開弁圧は、マウスピースが上を向いているときの、空気で満たされたハウジング内部とダイヤフラム下の水との間の静水圧差よりも低いことがよくあります。デマンドバルブがダイバーの口から外れているときにバルブが誤って作動することによる過剰なガス損失を避けるため、一部のセカンドステージには、流れを妨げたり、ダイヤフラムの内側に向けることでハウジング内に背圧を発生させる感度低下機構が備わっています。[ 7 ]： 21
スキューバのデマンドバルブの「ツイン」、「ダブル」または「ツー」ホース構成が最初に一般的に使用されるようになりました。[ 36 ]このタイプのレギュレーターには、2本の太い波状の呼吸チューブがあります。1本のチューブはレギュレーターからマウスピースに空気を供給し、もう1本のチューブは呼気をデマンドダイヤフラム近くの周囲圧力が同じ地点に送り、ゴム製のダックビル型ワンウェイバルブを通してカバーの穴から排出します。このタイプのレギュレーターの利点は、気泡がダイバーの頭の後ろからレギュレーターから出るため、視界が向上し、騒音が軽減され、ダイバーの口への負荷が軽減されることです。これらは一部の水中写真家の間で依然として人気があり、アクアラングは2005年にミストラルの改良版を発売しました。[ 37 ] [ 38 ]
ツインホースレギュレーターの機構は、通常、ダイバーの首の後ろにあるシリンダーバルブに取り付けられた円形の金属製ハウジングに収められています。2段式ツインホースレギュレーターのデマンドバルブ部品は、第1段レギュレーターと同じハウジングに取り付けられており、フリーフローを防ぐために、排気バルブはダイヤフラムと同じ深さに配置する必要があり、これを行う唯一確実な場所は、同じハウジング内です。空気は、一対の波状のゴムホースを通ってマウスピースに流れます。供給ホースはレギュレーター本体の片側に接続され、逆止弁を介してマウスピースに空気を供給し、呼気はダイヤフラムの外側でレギュレーターハウジングに戻され、マウスピースの反対側の逆止弁を介して、また通常はレギュレーターハウジング内の別の逆止排気弁（多くの場合「ダックビル」型）を介して戻ります。[ 2 ]
逆止弁は通常、呼吸ホースとマウスピースの接続部に取り付けられています。これにより、マウスピースに入った水が吸気ホースに戻るのを防ぎ、呼気ホースに吹き込まれた水が逆流しないようにします。これにより空気の流れ抵抗はわずかに増加しますが、レギュレーターの清掃が容易になります。[ 2 ]： 341
理想的には、供給される圧力はダイバーの肺の安静時の圧力と等しくなります。これは人間の肺が呼吸するように適応している圧力だからです。肩の高さでダイバーの後ろにあるツインホースレギュレーターの場合、供給される圧力はダイバーの向きによって変化します。ダイバーが仰向けになると、放出される空気圧は肺の圧力よりも高くなります。ダイバーは舌を使ってマウスピースを閉じることで流量を制限することを学びました。シリンダーの圧力が低くなり、空気需要の努力が増加すると、右側に回転すると呼吸が楽になります。マウスピースをレギュレーターより上（浅い位置）に持ち上げると、マウスピースはパージされ、フリーフローになります。[ 2 ]： 341ツインホースレギュレーターは、1980年代以降、シングルホースレギュレーターにほぼ完全に取って代わられ、ほとんどのダイビングで時代遅れになりました。[ 39 ]マウスピースをレギュレーターより上に上げるとガスの供給圧力が上がり、マウスピースを下げると供給圧力が下がり、呼吸抵抗が増加します。その結果、多くのスキューバダイバーは、潜水地点に到達するまでの間、空気を節約するために水面でシュノーケリングをする際、マウスピースが浮き上がって空気が自由に流れるのを防ぐために、ホースの輪を腕の下に挟むようになった。
オリジナルのツインホースレギュレーターには通常、アクセサリー用のポートはありませんでしたが、一部には水中圧力計用の高圧ポートがありました。後期のモデルには、ステージ間に1つ以上の低圧ポートがあり、スーツやBCの膨張や二次シングルホースデマンドバルブへの直接供給に使用でき、さらに水中圧力計用の高圧ポートもあります。[ 2 ]新しいミストラルは例外で、通常のポートセットを備えたアクアラング タイタン ファーストステージをベースにしています。[ 37 ]
初期のツインホースレギュレーターの中には、シングルステージ設計のものもあった。第1ステージは、2ステージデマンドバルブの第2ステージと同様の機能を持つが、シリンダーバルブに直接接続され、要求に応じてシリンダーからの高圧空気を周囲圧力まで直接減圧する。これは、より長いレバーとより大きな直径のダイヤフラムを使用してバルブの動きを制御することで実現できたが、シリンダー圧力が低下すると、開弁圧力、ひいては呼吸仕事量が変化する傾向があった。[ 2 ]
噛み込み式マウスピースまたはフルフェイスマスクを備えたツインホース構成は、リブリーザーでは一般的ですが、レギュレーターの一部としてではなく、呼吸ループの一部として使用されます。開回路脱出弁を構成する関連デマンドバルブは、第2段シングルホースレギュレーターです。
レギュレーターの呼吸性能とは、様々な周囲圧力や呼吸負荷、そして供給が想定される様々な呼吸ガスの種類において、レギュレーターが要求される性能を満たす能力を示す指標です。性能は、あらゆる用途における呼吸レギュレーターの設計と選定において重要な要素ですが、特に水中ダイビングにおいては、周囲圧力の範囲や呼吸ガスの種類がより広いため、その重要性が高まります。レギュレーターからの呼吸は、たとえ大量の呼吸ガスを供給する場合でも、少ない労力で済むことが望ましいです。これは、水中での運動における制限要因となることが多く、ダイビングの緊急事態においては極めて重要となるからです。また、吸気時や呼気時に抵抗が急激に変化することなく、ガスがスムーズに供給されることも望ましいです。これらの要素は主観的に判断される場合もありますが、様々な種類やメーカーのレギュレーターを比較するための基準があると便利です。
オリジナルのクストーのツインホース式潜水レギュレーターは、連続流量で毎分約140リットルの空気を供給でき、公式にはそれで十分だと考えられていましたが、ダイバーは瞬間的に高い流量を必要とする場合があり、「肺を酷使する」、つまりレギュレーターが供給できるよりも速く呼吸しないようにしなければなりませんでした。1948年から1952年の間に、テッド・エルドレッドは毎分最大300リットルを供給できるポーポイズ・シングルホース式レギュレーターを設計しました。 [ 40 ]
呼吸装置の性能評価のために、さまざまな呼吸装置が開発され、使用されてきました。[ 41 ] ANSTI Test Systems Ltd (英国) は、あらゆる現実的な水温でレギュレーターを使用した際の吸気と呼気の努力を測定する試験機を開発しました。ANSTI 試験機でのレギュレーターの性能結果を公表した結果、性能が大幅に向上しました。[ 42 ] [ 43 ]
より深い水深と圧力に伴うガス密度の増加では、呼吸は、動的な気道の圧縮に抗して肺の呼吸通路を通してガスを移動させるダイバーの能力によって生理学的に制限される可能性がある。[ 44 ]
ダイビング用レギュレーターの快適性と有効性には、いくつかの要因が影響します。呼吸仕事量は既に述べましたが、高負荷時や深度で高密度ガスを使用する場合、ダイバーのパフォーマンスに重大な影響を与える可能性があります。
口に装着するデマンドバルブは、使用者の歯や顎に力を加え、疲労や痛み、場合によっては反復性ストレス障害を引き起こす可能性があります。また、初期のゴム製マウスピースは、口内の接触面にアレルギー反応を引き起こすことがよくありましたが、低アレルギー性シリコーンゴムの使用により、この問題はほぼ解消されています。この問題を軽減するために、さまざまなデザインのマウスピースが開発されています。マウスピースが口蓋に当たる感触によっては、一部のダイバーに嘔吐反射を引き起こすことがありますが、他のダイバーには不快感を与えません。噛み合わせ面の形状は快適性に影響するため、さまざまな形状のマウスピースがアフターマーケットのアクセサリーとして入手可能です。個人に最適なものを見つけるには、通常は自分で試用するのが良い方法です。一部のモデルでは、グリップ面をダイバーの噛み合わせに合わせて成形することができます。低圧ホースの長さが不適切であったり、口に届くように小さな半径のカーブに無理やり曲げられたりすると、ホースのリード線が口に負荷をかけることもあります。これは通常、ホースリード線を慎重に調整したり、場合によってはホースの長さを変えたりすることで回避できます。
ヘルメットやフルフェイスマスクで支えられるレギュレーターは、唇、歯、顎への負荷をなくしますが、機械的なデッドスペースが増えます。これは、呼吸回路を内部の空気空間から分離する鼻腔内マスクを使用することで軽減できます。これにより、視界を著しく制限する可能性のあるビューポートの曇りも軽減できます。それでも多少の曇りは発生するため、曇り止め手段が必要です。ヘルメットやフルフェイスマスクの内部容積は、ダイバーの首に不均衡な浮力をかけたり、バラストで補償した場合、水から上がったときに重量負荷をかけたりする可能性があります。一部の鼻腔マスクのシールやフルフェイスマスクのスカートの素材はアレルギー反応を引き起こす可能性がありますが、新しいモデルは低アレルギー性素材を使用する傾向があり、問題になることはほとんどありません。
レギュレーターの故障のほとんどは、呼吸ガスの供給不良またはガス供給への水の混入が原因です。ガス供給の故障には大きく分けて2つのモードがあり、1つはレギュレーターが供給を遮断する（これは非常にまれです）、もう1つはフリーフローで、供給が止まらず、スキューバの供給をすぐに使い果たしてしまう可能性があります。その他の軽微な故障は、主に供給量の部分的な減少、致命的ではない漏れ、レギュレーターの使用を困難、不快、または危険にする人間工学上の欠陥などです。故障の中には、対処法を知っていればユーザーが迅速かつ簡単に修正できるものもあれば、専門家による整備、トラブルシューティング、または部品の交換が必要なものもあります。中には、指定された動作範囲を超えて使用した結果である場合もあります。[ 3 ] [ 45 ]
ほとんどのダイビングレギュレーターにはさまざまなアクセサリーを取り付けることができ、その一部は標準装備とみなされています。それらの多くは、ファーストステージのポートに取り付けられます。ポートには 2 種類あります。圧力測定用の高圧ポートは 7/16 インチ UNF ネジと O リング シールを備え、アクセサリーにガスを供給するための低圧ポートは通常 3/8 インチ UNF で O リング シールを備えていますが、一部のモデルではプライマリー レギュレーターに 1/2 インチ UNF を使用しています。これらのポートは使用しないときはねじ込み式のプラグで密閉されます。[ 7 ]
ガスがシリンダーから出ると、最初の段階で圧力が低下し、断熱膨張により非常に冷たくなります。周囲の水温が 5 °C 未満の場合、 レギュレーターに接触している水は凍結する可能性があります。この氷がダイヤフラムまたはピストンスプリングを詰まらせ、バルブが閉じなくなると、フリーフローが発生し、満タンのシリンダーが 1 ～ 2 分以内に空になる可能性があり、フリーフローによってさらに冷却が起こり、正のフィードバック ループが発生します。[ 46 ]一般的に凍結するのは、バルブを開いた状態に保つスプリングの周りの周囲圧力チャンバー内の水であり、シリンダーからの呼吸ガス中の水分ではありませんが、空気が適切にろ過されていない場合にも凍結する可能性があります。レギュレーターの金属部品をプラスチックに置き換える最近の傾向は、冷たいレギュレーターの内部を周囲の暖かい水から断熱するため、凍結を促進します。一部のレギュレーターでは、空気膨張による冷却が問題となる部分、たとえば一部のレギュレーターの第 2 段バルブ シート周辺に熱交換フィンが設けられています。[ 43 ]
冷水キットを使用すると、レギュレーター内部の凍結リスクを軽減できます。一部のレギュレーターにはこれが標準装備されており、その他は後付けできます。ダイヤフラムレギュレーターには、柔らかい二次ダイヤフラムと静水圧トランスミッターを使用したダイヤフラム主バネ室の環境シール[ 7 ]： 195、または密閉されたバネ室にシリコン、アルコール、またはグリコール/水の混合不凍液を使用できます。 [ 7 ] バネ室にシリコングリースを使用すると、ピストン第1段で使用できます。 [ 7 ] Poseidon Xstream第1段は、外部バネとバネハウジングをレギュレーターの残りの部分から絶縁し、膨張する空気による冷却を軽減し、ハウジングに大きなスロットを設けることで、バネが水で温められ、外部バネの凍結の問題を回避します。[ 47 ]
カービー・モーガン社は、極寒の水温が-2.2 ℃（28.0°F）まで下がるような状況で潜水する際に、第1段レギュレーターからのガスを温めて第2段スキューバレギュレーターの凍結リスクを軽減するために、ステンレス鋼管製の熱交換器（「サーモエクスチェンジャー」）を開発しました。[ 43 ]チューブの長さと比較的良好な熱伝導率、およびブロックの熱容量により、水からの十分な熱によって空気を周囲の水温から1～2度以内まで温めることができます。[ 43 ]
ダイバーの中には、低圧ホースとデマンドバルブの間にスライドスリーブ式の遮断弁を取り付け、通常は凍結時に、フリーフロー状態のセカンドステージへの流量を遮断できるようにする人もいます。これによりセカンドステージの圧力解放機能が妨げられるため、圧力上昇時にホースが破裂するのを防ぐために、ファーストステージに圧力解放弁を取り付ける必要があります。ファーストステージが密閉されない場合、ステージ間の圧力はシリンダー圧力まで上昇する可能性があります。[ 48 ]
下流側のデマンドバルブは過圧に対するフェイルセーフとして機能します。デマンドバルブを備えた第1ステージが故障して開いた位置で詰まった場合、デマンドバルブは過圧になり、「フリーフロー」状態になります。ダイバーは差し迫った「空気切れ」の危機に直面しますが、この故障モードでは、浮力装置を膨らませることなくガスが直接水中に漏れます。意図しない膨張の影響は、ダイバーを急速に水面に運び、急速な浮上によって発生する可能性のあるさまざまな怪我を引き起こすことです。レギュレーターが、リブリーザーの呼吸バッグ、浮力調整器、またはドライスーツなどの膨張式機器に接続されているが、デマンドバルブを必要としない状況もあります。その例としては、アルゴンスーツ膨張セットや、閉鎖回路リブリーザー用の「オフボード」または二次希釈シリンダーなどがあります。レギュレーターにデマンドバルブが接続されていない場合は、過圧弁が内蔵されていない限り、圧力リリーフバルブを装備する必要があります。これは、過圧によってレギュレーターに接続されている浮力装置が膨張したり、低圧ホースが破裂したりするのを防ぐためです。
スキューバレギュレーターのファーストステージには、減圧弁が開いている場合にダイビングシリンダー内に残っているガス圧を監視するために、すべての減圧弁の上流に1つまたは2つの高圧ポートがあります。標準的な接続は、Oリングシールされた7/16インチ UNF内ネジです。[ 1 ]圧力計にはいくつかの種類があります。
標準的な構成では、高圧ホースが水中圧力計（SPG）（内容量計とも呼ばれる）につながっています。[ 7 ]これはアナログ式の機械式圧力計で、通常はブルドン管機構を備えています。針がダイヤル上を移動して表示され、[ 1 ]通常、直径は約50ミリメートル（2.0インチ）です。呼吸ガス圧力計や深度計、ダイブコンピューター、コンパスなどの他の計器類を収納するプラスチックまたはゴム製のケースであるコンソールに取り付けられる場合もあります。高圧ポートには通常、Oリングシール付きの7/16"-20 tpi UNF内ネジがあります。[ 49 ]これにより、低圧ホースを高圧ポートに接続することはできません。初期のレギュレーターでは、3/8" UNFや1/8" BSP（Poseidon Cyklon 200）などの他のネジサイズが使用されることもあり、これらの中には低圧ホースを高圧ポートに接続できるものもありましたが、上流側のバルブセカンドステージやBCまたはドライスーツのインフレーションホースでは、ホースが圧力で破裂する可能性があるため危険です。
市販されている最初の圧力計は、1960年代初頭までに米国市場に登場しました。Sortsways社の「Sea Vue」圧力計は1961年に広告されました。当初は高圧ホースに軸方向に取り付けられていましたが、後に利便性のために回転機構が追加されました。同様の圧力計は、それ以前（1945年頃？）に一部の消防用SCBAセットで使用されていました。[ 50 ]
高圧ホースは、永久的に圧着された端部継手が付いた小径の柔軟なホースで、水中圧力計をレギュレーター第1段の高圧ポートに接続します。高圧ポートに取り付ける高圧ホースの端部には、通常、流量を制限するための非常に小さな穴があります。これにより、シリンダーバルブが開いたときの圧力計への衝撃荷重が軽減され、何らかの理由でホースが破裂または漏れた場合のガスの損失も軽減されます。この小さな穴は、レギュレーターが浸水した場合、または汚染されたシリンダーからの塵粒子や腐食生成物によって、腐食生成物で詰まる可能性があります。[ 7 ]： 185ホースのもう一方の端にある、SPGに接続する継手には通常、スイベルがあり、圧力下でホース上でゲージを回転させることができます。ホースとゲージの間のシールには、一般的にスプールと呼ばれる小さな部品が使用され、両端にOリングがあり、バレルシールでホースの端部とゲージに嵌合します。 Oリングが劣化するとこのスイベルから漏れることがあります。これは、特に酸素濃度の高い呼吸ガスの場合によく起こります。故障が致命的な結果になることはめったにありませんが、漏れは時間とともに悪化します。[ 7 ]： 185高圧ホースの長さは、スリングやサイドマウントシリンダーの場合は約150ミリメートル（6インチ）から、バックマウントスキューバの場合は約750ミリメートル（30インチ）まで様々です。その他の長さは、既製品として入手できる場合や、リブリーザーやバルブを下にしたバックマウントなどの特殊な用途向けに注文生産される場合があります。
これらはコインサイズのアナログ圧力計で、第1段の高圧ポートに直接取り付けられます。コンパクトで、ホースが垂れ下がることもなく、故障箇所も少ないのが特徴です。水中ではダイバーが見えないことから、背面に取り付けられたシリンダーには通常使用されません。側面に吊り下げられたシリンダーに使用されることもあります。サイズが小さいため、 20バール（300psi ）未満の分解能で圧力計を読み取るのは難しい場合があります。第1段にしっかりと固定されているため、接続部に柔軟性がなく、衝撃による損傷を受けやすいという欠点があります。
ダイブコンピューターの中には、ダイビングシリンダー内の圧力を測定、表示、監視するように設計されているものがあります。これはダイバーにとって非常に有益ですが、ダイブコンピューターが故障すると、ダイバーはガス残量を監視できなくなります。ガス統合型コンピューターを使用するほとんどのダイバーは、標準の空気圧計も持っていますが、SPGとホースにはいくつかの故障の可能性のある箇所があります。コンピューターは、高圧ホースでファーストステージに接続されているか、ファーストステージの圧力トランスデューサーと手首またはコンソールのディスプレイの2つの部分で構成されており、無線データ伝送リンクで通信します。信号はエンコードされているため、あるダイバーのコンピューターが別のダイバーのトランスデューサーからの信号や他のソースからの無線干渉を拾うリスクが排除されます。[ 51 ]ダイブコンピューターの中には、複数のリモート圧力トランスデューサーからの信号を受信できるものもあります。[ 52 ] Ratio iX3M Techなどは、最大10個のトランスミッターからの圧力を処理して表示できます。[ 53 ]
ほぼすべてのシングルホースデマンドレギュレーターは、ホースが右側からマウスピースに近づくように設計されている。この向きでは、排気口が最も低い位置にあり、排水が効果的である。Poseidon Diving Systems AB製のモデルをはじめ、歴史的には他のメーカー製のモデルにも、側面排気口を備え、どちらの向きでも同様に機能するものがいくつかある。[ 2 ]事実上、機能的な上部も下部もない。横方向の傾きに敏感で、排水に影響を与える可能性があるが、実際には問題になることはほとんどない。初期のモデルの中には左利き用のものもあった[ 2 ]。また、少なくとも 1 つの Apeks モデルは、元の部品を使用して再構築することで左利き用に改造できる。[ 54 ] Mares Loop 15x は、低圧ホースがセカンドステージの下部から入るという点で独特であり、ホースをどちらの腕の下にも通して使用できる。[ 55 ]
現代のレクリエーションダイビングではほぼ普遍的な標準として、一般的なシングルホースレギュレーターには、主にダイバーのバディのために緊急時に使用するセカンドデマンドバルブが取り付けられており、追加のホースまたはセカンダリーデマンドバルブがあることから、通常はオクトパスと呼ばれています。セカンダリーデマンドバルブの起源は不明瞭で、独立して何度か発明された可能性がありますが、 1965～6年頃にUNEXSOのデイブ・ウッドワードがジャック・マイヨールのフリーダイビングの試みをサポートするために使用しました。[ 56 ]ウッドワードは、緊急時にはバディブリージングよりも安全ダイバーが2つのセカンドステージを携行する方がより安全で実用的であると考えました。[ 56 ]
セカンダリーデマンドバルブは、デマンドバルブと浮力調整器インフレーションバルブのハイブリッド型である場合があります。どちらのタイプも代替空気源と呼ばれることがあります。セカンダリーデマンドバルブが浮力調整器インフレーションバルブと一体化されている場合、インフレーションバルブのホースが短い（通常は胸の中央まで届く長さ）ため、ダイバーの空気がなくなった場合、空気が残っているダイバーはメインのセカンドステージを空気がなくなったダイバーに渡し、自分の内蔵インフレーションバルブに切り替えます。
独立した別のダイビングシリンダーに接続されたレギュレーターのデマンドバルブは、代替空気源とも呼ばれ、主空気源から完全に独立しているため、完全な冗長空気源でもあり、安全上の利点があります。
セカンダリーデマンドバルブの低圧ホースは通常、ダイバーが使用するプライマリーデマンドバルブの低圧ホースよりも長く、セカンダリーデマンドバルブおよび/またはそのホースは、緊急時に見つけやすくするために黄色に着色されている場合があります。セカンダリーレギュレーターは、ダイバーと空気を共有する可能性のある人の両方が容易に見ることができ、手が届く位置に、ブレークアウェイ接続でダイバーのハーネスにクリップで留める必要があります。長いホースは、空気を共有する際の利便性のために使用され、ダイバー同士が不自然な姿勢を強いられることがなくなります。テクニカルダイバーは、この機能を拡張して、5フィートまたは7フィート（1.5m または 2m）のホースを使用することがよくあり、これにより、ダイバーは空気を共有しながら一列になって泳ぐことができ、これは沈没船や洞窟内の狭い空間で必要になる場合があります。[ 57 ]
最も一般的なレクリエーション構成では、ダイバーはセカンダリーデマンドバルブを右側に装着し、バディの呼吸ガスがなくなった場合に迅速に展開できるようにしています。Divers Alert の Web サイトの記事によると、当初はセカンダリー DV を左側に装着して展開する構成で、これにより、ホースを逆方向に曲げることなく、標準的な右利き用 DV を使用できるようになり、ホースの長さを最大限に活用できます。これが事実であったかどうか、またそうであればなぜ変更されたかについての信頼できる文書はほとんどありません。緊急ガス供給としての主要機能に関して、左側と右側の取り付けを比較すると、左側取り付けオプションに人間工学的な利点があることがわかります。これらの比較は、長いホースとネックレス、BCD インフレーター一体型システム、または逆さまに動作するサイド排気の DV には適用されません。[ 58 ]
左側マウントの利点として挙げられるのは、左手を使って他のダイバーにホースを渡し、右手を自由に使えること、ホースに余分な曲がりが生じないため、利用可能な長さをより有効に活用できること、そして対面での共有や左側の平行な位置での受け手のスムーズでストレスのないリードが得られることです。対面の位置ではアイコンタクトが可能になり、これは浮上中に役立ちます。また、水平移動が必要な場合には、横並びが便利です。パージボタンは、提供側の手の親指側にあるため、救助者にとってアクセスしやすくなっています。欠点としては、ダイバー自身が使用する必要がある場合、ホースを頭の後ろに回す必要があるため、扱いにくい配置になること、または、顎にストレスがかかるようなきつい曲がりが生じる可能性があることです。また、受け手が右手での提供しか経験していない場合は、混乱を招く可能性もあります。[ 58 ]
マウスピースは、使用者が口にくわえて水密性を確保する部分です。唇の間に挿入する短く平たい楕円形のチューブで、湾曲したフランジが唇と歯、歯茎の間に収まり、唇の内側に密着します。フランジの内側の端には、先端が広がった2つのタブがあり、これを歯で挟みます。これらのタブは、歯を適度に離して、隙間から快適に呼吸できるようにします。ほとんどのレクリエーションダイビング用レギュレーターにはマウスピースが装備されています。ツインホースレギュレーターやリブリーザーでは、「マウスピース」は2本のフレキシブルチューブ間のアセンブリ全体を指す場合があります。マウスピースは明瞭な発話を妨げるため、音声によるコミュニケーションが必要な場合はフルフェイスマスクが推奨されます。
スキューバレギュレーターのいくつかのモデルでは、マウスピースに唇の外側にフィットし、首の後ろで留める2本のストラップに伸びる外側のゴムフランジも付いています。[ 2 ] : 184これは、意識を失ったり気が散ったりして使用者の顎が緩んだ場合にマウスピースを所定の位置に保持するのに役立ちます。マウスピースの安全フランジは、別の部品である場合もあります。[ 2 ] : 154また、付属のネックストラップにより、ダイバーはレギュレーターを顎の下に吊り下げて保護し、すぐに使用できる状態にしておくことができます。最近のマウスピースには通常、外側のフランジは含まれていませんが、ネックストラップを使用する習慣は、バンジーコードや外科用ゴム製の「ネックレス」を使用するテクニカルダイバーによって復活しており、これは強く引っ張ればマウスピースを損傷することなく外すことができます。[ 59 ]
オリジナルのマウスピースは通常天然ゴムで作られており、一部のダイバーにアレルギー反応を引き起こす可能性がありました。これはシリコーンゴムなどの低アレルギー性合成エラストマーの使用によって克服されました。[ 60 ]
アダプターを使用すると、低圧ホースがデマンドバルブに接続される部分の接続部を変更できます。アダプターには、固定角度のものと、使用中に角度が変化するものがあります。また、低圧ホースと第1段の低圧ポートの間に取り付けるスイベルアダプターもあり、特定のレギュレーターでは通常は不可能なホース接続を実現します。すべての可動部品と同様に、これらは故障の原因となる可能性のある箇所が増えるため、このリスクを相殺するだけの十分な利点がある場合にのみ使用してください。これらは主に、サイドマウント式およびスリングマウント式シリンダーで使用されるレギュレーターのホース接続を改善するのに役立ちます。
これは付属品という概念をやや拡大解釈していると言えるだろう。なぜなら、レギュレーターをフルフェイスマスクやヘルメットの付属品と呼ぶことも同様に妥当だからだ。しかし、この2つのアイテムは密接に関連しており、通常は一緒に使用されている。
現在使用されているフルフェイスマスクのほとんど、そしておそらくほとんどのダイビングヘルメットは、開放回路式の需要供給システムであり、需要供給バルブ（場合によっては複数）を使用し、スキューバレギュレーターまたは水面供給パネルからの水面供給アンビリカルケーブルから供給され、水面供給レギュレーターを使用して主空気と予備空気、またはその他の呼吸ガスの圧力を制御します。
軽量の要求型ダイビングヘルメットはほぼ常に水面供給式ですが、フルフェイスマスクはスキューバオープンサーキット、スキューバクローズドサーキット（リブリーザー）、および水面供給式オープンサーキットのいずれにも同様に適切に使用できます。
デマンドバルブは通常、ヘルメットやマスクにしっかりと固定されていますが、フルフェイスマスクの中には、クイックコネクターで取り外し可能なデマンドバルブを備え、水中でも交換できるモデルがいくつかあります。例えば、Dräger PanoramaやKirby-Morgan 48 Supermaskなどが挙げられます。
用途によっては、マスクやヘルメット内のガス圧が水中で常に周囲圧力よりわずかに高い状態を維持することが望ましい。これは、顔面シールや首部シール、あるいは排気弁システムが完全に密閉されていない場合に、吸入中にガス空間に汚染物質が漏れ込むのを防ぐためである。きれいな水ではこのような漏れは軽微な問題だが、汚染された水の漏れは健康被害、ひいては生命の危険につながる可能性がある。フリーフローヘルメット内の正圧は、排気弁の開弁圧をわずかに上げることで容易に達成できる（ただし、開弁圧が調整可能であればの話だが）。しかし、デマンドシステムの場合は、デマンド弁の開弁圧も調整して、内部圧力が外部周囲圧力を下回る前にガスを供給するようにする必要がある。これは難しくなく、第2段弁のスプリング圧をわずかに調整するだけで済む。問題は、マスクやヘルメットがダイバーから外れ、ガス供給が加圧されているときに、デマンド弁からガスが継続的に漏れ、大量のガスが失われる可能性があることである。 Interspiro Divator Mk II マスクには、マスクを使用していないときにフリーフローを防ぐために需要弁に手動ロックが付いた第 2 段階レギュレーターがあり、呼吸するとロックが解除され、マスクを外すとリセットする必要があります。[ 61 ] [ 62 ]
ホースは、レギュレーターの第1ステージの低圧ポートに取り付けられ、浮力調整装置やドライスーツを膨らませるためのガスを供給します。これらのホースは通常、クイックコネクタの端に自動シールバルブが付いており、ホースが浮力調整装置やスーツから外れると流れを遮断します。[ 3 ]： 50コネクタには2つの基本的なスタイルがあり、互いに互換性はありません。高流量のCEJN 221フィッティングはボアが大きく、デマンドバルブへのコネクタとして使用できるほど速い速度でガスを流すことができます。これは、ScubaproのAIR IIユニットのように、統合されたセカンダリDV（オクトパス）を備えたBCインフレーター/デフレーター機構の組み合わせで見られることがあります。低流量のSeatecコネクタはより一般的で、BCインフレーターコネクタの業界標準であり、流量が制限されているためバルブが開いたまま固着した場合のブローアップのリスクが軽減されるため、ドライスーツでも人気があります。高流量コネクタは、一部のメーカーによってドライスーツに使用されています。[ 63 ]
これらのホースコネクタに取り付けるためのさまざまな小型アクセサリーが用意されています。これらには、レギュレータのトラブルシューティングと調整に使用される中間圧力計（水中での使用は不可）[ 64 ]、水中および水面で注意を引くために使用される騒音発生器[ 65 ] 、スキューバシリンダー内の空気を他の用途に使用できるようにするためのタイヤやインフレータブルボートフロートの空気注入用バルブ[ 66 ]などがあります。
コンボコンソールとも呼ばれるこれらは、通常、硬質ゴムまたは丈夫なプラスチック成形品で、水中圧力計を囲み、減圧コンピューター、水中コンパス、タイマー、深度計などの他のダイバー計器を取り付けるためのソケットがあり、場合によっては、潜水前または潜水中にメモを書き込める小さなプラスチックのスレートが付いています。これらの計器は、手首や前腕にストラップで固定したり、ポケットに入れたりするなど、別の場所に持ち運ばれるものであり、持ち運びやアクセスを容易にするためのレギュレーターの付属品にすぎず、取り扱い中に損傷するリスクが高くなります。[ 57 ]
自動閉鎖装置（ACD）は、レギュレーターの第1段がシリンダーから切り離されたときに、その入口開口部を閉じるための機構です。入口にあるバネ仕掛けのプランジャーは、レギュレーターがシリンダーに取り付けられると、シリンダーバルブとの接触によって機械的に押し下げられ、レギュレーターに空気が流入するポートが開きます。通常、取り付けられていない状態では閉じているこのバルブは、機器の不注意な取り扱いや事故によって発生する可能性のある、第1段内部への水やその他の汚染物質の侵入を防ぎます。メーカーは、これによりレギュレーターの耐用年数が延び、内部汚染による故障のリスクが軽減されると主張しています。[ 67 ]しかし、ACDが正しく取り付けられていない場合、潜水中にまだガスが残っているシリンダーからのガス供給が遮断される可能性があり、シリンダーバルブ出口に保持されている水やその他の汚染物質が第1段に侵入するのを防ぐことができません。[ 68 ] [ 69 ]
冷水中で長時間活動する、またはヘリウムベースの呼吸ガス混合物を使用する水面供給式潜水士は、体温を維持するために温水スーツを使用するのが一般的です。スーツを温めるために使用される水の一部は、ヘルメットの呼吸ガス供給チューブの一部、通常は緊急弁ブロックと需要弁入口の間の金属チューブの周りのウォータージャケット（シュラウド）を通して送ることができます。これにより、需要弁を通して供給される直前にガスが温められ、体からの熱損失の大部分は、呼吸速度とガス密度に比例して、一呼吸ごとに吸入空気を体温まで温めることによるものであるため、冷水中での深海潜水時の熱損失を大幅に減らすことができます。[ 70 ] [ 71 ]
標準的な空気レギュレーターは、体積比で酸素含有量が40%以下のナイトロックス混合ガスに適していると、これを検証するために広範な試験を実施したNOAAと、ほとんどのレクリエーションダイビング団体によって考えられている。[ 7 ]： 25
水面供給式器材を使用する場合、ダイバーは減圧弁を取り外して独立したシステムに切り替えるという選択肢はなく、加速減圧のために純酸素を使用するなど、潜水中にガス切り替えを行う場合があります。混乱やシステム汚染のリスクを軽減するため、水面供給式システムは、純粋な空気潜水以外のすべてのサービスにおいて、酸素清浄であることが求められる場合があります。
純酸素および体積比で酸素が40%を超えるナイトロックス混合物で使用するレギュレーターは、酸素対応の部品と潤滑剤を使用し、酸素サービス用に洗浄する必要があります。[ 72 ]
ヘリウムは非常に反応性の低いガスであり、ヘリウムを含む呼吸ガスは特別な洗浄剤や潤滑剤を必要としません。しかし、ヘリウムは一般的に深海潜水に使用されるため、通常は高性能レギュレーターと併用され、ガス密度が高い高気圧下でも呼吸抵抗が少なくなるように調整されます。
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）1838 年ウィリアム ニュートン アン アングルテールの名誉ある聖遺物。ギヨーメのような嘘をつき、フランスのブルベでの長い期間の義務を負う、アングルテールでのニュートン・デ・フェア登録官の息子のブルベでの手続きと急速な手続きの要求、ブルベでの搾取を排除する安全保障の権利を主張するニュートンの預け先。
同様の特許は、1838年にウィリアム・ニュートンによってイギリスで出願された。フランスでの特許出願に長い時間がかかるため、ギヨメはニュートンに、手続きがより迅速なイギリスで特許を登録するよう依頼し、同時にニュートンが出願した特許を独占的に利用する権利を確保したと考える十分な理由がある。注：ニュートンの特許出願における装置の図は、ギヨメの特許出願における図と同一である。さらに、ニュートン氏は明らかにイギリス特許庁の職員であり、外国の出願人に代わって特許を出願していた。また、「le scaphandre autonome」Web サイトより: Reconstruit au XXe siècle par les Americains, ce détendeur fonctionne parfaitement, mais, si sa réalisation fut sans doute 効果的な au XIXe, les essais Programmés par la Marine Nationale ne furent jamais réalisés et l'appareil jamais商品化する。 (20 世紀にアメリカ人によって再建されたこの調整器は完璧に機能しました。しかし、19 世紀には間違いなく効果的でしたが、フランス海軍による試験プログラムは決して実施されず、この装置は決して販売されませんでした。)
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