スキューバマニホールド

スキューバマニホールド

下流の隔離マニホールドで接続された2つの300バールのスキューバシリンダー
用途	スキューバシリンダー間の接続によりガス供給をリンク

スキューバマニホールドは、1 つ以上のバルブと、スキューバ レギュレータ接続を備えた 1 つ以上のガス出口を組み込んだデバイスです。呼吸ガスが入った2 つ以上のダイビング シリンダーを接続するのに使用され、より長い潜水時間やより深い潜水のために大量のガスを供給します。アイソレーション マニホールドを使用すると、シリンダーの 1 つまたはそのバルブやレギュレータからガスが漏れた場合にシリンダー間の接続を閉じることができ、もう一方のシリンダーのガスを節約できます。2 つ以上のシリンダーを使用したダイビングは、テクニカル ダイビングと関連付けられることがよくあります。ほぼすべてのマニホールド アセンブリには、シリンダーごとに 1 つのシリンダー バルブが含まれており、圧倒的多数は 2 つのシリンダー用です。

いくつかの構成が使用され、それぞれに独自の用途、利点、欠点があります。

より長く、より深く潜るには、より多くの呼吸ガスが必要となり、その結果、より高い充填圧力、より大きなシリンダー、または複数のシリンダーが必要となる。直径の大きいシリンダーは、ダイバーの重心を中心線から遠ざける傾向があり、水中でバランスが悪くなる。また、高圧シリンダーも同様の効果があり、強度のためにより厚い金属が必要となるため、ダイバーの浮力も減少する。^[1]シリンダーの長さは、ダイバーの身長に比例して、人間工学上の考慮によっても制限される。単一のシリンダーは、呼吸ガス供給の重大な単一障害点となる。複数のタンクの構成には、単一のレギュレーターを備えた下流マニホールドツイン、バックプレートに固定された2つのシリンダーである独立したまたは別々のダブル（マニホールドなし）、サイドマウントシリンダー、または2つの完全なレギュレーターセットを備えた上流マニホールドツイン（遮断弁を備えている場合もある）がある。^{[1] [2] [3]}

マニホールドは、通常2本^[1]、場合によっては3本以上のシリンダーを機能的に組み合わせて、組み合わせた内容物を通常1つまたは2つのレギュレーターを通してダイバーに届けられるようにする。この機能を実行するあらゆる配置は理論的には可能であるが、実際によく見られる配置はごくわずかであり、これらは、シリンダーバルブ、マニホールドコネクタチューブ、遮断弁、および予備弁の組み合わせで構成される剛性アセンブリであり、ネックスレッドで各シリンダーに接続され、各レギュレーター用の出口コネクタがある。^[1]シリンダーを運ぶためのかなり剛性の高いサポートシステムも必要であるが、通常はマニホールドシステムの一部ではない。実際には、スキューバマニホールドシステムは貯蔵圧力でシリンダーを接続し、シリンダー間で圧力を均衡させ、1つの充填接続からマニホールドを通してシリンダーを同時に充填することができる。^[1]通常、シリンダーをマニホールドまたは出口コネクタから分離することができ、ガス混合物は、原則としてすべてのシリンダーで同じである。^[1] 3つ以上のシリンダーを組み合わせたマニホールドは、オープンサーキットスキューバダイビングの深度記録の試みに時々使用されます。

最も一般的に使用されるスキューバマニホールドの機能は、背中に取り付けられた2つのシリンダー（ダブルまたはツインと呼ばれる）のガス供給を接続し、ダイバーが両方から同時に呼吸できるようにすることです。^[1]

上流マニホールドでは、左右のシリンダーバルブにより、対応する第1段階レギュレーターを遮断し、残りのレギュレーターを通じて全ガス供給を使用することができます。遮断マニホールドでは、遮断バルブと呼ばれる中央バルブにより、タンクが2つの独立したシステムに分離され、それぞれに第1段階と第2段階のレギュレーターがあり、システムの片方の上流で障害が発生しても全ガス供給が失われるのを防ぐことができます。^[1]

マニホールド式のツインシリンダーおよびトリプルシリンダーセットは、機器の初期の写真からわかるように、クストーとガニャンがオープンサーキットレギュレーターを開発した時代から使用されています。これらは下流マニホールドであり、シリンダーバルブの出口をリンクすることでシリンダーを接続し、レギュレーター用の出口が 1 つありました。この配置により、使用可能なシリンダーの限られた範囲を使用して、より大きなガス貯蔵容量が可能になりました。マニホールドシリンダーの独立したバルブにより、ガスが消費されると特定の順序でバルブを開閉することで、水中圧力ゲージがなくてもガス供給を監視できました。バルブ操作の履歴を覚えておく必要があり、冗長レギュレーターを接続する機能がないため、独立したツインが通常の代替手段になりました。水中圧力ゲージを使用して内容物を厳密に監視できる場合でも、これにも制限があります。 1970年にトム・マウント、アイク・イケハラ、ジョージ・ベンジャミンを含むダイバーのグループがこの概念を考案し、記録に残る最初のデュアルアウトレットスキューババルブのプロトタイプを作成しました。これにより、各シリンダーのバルブ付き出口にレギュレーターが取り付けられ、シリンダーの上流接続が可能になりました。^[2]

流体力学におけるマニホールドは、複数の入力または出力を接続するパイプ継手または類似のデバイスです。このアプリケーションでは、次のようになります。

• シリンダーバルブはシリンダーへのガスの流入と流出を制御します。^{[1] [3]}
• マニホールドコネクタチューブは、貯蔵圧力ガスをシリンダー間および出口コネクタに流すための導管を提供するために使用され、通常、シリンダー間のかなり強固な接続を提供します。^{[1] [3]}
• 遮断弁はマニホールドコネクタチューブに取り付けられており、これを閉じてチューブを通る流れを遮断することができます。^[1]
• 出口バルブはレギュレータへのガスの流れを制御します。^{[1] [3]}
• 予備弁（ほとんどが旧式）は、不測の事態に備えて圧力の一部を保持するために使用されることがある。^[3]

場合によっては、バルブが2つの機能を果たすこともあります。シリンダーバルブは出口バルブまたは遮断バルブを兼ねる場合があり、また、それぞれの機能が構造的に異なるモジュールユニットによって実行され、モジュールユニットが組み合わされてマニホールドアセンブリが形成される場合もあります。また、1つの統合ユニットで複数の機能が提供される場合もあります。^[3]

マニホールドの構造部品は通常、高品質の真鍮合金から機械加工され、^[4]耐腐食性と外観のためにクロムメッキが施されています。真鍮が使用されるのは、十分な強度があり、許容できる耐腐食性があり、機械加工が容易で、酸素供給に適しているためです。遮断弁がある場合は、同様の材料が使用されます。マニホールドの長さは、異なるシリンダー直径を接続するために用意されており、中心線の距離は小さな範囲で調整できます。

各シリンダーにレギュレーターが設けられているセットで使用するためのマニホールドは、シリンダーバルブシートの上流にあるシリンダーバルブと、この目的のために設けられた接続ポートに接続されます。^[2]この配置では、一般的に、フェイスシールとバレルシールの 2 種類の接続スタイルが利用できます。フェイスシール接続は DIN レギュレーター接続シールに似ており、マニホールドチューブの端に機械加工された溝の O リングで構成され、ネジ部品によってバルブポートの面にクランプされます。フェイスシールはシンプルで頑丈ですが、信頼性の高いシールにはしっかりとした接続が必要であり、シリンダーの中心距離を調整することはできません。バレルシールは、マニホールドチューブの端の周りの溝に 1 つまたは 2 つの O リングを使用し、バルブポートのボアに対してシールします。通常、バレルシールは手ねじでバルブポートにねじ込まれ、ロックナットで目的の位置でロックされます。これらは一般にフェイスシールマニホールドよりも若干頑丈さに欠け、より細かいねじピッチを使用しているため組み立て中にねじが損傷しやすくなりますが、シリンダー中心間距離のわずかな調整が可能で、完全に密閉されていなくても信頼性の高いシールを提供します。このタイプのマニホールドは、通常、マニホールドと互換性のある左側および右側シリンダーバルブ（ネックねじ仕様を選択可能）のセットで供給されます。セット内の3つのバルブすべての動作コンポーネントは通常同一です。左ねじ ロックナットの六角形には通常、技術者に左ねじの存在を知らせるための溝が機械加工されています。^[5]

上流マニホールドは、プレーン マニホールドまたは分離マニホールドになります。

プレーンマニホールドは、 2 つのシリンダーの内部を単純に接続し、その間を常にガスが流れるようにします。一方が漏れると、もう一方のガスも漏れてしまいます。

遮断マニホールドは、遮断バルブが開いているときに 2 つのシリンダーのガス空間を接続し、遮断バルブが閉じているときにそれらを遮断します。 1 つのシリンダーからガスが漏れた場合は、遮断バルブを閉じることで、もう一方のシリンダーからのガスを保護できます。

初期のマニホールドは、標準のシリンダーバルブのDINまたはヨーク継手を使用して、シリンダーバルブの下流でシリンダーを接続するために使用されていました。これらのマニホールドには、シリンダーバルブを使用してシリンダーを分離できるため、通常、遮断弁は含まれていません。ただし、複数のレギュレーターを提供することはできません。これらの初期のマニホールドには、レギュレーターの接続ポイントに予備バルブが含まれているものもあれば、シリンダーバルブの1つに予備バルブが含まれているもの、または予備バルブがないものもあります。^[3]

3番目のタイプのマニホールドは、歴史的な興味の対象であり、両シリンダーのシリンダーネックのネジに直接ねじ込まれ、両シリンダーからレギュレーター用の単一のコネクタへの流量を制御する単一のバルブを備えています。これらのマニホールドには予備バルブも含まれています。ガス管理の観点からは、同じ容量の単一のシリンダーと同じです。^[3]

同等の容量の単一シリンダーと比較すると:

• 人間工学的 - より低いプロファイルとダイバーの中心線に近い重心によりシリンダーのより快適なフィット感を提供し、水中でのバランスを改善します。

独立した双子と比べると：

• 操作のシンプルさ - 緊急時や減圧のためのガス交換時を除き、第2ステージを変更することなく、単一のレギュレーターでダイビング全体を通して呼吸できる能力。^[6]
• 遮断弁が常時開の場合、必要な水中圧力計は1つだけです。^[6]

分離マニホールドとプレーンマニホールドの比較:

• 標準的な故障管理 – レギュレーターやマニホールドが故障した場合、標準的な手順でガスの損失を抑えることができます。ダイバーは必要なバルブを閉じることで故障箇所を特定し、機能しているシステムから切り離すことができます。^{[1] [6]}

独立した双子と比べると：

• マニホールドはガス供給の単一障害点であり、洞窟や難破船などの頭上環境では特に危険です。遮断マニホールドは、単一障害点を遮断バルブ自体に限定します。
• 上流のマニホールド セットは、必要に応じて空にして、シングルとして分割する必要があります。

単一の大型シリンダーと比較すると:

• マニホールド、バルブ、第 2 シリンダーは、資本支出とメンテナンスの両方で追加コストとなります。
• ツインセットは通常、同等のシングルセットよりも重くなります。

サイドマウントとの比較:

• マニホールドとバルブは、頭上の衝撃や引っ掛かりによって損傷を受けやすくなります。
• 多くのダイバーにとってバルブに手が届きにくいため、隔離手順の有効性が低下します。

上流マニホールドを備えたセットでレギュレーターが故障した場合、ダイバーは関連するシリンダーバルブを閉じて、他のレギュレーターに切り替えます。残りのガス供給はすべて、ダイビングの残りの時間に利用できます。^{[1] [6]}

シリンダーとマニホールドの接続が故障すると、稀ではあるが、極めて急速なガス損失につながる可能性がある。アイソレーションマニホールドを備えたセットでは、ダイバーはガス漏れのないシリンダー内のガスを保存するためにアイソレーションバルブを閉じ、ガスが残っている間は漏れているシリンダーを使用し、漏れているシリンダーが空になったら正常なシリンダーに切り替える。残りのガス量の少なくとも半分は、残りのダイビングで利用できる。アイソレーションバルブがない場合、ガス供給全体が失われる可能性がある。^{[1] [6]}

• ダイビングシリンダー – ダイバーに高圧呼吸ガスを供給するための容器
• 正しく行う（スキューバダイビング）  - テクニカルダイビングの安全哲学
• マニホールド（流体力学）  – 流体の流れをチャネルに分割または結合する構造
• スキューバ シリンダー バルブ – スキューバ シリンダーへの呼吸ガスの流入と流出を制御するバルブ
• スキューバスキル - 自給式水中呼吸装置を使用して安全にダイビングするために必要なスキル。