水中呼吸装置

水中呼吸装置

さまざまな水中呼吸装置の構成を展示した博物館
頭字語	ユーバ
用途	水中ダイバーへの呼吸ガスの供給
関連商品	呼吸器、潜水器具、生命維持装置

水中呼吸装置は、水中で呼吸できるようにする装置です。大気圧水中呼吸装置には、主に次の 3 つのカテゴリがあります。

• オープンサーキットスキューバでは、ダイバーがガス供給を行い、吐いたガスは環境に排出される^[1]
• ダイビングリブリーザーは、ダイバーがガス供給を担い、吐き出したガスを再利用して再利用するものである^[1]。
• 水面供給型潜水器具は、通常はダイバーの臍帯にあるホースを通して水面からガスを供給するが、[ ^1]単純な空気ホースから供給されることもある。

他に 2 つのタイプも識別できます。

• 脱出セットは、故障した船舶や車両から水面に到達できるように、限られた量の呼吸ガスを供給します。^[2]
• 大気圧水中呼吸装置は、表面圧力に近い内部圧力を維持する装甲大気圧潜水服の形でも使用されます。 ^[3]

水中呼吸装置は、呼気ガスがリサイクルされるかどうかによって、オープンサーキット、セミクローズドサーキット（ガスエクステンダーを含む）、クローズドサーキット（リクレイムシステムを含む）に分類できます。また、主な呼吸ガスの供給源がどこにあるかによって、自己完結型または遠隔供給型（通常は水面から供給されますが、ロックアウト式潜水艇や水中居住区から供給される場合もあります）に分類できます。また、周囲圧力システムまたは大気圧システムに分類される場合もあります。また、目的によって、潜水装置と脱出装置に分類される場合もあります。^[1]

スキューバ セットとは、水中のダイバーが携行し、ダイバーに大気圧の呼吸ガスを供給する自己完結型の呼吸装置です。厳密に言えば、スキューバ セットはダイバーに呼吸ガスを供給するために必要なダイビング ギアのみを指しますが、一般的な使用法には、スキューバ セットを携行するハーネス、ジャケットまたはウィング スタイルの浮力補正装置、圧力計と一体化したハウジングに取り付けられた計器など、ハーネスと呼吸装置アセンブリの不可欠な部分であるアクセサリが含まれます。オープン サーキット デマンド スキューバでは、ダイバーは吐き出した空気を環境に排出し、各呼吸はダイビング レギュレーターによって要求に応じて供給され、これにより貯蔵シリンダーの圧力が下げられます。ダイバーが吸入中にデマンド バルブの圧力を下げると、呼吸空気がデマンド バルブを通じて供給されます。^[1]

ダイビング用リブリーザーは、ダイバーが使用した酸素を補充し、二酸化炭素代謝産物を除去した後、ダイバーがすでに使用した呼吸ガスを再循環させる。リブリーザーダイビングは、レクリエーション、軍事、科学目的のダイバーによって、オープンサーキットスキューバダイビングよりも利点があり、呼吸ガスの水面供給が不可能な場合に使用されている。リブリーザーダイビングの主な利点は、ガスの持続時間が長く、気泡がないことである。リブリーザーは一般にスキューバダイビングに使用されているが、水面供給ダイビングのベイルアウトシステムに使用されることもある。リブリーザーはオープンサーキットスキューバダイビングよりも使用が複雑で、故障の可能性のあるポイントが多いため、安全に使用するには、より高いレベルのスキル、注意、状況認識が必要であり、これは通常、システムの理解、入念なメンテナンス、操作と障害回復の実践的なスキルの過剰学習から得られる。^[1]

表面供給ダイビングの重要な側面は、呼吸ガスが、特殊なダイビングコンプレッサー、高圧シリンダー、またはその両方から水面から供給されることです。商業および軍事の表面供給ダイビングでは、通常、規制法および実務規範により、主要な供給が停止した場合に備えて、呼吸ガスのバックアップソースが存在することが義務付けられています。ダイバーは、「ベイルアウトボトル」と呼ばれる緊急ガス供給シリンダーを装着することもできます。これは、緊急時に自給式呼吸ガスを供給できます。表面供給ダイバーは、通常2つの代替呼吸ガスソースを利用できるため、スキューバダイバーよりも「空気切れ」の緊急事態に遭遇する可能性がはるかに低くなります。表面供給ダイビング機器には通常、水面との通信機能が含まれており、作業中のダイバーの安全性と効率が向上します。^[4]

水面給気ダイビングには、ガス供給ホース、ライフライン強度部材、通信ケーブルを備えたアンビリカルケーブルを使用したダイビング、​​ヘルメットまたはフルフェイスマスクを使用したダイビング、 ^{​​[4]および}水ギセル装置としても知られる単純なエアラインを使用したダイビングが含まれます。^[5]ただし、一部の管轄区域では、規制法によりエアライン装置が定義から除外される場合があります。^[6]

表面から供給される空気は、リサイクルよりも簡単で経済的であるため、オープンサーキットシステムで提供され、低圧コンプレッサーによって周囲の大気から供給される場合は、実質的に無制限です。^[1]

ヘリウムをベースとしたガス混合物の場合、開回路で使用するヘリウムのコストが運用コストの大きな部分を占め、ヘリウムは入手が難しく高価であるため、半閉回路システムによってヘリウム希釈剤の使用を延長する方法や、ダイバーから吐き出されたヘリウム混合物を回収して閉回路システムによって水面でガスをリサイクルする方法が開発され、廃棄物を削減しています。^[1]

脱出セットは、呼吸可能な空気がない環境でも着用者が一定時間生き延びることを可能にする自給式呼吸装置であり、水を介して水面へ脱出することができる。初期の脱出セットはリブリーザーであり、通常は浮上できない故障した潜水艦からの脱出を目的としていた。脱出セットは陸上でも使用され、例えば鉱業では^[7]、戦車からの脱出にも使用される（水陸両用戦車脱出装置）。小型のオープンサーキットスキューバヘリコプター乗組員用呼吸装置は、不時着したヘリコプターから脱出するための呼吸ガスを供給するという同様の目的がある。^[8]ダイバーのベイルアウトセットにも同様の機能があり、何らかの理由で主要な呼吸装置が故障した水中の状況から脱出するために使用される。^[6]

脱出セットまたはベイルアウトセットは、使用者が適切な呼吸ガスを十分に供給できる場所に安全に到達し、必要な減圧が行えるようにする必要があります。^[6]

気圧潜水服（ADS）は、鎧のような形をした1人乗りの小型の関節式擬人化 潜水艇で、精巧な圧力ジョイントにより関節を動かしながら内部圧力を1気圧に維持できる。気圧潜水服は、最大2,300フィート（700メートル）の非常に深い潜水に何時間も使用することができ、深海潜水に伴う重大な生理学的危険の大部分を排除できる。着用者は減圧する必要がなく、特殊なガス混合物も必要なく、減圧症や窒素酔いの危険もない。^[9]これらのスーツを着て泳ぐことはできないため、ダイバーは熟練した水泳選手である必要さえない。^[10]

現在の大気圧スーツは、低圧ホースを通して開回路のガスを水面に排出するか、大気圧でガスを水中に排出する必要があり、また臍帯が破裂した場合に高圧浸水を防ぐシステムを備える必要があるため、閉回路の呼吸ガスシステムを採用している。単純な大気圧閉回路酸素再呼吸システムは、これらの合併症を回避できる。^[10]

• 呼吸装置 – 過酷な環境での呼吸を可能にする、または補助する装置
• ダイビング機器設計におけるヒューマンファクター#呼吸装置 – ユーザーと機器の相互作用が設計に与える影響
• 生命維持装置 – 過酷な環境で生命を維持するために必要な装置
• 水中ダイビング用具 – 水中ダイビングを容易にするために使用される用具