JP2547548B2 - ダイバ−のための呼吸システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ この発明は、ダイバーへの吸入ガスの供給およびダイ
バーからの排出ガスの受入れを行なういわゆる呼吸バッ
グと、呼吸ガスの供給のための圧縮ガスソースとを含
む、ダイバー用呼吸ガス供給制御装置に関するものであ
る。

深水中で用いられる呼吸ガス供給制御装置に共通の特
性は、それらが排出ガスの処理をするとともに、さらに
再び排出ガスを呼吸ガスとして用いることができるよう
に、排出ガスがその二酸化炭素を浄化され、新鮮な酸素
を供給されていることを確かめることである。このよう
に呼吸ガスを再生して使用するのは、呼吸ガスの大部分
を構成するヘリウムが非常に高価であるためである。こ
のようなガス回復システムとしては、水面に設けられる
方式と、ダイビング用のベルまたはダイバー自身に装着
される方式との２通りに分けられる。前者の方式では、
ガス回復システムは水面からダイバーにガスが送られる
前に再び圧縮されなければならない。このような方式は
十分な容量を確保することができるが、多くのエネルギ
を必要とする。後者の回復システムは、必要とするエネ
ルギはより少なくて済むが、十分な容量を得るための空
間を確保しにくいという問題がある。これは、ダイビン
グのベルはダイバーが装備し得る程度に小さいものでな
ければならず、またダイバーはダイビング用の装備を装
着した状態で動きやすくなければならないからである。

今日、300ないし500メートルの深さでの商業的なダイ
ビングに求められる要求を完全に満たすような商業的な
ダイバー用呼吸ガス供給制御装置は存在しない。そのよ
うな呼吸ガス供給制御装置を実現するための最も大きな
課題の１つは、満足できる非常用の呼吸装置、すなわち
もしも通常の供給リードに故障が生じたときにダイバー
に呼吸ガスを提供することのできる装置を提供すること
である。呼吸装置は、ダイバーが比較的大きなガスの蓄
えのあるダイビングベルへ戻れるように、ダイバーが呼
吸ガスを確保できるようにしなければならない。

既存の非常用呼吸装置に共通する問題点は、それらに
蓄えることのできるガスの量が非常に少ないというこ
と、あるいはダイバーが呼吸するためにそれらを使用す
ることが非常に困難であるということである。さらに、
非常用呼吸装置を通常の呼吸装置に適当な態様で組入れ
ることは、困難なことが多い。

いくつかのダイビングシステムでは、非常用呼吸装置
は単にダイバーが背中に背負って運ぶ、予備ガスの１つ
または２つの圧力ボルトだけからなり、ダイバーは通常
の供給が中断すると、この非常用呼吸装置を接続する。
この非常用呼吸装置は、浅い潜水の場合には良い解決策
であるが、深水中に留まるときには圧力ボトルは非常に
短い時間で空になってしまうであろう。

その他の解決策としてより多く用いられるのは、「半
閉鎖」非常用呼吸装置である。この装置においては、ダ
イバーはベローズ（呼吸バッグ）から息を吸い込み、そ
して吐き出す。排出されたガスは二酸化炭素を除去する
吸収剤と、ガスがある量の酸素を供給されることを確か
める手段を通って導かれる。この解決策では、原理上は
消費された酸素のみが補償され、非常用システムの持続
時間は大幅に増加され得る。しかしながら大きな問題
は、ダイバー自身の肺が呼吸バッグからあるいは呼吸バ
ッグへガスを押し出さなければならないために、この装
置は呼吸が比較的困難であるということである。この半
閉鎖非常用呼吸装置はまた、通常の呼吸装置と非常用呼
吸装置とを組合せた状態で、市場で入手可能である。

［発明の概要］ この発明の目的は、ダイバーが容易に呼吸することを
可能にする呼吸ガス供給制御装置として機能する、半閉
鎖型の呼吸ガス供給制御装置を提供することである。

この発明の他の目的は、ダイバーが容易に呼吸するこ
とを可能にすると同時に十分な容量を有し、しかも、呼
吸ガスの供給制御を正確に行なうことにより呼吸ガスの
有効利用を可能にする呼吸ガス供給制御装置を提供する
ことである。

上記目的を達成する請求項１に記載の本発明のダイバ
ー用呼吸ガス供給制御装置は、 ダイバー用のマウスピースまたは呼吸マスクへの接続
のための弁ハウジング（120;171）に接続された、ダイ
バーへ吸収ガスを送りかつダイバーから排出ガスを受け
入れるための体積可変の呼吸バッグ（1;211）と、 前記呼吸バッグ（1;211）を圧縮または膨張させるた
めに該呼吸バッグ（1;211）に動作するように結合され
た、空気シリンダ（5;208）および空気ピストン（7;20
9）を含むシリンダユニットと、 前記呼吸バッグ（1;211）に接続されて該呼吸バッグ
（1;211）の中の呼吸ガスを補給し、さらに前記空気ピ
ストン（7;209）の前側および後側において前記シリン
ダユニットと連通可能に接続された圧縮ガスソース（4
5）と、 ダイバーが呼吸ガスの吸入または排出を終わることに
よって引起こされる呼吸ガスの圧力変化に応答するよう
に配置された感知手段（20;170）と を備えたダイバー用呼吸ガス供給装置であって、 前記感知手段（20;170）の呼吸ガスの圧力変化に対す
る応答動作に基づいて、圧縮ガスソース（45）の前記空
気ピストン（17;209）の前側への連通と後側への連通と
を交互に切換えるスイッチング手段（12;173-205）と、 前記弁ハウジング（120;171）内の呼吸ガス圧を安定
にかつ周囲の圧力とほぼ等しく維持するように配置され
た制御手段（16;170-177）とをさらに含み、 前記制御手段（16;170-177）は、前記弁ハウジング
（120;171）内に配置されてダイバーの呼吸パターンに
よって制御される呼吸ガス供給調整機（16）の一部を形
成しダイバーの要求に正確に対応して前記呼吸バッグ
（1;211）とダイバーとの間の呼吸ガスのやりとりを制
御するための感知ダイヤフラム（121;170）を含むこと
を特徴とする。

請求項２に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、請求項１に記載の上記構成において、前記感
知ダイヤフラム（170）が前記感知手段をも構成し、前
記感知ダイヤフラム（170）は、所定の動作方向を有
し、かつ、ダイバーが呼吸ガスを吸入する時と排出する
時とで、反対方向に動くように配置されるとともに、こ
の動きが前記スイッチング手段（173）に動作するよう
に結合され、その結果、前記感知ダイヤフラム（170）
の位置に応じて、高圧ガスが前記スイッチング手段（17
3）を介して前記空気ピストン（209）の前側または後側
のいずれかの側に供給されることにより、前記制御手段
（176,177）は前記所定の動作方向における前記感知ダ
イヤフラム（170）の動作が前記空気シリンダ（208）へ
の高圧ガスの流れを制御するとを特徴とする。

上記構成を有する本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置によれば、感知ダイヤフラムが空気シリンダへの
高圧ガスの供給を制御する機構と結合されていることに
よって、呼吸バッグ内のガス圧が、ダイバーへの呼吸ガ
スの供給またはダイバーからの呼吸ガスの受入れを適正
に行なうのに必要な以上の超過圧力または負圧になるこ
とが防止される。

また、請求項２に記載のように、感知ダイヤフラムが
感知手段として機能し、これによってスイッチング手段
が動作する構成を有することにより、ダイバーが呼吸ガ
スを吸入するときと排出するときとで別々の呼吸ガス供
給調整機を用いることなく、一系統の制御手段によって
呼吸ガスの流れの調整を、精密かつ迅速に行なうことが
できる。また、呼吸ガス供給調整のために必要な超過圧
力および負圧の発生が、ダイバー自身の呼吸による力で
はなく、空気シリンダの作用で行なわれるため、より安
定して呼吸ガスの供給制御を行なうことができる。

このように、本発明の呼吸ガス供給制御装置において
は、ガス供給の超過圧力が、ダイバーの呼吸パターンに
従って、呼吸バッグ内で超過圧力と負圧とを発生するよ
うに利用される。すなわち、ダイバーが呼吸ガスを吸入
しようとするとき、呼吸バッグ内は超過圧力の状態にな
り、ダイバーが呼入を終了すると、ダイバーからの呼吸
ガスの排出を受入れるために、呼吸バッグは吸引状態と
なる。供給された高圧ガスが呼吸バッグの圧縮および膨
張のそれぞれの仕事を成なし終えた後、このガスのすべ
て、またはその一部分が呼吸バッグ内に導入され、それ
によって酵素の消費、ヘリウムの損失等が補償される。

請求項３に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項１に記載の構成において、前記制
御手段が前記呼吸ガス供給調整機（16）から構成され、
前記感知手段（20）がダイバーが呼吸ガスの吸入または
排出をいつ終えたかを感知して、前記スイッチング手段
（12）が前記圧力ガスソース（45）の前記シリンダユニ
ットへの連通を前記空気ピストン（７）の反対側へ即座
に切換えるようにさせ、前記シリンダユニットが、ダイ
バーが呼吸ガスを吸入する間には実質的に一定の超過圧
力を維持し、ダイバーが呼吸ガスを排出する間には、該
超過圧力に対応する実質的に一定の負の圧力を維持する
することを特徴とする。

請求項４に記載の本発明のダイバー呼吸ガス供給制御
装置は、上記請求項３に記載の構成において、 前記呼吸ガス供給調整機（16）が、前記弁ハウジング
（120）内に配置される吸入弁（17）および排出弁（1
8）を前記弁ハウジング（120）内の圧力の作用の下でそ
れぞれのリンク仕掛け（139-143および141-143,163,16
4）を介して動作させるように配置された前記感知ダイ
ヤフラム（121）と、前記吸入弁（17）および前記排出
弁（18）内の制御弁（134,135および158,159）内の制御
弁本体（134および158）に結合された制御ロッド（138
および162）とを有する共通の前記弁ハウジング（120）
に結合され、 前記吸入弁（17）および前記排出弁（18）の各々は、
ピストンガイド（124および148）内で軸方向に変位可能
な主ピストン（123および147）を含み、 前記ピストンガイド（124および148）の一方の端部
は、ピストンのための台座（128および152）を形成する
径縮小部分を有し、前記ピストンガイド（124および14
8）の他方の端部は閉じられて、前記主ピストン（123お
よび147）の端部面（131および155）とともに、圧力等
化チャンネル（131および157）を介して弁の出口側（12
7および151）と連通する室を規定し、前記制御弁（134,
135および158,159）はその制御ロッド（138および162）
による開放の後に前記主ピストン（123および147）の各
々の側の圧力の変化を引起し、その結果前記主ピストン
（123および147）は前記吸入弁（17）および前記排出弁
（18）にかかる圧力の最小の降下でその台座（128およ
び152）から離れて動かされることができることを特徴
とする。

請求項５に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項４に記載の構成において、制御ロ
ッド（138）が制御弁本体（134）を主ピストン（123）
の前記台座（128）から離れる方向および共通の弁ハウ
ジング（120）から離れる方向に動かし、その後前記制
御ロッド（138）が同じ方向への連続した動作で前記ピ
ストン（123）をその台座（128）から離して前記吸入弁
（17）の制御弁（134,135）が開くように配置され、前
記排出弁（18）の前記主ピストン（147）は前記吸入弁
（17）の前記主ピストン（123）の動作方向とは反対の
動作方向を有するように配設され、その前記制御弁（15
8,159）は、その制御ロッド（162）が前記制御弁本体
（158）の台座（159）から離れる方向にそして共通の弁
ハウジング（120）に向かう方向に動かすことで開かれ
るように配置されていることを特徴とする。

請求項６に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項３ないし５のいずれかに記載の構
成において、前記感知手段（20）が、前記呼吸バッグ
（１）と前記呼吸ガス供給調整機（16）との間に接続さ
れ、かつ中空の本体（21）を含み、 該中空の本体（21）の中に、該中空の本体（21）の内
部において変位可能なピストン（23）を有するチャンネ
ル（22）を備え、 前記ピストン（23）は、該ピストン（23）が流れるガ
スの圧力に影響されないときに前記チャンネル（22）内
の中間位置に前記ピストン（23）を移動させるように配
置されたばね（33）に結合されており、 前記ピストン（23）はさらに、前記スイッチング手段
（12）の一部を構成する作動手段（31,40,41,62）に結
合され、かつ、ダイバーが呼吸ガスの排出を完了した
後、および呼吸ガスの吸入を完了した後のそれぞれに、
前記ピストン（23）が前記バネ（33）によって前記チャ
ンネル（22）内に再導入される直前に、前記圧縮ガスソ
ース（45）のシリンダユニットとの連通を前記ピストン
（７）の反対側へ切換えることを引き起こすように配置
されていることを特徴とする。

請求項７に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項６に記載の構成において、前記ス
イッチング手段（12）が、 前記作動手段（31,40,41,62）によって開かれるよう
に配置されたそれぞれのスイッチング弁（38および39）
を有し、かつ前記圧縮ガスソース（45）連通する別の弁
（42,43）を有する第１および第２の室（34,35）と、 ２つの前記スイッチング弁（38,39）のうちの一方が
開放されたときと他方が開放されたときとで反対方向に
駆動されることによって切換が行なわれるピストン（5
4）と を含み、 前記ピストン（54）は、該ピストン（54）の切換と同
時に、前記圧縮ガスソース（45）を１つの室（34または
36）から他方の室（35または34）へ切換えるピボットア
ーム（55）に結合されており、 該スイッチング手段（12）の作用によって、前記圧縮
ガスソース（45）は、前記空気シリンダ（６）の一方の
入口（10または11）から他方の入口（11または10）に切
換えられることを特徴とする。

請求項８に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項１ないし７のいずれかに記載の構
成において、過剰のガスを前記呼吸バッグ（１）から出
すように配置された手段をさらに含み、該手段が、 前記呼吸バッグ（１）内において、該呼吸バッグ
（１）とともに圧縮または膨張されるように配置された
ベローズ（70）と、 前記ベローズ（70）の内部と前記ベローズ（70）の外
部の前記呼吸バッグ（１）の内部空間との間に配置され
た弁（73）と、 前記弁（73）と動作するように接続され、かつ前記呼
吸バッグ（１）が或る限界を越えて収縮したときの該呼
吸バッグ（１）の動きに基づく作用により、前記弁（7
3）を開くように配置されたレバー手段（76）と を含むことを特徴とする。

請求項９に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項８に記載の構成において、ダイバ
ーに供給される呼吸ガスに湿り気を与えるための加湿器
ユニット（90）をさらに備え、 前記弁（73）が室（77）を介してリリーフ弁（78）と
連通し、該リリーフ弁（78）は前記ベローズ（70）の外
側の前記呼吸バッグ（１）の内部と連通し、前記室（7
7）は前記呼吸バッグ（１）が収縮する度ごとに前記加
湿器ユニット（90）に新鮮な水を汲むように配置された
手段（103-110）に通じる出口（79）を有することを特
徴とする。

請求項10に記載の本発明のダイバー用呼吸ガス供給制
御装置は、上記請求項９に記載の構成において、前記加
湿器ユニット（90）が、粗い網目の金属ガーゼ（93）を
含む多数のチャンネル（92）と、前記チャンネル（92）
をガスが通過して流れるようにするための手段（94,9
5）と、前記チャンネル（92）内の前記金属ガーゼ（9
3）への水の供給のための管手段（112,113）とを含み、 この加湿器ユニット（90）によって、ガスが前記金属
ガーゼ（93）を通って流れる間に水分を供給され、 前記加湿器ユニット（90）はさらに水コンテナ（10
1）を含み、該水コンテナ（101）の中には内部コンテナ
（103）が設けられ、この内部コンテナ（103）は、ダイ
ヤフラム（106）によって第１の室（104）および第２の
室（105）に分割され、 前記第１の室（104）は、前記ベローズ（70）の内部
と前記ベローズ（70）の外側の呼吸バッグ（１）内の空
間との間の前記室（77）からの出口（79）に接続された
入口管（107）を備え、前記第２の室（105）内にはダイ
ヤフラム（106）を平衡位置に戻す方向に付勢するばね
（108）が設けられ、 前記第２の室（105）は、前記入口管（107）を通って
前記第１の室（104）に高圧ガスが供給されたときに、
前記管手段（112,113）へ供給される水によって満たさ
れることを特徴とする。

［実施例］ 以下本発明の一実施例を、図面に基づいて説明する。

第１図および第２図には、１対の互いに実質的に平行
で硬い材料からなる側部板２および３、ならびに、たと
えば硬質ゴムなどの硬い弾性の材料でできた、側部板2,
3の周縁の全周囲同士を接続する側部端縁部材４から形
成された呼吸バッグ１が示されている。空気シリンダ５
はシリンダ６を含み、このシリンダ６はその底部で呼吸
バッグ１の一方の側部板３に固定される。また空気シリ
ンダ５は空気ピストン７を含み、この空気ピストン７
は、側部板を通って延びかつ端部で他方の側部板２にナ
ット９によって固定されるピストンロッド８を有する。

空気シリンダ５は、ダイバーの呼吸に従って、呼吸バ
ッグ１の側部板2,3を互いの間隔を狭くすることおよび
広くすることを交互に繰返すように作用する。この解決
策の利点は、次の例によって示される。

側部板2,3のそれぞれの有効面積は800cm²であり、呼
吸バッグ１の超過圧力と負圧はそれぞれ0.1気圧と−0.1
気圧であることが認められていると仮定する。これは、
空気ピストン７の押す力が80kpでなければならないとい
うことを意味する。さらに、ダイバーが所与の呼吸サイ
クルで４リットルのガスを吸い込み、または吐き出すと
仮定する。これは、空気ピストン７が中央の位置から5c
m外側および内側に動かさなければならないことを意味
する。この場合、空気シリンダ５に供給されるガスの超
過圧力は20気圧まで減少されるように選ばれる（ガスボ
トルの圧力は初めにはたとえば300気圧である）。この
ようにして、所望の力、すなわち80kpを達成するために
は、空気ピストン７の有効面積が4cm²でなければならな
い。この場合、呼吸バッグ１が0.1気圧の超過圧力で４
リットルのガスを供給し、その後0.1気圧の負圧でガス
を吸引し返すことが可能であるためには、空気シリンダ
５は、20気圧の超過圧力で4cm²×5cm²×２＝40cm³のガ
スが供給されなければならない。400メートルの深さで
潜水するとき、周囲の圧力は約40気圧である。したがっ
てこの深さで、ダイバーは40気圧の圧力で４リットルの
ガスを吸い込みあるいは吐き出すために、40気圧で60cm
³のガスの量を空気シリンダ５が消費することを可能に
しなければならない。このガスの量は、酸素の消費を補
償することを可能にするために十分な量を超えており、
これは、ガスのいくらかが海中に捨てられなければなら
ないということを意味する。この損失は、経済的な観点
からは重大なものではない。その上、損失は非常に小さ
いため、非常用呼吸装置の満足な容量が問題なく達成さ
れる。

必要な供給ガスの量は、ここでは有効に呼吸される容
積の約1.5％である。このようにして、200気圧の圧力で
５リットルの予備ガスを含み圧力ボトルは、400メート
ルが深さで約18リットルのガスを供給し、このガスは空
気シリンダ５によって完全に利用され得る。これは、40
0メートルの深さにおいて1.2m³に対応する呼吸容積を与
えるはずである。このようにして、１分間に40リットル
のガス消費で、この非常用呼吸装置はダイバーに30分間
呼吸ガスを提供する。

第２図から明らかなように、シリンダ６はその端部で
入口10および11とそれぞれ接続されており、第１図およ
び第２図では呼吸バッグ１内に位置することが概略的に
示され、参照番号12で示されるスイッチング手段内の対
応する出口に連通している。

呼吸バッグ１は入口／出口接続チューブ13を備えてお
り、これは一方の端部でスイッチング手段12と連通し、
その他方の端部で１方向弁（図示せず）を備えた１対の
導管14および15に通じ、第６図および第７図により詳細
に示された二重動作供給制御呼吸弁として設計された呼
吸ガス供給調整機16と連通している。一方の導管14は、
ガスを呼吸バッグ１から加湿器ユニットとCO₂スクラバ
（図示せず）とを介して呼吸弁の一部を形成している吸
入弁17へガスを導き、また他方の導管15は排出されたガ
スを排出弁18から呼吸バッグ１へ戻すように導く。

通常、呼吸バッグ１は、呼吸装置内の総容積がある値
を超えたときに余分のガスを排出するための手段を備え
ている。この手段は第１図および第２図には示されてい
ないが、第４図を参照して後述される。

第３図は、スイッチング手段12と、ダイバーによる呼
吸ガスの吸入段階および排出段階がそれぞれいつ終了し
たかを感知するように配置された感知手段との実施例を
示す。

感知手段20はスイッチング手段12と呼吸バッグ１の入
口／出口接続チューブ13との間に接続され、中空のシリ
ンダ本体21を含み、これは、一方の端部で導管14および
15を介して呼吸装置の呼吸ガス供給調整機16と連通す
る。シリンダ本体21は、その中で摺動可能なピストン23
を有するシリンダ状のチャンネル22を含む。ピストン23
は１対の横壁26および27内のそれぞれの孔に導かれた、
反対方向に向けられたピストンロッド24および25を有
し、横壁はシリンダ本体21内にチャンネル22のいずれの
側にも設けられ、貫通して流れるガスのために複数個の
孔28および29を備えている。ピストンロッド25の自由端
は、リンクアーム30を介してピボットアーム31の一方の
端部に接続され、このピボットアーム31はスイッチング
手段の一部をなし、かつ固定シャフト32の周りを回転可
能である。ピボットアーム31の前記端部は、コイルばね
33の一方の端部にも接続されており、これはチャンネル
を通って流れるガスがないときにピストン23をチャンネ
ル22の中間の位置に移動するように配置され、このよう
にしてピストンは、流れるガスからのいかなる圧力によ
っても影響されない。

第３図から明らかなように、スイッチング手段はそれ
ぞれ第１および第２の室34および35を含み、これらは上
述されたように空気シリンダ６の入口10および11のそれ
ぞれと連通して接続された出口36および37を有する。さ
らに、室34および35はそれぞれ、それぞれのスイッチン
グ弁38および39と連通し、これらの室34および35はそれ
ぞれ吸入が完了したときあるいは排出が完了したとき
に、アクチュエータ手段40および41に影響されるように
配置されている。また室34および35は、それぞれの別の
弁42および43を介して、呼吸装置の圧縮ガスソース45を
通って延びる導管44と連通する。室34および35は、また
それぞれの室48および49への高圧ガスの出口のために出
口弁46および47を備え、これらの室48および49の各々
は、それぞれ高圧ガスの周囲への出口として、室48およ
び49に超過圧力が発生したときに開く超過圧力弁50およ
び51を備え、また呼吸バッグ１が所望のＯ₂レベルを維
持するために所望の量のガスを供給されるように、また
呼吸バッグ１内の総ガス容量を調整する手段としての制
御弁52および53を備えている。

第３図から明らかなように、上述した各弁は、弁が閉
じる方向にばねによって付勢された弁ディスクを有する
ディスク弁として設計されている。

さらに、スイッチング手段は、２つのスイッチング弁
38および39を開いたときに反対の方向に駆動されるよう
に配置されたピストン54を含み、このピストン54はピボ
ットアーム55に結合されている。このピボットアーム55
は固定シャフト56の周りを回転可能であり、また摺動可
能に装着されたそれぞれの弁棒57ないし60を介して室34
および35の別の弁42,43,46および47を動作させるように
配置されている。後にさらに説明されるように、ピスト
ン54をスイッチングするときにピボットアーム55は、圧
縮ガスソース45と空気シリンダ６との連通を、一方の入
口10または11から他方の入口11または10へ切換えられる
ことを引き起こす。ティルティングスイッチとして機能
する引張りばね61は、各スイッチングの後ピボットアー
ム55をその新しい位置に維持するように配置されてい
る。

スイッチング弁38および39に作用するアクチュエータ
手段40および41は、それぞれ、図３に示すように、互い
に隣接した端部を有する回転可能に装着されたレバーか
らなる。これらのアクチュエータ手段40および41は、感
知手段20に結合されたピボットアーム31の下方の端部に
旋回可能に装着された三角形のティルティング部材62に
よって傾けられる。各アクチュエータ手段40および41
は、旋回中心となる端部となる端部とは反対側の端部で
それぞれの弁棒63および64を介して、スイッチング弁38
および39の弁ディスクに接続されている。

第３図においては、ピボットアーム31は、それが反時
計回りに回転され、そのためにティルティング部材62の
下方の端部がアクチュエータ手段40の近接した端部の上
に置かれるような位置に示されている。このようなピボ
ットアーム31の位置は、吸入の際の状態であり、このと
き感知手段20のピストン23はシリンダ本体21内において
左側へ移動し、その結果チャンネル22が呼吸バッグ１か
らダイバーへのガスの流れが開放されるようにされて、
この部分を通ってガスが流れる。排出の際にはピストン
23は右側へ押され、そのためにチャンネル22はダイバー
から呼吸バッグ１へ向ってガスが流れるように開かれ、
そのときピボットアーム31は時計回りに回転され、ティ
ルティング部材62はアクチュエータ手段40から41へ移さ
れて、第３図の位置と横方向に逆の関係に設定される。
引張りばね65と１対のガイド66および67が第３図に示さ
れるように設けられて、ピボットアーム31がいかなる位
置にあるときも、それに正確に対応してディルティング
部材62が配向されるように維持される。

スイッチング手段の動作は、第３図に示される状況、
すなわちダイバーが吸入を終了した直後の状態において
は次のようになっている。シリンダ本体21内の矢印は、
ばね33がピストン23をチャンネル22内のその中間の位置
に戻した直前のガスの流れ（吸入弁17に向かう）の方向
を示す。吸入および排出が完了した後、ピストン23はば
ね33の作用によって、チャンネル22が完全に開いた状態
の位置から引き戻され、スイッチング手段は、ピストン
23がチャンネル22の中に移動されて、チャンネル22を閉
じる直前に、ピボットアーム31のティルティング部材62
が、それぞれのアクチュエータ手段40または41の近接し
た端部を押すように（そしてそれによってスイッチング
弁38または39が開かれるように）調節される。ピストン
23のこのような元に戻る運動がちょうど起こった状態
が、第３図に示されている。ピストンのこの動きはピボ
ットアーム31に伝えられ、ピボットアーム31がシャフト
32の周りに回転して、それによってティルティング部材
62がアクチュエータ手段40の左の端部を下に押す。これ
によってスイッチング弁38の弁ディスクとともに弁棒63
は上に引かれ、左の室34からピストン54の右側への高圧
ガスのために開かれる。このようにしてピストン54は即
座に左側に押され、それとともにピボットアーム55はシ
ャフト56の周りをその他方のスイッチング位置まで回転
される。

この動作が起こる直前には、ピボットアーム55が室34
内の弁42を開くように作用する。すなわち、室34が圧縮
ガスソース45と連通した状態で接続された位置にあるた
め、室34内には超過圧力が生じる。例示された位置にお
いては、超過圧力は、その代わりに開かれた弁43を通っ
て右の室35に導かれる。このスイッチングが実行される
と同時に、室34内の残余の超過圧力は出口弁46を通って
外に出され、さらに手段52を通って呼吸バッグ１に、ま
たは超過圧力弁50を通って直接周囲に出される。

このスイッチングによって達成されたことは、ガスソ
ース45からの超過圧力が室34の出口36から室35の出口37
へ導かれ、それによってピストン７の反対側の空気シリ
ンダ６内へ、すなわち入口10から入口11へ導かれたとい
うことである。同時に、この配置では、空気シリンダ６
の超過圧力を有さない側に位置するガスが呼吸バッグ１
内へまたは周囲へ導くことが可能になっている。このス
イッチングが起こる前には、呼吸バッグは超過圧力を有
し、ダイバーに呼吸ガスを提供することができる。スイ
ッチングの後、呼吸バッグ内には負圧が生じており、こ
れはダイバーによって吹き出されるガスを吸収する用意
ができている状態である。

ダイバーが吸入を終了すると、ばね33はピストン23を
チャンネル22内の中央位置に引き戻す。その後ダイバー
が排出すると、ピストン23は右側に押されダイバーから
呼吸バッグ１へのガスの通路が開かれる。ピボットアー
ム31はさらに時計回りに回転され、ティルティング部材
62は同時に反時計回りに回転されて、左のレバー41の近
接した端部に移され、右のレバー40はその休止位置に戻
りスイッチング弁38は閉じられる。

ダイバーが呼吸ガスの排出を終了すると、その直後
に、感知手段のピストン23はチャンネル22に向かって戻
され、即座にスイッチングが起こり、スイッチング弁39
は開かれてピストン54が右側に押され、ピボットアーム
55が弁42,43および46,47に作用し、それによってガスソ
ース45からのガス供給による超過圧力が室35から室34に
発生し、その結果として空気シリンダ６の入口11から入
口10へ切換えられる。

第３図に示されたような完全に機械的なスイッチング
機構の代わりに、電力供給が確実であるという条件の下
で、電気的に制御された機構を用いてもよい。このよう
な解決策では、ガスの流れが通ることが可能になるよう
に、横に押すばね負荷のピストンを用いることも当然行
なうことができる。さらに、ピストンの各々の側の圧力
の差を感知するために感知圧力変換機が用いられてもよ
い。ガスの流れが止まるとき、もはや圧力の差はなくな
り、その状態で切換の基準ができていることになる。ま
た感知圧力変換機がガス供給調整機に接続されたダイバ
ーのマウスピースの圧力を感知して、ダイバーが呼吸ガ
スを排出することによって超過圧力を生じさせるか、ま
たは呼吸ガスを吸入することによって負圧を発生させる
かによって、スイッチングが制御されるようにしてもよ
い。このような切換はソレノイド弁によって容易に実現
できるであろう。

どの解決策が選ばれるかは「好みの問題」であろう。
電気的な解決策は恐らくより迅速な切換を与えることが
できるであろうが、一方では、機械的な解決策の方がよ
り安全であると言うことができる。

半閉鎖の基本的な呼吸装置においては、ダイバーが適
正に呼吸を行えるかどうかは、効果的なCO₂呼吸および
安定したＯ₂レベルに依存する。したがって、連続した
電子的な酵素量の監視が必要である。非常用呼吸装置に
おいては、このような酵素量の監視は必要ではないが、
酵素レベルが確実にある値が確保されなければならな
い。ダイバーと、Ｏ₂レベルの電子的制御と調整を維持
することのできる再充電可能なバッテリを装備すること
が選ばれない限り、呼吸バッグが非常用呼吸装置として
用いられるときには、Ｏ₂の調整は完全に機械的な態様
で行なわれなければならない。その場合、好ましい対応
は空気シリンダを通過したすべてのガスを呼吸バッグ内
に導かれることを可能にすることである。このガスの量
は容積において消費されたガスを超えるであろうし、呼
吸バッグは浄化された余分のガスをしばしば放出するた
めの機械を備えていなければならない。酸素レベルは、
予備容器に適当なヘリウムと酸素との混合物を満たすこ
とによって、所与の限界内に維持されるであろう。非常
用呼吸装置内に好ましいガスの混合物を維持することが
課題となる場合には、このような方法を採用することが
簡単な解決策であると言える。

第４図は、過剰のガスが呼吸バッグから外れ逃れ出る
ようにすることを可能にする手段の実施例を示してい
る。この手段は、たとえばゴムのベローズ70を含み、こ
のベローズ70は、呼吸バッグ１内に配置されることによ
り、呼吸バッグ１とともに圧縮され、また膨張される。
ベローズ70と呼吸バッグ１の一方の側部板３上に置かれ
た環状のベローズ支持部材72とによって規定された空間
71内に、ばね負荷の弁ディスク74を有する弁73が設けら
れ、この弁73は弁棒75を介して、旋回するように装着さ
れたレバー76の一方の端部に動作するように結合されて
いる。レバー76の他方の端部は、呼吸バッグ１がある限
界を超えて収縮するときに、呼吸バッグ１の左の側部板
２によって押し付けられるように配置されている。室77
を介して、弁73は第１の超過圧力またはリリーフ弁78と
通じ、このリリーフ弁78はベローズ70の外側の呼吸バッ
グ１の内部と連通する。室77は出口79を有し、この出口
79は、第５図に基づいてより詳細に説明されるように、
呼吸バッグ１が収縮する度ごとに呼吸装置の加湿器ユニ
ットに新鮮な水を供給するための手段に通じている。

ベローズ70の内部空間71は、第２のリリーフ弁80を介
して周囲と連通する。付加的な弁81が、呼吸バッグ１の
残りの部分からベローズ70へガスを供給し、そのガスに
よってベローズ70を満たすように作用する。

第４図は、ダイバーが息を吐き出して呼吸バッグ１が
過剰に満たされた直後の状態を示している。この状態
は、呼吸バッグ１の側部板２がレバー76と接触しておら
ず、またばね負荷の弁73が閉じた位置にあることを特徴
とする。この状態の次に起こることは、以下のとおりで
ある。ダイバーが呼吸ガスの排出を終了しスイッチング
手段12が呼吸バッグ１を「吸引」に切換えると、ダイバ
ーによる呼吸ガスの吸入が呼吸バッグ１の側部板２およ
び３の間隔を再び狭くするように作用する。弁73は閉じ
ているため、ベローズ70内に封入されたガスは、リリー
フ弁80を介して周囲に押し出される。側部板２および３
がそれぞれ互いの間隔を狭くするようにある距離だけ動
くと、左の側部板２はレバー76の端部と係合し、このレ
バー76はその後固定シャフト82の周りを回転して弁棒75
によって弁73を開く。この動作の結果、ベローズ70内の
残りのガスが、弁80を介して周囲に捨てられる代わり
に、弁73を介して室77に入ることになる。出口79と接続
された上述のポンプ手段は、室77の圧力が上昇する前に
制限されたガスの量のみを受け取るので、リリーフ弁78
は開き、残りのガスの量を呼吸バッグ１に戻す。こうし
て弁78はリリーフ弁80よりも低い超過圧力で開く。

以上説明された装置は、所謂のレベルを超えて呼吸バ
ッグ１を満たしているガスの自動的に排出することを可
能にすると同時に、呼吸装置のガス加湿器を動作させる
ことに関し、重要な役割を果たしている。

この呼吸装置内に組入れられることのできる加湿器ユ
ニットは、呼吸ガスの必要な量が通過できるように十分
な大きさの横断面を有する必要がある。第５図は、その
ような加湿器ユニット90の線の断面の概略図を示してい
る。この加湿器ユニット90は、粗い網目のフィルタを形
成する金属ガーゼ93で満たされた複数個の縦に延びるチ
ャンネル92を封入したシリンダ状のケーシング91を含
む。ケーシング91の上部の端部には入口管94が設けら
れ、ガスはこれを通って加湿器ユニット90に入り、チャ
ンネル92内の金属ガーゼ93を通って矢印に示される方向
に導かれ、出口管95を通って流出する。フィルタユニッ
ト92および93の下方の端部には付加的な入口管96が設け
られており、これは多数のチャンネルまたは図示される
ように環状のパッセージ97を通って加湿器を流れる温水
（たとえばブライン）を供給するためである。水は加湿
器の上方の端縁まで矢印に示される方向に流れ、ここか
ら水はケーシング91と、たとえばゴムなどからなる外部
スリーブ99との間に形成された管内を加湿器の外側に沿
って、下方の出口100まで導かれる。

呼吸バッグ１が収縮するたびごとに適当な量の新鮮な
水を加湿器に供給するための上述の手段は、加湿器の下
方の端部に配置され、水を受入れるための、あるいは水
およびガスを受入れるための内部空間102を有するコン
テナ101を含み、コンテナ101の中には内部コンテナ103
が設けられている。この内部コンテナ103は、ダイヤフ
ラム106によって、第１の室としての下部の室104と第２
の室としての上部の室105とに分割されている。

下部の室104は、第４図の排出手段からの出口管79に
接続された入口管107を備えている。上部の室105内に
は、ダイヤフラム106を平衡の位置に向かって付勢する
ばね108が設けられている。上部の室105は、その内部に
負圧が生じるときに開く弁110と管109とを介して供給さ
れる水で満たされる。

さらに、上部の室105はリリーフ弁111を介して、加湿
器ユニット90を通って延び、また粗い網目の金属ガーゼ
93によって取巻かれる管112と接続されている。その上
部の端部で、管112は多数の細い管（チャンネル）113と
接続されており、これらは供給されたガスが金属ガーゼ
93と出会うところに出ている。管112はその長さに沿っ
てある程度まで孔を開けられており、そのためこの管と
さらに細い管113を通って流れる水は、一部分は管に接
近して位置づけられた金属ガーゼに押しされる。

加湿器ユニット90とコンテナ101の内部空間102との間
には、弁114が設けられており、この弁114はコンテナ空
間内の負圧で開いてガスまたは加湿器ユニット内に位置
する可能な余分の水を弁の上部の側へ導く。

加湿器ユニットの動作は次に述べるとおりである。上
述したように、呼吸ガスは入口管94を通って供給され
る。ガスは粗い網目の金属ガーゼ93を通り、ここで水滴
が供給される。この水滴は管112および113から供給さ
れ、織られた金属ガーゼのワイヤで構成される大きな表
面上で細かく分けられる。ガスはパッセージ97および98
を通って加湿器ユニットを通って流れる温水と良好に熱
接触するので、非常に効率よく蒸発が生じる。

ダイバーが呼吸を始めるとすぐに、超過圧力のガスが
第４図の装置の出口79から入口管807を通って室104に供
給される。超過圧力のために、ダイヤフラム106は上方
に押し上げられ、ダイヤフラム106の上部側に位置する
水を管112および細い管（チャンネル）113を介して上方
に、ガスが金属ガーゼ93と出会う点まで押し上げる。粗
い金属ガーゼはガスが比較的容易に通ることを可能とす
る。しかしながら、圧力勾配が上昇する結果、たとえば
加湿器が誤って傾いたとしても、細い管113からの水の
ほとんどをガスの流れとともに十分に合流させることが
できる。

ダイバーが呼吸をするたびごとに、ダイヤフラム106
による水を汲む動作のために必要な量の水がガスの流れ
に合流する。ダイヤフラムの下側の超過圧力がなくなる
たびに、ダイヤフラム106はばね108によってその平衡の
位置に戻る。これによってダイヤフラム106の上方に負
圧が生じ、そのため弁101が開かれ、水は管109を通って
吸引される。コンテナ空間102内に生じ得る負圧は、弁1
14が開くことを引き起こし、ガスまたは過剰な水を弁の
上部側に導く。

第５図に示されるように、加湿器ユニット90は、蒸発
しない水が加湿器の外に流れ出ることを防ぐように、外
周スリーブ99で覆われている。水を加湿器に供給するた
めの手段は、通常必要とされる以上の水を供給するであ
ろう。述べられた機構はそれ自体が供給される水が多く
なり過ぎて呼吸装置内に問題を生じさせるようになる前
に、余分の水を、チャンバ92から外へ逃れさせる手段と
しての弁114を備えている。

第１図ないし第３図に示された呼吸ガス供給制御装置
で用いられる二重動作の呼吸ガス供給調整機16が、第６
図および第７図に示されている。この呼吸ガス供給調整
機16は、排出弁18および吸入弁17にかかる低い圧力の作
用によって、十分な呼吸ガスの流量を達成することを考
慮して開発された。それに加えて、この呼吸ガス供給調
整機16によれば、呼吸ガスの排出のみではなく、呼吸ガ
スの吸入機能についても、単一のダイヤフラムによって
左右され、非常に容易に調節することができる。吸入弁
17および排出弁18は、感知ダイヤフラム121を有する共
通の弁ハウジング120に結合されており、感知ダイヤフ
ラム121は弁ハウジング120内の圧力の作用に基づいて、
それぞれのリンク仕掛けと制御ロッドを介して、吸入弁
17および排出弁18を動作するように配置されている。感
知ダイヤフラム121が中間位置にあるとき、吸入弁17お
よび排出弁18は接近した位置にある。弁ハウジング120
は、下部に接続管122を有することにより、ダイバーの
呼吸マウスピースまたは呼吸マスク（図示せず）と接続
される。

吸入弁17自体は公知の構造を有しており、ノルウェイ
特許明細書第151447号に従った制御原理に基づいてい
る。排出弁18もまた同じ制御原理に基づいているが、組
合せられる吸入弁17との関連において再構成されてお
り、以下に述べられるように弁ハウジング120に関して
反応方向に装着されている。

吸入弁17は主ピストン123を含み、この主ピストン123
は、スリーブ形状のピストンガイド123内を軸方向に変
位可能である。このピストンガイド124は、入口126およ
び出口127に連通する外部の弁ハウジング125内に装着さ
れている。ピストンガイド124の一方の端部は、主ピス
トン123の対応する接地端部面のための弁座128を形成す
る構造を有している。ピストンガイド124は、弁座128が
形成された端部に、吸入弁17が開放位置にあるときにガ
スが通過して流れるようにするためのポート129を備え
ている。またピストンガイド124は、弁座128が設けられ
た端部とは反対側の端部でキャップ130によって閉じら
れており、このキャップ130と主ピストン123の近接した
端部面131との間に、室132が形成されている。この室13
2は、主ピストン123を通って形成されている圧力等化チ
ャンネルを通って吸入弁17の出口側と連通する。この圧
力等化チャンネル133は、その内部を変位可能でかつ、
主ピストン123内の弁座135と協働する制御ピストン134
の形の弁本体を含む制御弁によって開閉することができ
る。室132内には弁本体134を座135と当接する閉じた位
置に向かって付勢する弱いコイルばね136と、主ピスト
ン123を弁座128に当接する閉じた位置に付勢する他の弱
いコイルばね137とが配置されている。

吸入弁17は、主ピストン123を通って軸方向に延びる
制御ロッド138によって開閉されるように配置されてい
る。制御ロッド138は、その一方の端部で制御弁本体134
と接続され、他方の端部でリンク仕掛けを介して感知ダ
イヤフラム121に結合されている。リンク仕掛けは、制
御ロッド138を介して接続されたリンクアーム139と、弁
ハウジング120内の横シャフト141に固定されたアーム14
0とを含む。感知ダイヤフラム121は、中央に依存アーム
142を備え、これは主伝送アーム143を介して横シャフト
141に結合されている。

第６図から明らかなように、制御弁本体134は主ピス
トン123内の短い軸上のスロット146に挿入された１対の
突出するピン145を備えている。この配置は、制御ロッ
ド138が左へ動くことによってまず制御弁本体134を開
き、その後さらに制御ロッド138が左へ動くことによっ
て、主ピストン123が移動し、それによって、突出する
ピン145がスロット146の端部で主ピストン123と係合さ
れ、その結果吸入弁17が開かれる。

吸入弁17と対応する態様で、排出弁18は主ピストン14
7、ピストンガイド148、入口150および出口151を有する
弁ハウジング149、主ピストン147のための弁座152、ガ
スの流れが通過するためのピストンガイド148内に設け
られたポート153、ピストンガイド148を閉じるキャップ
154、このキャップ154とピストン147の近接した端部面1
55との間に形成された室156、ピストン147を通る圧力等
化チャンネル157、制御弁本体158と弁座159とを含む制
御弁、それぞれ制御弁本体158と主ピストン147とをその
閉じた位置に向かって動くように付勢するコイルばね16
0および161を含む。

排出弁18は制御ロッド162によって開閉されるように
配置されている。しかしながら、この制御ロッド162
は、吸入弁17内の主ピストン123内を通って軸方向に配
される。吸入弁17の制御ロッド138に対して、室156内で
右の端部面を形成するキャップ154を貫通して配されて
いる。この配置構成は、吸入弁17が低圧側から制御され
るのに対して排出弁18は高圧側から制御されるという事
実と関連している（入口126は弁ハウジング120に関して
0.1気圧の超過圧力に基づいているが、一方出口151は0.
1気圧の負圧を有する）。吸入弁17と排出弁18とは、主
ピストン123および147に対する制御ロッド138および162
の取付方法が異なり、また弁ハウジング120に関して反
対方向に組立てられていることを除けば、その構造は互
いに同一である。

排出弁18の制御ロッド162と感知ダイヤフラム121との
リンク仕掛けは、制御ロッド162と弁ハウジング120内の
横シャフト141に固定されたアーム164の間のリンクアー
ム163を含む。

吸入弁17内の制御弁本体134と対応する態様で、排出
弁18の制御弁本体158は主ピストン147内の短い軸上のス
ロット166に挿入される突出ピン165を備えている。

第６図において呼吸ガス供給調整機16の排出弁18は、
開いた位置で示されており、この位置はダイバーが息を
吐き出しているときの状態を示している。ダイバーの呼
吸が弁ハウジング120内に僅かな超過圧力を処理させ、
そのために感知ダイヤフラム121は上方に動かされてい
る。したがって、主伝送アーム143は横シャフト141を時
計回りに回転させ、それによってアーム164とリンクア
ーム163を通る制御ロッド162とは右方向に引かれてい
る。

ダイバーを息を吐き出すことによってまず初めに起こ
るのは、制御弁本体158が弁座159から離れる方向に引か
れることである（呼吸ガス供給制御装置はダイバーが排
出段階にあるとき排出弁18の出口151が弁ハウジング120
よりも低い圧力を常に有するように制御される。）制御
弁本体158が弁座159から離れるように動かされる結果と
して、室156と出口151との間の圧力等化チャンネル157
が開かる。それによって、室156と出口151との間の圧力
差は即座に減少し、その結果排出弁18の主ピストン147
は最小の力で動かされて、ガスの流量を調節することが
できる。室156は主ピストン147とピストンガイド148と
の間からガスが漏出することによって、その中のガスが
充満する。このガスの漏出は小さなものであり、制御弁
本体158が右方向に引かれている間は室156内に圧力を発
生させることはない。しかしながらこの漏出により、制
御弁158の本体がその座159に戻った直後に室156を弁ハ
ウジング120と同じ圧力にさえるためには十分である。

制御弁本体158を主ピストン147内の弁座159から離れ
るように引くことによって、主ピストン147を弁座152に
対して押つ付けようとする圧力が除去される。

吸入弁17がちょうど同じ原理に従って機能することは
認められるであろうが、感知ダイヤフラム121が可能に
引かれて横シャフト141を反時計回りに回転させ、それ
によって吸入弁17の制御ロッド138が左に押されて吸入
弁17を制御することを引き起こすのは、ダイバーの呼吸
に生じる負圧である。

第６図には、さらに、押ボタン手段165（第７図では
省略されている）が示され、この押ボタン手段（165）
は、そのボタンが押されると、供給されたガスが吸入弁
17を通って自由に流れることになる。この押ボタン手段
165を、たとえば無意識のダイバーの肺にガスを押し込
むために用いられてもよい。

第１図ないし第４図に示した呼吸ガス供給制御装置の
実施例では、呼吸バッグ１内の超過圧力は、原理的に、
ダイバーが呼吸ガスを吸入する問は実質的に一定に保た
れるように、ガスの供給がガス供給調整弁によって調節
される。これに対応して、呼吸バッグ１の負圧は、ダイ
バーが呼吸ガスを排出する間は実質的に一定に保たれる
ように、ガス供給調整弁がガスの供給を調節する。

次に、呼吸バッグ内の圧力が、必要以上の超過圧力ま
たは負圧にならないような態様で、スイッチングおよび
制御装置によって調整される感知ダイヤフラムによっ
て、ダイバーの呼吸パターンが感知されるような呼吸装
置の実施例について、第８図を参照しながら説明する。

この実施例における感知ダイヤフラム170は、第８図
に示すように、ダイバーの呼吸マウスピースまたは呼吸
マスク（図示せず）との接続のための接続ピース172を
有する弁ハウジング171内に設けられている。この感知
ダイヤフラム170は、リンクアーム173を介してレバー17
4の一方の端部に接続され、その他方の端部は横に突出
したアーム175を有し、このアーム175は、それぞれ第１
および第２の弁176および177に対して作用するように配
置されている。これらの第１および第２の弁176および1
77は、それぞれ弁棒180および181を備えたばね負荷の弁
本体178および179を有し、その端部に対してアーム175
が作用するように配置されている。第１及び第２の弁17
6および177は、それぞれ入口を有し、それらの入口は、
それぞれ供給管182および183を介して、呼吸装置の圧縮
ガスソース（図示せず）と連通する。

第１および第２の弁176および177の出口は、それぞれ
の出口管184および185を介してハウジング188の左の室1
86および右の室187にそれぞれ接続されており、ハウジ
ング188は、ダイヤフラム189によって左の室186および
右の室187に分割されている。ハウジング188の左の室18
6は、出口を介して第１の一方向弁190に接続され、一方
右の室187は、出口を介して第２の一方向弁191に接続さ
れている。第１の一方向弁190は、室193に向かって開く
ばね負荷の弁本体192を有し、一方策２の一方向弁191
は、室195に向かって開くばね負荷の弁本体194を有す
る。第１の一方向弁190の出口室193は、管接続196を介
して、出口198を有する第１の出口弁197の入口と、弁棒
200を介してハウジング188内のダイヤフラム189に動作
するように結合されたばね負荷の弁本体とに接続されて
いる。

第２の一方向弁191の出口室195は、管接続201を介し
て出口室203を有する第２の出口弁202の入口と、弁棒20
5を介してハウジング188内のダイヤフラム189に動作す
るよに結合されたばね負荷の弁本体204に接続されてい
る。

２つの出口室193および195は、それぞれの付加の管接
続206および207を介して、空気シリンダ208のそれぞれ
の端部と接続される。シリンダピストン209はピストン
ロッド210を有し、このピストンロッド201は、第１図な
いし第３図に基づいて説明された実施例と同様の態様
で、呼吸バッグ211に結合されている。呼吸バッグ211
は、ホースまたは管212を介して、弁ハウジング171に接
続されている。

以下、第８図を参照して説明された上記実施例の装置
の動作について説明する。

ダイバーが呼吸をすると、負圧が弁ハウジング171内
に生じ、そのためにダイヤフラム170は弁ハウジング171
の内側（第８図では左側）に、動かされる。ダイヤフラ
ム170の動きはレバー174とアーム175を介して、弁177内
のバルブ本体179に伝えられ、その結果この弁本体179
は、ハウジング188内のダイヤフラム189の左側にある室
186に高圧ガスを供給するために開かれる。

ダイヤフラム189は右側に押され、それによって出口
弁202内の弁棒205を右に押し、その結果弁202が開く。
このようにして出口弁202が開くことによって、空気ピ
ストン209の上方側のシリンダ空間と出口弁202からの出
口203との間が連通される。室186から、ガスはさらに一
方向弁190を通り、空気ピストン209の下側の空気シリン
ダ208に流れる。空気ピストン209は上方に押され、呼吸
バッグ211の収縮を引き起し、その結果、呼吸バッグ211
からのガスはホース212を介して弁ハウジング171に押し
込まれる。

ダイバーが大きく息をすると、弁177はさらに開かれ
る。その結果、より多くのガスが空気ピストン209の下
の空気シリンダ208に流れ込み、呼吸バッグ211から弁ハ
ウジング171へのガスの流れが増加する。このようにし
て、本実施例の呼吸装置は呼吸ガス供給調整システムと
して機能する。

ダイバーが息を排出すると、ダイヤフラム170は外側
（第８図では右側）に押される。この動きはアーム175
に伝えられ、このアーム175は下側へ旋回し、そのため
に弁177が閉じて弁176が開かれる。この状態において高
圧ガスは、ハウジング188内のダイヤフラム189の右側の
室187へ弁176通って流れる。ダイヤフラム189は左に押
され、それにって出口弁202が閉じられて出口弁197が開
かれる。この状態において、空気ピストン209の下側
は、出口198と実質的に連通している。同時に、高圧ガ
スは一方向弁191を通り空気ピストン209の上方側の空気
シリンダ208に流れ込む。空気ピストン209は下方に押さ
れ、その結果呼吸バッグ211が膨張し、ホース212を介し
て排出されたガスを吸引する。このようにして、呼吸バ
ッグ211の膨張がダイバーの呼吸パタアーンに従うこと
をも確実にし、これによっても本実施例の装置は呼吸ガ
ス供給調整システムとして機能する。

各々が小さい「漏出チャネル」213および214を備えた
一方向弁190および191は、吸入と排出との切換ができる
限り、そのような切換が迅速かつ確実に起こるよに作用
する。ダイバーが吸入または排出を終了した直後の瞬間
に、弁176および177の両方が閉じるため、ガスは流れな
くなる。その結果、空気ピストン209の上方および下方
の圧力は即座に等しくなる。小さい漏出チャネル213お
よび214は、さらに室186および187間の圧力差を確実に
減少するように作用する。

一方向弁190および191を閉じるばね215および216は、
幾分高いばね定数を有している。そのため、弁176また
は177からのガスの流れが室186および187間に新しい圧
力差を迅速に生じさせ、ダイヤフラム189に影響を与え
て、切換を非常に短い時間で完了させる。ここで切換の
完了とは、高圧ガスが空気ピストン209の反対側にある
空気シリンダ208に導かれ、この空気シリンダ208のガス
が供給されていない側の出口チャンネルが開かれること
によって、出口弁197または202が開かれるという意味で
ある。

出口198および203を通って吹き出す排気ガスは、第１
図ないし第４図に示された実施例に対応する態様で、完
全にまたは一部分が呼吸バッグに導かれて漏出し、また
は消費されたガスを補償する。ガス混合物のどれ位の部
分が呼吸バッグに供給されるべきかは、呼吸装置に使用
されるガスの混合物に特に依存する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例における非常用呼吸装置の
呼吸バッグと、それと協働するシリンダユニットの概略
図であり、呼吸バッグは第２図のＩ−Ｉ線断面図を示し
ている。 第２図は、第１図のII-II線断面図である。 第３図は、第１図および第２図に示された呼吸装置内の
感知手段およびスイッチング手段の断面図である。 第４図は、第１図に示された呼吸バッグの部分拡大断面
図である。 第５図は、本発明の呼吸装置の実施例における加湿器ユ
ニットを示す。 第６図は、第１図ないし第３図に示された呼吸装置内で
用いられる二重動作の呼吸ガス供給調整機の断面図であ
る。 第７図は、第６図のVII-VII線断面図である。 第８図は、本発明の他の実施例のダイバー用呼吸ガス供
給制御装置の断面図である。 図において１は呼吸バッグ、５および６はシリンダユニ
ット、７は空気ピストン、10および11は入口、12はスイ
ッチング手段、20は感知手段、16は呼吸ガス供給調整
機、17は吸入弁、18は排出弁、21はシリンダ本体、22は
チャンネル、23はピストン、33はばね、34は第１の室、
35は第２図の室、38および39はスイッチング弁、31,40,
41および62はアクチュエータ手段、42および43は弁、45
はガスソース、54はピストン、55はピボットアーム、70
はベローズ、73は弁、76はレバー手段、77は室、78はリ
リーフ弁、79は出口、90は加湿器ユニット、92はチャン
ネル、93は金属ガーゼ、101はコンテナ、103は内部コン
テナ、104は第１の室、105は第２の室、106はダイヤフ
ラム、107は入口管、108はばね、112および113は管手
段、120は弁ハウジング、121は感知ダイヤフラム、123
および147はピストン、132および156は室、133および15
7は圧力等化チャンネル、138および162は制御ロッド、1
28および152は弁座、170は感知ダイヤフラム、176およ
び177は制御手段、173ないし205はスイッチング手段、1
39ないし143および141ないし143、163および164はリン
ク仕掛け、208は空気シリンダ、209は空気ピストン、21
1は呼吸バッグである。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ダイバー用のマウスピースまたは呼吸マス
   クへの接続のための弁ハウジング（120;171）に接続さ
   れた、ダイバーへ吸収ガスを送りかつダイバーから排出
   ガスを受け入れるための体積可変の呼吸バッグ（1;21
   1）と、 前記呼吸バッグ（1;211）を圧縮または膨張させるため
   に該呼吸バッグ（1;211）に動作するように結合され
   た、空気シリンダ（5;208）および空気ピストン（7;20
   9）を含むシリンダユニットと、 前記呼吸バッグ（1;211）に接続されて該呼吸バッグ
   （1;211）の中の呼吸ガスを補給し、さらに前記空気ピ
   ストン（7;209）の前側および後側において前記シリン
   ダユニットと連通可能に接続された圧縮ガスソース（4
   5）と、 ダイバーが呼吸ガスの吸入または排出を終わることによ
   って引起こされる呼吸ガスの圧力変化に応答するように
   配置された感知手段（20;170）と を備えたダイバー用呼吸ガス供給制御装置であって、 前記感知手段（20;170）の呼吸ガスの圧力変化に対する
   応答動作に基づいて、圧縮ガスソース（45）の前記空気
   ピストン（7;209）の前側への連通と後側への連通とを
   交互に切換えるスイッチング手段（12;173-205）と、 前記弁ハウジング（120;171）内の呼吸ガス圧を安定に
   かつ周囲の圧力とほぼ等しく維持するように配置された
   制御手段（16;170-177）とをさらに含み、 前記制御手段（16;170-177）は、前記弁ハウジング（12
   0;171）内に配置されてダイバーの呼吸パターンによっ
   て制御される呼吸ガス供給調整機（16）の一部を形成し
   ダイバーの要求に正確に対応して前記呼吸バッグ（1;21
   1）とダイバーとの間の呼吸ガスのやりとりを制御する
   ための感知ダイヤフラム（121;170）を含むことを特徴
   とする、ダイバー用呼吸ガス供給制御装置。
2. 【請求項２】前記感知ダイヤフラム（170）が前記感知
   手段をも構成し、前記感知ダイヤフラム（170）は、所
   定の動作方向を有し、かつ、ダイバーが呼吸ガスを吸入
   する時と排出する時とで、反対方向に動くように配置さ
   れるとともに、この動きが前記スイッチング手段（17
   3）に動作するように結合され、その結果、前記感知ダ
   イヤグラム（170）の位置に応じて、高圧ガスが前記ス
   イッチング手段（173）を介して前記空気ピストン（20
   9）の前側または後側のいずれかの側に供給されること
   により、前記制御手段（176,177）は前記所定の動作方
   向における前記感知ダイヤフラム（170）の動作が前記
   空気シリンダ（208）への高圧ガスの流れを制御するこ
   とを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のダイバ
   ー用呼吸ガス供給制御装置。
3. 【請求項３】前記制御手段が前記呼吸ガス供給調整機
   （16）から構成され、前記感知手段（20）がダイバーが
   呼吸ガスの吸入または排出をいつ終えたかを感知して、
   前記スイッチング手段（12）が前記圧縮ガスソース（4
   5）の前記シリンダユニットへの連通を前記空気ピスト
   ン（７）の反対側へ即座に切換えるようにさせ、前記シ
   リンダユニットが、ダイバーが呼吸ガスを吸入する間に
   は実質的に一定の超過圧力を維持し、ダイバーが呼吸ガ
   スを排出する間には、該超過圧力に対応する実質的に一
   定の負の圧力を維持するすることを特徴とする、特許請
   求の範囲第１項に記載のダイバー用呼吸ガス供給制御装
   置。
4. 【請求項４】前記呼吸ガス供給調整機（16）が、前記弁
   ハウジング（120）内に配置される吸入弁（17）および
   排出弁（18）を前記弁ハウジング（120）内の圧力の作
   用の下でそれぞれのリンク仕掛け（139-143および141-1
   43,163,164）を介して動作させるように配置された前記
   感知ダイヤフラム（121）と、前記吸入弁（17）および
   前記排出弁（18）内の制御弁（134,135および158、15
   9）内の制御弁本体（134および158）に結合された制御
   ロッド（138および162）とを有する共通の前記弁ハウジ
   ング（120）に結合され、 前記吸入弁（17）および前記排出弁（18）の各々は、ピ
   ストンガイド（124および148）内で軸方向に変位可能な
   主ピストン（123および147）を含み、 前記ピストンガイド（124および148）の一方の端部は、
   ピストンのための台座（128および152）を形成する径縮
   小部分を有し、前記ピストンガイド（124および148）の
   他方の端部は閉じられて、前記主ピストン（123および1
   47）の端部面（131および155）とともに、圧力等化チャ
   ンネル（131および157）を介して弁の出口側（127およ
   び151）と連通する室を規定し、前記制御弁（134,135お
   よび158、159）はその制御ロッド（138および162）によ
   る開放の後に前記主ピストン（123および147）の各々の
   側の圧力の変化を引起し、その結果前記主ピストン（12
   3および147）は前記吸入弁（17）および前記排出弁（1
   8）にかかる圧力の最小の降下でその台座（128および15
   2）から離れて動かされることができることを特徴とす
   る、特許請求の範囲第３項に記載のダイバー用呼吸ガス
   供給制御装置。
5. 【請求項５】前記制御ロッド（138）が前記制御弁本体
   （134）を前記主ピストン（123）の前記台座（128）か
   ら離れる方向および共通の弁ハウジング（120）から離
   れる方向に動かし、その後前記制御ロッド（138）が同
   じ方向への連続した動作で前記主ピストン（123）をそ
   の台座（128）から離して前記吸入弁（17）の制御弁（1
   34,135）が開くように配置され、前記排出弁（18）の前
   記主ピストン（147）は前記吸入弁（17）の前記主ピス
   トン（123）の動作方向とは反対の動作方向を有するよ
   うに配設され、その前記制御弁（158,159）は、その制
   御ロッド（162）が前記制御弁本体（158）の台座（15
   9）から離れる方向にそして共通の弁ハウジング（120）
   に向かう方向に動かすことで開かれるように配置されて
   いることを特徴とする、特許請求の範囲第４項に記載の
   ダイバー用呼吸ガス供給制御装置。
6. 【請求項６】前記感知手段（20）が、前記呼吸バッグ
   （１）と前記呼吸ガス供給調整機（16）との間に接続さ
   れ、かつ中空の本体（21）を含み、 該中空の本体（21）の中に、該中空の本体（21）の内部
   において変位可能なピストン（23）を有するチャンネル
   （22）を備え、 前記ピストン（23）は、該ピストン（23）が流れるガス
   の圧力に影響されないときに前記チャンネル（22）内の
   中間位置に前記ピストン（23）を移動させるように配置
   されたばね（33）に結合されており、 前記ピストン（23）はさらに、前記スイッチング手段
   （12）の一部を構成する作動手段（31,40,41,62）に結
   合され、かつ、ダイバーが呼吸ガスの排出を完了した
   後、および呼吸ガスの吸入を完了した後のそれぞれに、
   前記ピストン（23）が前記バネ（33）によって前記チャ
   ンネル（22）内に再導入される直前に、前記圧縮ガスソ
   ース（45）の前記シリンダユニットとの連通を前記ピス
   トン（７）の反対側へ切換えることを引き起こすように
   配置されていることを特徴とする、特許請求の範囲第３
   項ないし第５項のいずれかに記載のダイバー用呼吸ガス
   供給制御装置。
7. 【請求項７】前記スイッチング手段（12）が、 前記作動手段（31,40,41,62）によって開かれるように
   配置されたそれぞれのスイッチング弁（38および39）を
   有し、かつ前記圧縮ガスソース（45）連通する別の弁
   （42,43）を有する第１および第２の室（34,35）と、 ２つの前記スイッチング弁（38,39）のうちの一方が開
   放されたときと他方が開放されたときとで反対方向に駆
   動されることによって切換が行なわれるピストン（54）
   と を含み、 前記ピストン（54）は、該ピストン（54）の切換と同時
   に、前記圧縮ガスソース（45）を１つの室（34または3
   5）から他方の室（35または34）へ切換えるピボットア
   ーム（55）に結合されており、 該スイッチング手段（12）の作用によって、前記圧縮ガ
   スソース（45）は、前記空気シリンダ（６）の一方の入
   口（10または11）から他方の入口（11または10）に切換
   えられることを特徴とする、特許請求の範囲第６項に記
   載のダイバー用呼吸ガス供給制御装置。
8. 【請求項８】過剰のガスを前記呼吸バッグ（１）から出
   すように配置された手段をさらに含み、該手段が、 前記呼吸バッグ（１）内において、該呼吸バッグ（１）
   とともに圧縮または膨張されるように配置されたベロー
   ズ（70）と、 前記ベローズ（70）の内部と前記ベローズ（70）の外部
   の前記呼吸バッグ（１）の内部空間との間に配置された
   弁（73）と、 前記弁（73）と動作するように接続され、かつ前記呼吸
   バッグ（１）が或る限界を越えて収縮したときの該呼吸
   バッグ（１）の動きに基づく作用により、前記弁（73）
   を開くように配置されたレバー手段（76）と を含むことを特徴とする、特許請求の範囲第１項ないし
   第７項のいずれかに記載のダイバー用呼吸ガス供給制御
   装置。
9. 【請求項９】ダイバーに供給される呼吸ガスに湿り気を
   与えるための加湿器ユニット（90）をさらに備え、 前記弁（73）が室（77）を介してリリーフ弁（78）と連
   通し、該リリーフ弁（78）は前記ベローズ（70）の外側
   の前記呼吸バッグ（１）の内部と連通し、前記室（77）
   は前記呼吸バッグ（１）が収縮する度ごとに前記加湿器
   ユニット（90）に新鮮な水を汲むように配置された手段
   （103-110）に通じる出口（79）を有することを特徴と
   する、特許請求の範囲第８項に記載のダイバー用呼吸ガ
   ス供給制御装置。
10. 【請求項１０】前記加湿器ユニット（90）が、粗い網目
    の金属ガーゼ（93）を含む多数のチャンネル（92）と、
    前記チャンネル（92）をガスが通過して流れるようにす
    るための手段（94,95）と、前記チャンネル（92）内の
    前記金属ガーゼ（93）への水の供給のための管手段（11
    2,113）とを含み、 この加湿器ユニット（90）によって、ガスが前記金属ガ
    ーゼ（93）を通って流れる間に水分を供給され、 前記加湿器ユニット（90）はさらに水コンテナ（101）
    を含み、該水コンテナ（101）の中には内部コンテナ（1
    03）が設けられ、この内部コンテナ（103）は、ダイヤ
    フラム（106）によって第１の室（104）および第２の室
    （105）に分割され、 前記第１の室（104）は、前記ベローズ（70）の内部と
    前記ベローズ（70）の外側の前記呼吸バッグ（１）内の
    空間との間の前記室（77）からの出口（79）に接続され
    た入口管（107）を備え、前記第２の室（105）内にはダ
    イヤフラム（106）を平衡位置に戻す方向に付勢するば
    ね（108）が設けられ、 前記第２の室（105）は、前記入口管（107）を通って前
    記第１の室（104）に高圧ガスが供給されたときに、前
    記管手段（112,113）へ供給される水によって満たされ
    ることを特徴とする、特許請求の範囲第９項に記載のダ
    イバー用呼吸ガス供給制御装置。