ダイビングベル

背景

水中構造か海難救助をする商業ダイバーは頻繁に水中場所への交通機関のために潜水の鐘を使用する。 ダイビングの鐘（別名個人的な移動のカプセル、PTC）および圧力部屋の使用はダイバーが安全に水中にとどまることができる時間を拡張する。 ダイビングの鐘は紀元前4世紀には早くも知られていました。 、彼らは古代ギリシャの哲学者アリストテレスによって観察されたとき。 より洗練されたダイビングの鐘は十七世紀に考案されました。 商業潜水用の近代的な鐘は、第二次世界大戦後、沖合の石油産業の台頭に伴って開発されました。

商業ダイビング（有料ダイビング）は、主に表面指向ダイビングと飽和ダイビングの二つのタイプに分かれています。 表面指向のダイビングでは、ヘルメットのダイバーは海岸のまたは船、はしけ、またはプラットホームの呼吸装置に接続される水中で働く。 通常、ダイバーはペアで、水中とホースと機器の傾向がある表面で一つで動作します。 水深300フィート(91.5m)までの水深では安全に作業することができますが、水中では限られた時間しか過ごすことができません。 水圧の影響は減圧症につながる可能性があります。 圧力の下で、窒素はダイバーの体の組織に集まり、動脈と静脈を塞いでいます。 ダイバーがあまりにも速く上昇すると、窒素は組織内に泡を形成し、ソーダボトルがキャップされていないときに泡立つ方法のようなものです。 組織内の気泡は、痛み、麻痺、または死を引き起こす。 深いダイビングの後、ダイバーは減圧症を避けるために、徐々に減圧し、非常にゆっくりと表面の圧力に戻る必要があります。 減圧時間は、ダイビングの深さと持続時間に関連しています。 一時間だけの深いダイビングでは、減圧時間は数日かかることがあります。 表面指向のダイビングは小さい仕事のためにだけ実用的である。

商業ダイビングの第二のタイプ、飽和ダイビングは、大規模な建設プロジェクトのために、より有用です。 飽和潜水では、ダイバーはダイビングの鐘に付す深い潜水システム(DDS)として時々知られている加圧室を、使用する。 部屋と鐘は船に乗って始まります。 ダイバーのチームは計画された飛び込みの深さで環境を模倣するために機械的に加圧される部屋に乗ります。 部屋はベッド、シャワーおよび家具が装備されている完全な生活環境であり、できる週のダイバーのチームを収容する。 ダイバーが順応すると、彼らは相手のトンネルを通ってチャンバーを出て、加圧されているダイビングベルに入ります。 クレーンは船から鐘を持ち上げ、水中サイトにドロップします。 現場に到着すると、一人のダイバーがダイビングスーツとヘルメットでベルを出て作業を開始します。 他のダイバーは鐘に残り、最初のダイバーのホースおよび装置をがちである。 おそらく二時間の間隔の後、彼らは切り替えます。 ベルから働いて、ダイバーは水中で八時間の日に置くことができます。 それからそれらは鐘の表面に運ばれ、圧力部屋に入り、ダイバーの次の転位と転換する。 ジョブ全体が完了すると、チームは圧力室で解凍します。 彼らは複数回水没していますが、チームは一度だけ解凍する必要があります。

歴史

バケツや樽を水の中にまっすぐ下げ、端を下に開けて、その中に空気を閉じ込めます。 アリストテレスは、水中で呼吸するために空気で満たされた大釜を使用してダイバーの書いた。 アレクサンドロス大王は、紀元前332年に白いガラスの樽であると言われるダイビングベルで海に行ったと言われていました。 中世の潜水鐘にはいくつかの言及があります。 1531年、イタリア人のグリエルモ・デ・ロレーナは、湖の底から沈んだ古代ローマの船を回収するために使用された実行可能な潜水鐘を作った。 他の鐘は、主に宝物を救出するために、ヨーロッパの様々な場所で発明され、使用されました。 現代のダイビングベルの先駆者は、彼の名前を冠した彗星で最もよく知られているイギリス人エドモンド-ハレーによって発明されました。 1690年、ハレーは水中で新鮮な空気を供給するために革製の管と鉛が並ぶ樽を使用したダイビングベルを建てました。 彼の鐘は木製のオープンエンドの円錐形で、鉛で重さがあり、ガラスのビューポートが取り付けられていました。 内部では、ハレーはダイバーが休むためのプラットフォームと、加重バレルのからくりを掛けた。 バレルは、ダイバーがそれらを鐘に引っ張ったときに、下からの水圧がそれらに新鮮な空気を鐘に放出させるように固定されていた。 表面のヘルパーは新鮮な空気で樽を補充した。 ハレーとダイバーのチームは、彼の鐘を使って1時間半の間、約60フィート（18.3m）の深さで水中に留まることができました。

他のものはハレーの業績を複製しましたが、設計は1788年まで大幅に改善されませんでした。 その年、スコットランド人のエンジニア、ジョン・スミートンは、屋根の上にポンプを使用して内部に新鮮な空気を強制的に押し込む潜水鐘を作った。 スミートンの鐘は、水中橋の修理を行っているダイバーによって使用されました。 様々なダイビング機器は、表面上の空気供給にホースで接続された実行可能なダイビングヘルメットにつながる、十九世紀に発明されました。 この装置は、深い水圧に耐えるために何百ポンドもの金属で作られた、重くてかさばる傾向がありました。 トンネルや橋の労働者は、ケーソンと呼ばれる巨大な鋳鉄製の鐘やエレベーターのような部屋でダウンしました。 圧力の危険性についてはほとんど知られていなかったので、これらの労働者の多くはケーソン病と呼ばれていたもので病気になり、死亡しました。

第二次世界大戦後、将来の商業ダイビングのための基礎が築かれました。スイスのダイバー、ハンネス・ケラーは1962年にダイビングベルを使用して水深984フィート(300m)に到達しました。 彼の鐘は彼のダイビングサイトよりもわずかに高い圧力にあった。 ケラーはヘリウムの混合物を呼吸した

ハレーベル

と酸素は、ベル内の機械に取り付けられたホースを介して。 彼はダイビングの鐘が深いダイバーのための貴重な方法場所であることができることを示し、通気性のガスだけでなく、電気、通信装置、およびダイビングスーツを加熱するための温水を供給した。

飽和潜水が可能になったのは、1950年代半ばのアメリカ海軍潜水艦医療センター所長ジョージ・ボンド博士の研究であり、一定時間の曝露の後にダイバーの組織が窒素で飽和することが実験で示された。 飽和点に達した後、ダイビングの持続時間は重要ではなかった。 ダイバーは数週間または数ヶ月の圧力の下に残る可能性があります。 減圧に必要な時間は、ダイバーが飽和点に一時間または一週間滞在したかどうかにかかわらず、同じであろう。 ボンドの実験は深い潜水システムの開発につながった。 これらは1970年代と1980年代に石油産業の労働者によって頻繁に使用され、深い沖合いの石油掘削プラットフォームが栄えた。

bathysphereとbathyscaph

2つの重要な近代的なダイビングの鐘はbathysphereとbathyscaphでした。 これらは科学的な観察のために作られた深海潜水船でした。 バシスフィアは、1930年にアメリカの動物学者でエンジニアのオーティス・バートン(Otis Barton)によって建設された。 水中生活に魅了されたビービーは、ダイビングマシンを考案し、バートンはそれを設計することができました。 バートンのアイデアは、部屋を完全に丸くして水圧を均等に分配することでした。 厚さ1in(2.5cm)、直径4.75ft(1.5m)を少し超える鋳鋼で製造された。 バシスフィアの重量は5,400lb(2,449kg)で、利用可能なクレーンを持ち上げるには重すぎた。 ビービーとバートンはバシスフィアでバミューダ沖で何度も潜航し、1932年に水深3,000フィート(900m)に達した。 球の偉大な強さのためにダイバーは圧力から保護されましたが、bathysphereは扱いにくく、潜在的に危険であることが判明しました。 それは1934年に放棄されました。

十年後、スイスの父と息子、AugusteとJacques Piccardは、bathyscaphと呼ばれる同様の船を設計しました。 バシスカフは、重い鋼の球状チャンバを備えたバシスフィアのような圧力の影響に抵抗した。 部屋は大きく、軽い、ガソリンで満たされた容器の下に掛かった。 空気弁を解放することはbathyscaphが自身の力の下で浮力を失い、海底に沈むことを可能にした。 再び上昇するために、オペレータは鉄のバラストを放出し、船をゆっくりと上昇させた。 最初の浴場は1946年に建設されたが、1948年に修復不可能な損傷を受けた。 改良された機械は1954年に13,000ft(4,000m)まで降下した。 ピカードは1953年にトリエステと名付けられた別の浴場を建設した。 アメリカ海軍は1958年にトリエステを購入した。 ジャックと海軍中尉のドナルド・ウォルシュは、1960年に太平洋のマリアナ海溝で記録的な水深35,810フィート(10,916m)に達した。

原材料

現代のダイビングの鐘は、高強度、細粒鋼で作られています。 窓は圧力容器のために設計されている特別な等級の鋳造物のアクリルから組み立てられる。 鐘はまた衝撃からそれを保護するために厚いアルミニウムから成っている外部のガードを必要とする。 鐘は高級な海洋のエポキシのペンキと塗られる。 鋼鉄およびアルミニウム指定は容器の予想された深さによって変わる。

設計

潜水の鐘は顧客の指定に従って特注です。 顧客は必要とされるものがの輪郭の製造業者に近づく。 必要性によって、輪郭は占有者の鐘の形、最小数、窓の数、および装置を握る棚のような他のどの特別な必要性も、指定する。 製造業者は顧客の計画を見てから、最終的な設計を作成します。

ダイビングベルの製造および設計は、米国機械学会（ASME）が提供する特定の規制の下で行われています。 ASMEは、一般的に人間の占有のための圧力容器、またはPVHOsと呼ばれるものを規制するサブセクションを持っています。 PVHOsは潜水の鐘、また浸水許容の容器、減圧の部屋、再圧縮の部屋、高高度の部屋、および他を含んでいる。 ASMEは設計からの製作およびテストによって潜水の鐘のすべての面のための厳しい基準を、置く。 製造業者およびその下請け業者はすべて、完成したベルにASMEスタンプを受け取るために、製造プロセスを通じてASMEガイドラインに段階的に従わなけ

製造工程

ベルを作る

• 1 ベルの本体は、強くてきめの細かい鋼から形成されています。 転がされた鋼板はコンベヤーベルトに置かれ、鐘の上、底および側面に版を切る自動化された鋸を通して送られます。
• 2セクションは、このタイプの建設のために認定された溶接工場に送られます。 各セクションは手動で一緒に溶接されます。 溶接は高圧に抵抗し、絶対に堅く水でなければなりません。 溶接の店はASMEによって置かれる指針に続く。
• 下請け業者または鐘製造業者によって作られた3つの鋳造アクリル窓が所定の位置に取り付けられている。

検査-テスト

• 4 セクションが一緒に溶接された後、ベルが検査される。 それは溶接の目視検査からの超音波スキャンにさまざまなテストを、経るかもしれません。 これらのテストの後、”証明テスト。「鐘は水で満たされ、それが耐えるように建てられた圧力の1.5倍で1時間加圧されます。 つまり、600ft(183m)、282psiの深さで見つかった圧力に耐えるように設計されている場合、製造元は900ft(274.3m)、または415psiの圧力にそれを適用します。 ベルは簡単に証拠テストに耐えることができるはずです。 安全上の注意として、一般的な使用圧力の4倍の圧力に耐えるように設計されています。

塗装-仕上げ

• 5 次に鐘が塗装されています。 機械スプレーヤーは鐘が水中に耐える荒い使用に抗できる高級な海洋のエポキシのペンキが付いている鐘に塗る。
• 6その後、鐘の内部が完成します。 鐘はヒーター、器械、ライト、二酸化炭素の除去剤およびファンのようないろいろな装置を握る。 これらの装置のためのブラケットは鐘の内部にボルトで固定される。 配管や配線ケースも所定の位置にボルトで固定されています。 ベルは、すべての機器が所定の位置にあるまで使用する準備ができていません。

• 7 鐘がすべてのテストおよび点検に合格すれば、ASMEのシールと押される。 これはそれがASMEの標準に従って造られ、人間の占有のために安全と推定されることを意味する。 個々の鐘は、それがいつ、誰によって建てられたかを記録した証明書も与えられます。 また、車体に使用された鋼の起源など、他の記録も保持されています。
• 8製造業者はベルを”生の”容器として届けます。 顧客はそれから追跡装置、カメラおよび無線送信機のようなすべての必要な機械類とのそれを装備します。

品質管理

品質管理は、本質的に危険な水中作業に使用される船舶にとって非常に重要です。 品質管理は潜水の鐘の製造工程に製造業者がASMEによって置かれる標準に続くので、造られる。 だけでなく、鐘は構造の後でテストされるが、予備設計はASMEの規則を満たす方法で遂行された。 ダイビングに関する全体的な規制当局は、以下を含む

現代の人事異動カプセル（PTC）。

商業ダイビング、米国では沿岸警備隊です。

未来

アメリカ海軍はまた、独自の使用のために様々なダイビング機器をテストします。 それは既存の装置をテストし、最先端のダイビングの技術を試みる実験潜水の単位を動かす。 実験ダイビングユニットはまた、ダイビングの生理学的効果を調査する医師や研究者を採用しています。 この研究のいくつかは、商業ダイバーに影響を与える規制につながる可能性があります。 これはそれから潜水の鐘および他の潜水の器具のための安全プロシージャそして品質管理テストをもたらすかもしれません。

商業ダイバーは、加圧室と深海サイト間の輸送のために毎日ダイビングベルに依存しています。 飽和潜水の開発は、ダイバーが仕事の終わりに一度だけ解凍する必要があるため、広範な水中作業を行うはるかに効率的な方法につながった。 いくつかの現在の研究は、しかし、完全に解凍せずに行う方法を調査しています。 一部の研究者は、ダイバーに人工鰓を装備させ、水から直接酸素を呼吸させる可能性を調査しました。 別の可能性のある新技術は、液体呼吸と呼ばれています。 深い圧力では、肺が酸素を含む液体で満たされている場合、それらは理論的に機能し続けることができる。 仮に、スキューバダイバーは、携帯用タンクから酸素化された液体フッ素を呼吸することができるかもしれません。 これはダイバーが圧力部屋および潜水の鐘の使用なしでより深く潜ることを可能にする。 調査のもう一つの手段は、いわゆる生物学的減圧である。 体内の特殊な細菌は、減圧症を引き起こす組織に閉じ込められたガスを代謝するために使用することができます。 これは部屋の減圧のための必要性を除去する。 これらの技術のうちのどれかが商業ダイバーのために実行可能になったら、圧力部屋および潜水の鐘の既存のシステムは変わるかもしれない。