潜水鐘
 開いた（濡れた）潜水鐘の外観 | |
| その他の名前 |
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| 用途 | 表面補給ダイバーおよび飽和ダイバーを水面から水中の作業場まで輸送し、また水面から水中へ戻します。 |
潜水ベルは、ダイバーを水面から深海へ、そして再び外洋へ輸送するために用いられる硬質の容器で、通常は水中作業を行うために使用されます。最も一般的なタイプは、底が開いたウェットベルと、外部の周囲圧力よりも高い内部圧力を維持できるクローズドベルです。 [ 1 ]潜水ベルは通常、ケーブルで吊り下げられ、ウインチによって水面上の支持プラットフォームから上下に動かされます。潜水艇とは異なり、潜水ベルは乗員の制御下で移動したり、発射・回収システムから独立して作動するようには設計されていません。
ウェットベルは、底部が水に面した気密キャノピーを備えた構造物で、水中に降ろして少人数のダイバーの拠点や移動手段として使用されます。界面の水圧によってベルキャノピー内に空気が閉じ込められます。これは最初のタイプの潜水室であり、現在でも改良された形で使用されています。
クローズドベルは人間が居住するための圧力容器で、バウンスダイビングや飽和ダイビングに使用され、底部のハッチから水にアクセスできます。内部の圧力を保つため、浮上前にハッチは密閉されます。水面上では、このタイプのベルは高圧チャンバーに固定され、ダイバーはその中で飽和状態で生活したり、減圧されたりします。ベルは底部ハッチまたは側面ハッチを介してチャンバーシステムと結合され、その間のトランクは加圧されており、ダイバーが加圧された状態でチャンバーに移動できるようにします。飽和潜水では、ベルは単に仕事場への往復の移動手段であり、チャンバーシステムが生活区域となります。潜水が比較的短い場合 (バウンスダイビング)、チャンバーで行うのとまったく同じ方法でベル内で減圧を行うことができます。
3つ目のタイプは、構造上健全な沈没潜水艦からの人員救助に使用される救助ベルです。このベルは内部圧力が大気圧であっても作動するため、周囲の水圧にも耐えなければなりません。
歴史
潜水鐘は、水中での作業や探検に使用された最も古いタイプの装備の一つです。[ 2 ]その用途は紀元前4世紀にアリストテレスによって初めて記述されています。「潜水鐘は、大釜を下ろすことで、ダイバーが水中で同じように呼吸できるようにします。大釜は水で満たされるのではなく、空気をそのまま水中に押し込むため、空気を保持するからです。」[ 3 ]アレクサンドロス大王に関する繰り返し語られる伝説（アレクサンドロス大王物語のいくつかのバージョンを含む[ 4 ]）によると、彼は船から降ろした密閉容器で海を探検しました。その起源は特定するのが難しいですが、最も古い年代の文献のいくつかは中世初期のものです。[ 5 ] 1535年、グリエルモ・デ・ロレーナはローマ近郊の湖に沈んだ船を探検するために独自の潜水鐘を製作し、テストしました。デ・ロレーナの潜水鐘には、数分間しか酸素を蓄えられないほどの空間しかありませんでしたが、彼の潜水鐘内の空気は1～2時間もつと報告されています。ただし、その限界は酸素不足ではなく、ダイバーの寒さと疲労への耐性でした。彼が使用した機構は、鐘内の圧力を一定に保ち、新鮮な空気を供給し、ダイバーの吐き出した空気を排出する必要がありました。これを実現するために、デ・ロレーナは、後にエドモンド・ハレーが1691年に設計したものと同様の方法を採用したと考えられています。[ 6 ]
1616年、フランツ・ケスラーは改良された潜水鐘を設計しました。この鐘はダイバーの足首まで届く長さになり、底に窓とバラストが追加されました。この設計により、もはや水面に繋留する必要はなくなりましたが、実際に建造されたかどうかは不明です。[ 7 ] [ 8 ]
1642年、ジョン・ウィンスロップは、エドワード・ベンダルという人物が、ボストンのチャールズタウン港を封鎖して爆発沈没した船メアリー・ローズ号を引き揚げるために、鉛で重しをし、底が開いた2つの大きな木製の樽を建造したと報告した。ベンダルは、港の封鎖解除に成功した場合は引き揚げた船の価値の全額、失敗した場合は引き揚げた価値の半分を受け取るという条件で、この作業を引き受けた。[ 9 ]
1658年、アルブレヒト・フォン・トライレーベンは、1628年の処女航海でストックホルム港で沈没した軍艦ヴァーサ号を引き揚げる許可を得た。1663年から1665年にかけて、トライレーベンのダイバーたちは潜水鐘を使って大砲の大部分を引き揚げることに成功した。[ 10 ]
1663 年の『グレシャム カレッジのバラッド』（第 16 節） には、潜水鐘について言及されています。
鐘のような不思議な装置が、 潜水術に非常に役立つと言われています。 もしそれが成功すれば、奇跡となるでしょう。紳士諸君、 人が水中で呼吸できるようにするのは 、決して簡単なことではないのですから。
1686年後半、ウィリアム・フィップス卿は投資家を説得し、現在のハイチとドミニカ共和国にあたる地域へ沈没した財宝を探す遠征に資金を提供した。しかし、難破船の位置は完全に噂と憶測に基づいていた。1687年1月、フィップスはサントドミンゴ沖でスペインのガレオン船ヌエストラ・セニョーラ・デ・ラ・コンセプシオンの残骸を発見した。一部の資料では、彼らはコンテナを逆さにして引き揚げたとされ、また別の資料では浅瀬でインディアンのダイバーの助けがあったとされている。この作業は1687年2月から4月まで続き、その間に彼らは宝石、金、銀30トンを引き上げ、その価値は当時20万ポンドを超えた。[ 11 ]
1689年、デニス・パパンは、潜水鐘内の圧力と新鮮な空気を強制ポンプまたはふいごによって維持できると提案しました。技師ジョン・スミートンは1789年にこの概念を応用しました。[ 7 ] [ 12 ]
1691年、エドモンド・ハレー博士は、長期間水中に留まることができ、海底探査用に窓を備えた潜水鐘の設計図を完成させました。ハレーの設計では、重りを付けた空気の入った樽を水面から送り込むことで、海中の大気を補充します。[ 13 ]
1775年、エディンバラの菓子職人チャールズ・スポルディングは、ハレーの設計を改良し、ベルの上げ下げを容易にするバランスウェイトのシステムと、水上乗組員に信号を送るための一連のロープを追加しました。[ 14 ]スポルディングと彼の甥のエベネザー・ワトソンは、後に1783年にダブリンの沖でスポルディングの設計した潜水鐘の引き揚げ作業中に窒息死しました。[ 14 ]
力学
ベルは、クレーン、ガントリー、またはAフレームからケーブルで水中に降ろされ、浮体式プラットフォームまたは岸壁構造物に取り付けられます。ベルは水中で垂直に立つようにバラストが積まれており、負浮力となるため、空気で満たされた状態でも沈みます。[ 15 ] [ 16 ]
地上のガス圧縮機または高圧貯蔵シリンダー群から供給されるホースは、ベルに 呼吸用ガスを供給し、次の 2 つの機能を果たします。
- 乗員は新鮮なガスを呼吸することができます。
- ベルが下降するにつれて静水圧が上昇し、開放されたベル内の空気の容積が減少するが、これを補正する。加圧ガスを注入することで、ベルが水中を降下する間、ベル内のガス空間の容積が一定に保たれる。そうでなければ、ガスが圧縮されるにつれてベルの一部が水で満たされることになる。[ 16 ]
潜水鐘の物理的性質は、ムーンプールを備えた水中居住施設にも当てはまります。ムーンプールは、潜水鐘を1～2部屋分の大きさに拡大したもので、底部の水と空気の界面は構造物の底部全体ではなく、一部に限定されています。[ 17 ]
ウェットベル
ウェットベル（またはオープンベル）は、ダイバーを水中作業場へ降ろしたり、そこから持ち上げたりするためのプラットフォームで、底部が開いた空気で満たされた空間があり、ダイバーは頭を水から出して立ったり座ったりすることができます。空気空間は常に大気圧にあるため、大きな圧力差はなく、最大の構造負荷は通常、自重と空気空間の浮力です。空気空間の浮力に対抗するためにかなり重いバラストが必要になることが多く、これは通常ベルの底部の低い位置に設置され、安定性を高めています。[ 1 ]ベルの底部は通常、ダイバーが立つことができる格子またはデッキで、水中での減圧が長くなる可能性があるため、浮上中のダイバーの快適さを考慮して折りたたみ式の座席が取り付けられることもあります。ベルに搭載されるその他の機器には、緊急用ガス供給用のボンベ、作業で使用する工具や機器を収納するラックまたはボックスなどがあります。障害のあるダイバーを吊り上げて支え、頭部が空中に突き出るようにするための器具が設置されている場合もある。[ 18 ] [ 19 ]
タイプ1ウェットベル
タイプ 1 ウェットベルには、ベルに水を供給するためのアンビリカルケーブルがありません。これは、ダイビングステージと同様に、ダイバーのアンビリカルケーブルが水面から直接ダイバーに水を供給するためです。タイプ 1 ベルから展開するダイバーは、アンビリカルケーブルがベルに入る側とは反対側から出ます。そうすることで、アンビリカルケーブルがベルを通過し、ダイバーはアンビリカルケーブルをたどっていつでもベルに戻ることができます。タイプ 1 ベルからのベイルアウトは、アンビリカルケーブルがベルに入る側からベルを出ることにより行われます。これにより、アンビリカルケーブルはベルを通過せず、ダイバーは自由に水面に浮上できます。[ 20 ] : Ch11 [ 21 ] : Ch45
タイプ2ウェットベル
ベル内部のガスパネルは、ベルアンビリカルと緊急用ガスボンベから供給され、ダイバーのアンビリカル、そして場合によっては内蔵型呼吸システム（BIBS）セットに供給されます。ダイバーのエクスカーションアンビリカルを吊り下げるためのラックが設置されますが、この用途では浮力のあるものは使用しないでください。タイプ2ウェットベルを放棄した場合、ダイバーは水面への残りの接続部に沿って浮上する際に、自らアンビリカルを管理する必要があります。[ 20 ]：Ch11 [ 21 ]：Ch45
ウェットベルの操作
ダイバーが乗船したベルは、作業プラットフォーム（通常は船舶）からクレーン、ダビット、または人員定格のウインチを備えた他の装置によって展開される。ベルは減圧スケジュールで推奨されている速度で水中に降ろされ、ダイバーが快適に圧平衡に達することができる速度で作業深度まで降ろされる。空気層のあるウェットベルは、ベルが降下するにつれて空気層が満たされ、空気は静水圧の増加によって圧縮される。また、乗員にとって許容できる二酸化炭素レベルを維持するために、必要に応じて空気が交換される。酸素含有量も補充されるが、深度のために酸素分圧は表面の空気よりも高いため、これが制限要因にはならない。[ 22 ]
ベルを上げると圧力が低下し、膨張によって生じた余分な空気は自動的にベルの縁の下から漏れ出します。ダイバーがベル内の空気空間で呼吸している場合は、二酸化炭素濃度を低く保つために、追加の空気をベル内に送り込む必要がある場合があります。空気空間は常圧であるため、圧力の低下は深度に比例します。浮上は、潜水深度と潜水時間に適した計画された減圧スケジュールに従って実施する必要があります。 [ 22 ]
- ウェットベルの外観
- 濡れたベル内部、ベルガスパネルが見える
- ウェットベルホイストウインチ
- ウェットベル供給ガスパネル（左）
- ウェットベル供給ガスパネル（右）
- ウェットベルアンビリカルデッキストレージ
- ウェットベル緊急用ガスシリンダー
クローズドベル
密閉式またはドライベルは、人員輸送カプセルまたは潜水減圧室とも呼ばれ、人が居住するための圧力容器で、作業場まで海中に降ろされ、周囲の圧力と均等に調整された後、ダイバーが出入りできるように開かれます。これらの機能要件によって、構造と配置が決まります。内部の圧力に耐えられるよう強固な構造が必要であり、球形または先端が球形の円筒形が最も効率的です。ベルが水中にあるときは、内部に浸水することなく、居住者が出入りできる必要があります。これには、底部に圧力ハッチが必要です。外部圧力が低下してもベルが内部圧力を確実に保持する必要があるため、ハッチは内側に開き、内部圧力で閉じた状態を保つ必要があります。ベルは作業深度まで水中を降ろすため、負浮力でなければなりません。これには追加のバラストが必要になる可能性があり、緊急時にベルの内部から圧力を失うことなく放出できるシステムによって取り付けられ、ベルが水面に浮かぶことができる場合があります。[ 23 ]
デッキ上の減圧室または飽和システムへの水面上のロックは、底部または側面から可能です。ベルボトムハッチをこの目的で使用すると、必要なハッチが1つで済むという利点がありますが、ベルを持ち上げて減圧室への垂直入口の上に設置する必要があるという欠点があります。このように使用されるベルは、人員輸送カプセルと呼ばれることがあります。ベル内で減圧が行われる場合は、潜水型減圧室と呼ばれることがあります。[ 24 ]
ベルボトムハッチは、適切なベイルアウトシリンダーを完全装備した大柄なダイバーが無理なく出入りできる幅がなければならない。また、ダイバーが外に出ている間は、ベルマンがハッチを通して臍帯を運ぶため、ハッチを閉じることはできない。 [ 25 ]また、作業中のダイバーが意識を失った場合、ベルマンがハッチから持ち上げ、その後ハッチを閉じることで、浮上に備えてベルを密閉・加圧できるようにする必要がある。この目的のために、通常、ベル内には吊り上げ装置が取り付けられており、作業を容易にするためにベルの一部に水を入れることもある。[ 24 ]
内部空間は、フル装備のダイバーとベルマン（作業中のダイバーがロックアウトされている間にベルを操作するスタンバイ ダイバー）が座れる大きさで、彼らのアンビリカル ケーブルをラックにきちんと収納でき、彼らが中にいる間にハッチが内側に開くことができる大きさでなければなりません。これより大きいとベルが実際よりも重くなるため、内部に必要のないすべての機器はベルの外側に取り付けられます。これには、補助機器をサポートし、ベルを衝撃や障害物への引っ掛かりから保護するフレームワーク、および通常フレームワークの周りにラックに取り付けられる緊急用ガスと電源が含まれます。緊急用ガス供給 (EGS) は内部のガス パネルに接続されます。下部ハッチを底から離しておくフレームワークの部分は、ベル ステージと呼ばれます。これは取り外し可能な場合があり、垂直アクセス チャンバー ロックへの接続を容易にします。ベルのアンビリカルケーブルは、船体貫通部（ハルペネトレーション）を介してベルに接続され、あらゆる動作圧力に耐え、漏れが生じないようにする必要があります。内部ガスパネルは、ハルペネトレーションとダイバーのアンビリカルケーブルに接続されます。アンビリカルケーブルには、主呼吸ガス供給、通信ケーブル、気圧計ホース、スーツ加熱用の温水供給、ヘルメット搭載ライトの電源、そして場合によってはガス回収ホースとビデオケーブルが接続されます。ベルのアンビリカルケーブルには通常、ベル内外の照明用の電源ケーブルも接続されます。工具用の油圧線は、ベル内部で使用されることはなく、外部に保管することもできます。バッテリー電源による緊急水中通信システムと、国際標準規格37.5 kHzで動作する位置トランスポンダーが備えられている場合もあります。[ 20 ]ベルには、ビューポートと医療用ロックが備えられている場合もあります。[ 26 ]
密閉式ベルには、アンビリカルカッターが取り付けられている場合があります。これは、アンビリカルケーブルが絡まってベルの回収が不可能になった場合に、乗員が密閉・加圧されたベル内部からベルアンビリカルケーブルを切断できる機構です。この装置は通常、ベル内部の手動ポンプを用いて油圧で作動し、ベル上部に固定されている箇所またはその直上でアンビリカルケーブルを切断できます。切断後、ベルを引き上げ、アンビリカルケーブルを回収できれば、わずかな長さの損失で再接続できます。[ 27 ]ホットスタブユニットと呼ばれる外部接続部が取り付けられる場合があります。これは、ROVやダイバーが緊急用アンビリカルケーブルを接続し、救助活動中にベル内の生命維持を維持できるようにするものです。温水、呼吸ガス、電力、通信接続が提供される場合があります。[ 28 ]
ベル内のダイバーは、潜水制御ポイントから閉回路ビデオで監視することができ、[ 20 ]また、ベル内の雰囲気は、高圧炭化水素分析装置によって揮発性炭化水素汚染が監視され、上部中継器に接続して炭化水素レベルが麻酔レベルの10％を超えると警報を発するように設定することができます。[ 29 ] [ 30 ]
ベルには、外部緊急用バッテリーパック、内部空気用の二酸化炭素除去装置、温度調節用のエアコンが装備される場合があります。電源は通常、12Vまたは24VのDCです。[ 28 ]
ベルにはバラストが積み込まれ、負の浮力を与えることでウインチで降ろした際に沈没する場合がある。また、ウインチが故障した場合に備えて、密閉されたベル内部からバラストを放出し、緊急浮上を可能にすることも可能である。そのようなシステムの一つでは、ベルを2メートル上昇させるのに十分なバラストを降ろすことで、底部ハッチへのアクセスを容易にする。乗員はベル内部に入り、密閉した後、バラストを放出することでベルを浮力化し、水面に浮かび上がらせることができる。[ 23 ]
ベルには、負傷したダイバーを救助・治療するための装備が備え付けられます。これには通常、障害のあるダイバーを底部のハッチからベル内に引き上げ、必要に応じて直立姿勢で固定するための小型の器具が含まれます。ベル浸水防止弁（ベルフラッディングバルブとも呼ばれます）フラッドアップバルブは、障害のあるダイバーをベルに引き上げる際に、内部を部分的に浸水させるのに使用できる場合があります。内部に入り、安全を確保した後、ブローダウンバルブを使用してベル内の水を排出し、内部を大気圧の呼吸ガスで満たし、ハッチから水を排出します。応急処置キットも携行します。 [ 24 ]
英国のミニベルシステム
1986年初頭から90年代初頭にかけて北海油田で使用されていたこのシステムの派生型に、オーシャンテック・ミニベルシステムがある。これはベルバウンス潜水に使用され、潜降時にはオープンベル、浮上時にはクローズドベルとして運用された。ダイバーはアンビリカルケーブルを外部ラックに収納した後、ベルに乗り込み、ヘルメットを外部収納用に外し、ベルを密閉して水面に戻り、最初の減圧停止深度まで排気する。その後、ベルはデッキの減圧チャンバーに固定され、ダイバーは加圧された状態でチャンバー内に移動し、チャンバー内で減圧を完了させる。そして、ベルは次の潜水に使用可能となる。[ 31 ]
呼吸ガスの分配
ベルへの呼吸ガス供給は、プライマリガス供給、予備ガス供給、そしてベルに搭載される緊急ガス供給から構成されます。ダイバーは、アンビリカルガス供給が停止した場合にベルに戻るのに十分な量のベイルアウトガスを、スキューバシリンダーまたはセミクローズドサーキットリブリーザーで携行します。 [ 21 ] : Ch45
プライマリガス、または主ガス供給源は、通常、低圧呼吸用空気圧縮機によって供給される圧縮空気、または一般に「クワッド」と呼ばれる高圧貯蔵シリンダーの集合体で供給される混合ガスです。プライマリガスは、潜水作業中は常にメインガスパネルに接続されていますが、メインガスパネルが故障した場合や問題解決中は、ダイバーは予備ガスに切り替えます。[ 21 ] : Ch45
予備ガス（または二次ガス）は、主ガス供給パネルに接続され、供給バルブを開くことですぐに使用できます。低圧コンプレッサーまたは高圧貯蔵庫から供給することもできます。予備ガスの組成は主ガス供給と同じである。[ 21 ] : Ch45
減圧ガスを使用する場合、これもメインガスパネルから供給されます。これは主ガスと同じガス、酸素濃縮混合ガス、または純酸素の場合があります。ウェットベルでの水中減圧のためのガス切り替えは、商業ダイビングでは推奨されません。呼吸ガス供給システム全体が酸素を含まず、規定の強制減圧限度が計画されている場合は現場に減圧チャンバーが必要となるため、チャンバー内で酸素（SurDO 2 ）を用いて水面減圧を行う方が便利だからです。水面減圧と水中減圧の相対的な安全性は不明です。どちらの手順も健康および安全規制機関によって承認されています。[ 32 ]
緊急ガスはベルに搭載されており、通常はベルガスパネルに接続された50リットルの高圧ボンベが少数設置されています。これは主ガスと同じガスです。密閉式ベルでは、ベル内空気用の二酸化炭素スクラバーが備え付けられている場合は、純酸素も供給されます。タイプ2ウェットベルまたは密閉式ベルでは、この緊急ガスはベルマンが操作するベルガスパネルからエクスカーション用アンビリカルケーブルを介してダイバーに供給されます。 [ 21 ] : Ch45
各ダイバーは、主ガス、予備ガス、ベル緊急ガス供給の臍帯供給が失敗するような合理的に予見可能な状況下でベルに戻るのに十分な緊急ガス供給（ベイルアウトガス）を携行している。[ 21 ]：Ch45
主ガス分配パネルは潜水作業の制御点に設置されており、ガスマン（ダイバーでもある場合がある）によって操作されるが、ガスが空気の場合は潜水監督者が直接操作することもある。[ 21 ] : Ch45
ベルガスパネル
ベルガスパネルは、密閉式ベルの内部とタイプ2ウェットベルの天蓋の下に設置されたバルブ、圧力調整器、パイプ、ホース、ゲージの集合体で、ベルマンによって操作されます。ヘリウム回収システム使用時は、回収ガスの戻りホースはベルガスパネルと背圧調整器を通過して地上に出ます。ベルガスパネルには、メインガスパネルからベルアンビリカルケーブルを介して一次ガスと二次ガスが供給され、またベルに搭載されたボンベから機内緊急ガスも供給されます。各ガス供給の圧力は、調整前後でパネル上のゲージに表示されます。[ 33 ] [ 34 ]
![[アイコン]](/wiki/File:Wiki_letter_w_cropped.svg) | このセクションは、以下の項目を追加して拡張する必要があります。通常時および緊急時のガス供給に関するパネルの機能について説明してください。 [ 34 ]不足している情報を追加していただければ幸いです。 （2025年7月） |
現代の潜水鐘の配備
潜水ベルは、ガントリーまたはAフレームを用いて船体側面またはプラットフォーム上、あるいはムーンプールを通して展開されます。ガントリーまたはAフレームにはクランプウェイトとベルが吊り下げられています。潜水支援船に内蔵された飽和システムでは、ムーンプールを通してベルを展開することもできます。ベルハンドリングシステムは、発射回収システム（LARS）とも呼ばれます。[ 35 ]
ベルハンドリングシステム
密閉式ベルハンドリングシステムは、ベルをチャンバーシステムにロックオンした位置から水中に移動し、作業深度まで降ろして過度の動きなく所定の位置に保持し、チャンバーシステムに戻すために使用されます。ベルをデッキ上に移動するシステムとしては、デッキトロリーシステム、オーバーヘッドガントリー、またはスイングAフレームを使用できます。このシステムは、悪天候でもチャンバートランク上の正確な位置を確保できるように、支持されたベルの動きを十分に制限する必要があります。ベルカーソルは、飛沫帯を通過したり飛沫帯の上を移動したりするために使用できます。また、ヒーブ補正装置は、水中でカーソルが届かない場合、特にダイバーがロックアウトされベルが周囲圧力にさらされている作業深度で垂直方向の動きを制限するために使用されます。[ 20 ]
ベル臍帯
ベルアンビリカルはベルガスパネルにガスを供給し、ダイバーのエクスカーションアンビリカルとは別個のものです。エクスカーションアンビリカルはベル内部のガスパネルに接続されています。ベルアンビリカルは大型のドラムまたはアンビリカルバスケットから展開されます。アンビリカルの張力は低く抑えつつ、使用時にはほぼ垂直に保たれ、回収時にはきれいに巻き取られるよう配慮されています。これにより、アンビリカルが水中の障害物に引っかかるリスクが軽減されます。[ 35 ]
ウェットベルの取り扱いは、密閉式ベルの取り扱いとは異なり、圧力を逃がす接続を作るためにベルをチャンバーシステムとの間で移動する必要がなく、ウェットベルでは、乗員が特定の周囲圧力で減圧できるように、細かく制御された下降および上昇の速度を維持し、かなり厳密な許容値内で固定深度に留まる必要がありますが、密閉式ベルは遅滞なく水から取り出すことができ、上昇および下降の速度は重要ではありません。
ベルダイビングチームには通常、作業ダイバーとベルマンの2名のダイバーがベル内にいますが、潜水中に交代でこれらの役割を担うこともあります。ベルマンは、ベルから船内ガス分配パネルの操作員である作業ダイバーまで、待機ダイバー兼アンビリカルテンダーとして待機します。ベルマンは、作業ダイバーより約2メートル長いアンビリカルケーブルを携行し、緊急時に作業ダイバーに確実に到達できるようにします。ベル内でアンビリカルケーブルを結び付けることで展開長さを調整できますが、ダイバーが水中の既知の危険物に近づかないようにするために、これは必ず行う必要があります。状況によっては、水面待機ダイバーが支援できる緊急事態に備えて、付き添い付きの水面待機ダイバーがいる場合もあります。チームはダイビング監督の直接の指揮下にあり、ウインチ操作員が含まれ、専任の水面ガスパネル操作員が含まれる場合もあります。[ 20 ]
塊の重量
ダイビングベルの展開は、通常、クランプ ウェイトを下ろすことから始まります。クランプ ウェイトは、ウインチからガントリーの片側の滑車を越えてケーブルの湾曲部に吊り下げられた大きなバラスト ウェイトです。このケーブルは、ウインチからガントリーの片側の滑車を越えてウェイトまで降ろされ、ウェイトの両側にある 1 組の滑車を回ってガントリーの反対側まで戻され、そこで固定されます。ウェイトはケーブルの 2 つの部分の間で自由にぶら下がり、その重さにより水平にぶら下がり、ケーブルを張った状態に保ちます。ベルはクランプ ウェイト ケーブルの部分の間にぶら下がり、両側にフェアリーダーが付いており、ケーブルを上下に動かすと、フェアリーダーがケーブルに沿ってスライドします。ベルの展開は、ガントリーの中央にある滑車を通る上部に取り付けられた別のケーブルによって行われます。ベルが下ろされると、フェアリーダーが展開ケーブル上でベルが回転するのを防ぎます。回転すると、アンビリカル ケーブルにねじれが生じ、ループや引っ掛かりが発生する危険があります。したがって、クランプウェイトケーブルは、ベルを作業場まで降ろし、プラットフォームまで持ち上げるためのガイドラインまたはレールとして機能します。吊り上げウインチまたはケーブルが故障し、ベルのバラストが解放された場合、正浮力のベルは浮き上がり、ケーブルがベルを水面まで導き、比較的容易に回収できる位置まで持ち上げます。クランプウェイトケーブルは緊急回収システムとしても使用でき、その場合はベルとウェイトの両方が一緒に持ち上げられます。[ 35 ]吊り上げケーブル上の回転を防ぐ別のシステムは、クロスホールシステムの使用です。これは、作業深度におけるベルの横方向の位置を調整する手段として、また緊急回収システムとしても使用できます。[ 20 ]
ベルステージ
ベルステージはベル下部に設置された開放型の枠組みで、ベル下部ロックがクランプウェイトや海底に近づきすぎるのを防ぎ、ダイバーが安全にベルに出入りできるスペースを確保します。ベルステージはベルの一部として、またはクランプウェイトの一部として展開できます。ベルステージには、工具や機器を運ぶためのバスケットが取り付けられる場合もあります。[ 36 ]
ベルカーソル
ベルカーソルは、ベルの動きを空気中や水面近くの飛沫帯（波によってベルが大きく移動する可能性がある）から、水の動きが弱い深度まで誘導・制御するための装置である。これは、追加のバラスト重量に依存する受動システムと、制御された駆動システムを用いて垂直方向の動きを提供する能動システムのいずれかである。カーソルには、ベルに固定され、レール上を垂直方向に移動することで横方向の動きを制限するクレードルが取り付けられている。ベルは飛沫帯の下の比較的静かな水中で解放され、カーソルに固定される。[ 35 ] [ 20 ] [ 25 ] : 1.1.10.5
ムーンプールの曝気システム
一部の潜水支援船では、ムーンプールにエアレーションシステムが備えられており、水中ノズルから大量の低圧空気をムーンプールの水中に吹き込みます。これにより、水は水よりも密度の低い二相泡となり、ベルが上部の空気と境界面下の非通気水の間を通過する際にベルに及ぼす力が軽減されます。密度の変化は比較的緩やかで、通気領域における波や渦などの水の動きが減衰されるため、衝撃荷重が大幅に軽減されます。[ 25 ] : 1.1.10.8
ヒーブ補償
ヒーブ補正装置は、プラットフォームの動きによって引き起こされるハンドリングシステムの上下動を打ち消すことでベルの深さを安定させるために使用され、通常はガイドワイヤーの張力も適正に保ちます。プラットフォームの安定性によっては、通常は必須ではありません。[ 20 ]
クロスホール
ベル横移動とは、ベルに接続されたケーブルを用いてベルを横方向に移動させることです。これは、作業場所がLARSの真下ではない場合などに有用です。横移動システムは独立した昇降装置からケーブルを引き出し、ベルの回転を制限したり、緊急時のベル回収システムとして使用したりすることもできます。[ 20 ]
高圧酸素療法室での使用
商業ダイビング業者は、通常、密閉式ベルを水面高圧チャンバーと組み合わせて使用します。これらは安全性と人間工学上の利点があり、ベルを水面に引き上げてダイビング支援船に戻した後で減圧を行うことができます。密閉式ベルは、飽和潜水や海中救助活動でよく使用されます。ダイビングベルは、エアロックの嵌合フランジを介してデッキの減圧チャンバーまたは飽和システムに接続され、乗員の圧力下での移送が行われます。高圧ベルの稼働とは、1人または複数のダイバーが内部で圧力を受けている状態でベルをシステムからロックオフしてから、再びロックオンするまでの期間と定義されます。[ 37 ] [ 38 ]
エアロック潜水鐘
エアロックベルは、水面上に伸びたアクセストランクとアクセス用のエアロックを備えたケーソンの一種です。 [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]
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エアロック潜水鐘プラントは、ジブラルタル港の戦艦の係留設備の設置、検査、修理を行うために特別に建造された艀であった。[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]このプラントは、ランベスのシーベ・ゴーマンとエセックス州ウィヴンホーのフォレスト社によって設計され、1902年に英国海軍本部に納入された。[ 42 ]
この船はジブラルタルの特殊な状況から生まれた。港湾の係留設備は、中央のリングから海底に沿って放射状に伸びる3本の鎖で構成され、それぞれが大きな錨で終端している。ほとんどの港湾は海底が軟弱であり、泥、粘土、砂の中に錨を打ち込んで係留するのが一般的だが、海底が硬い岩盤であるジブラルタル港ではこれは不可能だった。[ 45 ]
作業にあたっては、はしけを作業現場まで曳航し、アンカーで係留した後、鐘を垂直に海底まで降ろす。[ 43 ]そして、ポンプで水を排出する。作業員は中央のアクセスシャフトにあるエアロックから鐘の中に入る。普段着のまま、係留用のアンカーを掘り出すことができた。[ 45 ]
ドイツのサービス船「カール・ストラート」もコンセプトは似ているが、ベルはアクセスチューブを旋回させることで降ろされる。カール・ストラートは1963年、ミュンスターの西水路海運局向けに建造された。6m×4m×2.5mのベルには、直径2mのチューブとエアロックを通してアクセスできる。パンタグラフシステムにより、ベルと内部階段はどの水深でも水平に保たれる。最大作業深度は10m。この船は、全長52m、全幅11.8m、喫水1.6mという船体に対応できる水門を備えた内陸水路で使用されている。[ 46 ] [ 47 ]
救助ベル
潜水ベルは潜水艦救助に使用されてきました。密閉された乾燥したベルは、脱出ハッチの上を潜水艦のデッキに密着するように設計されています。ベルと潜水艦の間の空間の水はポンプで排出され、圧力差によりベルが潜水艦に保持されるため、ハッチが開き、乗員が潜水艦から出てベルに入ることができます。次に、ハッチが閉じられ、ベルスカートが浸水して潜水艦から解放され、生存者を乗せたベルが水面まで引き上げられます。そこで生存者は脱出し、ベルは次のグループを乗せるために戻ってきます。ベルの内部圧力は通常、減圧の必要性をなくして稼働時間を最小限に抑えるため大気圧に保たれます。そのため、ベルスカートと潜水艦のデッキ間の密閉は、作業の安全にとって非常に重要です。このシールは、通常はゴムのような柔軟なシール材を使用することで実現され、スカートが押し出される際の圧力差によって滑らかなハッチ周囲にしっかりと押し付けられます。[ 48 ] [ 49 ]
観測鐘
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観測鐘は密閉式の鐘で、通常は大気圧で作動し、深海まで降ろして観測プラットフォームとして機能します。1人または複数の人が乗船し、ビューポートを通して周囲の環境を観察できますが、外部環境と物理的に接触する手段は通常備えられていません。最初の観測鐘は、19世紀後半に建造された近代的な鐘の1つでした。
潜水球と観測ベルは似た構造です。1930年にウィリアム・ビーブとオーティス・バートンによって製作された鋼鉄製の潜水球には、観測用に3つのクリスタルガラス窓が設けられていました。浅い深度用の観測ベルは、一般的に潜水球とは異なる設計になっています。[ 50 ]
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ベルダイビングのスキルと手順
ベルダイビングの通常の手順には、潜水、潜降、浮上のためのベルの準備、そしてベルマンによる作業ダイバーの監視が含まれます。ベルマンは、ベルとその乗員が潜降または浮上の準備が整っていることを確認する責任があり、作業ダイバーのアンビリカルケーブルをテントで固定し、ベルガスパネルを操作するために水面との通信を行います。[ 51 ]
ウェットベル浮上には通常、水中での減圧停止が含まれ、場合によっては水面減圧も含まれる。[ 51 ]
密閉式ベル手順には、深度でのロックインとロックアウト、ベルと飽和システムまたはデッキ減圧室の間での圧力下での移動も含まれます。[ 20 ]
緊急ベルの手順には、動的位置検出警報とランアウト対応、緊急ベルガスパネル操作（水上ガス供給の停止や水上ガス供給の汚染など）（いずれも船内ガスへのベイルアウトが必要）、温水供給の停止、そしてベルマンによる作業中のダイバーの救助が含まれる。音声通信が停止した場合は、緊急灯とガス信号の適切な使用が必要となる。濡れたベルを持ち上げることができない場合はベルの放棄が必要となる場合があるが、密閉されたベル内の飽和潜水士は水中に浮上できないため、ベル内または別のベルへ救助されなければならない。[ 20 ]
危険
メンテナンスのために減圧された密閉ベルには、潜水呼吸用の混合ガスが残留している可能性があり、これは通常、通常の大気圧では低酸素状態となり、入室した者は急速に意識を失う可能性があります。ヘリウムベースの混合ガスは浮力があるため、入室前に強い空気流でフラッシングを行い、酸素分圧を検査する必要があります。[ 52 ]
ベル内の雰囲気は、ロックアウト中に汚染物質に曝露したダイバーが持ち込んだ物質によって汚染される可能性があります。汚染物質の種類は作業環境によって異なりますが、石油化学製品が含まれる場合があります。これは密閉式ベルではより深刻な問題となります。[ 53 ]
他の人間が居住する圧力容器と同様に、潜水ベル内部の火災は、乗員にとって極めて危険です。これは主に密閉式ベルで問題となります。開放式ベルでは、乗員は水に浸かってベル内に水を注ぎ、迅速に消火することができます。また、ベル内部は一般的に湿っており、発火しにくいからです。ベル内の酸素分圧は、酸素毒性を防ぐため、一般的に制限されており、これは発火防止策でもあります。飽和潜水では、ベル内の雰囲気と呼吸ガスの供給は、居住空間の雰囲気とほぼ同じです。居住空間の雰囲気は、注意深く監視され、酸素毒性に対して安全な酸素分圧に保たれているため、火災リスクは本質的に低いです。
ダイバートレーニング
ベルでの作業資格を持つダイバーは、作業対象となるベルの種類に応じた技能と手順の訓練を受けます。オープンベルは通常、水面下での供給空気による深海潜水に使用され、クローズドベルは飽和潜水および水面下での混合ガス潜水に使用されます。これらの技能には、作業ダイバーをベルから展開するための標準的な手順、ベルマンによる作業ダイバーのベルからの介助、作業ダイバーとベルマン双方のための緊急時および救助手順が含まれます。これらの手順には、オープンベルとクローズドベルの潜水の間にかなりの類似点と大きな違いがあります。[ 54 ] [ 55 ] [ 56 ] [ 57 ]
水中の生息地
上で述べたように、ウェットベルのコンセプトをさらに発展させたのが、ムーンプールを備えた水中居住環境です。ダイバーはここで、水中での圧力上昇に順応しながら、長時間、乾いた快適な状態で過ごすことができます。水中への潜航の合間に水面に戻る必要がないため、各潜航後に、血流から放出される窒素の泡による問題（ケーソン病としても知られる減圧症）を避けるために必要な減圧（徐々に圧力を下げること）の必要性を減らすことができます。こうした問題は、水深 6 メートル（20 フィート）に相当する 1.6標準気圧（160 kPa）を超える圧力で発生する可能性があります。常圧の居住環境にいるダイバーは、水面に戻るときに減圧が必要になります。これは飽和潜水の一種です。
自然の中で
潜水鐘蜘蛛（Argyroneta aquatica ）は、陸上でも生存できるにもかかわらず、完全に水中で生活する 蜘蛛です。
クモは空気呼吸をしなければならないため、糸を使って水中の植物に取り付けた開いた潜水鐘のような生息地を作ります。クモは腹部と脚に密集した毛で体の周りに薄い層状の空気を集めます。この空気を潜水鐘へと運び、鐘内の空気を補充します。これにより、クモは長時間鐘の中に留まり、獲物を待ち伏せすることができます。
参照
- バチスフィア – ケーブルで降ろされた無動力球形深海観測潜水艇
- ベントスコープ – ケーブルで降ろされた無動力球形深海観測潜水艇
- ケーソン（工学） - 水面下で作業員に乾燥した作業環境を提供するための堅固な構造物
- コッファーダム – 密閉された領域から液体を排出するための障壁
- 潜水室 – 潜水作業で使用される人間が居住するための高圧容器
- ムーンプール – 船体、プラットフォーム、またはチャンバーの底部に開口部があり、下の水にアクセスできる
- 潜水技術の年表 – 水中潜水機器の歴史における注目すべき出来事の時系列リスト
- ウェット潜水艦 - 大気圧ダイバー推進機
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アレクサンダーは潜水鐘で海の深みを探ろうとします
。これはミドラーシュの
資料にハドリアヌスについて記された物語です。15
この
記述は、アラブの歴史書のほか、
アエティクス・イスターのラテン語『コスモグラフィア』（8世紀）や、
大司祭レオ
のラテン語訳
、ドイツ語の
『アンノリード』
（11～12世紀）、古フランス語の
『アレクサンダー散文』
（12世紀）にも見られます。
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外部リンク
