(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単一の統合されたアンビリカルライン、供給源側セクション、統合展開セクション、および、ユーザ側セクション、を含む、生命維持システムであって、
前記供給源側セクションは、
前記統合展開セクションへ、高圧気体ラインを通して高圧気体を供給する、少なくとも１つの高圧気体源、
前記統合展開セクションへ、双方向データ通信ラインを通してデータ通信を行う、少なくとも１つの双方向データ通信源、
前記統合展開セクションと接続する少なくとも１つの動力源、を含み、
前記統合展開セクションは、供給源側セクションからの入力ラインを単一の柔軟なアンビリカルラインに統合して展開し、
前記アンビリカルラインは、
独立安全テザー、
少なくとも１つの独立した動力ライン、
少なくとも１つの独立した高圧気体ライン、
少なくとも１つの独立した双方向データ通信ライン、および、
柔軟な保護カバー、を含み、
統合された前記アンビリカルラインは前記ユーザ側セクションと連通し、
前記ユーザ側セクションは、
少なくとも１つのユーザ側複数ポート低圧気体ブロックと連通する第１段階減圧レギュレータ、
少なくとも１つの双方向データ通信装置、
少なくとも１つの第２段階減圧レギュレータ、を含み、
前記ユーザ側セクションは前記独立安全テザーと接続されている、生命維持システム。
【請求項２】
供給源側セクションの高圧気体源は、少なくとも１つの入口圧力レギュレータと連通し、
前記入口圧力レギュレータは、前記高圧気体ラインを通して高圧気体を前記統合展開セクションに送達し、
前記統合展開セクションは、前記アンビリカルラインを通して前記ユーザ側セクションと連通する、請求項１に記載の生命維持システム。
【請求項３】
前記動力源は、前記アンビリカルライン内の少なくとも１つの動力ラインと接続し、
前記動力ラインは、ユーザ側セクションにおける少なくとも１つの装置と接続する、請求項１に記載の生命維持システム。
【請求項４】
前記ユーザ側セクションは高圧気体セレクタを含み、
前記高圧気体セレクタは前記高圧気体ラインと連通し、
前記高圧気体ラインは、少なくとも１つの前記第１段階減圧レギュレータと連通し、
前記第１段階減圧レギュレータは、少なくとも１つの前記ユーザ側複数ポート低圧気体ブロックと連通する、請求項１に記載の生命維持システム。
【請求項５】
前記高圧気体ラインは、前記高圧気体源以上の内圧を保持することができる、所定の直径の可撓性材料で作成される、請求項１に記載の生命維持システム。
【請求項６】
前記独立安全テザーは、アンビリカルラインが有するその他の構成要素と独立して前記統合展開セクションと前記ユーザ側セクションを接続する、請求項１に記載の生命維持システム。
【請求項７】
前記統合展開セクションは、少なくとも１つの前記高圧気体ライン、少なくとも１つの前記双方向データ通信ライン、少なくとも１つの前記動力ライン、および、前記独立安全テザーを、前記柔軟な保護カバー内に格納し、アンビリカルラインとして展開するために単一の長手方向ラインに束ねる、請求項１に記載の生命維持システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照：本出願は以下の仮特許出願の便益を主張する。
第６１／９２０，２７０号  ２０１３年１２月２４日付け
第６１／９４６，８５４号  ２０１４年３月２日付け
第６２／０９３，８６６号  ２０１４年１２月１８日付け
本発明は、悪環境で作業を行っている１人または２人以上のユーザへの、呼吸気体、エネルギー源、複数方向で複数フォーマットの通信及びデータ取得用の文書システム、及び安全テザーの組み合わされ、冗長で、再補充可能な送達に関する。
【０００２】
本発明は、悪環境で作業をする１人またはそれ以上のユーザへのエネルギー源、通信、状況及び個人の診断、安全テザー、ならびに呼吸気体の組み合わされ、冗長で、再補充可能な送達に関する。例として、本発明は、極限環境で作業するユーザ（「応答者」または「ユーザ」）によって使用されてもよく、通信、動力源、及び生命に関わる人間の統計及び状況意識を監視し、呼吸気体を送達するシステムが安全テザー及び、呼吸及び補助的な用途の両方のための再補充可能な冗長な気体供給と、１個の柔軟なアンビリカルシステム内で組み合わされており、システムへの供給は、離れて位置しているオペレータ（「オペレータ」）が源になっている。これには、水中ダイバー（ＳＣＵＢＡ）へのアンビリカル送達だけでなく、初期対応消防士や危険物の専門家などの陸上のユーザ（ＳＣＢＡ）へのアンビリカル送達が含まれていてもよい。
【０００３】
地上及び水中のシステムの両方は、ユーザ／応答者が作業をする悪環境から彼らを完全に収容する彼らに着用される防護服と共に「フルフェースマスク」構成に進化してきた。これらのマスクは顔全体を覆う。マスクによって、ユーザ／応答者は、汚染されていない気体を呼吸し、離れたオペレータと通信することができる。
【０００４】
通信は、双方向の音声／視覚通信を可能にするシステムによって促進される。ユーザ／応答者が離れたオペレータや他のユーザ／応答者と話し、それに対して、離れたオペレータや他のユーザ／応答者をイヤピースを通して聞くことができるフルフェースマスク（「ＦＦＭ」）内で音声通信が促進される。
【０００５】
視覚通信は、アンビリカルシステムを通してオペレータに信号を送達する任意の適切な周波数スペクトル（つまり可視光、赤外線、ソナー）内で動作している「カメラ／センサ」によって促進される。カメラ／センサが、可視スペクトル外で動作している場合、実時間監視、記録、及び統合ディスプレイを介したユーザ／応答者への再送達のために、データを可視スペクトルに変換してもよい。
【０００６】
エネルギー源は、ユーザ／応答者の近くと遠くの作業領域の両方の照明の動力となってもよいし、視認、記録、及び再分配をするオペレータのカメラ／センサの動力となってもよい。エネルギー源は、（例としてのみであるが）アクセサリ工具、ユーザ／応答者が熱及び環境からの保護のために下着の中に装着する加熱素子などの追加のユーザ／応答者アクセサリの動力となってもよい。
【０００７】
テザーラインは、（水面または水中のいずれでも）安全のために、または、電子通信障害時のオペレータとの通信のための「手信号」装置として、ユーザ／応答者のハーネスシステムを安全な領域に直接取り付ける。ハーネスシステムは、１次気体送達システムの障害時用に、独立したバックアップの冗長な呼吸気体供給源も保持していてもよい。バックアップ気体システムは、ユーザ／応答者の必要を満たすだけではなく、救助時の「犠牲者」の呼吸気体の必要、またはアンビリカルシステムに直接接続されていない第三者のユーザ／応答者の必要も満たしてもよい。
【０００８】
前述の別個のシステムの各々は市販されているが、１つの完全に統合され軽量で容易に運搬可能なシステムになるようには組み合わされていない。本発明は、それを達成するだけではなく、これまで考えられたことがない緊急時の特徴、動作オプション、及び可能性を追加する。
【０００９】
設計要素の多様性
設計要素１：柔軟なシールド内で別個の非相互接続ライン（テザー、気体、通信、診断、データ、及び動力）を１つのグループにすることによって、各ラインはその機能だけを果たす。非常に重いＵＷ／ユーザ／応答者を、安全のための、完全装備の、水が満たされていることもある耐寒耐水服まで吊り上げるのに必要な引張り強度は、すべて安全テザーによってもたらされる。それを唯一の課題として、設計には、非常に高い線形の強度を備えている、軽量で、非常に柔軟なラインが必要である。その結果、気体、通信、データ、または動力送達用のラインは、それらの最適で唯一の機能のためだけに設計する必要がある。本発明によって、ダイバー及び展開リールの両方の位置で各ラインを別個に終端させる（テザーを最も短くする）ことによって、これらの独立している機能が可能になる。持ち上げ能力は、テザーだけが担う。
【００１０】
テザーとは独立して、動力、通信、データ及び気体ラインは、アンビリカル内で全てのラインを１つに束ねる柔軟な保護シース内で互いに並んで自由に摺動してもよい。この構成によって、機能上の最大の柔軟性が達成され、それぞれの終端点の損傷（及び機能喪失）の可能性がなくなる。
【００１１】
同様に、通信及び診断のラインは、小径の光ケーブルまたは温度変化及び外乱排除に対して適切な被覆を備えている非常に柔軟な撚られているワイヤで作られてもよい。同様に、アクセサリ、工具、または照明用の動力ラインは、それらの特定の要件に限定されている。同様に重要な気体ラインの設計パラメータは、低温で湿った環境において最大の柔軟性を備えている高圧気体の送達に限定されている。
【００１２】
設計要素２：呼吸気体の１次供給。アンビリカルシステムは、呼吸気体の供給を送達してもよい。本システムは水面（ＳＣＢＡ）で使用される時には、環境圧力の変化は通常発生しない。しかし、水中（ＳＣＵＢＡ）で使用される時には、短い距離または深さの増加／減少で急速な圧力変化が発生する。これらの変化は、ユーザ／応答者の呼吸気体に対する要求に悪影響がある。ユーザがより深く降下すると、水面に比べて、より多くの気体が必要になる。たとえば、３３フィートでは、ユーザ／応答者は、呼吸毎に２倍の気体が必要になる。９９フィートでは、ユーザ／応答者は、４倍の気体が必要になる。体内の空気の腔に対して増加した水の圧力をつり合わせるように追加の気体が必要である。そのため、アンビリカルシステムの部品を実時間でユーザ／応答者の気体に対する要求に対して調整して適合させる必要がある。圧力変化は、通信／診断ライン、動力ライン、またはテザー強度には影響しないかもしれない。
【００１３】
呼吸気体に関する問題を解決するために、常に変化し続ける高圧気体源をユーザ／応答者が必要とする常に変化し続ける低圧まで減少させる複数段階システムが必要になる。ユーザ／応答者は、気体を、供給タンクまたは圧縮器の高圧からユーザ／応答者が居る環境（深度）の雰囲気圧力より約（１５０ｐｓｉ）高い通常のレベルまで減少させる「第１段階」（つまり中間ステージ）を一般に採用する。第２の段階は、（ユーザ／応答者が着用する通常フルフェースマスク内に）組み込まれており、さらに気体圧力を自然呼吸に適した気体圧力まで減少させる。
【００１４】
第１の段階のための２個の考え得る位置が存在し、供給源におけるアンビリカルシステムの前またはユーザ／応答者と共にアンビリカルラインの端部の位置である。第１段階が供給源に位置しているシステムでは、気体ラインを通して第２の段階に送達される気体圧力は「低圧」である。このシステムの利点は単純で基本的なことである。
【００１５】
このシステムの複数の欠点は以下のとおりである。
・適切な装備を備えている専任の水面オペレータが深さを常に監視し、気体ラインを通して送達される圧力を調整する必要である。適切な調整のために、オペレータは、ＵＷ／ユーザ／応答者との通信を維持し、ＵＷ／ユーザ／応答者の深度を知り、ユーザ／応答者の雰囲気圧力を超えるように供給源出力圧力を相対的に調整しなければならない。遠隔操作される圧力が低すぎると、第２段階（ＵＷ／ユーザ／応答者の位置にある）は、要求される気体を送達しないことになる。高すぎると、第２段階は自由な流れになる（制御不能に常に空気を排出する）。遠隔操作される圧力が、ＵＷ／ユーザ／応答者の深度が要求するよりも低い場合、ＵＷ／ユーザ／応答者は、呼吸がより困難になる経験をするだろう。不十分な空気がＵＷ／ユーザ／応答者に送達されることになる。
・ホースの内圧が低いので、ダイバーへ十分な空気が流れるようにするには、非常に大きな直径が必要になる。径の大きなホースは、大きく、かさばり、重く、扱いにくく、展開のために同様に大きなシステムが必要になる。このようにかさばることによって、（複数の気体送達オプションのための）複数の気体ラインの使用が妨げられ、Ａ／Ｖ通信、データ、安全、及びアクセサリ用動力のための追加のラインを統合する性能が大きく阻害される。
【００１６】
第１段階がＵＷ／ユーザ／応答者と共にアンビリカルの動作端部に位置している場合、第２段階のへの気体の供給の調整は自動である。以下のように利点は多い。
・供給源の気体供給の完全な高圧範囲を、ＵＷ／ユーザ／応答者に送達可能である。
・高圧によって、「低圧」システムに比べて８０％小さい断面直径の（そしてよりも大きなパーセンテージで軽い）軽量気体ラインを通した十分な気流が提供される。
・気体ラインの展開に必要なシステムはそれに応じて大きさ、重量、及び複雑さが小さい。システムの「使用しやすさ」がそれに応じて増加する。
・複数の方向の通信、データ、アクセサリ動力及び安全テザーのアンビリカル間の容易な統合が可能になる。
・連続しているオペレータ監視及びユーザ／応答者の深さの知識に基づく調整のための専任オペレータは必要ない。
【００１７】
現在の「高圧」構成では、ラインは、気体源の内部圧力の極端な変化に曝される。その変化は、３，７００ｐｓｉ以上に及ぶことがある。これは、供給源気体の開始圧力が約４，５００ｐｓｉ（またはそれよりも高い）で、それから気体が消費されるにつれて８００ｐｉｓ以下に低下する場合に発生するｋとになる。この極端な変動は、旧い気体供給源が使い尽くされてから新規の（充填されている）気体供給源が挿入される度に、システム全体に繰り返しストレスを与える。このシステムストレスは、供給源からダイバーの位置の第１段階レギュレータまで存在している。この変化は、安全率も約３：１（５，０００ｐｓｉ：１５，０００ｐｓｉ）に限定する。
【００１８】
この限定を克服し、同時にａ）安全率を３倍（３：１から９：１）にし、ｂ）システム全体でストレスレベルを平行して６６％減少させるために、本発明は、入口可変供給源圧力を安定しており、ユーザがダイアル調整可能な出口圧力に減少させる入口圧力レギュレータ（「ＩＰＲ」）を採用する。これは、通常１５００ｐｓｉに設定されることになる。その圧力で、システム全体の安全マージン（及び減少した摩耗）は実質的に増加する（３：１から９：１）。この圧力は、ユーザ／応答者の位置にある第１段階レギュレータに送達される。
【００１９】
設計要素３：呼吸気体の冗長性。極限環境で作業をするユーザには、最大の安全性を保証するように、全てのシステムについて冗長性が必要である。この目的を促進するために、本発明は、様々な状況において考え得る障害を克服するために２重冗長性を含む追加の安全システムを提供する。水面からの気体供給が中断した場合、統合マルチポート気体ブロックによって、複数の代替の供給源を選択することができる。第１の冗長な供給源は、ユーザが一般に背負っている供給源である。通常、このタンクは、浮力調整装置（「ＢＣＤ」）及び耐寒耐水服（「ドライスーツ」）のために必要な気体を運搬することになる。水面からの供給に障害が発生した場合、気体ブロックは、冗長性の第１層の「背面タンク」供給源を選択可能である。その供給に障害が発生したり、使い尽くされた場合、気体ブロックは「前面」タンク（つまり、「ポニーボトル」）を選択してもよい。供給源に障害が発生したり、使い尽くされたりした場合（ダイバーが捕捉された場合）、背面タンクから延びるクイックコネクタを、代替の「外部」気体供給部分の挿入のために接続解除することができる。または、その代わりに、気体ブロックがより多くの気体入口ポートをサポートしている場合、ＵＷ応答者を自由にするのに必要な限り、代替の供給源を入口に回転させて、それらを選択することができる。
【００２０】
気体の冗長性は、「ポニーボトル」によっても実現される。この冗長性の層は小さく、潜水時間が限定されるので、この代替の供給源は常にいっぱいであることが重要である。この保証を促進するために、本設計は、「現場」でのポニーボトルを再充填する「高圧」を実現する。何らかの理由で、ポニーボトルの圧力が最適な「３，０００ｐｓｉ」未満に低下すると、下流の気体ライン圧力を３，０００ｐｓｉに増加させるために、水面の入口圧力レギュレータ（ＩＰＲ）をオペレータによって「開く」ことができる。この動作は、統合された第１段階タンク弁／レギュレータの充填ポート内の「逆止弁」に勝ることになり、ダイバーが水中に居ながら、高圧の水面供給からポニーボトルを再充填することができる。一旦充填されると、水面オペレータは、ＩＰＲを通常の１，５００ｐｓｉでの動作に戻す。この過程で、ポニーボトルＨＰ気体入口逆止弁が閉じ、ポニーボトルは完全に充填された状態を維持する。
【００２１】
設計要素４：水面供給への第三者アクセスそのままのこの構成（現場でのポニーボトルの再充填）によって、当初から接続されていない第三者にも気体が無限に提供される。水面供給へのこの第三者のアクセスは、ポニーボトルに取り付けられている第２段階レギュレータを通して行われる。このタンクが使い尽くされると、繰り返しポニーボトルを水面供給から再補充する。これらの用途には、「技術的」潜水を延長するために水面供給システムを採用するスキューバダイバーが含まれてもよい。これらの潜水には、難破船内への潜入ダイビングが含まれてもよい。他のダイバーが気体についての緊急時にアクセスが必要な場合、水面供給ダイバーは、前述のように水面供給から繰り返し再充填可能な「ポニーボトル」の第２段階を通して、「水面供給を共有」することが可能である。
【００２２】
複数の「低圧ポート」を第１段階レギュレータに追加し、ユーザ／応答者を水面供給に接続すると、ユーザは同時に気体を浮力制御装置（「ＢＣＤ」）及びユーザの「ドライ」耐寒耐水服に供給することができる。
【００２３】
設計要素５：気体ラインの多様性。本構成の高圧気体ラインは、サイズが相当する「低圧」システムの２０〜２５％であって、様々な混合物の呼吸気体の複数の選択可能なラインを送達する機会を提供する。気体ブロックに供給する第１段階レギュレータの高圧側に気体セレクタマニフォールドを追加して複数の気体ラインの１つを選択してもよい。気体セレクタマニフォールドは、アンビリカルラインのオペレータまたはユーザのいずれの端部に位置してもよい。
【００２４】
「商用」及び／または「技術ダイバー」にとっての複数の気体源の利点は十分に確立されている。酸素、窒素、及びヘリウムの様々な混合物を使用して、ダイバーの作業深度及び期間を増加させる。同様に、上昇時に気体混合物を変更することによって、「減圧」に必要な時間を十分に減少させることができる。
【００２５】
設計要素６：複数フォーマット通信。アンビリカルシステムは、環境条件に問題がある／危険があるところで、一般に使用される。複数のユーザ／応答者と水面オペレータとの間の音声通信は、悪環境条件での安全で効率的な作業に不可欠である。フルフェースマスク［「ＦＦＭ」］を使用するＵＷ／ユーザ／応答者は、ダイバー対ダイバー及びダイバー対水面の通信が可能である。
【００２６】
設計要素７：状況意識強化（「ＳＡＥ」）。作業領域の視界及び照明は、ＵＷ／ユーザ／応答者及びオペレータの両者にとって望ましい特徴であり、平行する目標は、作業を見る及び／または文書化することかもしれない。「照明」は、様々なシステムによって達成可能で、可視光には限定されない。対象物は、可視及び不可視光、可聴及び不可聴音、磁気さえ含む様々な周波数によって照明されてもよい。完全な照明には、衰弱させる「後方散乱」、つまり、照明を反射して光源に返す水中に浮遊している粒子［地上では煙］を緩和するために、平行して動作している複数の光源が必要かもしれない。後方散乱は、視野の深さを損なう。赤外線や「ソナー」などの代替の照明源を、複数の／代替のスペクトルを離れたオペレータに送信可能な極小サイズの「パーソナル」放送・受信システムと共に採用可能である。ラップトップコンピュータまたは適切な専用装置を使用して、「視覚」画像を離れたオペレータによって同時に見て記録し、「暗視ゴーグル」とよく似ている「マスク内」表示を使用して、拡張した実時間用途用に、視覚的に強調して（または非視覚データから視覚画像に変換して）、ユーザ／応答者に再送達してもよい。ＵＷ／ユーザ／応答者は、可視光内では数インチだけしか「見る」ことができないが、これらのパーソナルシステムは、「見える」範囲を１００フィート以上に広げることができる。この利点は、「状況意識強化」（ＳＡＥ）と呼ばれる。
【００２７】
ＳＡＥシステムには、同じアンビリカルシステムを通して平行して送達可能な動力が必要である。現在の技術によって、アンビリカルシステムが低動力ＤＣエネルギーを統合システムに有線または光ケーブルを通して送達できる。
【００２８】
設計要素８：パーソナル実時間診断（「ＰＲＴＤ」）。複数フォーマット、複数方向通信を使用して、非常な悪条件で作業しながら、ＵＷ／ユーザ／応答者の生命統計を独立して監視する機会が得られる。深部／四肢体温などの安全の問題が、ユーザの下着内または皮膚への廃棄可能な「パッチ」上でセンサを使用して容易に計測される。肉体的拘束及び低体温は、自覚する前に、急速にダイバーの効率を損ない、深刻な安全問題を発生させる可能性がある。高体温も同様に、ユーザ／応答者を過熱させる可能性がある。水面の人員は、ユーザ／応答者が自分の作業に対する注意を中断することなくユーザ／応答者の生命統計を容易に監視／分析ができる。これらのシステムからのデータは、ダイバーから、またダイバーに対して、アンビリカルシステムを通して、デジタルまたはアナログのフォーマットのいずれかで、有線または光ケーブルを通して送達可能である。
【００２９】
設計要素９：無停電電源［「ＵＰＳ」］。複数フォーマット通信は、動力源が必要な唯一のアクセサリではない。非常な低温または変化する温度で作業するユーザ／応答者にとっては、暖かさが重要なだけではなく、温度を環境要件に合わせて調整する性能が安全性及び効率を最適化するのに不可欠である。標準的なドライスーツ衣服は、温度保護の範囲が固定している。夏と冬との間で大きく変化する温度で作業するユーザ／応答者は、各シーズンに適している複数の衣服が必要なことが多い。この解決策はコストが高い。例として、氷点下の水面の空気の中で待機しているバックアップユーザ／応答者には、氷の下で作業するユーザ／応答者とは異なる温度保護の要求がある。これらのユーザがある環境から別の環境に（つまり、空気から氷の下に、そしてまた空気に）移動する時には、これらのユーザの温度要件は即座に大きく変化することがありえる。１つの、容易で／即座に調整可能な、電気動力下着システムは、動力を供給するのに必要な重い電池がなく、費用効果が高い解決策である。無停電で調整可能な動力の１個または２個以上の回路を１個の「全環境」衣服に提供するアンビリカルシステムは、優れており、より費用効果が高く、順応性のある解決策である。同様に動力が送達される、照明を含む特別な用途用の特別な「動力工具」は、より軽量な「非電池」のバリエーションで、現在実現可能である。
【００３０】
設計要素９：アナログ、デジタルまたは光学。データ、通信及び動力用「電線」は、「銅」による送達に限定されていない。本明細書に記載している全ての信号は、アナログまたはデジタルを含む全ての形態を含んでいる。パワーオーバーファイバという用語、つまりフォトニックパワーは、電気レーザダイオードから発生し、光学的に送達され、電子装置用に電力に変換して戻される動力を提供する。電線ケーブルの安全性に懸念がある場合に、供給源のエネルギーは、光学ラインによって送達できる。
【００３１】
アンビリカルシステムは、安定して途切れない遠隔供給を要求する装置及び用途にエネルギーを送達する方法については制限がない。
【００３２】
設計要素１０：全ての通信及びデータストリームの実時間監視及び文書化／記録データ通信の目標は、実時間安全手段及びミッション意志決定には限定されていない。映像、音声、データの同期した、冗長な記録は、証拠収集、ミッション後報告、ミッション前訓練に必須である。本システム構成は、（追加の「プラグアンドプレイ」モジュールの接続を介して）以下の、しかしこれらには限定されない、水中及び水面の両方の冗長な映像記録及び音声記録、データ収集の用途を組み込むことになる。水面での文書化は、目撃したことの記述や他の「確かな」証拠などの水面での行動が水中での活動に影響する場合に該当する。記録システムは、ＰＲＴＤ及びＳＡＥのために必要なこれらを含んでいる。
【００３３】
設計要素１１；低圧無停止気体供給［「ＣＰＵＧＳ」］。ＵＷ／ユーザ／応答者は、雰囲気圧力が変化し、供給源から供給される高い圧力が変化しても、呼吸気体が一定になる供給源が必要である。システムは、ユーザの深度のオペレータによる監視を必要とせずに自動で機能し、ユーザ／応答者に送達される気体圧力を調整してもよい。このタスクは、第１及び第２の両方の段階がＵＷ／ユーザ／応答者に位置している高圧気体送達システムだけで達成可能である。
【００３４】
設計要素１２：目標５で記述したような、しかし気体ライン圧力が予想どおりに一定の程度である呼吸気体を送達する定圧力無停止気体供給［「ＣＰＵＧＳ」］。これは、アンビリカル内で供給源と１個または２個以上の気体送達ラインとの間に位置している入口圧力調整器（ＩＰＲ）を組み込むだけで達成される。ＩＰＲの大きな利点は、システム全体で見ると、入力圧力が安定して一定のままであるだけでなく、（供給源タンクの切り換えで発生するような）気体源の送達圧力の大きな突然の変動にもかかわらず、作業の特定の環境条件に対して入力圧力を適合させることができることである。利点は、安全率の実質的な増加及び、それに応じたシステムのストレス及び摩耗の減少である。
【００３５】
設計要素１２：各々の混合が異なる呼吸気体の複数の即座に選択可能なラインの選択分の送達。
【００３６】
設計要素１３：カーボンファイバまたは「ケブラー」を使用しない、高圧気体ラインを通した前述の呼吸気体の送達。
【００３７】
設計要素１４：小径の曲げ半径を可能にし、摩擦に対する柔軟な保護カバー内での気体、データ、及びテザーの全システムの送達。送達するサービスごとに複数の小径のラインを採用する１つの利点は、各ラインを独立して摺動させ、互いに対して調整することができることである。これは、小径曲げ半径を達成するのに必須である。ラインを１つに維持する１つの選択肢は、１個の柔軟で、必要に応じて曲げられ調整される、織られている繊維のシース内でそれらを束ねることである。同様に、内側のラインは、それらが水環境を出たときに、「呼吸をして」、湿気を発散することが可能である。第２の選択肢は、柔軟であるが、摩耗や裂けなしに鋭い物体にわたって摺動可能な統合された外側ケース内でそれらを束ねることである。
【００３８】
設計要素１５：展開システムからアンビリカルシステム全体を展開する。安全テザー、通信、状況意識強化、データ、診断、動力及び複数の気体ライン（これらを含むが限定されない）のすべての用途は、展開システムのハブの内部からのそれぞれのコネクタ及び締結部品から展開される。それから、これらは（展開システムの）外部でそれぞれの供給源モジュールに回り継ぎ手、スリップリング、または他の接続装置を介して接続される。
【００３９】
設計要素１６：組み込まれている冗長な気体送達システムと併せた前述の呼吸気体の送達。システムは、ユーザ／応答者に取り付けられていてもよいし、他のＵＷ／ユーザ／応答者または外部の（「ＲＩＴ」）ボトルなどの第３の供給源によってユーザ／応答者に送達されてもよい。冗長なシステムは、各々が第１段階後のユーザ／応答者の第２段階レギュレータへの送達のための多くの代替の気体源の１つの選択を可能にする複数のポート気体ブロックを使用してシステムに統合されていてもよい。
【００４０】
設計要素１７：統合されている冗長な気体送達システムと併せた前述の呼吸気体の送達。それによって気体は、直接接続によって、またはアンビリカルシステム全体の中に組み込まれている冗長システムの１つによって第三者に送達されてもよい。
【００４１】
設計要素１８：組み込まれている冗長な気体送達システムと併せた前述の呼吸気体の送達。冗長な気体ボトルはアンビリカル気体ラインから再充填または再補充されてもよいが、ユーザ／応答者の支援または介入ありまたはなしに、動作が水面の人員によって開始され維持される。
【００４２】
設計要素１９：本明細書に記載しているように、平行して全ての用途を複数のユーザに送達する。
【００４３】
本発明は、陸上及び水中の両方の緊急ユーザ／応答者用の複数の重要な救命オプションを実現する。
【背景技術】
【００４４】
発明者の知る限りでは、過去、現在及び未来の用途全てを１つのコンパクトで容易に搬送可能なプラットフォームシステムに完全に統合する従来技術は存在しない。
【００４５】
特許文献１  海洋アンビリカルケーブル：ホースや電気ケーブルなどの従来の要素の任意の数または組み合わせを搬送するユニット化された海洋アンビリカルケーブル。
【００４６】
特許文献２  水中ダイバー用のライト付きのマスク：マスクに固定されている単色青−緑ＬＥＤ光源であって、マスクフェースプレートの前にライト向け、光源を作動させようにマスクに取り付けられているプッシュボタン制御部を有する光源を利用する水中ダイバー用のライト付きマスク。
【００４７】
特許文献３  水中で使用する電気ライト：浸漬可能なライトは、閉じている端部及び開いている端部を有している概ね円柱状の筐体胴体を有しており、発光ダイオード及び複数のバッテリが胴体の位置に設けられており、開いている端部用の端部キャップが発光ダイオードのリード線を曲げて電池に係合させることによってライトを作動させる。クラップリングが、ライトを釣り糸などにパチンと取り付けられるように、釣り糸がその下で摺動可能な円柱状の筐体の外側に設けられている。
【００４８】
特許文献４  マイクロビデオカメラの使用及び使用の監視：マイクロビデオカメラは、装着して（または彼または彼女自身の周囲のベース支持構造に取り付けて）、屋内または屋外、水中またはそれ以外で、自身の娯楽を自分で記録したい運動選手や行楽客によるハンズフリーでの使用に対して十分に搬送可能で、小さく、耐候性がある。
【００４９】
特許文献５  データ及び映像情報の同時表示のための合成信号を生成する映像信号処理装置：映像信号処理装置は、基準となる固定フレームに対するビデオカメラの物理的な状態を表しているデータ信号を生成する手段であって、物理的な状態は位置、方向、高さ、姿勢、または速度である手段と、カメラからの映像信号を受信する手段と、データ信号を映像信号と組み合わせて、データ情報と映像信号に含まれている映像情報と同時に表示可能にする合成信号を生成する手段と、合成信号を記録するように、組み合わされた信号を遠隔地または手段に送信する手段とを有している。
【００５０】
特許文献６  呼吸気体をダイバーに供給するシステム及び方法：本発明は呼吸気体をダイバーに供給するシステムと方法とに関する。システムは、開回路型であって、ダイバーから離して配置することを意図しており、高圧の呼吸気体を送達する加圧容器（１）からなる気体源と、ダイバーに持ち運ばれることを意図している呼吸装置（４）及び、気体源を呼吸装置に接続する柔軟なチューブ（３）を有している。柔軟なチューブは、高圧型であって、気体は、気体源から送達される圧力と実質的に等しい圧力の下で柔軟なチューブを通して導かれ、気体源は、約３０バールを超える圧力の呼吸気体を送達できるように構成されている。
【００５１】
特許文献７  ダイビング装置及びダイビングの方法の改良：ダイバー用のアンビリカル用の水中展開及び収容用の装置は、たとえば、リールのハブ（７ａ）を中心に巻かれているアンビリカルサービス組み立て品を収容している間隔をあけたフランジを備えているリールと、ハブがそれを中心に回転する固定された組み立て品を有しておりハブ内に取り付けられている回転ユニオンであって、組み立て品はサービスを受け入れ、ハブに接続されサービスをアンビリカルの一方の端部に結合する回転可能な組み立て品にサービスを供給する回転ユニオンと、リールを回転させる第１の駆動手段と、それを通して、アンビリカルをリールから引き出したり再度巻き付けたりするフェアリードと連動している第２の駆動手段とを有しており、両駆動手段は、引く力つまり抗力をフェアリードとリールとの間で延びているアンビリカルの連続部分に作用させ維持するように配置されている。
【００５２】
特許文献８  締結部品を備えている容器ホルダ：容器用ホルダの一設計実施形態は、ストラップボルトヘッドによって定位置に保持されているストラップボルト及びストラップボルトナットが、締結部品にリリースバックルを通して接続されている締結部品ストラップを保持しているホルダバンドアイブラケットに接続するコネクタバンドを有していてもよい。容器は、ユーザまたはホスト装置に、統合されているストラップアジャスタを備えている締結部品や、ホルダをボルト、ストラップ、またはウェビングに取り付ける締結部品の使用を含む、しかしこれらには限定されない意図した用途で要求される様々な容易に構成可能な方法で取り付けられていてもよく、その用途には、統合されているリリースブラケットへの取り付け点が含まれる。設計の実施形態によって、水中のダイバー用の気体供給の搬送を含むが、それには限定されない様々な環境条件及び状況意識用途における容器の容易な取り付け、使用、展開が可能になる。
【００５３】
特許文献９  複数ポート分配マニフォールド：ノブからなる取り付け可能な複数ポート分配マニフォールドであって、ノブはマニフォールド内に取り付けられる中空の回転可能なシャフトに接続されている。ノブ／シャフトを回転することによって、ノブ／シャフト組み立て品の摺動穴は、マニフォールド内の複数のポートと選択的に交差してもよい。組み立て品は、「オフ」位置も実現し、「オフ」位置ではポートからポートへの接続が可能になるシャフト／マニフォールドの交差はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５４】
【特許文献１】米国特許第４１９６３０７号明細書
【特許文献２】米国特許第６３９０６４０号明細書
【特許文献３】米国特許第５０７０４３７号明細書
【特許文献４】米国特許第６２９２２１３号明細書
【特許文献５】米国特許第５５０８７３６号明細書
【特許文献６】米国特許第２００７００３９６１７号明細書
【特許文献７】国際公開第１９９２００５９９９号明細書
【特許文献８】米国特許第２０１００２８８８０１号明細書
【特許文献９】国際公開第２０１３０６４９６２  Ａ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００５５】
結論として、発明者が知る限り、無停止の複数の供給源、冗長な呼吸気体供給、安全テザー、監視、個人の診断を含むがこれには限定されない複数方向で複数フォーマットのデータ及び通信の文書化、状況意識、それに加えて、気体の冗長性及び「現場での」補充と緊急ベースで統合されていない第三者への水面供給の呼吸気体の送達のための統合されたシステムを使用した独立している動力分配が必要な悪環境で作業をする（ＳＣＵＢＡ及びＳＣＢＡ）ユーザ／応答者の両方の複数の安全関連要件のための単純で、エレガントで、信頼性の高い設計解決策を提供するようなこれまでに開発された装置やシステムは存在しない。
【課題を解決するための手段】
【００５６】
本発明は、気体源の圧力に無関係な、無停止の、長期／無制限の期間にわたる、安全、通信、個人及び状況診断、動力分配、呼吸気体の費用効果のあるアンビリカル送達用のシステムの設計における画期的な改善である。本発明は、単純で、コンパクトで、エレガントで、信頼性の高い、完全に統合され、容易に運搬可能な設計ソリューションを（ＳＣＵＢＡ及びＳＣＢＡ）ユーザ／応答者の両方の複数の安全関連要求に対して提供する。
【００５７】
システムは多数のシステム構成要素を組み込んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の悪環境内の人員のための生命、安全、データ送達／取得、動力、状況意識及び通信用アンビリカル支援システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
図１を参照すると、システム構成要素は以下のとおりである。
【００６０】
システムグループ＃１
呼吸気体源は、各々が自体の独立している供給源を必要としている１個の（酸素及び他の気体の）「混合物」または複数の代替混合物であってもよい。「供給源気体」は、気体の無停止の供給を入口圧力レギュレータに対して行うことができる１個または２個以上のタンクまたはコンプレッサを有していてもよい。ＩＰＲによってオペレータは、気体源ごとに、下流システム全体の「高い」圧力レベルを選択的に決定することができる。
【００６１】
システムグループ＃２
複数の供給源からの複数の混合物の場合、ユーザ／応答者の端部に位置している第１段階及び第２段階のレギュレータが正常に動作するように十分な圧力に維持するための適切な気体の選択には高圧の複数気体セレクタマニフォールドが必要である。このセレクタがシステムのユーザ／応答者の端部の位置に配置されている場合、（システムグループ７を参照）このシステムグループをなくしてもよい。
【００６２】
システムグループ＃３
このグループは、各々が異なる一式のデータ及び通信を、供給し、取得し、監視し、記録する複数のモジュールからなる。システムグループ＃１３も参照。以下で提案するモジュールは、例としてであって、このシステムグループに含まれるかもしれないシステムの種類として限定するものではない。
・音声通信：オペレータ及びユーザ／応答者は音声によって通信することになる。複数のオペレータ及びユーザ／応答者の場合、全員が互いに通信することができるようになる。全ての通信は、映像通信と同期して、または同期しないで記録可能になる。全ての提案しているシステムは、オペレータ及び／またはユーザレベルの上、レベルと同じ、及びレベルの下の全ての考え得る観点を有している。
・状況意識−「映像通信」：「映像」という語は一般的に使用される。ユーザ／応答者の状況環境の観察、分析、及び記録のための任意のシステムの使用が含まれる。ユーザ取り付けシステム（システムグループ１２を参照）は、照明が統合されている従来のビデオカメラを有していてもよい。赤外線センサを有していてもよい。補助のない人間の目に対する視界ゼロの環境内での数百フィートの距離の高解像度視覚化のために複数周波数ソナーシステムを有していてもよい。ユーザ取り付けシステムは、それらのそれぞれのデータを、アンビリカルラインを「上流に」、それらのそれぞれの装置まで、監視、分析、記録のために、そして必要ならば可視高周波数へ変換するために送達することになる。変換された信号は、それからアンビリカルを「下流に」、ユーザ用途のために「マスク内」画面に送り返されてもよい。ユーザ用途用の供給源材料は、ユーザ取り付けセンサによって生成された供給源材料には限定されていない。オペレータレベルで生成された音声／映像（ライブまたは予め記録されている）を含んでいてもよい。全ての提案しているシステムは、オペレータ及び／またはユーザレベルの上、レベルと同じ、及びレベルの下の全ての考え得る観点を有している。
・状況意識−「個人診断」：この用語は、ユーザ／応答者の肉体的な健康に関連している全ての形態のデータの収集及び送信を一般に含むように使用される。データの例は、深部体温、四肢体温、心拍、呼吸速度、気体消費率、またはユーザ／応答者の健康を分析して、傷ついたユーザによって引き起こされる可能性のある任意の緊急事態を予測／回避するために必須の任意の他の「生命統計」を有している。データは、オペレータ要因によって監視し文書化されるように、アンビリカルを上流に送られることになる。全ての提案しているシステムは、オペレータ及び／またはユーザレベルの上、レベルと同じ、及びレベルの下の全ての考え得る観点を有している。
【００６３】
システムグループ＃４
モジュールのこのグループは、電気、空圧、及び油圧の任意の型式の動力回路を有していてもよい。（システムグループ＃６を参照）
・電気：適度に動力が供給された１２ＶＤＣで動作する電気工具、計器、及びアクセサリは一般的である。同じ工具、計器、及びアクセサリ（「装置」）には、特別に設定された「直流」低圧、ＧＦＳ保護ＤＣ回路によって動力が供給されてもよい。装置は、例としてのみであるが、動力ドリル、ドライバ、及び切断工具を有していてもよい。それらには、システム及び構造の完全性を分析する船外電子装置が含まれていてもよい。それらは、ユーザの快適性及び機敏性を増加させるように、複数の領域で電気的に加熱される下着用に電流を供給する回路も有していてもよい。
・空圧：複数の独立している高圧気体ラインのオプションには、空圧工具への動力供給のオプションがある。高圧（「ＨＰ」）水面供給気体は、（工具とＨＰラインとの間に小さい減圧レギュレータを挿入して）ＨＰ及び低圧（「ＬＰ」）空圧工具の両方を減衰させてもよい。
・油圧：複数の独立している高圧気体ラインのオプションには、油圧による工具及びアクセサリへの動力供給のオプションがある。
【００６４】
システムグループ＃５
展開システム：複数のライン（気体、油圧、通信、データ）を、アンビリカルラインが展開されてもされなくても、及び／またはアンビリカルラインの数に係わらず、接続時に全てが動作可能なように、アンビリカル全体内でその構成ラインと嵌合させる任意の適切なシステム。展開システムが回転する場合、それらの構成供給源（気体、油圧、データ、または通信）で要求される場合、回り継ぎ手、スリップリングの使用を組み込んでもよい。
【００６５】
システムグループ＃６
動力の利用：このグループは、システムグループ＃４で説明した供給源によって動力を供給される装置（工具、計器、及びアクセサリ）を含んでいる。装置は、電流、ＨＰ空圧及び／または油圧によって動力を供給されてもよい。
【００６６】
システムグループ＃７
複数の供給源からの複数の混合物の場合、ユーザ／応答者の端部に位置している第１段階及び第２段階のレギュレータが正常に動作するように十分な圧力に維持するための適切な気体の選択には高圧の複数気体セレクタマニフォールドが必要である。このセレクタがシステムのこの端部に位置している場合、システムグループ２をなくしてもよい。
【００６７】
システムグループ＃８
耐寒耐水服及び浮力制御：深部で作業するユーザ／応答者には、環境からの保護及び自分の深度を制御する能力が必要である。環境保護は、一般に、ユーザを、環境の温度及び毒性に対して囲み保護する「ドライスーツ」の形態である。浮力制御は、任意の深さで「中立浮力」を発生させるように調整可能なユーザ膨脹可能ブラダを使用することによって達成される。両方の装置は、深度が増加したときの追加の空気の注入及び、ユーザが上昇したときの空気の排出が必要である。従来、これらの装置へは、ユーザの背面のタンクから供給が行われる。本アンビリカルシステムでは、この時間をかけて試された方法を変更する必要はない。しかし、アンビリカルシステムは、ユーザ／応答者に送達されるＨＰ呼吸気体を受け入れる第１段階レギュレータを通してアンビリカルから直接供給される代替の方法を提供する。「気体ブロック前」第１段階レギュレータ（システムグループ＃１０を参照）が追加のＬＰ気体出口ポートを有している場合、これらは、耐寒耐水服及びＢＣＤに直接接続可能である。この構成によって、冗長なタンク＃１及び＃３がそれらの第１の機能だけを果たすことができるようにする。（システムグループ＃１１を参照）
【００６８】
システムグループ＃９
複数ポート低圧気体ブロック：代替の気体供給源から選択された任意の１個をユーザへ送達するにはセレクタ装置つまりマニフォールドが必要である。本発明は、供給源の選択を可能にする。第１は、システムグループ＃１からシステムグループ＃５（システムグループ＃２及び＃７を含むこともあれば含まないこともある）を介して送達される「メイン」供給源である。システムグループ＃１が中断された場合、ユーザは第１（「前面」）または第２（「背面」）の冗長なタンク（システムグループ＃１１を参照）または他のユーザまたは送達方法、つまり回転可能に接続されるタンクまたは他のユーザからの「バディホース」によって提供されてもよい代替の「外部」供給源から気体を選択してもよい。（システムグループ＃１２を参照）
【００６９】
システムグループ＃１０
複数ポート気体ブロックに接続されている各気体供給源は「低圧」出なければならない。これは、アンビリカルまたは代替の気体供給源中のＨＰ気体圧力は、気体ブロックに入る前に第２段階レギュレータで必要な低圧に減圧されているということである。この要件は、気体ブロックが柔軟な低圧ホースを介して直接供給される第２段階レギュレータによって設定されている。従来、この第２段階レギュレータは、ユーザのフルフェースマスク内に位置している。
【００７０】
システムグループ＃１１
アンビリカルシステムには、気体送達が中断した場合のバックアップ冗長性が必要である。第１の冗長性は、ユーザ／応答者が従来から装着している「背面タンク」によってもたらされる。第１の冗長性の障害または消耗の場合、気体ブロック（システムグループ＃９）は、冗長性のために「前面タンク」を選択してもよい。
用語「前面タンク」及び「背面タンク」は、ユーザ／応答者の体の任意の場所に取り付けられている任意の大きさの任意の２個のタンク収容されている供給源を一般に識別するために本明細書で使用される。
【００７１】
システムグループ＃１２
外部気体供給源は、その低圧要件によって気体ブロックに直接接続可能な統合第１段階レギュレータを使用して、回転可能に接続されている追加のタンクから送達されるか、他のユーザ／応答者（呼吸気体の供給源が自立しているか水面供給されているかに係わらず）または追加の水面気体供給からホース接続によって送達される気体源を有する「バディ」システムから送達されるかにかかわらず、考え得る任意の／各々の気体の供給源を含んでいる。
【００７２】
システムグループ＃１３
供給源システムグループＮｏ．１、３、４及び６に対向している端部として、ユーザは、ユーザの端部に位置している関連する装置から画像、個人、状況及び感覚データを生成することになる。ユーザは、呼吸気体を（第２段階レギュレータ及び生命維持及び安全のためのテザーを介して）受けることになる。ユーザは、ユーザの任務に必要な全ての装置、工具及びアクセサリを減衰させるための動力回路（電気、空圧、油圧）を受けることになる。
【００７３】
図１：以下の情報及び前述の図は、「悪環境内の人員のための生命、安全、データ送達／取得、動力、状況意識及び通信用アンビリカル支援システム」の設計上の特徴の概要を示している。
【００７４】
完成した製造製品の製造の詳細を示してはいない。部品の形状、大きさ及び嵌め合わせは、様々な用途ならびに進化する技術及び材料の要件に対応して変化することになる。
【００７５】
アンビリカル支援システムは、各供給気体源の変化する圧力とは無関係に一定のオペレータ選択可能高圧気体を送達する入口圧力バランスレギュレータの供給源となる１個または２個以上のオペレータ選択可能な高圧気体供給源からなる。
【００７６】
選択可能な高圧気体供給源は、展開システムに接続されており、展開システムは、全てが柔軟なカバー内に保持されており、展開システムから容易に展開可能な通信、個人診断、状況意識強化、アクセサリ装置用の動力分配、安全テザー用の他の供給源と平行して複数の気体混合物を、ユーザの選択のために、高圧気体ラインを通して平行して送達してもよい。非気体関連送達システムは、アナログ、デジタル、電線、光ケーブルを有する複数の方法によって動作する。
【００７７】
ユーザ端部で、システムは、柔軟な保護カバー内で独立してグループ分けされているアンビリカルラインをユーザ／応答者に対して展開する。カバー内の内部の各ラインがそれぞれの機能の必要性に応じて、独立してそれぞれの構成要素コネクタと連通するように、アンビリカルはユーザ／応答者と連通する。テザーは、ユーザ／応答者のハーネスに接続されている締結部品で終端している。動力分配ラインは、動力を必要とする各アクセサリ装置と連通する。複数方向、複数フォーマット通信ラインは、ユーザ／応答者に取り付けられている対応している装置からの往復ラインと連通する。診断ラインは、往復ユーザ／応答者感覚ラインと連通する。
【００７８】
オペレータ端部の位置で、展開システム内の各気体、データ及び通信のラインは、各機能によって指令されるように、各構成要素コネクタと独立に連通する。テザーは、展開システムで終端する。動力分配ラインは、電気、空圧、または油圧であるかどうかにかかわらず、各動力源と連通する。複数方向、複数フォーマット通信及びデータラインは、接続されなければならないそれらの供給源の機能並びに装置及び／または計器に指令されるように、それぞれの構成要素コネクタと連通する。
【００７９】
ユーザ端部の位置で、１個または２個以上の一定の高圧気体ラインは、マルチポート気体マニフォールドと連通することもある第１段階レギュレータと直接連通してもよいし、ユーザ／応答者は、ユーザ／応答者によって運搬されるまたはバックアップＲＩＴボトルまたは「ダイブバディ」などの外部の供給源から供給される複数の代替の第１段階後／冗長気体源から選択してもよい。気体ブロックは、ユーザ／応答者の第２段階レギュレータと連通する。冗長なタンクも、ユーザ／応答者の耐寒耐水服及びＢＣＤと連通してもよい。高圧アンビリカル気体ラインは、「現場で」再充填するために冗長なタンクと連通してもよい。
【００８０】
本発明は、高圧気体の第１の冗長な「背面」タンク及び第２の冗長な「前面」タンクの両方への「現場での」再充填をさらに可能にする。これば、水面供給の内部の高圧を冗長なタンクの内部圧力よりも高い任意のＰＳＩに上昇させるオペレータによって簡単に達成される。システムに組み込まれている場合、これによって、冗長なタンクを再充填するために各タンクに統合されているタンク弁／第１段階レギュレータ内に位置している気体入口逆止弁が自動的に開かれる。
【００８１】
ユーザ端部の位置で、動力ライン（電気、空圧、または油圧）は、ユーザ／応答者による用途のために、それぞれの装置、工具、及びアクセサリと連通する。
【００８２】
本発明は、内部気体圧力に耐えるのに十分に強く、このような性質のシステム及び装置が通常受ける摩耗、腐食、及び全ての他の通常の「摩耗及び裂け」要因に影響されない天然のまたは合成されている任意の適切な材料で構成されていてもよい。
【図１】
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