(57)【要約】      （修正有）【課題】自給式潜水器の一回潜水毎の経済性の向上、運用上の背景設備の省力化。【解決手段】自給式潜水器内に２次電池１５、植物１５を配置し、潜水実施者は、その２次電池の電力と植物の光合成能力でマウスピース１からの連続の呼吸を可能とし、その装置の作動に必要な消費材は基本的に、任意の電力源からの２次電池へと供給される電力と、装置作動時、また、陸上、船上等で装置作動時以外に植物に供給される水分、そして装置に接続されているベイルアウト等の補助的機能を持つ小型ボンベ１４に供給される任意の小型空気圧縮機からの圧縮空気のみとする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜水時において、潜水器内部の植物の光合成と潜水器内部、または外部に装備された２次電池からの電力を用いたLED光源を利用し、閉鎖回路を作成、呼吸を可能とする自給式潜水器。
【請求項２】
潜水時において、潜水器内部の植物の光合成と潜水器内部、または外部に装備された２次電池からの電力を用いたLED光源を利用し、閉鎖回路を作成、呼吸を可能とする自給式潜水器を用いた潜水方法。
【請求項３】
閉鎖環境下における植物の運用する面積、容積を極限するために、対象植物面に密着、植物面奥に食い込み、LED照射面積を増大させる透明、または半透明の任意の形状の溝、もしくはレールを装着した光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に光合成能力を有する植物を格納し、人体の呼吸と閉回路を作成し酸素供給、二酸化炭素吸収を行い水中での呼吸が可能となる自給式潜水器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自給式潜水器は
【非特許文献４】の中で説明され、以下に閉鎖回路式、開式自給式潜水器の構造と特徴を説明する。  自給式潜水器の中で、閉鎖回路式は、外部に気泡を排出しないという点で、静粛性を求める用途で実用に供されている。  閉鎖回路式の一般的な機構としては、その内部に、酸素キャニスター、二酸化炭素吸収材を有し、人体と雰囲気の閉回路を作成し、酸素センサで雰囲気中の酸素濃度を測定、電子回路にて演算し、人体の酸素のニーズに合わせて一定量の酸素を酸素キャニスターから閉回路に放出、更に人体から放出された二酸化炭素を二酸化炭素吸収材に吸着させその雰囲気中の気体濃度を閉回路内で一定に維持し水中での活動を可能とする。  また、開式自給式潜水器は高圧空気を充填したボンベから、装置外部との圧力変動を調整するためのレギュレータの第一ステージ、第二ステージを通して、段階的に高圧空気の圧力を下げ、当該深度を少し上回る程度の高圧空気をマウスピースを通して人体に供給し、呼気はマウスピースの排出弁から外部に直接排出され、水中での活動を可能とする。  開式自給式潜水器はその運用法も幅広く確立され、官民を問わず、広く用いられている。
【０００３】
しかし、上記の一般的な潜水器には、その潜水において消費材として交換式キャニスター、二酸化炭素吸収材、加えて大型、高価である高圧空気充填機材を用いざるを得ず、その使用に当たっては大規模な設備背景が必要であり一回潜水毎の費用がかさみ、経済性、運用性が悪いという欠点があった。
【０００４】
現在、上記の自給式潜水器の欠点は経済性、運用性に関して大きな障害である。具体的には、数回潜水毎にキャニスターの交換と圧縮空気ボンベ充填費用がかさみ、経済性が悪く、閉鎖回路式では酸素キャニスター、二酸化炭素吸収材のストック、開式では高圧空気圧縮機が存在しないプラットフォームでは、継続的な運用は望めない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】日本光合成研究会  編  「光合成辞典」２００３年
【０００６】
【非特許文献２】宮地重遠[他]  編      「現代植物生理学」  １９９２年
【０００７】
【非特許文献３】関邦博[ほか]  訳  「U.SNAVYダイビングマニュアル」  １９８７年
【０００８】
【非特許文献４】池田知純   著「潜水の世界  人はどこまで潜れるか 」  ２００２年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は自給式潜水器の機器の一回潜水毎の経済性の向上、運用上の背景設備の省力化である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、その装置の閉鎖回路の中で、植物の光合成を利用することで装置内部の雰囲気中の各気体の濃度を平衡に保ち、外部への雰囲気の漏洩、またはベイルアウト等の任意の浮力変換を実施する場合以外にボンベからの送気無しに、連続した呼吸を可能とすること、２次電池の電力と植物の光合成能力を用いることから、その装置の作動に必要な消費材は基本的に、電力と水分のみを消費することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の自給式潜水器の維持は、基本的には、機器のメンテナンスにおける負担を除き、植物の光合成を利用するために必要な光源とそれに付随する装置の電力、光合成を維持するための水分、ベイルアウト等、補助的な動作で必要とされる開式と比べると比較的低圧な圧縮空気のみであり、他の自給式潜水器と比べ、多くの設備背景を必要としないという経済上、運用上の利点がある。
また、ＨＥＲＩＯＸに見られるような高価なヘリウムを用いた吸気用の混合ガスも開放式と比べて外部に放出することなく内部でガスを循環させることが可能となるので費用の節約になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は閉鎖式自給式潜水器の実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図２】図２は閉鎖式自給式潜水器内部の植物、LED積層部５の実施方法を示した説明図である。（実施例１）
【図３】図３は装置を外部にて前面、背面、側面から眺めた外観図である。（実施例１）
【発明を実施するための形態】
【００１３】
深度変換による過度の浮力変動を防止し、容積を節約するため積層された植物と水分を供給する保湿性シート、電力供給部分以外と絶縁されたLEDパネルの積層で構成された、
２次電池、また電力調整、植物、LED積層部温度調整機構用電子回路、漏電遮断用サーキットブレーカ、液晶表示用電子回路が格納され、LED積層部、温度調整機構、酸素濃度センサ、液晶表示器、に絶縁された電路が伸びている耐圧容器、呼吸、深度変換、その他圧力による体積変動を吸収するための格納容器の上下を覆う可動膜部、
前後トリム維持兼吸入前空気の一時溜め用前部空気袋、呼気、吸気分割型逆止弁付きマウスピースとその断熱された吸気、呼気フレキシブルホース、酸素濃度等、潜水器の状態を確認、操作するために延長された液晶表示部、ベイルアウト兼空気補充用小型ボンベ、
装置と潜水実施者の身体を固定するベルト、内部装置搬入搬出用ハッチロック機構、ハッチの水密保持パッキンを用いてその自給式潜水器の構成とする。
潜水終了後においては、容器から搬出した植物を外部の水槽等に出し水分の補給、また任意の電力源から２次電池に充電、またはそれを交換する。
上記の形態を採用することで、自給式潜水器としての特性を満足できる。
【実施例１】
【００１４】
図１、図２、図３は、本発明装置の１実施例の説明図である。対象植物には、光飽和点が高く、光呼吸を行わなず、塩ストレスにも強く、管理上、水分を多く必要としないＣ４植物類の「セントオーガスチングラス(Stenotaphrum. secundatum
Kunteze)」（芝の一種）のみを用いる。
先だって装置を使用しない場合は、対象植物を装置の外部に搬出し、対象植物に適する環境で維持管理を行う。
使用時には、準備として予期せぬガス発生等の不安要素を削減するために対象植物を土壌分、微生物を可能な限り払い落とした後、水分を含んだ保湿性のシート２４に移し替え、透明または半透明素材で構成された任意の形状のレール２５
電力源以外と絶縁されたＬＥＤを保護する透明、または半透明状のパネル２６と合わせ、内部装置搬入搬出用ハッチロック機構１９を開放、装置上部を開き、２４、２５、２６を複数段積層した、植物、LED積層部５を搬入し、合わせて内部各所の配線を接続し、上蓋を閉鎖する。
尚、このときすでに内部２次電池の充電は十分に実施されているものとする。
その後、起動スイッチ、内部温度、酸素濃度、バッテリー状態等、環境状態確認用液晶表示器が内臓された耐圧容器部１６の起動スイッチを操作して装置を起動し、潜水を実施する対象者はマウスピース１をくわえ呼吸を開始し、任意の時間、装置の可動状況を試験し、潜水可能の是非を確認する。
上記のプロセスを踏まえた後に潜水が実施可能と判断される。
【００１５】
装置内雰囲気の循環経路としては、まずマウスピース１の逆止弁付き吸気弁１２から入った空気は人体で呼吸され、逆止弁付き排気弁２から断熱材で囲まれた排気用フレキシブルホース３を経て、装置内部へ放出される。
装置内部に排出された雰囲気は植物、LED積層部５へ送られ、対象植物の光合成を受け、酸素濃度が上昇、二酸化炭素濃度が減少され、装置上部のスペースで拡散された後に断熱材で囲まれた吸気用フレキシブルホース１１へと送られる。
断熱材で囲まれた吸気用フレキシブルホース１１から前後トリム維持兼吸入前空気の一時溜め用前部空気袋１０に送られ、再びマウスピース１の逆止弁付き吸気弁１２を経て、雰囲気中の各気体の濃度が平衡されたまま循環される。
【００１６】
呼吸、深度変換による圧力の変動は主に、断熱材、アラミド繊維で保護されたゴム等の可動膜部４、と前後トリム維持兼吸入前空気の一時溜め用前部空気袋１０で内部の容積の増減を伴って吸収され、耐圧容器内に保護された部位以外は全て外圧と均圧される。
【００１７】
漏洩した空気を補充、深度変換に応じた浮力の調整を実施、または何らかの不具合が生じベイルアウトを実施する際は、ボンベ元弁８、空気補充用止弁７、ベイルアウト用止弁を適宜開放し実施する。
なお、空気を消費したボンベの空気充填は、その目的はベイルアウト機能、空気補充機能を果たすのみであるから開放式スクーバと同程度の高圧空気を充填する必要がないため、ボンベ容量さえ確保されているならば外部の手動空気圧縮機、小型外部動力空気圧縮機で対応することが可能であり、この装置の経済性を大きく損ねることはない。
【００１８】
酸素センサ１７は冗長性を持たせるため複数個配置され、また装置内の雰囲気の酸素ガス濃度を常時検知しており、その検出値を電力調整用電子回路に送り比較演算され、電力調整用電子回路内部にて酸素濃度が一定値以下と演算された場合、ＰＷＭ制御されたLED部へのデューティ比を変更し、光量を増加させ、酸素濃度を上昇させる。
植物が最大の光合成効率を維持するための適温が存在するが、その温度を維持するために、LEDの発熱と外部環境の温度差を利用した、液体循環チューブとそれの液体を循環させる省電力ポンプと温度センサを包括した、植物、LED積層部温度調整機構６と上記各部の断熱素材を用いる。
本発明の主体は光合成とＬＥＤ光源を用いた潜水体系にあるので、電子、機構系の説明は省略する。
【００１９】
根拠となる式、資料以下の表に示す。下記の表に数式の各物理量の実用的な値の例を示す
【００２０】
【表１】
2013039876.tif 000003
【００２１】
このような閉回路の実装形態を採用したので、閉鎖式自給式潜水器としての、静粛性、潜水時間を確保でき、漏電、空気漏洩対策機構も備え、運用上も消費するものが任意の電力装置からの電力と水分、任意の小型空気圧縮機からの圧縮空気のみであることから、陸上、船上を問わず、設備背景を大幅に省力化することができ、経済的に潜水器を用いての潜水が可能になる。
【実施例２】
【００２２】
実施例１の装置に加え、外部に２次電池専用の耐圧容器、耐圧容器内部と装置の内部に非接触給電の送電受電装置を設ける。また実施例１の酸素センサ一のみの使用と異なり酸素センサと二酸化炭素検知器を複合的に設置する。
【００２３】
水中での２次電池の換装が可能となり、非接触給電により、外部と電気的に接触を持たない２次電池が格納された圧力容器を交換することで連続潜水時間を簡易に伸ばすことが可能となる。また酸素センサ１種類と比べ二酸化炭素濃度検知器を配置したことにより、雰囲気中の各気体の濃度の構成をより確実に把握できるようになった。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
従来の自給式潜水器に比べ、運用に大規模な設備背景を必要とせず、任意の電力源と、水分、簡易な空気圧縮機さえ確保可能であれば、経済的運用が可能で、また、ＨＥＲＩＯＸ等の特殊用途ガスを使用した潜水方法も経済的に対応できる。
【符号の説明】
【００２５】
１    マウスピース
２    逆止弁付き排気弁
３    断熱材で囲まれた排気用フレキシブルホース
４    断熱材、アラミド繊維で保護されたゴム等の可動膜部
５    植物、LED積層部
６    植物、LED積層部温度調整機構
７    空気補充用止弁
８    ボンベ元弁
９    ベイルアウト用止弁
１０  前後トリム維持兼吸入前空気の一時溜め用前部空気袋
１１  断熱材で囲まれた吸気用フレキシブルホース
１２  逆止弁付き吸気弁
１３  ボンベ空気供給用ホース
１４  ベイルアウト兼空気補充用小型ボンベ
１５  ２次電池、また電力調整、植物、LED積層部温度調整機構用電子回路、漏電遮断用サーキットブレーカ、液晶表示部用電子回路が格納され、LED積層部、温度調整機構酸素濃度センサ、液晶表示器部に絶縁された電路が伸びている耐圧容器
１６  内部温度、酸素濃度、バッテリー状態等、環境状態確認用液晶表示器が内臓された耐圧容器部
１７  酸素センサ
１８  身体固定用ベルト
１９  内部装置搬入搬出用ハッチロック機構
２０  水密保持パッキン
２１  格納容器
２２  ＬＥＤ
２３  対象植物
２４  保湿性シート
２５  透明または半透明素材で構成された任意の形状のレール
２６  電力源以外と絶縁されたＬＥＤを保護する透明、または半透明状のパネル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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