Aqua-Lung
Aqua-Lung var den första öppen krets, fristående undervattensandningsapparat (eller "scuba") som uppnådde världsomspännande popularitet och kommersiell framgång. Denna klass av utrustning kallas nu vanligen för dykregulator med dubbla slangar eller behovsventil . Aqua-Lung uppfanns i Frankrike under vintern 1942–1943 av två fransmän: ingenjör Émile Gagnan och Jacques Cousteau , som var en sjölöjtnant ( franska : lieutenant de vaisseau) . Det gjorde att Cousteau och Gagnan lättare kunde filma och utforska under vattnet.
Uppfinningen revolutionerade autonom undervattensdykning genom att tillhandahålla ett kompakt, tillförlitligt system som kan ett större djupområde och uthållighet än dess föregångare, och var en viktig faktor som påverkade utvecklingen av fritidsdykning efter andra världskriget.
Aqua-Lung behovsregulator med dubbla slangar är grunden för alla moderna dykregulatorer. Ett diafragma används för att styra en ventil för att leverera andningsgasen till dykaren vid behov, vid omgivande vattentryck. Layouten har dock ändrats till ett enda slangsystem, där det andra steget delas från det första steget tillsammans med avgasventilen, eftersom de måste hållas på samma djup och placeras om vid dykarens mun, vilket eliminerar behovet av avgasslang och tillåter användning av en mer robust slang med mindre hål för mellantrycksgastillförseln till andrastegsventilen vid munstycket, men ökar belastningen på dykarens käke och släpper ut bubblor närmare ögon och öron.
Mekanism
Aqua-Lung är ett fristående behovssystem med öppen krets , vilket innebär att andningsgas tillförs från högtryckslagring som transporteras till dykaren vid behov, när dykaren andas in och minskar trycket i matningsslangen, och flödet stängs av när det inte behövs, och när den andas ut ventileras den utandade gasen till omgivningen. Scuba-system som uppfanns innan Aqua-Lung var mestadels återluftningsutrustning med slutna kretsar, där andningsgas strömmar genom en omgivande tryckslang till dykaren, och utandad gas återförs genom en skrubber som tar bort koldioxid till en motlungreservoar. Lite färsk gas tillsätts för att bibehålla syrehalten och cirkuleras sedan tillbaka till dykaren igen i en sluten slinga. I friflödessystem med öppen krets tillförs luften med en ungefär konstant hastighet och dykaren använder endast en relativt liten del av den passerande gasen.
Den ursprungliga Aqua-Lung-regulatorn var en enstegsenhet, förpackad i ett cirkulärt mässingshölje monterat på cylinderventilen bakom dykarens hals. Högtrycksgas strömmar in i regulatorn från cylinderventilens utlopp och blockeras av behovsventilen. När dykaren förbrukar omgivande tryckgas faller trycket i lågtryckskammaren och membranet deformeras inåt och trycker mot ventillyften. Detta öppnar högtrycksventilen och tillåter gas att strömma förbi ventilsätet in i lågtryckskammaren. När dykaren slutar andas in stiger trycket i lågtryckskamrarna snabbt tills membranet återgår till sitt neutrala läge och inte längre trycker på ventillyften, vilket stänger av flödet tills nästa andetag tas. På en enstegsregulator kommer flödeshastigheten genom behovsventilens öppning att variera beroende på cylindertrycket för samma öppningsstorlek, och den öppningskraft som krävs kommer att variera beroende på inloppstrycket och öppningens area, vilket tillsammans gör att leveranshastigheten varierar när trycket i cylindern ändras. Flödeshastigheten påverkas också av tryck nedströms, som varierar med djupet, så andningsansträngningen kan variera avsevärt under ett dyk, även utan att ta hänsyn till dykarens attityd.
Senare modeller inkluderade en förstastegsregulator för att ge luft till behovsventilen vid ett lägre tryck, kompenserade för djupet, vilket möjliggjorde finare kontroll och större känslighet för små tryckskillnader över andrastegsmembranet, men mindre känslighet för cylindertryckvariationer under dyket , båda önskvärda egenskaper. Både första och andra stegets ventilmekanismer för regulatorn är förpackade i det cirkulära mässingshuset monterat på cylinderventilen bakom dykarens hals. Högtrycksgas strömmar in i regulatorn från cylinderventilens utlopp och blockeras av förstastegsventilen. Det första steget reducerar cylindertrycket till ett mellanstegstryck, ett ganska konstant par bar högre än det omgivande trycket, inställt av en justerbar fjäder som förspänner membranet. Andningsgasen mellan stegen reduceras sedan till omgivningstrycket av det andra steget.
Det första stegets membran är en fjäderbelastad flexibel kåpa till mellanstegstryckkammaren. När dykaren förbrukar gas från det andra steget faller trycket i mellanstegskammaren och membranet deformeras inåt och trycker mot ventillyften. Detta öppnar högtrycksventilen och tillåter gas att strömma förbi ventilsätet in i mellanstegskammaren. När dykaren slutar andas in stiger trycket i lågtryckskamrarna snabbt tills membranet återgår till sitt neutrala läge och inte längre trycker på ventillyften, vilket stänger av flödet tills nästa andetag tas.
Det andra, eller kravventilsteget, håller gasen i mellanstegskammaren tills den öppnas genom en minskning av trycket i lågtryckskammaren. Det minskar trycket från lufttillförseln mellan stegen till nästan omgivningstrycket när dykaren andas in luften i lågtryckskammaren och det större, känsligare lågtrycksmembranet böjs inåt för att trycka mot spaken som styr andrastegsventilen. När dykaren slutar andas in fortsätter flödet endast tills trycket i lågtryckskammaren balanserar det omgivande vattentrycket på utsidan av lågtrycksmembranet.
För att förhindra fritt flöde eller för stort avgasmottryck måste avgasventilen vara på samma djup som membranet, och den enda pålitliga platsen att göra detta på är i samma hus. Luften strömmar genom ett par korrugerade gummislangar med stort hål till och från munstycket. Försörjningsslangen är ansluten till ena sidan av regulatorkroppen och tillför luft till munstycket genom en backventil, och utandningsluften återförs till regulatorhuset på utsidan av membranet, även genom en backventil på andra sidan av munstycket och genom en annan backventil i regulatorhuset. Backventilerna som är monterade på var och en av andningsslangarna där de ansluts till munstycket förhindrar att vatten som kommer in i munstycket kommer in i inhalationsslangen och ser till att när det väl har blåst in i utandningsslangen att det inte kan rinna tillbaka. Detta ökar luftens flödesmotstånd och andningsarbetet något, men gör regulatorn lättare att rensa, särskilt när dykaren inte har tillräckligt med luft i lungorna för att blåsa klart med en skarp utandning. Genom att rulla i rätt riktning i horisontellt läge kommer det instängda vattnet att strömma genom gravitationen in i avgasslangen, och när munstycket är grundare än membranet tenderar regulatorn att rinna fritt när den kommer ut ur munnen, vilket också kan användas för att tömma inhalationsslangen.
Helst är det levererade trycket lika med vilotrycket i dykarens lungor eftersom det är detta som mänskliga lungor är anpassade att andas. Med en dubbelslangregulator bakom dykaren på axelnivå ändras det levererade trycket med dykarens orientering. om dykaren rullar på rygg är lufttrycket högre än i lungorna. Dykare lärde sig att begränsa flödet genom att använda tungan för att stänga munstycket. När cylindertrycket var lågt och luftbehovet ökade, gjorde en rullning till höger sida andningen lättare. Att höja munstycket ovanför regulatorn ökar det avgivna trycket av gas vid munnen och ökar avgasmotståndet, och sänkning av munstycket minskar det avgivna trycket och ökar inandningsmotståndet.
Uppfinning och patent
En tidigare undervattensandningsregulator, känd som régulateur , uppfanns i Frankrike 1860 av Benoît Rouquayrol . Han tänkte först på det som en anordning för att hjälpa till att fly från översvämmade gruvor. Rouquayrol-regulatorn anpassades för dykning 1864, när Rouquayrol träffade löjtnanten de vaisseau Auguste Denayrouze . Rouquayrol-Denayrouze-apparaten gick i massproduktion och kommersialisering den 28 augusti 1865, när den franska marinministern beställde de första enheterna.
Efter 1884 köpte eller ärvde flera företag och entreprenörer patentet och producerade det fram till 1965. 1942, under den tyska ockupationen av Frankrike, innehades patentet av Bernard Piel Company ( Établissements Bernard Piel ). En av deras apparater gick till Émile Gagnan , en ingenjör anställd av Air Liquide -företaget. Gagnan miniatyriserade och anpassade den till gasgeneratorer som svar på en bränslebrist, som var en följd av tysk rekvisition. Gagnans chef, Henri Melchior, visste att hans svärson Jacques-Yves Cousteau letade efter en automatisk efterfrågeregulator för att öka den användbara uthålligheten hos den undervattensandningsapparat som uppfanns av befälhavaren Yves le Prieur, så han introducerade Cousteau för Gagnan i december 1942. På Cousteaus initiativ modifierades Gagnan-regulatorn för användning vid dykning. Cousteau och Gagnan fick patent några veckor senare 1943. Efter kriget, 1946, grundade båda männen La Spirotechnique som en division av Air Liquide för att masstillverka och sälja sin uppfinning, denna gång under ett nytt patent från 1945, och känd som CG45 ("C" för Cousteau, "G" för Gagnan och "45" för 1945). Samma CG45-regulator, producerad i mer än tio år och kommersialiserad i Frankrike 1946, var den första som faktiskt kallas "Aqua-Lung". I Frankrike var termerna scaphandre autonome ("autonoma dykningsset"), scaphandre Cousteau-Gagnan ("Cousteau-Gagnan dykningsset") eller CG45 meningsfulla nog för kommersialisering, men för att sälja sin uppfinning i engelsktalande länder behövde Cousteau ett tilltalande namn som följer engelska språkstandarder. Han myntade sedan handelsnamnet Aqua-Lung .
I slutet av 1940-talet och början av 1950-talet började La Spirotechnique exportera Aqua-Lung och hyra ut patentet till utländska företag som britten Siebe Gorman . Utrustningen var en stor framgång jämfört med Rouquayrol-Denayrouze-apparaten, som var begränsad eftersom sin tids teknik bara kunde producera tryckluftstankar som kunde hålla 30 atmosfärer, vilket tillät dyk på endast 30 minuter på högst tio meters djup . Före 1945 föredrog franska dykare den traditionella standarddyklänningen med kopparhjälm och yta som tillfördes andningsluft. När Aqua-Lung blev tillgänglig för kommersiellt bruk fann dykare runt om i världen att Cousteau-Gagnan-utrustningen var mindre och lättare att använda än antingen Le Prieur- eller Rouquayrol-Denayrouze-apparaten. Aqua-Lung kan också monteras på starkare och mer tillförlitliga lufttankar som rymmer upp till 200 atmosfärer, vilket möjliggör förlängning av dyktiden till mer än en timme på betydande djup, inklusive den tid som krävs för dekompressionsstopp .
De första Cousteau-Gagnan Aqua-Lungs (som CG45 från 1945 eller Mistral från 1955) var dubbelslang med öppen krets scuba . Liknande konfigurationer har sedan dess gjorts av olika tillverkare med varierande designdetaljer och antal cylindrar. Liksom scuba med öppen krets med enslangsregulatorer bestod de av en eller flera högtrycksdykcylindrar och en dykregulator (Aqua -Lung ) som försåg dykaren med andningsgas vid omgivande tryck via en behovsventil. I mer än tio år, sett i filmerna Épaves ( Shipwrecks , 1943) och Le Monde du silence ( The Silent World , 1956) var den främsta dykutrustningen som användes av Cousteau och hans dykare en Aqua-Lung monterad på tre dykcylindrar, en används som reserv. Aqua-Lung gjorde det möjligt för dykare att tillbringa mer tid under vattnet och, tillsammans med uppfinningen av flera undervattenskameror, filma och utforska mer fritt.
Konkurrens
Aqua-Lung var inte den första fristående undervattensandningsapparaten, men den var den första som var allmänt populär. 1934 utvecklade René Commeinhes en andningsapparat för brandman som var anpassad för dykning som GC - 42 och patenterades i april 1942 (nr 976 590) av hans son Georges 1937. Den användes av den franska flottan under första åren av andra världskriget. Det var ett system med öppen krets som tillfördes från två 200 bars cylindrar och använde en enstegsregulator för att tillföra gas till en påse mellan de två bakmonterade cylindrarna vid något över omgivningstrycket. Gasen tillfördes sedan till den vänstra sidan av en helmask genom en korrugerad gummislang och släpptes ut direkt från den högra sidan av masken.
Det är inte klart vem som uppfann den första enda slangregulatorn. Uppfinningen motiverades av ett försök att kringgå Aqua-Lungs patent på regulatorn med dubbla slangar, vilket innebar återföring av avgaser till regulatorn för att minska differenstrycket och därför minska mängden och variationen av över- eller undertryck av andningsgasen i lungorna. Enkelslangsregulatorn åstadkommer detta genom att flytta det andra stegets tryckavkännande membranet till avgaspunkten vid munstycket, istället för att leda avgaserna tillbaka till regulatormembranet vid cylindern.
En annons i Popular Mechanics från oktober 1950 erbjöd en enda slangregulator till försäljning av Divers Supply i Wilmington, Kalifornien. Ungefär samtidigt som Divers Supply började sälja Sport Diver-regulatorn, designade australiensaren Ted Eldred en tvåstegs enkelslangsregulator som han marknadsförde i Australien som Porpoise . Praktiskt taget alla moderna dykregulatorer med öppen krets använder enslangs tvåstegsdesign, även om Aqualung marknadsförde en moderniserad Mistral-modell med dubbla slangar 2005 och 2006.
Varumärkesfrågor
Aqualung , Aqua-Lung och Aqua Lung är registrerade varumärken för andningsutrustning för dykning. Det handelsnamnet ägdes ursprungligen i USA av ett företag känt som US Divers (nu Aqua Lung America) . Termen användes innan varumärket registrerades av René Bussoz, som ägde en sportbutik vid namn René Sports i Los Angeles. Han fick ett kontrakt med Air Liquide , moderbolaget till Aqua Lung/La Spirotechnique , för att importera den nya dykutrustningen till USA för försäljning på Stillahavskusten (SPACO Inc. hade kontraktet för Atlantkusten). Bussoz bytte namn på sitt företag till US Divers och registrerade namnet Aqua-Lung. Detta visade sig vara ett klokt drag, för när det franska företaget bestämde sig för att inte förnya sitt femårskontrakt hade ingen ens hört talas om deras produkt, men alla kände till namnen han hade registrerat. Bussoz sålde företaget och handelsnamnen för en vacker vinst och återvände till Frankrike. Namnet US Divers lät väldigt officiellt och väldigt amerikanskt, men det ägdes av en fransman och såldes till ett franskt företag.
Air Liquide höll patentet på originalet "Aqualung" (även skrivet som "Aqua-Lung" eller "Aqua Lung") tills patentet löpte ut någon gång runt 1960 till 1963. Termen "Aqualung", så vitt det är känt, dök först upp i tryck på sidan 3 i Jacques-Yves Cousteaus första bok, The Silent World , 1953. Offentlig användning av ordet "aqualung", och allmänhetens intresse för Aqualungs och dykning, startade omkring 1953 i engelsktalande län av en National Geographical Society Magazine- artikel om Cousteaus arkeologiska undervattensexpedition till Grand Congloué. I Frankrike populariserades aqualung dykning av Cousteaus film Épaves , medan hans bok The Silent World också hjälpte avsevärt.
Som med några andra registrerade varumärken blev termen "aqualung" ett generiskt varumärke i engelsktalande länder som ett resultat av allmän användning av allmänheten och i publikationer, inklusive BSAC: s officiella dykmanualer. Förmodligen kunde advokater för Cousteau eller Air Liquide ha bromsat eller stoppat denna generisering genom att vidta snabba åtgärder, men detta verkar inte ha gjorts i Storbritannien, där Siebe Gorman hade de brittiska rättigheterna till både handelsnamnet och patentet.
I USA populariserades termen aqualung av den populära tv-serien Sea Hunt (1958), där faktiska Aqua-Lungs dök upp i tidiga avsnitt. Den här serien sa aldrig att en dykregulator skulle kunna kallas vad som helst eller göras av någon annan, men Voit Rubber Corporation tillhandahöll det mesta av dykutrustningen som användes i serien och försåg Mike Nelson, huvudpersonen. Ordet "aqualung" användes vanligen i tal och i publikationer som en term för en öppen krets, behovsventilstyrd andningsapparat (även efter att Air Liquides patent löpte ut och andra tillverkare började tillverka identisk utrustning), ibland även för rebreathers , och i bildlig användning (som " vattenspindelns aquaung av luftbubblor"). Ordet kom in i det ryska språket som det generiska substantivet акваланг ("akvalang"). Det ordet togs till litauiska som det generiska substantivet "akvalangas"; "langas" råkar vara litauiska för "fönster", vilket ger en bokstavlig betydelse "aqua-fönster".
I USA lyckades US Divers behålla "Aqualung" som varumärke. Förkortningen "SCUBA", eller "Self Contained Underwater Breathing Apparatus", har sitt ursprung i United States Navy , där den hänvisade till en grodmans syrerebreather designad av Christian J. Lambertsen . SCUBA blev den generiska termen för alla typer av fristående andningsset för dykning, och snart blev förkortningen SCUBA ett vanligt substantiv – " scuba " – allt med små bokstäver. "Scuba" var ett varumärke under en tid – använt av Healthways , nu känd som Scubapro – en av konkurrenterna till US Divers. [ citat behövs ]
I Storbritannien gjorde Siebe Gorman (som innehade rättigheterna till varumärket "Aqualung") inga seriösa försök att kontrollera användningen av ordet, och "aqualung" förblev ett allmänt allmänt generiskt ord för den sortens apparater – inklusive i den brittiska sub- Aqua Clubs officiella publikationer – i många år.
Aqua Lung America , det nuvarande namnet på US Divers Company, tillverkar nu rebreathers vars handelsnamn eller katalogbeskrivningar inkluderar ordet "Aqualung". Namnet US Divers används nu som ett varumärke av Aqua Lung America för sitt sortiment av snorklingsutrustning . [ citat behövs ]
Se även
- Tidslinje för dykteknik – Kronologisk lista över anmärkningsvärda händelser i historien om dykutrustning under vatten
- Historia om dykning – Historia om dykning med självförsörjande undervattensandningsapparater
- Scuba set – Fristående andningsapparat under vatten
- Dykregulator – Mekanism som styr trycket i en andningsgasförsörjning för dykning
externa länkar
- Aqua Lung tillverkarnas webbplats Arkiverad 2015-03-15 på Wayback Machine
