호흡기 (레귤레이터)

Regulator는 공기의 흐름을 조절하기 위하여 폐의 호흡운동에 의해 생긴 압력차를 이용하면서 탱크의 압력을 주위의 압력으로 낮추어 주고 공기를 흐르게 해서 자동적으로 수심과 호흡속도에 따른 공기의 필요량을 조절한다.

+ 탱크의 고압공기는 Regulator의 1단계(STAGE)와 2단계에서 주위의 압력으로 낮아진다.

거의 모든 Regulator는 2단계로 되어 있으며 1st stage(1단계)에서는 탱크의 공기 압력을 90-130PSI의 중간압력(낮은 압력)으로 감소시킨다.

2nd stage(2단계)에서는 중간압력을 실제수심압력과 동일하게 낮추어 준다.

Regulator의 작동 원리를 이해하려면, 사용되는 내부의 조정밸브의 방식을 잘 알아두어야 할 필요가 있다.

+ 기본적인 방식은 업스트림 밸브(UP-STREAM VALVE)와 다운스트림 밸브(DOWN-STREAM VALVE)이다.

업스트림 밸브는 고압공기에 의해서 닫혀지는 것이고 다운스트림 밸브는 고압 공기에 의해서 열려지는 것이다.

업스트림 밸브는 Regulator 내부의 압력이 감소할 때 낮은 주위의 압력 때문에 밸브가 열리게 되는 것이며,

다운스트림 밸브는 Regulator 내부의 압력이 최대일 때 닫혀있고 그 결과 내부의 압력이 감소됨에 따라 밸브가 열리는데 저항을 받도록 스프링과 함께 작동되도록 되어 있다.

 

 

· 자동 공기 공급 (Automatic Air Supply)

단선 hose Regulator는 tank 속 고압의 공기를 호흡할 수 있도록 주위의 압력과 같게 낮춰주는 두 개의 valve 조합이다.

공기의 흐름을 diver가 필요로 할 때 조절하여 고압의 공기를 주위의 압력으로 낮추어 자동으로 diver에게 공급하는 것이 Regulator의 역할이다.

Regulator의 두 stage에서 일어나는 자동적인 압력 감소는 diver가 호흡할 때 diver에게 별다른 노력을 요구하지 않는다.

호흡할 때의 저항은 diver에게 육체적 정신적으로 큰 영향을 준다고 한다. 적합하게 관리하고 정기적으로 점검 닫았다면,

diving시 호흡에 저항을 닫지 않을 것이다.

Regulator의 역사는 비교적 짧지만, 공기의 흐름을 조절하는 valve의 종류는 여러 가지로 설계되어 왔다.

오늘날 사용이 중지된 valve도 있고, 계속 사용되는 valve도 있으며,

현재 개발중인 valve도 있다.

Regulator는 기본적으로 세 가지 종류가 있다.

두 개의 호스로 된 것,

 한 개의 호스로 된 것

그리고 통합형이 있다.

· 두 개의 호스로 된 것

두 개의 호스로 된 원래의 Regulator(T재 Hose Regulator)는 두 단계가 한 개의 기계부품으로 결합되어져 있으며 탱크의 밸브에 부착토록 되어있다.

2개의 유연한 저압호스는 Regulator의 양쪽에 연결되어 있으며, 하나는 공기의 흡입을 위한 것이고 하나는 배기를 위한 것으로 두 호스는 마우스피스에까지 이어져 있으며 각 호스의 끝인 마우스 피스 양쪽에 흡기와 배기를 위한 일방밸브가 부착되어 있다.

오른쪽 어깨 너머로 나와 있는 호스는 신선한 공기를 다이버에게 전달하고 왼쪽 어깨 쪽은 사용한 공기를 탱크에 부착된 Regulator에 보내서 물 속으로 배출되게 한다.

 

 

· 한 개의 호스로 된 것

Regulator의 설계는 단선 호스 Regulator(Single Hose Regulator)로 발전해 왔는데 이것은 사용하기 편하고 간단하고 관리가 편하기 때문에 오늘날 일반적으로 널리 사용되고 있다.

단선 호스 Regulator에는 많은 호스를 더 부착토록 되어 있으나,

Regulator자체의 작동에는 오직 한 개의 호스만 관계된다.

이 단선 호스 Regulator는 탱크에 부착된 1단계에서 저압호스로 이어진,

마우스피스와 공기배출구가 함께 결합된 2단계에서 주위의 압력과 같은 공기압력을 공급받을 수 있게 되어 있다.

 

 

· 통합형

셋째로 위에서 언급된 통합형(Intrgrated Regulator)이란

B.C의 저압공기주입장치(Low Pressure Inflator)와 함께 결합되어 있거나

또는 비상용인 작은 탱크에 부착된 Regulator를 말한다.

 

· Regulator의 1단계 내부에 이용되는 밸브는 두 가지 형식으로 나눌 수 있는데,

그것은 다이아프램(DIAPHRAGM)식과 피스톤(PISTON)식이다.

두 가지는 다시 균형밸브(BALANCED VALVE)와 불균형 밸브(UNBALANCED VALVE)로 결합되어 4가지 종류로 생산되고 있다.

균형밸브는 밸브를 작동시키는 힘에 공기압력의 차이가 영향을 미치지 못하는 것을 말한다.

달리 표현하면 탱크압력에 관계없이 밸브는 일정하게 작동한다.

불균형 밸브의 작동은 탱크의 압력에 영향을 받는 것을 말한다.

 

· Regulator의 1st Stage는 tank valve에 맞물린다.

이것의 기능은 tank내의 고압의 공기를 hose를 통해 마우스피스에 연결되어있는 2nd Stage로 보내기 전에 어느 정도 압력을 낮추는 것이다.

이것은 특별히 설계된 내부의 valve에 의해 이루어진다.

Regulator의 1st stage valve는 기본적으로 balanced valve와 unbalanced valve로 나뉜다.

 

· 1961년 전에는 미국에서 만들어진 모든 단선 hose regulator는 unbalanced valve를 사용했으나 요즘에는 대부분 balanced 1st stage valve를 사용한다.

그리고 대부분의 regulator 기술자들은 1st stage에 balanced valve를 사용할 것을 권장한다.

 

· 두 valve의 가장 큰 차이점은 balanced valve는 tank의 잔압에 관계없이 hose내부의 압력을 일정 수준으로 유지시켜준다는 것이다.

unbalanced valve에서는 tank의 잔압에 따라서 1st stage에서 나오는 공기의 압력이 변하게된다.

그래서 tank내의 잔압이 변하게되면 hose내의 압력이 영향을 받게되어 결국 마우스피스내의 압력이 변하게 된다.

 다시 말해서 호흡이 tank의 잔압에 따라 쉬웠다가 어려워진다는 것이다.

 

→ 1st stage에 사용되는 valve에는 기본적으로 네 가지 종류가 있다.

   이들 valve의 설계, 기능, 차이점에 대해 간단히 알아보자.

 

 

 

 

1단계 다이아프램식 밸브(DIAPHRAGM FIRST-STAGE VALVE)는 불균형식 업스트림 밸브로 되어 있다.

외부에 노출되는 방에 장치된 스프링은 Regulator 배누의 압력이 유연하게 움직이는 다이아프램을 밀어내는 반대방향으로 작동한다.

스프링 힘과 주위의 압력, 그리고 고압 공기에 의해서 생기는 힘들은 상호 결합하여 밸브가 작동되게 한다.

하강하는 동안 스프링이 있는 방의 수압은 증가되어 다이아프램을 부풀게 하고 압력평형이 이루어 질 때까지 밸브를 열게 한다.

숨을 들이쉬면 중간 압력실의 압력이 낮아지면서 스프링은 다이아프램을 위로 부풀게 하고 압력평형이 될 때까지 밸브가 열리게 된다.

숨을 내쉬면 중간압력실의 압력이 증가하여 밸브를 닫게 한다.

 

이 valve는 valve seat가 valve의 고압쪽(upstream)으로 위치하기 때문에 upstream 1st stage valve라고도 불린다.

숨을 들이 마시면, 다이아프램이 안쪽으로 구부러져서 축을 올리게되어 valve가 열린다.
그래서 공가가 다이버에게 전달된다.

내부의 압력이 초기의 압력으로 돌아가 다이아프램이 원상태로 돌아갈 때, valve는 닫힌다.

이런 종류의 valve(Unbalanced 1st stage valve)의 취약점은 고압의 공기가 valve에 직접 영향을 끼쳐 valve가 열리는 곳을 작게 만들기도 하지만 이것은 또한 공기의 흐름을 방해한다.

이런 종류의 valve는 구식 model에 사용되었었고 현재는 거의 사용되지 않고 있다.

 

 

 

 

이 valve는 valve내의 중재 압력과 spring의 큰 입력에 의해 작동한다.

다이버가 숨을 들이 쉬면 내부의 압력이 감소하여 piston이 움직인다.

그렇게 되면 valve가 열려 tank의 공기가 들어오게 되고 다시 내부의 압력이 증가하게 된다.

증가된 압력은 spring의 압력과 더불어 valve를 닫히게 하여 더 이상 공기가 들어오게 못하게 한다.

 

이것은 Unbalanced valve이기 때문에 valve는 tank의 잔압에 영향을 받는다.

tank의 잔압이 줄어들면 valve의 강도가 변해서 호흡이 더 힘들어 진다.

tank 압력이 감소함에 따라 내부에 있는 공기의 압력은 증가한다.

그러나 unbalanced valve는 구멍이 작기 때문에 공기의 흐름이 감소되어 호흡 저항이 늘어나게 된다.

오늘날 1st stage는 대부분 balanced valve로 교체되었지만,

이 종류는 아직도 여러 가지형의 Regulator에 사용되고 있다. (그림참조 2)

 

1단계 피스톤식 불균형 밸브(UNBALANCED PISTON FIRST-STAGE VALVE)는 다운스트림 밸브로 되어 있다.

외부에 노출되는 방에 장치된 스프링은 중간압력을 조절한다.

피스톤 축에 있는 구멍은 Regulator 배누의 압력을 중간 압력과 같게 해준다.

하강하는 동안, 스프링이 있는 방의 수압은 피스톤을 밀어내고 압력평형이 이루어질 때까지 밸브를 열게 한다.

숨을 들이 쉬면 중간 압력실의 압력이 감소하면서 피스톤을 밀어내고 압력평형이 이루어질 때까지 밸브가 열리게 된다.

숨을 내쉬면 증가된 중간 압력의 압력으로 밸브가 닫히게 된다.

 

 

 

 

이 type의 valve는 piston이 움직여서 valve를 열게 할 때 valve가 tank의 고압에 의해 영향을 받지 않는다는 점을 제외하고는 unbalanced piston valve와 같은 방식으로 작동한다.

즉 valve가 tank의 압력의 변화와 상관없이 열리고 닫히어 공기의 흐름을 원활하게 한다.

piston valve에 있어서는 1st stage 안에 있는 두 개의 중요한 O-ring seals가 모래나 소금 결정 같은 것들에 의해 손상되면 고장나기가 쉽다.

1단계 피스톤식 균형 밸브(BALANCED PISTON FIRST-STAGE VALVE)는 피스톤의 움직임이 오링(O-RING)에 의해 고압실과 분리되어 있어서,

밸브의 작동은 탱크의 압력에 영향을 받지 않게 되어 있다.

1단계가 피스톤 식으로 된 두 종류는 피스톤축의 끝과 접촉되는 부분인 밸브 seat(플라스틱 재질)가 마모되면 공기가 새어서 제2단계에서 자유방출(FREE FLOW)이 일어나게 한다.

 

 

이 valve는 steel piston 대신 유연한 diaphragm이 공기 valve를 여는 데 사용된다는 점을 제외하고는 기본적으로 balanced piston valve와 같은 방법으로 작동된다.

이 valve는 1st. stage valve에서 고압 cylinder 공기의 변화에 의한 영향을 없애기 위해서 만들어 졌다.

valve의 축(valve sterm)이 고압 공기 chamber에서 hose를 통해 흐르는 중간의 chamber까지 이어져 있기 때문에 cylinder에서부터의 고압 공기가 valve축에 죄는 힘을 가할 수 없다.

중간 공간에 있는 공기압이 valve 축에 작용하는 힘을 조절하는 것을 도와주게 된다.

 

 

중간압력, 수압과 스프링압력과의 상호관계

· 수압과 스프링 압력의 합이 중간 압력보다 클 때 valve와 oringpis는 떨어지게 된다.

이는 호흡에 의한 내부의 압력(중간 압력)이 떨어지게 되어 자동적 수압과 스프링의 압력이 커지게 되므로 valve와 oripis는 떨어지게 된다.

이는 바로 고압의 공기가 내부로 유입을 일으키게 된다.

· 수압과 스프링 압력의 합이 중간 압력과 같을 때
valve와 oringpis는 붙어있게 된다.

이는 고압의 공기가 내부로 유입이 되다 수압과 스프링 압력의 합과 같아지게 되면 자동적으로 valve는 oringpis와 붙어지게 되므로 고압의 공기 유입이 차단되어 진다.

유입된 공기가 바로 중간 압력을 형성한다.

마우스 피스가 있는 부분의 2단계는 저압호스로 1단계에 연결되어 있으며 보통 다운스 트림 밸브(DOWNSTREAM SECOND-STAGE VALVE)로 되어 있다.

제2단계 내부의 압력이 줄어들면 외부에 노출되어 있는 다이아프램이 안쪽으로 부풀어 지면서 접촉된 지렛대(LEVER)를 누르고 연결되어 있는 밸브를 열게 하면서 주위와 같은 압력의 공기가 마우스피스로 흐르게 된다 숨을 들이쉬고 있는 한공기는 계속 흘러나온다.

숨을 멈추면 다이아프램은 원상으로 돌아가면서 지렛대에 가한 힘이 풀리고 스프링 힘에 의해 밸브는 닫히게 된다.
숨을 내쉬면 공기 배출구에 달린 얇은 플라스틱 판막으로 되어있는 일방밸브가 열리면서 내쉰 공기는 물 밖으로 나가게 된다.

다운스트림 밸브로 되어 있는 2단계는 Regulator의 1단계로부터 흘러나오는 저압공기에 의해 압력이 높아지면 쉽게 열려서 공기를 흐르게 한다.

 

업스트림 밸브(UPSTREAM SECOND-STAGE VALVE)로 되어 있는 2단계는 그 위험성과 비효율성 때문에 거의 생산이 되지 않고 있다.

그 위험성이란, 만약에 Regulator의 1단계에서 공기가 새어나올 경우 공기의 흐름에 반대로 작동하는 밸브로 되어 있기 때문에 공기의 흐름을 막게 되며 압력이 높아지면 결국 호스가 파손되게 된다.

그러므로 2단계 업스트림 밸브를 채택한 Regulator의 1단계는 초과된 압력을 방출하는 안전장치를 별도로 설치하여야 하거나 다운스트림 밸브로된 2단계를 1단계에 하나 더 부착하여야 한다.
업스트림 2단계 밸브의 작동은 다운스트림 2단계 밸브와 비슷하지만 다이아프램이 지렛대(LEVER)대신에 장치된 밸브가 달린 핀(STEM)을 비스듬히 눌러 밸브가 열리게 한다.

파이롯 밸브(PILOT-VALVE)가 장치된 레귤레이터의 2단계는 기계적인 흐름이 멈추게 된다.

밸브를 열리게 하는 압력은 다이아프램의 작동에 의해서 다운스트림 파이롯 밸브를 통과하는 공기의 흐름에서 형성된다.

간단한 기계적 연결이 다이아프램과 파이롯 밸브 사이에 이용된다.

 

파이롯 밸브는 아주 작기 때문에 압력에 대응하는 스프링의 힘이 약해도 되고 그러므로 열고 닫는데에는 큰 힘이 필요 없다.

파이롯 밸브는 단지 조금만 열리고, 조정실(CONTROL CHAMBER)로 들어가는 아주 적은 양의 공기로 밸브를 열어 공기를 흐르게 한다.

정확하게 여는 힘의 압력에 반작용하는 밸브의 반대편 쪽으로 공기를 흐르게 하는 피스톤이 있기 때문에 공기의 공급은 균형을 유지하며 중간압력의 변화에 의해 영향을 받지 않는다.

즉 균형식인 것이다.

그 체계는 공기의 흐름을 증폭시키는 2단계로 표현할 수 있으며 그것은 작은 파이롯 밸브로의 공기의 흐름이 반대쪽에 있는 더 큰 밸브를 열리게 작동하여 필요한 공기를 공급하게 되는 것이다.

>파이롯 밸브로 된 레귤레이터는 다른 종류의 것보다 흡입 노력의 1/4의 힘만이 필요할 뿐이다.

 

Regulator의 작동은 다이아프램이 눌러지면 작동이 시작된다.

연결된 장치가 파이롯 밸브를 열고, 공기가 주밸브에 있는 구멍을 통해서 흘러 들어갈 수 있는 것보다 더 빨리 공기를 나가게 함으로써 주 밸브가 열리게 하는 압력 차가 조정실에 생기게 되며 그 결과 주밸브가 열리게 된다.

이런 작동은 파이롯 밸브가 닫힐 때 까지 계속적으로 공기를 흐르게 하며, 조정실의 압력이 높아지게 되면 주밸브는 닫히게 된다.

파이롯 밸브는 1단계에서 새어나온 공기의 압력이 높아지면 안전 밸브로써의 역할도 하게 된다.

 

오늘날 사용되는 Regulator에는 많은 다른 호스들을 연결시킬 수 있다.
다음에 열거하는 품목들은 꼭 달아야 하거나 또는 권장되고 있다.

 

· 잔압계(SUBMERSIBLE PRESSURE GAUGE) - 꼭 달아야 한다.

· BC 저압공기주입호스 - 강력하게 권장된다.

· 여분의 2단계(OCTOPUS) - 강력하게 권장된다.

· 드라이슈트호스 - 선택 품목

 

레귤레이터의 1단계에는 몇 개의 저압 호스를 붙일 수 있는 구멍(PORT)이 있으며,

부착하고 싶은 부품들보다 구멍이 작을 경우에는 다이빙 상점에서 여러 개의 구멍이 있는 어뎁터(ADAPTOR)를 구하면 된다.

 

Regulator는 사용 후에 매번 깨끗한 물로 씻어내야 하며 물에 잠겨 있을 때 2단계의 누름단추를 열리게 하지 말아야 한다.

그리고 매년 전문적인 손질이 필요하다.

1단계의 먼지마개는 사용하지 않을 때에는 항상 덮여 있어야 한다

 

Regulator의 관리에는 좀 더 알아야 할 고급수준이 있으며 다음과 같다.

 

· Regulator를 단지 씻어내는 것보다는 더운물에 담가서 씻는 것이 좋다. 항상 먼지마개가 잘 덮여 있는지 확인하라.

 

· Regulator에 윤활유를 사용하지 말라. 특히 부품을 손상시키고 다이아프램을 들러붙게 할 수 있는 실리콘 스프레이의 사용을 금한다.

 

· Regulator는 매 6개월마다 기능테스트를 받아야 하고 이 테스트는 단지 압력계에 의한 테스트이므로 빨리 끝나고 경비도 적게 든다.

 

· Octopus 역시 6개월마다 기능테스트를 받아야하고 1년마다 정기손질을 받아야 한다.

 

· 수영장에서 자주 사용되는 Regulator는 수영장을 정화시키기 위해서 사용되는 염소(CHLORINE)가 내부 씰에 사용되는 윤활제를 없애 버리기 때문에 더 자주 손질을 요한다.

· Regulator의 1단계에 있는 필터(FILTER)의 색깔 변화가 사용하는 공기 탱크의 상태에 관한 단서를 제공할 수도 있다.

만약 필터가 녹색이나 푸른색을 띠고 있으면 탱크 내부의 습기나 필터에 떨어진 물방울에 의하여 부식이 발생한 것을 나타낸다.

붉은 색은 스틸 탱크에 녹이 있음을 나타내고,

검은 색은 공기 콤푸레서의 필터로부터 탱크로 유입된 탄소 찌꺼기를 나타낸다.

 

이런 문제점들이 없으면 Regulator의 상태가 좋은 것이며 이런 표시가 발견되면 서둘러서 문제점들을 바로 잡아야 한다.

 

· Regulator의 공기가 새거나 물 속에서 호스로부터 작은 공기 방울의 유출이 있으면 더 심해지기 전에 전문가에게 수리를 의뢰해야 한다.

사소한 공기방울의 유출이 있어도 다이빙을 계속하여 종료해도 좋겠지만,

다음 번 잠수 전에는 고쳐야 한다.

· 각 호스에 부착된 쇠붙이에 호스 프로텍터(HOSE PROTECTOR)를 끼워라.

이렇게 함으로 호스의 수명을 연장할 수 있다.

 

· 다이빙할 때 Regulator에 부착된 모든 부품들을 안전하게 챙겨라.

이러한 조치는 부속품들과 물 속의 자연환경을 훼손하는 것을 방지한다.

매달려 있거나 질질 끌리는 잔압계와 Octopus는 거치적거리는 방해물이 될 뿐이다.

 

때때로 관심을 갖게되는 Regulator에 대한 몇 가지 측면이 있다.

고급 다이버들이 알아야 할 사항들은 다음과 같다.

 

· 탱크에 공기가 없으면 Regulator로 물이 흘러 들어올 수 있다.

탱크의 공기를 모두 사용하지 않고자 하였더라도 부주의에 의해 그렇게 될 수도 있는 것이다.

이런 일이 발생하면 물이 Regulator의 1단계나 탱크에 들어가지 않게 탱크의 밸브를 잠근다.

 

· 매우 추운 물에서는 Regulator에 얼음이 생길 수도 있다.

압력이 감소할 때 공기는 냉각된다.

거의 얼기 직전의 물에서 Regulator를 통해서 흐르는 공기는 온도를 더 낮추게 하고 Regulator 내부의 물을 얼게 한다.

얼음은 1단계의 스프링과 2단계의 지렛대에 작용하는 스프링을 움직이지 않게 하고 Regulator의 작동에 영향을 미친다.

어떤 Regulator는 1단계의 결빙을 방지하기 위하여 내부의 온도를 단열(WEATHRIZED)할 수 있도록 되어 있다.

2단계에서도 결빙을 방지하기 위해서 습기를 제거할 수 있는 특별한 장치가 필요하다.

 

· 어떤 Regulator는 깊은 수심에서 공기가 잘 안 나올 수 있다.

탱크 압력이 낮을 때 두 다이버가 동시에 호흡을 하면 공기의 공급이 원활치 못해서 호흡이 안될 수도 있다는 것이다.

Regulator를 구입할 때 이런 점을 두고 깊은 수심에서 탱크의 압력이 낮아져도 공기를 충분히 공급할 수 있는 것을 골라야 한다.

이제 여러분들은 Regulator의 작동 메커니즘과 그 종류, 그리고 관련된 제 문제들에 대해서 좀더 알게 되었을 것이다.
 

 

공기가 on으로 돌려지면, 공기는 화살표로 표시되었듯이 1단계를 통해서 흐르며 호스를 통해서 2단계로 이동한다.
압력이 9.5바로 만들어졌을 때, 그것은 주 다이아프램 위에 충분한 압력을 가해서 큰 스프링을 압축한다
이것은 작은 스프링이 시트 위에 고압밸브를 눌러주도록 한다.

그런다음 밸브는 균형상태 안에 있고 중간 압력이 다이아프램 위를 누르고 있는 동안 큰 스프링이 압축된 상태로 잡아준다
그러는 동안 고압밸브는 작은 스프링이 고압 공기가 흐르는 것을 막아주는 동안 시트 위에서 잡혀있다.

 

다이버가 공기를 빨아들일 때, 다이아프램 위에서 움직이는 중간 압력의 공기(9.5바)는 떨어지고 큰 스프링이 다이아프램을 밀도록 허락해 준다.

차례로 다이아프램은 고압 밸브를 눌러 그것의 시트에서 떨어지게 하며 들이마시는 것을 멈출때까지 더 많은 공기가 고압 쪽에서 흐르도록 허락해 준다.

중간압력은 다시 9.5바로 만들어지며 1단계는 다시 그것의 균형상태로 돌아간다.

 

1단계는 제2의 다이아프램에 의해서 오염 및 결빙으로부터 보호된다.
이 다이아프램은 또한 적재량 전달장치(load transmitter)를 거친 물의 압력을 제 1의 다이아프램으로 전달해줌으로서 유체 정역학적 균형을 유지한다.
이 방법으로 9.5바의 중간압력은 수압 위에서 항상 유지되면서 2단계로의 공기공급이 수심에 관계없이 항상 충분하도록 확실히 한다

 

· Dry sealed turret first stage ( D.E.S 시스템 처리 1단계)

압력이 가해지지 않은 상태에서, 고압밸브는 큰 스프링에 의해서 열려진 위치에서 고정되있다.

고압의 공기는 흡입구 연결부 안에있는 필터를 통해서 들어가서 밸브시트 오리피스를 통하여 중간압력쪽에 진입한다.

압력이 9.5바로 만들어졌을 때 그것은 충분한 압력을 주 다이아프램 위에 가하여 큰 스프링을 압축시킨다. 이를 통해서 작은 스프링은 고압밸브를 닫는다. 이 9.5바의 중간압력은 실린더의 압력에 상관없이 지속적이다.

이것은 밸브시트 오리피스에 유사한 부분의 카운터 밸런스 챔버에 의해서 이루어진다.

다이버가 공기를 들이마실 때 주 다이아프램위에서 움직이는 9.5바의 중간압력은 떨어지며,
큰 스프링이 다이아프램을 누르도록 하며, 차례로 고압밸브가 그것의 시트에서 떨어지도록 민다.

이것은 더 많은 공기가 고압쪽으로부터 흐르도록 하며 공기는 다이버가 숨을 멈출때까지 지속적으로 흐른다.

그런 다음 압력은 9.5바까지 만들어지며 큰 밸브 스프링을 압축시키면서 고압밸브가 다시 닫히도록 한다.

다이버가 물속으로 하강할 때, 공기에 대한 수요량도 증가한다.
공급을 유지하는데 도움을 주기 위해서,

중간 압력은 항상 주변위의 9.5바이다.

드라이씰드 시스템에서 이것은 제 2의 다이아프램 위에서 움직이는 유체 정역학적인 압력이 적재량 전달장치(load transmitter)를 거쳐 주 다이아프램으로 전달되도록 한다.
이 드라이 씰드 시스템은 이 1단계를 극한적인 조건에서 사용하는데 이상적으로 적합하도록 만든다.

 

 

다이버가 공기를 들여 마실 때,

다이아프램은 아래로 당겨지고 레버를 내리 누른다(아래보여짐).

레버는 기울어져서 균형잡힌 밸브와 고무 시팅을 밸브시트(오리피스-orifice)에서 떨어지도록 들어올린다.

그러면서 그러한 밸브 메카니즘을 통해 공기가 다이버의 입으로 흐르도록 한다.

다이버가 들이마시는 것을 멈추었을 때 다이아프램은 복원되고 스프링은 포핏 밸브와 고무시팅을 눌러 시트 위로 돌아가게 하면서 더 이상의 공기흐름을 막아준다.

 

 

공기는 포핏밸브의 중앙을 통과하여 밸브를 막아주는 스프링을 도와주는 카운터 밸런스 실린더로 흐른다 이러면서 더 무거운 밸브 스프링에 대한 필요성을 없애고 따라서 호흡노력도 감소시킨다.

분열 저항 조절(cracking resistance control)은 포핏 밸브 뭉치(조합) 위에 적재되는 스프링을 조정하는데 사용된다. 그래서 최초의 2단계 분열저항을 바꾼다.
조절이 안으로 더 감겨들어가면 갈수록, 분열저항은 더욱 세진다.
분열 저항 조절 또한 아펙스 서비스 기술자에 의해 사용되기 위해 내부의 미세한 조정을 결합한다.

이것은 2단계가 넓은 범위의 1단계 중간압력과 함께 최소한의 호흡노력으로 세트되도록 허락해 준다.

 

VENTURI CONTROL(2단계 벤츄리 조절 효과 IVS 시스템)
 

통합 벤츄리 시스템(IVS)은 2단계를 통과하는 공기의 흐름을 콘트롤하며 공기가 다이버의 마우스피스에 직접 흐르도록 하거나 또는 다이아프램으로 다시 향하게 하여 2단계가 물속에 떨어졌을 때 프리플로우를 막아준다.

따라서, 벤츄리레버는 프리다이브(Pre-Dive) 스위치로서 작동한다.
마이너스 위치로 세팅하면, 만약 물속에 들어가더라도 프리플로우가 발생할 수 없다.
다이버가 호흡기를 사용하기 시작했을 때, 레버는 플러스위치로 옮겨질수 있으며 그런다음 2단계는 호흡 노력을 줄여주면서 다이버에게 모든 벤츄리 도움을 준다

레버가 마이너스 위치에 있으면 2단계로부터의 공기흐름은 밸브를 닫고 프리플로우를 방지하면서 다이아프램 위로 직접 연결된다.

주변압이 다이아프램 밑의 압력보다 훨씬 높다.

그래서 다이아프램은 레버 위에서 아래로 눌려져서 호흡노력을 도와준다
 

 

1단계에서 결빙이 된다는것은 일반적으로 내부의 메인 스프링 밸브주위의 물 때문입니다.
1단계가 작동할 때 1단계는 그안을 통과하는 공기의 팽창으로 인하여 매우 차갑게 됩니다.
만약 스프링 챔버안에 물이 있다면(1단계가 막혀있지 않은 스타일) 이 물이 스프링 주위에 얼어붙게 되며 밸브가 닫히지 않습니다.
이로 인하여 1단계에 프리플로우가 발생하게 됩니다.

APEKS의 1단계는 외부환경으로부터 완전히 차단되어 있으므로 물이 메인 스프링에 닿지 않으며 따라서 아무리 차가운 온도의 물에 접하더라도 1단계는 얼지 않습니다.
APEKS의 1단계는 전세계적으로 모든 조건의 다이빙 환경에서 사용되고 있으며,

외부가 얼음으로 완전히 뒤덮힌 1단계는 있었으나 그 내부는 물의 접촉이 없기 때문에 모두 정상적으로 작동하였습니다.

2단계가 결빙이 되지 않는 주 요소는 바로 열교환 장치 때문입니다.
이 열교환 장치는 라지에타와 반대의 원리입니다.
2단계가 사용되고 있을때는 0도 이하까지 차갑게 될 때가 있습니다.
이것은 팽창된 공기가 그안을 통과하고 있기 때문입니다.
2단계에서 가장 차가워지는 부분은 공기가 2단계 안으로 팽창되어 들어오는 밸브시트이며,

결빙은 습기가 밸브시트 근처의 밸브레버 하단 주위에서 얼어붙기 때문입니다.

열교환 장치는 실제로 물에서 열을 끌어들여 그것을 2단계의 가장 차가운 부분인 밸브시트 주위로 전달해 줌으로써 비록물이 아주 차갑더라도 2단계의 밸브 결합부분 보다느 따뜻합니다.
이러한 원리로 물에서 끌어온 열이 2단계안에서의 결빙을 막아주는 것입니다.

물론 2단계에는 항상 습기가 있기때문에 어떤 2단계도 결빙의 가능성은 있습니다.

하지만 이 열교환 장치는 결빙현상을 막는데 큰 역할을 하고 있습니다.
열교환 장치의 재질은 황동이지만 다층 구조로 효과적으로 되어있기 때문에 물로부터 열을 끌어들이기에 충분한 표면 면적을 확보하고 있습니다.

 

글 : 나우이 트레이너    최 원 익  변호사