調節器力學:活塞式、隔膜式與生存維護
你的調節器不是玩具。它是欺騙死神的機器。瞭解活塞式與隔膜式系統的差異,以及如何防止它們讓你送命。

你身處 400 英尺深處。水溫攝氏 4 度。四周漆黑一片。唯一將你的肺部與大西洋粉碎性重量隔開的,是一塊精密加工的黃銅和幾個橡膠 O 型環 (O-rings)。
熱帶地區的休閒潛水員把裝備當作玩具。他們把調節器隨手丟在沙灘上,漫不經心地沖洗,並假設空氣永遠會流動。
我不做假設。在飽和潛水 (Saturation diving) 中,假設就是通往蓋棺葬禮的第一步。
要在深海生存,甚至只是在峽灣的冷水中潛水,你必須了解生命維持系統的機械構造。你必須知道壓力是如何被降下的,以及為什麼當溫度下降時,閥門的選擇至關重要。而且,你必須知道如何清潔它而不至於毀掉它。
一級頭:馴服野獸
你背上的氣瓶裝載著壓力約 3000 psi (200 bar) 的氣體,有時甚至更高。如果你直接吸入這種壓力的氣體,你的肺部會像濕紙袋一樣被炸碎。
一級頭是力量的核心。它鎖在氣瓶閥上,將巨大的氣瓶壓力降低到「中壓」(Intermediate pressure)。這通常比環境壓力高出約 135 到 145 psi。它就像是氣體的降壓變壓器。
這種機械魔力主要透過兩種方式實現:活塞式 (Piston) 與隔膜式 (Diaphragm)。
活塞式調節器
活塞式調節器構造簡單,活動零件較少。內部一個中空的金屬活塞在彈簧的作用下往復運動,以控制氣流。
優點: 它們能提供巨大的氣流量。如果你身處深海且呼吸急促,高端的平衡活塞式調節器能毫不費力地供氣。
缺點: 在標準設計中,水會進入主彈簧室。這在加勒比海沒問題,但在挪威呢?那是場災難。水會在活塞周圍結冰,調節器會鎖死在開啟狀態。你會遇到全面供氣 (Free flow)。你的氣瓶會在幾秒鐘內洩光。大海充斥著噪音與氣泡。你會有大麻煩。
隔膜式調節器
這是我的選擇。一個靈活的橡膠隔膜將內部機構與外部海水隔開。一支連桿將壓力從隔膜傳遞到閥座。
優點: 它們是密封的。冰冷的海水永遠不會接觸到內部的金屬活動零件。它們抗凍、抗淤泥且抗髒污。
缺點: 零件較多。維修起來稍微複雜一些。但為了防止生命維持系統內部形成冰晶,複雜性是值得付出的代價。
平衡式與非平衡式
這是物理學衝擊你錢包的地方。
非平衡式: 氣瓶壓力會協助推動閥門關閉或開啟。隨著氣瓶排空、壓力下降,呼吸阻力會隨之改變。潛得越深、氣瓶壓力越低,呼吸就越困難。這些是便宜貨,出租裝備等級。我連洗游泳池都不會用它。
平衡式: 機械設計使得氣瓶壓力不會影響開啟閥門所需的力。無論是在 200 bar 還是 50 bar,供氣表現始終如一。在 10 公尺深處與 100 公尺深處的呼吸順暢度完全相同。如果你要深潛,就用平衡式。
以下是給務實主義者的分析:
| 特性 | 平衡隔膜式 | 平衡活塞式 | 非平衡活塞式 |
|---|---|---|---|
| 氣流量 | 極佳 | 卓越 | 尚可 |
| 冷水表現 | 卓越 (密封) | 差 (除非密封) | 差 |
| 可靠度 | 高 | 高 | 中等 |
| 成本 | 高 | 高 | 低 |
| 最佳用途 | 冷水/濁水、技潛 | 深海暖水 | 淺水暖水 |
二級頭:需求閥
氣體透過中壓管從一級頭流出,到達二級頭。這就是你含在嘴裡的部件。
二級頭將 140 psi 的壓力降至環境壓力。它是一個「需求閥」(Demand valve),只有在你吸氣時才會供氣。
內部有一個槓桿。當你吸氣時,殼體內的壓力下降。隔膜(與一級頭不同的另一個隔膜)被外部的水壓推入,撞擊槓桿。槓桿開啟閥門,你得到空氣。
當你呼氣時,你將隔膜推開,槓桿關閉,排氣閥開啟讓氣泡排出。
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道理很簡單。但如果調整不當,你的每一次呼吸都像是在搏鬥。這就是「呼吸功」(Work of breathing)。高呼吸功會導致二氧化碳堆積。二氧化碳堆積導致恐慌。恐慌導致死亡。
維護:別當蠢蛋
我見過潛水員結束潛水後,連防塵帽都不蓋就直接把調節器扔進清洗槽,然後轉身走人。
如果我是他們的督導,我會開除他們。
一級頭最關鍵的部分是燒結濾網 (Sintered filter)。它是進氣口的一個微小金屬網,防止氣瓶中的鏽跡和灰塵進入脆弱的高壓閥座。
如果你讓水進入一級頭進氣口,你就是在淹沒整個高壓系統。水會腐蝕彈簧,降解潤滑劑,毀掉壓力錶。
清潔流程
- 蓋好防塵帽: 在任何水接觸到調節器之前,防塵帽必須蓋在一級頭進氣口上。它必須是乾燥的,而且必須鎖緊。如果你使用 DIN 接頭(你應該用這個,Yoke 接頭是給觀光客用的),確保螺帽封閉。
- 嚴禁高壓沖洗: 不要用軟管對著一級頭猛沖。你可能會將水強行壓過密封圈。只能用柔和的水流。
- 不要按下排水鈕: 當調節器浸泡中且未加壓時,絕對不要按下二級頭的排水鈕 (Purge button)。這會開啟閥門,讓水沿著管路倒流進入一級頭。我常看到有人在清洗槽裡這樣做,他們在親手淹掉自己的裝備。
- 浸泡它: 鹽晶體會像混凝土一樣硬化。快速沾水毫無作用。在淡水中浸泡一小時,讓鹽分溶解。
- 晾乾: 將它掛起來。遠離陽光直射。紫外線會摧毀橡膠管。
裝備失靈的徵兆
機械故障鮮少是瞬間發生的。機器會發出警告,你只需要留心。
1. 嘶嘶聲 (洩漏)
如果你在對氣瓶加壓時聽到一級頭傳出嘶嘶聲,表示 O 型環失效或高壓閥座損壞。不要下水。如果閥座在水下失效,中壓會飆升。二級頭將無法負荷,會導致劇烈的全面供氣。
2. 中壓漂移
有時壓力針會抖動,或者二級頭每隔幾秒就噴出一個小氣泡。這就是「中壓漂移」(IP creep)。內部的高壓閥座密封不嚴,壓力正從氣瓶端洩漏到管路端。最終,它會強行頂開二級頭。這需要專業技師處理。
3. 呼吸阻力增加
如果你必須費力吸氣才能得到空氣,那就有問題了。濾網可能堵塞,槓桿高度可能太低,或者潤滑劑已乾涸。呼吸困難會導致壓力,壓力會殺人。
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冰冷的教訓
我記得有一次在北海的工作。冬天。我們正在處理一個管線法蘭 (Flange)。我當時用的是一個兩年沒保養的備用調節器。我以為沒問題,反正只是備用的。
我在更換氣體時切換到了它。水溫接近冰點。就在我吸氣的那一刻,未密封的活塞凍結了。熱衝擊 (Thermal shock) 太過劇烈,調節器鎖死在開啟狀態。
感覺就像有人把消防栓塞進了我的喉嚨。氣體衝擊的力量大到讓我的臉頰不停拍動。我不得不微調氣瓶閥來控制流量,才不至於讓肺部受傷。我放棄了那次潛水。我丟了工資。而且看起來像個外行。
從那以後,我檢查每一項細節。無論潛水次數多少,我每年都會保養裝備。
金屬會腐蝕。橡膠會老化。鹽分會摧毀一切。
你的調節器是唯一讓你得以造訪地表下敵對世界的屏障。尊重它。正確沖洗它。經常保養它。
不然就待在船上,反正那裡比較暖和。