กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ห้องล็อกอากาศ

ห้องล็อกอากาศคือห้องหรือช่องที่อนุญาตให้มีทางผ่านระหว่างสภาพแวดล้อมที่มีความดัน บรรยากาศ หรือองค์ประกอบที่แตกต่างกัน...

ห้องล็อกอากาศ

ห้องปรับความดันอากาศบนยานอวกาศแอตแลนติส

ห้องล็อกอากาศ[ a ]คือห้องหรือช่องที่อนุญาตให้มีทางผ่านระหว่างสภาพแวดล้อมที่มีความดัน บรรยากาศ หรือองค์ประกอบที่แตกต่างกัน โดยลดการเปลี่ยนแปลงของความดันหรือองค์ประกอบระหว่างสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันให้น้อยที่สุด

ห้องกันอากาศประกอบด้วยห้องที่มี ประตูหรือช่องเปิดที่ ปิดสนิท สองบาน โดยปกติจะเรียงกันเป็นชุดและจะไม่เปิดพร้อมกัน ห้องกันอากาศอาจเป็นกลไกขนาดเล็ก เช่นที่ใช้ในการหมักหรืออาจเป็นกลไกขนาดใหญ่ ซึ่งมักอยู่ในรูปของห้อง โถงด้านหน้า

ห้องล็อกอากาศอาจใช้ใต้น้ำเพื่อเปิดทางให้อากาศไหลผ่านระหว่างสภาพแวดล้อมภายในภาชนะรับแรงดันเช่นเรือดำน้ำและสภาพแวดล้อมภายนอกที่เป็นน้ำ ในกรณีเช่นนี้ ห้องล็อกอากาศสามารถบรรจุอากาศหรือน้ำก็ได้ เรียกว่าห้องล็อกอากาศแบบกันน้ำหรือห้องล็อกอากาศใต้น้ำและใช้เพื่อป้องกันไม่ให้น้ำเข้าสู่ เรือ ดำน้ำหรือที่อยู่อาศัยใต้น้ำ

การดำเนินการ

ขั้นตอนการเข้าไปในห้องล็อกอากาศจากสภาพแวดล้อมภายนอกหรือความดันบรรยากาศ ปิดผนึก ปรับความดันให้เท่ากัน และผ่านประตูชั้นใน เรียกว่าการล็อกเข้า ใน ทางกลับ กันการล็อกออกเกี่ยวข้องกับการปรับความดันให้เท่ากัน เปิดประตูชั้นนอก แล้วออกจากห้องล็อกเพื่อเข้าสู่สภาพแวดล้อมภายนอกการล็อกเข้าและล็อกออกหมายถึงการถ่ายโอนภายใต้ความดันโดยที่ห้องทั้งสองเชื่อมต่อหรือตัดการเชื่อมต่อทางกายภาพก่อนที่จะปรับความดันให้เท่ากันและล็อกเข้าหรือล็อกออก

ก่อนเปิดประตูบานใดบานหนึ่ง ความดันอากาศภายในห้องล็อกอากาศจะถูกปรับให้เท่ากับความดันอากาศภายนอกประตูบานถัดไป การเปลี่ยนแปลงความดันอย่างค่อยเป็นค่อยไปจะช่วยลดความผันผวนของอุณหภูมิอากาศ ซึ่งช่วยลดการเกิดฝ้าและการควบแน่นลดแรงกดดันต่อซีลอากาศ และช่วยให้สามารถตรวจสอบอุปกรณ์ที่สำคัญได้อย่างปลอดภัย

เมื่อบุคคลที่ไม่ได้สวมชุดกันความดันเคลื่อนที่ระหว่างสภาพแวดล้อมที่มีความดันแตกต่างกันมาก ระบบปรับความดันจะค่อยๆ เปลี่ยนความดันเพื่อช่วยปรับสมดุลอากาศภายในร่างกายและป้องกันโรคจากการลดความดันสิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการดำน้ำและนักดำน้ำหรือผู้ปฏิบัติงานกับอากาศอัดอาจต้องรออยู่ในระบบปรับความดันเป็นเวลาหลายชั่วโมงตามตารางการลดความดันอาจใช้ระบบที่คล้ายกันนี้สำหรับการเข้าถึงพื้นที่สะอาดที่ปิดสนิท พื้นที่ ปนเปื้อนหรือบรรยากาศที่ไม่สามารถหายใจได้ ซึ่งอาจไม่จำเป็นต้องเกี่ยวข้องกับความแตกต่างของความดัน ในกรณีเหล่านี้ จะใช้วิธี การฆ่าเชื้อและการล้างแทนขั้นตอนการเปลี่ยนความดัน

ประวัติศาสตร์และการวิจัย

ศตวรรษที่ 19

ห้องปรับความดันอากาศรุ่นแรก พร้อมคำแนะนำในการลดความดัน

สิทธิบัตรห้องล็อกอากาศฉบับแรกได้รับมอบในปี พ.ศ. 2473 ให้แก่โทมัส คอคเรนผู้คิดค้นแนวคิดนี้เพื่อช่วยอำนวยความสะดวกในการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดิน มีการนำไปใช้จริงในปี พ.ศ. 2422 ระหว่างความพยายามขุดอุโมงค์ใต้แม่น้ำฮัดสัน[ 1 ] [ 2 ]

ศตวรรษที่ 20

โครงการอพอลโลเกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีห้องปรับความดันอากาศ เนื่องจากห้องปรับความดันอากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งในการช่วยให้มนุษย์สามารถเข้าและออกจากยานอวกาศขณะอยู่บนดวงจันทร์ได้โดยไม่สูญเสียอากาศมากเกินไป เนื่องจากชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ นั้น เบาบาง

ระหว่าง ภารกิจ Apollo 11 ในปี 1969 ไม่มีห้องใดที่ออกแบบมาเพื่อใช้เป็นห้องล็อกอากาศโดยเฉพาะ แต่พวกเขาใช้ห้องโดยสารเป็นห้องล็อกอากาศแทน ต้องทำการอพยพและลดความดันภายใน ห้องโดยสารก่อนจึงจะเปิดประตูได้ และเมื่อปิดประตูแล้ว ก็ต้องเพิ่มความดันภายในห้อง โดยสารอีกครั้งก่อนที่ใครจะสามารถกลับเข้าไปในห้องโดยสารได้อย่างปลอดภัยโดยไม่ต้องสวมชุดอวกาศ[ 3 ]

ในปี พ.ศ. 2532 โมดูล Kvant-2ซึ่งรวมถึงห้องล็อกอากาศ ได้ถูกเพิ่มเข้าไปใน สถานีอวกาศ Mirที่กำลังประกอบโดยสหภาพโซเวียต[ 4 ] การเดินอวกาศ ก่อนหน้านี้จาก สถานีอวกาศ Salyutดำเนินการโดยไม่มีห้องล็อกอากาศโดยเฉพาะ

ศตวรรษที่ 21

เมื่อสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) เริ่มรับมนุษย์เป็นครั้งแรกในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2543 [ 5 ] สถานีอวกาศ นี้ไม่มีห้องปรับความดันอากาศ และกิจกรรมนอกยานอวกาศ ทั้งหมด ต้องอาศัยห้องปรับความดันอากาศบนกระสวยอวกาศ[ 6 ]จนกระทั่ง มีการติดตั้งโมดูลห้อง ปรับความดันอากาศร่วม Questในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2544 [ 7 ]

ห้องล็อกอากาศสำหรับใช้ในเชิงพาณิชย์แห่งแรกคือNanoracks Bishop Airlockซึ่งติดตั้งบน ISS ในเดือนธันวาคม 2020 มีรูปร่างคล้ายระฆังและออกแบบมาเพื่อขนส่งสัมภาระออกจากภายใน ISS ไปสู่อวกาศ ณ เดือนกรกฎาคม 2023 เป็นห้องล็อกอากาศที่ใหญ่ที่สุดในสถานี สามารถรองรับ "สัมภาระขนาดใหญ่เท่าตู้เย็น" ได้[ 8 ]

สภาพแวดล้อมทางอากาศ

ห้องกันอากาศถูกนำมาใช้ในสภาพแวดล้อมแบบอากาศสู่อากาศด้วยเหตุผลหลายประการ โดยส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการป้องกันสารปนเปื้อนในอากาศไม่ให้เข้าหรือออกจากพื้นที่ หรือการรักษาระดับความดันอากาศภายในห้อง

เทคโนโลยีแอร์ล็อกพบได้ทั่วไปในห้องปลอด เชื้อบางแห่ง ซึ่งใช้ แรงดันบวกเพื่อป้องกันอนุภาคที่เป็นอันตรายหรือไม่พึงประสงค์ กล่าวคือการรักษาระดับแรงดันภายในห้องให้สูงกว่าสภาพแวดล้อมโดยรอบ ควบคู่ไปกับมาตรการอื่นๆ ในทางกลับกัน การรักษาระดับแรงดันลบภายในห้องจะช่วยป้องกันไม่ให้อนุภาคหลุดรอดออกจากสภาพแวดล้อมที่เป็นอันตราย เช่นเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ห้องปฏิบัติการชีวเคมีและศูนย์การแพทย์เพื่อไม่ให้อากาศ (และอนุภาคใดๆ ที่อยู่ในอากาศ) หลุดรอดออกไปได้ง่าย

อีกหนึ่งการประยุกต์ใช้ของห้องล็อกอากาศที่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักคือในงานสถาปัตยกรรม: อาคารเป่าลมและโครงสร้างที่รองรับด้วยอากาศเช่น โดมที่มีแรงดันอากาศ จำเป็นต้องรักษาแรงดันอากาศภายในให้อยู่ในระดับที่กำหนด เพื่อป้องกันไม่ให้โครงสร้างพังทลาย ห้องล็อกอากาศโดยทั่วไปเป็นวิธีที่ประหยัดต้นทุนที่สุดในการอนุญาตให้ผู้คนเข้าและออกจากโครงสร้างเหล่านี้

ห้องล็อกอากาศใช้เพื่อรักษา สภาพภายใน กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนให้ใกล้เคียงกับสุญญากาศ เพื่อป้องกันไม่ให้อากาศส่งผลกระทบต่อเส้นทางของอิเล็กตรอนห้องล็อกสำหรับการหมักเช่นที่ใช้ในการผลิตเบียร์ เป็นห้องล็อกอากาศชนิดหนึ่งที่ช่วยให้ก๊าซระบายออกจากภาชนะหมักได้ ในขณะที่ป้องกันไม่ให้อากาศเข้าไป ห้องล็อกอากาศแบบร่มชูชีพมีความจำเป็นเนื่องจากการยุบตัวของปีกเครื่องบินอันเนื่องมาจากการลดความดันอาจทำให้สูญเสียระดับความสูงอย่างอันตรายได้

ตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เทคโนโลยีห้องล็อกอากาศถูกนำมาใช้เพื่อสำรวจห้องที่เพิ่งค้นพบในพีระมิดอียิปต์เพื่อป้องกันไม่ให้เนื้อหาเริ่มเน่าเปื่อยเนื่องจากการปนเปื้อนของอากาศ[ 9 ]

ใต้ดิน

โครงการ วิศวกรรมโยธาที่ใช้แรงดันอากาศเพื่อป้องกันน้ำและโคลนไม่ให้เข้าไปในพื้นที่ทำงาน จะใช้ห้องกันอากาศ (airlock) ในการเคลื่อนย้ายบุคลากร อุปกรณ์ และวัสดุระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกที่มีความดันปกติกับพื้นที่ทำงานที่มีแรงดันภายในบ่อหรืออุโมงค์ ปิดผนึก ห้องกัน อากาศอาจต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะรองรับคนทำงานทั้งกะได้พร้อมกัน

โดยปกติแล้ว การล็อกเข้าที่ (Lockin) เป็นขั้นตอนที่รวดเร็ว ใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที ในขณะที่การคลายแรงดันที่จำเป็นสำหรับการล็อกออก (Lockout) อาจใช้เวลานานหลายชั่วโมง

ใต้น้ำ

ระบบล็อกการดำน้ำของเรือดำน้ำกองทัพเรือสหรัฐฯ

การใช้งานใต้น้ำ ได้แก่:

การดำน้ำแบบอิ่มตัว

ในการดำน้ำแบบอิ่มตัว ห้องปรับความดันอากาศเป็นองค์ประกอบด้านความปลอดภัยที่สำคัญอย่างยิ่ง ทำหน้าที่เป็นทางเข้าออกที่มีความดันเพื่อจัดการการเคลื่อนย้ายนักดำน้ำและบุคลากรสนับสนุนอย่างปลอดภัยระหว่างระบบอิ่มตัว (ที่พักอาศัย) และกระดิ่งดำน้ำซึ่งจะนำนักดำน้ำไปยังจุดปฏิบัติงานใต้น้ำ

ห้องปรับความดันอากาศในอุปกรณ์ดำน้ำลึกนั้นติดตั้งอุปกรณ์เพื่อความปลอดภัย เช่นมาตรวัดความดันระบบควบคุมด้วยมือและระบบล็อกต่างๆ

ระบบดำน้ำลึกมักมีห้องล็อกอากาศหลายแบบ รวมถึงห้องล็อกสำหรับขนถ่ายเสบียง และห้องล็อกทางการแพทย์สำหรับการลำเลียงอุปกรณ์ทางการแพทย์หรือการอพยพฉุกเฉินอย่างปลอดภัย ระบบ "ระดับแยก" ที่ซับซ้อน ซึ่งรองรับนักดำน้ำที่ระดับความดันต่างกันสำหรับความลึกในการทำงานที่หลากหลาย อาจจำเป็นต้องมีห้องล็อกอากาศเพิ่มเติม

การลดความดันหลังการดำน้ำเป็นกระบวนการค่อยเป็นค่อยไป ซึ่งมักใช้เวลาถึงหนึ่งสัปดาห์ ในระหว่างนี้ ห้องปรับความดันจะช่วยให้นักดำน้ำย้ายไปยังห้องลดความดันซึ่งความดันจะค่อยๆ ลดลงกลับสู่ระดับผิวน้ำ ในกรณีฉุกเฉิน ห้องปรับความดันสามารถช่วยในการเคลื่อนย้ายไปยังห้องหลบหนีความดันสูงหรือเรือชูชีพโดยไม่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงความดันมากนัก

ห้องบำบัดด้วยความดันสูง

ในห้องบำบัดด้วยความดันสูงที่สามารถรองรับผู้ป่วยได้มากกว่าหนึ่งคน และในกรณีที่จำเป็นต้องนำผู้ป่วยหรืออุปกรณ์เข้าหรือออกจากห้องขณะที่ห้องมีความดันสูง จะมีการใช้ห้องล็อกอากาศ โดยปกติจะมีห้องล็อกอากาศขนาดใหญ่ที่ทางเข้าห้องซึ่งสามารถกักเก็บผู้ป่วยได้หนึ่งคนหรือมากกว่า และห้องล็อกทางการแพทย์ขนาดเล็กกว่าสำหรับล็อกอุปกรณ์ทางการแพทย์และอาหาร และล็อกของเสียไม่ให้เข้าไป

อวกาศ

STS-103ปิดห้องปรับความดันอากาศ

ห้องล็อกอากาศถูกใช้ในอวกาศ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระหว่างการบินอวกาศของมนุษย์เพื่อรักษาสภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัยภายในยานอวกาศและสถานีอวกาศเมื่อบุคคลออกจากหรือเข้าสู่ยานอวกาศ หากไม่มีห้องล็อกอากาศ (หรือเทคโนโลยีที่คล้ายกัน เช่นช่องสำหรับชุดอวกาศ ) อากาศภายในจะสูญเสียไปอย่างรวดเร็วเมื่อเปิดประตูเนื่องจากคุณสมบัติการขยายตัวของก๊าซที่เป็นส่วนประกอบของอากาศหายใจตามที่อธิบายไว้ในกฎของบอยล์ห้องล็อกอากาศมีความจำเป็นในการลดความดันของนักบินอวกาศหลังจากที่พวกเขาสวมชุดอวกาศ พิเศษ เพื่อเตรียมพร้อมสำหรับกิจกรรมนอกยานอวกาศและจากนั้นจึงเพิ่มความดันให้พวกเขาอีกครั้งเมื่อกลับมา[ 6 ] ห้อง ล็อกอากาศเช่นNanoracks Bishop Airlockยังช่วยให้สามารถปล่อยสัมภาระออกสู่อวกาศได้โดยมีการสูญเสียอากาศน้อยที่สุด

ห้องเก็บขยะของโรงงานซ่อมบำรุงวงโคจรสกายแล็บ

ห้อง ปฏิบัติการวงโคจร Skylabประกอบด้วยห้องล็อกอากาศสำหรับกำจัดขยะที่ควบคุมด้วยมือ เพื่อถ่ายโอนขยะจากห้องโดยสารที่มีแรงดันไปยังถังเก็บของเสียที่ไม่มีแรงดัน[ 10 ]

ตัวอย่างอื่นๆ ของห้องปรับความดันอากาศที่ใช้ในอวกาศในปัจจุบัน ได้แก่ ห้องปรับความดันอากาศร่วมเควสต์และห้องปรับความดันอากาศบนโมดูลคิโบะ (สถานีอวกาศนานาชาติ )

Spartan SpaceและAirbusมีการออกแบบห้องล็อกอากาศที่มีคุณสมบัติเฉพาะสำหรับการใช้งานบนพื้นผิวดวงจันทร์ รวมถึงการลดฝุ่นละออง[ 11 ]

ดูเพิ่มเติม

หมายเหตุ

  1. ^บางครั้ง "Airlock" เขียนว่า air-lock หรือ air lock (หรือแม้แต่ lock เฉยๆ) ซึ่งทั้งหมดนั้นใช้ได้ แต่ "airlock" เป็นการสะกดที่พบได้บ่อยที่สุดและนิยมใช้มากกว่า
  • โลโก้ Wikimedia Commonsสื่อที่เกี่ยวข้องกับประตูทางเข้าออกทางอากาศในวิกิมีเดียคอมมอนส์
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Airlock&oldid=1337205476 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ห้องล็อกอากาศ

ห้องล็อกอากาศคือห้องหรือช่องที่อนุญาตให้มีทางผ่านระหว่างสภาพแวดล้อมที่มีความดัน บรรยากาศ หรือองค์ประกอบที่แตกต่างกัน...

การดำเนินการ

ขั้นตอนการเข้าไปในห้องล็อกอากาศจากสภาพแวดล้อมภายนอกหรือความดันบรรยากาศ ปิดผนึก ปรับความดันให้เท่ากัน และผ่านประตูชั้นใน เรียกว่า การล็อกเข้า ใน ทางกลับ กัน การล็อกออก เกี่ยวข้องกับการปรับความดันให้เท่ากัน เปิดประตูชั้นนอก...

ศตวรรษที่ 19

สิทธิบัตร ห้องล็อกอากาศฉบับแรกได้รับมอบในปี พ.ศ. 2473 ให้แก่ โทมัส คอคเรน ผู้คิดค้นแนวคิดนี้เพื่อช่วยอำนวยความสะดวกในการก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดิน มีการนำไปใช้จริงในปี พ.ศ. 2422 ระหว่างความพยายามขุดอุโมงค์ใต้ แม่น้ำฮัด สัน [ 1 ] [ 2 ]

ศตวรรษที่ 20

โครงการ อพอลโล เกี่ยวข้องกับการพัฒนาเทคโนโลยีห้องปรับความดันอากาศ เนื่องจากห้องปรับความดันอากาศมีความสำคัญอย่างยิ่งในการช่วยให้มนุษย์สามารถเข้าและออกจากยานอวกาศขณะอยู่บนดวงจันทร์ได้โดยไม่สูญเสียอากาศมากเกินไป เนื่องจาก ชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ นั้น เบาบาง