Yli 100 vuoden ajan tiedemiehet ja insinöörit ovat olleet aktiivisesti mukana itsenäisten hengityslaitteiden suunnittelussa.
Kahta itsenäistä hengityslaitesarjaa käytetään laajalti palontorjunnassa, avoimessa piirissä ja uudelleenhengityksessä. Avoimessa järjestelmässä jokainen uloshengitys vapautuu ilmakehään. Rebreather tai suljetun kierron laite palauttaa käyttäjän hengityksen, poistaa hiilidioksidia ja lisää happea. Tehokkuutensa ansiosta rebreatherit ovat kevyitä, kooltaan pieniä ja pitkäikäisiä.
Avoinkiertoinen hengitysjärjestelmä koostuu ilmansyöttölaitteesta, paineenalennusventtiilistä, uloshengitysventtiilistä ja maskista. Avoimen järjestelmän ilmansyöttö on yleensä paineilmaa. Ilmamäärä henkeä kohti syötetään paineenalennusventtiilin/tarveventtiilin kautta ja johdetaan ympäröivään ilmakehään sisäänhengityksen jälkeen.
Kaikissa rebreathereissa on hengityspussi käyttäjän hengityksen säiliöksi. Koska rebreather poistaa käyttäjän tuottaman hiilidioksidin ja täydentää kuluttamaa happea, hengitetty kaasu on lähes 100 % happea.
Tarjoaa kolme laitemallia hapen korvaamiseen ja hiilidioksidin poistoon: kemiallinen happi, kryogeeninen ja puristettu happi.
Kemiallinen happityyppinen laite käyttää kemiallisesti tuotettua happilähdettä. Käyttäjän uloshengittämä vesi aktivoi superoksidisuodattimen vapauttaen happea ja muodostaen alkalisia suoloja. Tämä happi saavuttaa käyttäjän rebreather pussin kautta. Tämän kemiallisen reaktion tuottama alkali poistaa seuraavan uloshengitetyn hiilidioksidin ja lisää happea. Koska tätä reaktiota ei voida tarkasti kontrolloida, laite on suunniteltu tuottamaan enemmän happea kuin mitä aineenvaihduntaan tarvitaan. Tämä ylimääräinen happi johdetaan poistoventtiilin kautta ympäröivään ilmaan.
Tämän yksinkertaisen laitesuunnittelun tärkein etu on alhaiset alkukustannukset. On kuitenkin joitain haittoja. Kemiallisen reaktion käynnistäminen matalissa lämpötiloissa on vaikeaa ja joskus mahdotonta. Kemikaalipatruunoiden yksikköhinta on korkea. Tästä ongelmasta monimutkaisempaa tekee se, että kun kemiallinen reaktio alkaa, sitä ei voida keskeyttää. Tarpeesta riippumatta koko kemikaalipanos on käytettävä tai hävitettävä.
Matalan lämpötilan suljetuissa järjestelmissä käytetään nestemäistä happea. Tässä erittäin monimutkaisessa järjestelmässä uloshengitys hiilidioksidi poistetaan jäädyttämällä, ja matalan lämpötilan säteilijä saa aikaan nestemäisen hapen, josta osa pääsee hengityspussiin. Tämä erittäin monimutkainen ja kallis järjestelmä ei ole koskaan saavuttanut kaupallista menestystä. Kryogeenistä kaasun varastointia on kuitenkin käytetty laajalti avoimissa järjestelmissä.
Kolmas suljetun piirin järjestelmän tyyppi on painehappirakenne. Tämän tyyppisessä rebreatherissa sylinteriin varastoitu happi kulkee paineenalennuslaitteen kautta hengityspussiin, josta hengitetään sisään tarvittava määrä happea.
Uloshengityskaasu kulkee hiilidioksidiabsorberin läpi. Tällöin käyttäjän hengityksen hiilidioksidi poistetaan ja käyttämätön happi virtaa hengityspussiin. Tuoretta happea lisätään, ja päivitetty hengityskaasu toimitetaan käyttäjälle ja jatkaa kiertämistä. Tällaisten laitteiden yksinkertaisuus, kestävyys ja alhaiset uudelleenkäytön kustannukset ovat tehneet painehappihengityslaitteista suosittuja useiden vuosien ajan.
Vuonna 1853 professori Schwann suunnitteli painehappihengityslaitteen Belgian tiedeakatemian järjestämään kilpailuun. Schwann näyttää olevan ensimmäinen, joka ymmärtää kaivoksissa ja palokunnoissa käytettävien rebreatherien mahdollisuudet. Vuosisadan vaihteessa Bernhard Draeger Lyypekin Saksasta suunnitteli ja valmisti rebreatherin. Vuonna 1907 Boston and Montana Smelting and Refining Company osti viisi Draeger-rebreatheria, jotka olivat ensimmäiset maassa käytetyt laitteet. Rebreathereja on käytetty laajalti palopalveluissa yli 25 vuoden ajan.
Viimeisten 70 vuoden aikana rebreathereihin on tehty monia parannuksia. NIOSH:n ja MESA:n tiukkojen määräysten ja valvonnan ansiosta nykyiset laitteet ovat luotettavampia kuin koskaan.
Postitusaika: 03.12.2021
