Već više od 100 godina znanstvenici i inženjeri aktivno sudjeluju u dizajnu samostalnih aparata za disanje.
Dvije serije samostalnih aparata za disanje naširoko se koriste u gašenju požara, otvorenom krugu i rebreatherima. U otvorenom sustavu svaki izdah koji se izdahne ispušta se u atmosferu. Rebreather ili uređaj zatvorenog kruga vraća korisniku dah, uklanja ugljični dioksid i povećava kisik. Zbog svoje učinkovitosti rebreatheri su lagani, malih dimenzija i dugotrajni.
Sustav za disanje otvorenog kruga sastoji se od uređaja za dovod zraka, reduktora/ventila zahtjeva, ventila za izdisanje i maske. Dovod zraka u sustavu otvorenog kruga obično je komprimirani zrak. Volumen zraka po udisaju dovodi se kroz reduktor tlaka/ventil zahtjeva i ispušta u okolnu atmosferu nakon udisaja.
Svi rebreateri uključuju vreću za disanje kao spremnik za dah korisnika. Budući da rebreather uklanja ugljični dioksid koji proizvodi korisnik i nadopunjuje kisik koji troši, plin koji udiše je gotovo 100% kisik.
Pruža tri dizajna opreme za zamjenu kisika i uklanjanje ugljičnog dioksida: kemijski kisik, kriogeni i komprimirani kisik.
Uređaj s kemijskim kisikom koristi kemijski generirani izvor kisika. Voda koju izdahne korisnik aktivira superoksidni filtar, oslobađajući kisik i stvarajući alkalne soli. Ovaj kisik do korisnika dolazi kroz rebreather vrećicu. Lužina proizvedena ovom kemijskom reakcijom uklanja sljedeći izdahnuti ugljikov dioksid i dodaje više kisika. Budući da se ova reakcija ne može točno kontrolirati, uređaj je dizajniran za proizvodnju više kisika nego što je potrebno za metabolizam. Ovaj višak kisika ispušta se u okolni zrak kroz ispusni ventil.
Glavna prednost ovog jednostavnog dizajna opreme je niska početna cijena. Međutim, postoje neki nedostaci. Pokretanje kemijske reakcije pri niskim temperaturama je teško, a ponekad i nemoguće. Jedinična cijena kemijskih uložaka je visoka. Ono što ovaj problem čini kompliciranijim je to što kemijska reakcija jednom kada započne, ne može se prekinuti. Bez obzira na potrebu, cijelo kemijsko punjenje mora se upotrijebiti ili odbaciti.
U niskotemperaturnim zatvorenim sustavima koristi se tekući kisik. U ovom vrlo složenom sustavu izdahnuti ugljični dioksid uklanja se smrzavanjem, a niskotemperaturni radijator osigurava tekući kisik od kojeg dio ulazi u vreću za disanje. Ovaj iznimno složen i skup sustav nikada nije postigao komercijalni uspjeh. Međutim, kriogeno skladištenje plina naširoko se koristi u otvorenim sustavima.
Treći tip sustava zatvorenog kruga je dizajn sa stlačenim kisikom. Kod ove vrste rebreathera kisik pohranjen u cilindru prolazi kroz reduktor tlaka u vreću za disanje iz koje se udiše potrebna količina kisika.
Izdahnuti plin prolazi kroz apsorber ugljičnog dioksida. Ovdje se uklanja ugljični dioksid iz daha korisnika, a neiskorišteni kisik teče u vreću za disanje. Dodaje se svježi kisik, a ažurirani plin za disanje isporučuje se korisniku i nastavlja cirkulirati. Jednostavnost, robusnost i niska cijena ponovne uporabe takvih uređaja učinili su respiratore sa stlačenim kisikom popularnima dugi niz godina.
Godine 1853. profesor Schwann dizajnirao je respirator s stlačenim kisikom za natjecanje koje je organizirala Belgijska akademija znanosti. Čini se da je Schwann prvi koji je shvatio potencijal rebreathera koji se koriste u rudnicima i vatrogasnim službama. Na prijelazu stoljeća Bernhard Draeger iz Lübecka u Njemačkoj dizajnirao je i proizveo rebreather. 1907. Boston and Montana Smelting and Refining Company kupila je pet Draeger rebreathera, koji su bili prvi uređaji korišteni u zemlji. Rebreaters se naširoko koriste u vatrogasnim službama više od 25 godina.
U proteklih 70 godina napravljena su mnoga poboljšanja rebreathera. Zahvaljujući strogim propisima i kontrolama NIOSH-a i MESA-e, današnji su uređaji pouzdaniji nego ikad.
Vrijeme objave: 3. prosinca 2021
