במשך יותר מ-100 שנים, מדענים ומהנדסים היו מעורבים באופן פעיל בתכנון של מכשירי נשימה עצמאיים.
שתי סדרות של מכשירי נשימה עצמאיים נמצאים בשימוש נרחב בכיבוי אש, במעגל פתוח ובנושמים חוזרים. במערכת פתוחה, כל נשימה בנשיפה נפלטת לאטמוספירה. מכשיר rebreath או מעגל סגור משחזר את הנשימה של המשתמש, מסיר פחמן דו חמצני ומגביר חמצן. בשל יעילותם, הנשמים קלים במשקל, קטנים בגודלם ועמידים לאורך זמן.
מערכת הנשימה במעגל פתוח מורכבת ממכשיר אספקת אוויר, מפחית לחץ/שסתום דרישה, שסתום נשיפה ומסכה. אספקת האוויר במערכת מעגל פתוחה היא בדרך כלל אוויר דחוס. נפח האוויר לנשימה מסופק דרך מפחית הלחץ/שסתום הביקוש, ונפלט לאטמוספירה הסביבה לאחר שאיפה.
כל ה-rebreathers כוללים שקית נשימה כמאגר לנשימה של המשתמש. מכיוון שה-rebreather מסיר את הפחמן הדו-חמצני שמייצר המשתמש וממלא את החמצן שהוא צורך, הגז הנשימה הוא כמעט 100% חמצן.
מספק שלושה עיצובי ציוד להחלפת חמצן והסרת פחמן דו חמצני: חמצן כימי, חמצן קריוגני ודחוס.
המכשיר מסוג חמצן כימי משתמש במקור חמצן שנוצר כימית. המים שנושפים על ידי המשתמש מפעילים את מסנן הסופראוקסיד, משחררים חמצן ויוצרים מלחים אלקליים. חמצן זה מגיע למשתמש דרך תיק ה-rebreather. האלקלי המיוצר בתגובה כימית זו מסיר את הפחמן הדו-חמצני הנשוף הבא ומוסיף עוד חמצן. מכיוון שלא ניתן לשלוט בתגובה זו במדויק, המכשיר מתוכנן לייצר יותר חמצן ממה שנדרש לחילוף החומרים. החמצן העודף הזה נפרק לאוויר הסביבה דרך שסתום הפריקה.
היתרון העיקרי של עיצוב ציוד פשוט זה הוא העלות הראשונית הנמוכה. עם זאת, ישנם כמה חסרונות. התחלת תגובה כימית בטמפרטורות נמוכות היא קשה ולפעמים בלתי אפשרית. עלות היחידה של מחסניות כימיות גבוהה. מה שהופך את הבעיה הזו למורכבת יותר הוא שברגע שמתחילה תגובה כימית, לא ניתן להפריע לה. ללא קשר לצורך, יש להשתמש במטען הכימי כולו או לזרוק אותו.
במערכות סגורות בטמפרטורה נמוכה משתמשים בחמצן נוזלי. במערכת מאוד מורכבת זו, הפחמן הדו חמצני הנשוף מוסר בהקפאה, והרדיאטור בטמפרטורה נמוכה מסופק על ידי חמצן נוזלי, שחלקו נכנס לשק הנשימה. מערכת מורכבת ויקרה במיוחד זו מעולם לא זכתה להצלחה מסחרית. עם זאת, אחסון גז קריוגני נעשה שימוש נרחב במערכות פתוחות.
הסוג השלישי של מערכת מעגל סגורה הוא עיצוב החמצן הדחוס. בסוג זה של נושמים, החמצן האגור בצילינדר עובר דרך מפחית הלחץ לשק הנשימה, ממנו נשאפת כמות החמצן הנדרשת.
הגז הנשוף עובר דרך בולם הפחמן הדו חמצני. כאן מסירים את הפחמן הדו חמצני בנשימה של המשתמש, והחמצן שאינו בשימוש זורם לתוך שקית הנשימה. מוסיפים חמצן טרי, וגז הנשימה המעודכן מועבר למשתמש וממשיך להסתובב. הפשטות, החוסן והעלות הנמוכה של שימוש חוזר במכשירים כאלה הפכו את מכונות הנשמה חמצן דחוסות לפופולריות במשך שנים רבות.
בשנת 1853 עיצב פרופסור שוון מכונת הנשמה חמצן דחוסה לתחרות שנערכה על ידי האקדמיה הבלגית למדעים. נראה ששוואן הוא הראשון שהבין את הפוטנציאל של נושמים חוזרים בשימוש במכרות ובמכבי האש. בתחילת המאה, ברנהרד דרייגר מלובק, גרמניה עיצב ויצר נושם מחדש. בשנת 1907, חברת ההיתוך והזיקוק של בוסטון ומונטנה רכשה חמישה נושמים מחדש של דרייגר, שהיו המכשירים הראשונים בשימוש במדינה. ריברידר'ים נמצאים בשימוש נרחב בשירותי הכבאות כבר יותר מ-25 שנה.
ב-70 השנים האחרונות בוצעו שיפורים רבים ב-rebreathers. באמצעות התקנות והבקרות המחמירות של NIOSH ו-MESA, המכשירים של היום אמינים מתמיד.
זמן פרסום: דצמבר 03-2021
