100 年以上にわたり、科学者や技術者は自給式呼吸装置の設計に積極的に取り組んできました。
2 シリーズの自給式呼吸装置は、消火活動、開回路およびリブリーザーで広く使用されています。 開放系では、吐き出された息はそれぞれ大気中に排出されます。 リブリーザーまたは閉回路装置は、ユーザーの呼吸を回復し、二酸化炭素を除去し、酸素を増加させます。 リブリーザーは効率が良いため、軽量、小型、そして長持ちします。
開回路呼吸システムは、空気供給装置、減圧弁/要求弁、呼気弁、およびマスクで構成されます。 開回路システムの空気供給は通常、圧縮空気です。 呼吸当たりの空気量は、減圧弁/デマンド弁を介して供給され、吸入後に周囲大気中に排出されます。
すべてのリブリーザーには、ユーザーの息を溜めるための呼吸バッグが含まれています。 リブリーザーはユーザーが生成する二酸化炭素を除去し、消費した酸素を補充するため、呼吸するガスはほぼ 100% 酸素です。
酸素置換と二酸化炭素除去のための 3 つの装置設計 (化学酸素、極低温酸素、圧縮酸素) を提供します。
化学酸素型装置は、化学的に生成された酸素源を使用します。 ユーザーが吐き出した水はスーパーオキシドフィルターを活性化し、酸素を放出してアルカリ塩を形成します。 この酸素はリブリーザーバッグを通ってユーザーに届きます。 この化学反応によって生成されたアルカリは、次に吐き出される二酸化炭素を除去し、より多くの酸素を加えます。 この反応は正確に制御できないため、この装置は代謝に必要な量よりも多くの酸素を生成するように設計されています。 この過剰な酸素は排出バルブを通って外気中に排出されます。
このシンプルな装置設計の主な利点は、初期コストが低いことです。 ただし、いくつかの欠点もあります。 低温で化学反応を開始することは困難であり、場合によっては不可能です。 薬液カートリッジの単価が高い。 この問題をさらに複雑にしているのは、一度化学反応が始まるとそれを止めることができないことです。 必要に関係なく、化学薬品はすべて使用するか廃棄する必要があります。
低温閉鎖系では液体酸素が使用されます。 この非常に複雑なシステムでは、吐き出された二酸化炭素は凍結によって除去され、低温ラジエーターには液体酸素が供給され、その一部は呼吸バッグに入ります。 この非常に複雑で高価なシステムは、商業的な成功を収めたことはありません。 ただし、極低温ガス貯蔵はオープンシステムで広く使用されています。
3 番目のタイプの閉回路システムは、圧縮酸素設計です。 このタイプのリブリーザーでは、シリンダー内に貯蔵された酸素が減圧装置を通って呼吸バッグに入り、そこから必要な量の酸素が吸入されます。
呼気されたガスは二酸化炭素吸収装置を通過します。 ここで、ユーザーの呼気中の二酸化炭素が除去され、未使用の酸素が呼吸バッグに流れ込みます。 新鮮な酸素が追加され、更新された呼吸ガスがユーザーに届けられ、循環し続けます。 圧縮酸素呼吸器は、そのシンプルさ、堅牢さ、および再利用の低コストにより、長年にわたって普及してきました。
1853 年、シュワン教授はベルギー科学アカデミーが開催する競技会用に圧縮酸素呼吸器を設計しました。 シュワン氏は、鉱山や消防署で使用されるリブリーザーの可能性に最初に気づいたようです。 世紀の変わり目に、ドイツ、リューベックのベルンハルト ドレーガーはリブリーザーを設計、製造しました。 1907 年、ボストン アンド モンタナ製錬会社は、国内で使用された最初の装置であるドレーガー リブリーザー 5 台を購入しました。 リブリーザーは、25 年以上にわたり消防活動で広く使用されています。
過去 70 年間に、リブリーザーには多くの改良が加えられてきました。 NIOSH と MESA の厳格な規制と管理により、今日のデバイスの信頼性はこれまで以上に高まりました。
投稿時間: 2021 年 12 月 3 日
