I mer enn 100 år har forskere og ingeniører vært aktivt involvert i utformingen av selvforsynt pusteapparat.
To serier med selvstendige pusteapparater er mye brukt i brannslukking, åpen krets og rebreathers. I et åpent system slippes hvert pust ut i atmosfæren. En rebreather eller lukket krets enhet gjenoppretter brukerens pust, fjerner karbondioksid og øker oksygenet. På grunn av effektiviteten er rebreatherne lette i vekt, små i størrelse og varer lenge.
Pustesystemet med åpen krets består av en lufttilførselsanordning, en trykkreduksjons-/behovsventil, en utåndingsventil og en maske. Lufttilførselen i et åpent kretssystem er vanligvis trykkluft. Luftvolumet per pust tilføres gjennom trykkreduksjons-/behovsventilen og slippes ut i den omgivende atmosfæren etter å ha blitt inhalert.
Alle rebreathers inkluderer en pustepose som et reservoar for brukerens pust. Fordi rebreatheren fjerner karbondioksidet som produseres av brukeren og fyller på oksygenet han forbruker, er gassen som pustes nesten 100 % oksygen.
Gir tre utstyrsdesign for oksygenerstatning og fjerning av karbondioksid: kjemisk oksygen, kryogenisk og komprimert oksygen.
Den kjemiske oksygentypen bruker en kjemisk generert oksygenkilde. Vannet som pustes ut av brukeren aktiverer superoksidfilteret, frigjør oksygen og danner alkaliske salter. Dette oksygenet når brukeren gjennom rebreather-posen. Alkaliet som produseres av denne kjemiske reaksjonen fjerner det neste utåndede karbondioksidet og tilfører mer oksygen. Siden denne reaksjonen ikke kan kontrolleres nøyaktig, er enheten designet for å produsere mer oksygen enn det som kreves for metabolisme. Dette overflødige oksygen slippes ut i omgivelsesluften gjennom utløpsventilen.
Den største fordelen med denne enkle utstyrsdesignen er den lave startkostnaden. Det er imidlertid noen ulemper. Å starte en kjemisk reaksjon ved lave temperaturer er vanskelig og noen ganger umulig. Enhetskostnaden for kjemiske patroner er høy. Det som gjør dette problemet mer komplisert er at når en kjemisk reaksjon først starter, kan den ikke avbrytes. Uavhengig av behov må hele kjemikalieladningen brukes eller kasseres.
I lukkede systemer med lav temperatur brukes flytende oksygen. I dette svært komplekse systemet fjernes det utåndede karbondioksidet ved frysing, og lavtemperaturradiatoren leveres av flytende oksygen, hvorav noe kommer inn i pusteposen. Dette ekstremt komplekse og kostbare systemet har aldri oppnådd kommersiell suksess. Kryogen gasslagring har imidlertid vært mye brukt i åpne systemer.
Den tredje typen lukket kretssystem er design med komprimert oksygen. I denne typen rebreather passerer oksygenet som er lagret i sylinderen gjennom trykkreduseringen inn i pusteposen, hvorfra den nødvendige mengden oksygen inhaleres.
Den utåndede gassen passerer gjennom karbondioksidabsorberen. Her fjernes karbondioksidet i brukerens pust, og det ubrukte oksygenet renner inn i pusteposen. Frisk oksygen tilsettes, og den oppdaterte pustegassen leveres til brukeren og fortsetter å sirkulere. Enkelheten, robustheten og de lave kostnadene ved gjenbruk av slike enheter har gjort komprimerte oksygenmasker populære i mange år.
I 1853 designet professor Schwann en respirator med komprimert oksygen for en konkurranse holdt av det belgiske vitenskapsakademiet. Schwann ser ut til å være den første til å innse potensialet til rebreathers brukt i gruver og brannvesen. Ved århundreskiftet designet og produserte Bernhard Draeger fra Lübeck, Tyskland en rebreather. I 1907 kjøpte Boston og Montana Smelting and Refining Company fem Draeger rebreathers, som var de første enhetene som ble brukt i landet. Rebreather har vært mye brukt i brannvesenet i mer enn 25 år.
I løpet av de siste 70 årene har det blitt gjort mange forbedringer av rebreathers. Gjennom de strenge forskriftene og kontrollene til NIOSH og MESA, er dagens enheter mer pålitelige enn noen gang.
Innleggstid: Des-03-2021
