Vedci a inžinieri sa už viac ako 100 rokov aktívne podieľajú na konštrukcii autonómnych dýchacích prístrojov.
Dve série samostatných dýchacích prístrojov sa široko používajú pri hasení požiarov, pri otvorenom okruhu a pri rebreatheroch. V otvorenom systéme je každý vydychovaný nádych vypustený do atmosféry. Rebreather alebo zariadenie s uzavretým okruhom obnovuje dych používateľa, odstraňuje oxid uhličitý a zvyšuje kyslík. Vďaka svojej účinnosti sú rebreathery ľahké, malé a majú dlhú životnosť.
Dýchací systém s otvoreným okruhom sa skladá zo zariadenia na prívod vzduchu, redukčného/dopytového ventilu, výdychového ventilu a masky. Prívod vzduchu v systéme s otvoreným okruhom je zvyčajne stlačený vzduch. Objem vzduchu na jeden nádych je dodávaný cez redukčný/dopytový ventil a po vdýchnutí je vypúšťaný do okolitej atmosféry.
Všetky rebreathery obsahujú dýchací vak ako rezervoár pre dych používateľa. Pretože rebreather odstraňuje oxid uhličitý produkovaný užívateľom a dopĺňa kyslík, ktorý spotrebuje, dýchaný plyn je takmer 100% kyslík.
Poskytuje tri návrhy zariadení na nahradenie kyslíka a odstraňovanie oxidu uhličitého: chemický kyslík, kryogénny a stlačený kyslík.
Zariadenie typu chemického kyslíka využíva chemicky generovaný zdroj kyslíka. Voda vydýchnutá užívateľom aktivuje superoxidový filter, uvoľňuje kyslík a tvorí alkalické soli. Tento kyslík sa dostane k užívateľovi cez rebreather vak. Alkália produkovaná touto chemickou reakciou odstraňuje ďalší vydychovaný oxid uhličitý a pridáva viac kyslíka. Keďže túto reakciu nemožno presne kontrolovať, zariadenie je navrhnuté tak, aby produkovalo viac kyslíka, než je potrebné pre metabolizmus. Tento prebytočný kyslík sa vypúšťa do okolitého vzduchu cez vypúšťací ventil.
Hlavnou výhodou tohto jednoduchého dizajnu zariadenia sú nízke počiatočné náklady. Existujú však určité nevýhody. Spustenie chemickej reakcie pri nízkych teplotách je ťažké a niekedy nemožné. Jednotkové náklady na chemické kazety sú vysoké. Čo robí tento problém komplikovanejším, je to, že akonáhle začne chemická reakcia, nemožno ju prerušiť. Bez ohľadu na potrebu sa musí celá chemická náplň použiť alebo zlikvidovať.
V nízkoteplotných uzavretých systémoch sa používa kvapalný kyslík. V tomto veľmi zložitom systéme sa vydychovaný oxid uhličitý odstraňuje zmrazením a o nízkoteplotný žiarič sa stará tekutý kyslík, ktorého časť vstupuje do dýchacieho vaku. Tento mimoriadne zložitý a nákladný systém nikdy nedosiahol komerčný úspech. Avšak skladovanie kryogénneho plynu bolo široko používané v otvorených systémoch.
Tretím typom systému uzavretého okruhu je konštrukcia so stlačeným kyslíkom. Pri tomto type rebreatheru prechádza kyslík uložený vo fľaši cez redukčný ventil do dýchacieho vaku, z ktorého sa vdychuje potrebné množstvo kyslíka.
Vydychovaný plyn prechádza cez absorbér oxidu uhličitého. Tu sa oxid uhličitý v dychu užívateľa odstráni a nespotrebovaný kyslík prúdi do dýchacieho vaku. Pridá sa čerstvý kyslík a aktualizovaný dýchací plyn sa dodáva užívateľovi a pokračuje v cirkulácii. Jednoduchosť, robustnosť a nízke náklady na opätovné použitie takýchto zariadení urobili respirátory so stlačeným kyslíkom populárne už mnoho rokov.
V roku 1853 navrhol profesor Schwann dýchací prístroj na stlačený kyslík pre súťaž, ktorú usporiadala Belgická akadémia vied. Zdá sa, že Schwann si ako prvý uvedomil potenciál rebreatherov používaných v baniach a hasičských zboroch. Na prelome storočí Bernhard Draeger z Lübecku v Nemecku navrhol a vyrobil rebreather. V roku 1907 zakúpila spoločnosť Boston and Montana Smelting and Refining Company päť rebreatherov Draeger, ktoré boli prvými zariadeniami používanými v krajine. Rebreathers sú široko používané v hasičských zboroch už viac ako 25 rokov.
Za posledných 70 rokov sa na rebreatheroch urobilo veľa vylepšení. Vďaka prísnym predpisom a kontrolám NIOSH a MESA sú dnešné zariadenia spoľahlivejšie ako kedykoľvek predtým.
Čas odoslania: 3. decembra 2021
