Znanstveniki in inženirji že več kot 100 let aktivno sodelujejo pri oblikovanju samostojnih dihalnih aparatov.
Dve seriji samostojnih dihalnih aparatov se pogosto uporabljata pri gašenju požarov, odprtem krogu in rebreatherjih. V odprtem sistemu se vsak izdih izpusti v ozračje. Rebreather ali naprava zaprtega kroga povrne uporabnikov sapo, odstrani ogljikov dioksid in poveča kisik. Rebreatherji so zaradi svoje učinkovitosti lahki, majhni in dolgotrajni.
Dihalni sistem z odprtim krogom je sestavljen iz naprave za dovod zraka, reduktorja tlaka/ventila, izdihavalnega ventila in maske. Dovod zraka v sistemu odprtega tokokroga je običajno stisnjen zrak. Količina zraka na vdih se dovaja skozi reduktor tlaka/ventil za povpraševanje in se po vdihu izpusti v atmosfero okolja.
Vsi rebreaters vključujejo dihalno vrečko kot rezervoar za uporabnikov sapo. Ker rebreather odstrani ogljikov dioksid, ki ga proizvaja uporabnik, in dopolni kisik, ki ga porabi, je vdihani plin skoraj 100 % kisik.
Zagotavlja tri oblike opreme za nadomeščanje kisika in odstranjevanje ogljikovega dioksida: kemični kisik, kriogeni in stisnjen kisik.
Naprava s kemičnim kisikom uporablja kemično ustvarjen vir kisika. Voda, ki jo uporabnik izdihne, aktivira superoksidni filter, sprošča kisik in tvori alkalne soli. Ta kisik doseže uporabnika skozi rebreather vrečko. Alkalija, ki nastane pri tej kemični reakciji, odstrani naslednji izdihani ogljikov dioksid in doda več kisika. Ker te reakcije ni mogoče natančno nadzorovati, je naprava zasnovana tako, da proizvaja več kisika, kot je potrebno za presnovo. Ta presežek kisika se odvaja v okoliški zrak skozi izpustni ventil.
Glavna prednost te preproste zasnove opreme je nizka začetna cena. Vendar pa obstaja nekaj slabosti. Zagon kemične reakcije pri nizkih temperaturah je težak in včasih nemogoč. Cena na enoto kemičnih kartuš je visoka. Kar naredi to težavo bolj zapleteno, je, da ko se kemična reakcija začne, je ni mogoče prekiniti. Ne glede na potrebo je treba celotno kemično polnjenje uporabiti ali zavreči.
V nizkotemperaturnih zaprtih sistemih se uporablja tekoči kisik. V tem zelo zapletenem sistemu se izdihani ogljikov dioksid odstrani z zmrzovanjem, nizkotemperaturni radiator pa zagotavlja tekoči kisik, katerega del pride v dihalno vrečko. Ta izjemno zapleten in drag sistem ni nikoli dosegel komercialnega uspeha. Vendar se kriogeno shranjevanje plina pogosto uporablja v odprtih sistemih.
Tretja vrsta zaprtega sistema je zasnova s stisnjenim kisikom. Pri tej vrsti rebreatherja gre kisik, shranjen v jeklenki, skozi reduktor tlaka v dihalno vrečko, iz katere se vdihne zahtevana količina kisika.
Izdihani plin gre skozi absorber ogljikovega dioksida. Tu se odstrani ogljikov dioksid v uporabnikovem izdihanem zraku, neporabljeni kisik pa steče v dihalno vrečko. Doda se svež kisik, posodobljeni dihalni plin pa se dostavi uporabniku in še naprej kroži. Enostavnost, robustnost in nizki stroški ponovne uporabe takih naprav so naredili respiratorje s stisnjenim kisikom priljubljene že vrsto let.
Leta 1853 je profesor Schwann oblikoval respirator s stisnjenim kisikom za tekmovanje, ki ga je organizirala Belgijska akademija znanosti. Zdi se, da je Schwann prvi spoznal potencial rebreatherjev, ki se uporabljajo v rudnikih in gasilskih službah. Na prelomu stoletja je Bernhard Draeger iz Lübecka v Nemčiji oblikoval in izdelal rebreather. Leta 1907 je podjetje Boston and Montana Smelting and Refining Company kupilo pet rebreatherjev Draeger, ki so bile prve naprave, uporabljene v državi. Rebreatherji se v gasilskih službah široko uporabljajo že več kot 25 let.
V zadnjih 70 letih je bilo na rebreatherjih narejenih veliko izboljšav. Zaradi strogih predpisov in nadzora NIOSH in MESA so današnje naprave bolj zanesljive kot kdaj koli prej.
Čas objave: 3. december 2021
