I mer än 100 år har forskare och ingenjörer varit aktivt involverade i utformningen av fristående andningsapparater.
Två serier av fristående andningsapparater används i stor utsträckning vid brandbekämpning, öppen krets och rebreathers. I ett öppet system släpps varje utandningsluft ut i atmosfären. En rebreather eller sluten kretsanordning återställer användarens andetag, tar bort koldioxid och ökar syrehalten. På grund av sin effektivitet är rebreathers lätta i vikt, små i storlek och långvariga.
Andningssystemet med öppen krets består av en lufttillförselanordning, en tryckreducerings-/behovsventil, en utandningsventil och en mask. Lufttillförseln i ett öppet kretssystem är vanligtvis tryckluft. Luftvolymen per andetag tillförs genom tryckreducerings-/behovsventilen och släpps ut i den omgivande atmosfären efter inandning.
Alla rebreathers inkluderar en andningspåse som reservoar för användarens andetag. Eftersom rebreather tar bort koldioxiden som produceras av användaren och fyller på syret han förbrukar, är gasen som andas nästan 100 % syre.
Tillhandahåller tre utrustningsdesigner för syreersättning och avlägsnande av koldioxid: kemiskt syre, kryogent och komprimerat syre.
Anordningen av kemisk syretyp använder en kemiskt genererad syrekälla. Vattnet som andas ut av användaren aktiverar superoxidfiltret, frigör syre och bildar alkaliska salter. Detta syre når användaren genom rebreatherpåsen. Den alkali som produceras av denna kemiska reaktion tar bort nästa utandade koldioxid och tillför mer syre. Eftersom denna reaktion inte kan kontrolleras exakt är enheten utformad för att producera mer syre än vad som krävs för ämnesomsättningen. Detta överskott av syre släpps ut i den omgivande luften genom utloppsventilen.
Den största fördelen med denna enkla utrustningsdesign är den låga initialkostnaden. Det finns dock några nackdelar. Att starta en kemisk reaktion vid låga temperaturer är svårt och ibland omöjligt. Enhetskostnaden för kemikaliepatroner är hög. Det som gör detta problem mer komplicerat är att när en kemisk reaktion väl startar kan den inte avbrytas. Oavsett behov ska hela kemikalieladdningen användas eller kasseras.
I slutna lågtemperatursystem används flytande syre. I detta mycket komplexa system avlägsnas den utandade koldioxiden genom frysning, och lågtemperaturkylaren tillhandahålls av flytande syre, varav en del kommer in i andningspåsen. Detta extremt komplexa och dyra system har aldrig nått kommersiell framgång. Emellertid har kryogen gaslagring använts i stor utsträckning i öppna system.
Den tredje typen av slutna kretssystem är designen med komprimerat syre. I denna typ av rebreather passerar syret som lagras i cylindern genom tryckreduceraren in i andningspåsen, från vilken den erforderliga mängden syre andas in.
Utandad gas passerar genom koldioxidabsorbatorn. Här avlägsnas koldioxiden i användarens andetag, och det oanvända syret rinner in i andningspåsen. Färskt syre tillsätts och den uppdaterade andningsgasen levereras till användaren och fortsätter att cirkulera. Enkelheten, robustheten och låga kostnaden för återanvändning av sådana anordningar har gjort komprimerade syrerespiratorer populära i många år.
1853 designade professor Schwann en respirator med komprimerat syre för en tävling som hölls av Belgiska vetenskapsakademin. Schwann verkar vara den första att inse potentialen hos rebreathers som används i gruvor och brandkårer. Vid sekelskiftet designade och tillverkade Bernhard Draeger från Lübeck, Tyskland en rebreather. År 1907 köpte Boston och Montana Smelting and Refining Company fem Draeger rebreathers, som var de första enheterna som användes i landet. Rebreathers har använts i stor utsträckning inom brandkåren i mer än 25 år.
Under de senaste 70 åren har många förbättringar gjorts av rebreathers. Genom de strikta reglerna och kontrollerna av NIOSH och MESA är dagens enheter mer tillförlitliga än någonsin.
Posttid: Dec-03-2021
