호흡 가스

Breathing gas
호흡 가스
Trimix label.png
Trimix 스쿠버 실린더 라벨
사용하다사람의 호흡에 사용되는 가스
관련 항목에어, 헬리옥스, 니트록스, 산소, 트리믹스, 스쿠버 다이빙용 가스 블렌딩, 다이빙 실린더, 스쿠버 세트, 리브리터
선원들은 바다에서 호흡기를 점검한다.

호흡 가스는 가스의 화학 원소와 호흡에 사용되는 화합물의 혼합물이다.공기는 가장 흔하고 유일한 천연 호흡 가스이다.하지만 가스 또는 순수한 산소의 다른 혼합물, 또한 숨쉬는 장비에 여행과 스쿠버 장비와 같은 서식지 동봉, 표면 다이빙 장비, 고압 산소실 고고 등반계 고고도 항공기, 잠수함, 우주복, 우주선, 의료 생명 유지와 응급 처치 장비, 그리고 마취 기계를 공급 사용된다.[1][2][3]

산소는 주변 압력에서 약 0.16~1.60bar의 부분 압력에서 호흡 가스의 필수 성분입니다.가스가 마취 혼합물이 아닌 한 산소는 일반적으로 유일한 대사 활성 성분입니다.호흡 가스의 산소 중 일부는 대사 과정에 의해 소비되며, 불활성 성분은 변하지 않으며, 주로 산소를 적절한 농도로 희석시키는 역할을 하므로 희석 가스라고도 합니다.따라서 대부분의 호흡 가스는 산소와 하나 이상의 대사 불활성 [1][3]가스의 혼합물입니다.고압용 호흡가스는 감압질환의 위험을 줄이고 감압정지 시간을 단축하며 질소마취를 줄이거나 보다 안전한 딥 [1][3]다이빙을 가능하게 함으로써 일반 공기의 성능을 향상시키도록 개발되었습니다.

고압 사용을 위한 안전한 호흡 가스는 다음과 같은 네 가지 주요 특징이 있습니다.

  • 호흡기의 [1][2][3]수명, 의식 및 작업 속도를 지원하기에 충분한 산소를 포함해야 합니다.
  • 유해한 오염 물질을 함유해서는 안 됩니다.일산화탄소와 이산화탄소는 호흡 가스를 오염시킬 수 있는 일반적인 독입니다.그 [1][2][3]밖에도 여러 가지 가능성이 있습니다.
  • 수중 등 고압에서 호흡할 때 독이 되지 않아야 한다.산소와 질소는 [1][2][3]압력에 의해 독성이 되는 가스의 예입니다.
  • 숨쉬기에 너무 조밀하면 안 돼요.호흡 작업은 밀도와 점도에 따라 증가합니다.밀도가 30msw에서 공기와 같으면 최대 환기는 약 50% 감소하며, 가스 밀도가 6g/l를 초과하는 적당한 운동에서는 이산화탄소 수치가 허용할 수 없을 정도로 증가한다.10g/리터 이상의 호흡 가스 밀도는 매우 낮은 작업 수준에서도 폭주성 과모증을 일으킬 수 있으며 치명적인 [4]영향을 미칠 수 있습니다.

다이빙 실린더에 공기 이외의 가스를 채우는 데 사용되는 기술을 가스 [5][6]블렌딩이라고 합니다.

통상 대기압 미만의 대기압에서 사용되는 호흡 가스는 일반적으로 생명과 의식을 유지하거나 공기를 사용하는 것보다 더 높은 수준의 노력을 허용하기 위해 산소로 농축된 순수한 산소 또는 공기입니다.추가 산소를 흡입 시 또는 생명 유지 시스템을 통해 호흡 공기에 첨가되는 순수한 가스로 제공하는 것이 일반적입니다.

다이빙 및 기타 고압용

Exterior view of a closed bell, showing the side door to the left, with a 50-litre oxygen cylinder and two 50-litre heliox cylinders mounted to the frame to the side of the door.
비상용 가스 공급 실린더를 보여주는 포화 다이빙에 사용되는 폐쇄 벨

다음과 같은 일반적인 다이빙 호흡 가스가 사용됩니다.

  • 공기는 21%의 산소, 78%의 질소 및 약 1%의 기타 미량 가스(주로 아르곤)가 혼합되어 있습니다. 계산을 쉽게 하기 위해 이 마지막 1%는 보통 질소인 것처럼 취급됩니다.자유롭게 사용할 수 있고 사용이 간편하여 가장 일반적인 다이빙 [1][2][3]가스입니다.질소 성분이 질소 마취의 원인이 되기 때문에 대부분의 다이버에 대해 약 40m(130피트)의 안전 수심 한계를 가지는 것으로 간주되지만, 허용 산소 분압 1,6bar의 최대 작동 깊이는 66.2m(218피트)[1][3][7]입니다.호흡 공기는 지정된 오염 물질 기준을 충족하는 공기입니다.
  • 순수 산소는 주로 군사, 상업 또는 기술 다이빙이 끝날 때 얕은 감압 정지 속도를 높이기 위해 사용됩니다.해수 [1][2][3][7]압력이 6m를 초과할 경우 급성 산소 독성의 위험이 빠르게 증가합니다.개구리의 재호흡기에 많이 쓰였고 지금도 [2][7][8][9]공격수영자에 의해 사용되고 있다.
  • 니트록스는 산소와 공기의 혼합물로, 일반적으로 21% 이상의 산소를 함유하고 있는 혼합물을 말합니다.수중 감압 정지를 가속화하거나 감압 멀미의 위험을 줄여 다이빙을 연장하는 도구로 사용할 수 있습니다(일반적인 오해는 잠수부가 더 깊이 들어갈 수 있다는 것입니다. 이는 기존 공기보다 [1][2][3][10]더 낮은 최대 작동 깊이 때문에 사실이 아닙니다).
  • 트리믹스는 산소, 질소, 헬륨이 혼합되어 있으며 질소 마취 감소와 산소 [1][2][3]독성의 위험을 피하기 위해 공기 대신 기술 다이빙 및 상업 다이빙에서 깊이에서 사용되는 경우가 많습니다.
  • Heliox는 산소와 헬륨의 혼합물로, 질소 [1][2][3][11]마취증을 제거하기 위해 상업적인 딥 다이브의 깊은 단계에서 종종 사용됩니다.
  • Heliair는 순수한 산소를 사용하지 않고 헬륨과 공기에서 쉽게 혼합되는 트리믹스의 한 형태이다.항상 21:79의 산소 대 질소 비율을 가지며, 혼합물의 [3][12]균형은 헬륨입니다.
  • 하이드렐리옥스는 산소, 헬륨, 수소를 혼합한 것으로 상업용 [1][3][11][13][14]다이빙에서 130m 이하의 다이빙에 사용됩니다.
  • 수소와 산소의 혼합 가스인 하이드록스는 매우 [1][3][11][13][15]깊은 다이빙에서 호흡 가스로 사용됩니다.
  • 네옥스(Neox라고도 함)는 때때로 깊은 상업 다이빙에 사용되는 산소와 네온의 혼합물이다.비용 때문에 거의 사용하지 않습니다.또한 네온("neox bends")에 의해 발생하는 DCS 증상은 평판이 좋지 않으며, 정확히 동등한 다이빙 테이블 및 [1][3][11][16]헬륨과 혼합된 것보다 더 심각하다고 널리 보고되고 있다.
해상 다이빙 [17]업계에서 일반적으로 사용되는 호흡 가스 용기 색상 코드.
가스 기호. 일반적인 어깨 색상 실린더 숄더 쿼드 어퍼 프레임/
프레임 밸브단
의료용 산소 오2
Illustration of cylinder shoulder painted white for medical oxygen
 하얀색 하얀색
산소와 헬륨 혼합물
(헬릭스)		 O2/H Illustration of cylinder shoulder painted in brown and white quartersIllustration of cylinder shoulder painted in brown (lower) and white (upper) bands 갈색과 흰색
사방 또는 밴드		 갈색과 흰색
쇼트(8인치(20cm))
교대 밴드
산소, 헬륨 및 질소
혼합물(트리믹스)		 O2/H/N2 Illustration of cylinder shoulder painted in brown, black and white sixths for a mixture of helium, nitrogen and oxygen.Illustration of cylinder shoulder painted in brown, black and white bands for a mixture of helium, nitrogen and oxygen 블랙, 화이트, 브라운
사방 또는 밴드		 블랙, 화이트, 브라운
쇼트(8인치(20cm))
교대 밴드
산소와 질소 혼합물
(니트록스) 공기 포함		 없음22 Illustration of cylinder shoulder painted in black and white quarters for a mixture of oxygen and nitrogen.Illustration of cylinder shoulder painted in black (lower) and white (upper) bands for a mixture of oxygen and nitrogen. 검은색과 흰색.
사방 또는 밴드		 검은색과 흰색.
쇼트(8인치(20cm))
교대 밴드

숨쉬는 공기

호흡 공기는 지정된 애플리케이션에서 인간의 호흡에 적합한 순도의 기준을 가진 대기 공기입니다.고압 사용의 경우 오염물질의 부분 압력은 절대 압력에 비례하여 증가하며, 오염물질이 사용될 깊이 또는 압력 범위에 대한 안전한 조성물로 제한되어야 한다.

산소 분율에 의한 분류

다이빙을 위한 호흡 가스는 산소 분율로 분류된다.그 효과는 집중력과 사람마다 조금씩 달라지고 정확하게 예측할 [citation needed]수 없기 때문에 당국이 정한 경계가 약간 다를 수 있다.

노독성
산소 [citation needed]함량이 공기와 크게 다르지 않고 대기압에서 지속적으로 안전하게 사용할 수 있습니다.
고독성 또는 산소 농축
산소 함량이 대기 수준을 초과하는 경우, 일반적으로 장기 사용 시 일부 측정 가능한 생리학적 영향이 있는 수준까지, 때로는 화재 위험 증가로 인해 특별한 취급 절차가 필요할 수 있다.관련 위험은 깊이에서의 산소 독성 및 화재이며, 특히 호흡 장치의 [citation needed]경우 그렇습니다.
저산소
일반적으로 단기적으로 측정 가능한 생리 효과의 유의한 위험이 있는 범위 내에서 산소 함량이 공기의 산소 함량보다 적다.즉각적인 위험은 보통 표면 [citation needed]또는 표면 근처의 저산소 무력화이다.

개별 구성 요소 가스

다이빙을 위한 호흡 가스는 대기권에서는 사용할 수 없는 혼합물에 특별한 특성을 제공하는 소수의 성분 가스로부터 혼합됩니다.

산소

산소의 의학적 사용에 대한 주요 기사는 산소 치료를 참조하십시오.

모든 호흡 [1][2][3]가스에는 산소(O2)가 있어야 합니다.생명을 유지하는 인체의 신진대사 과정에 필수적이기 때문이다.인간의 몸은 음식에서처럼 나중에 사용하기 위해 산소를 저장할 수 없다.몸에서 몇 분 이상 산소를 빼앗기면 의식불명, 사망에 이르게 된다.산소를 4분 이상 빼앗기면 몸 안의 조직과 장기(특히 심장과 뇌)가 손상된다.

다이빙 실린더를 순수한 산소로 채우는 것은 압축 공기로 채우는 것보다 약 5배 더 많은 비용이 든다.산소는 연소를 촉진하고 다이빙 실린더에 녹을 발생시키므로 [5][6]가스 혼합 시 주의해야 한다.

산소는 과거 액체공기의 분별증류 방식으로 얻어졌지만 압력스윙흡착(PSA), 진공스윙흡착([18]VSA) 기술과 같은 비초음압 기술로 얻어지는 경우가 늘고 있다.

호흡 가스 혼합물의 산소 성분 비율은 혼합물의 이름을 지정할 때 가끔 사용됩니다.

  • 저산소 혼합물은 종종 16%의 경계가 사용되기는 하지만 21% 미만의 산소를 함유하고 있으며 압력이 높을수록 산소의 부분 압력이 안전한 수준으로 [1][2][3]상승하는 "바닥 가스"로서 깊이 호흡하도록 설계되어 있습니다.Trimix, Heliox 및 Heliair는 저산소 혼합물에 일반적으로 사용되는 가스 혼합물로, 깊은 호흡 [1][3]가스로 전문 및 기술 다이빙에 사용됩니다.
  • 노독성 혼합물은 공기와 동일한 산소 비율인 21%[1][3]를 가집니다.표준 독성 혼합물의 최대 작동 깊이는 47m(155피트)까지 얕을 수 있습니다.산소가 17%에서 21% 사이인 트리믹스는 표면에서 안전하게 호흡할 수 있을 만큼 높은 비율의 산소를 함유하고 있기 때문에 종종 정상 독성 물질로 묘사됩니다.
  • 고독성 혼합물은 21% 이상의 산소를 함유하고 있다.EANx(Enched Air Nitrox)는 전형적인 고독성 호흡 [1][3][10]가스입니다.고독성 혼합물은 공기와 비교했을 때 낮은 깊이에서 산소 독성을 유발하지만 용해된 불활성 가스를 몸 밖으로 더 [7][10]빨리 끌어냄으로써 감압 중단을 단축하는 데 사용할 수 있습니다.

산소 분율은 혼합물이 산소 독성을 피하기 위해 안전하게 사용될 수 있는 최대 깊이를 결정합니다.이 깊이를 최대 작동 [1][3][7][10]깊이라고 합니다.

가스 혼합물의 산소 농도는 혼합물의 비율과 압력에 따라 달라집니다.산소(PO2)[1][3][7][10]의 분압으로 표현됩니다.

혼합물 내 성분 가스의 분압은 다음과 같이 계산됩니다.

부분 압력 = 총 절대 압력 × 가스 성분의 체적 비율

산소 성분의 경우,

PO2 = P × FO2

여기서:

PO2 = 산소의 분압
P = 총 압력
FO2 = 산소 함량의 체적 비율

호흡 가스에서 산소의 최소 안전 부분 압력은 일반적으로 16kPa(0.16bar)로 유지됩니다.이 부분압력 아래에서 다이버는 개인의 생리학 및 활동 수준에 따라 의식불명 및 저산소증으로 인한 사망의 위험에 처할 수 있다.저산소 혼합물을 얕은 물에서 들이마시면 다이버가 의식을 유지할 수 있을 만큼 높은O2 P가 없을 수 있습니다.이러한 이유로 정상독성 또는 고독성 "여행 가스"는 다이빙의 "바닥" 단계와 "감압" 단계 사이의 중간 깊이에서 사용됩니다.

호흡 가스의 최대 안전O2 P는 노출 시간, 운동 수준 및 사용 중인 호흡 장비의 보안에 따라 달라집니다.일반적으로 100kPa(1bar)에서 160kPa(1.6bar) 사이입니다. 일반적으로 3시간 미만의 잠수에서는 140kPa(1.4bar)로 간주되지만, 미 해군은 180kPa(1.[1][2][3][7][10]8bar)의O2 P로 잠수하는 것을 허가한 것으로 알려져 있습니다.높은O2 P 이상 노출 시 다이버는 발작을 일으킬 [1][2]수 있는 산소 독성의 위험이 있습니다.각 호흡 가스는 산소 [1][2][3][7][10]함량에 따라 결정되는 최대 작동 깊이를 가집니다.치료용 재압축 및 고압 산소 요법 부분 압력 2.8bar가 챔버에서 일반적으로 사용되지만, 탑승자가 의식을 [2]잃더라도 익사할 위험이 없습니다.포화 다이빙과 같이 더 긴 시간 동안 0.4 바는 몇 주에 걸쳐 견딜 수 있습니다.

산소 분석기는 가스 [5]혼합물의 산소 분압을 측정하는 데 사용됩니다.

Divox는 다이빙용으로 표시된 호흡용 산소입니다.네덜란드에서 호흡 목적의 순수 산소는 용접에 사용되는 산업용 산소와 달리 의학적 처방전이 있어야만 사용할 수 있습니다.다이빙 업계는 Divox를 호흡용 산소의 상표로 등록하여 약용 산소에 대한 엄격한 규정을 회피함으로써 스쿠버 다이버들이 호흡용 가스를 혼합하기 위한 산소를 쉽게 얻을 수 있도록 했습니다.대부분의 국가에서 의료용 산소와 산업용 산소의 순도는 차이가 없습니다. 의료용 산소와 산업용 산소는 정확히 동일한 방법 및 제조업체에 의해 생산되지만 라벨과 충전은 서로 다르기 때문입니다.이들 간의 주요 차이점은 의료용 산소에 대한 기록 보관 흔적이 훨씬 더 광범위하여 순도 문제가 발견될 경우 "로트" 또는 산소 배치의 정확한 제조 흔적을 더 쉽게 식별할 수 있다는 것입니다.항공 등급 산소는 의료용 산소와 유사하지만 수분 [5]함량이 낮을 수 있습니다.

희석 가스

호흡 가스에 대사 기능이 없는 가스는 가스를 희석하는 데 사용되므로 희석 가스로 분류된다.이들 중 일부는 높은 부분압에서 가역성 마취 효과가 있으므로 호흡이 필요한 최대 압력에서 과도한 마취 효과를 피하도록 제한해야 한다.희석 가스는 또한 가스 혼합물의 밀도에 영향을 미쳐 호흡 작업에 영향을 미칩니다.

질소

질소(N2)는 이원자 가스로 공기의 주요 성분이며 다이빙에 사용되는 가장 저렴하고 일반적인 호흡 가스입니다.다이버에게 질소 마취의 원인이 되므로 얕은 다이빙으로 제한됩니다.질소는 감압병을 [1][2][3][19]일으킬 수 있다.

등가 공기 깊이는 니트록스(산소/질소) 혼합물의 감압 요구 사항을 추정하는 데 사용됩니다.트리믹스(산소/헬륨/질소 혼합물)의 마취제 효능을 추정하기 위해 동등한 마취제 깊이를 사용한다.많은 다이버들은 공기를 마시면서 30m(100ft) 다이빙으로 인한 마취 수준이 편안한 [1][2][3][20][21]최대 수준임을 발견합니다.

가스 혼합물의 질소는 거의 항상 혼합물에 공기를 첨가함으로써 얻을 수 있다.

헬륨
2% Heliox 스토리지 쿼드부피 기준 2% 산소는 90msw를 초과하는 압력에서 충분합니다.

헬륨(He)은 동등한 압력에서 질소보다 마취성이 낮은 불활성 가스이며(사실 헬륨에 의한 마취에 대한 증거는 전혀 없다), 밀도가 훨씬 낮기 때문에 [1][3]질소보다 깊은 물에 더 적합하다.헬륨도 마찬가지로 감압병을 일으킬 수 있다.고압에서 헬륨은 또한 어떤 면에서는 [1][2][3][22]마취와 반대되는 중추신경계 자극 증후군인 고압 신경 증후군을 일으킨다.

헬륨 혼합물 충전재는 헬륨 비용과 혼합 [citation needed]및 압축 비용 때문에 공기 충전재보다 훨씬 더 비쌉니다.

헬륨은 단열 특성이 낮기 때문에 드라이 슈트 팽창에 적합하지 않습니다. 헬륨은 합리적인 단열재로 간주되는 공기와 비교하여 열 전도율이 [23]6배입니다.헬륨의 낮은 분자량(단원자 MW=4, 이원자 질소 MW=28과 비교)은 브리더의 음색을 증가시켜 의사소통을 [1][3][24]방해할 수 있다.이는 소리의 속도가 낮은 분자량 가스일수록 빨라 성대의 [1][24]공진 주파수를 증가시키기 때문이다.헬륨 원자가 작기 때문에 다른 가스보다 손상되거나 결함이 있는 밸브에서 헬륨이 쉽게 누출됩니다.

헬륨은 저온에서 부분 증류에 의해 추출되는 천연 가스에서만 상당한 양이 발견됩니다.

네온
"Neox"는 여기서 리다이렉트 됩니다.스페인어 방송사는 Neox(TV 채널)를 참조하십시오.

네온(Ne)은 때때로 깊은 상업용 다이빙에 사용되는 불활성 가스이지만 매우 비싸다.[1][3][11][16]헬륨처럼 질소보다 마취성이 떨어지지만 헬륨과 달리 잠수부의 목소리를 왜곡시키지 않는다.네온은 헬륨에 비해 보온성이 [25]뛰어나다.

수소

수소(H2)는 딥 다이빙 가스 혼합물에 사용되었지만 약 4 - 5% 이상의 산소(호흡 [1][3][11][13]가스에서 발견되는 산소 등)와 혼합될 경우 매우 폭발적입니다.이것은 수소의 사용을 딥 다이브로 제한하고, 호흡을 시작하기 전에 호흡 장비에서 여분의 산소가 제거되도록 하기 위한 복잡한 프로토콜을 부과합니다.헬륨처럼 잠수부의 음색을 높인다.잠수 가스로 사용될 때 수소-산소 혼합물을 하이드록스라고 부르기도 한다.수소와 헬륨을 모두 희석제로 포함하는 혼합물을 Hydreliox라고 합니다.

다이빙용 호흡 가스의 반갑지 않은 성분

많은 가스가 잠수 호흡 [6][26]가스에 적합하지 않습니다.다음은 다이빙 환경에서 일반적으로 존재하는 불완전한 기체 목록입니다.

아르곤

아르곤(Ar)은 질소보다 마취성이 높은 불활성 가스이므로 일반적으로 잠수 호흡 [27]가스로는 적합하지 않습니다.Argox는 감압 [1][3][28][29]연구에 사용됩니다.아르곤의 우수한 단열 특성 때문에 헬륨 기반 호흡 가스를 사용하는 다이버들이 드라이 슈트 팽창에 사용되기도 합니다.아르곤은 공기나 산소보다 비싸지만 헬륨보다는 훨씬 저렴합니다.아르곤은 자연 공기의 성분으로 지구 [30]대기의 0.934%를 차지한다.

이산화탄소

이산화탄소는2 인체의 신진대사에 의해 생성되며 이산화탄소 [26][31][32]중독을 일으킬 수 있다.호흡가스를 재호흡기 또는 생명유지장치에서 재활용할 경우 가스를 재사용하기 전에 스크러버로 이산화탄소를 제거합니다.

일산화탄소

일산화탄소(CO)는 헤모글로빈과 결합하기 위해 다이옥시겐과 경쟁하는 매우 유독성 가스입니다(일산화탄소 중독 참조).일반적으로 불완전 [1][2][6][26]연소에 의해 생성됩니다.다음의 4개의 일반적인 소스가 있습니다.

  • 공기 중 CO를 포함한 내연기관 배기가스가 잠수용 공기 압축기로 흡입됩니다.흡기의 CO는 어떤 필터로도 막을 수 없습니다.석유 연료로 작동하는 모든 내연기관의 배기 가스에는 CO가 일부 포함되어 있으며, 이는 엔진 및 컴프레서 배기 가스로부터 컴프레서의 흡입구를 임의로 이동할 수 없는 보트에서 특히 발생하는 문제입니다.
  • 컴프레서 내부에서 윤활유를 가열하면 컴프레서 흡기 또는 흡기 시스템 라인에서 사용할 수 있을 정도로 충분히 기화될 수 있습니다.
  • 경우에 따라서는 손상되거나 마모된 씰을 통해 탄화수소 윤활유가 컴프레서 실린더로 직접 흡입될 수 있으며, 그 후 엄청난 압축비와 그에 따른 온도 상승으로 인해 오일이 연소될 수 있습니다.중유는 잘 타지 않기 때문에(특히 제대로 분무되지 않을 경우) 불완전 연소는 일산화탄소를 발생시킵니다.
  • 유사한 과정이 "유기" (탄소를 함유한) 물질을 포함하는 입자 물질, 특히 고산소 가스 혼합물에 사용되는 실린더에서 발생할 수 있는 것으로 생각됩니다[by whom?][original research?].컴프레서 공기 필터가 고장 나면 통상적인 먼지가 실린더에 유입되며, 실린더에는 유기물이 함유되어 있습니다(보통 부식 물질이 함유되어 있기 때문입니다).더 심각한 위험은 실린더가 채워진 보트 및 산업 지역의 공기 미립자가 탄소 미립자 연소 생성물(이것이 먼지 천을 검게 만드는 원인)을 포함하고 있으며, 실린더에 [citation needed]유입될 경우 더 심각한 CO 위험을 나타냅니다.

일산화탄소는 일반적으로 오염되지 않은 공기에 공기 흡입구를 배치하고, 흡기로부터의 미립자를 여과하며, 적절한 압축기 설계와 적절한 윤활제를 사용하고, 작동 온도가 과도하지 않도록 함으로써 합리적으로 실행 가능한 한 회피할 수 있습니다.잔류 위험이 과도한 경우 고압 필터에 홉칼라이트 촉매를 사용하여 일산화탄소를 훨씬 덜 독성이 높은 이산화탄소로 변환할 수 있습니다.

탄화수소

컴프레서 윤활유 및 연료에는 탄화수소(CH)가xy 있습니다.오염, [clarification needed]누출 또는 공기 [2][5][6][26][33]흡입구 부근의 불완전 연소로 인해 잠수 실린더에 들어갈 수 있습니다.

  • 이들은 연소 시 연료로 작용하여 폭발 위험을 높일 수 있으며, 특히 고산소 가스 혼합물에서 폭발 위험이 높아집니다.
  • 오일 미스트를 들이마시면 폐가 손상되고 궁극적으로[34] 심각한 지질 폐렴이나 폐기종으로 폐가 변질될 수 있습니다.

수분 함량

가스를 다이빙 실린더로 압축하는 과정은 [6][26]기체에서 습기를 제거한다.이는 실린더의 부식 방지에는 좋지만 다이버가 매우 건조한 가스를 흡입한다는 것을 의미합니다.건조 가스는 잠수부의 폐에서 수분을 추출하는 동시에 수중 탈수에 기여하는데, 이것은 또한 감압병의 소인성 위험 인자로 생각됩니다.입과 목이 마르고 잠수부가 목이 마르게 하는 불편함도 있다.이산화탄소를 제거하는 소다석회 반응도 호흡가스로 [9]수분을 되돌리고, 내쉬는 가스의 상대습도 및 온도가 상대적으로 높아 [35]재호흡에 따른 누적효과가 있기 때문에 재호흡기에서 이러한 문제가 감소한다.더운 기후에서 개방 회로 다이빙은 탈수로 인한 열 소모를 가속화할 수 있습니다.수분 함량과 관련하여 또 다른 우려 사항은 조절기를 통과하는 동안 가스가 감압되면서 수분이 응축되는 경향입니다. 이는 감압으로 인해 수분이 얼음으로 굳는 원인이 될 수 있습니다.이 레귤레이터의 결빙으로 인해 움직이는 부품이 고착되어 레귤레이터에 장애가 발생하거나 흐름이 자유로워질 수 있습니다.이것이 스쿠버 조절기가 일반적으로 황동과 크롬 도금(보호용)으로 제작되는 이유 중 하나입니다.놋쇠는 열전도성이 뛰어나 주변 물로부터 차가운 감압된 공기로 열을 빠르게 전달하여 결빙을 방지합니다.

가스 분석

다이빙 리브레이터에 사용되는 전기 갈바닉 연료전지

일반적으로 가스 혼합물은 품질 관리를 위해 공정 또는 혼합 후에 분석해야 한다.이는 오류가 최종 사용자의 건강과 안전에 영향을 미칠 수 있는 호흡 가스 혼합물에서 특히 중요합니다.잠수 실린더에 존재할 가능성이 높은 대부분의 가스는 무색, 무취, 무미건조하기 때문에 감지하기가 어렵습니다.산소 분석기, 헬륨 분석기, 일산화탄소 검출기 및 이산화탄소 [2][5][6]검출기와 같은 일부 가스에는 전자 센서가 있습니다.산소 분석기는 일반적으로 수중 재호흡기에서 [9]발견됩니다.산소 및 헬륨 분석기는 종종 가스 혼합 중에 표면에 사용되어 호흡 가스 [5]혼합에서 산소 또는 헬륨의 비율을 결정합니다.화학 물질 및 기타 유형의 가스 감지 방법은 레크리에이션 다이빙에서는 자주 사용되지 않지만 다이빙 공기 [5]압축기에서 나오는 압축 호흡 공기의 정기적인 품질 테스트에 사용됩니다.

호흡가스 기준

호흡 가스 품질 표준은 국가 및 국제 기구에서 발행하며, 법률의 관점에서 시행될 수 있다.영국 보건안전국(Health and Safety Executive)은 잠수부용 호흡 가스에 대한 요구 사항이 BS EN 12021:2014에 기초하고 있다고 밝혔습니다.사양은 산소 호환 공기, 산소를 추가하거나 질소를 제거하거나 질소와 산소를 혼합하여 생성되는 니트록스 혼합물, 헬륨과 산소(헬륨)의 혼합물, 헬륨, 질소 및 산소 혼합물(트리믹스), 순수 산소의 혼합물, 개방 회로 및 재생 시스템, 고압 및 저압 공급 장치(ab)에 대해 나열되어 있습니다.40bar [36]공급 초과 및 미만).

산소 함량은 작동 깊이에 따라 다르지만 허용 오차는 가스 분율 범위에 따라 달라집니다. 산소 분율은 부피 기준 10% 미만일 경우 ±0.25%, 10%~20% 미만일 경우 ±0.5%, 20% [36]초과일 경우 ±1%입니다.

수분 함량은 제어 밸브 결빙 위험에 의해 제한되며 격납 표면의 부식(높은 습도는 생리적인 문제가 아님)은 일반적으로 이슬점의 [36]요인이다.

기타 지정된 오염물질로는 이산화탄소, 일산화탄소, 오일 및 휘발성 탄화수소가 있으며, 이러한 오염물질은 독성 영향에 의해 제한됩니다.기타 가능한 오염물질은 위험평가에 기초하여 분석해야 하며, 오염물질에 대한 필요한 테스트 빈도 또한 위험평가에 [36]기초한다.

호주의 호흡 공기 품질은 호주 표준 2299.1 섹션 3.13 호흡 가스 [37]품질에 의해 규정됩니다.

다이빙 가스 블렌딩

주요 기사 : 스쿠버 다이빙용 가스 블렌딩
공기, 산소 및 헬륨 부분 압력 가스 혼합 시스템
Nitrox 연속 혼합 압축기 설치

다이빙을 위한 호흡 가스의 가스 혼합(또는 가스 혼합)은 가스 실린더에 비공기 호흡 가스를 채우는 것입니다.

실린더에 혼합 가스를 채우면 필러와 다이버 모두에 위험이 있습니다.충전 중에는 산소 사용으로 인한 화재 및 고압 가스 사용으로 인한 폭발 위험이 있습니다.혼합물의 구성은 계획된 다이빙의 깊이와 지속 시간 동안 안전해야 한다.산소 농도가 너무 희박할 경우 다이버는 저산소증으로 인해 의식을 잃을 수 있으며, 산소 농도가 너무 높을 경우 다이버가 산소 독성을 가질 수 있습니다.질소나 헬륨 등 불활성가스의 농도는 질소나 감압병을 방지하기 위해 계획 및 점검한다.

사용되는 방법에는 부분 압력 또는 질량 분율에 의한 배치 혼합 및 연속 혼합 과정이 포함됩니다.완성된 혼합물은 사용자의 안전을 위한 조성을 위해 분석됩니다.가스 블렌더는 다른 사람을 위해 충전할 경우 경쟁력을 입증하기 위해 법률에 의해 요구될 수 있습니다.

밀도

호흡 가스의 과도한 밀도는 호흡 작업을 견딜 수 없는 수준으로 끌어올릴 수 있으며 낮은 [4]밀도로 이산화탄소를 유지할 수 있습니다.헬륨은 밀도를 낮추고 깊이에서의 마취량을 줄이기 위한 성분으로 사용됩니다.부분 압력과 마찬가지로 혼합 가스의 밀도는 구성 가스의 체적 비율과 절대 압력에 비례합니다.이상적인 가스 법칙은 호흡 가능한 압력의 가스에 대해 충분히 정확합니다.

주어진 온도와 압력에서 가스 혼합물의 밀도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

ρm1 = (V12 + V2 + .. + Vnn) / (V12 + Vn + ... + V)

어디에

θm = 가스 혼합물의 밀도
ρ1n ... ρ = 각 컴포넌트의 밀도
V1 ... Vn = 각 구성[38] 가스의 부분 부피

각 가스의 가스분율i F(체적분율)는 V / (V1 + V2 + ...)로i 나타낼 수 있습니다.+ Vn )

대체 수단으로서

ρm1 = ( f1 F2 + f2 F + .. + ρnn F )

저탄산 호흡 가스

국제우주정거장 밖에서 올란 우주복을 입은 우주인

감소된 주변 압력에서 사용하기 위한 호흡 가스는 비압축 항공기의 고공 비행, 우주 비행, 특히 우주복 및 고공 등산에 사용된다.이러한 모든 경우, 일차적인 고려사항은 적절한 산소 부분 압력을 제공하는 것입니다.어떤 경우에는 호흡 가스에 충분한 농도를 구성하기 위해 산소가 첨가되어 있고, 어떤 경우에는 호흡 가스가 순수 또는 거의 순수한 산소일 수 있습니다.폐회로 시스템은 공급량이 제한적일 수 있는 호흡 가스를 보존하기 위해 사용될 수 있습니다. 등산의 경우 사용자는 보조 산소를 휴대해야 하며, 우주 비행에서는 질량을 궤도로 끌어올리는 데 드는 비용이 매우 높습니다.

의료용 호흡 가스

공기 이외의 호흡 가스의 의학적 사용에는 산소 치료 및 마취 응용이 포함됩니다.

산소 요법

주요 기사:산소 요법
산소 치료를 위해 간단한 안면 마스크를 착용하는 사람

산소는 정상적인 세포 [39]대사를 위해 사람들에게 필요하다.공기는 일반적으로 [40]부피 기준 21%의 산소입니다.보통 이 정도면 충분하지만, 일부 상황에서는 조직에 대한 산소 공급이 저하될 수 있습니다.

보조 산소라고도 알려진 산소 치료는 의학적 [41]치료로 산소를 사용하는 것이다.여기에는 저혈중 산소, 일산화탄소 독성, 군발성 두통 및 흡입 마취제를 [42]투여하는 동안 충분한 산소를 유지하는 것이 포함될 수 있습니다.장기 산소는 심각한 COPD나 낭포성 섬유증으로 [43][41]인해 만성적으로 산소가 적은 사람들에게 종종 유용하다.산소는 비강 캐뉼라, 안면 마스크, 고압실 [44][45]내를 포함한 다양한 방법으로 공급될 수 있다.

고농도의 산소는 폐 손상과 같은 산소 독성을 유발하거나 [42][40]소인성 호흡기 부전을 초래할 수 있습니다.그것은 또한 코를 건조하게 하고 흡연자의 화재 위험을 증가시킬 수 있다.권장되는 목표 산소 포화도는 치료 상태에 따라 달라집니다.대부분의 조건에서 94-98%의 포화가 권장되는 반면, 88-92%의 이산화탄소 보유 포화 위험이 있는 경우 선호되며, 일산화탄소 독성 또는 심장 마비가 있는 경우 포화는 가능한 [41]한 높아야 합니다.

약에 산소를 사용하는 것은 1917년경 [46][47]보편화 되었다.그것은 세계보건기구의 필수 [48][49]의약품 목록에 있다.가정용 산소 비용은 브라질에서 한 달에 150달러, [43]미국에서는 한 달에 400달러입니다.가정용 산소는 산소 탱크 또는 산소 농축기를 [41]통해 공급될 수 있습니다.산소는 선진국의 [50][41]병원에서 가장 흔한 치료제로 여겨진다.

마취 가스

기화기는 액체 마취제를 유지한 후 흡입을 위해 기체로 변환합니다(이 경우 세보플루란).
마취 기계.
세보플루란, 이소플루란, 엔플루란 및 데스플루란이 든 병으로, 임상 시술에 사용되는 일반적인 불소화 에테르 마취제입니다.이러한 용제는 안전을 위해 색상으로 구분되어 있습니다.실온에서 끓는 데스플루란 특수 피팅에 주목하세요.

전신마취에 대한 가장 일반적인 접근법은 흡입된 전신마취를 사용하는 것이다.기름에 녹는 것과 관련이 있는 각각의 효능이 있다.이러한 관계는 비록 일반적인 마취 작용에 대한 몇 가지 이론이 설명되었지만, 약물이 중추 신경계의 [clarification needed]단백질에 있는 공동에 직접 결합하기 때문에 존재합니다.흡입 마취제는 중추 신경계의 다른 부분에 영향을 미치는 것으로 생각됩니다.예를 들어, 흡입 마취제의 고정 효과는 척수에 미치는 영향에서 비롯되는 반면 진정, 최면, 기억상실증은 뇌의 [51]: 515 부위와 관련이 있다.

흡입 마취제는 흡입을 통해 전달될 수 있는 일반적인 마취 특성을 가진 화합물이다.중요한 임상적 관심사는 이소플루란, 세보플루란 및 데스플루란 등의 휘발성 마취제 및 아산화질소 및 제논 등의 마취가스를 포함한다.

행정부.

마취가스는 마취기화기 및 마취전달시스템에 접속된 마취마스크, 후두마스크 기도 또는 기관관을 통해 마취사(마취의사, 간호사 마취기화기 및 마취의사 보조를 포함하는 용어)에 의해 투여된다.마취기(영국 영어) 또는 마취기(미국 영어) 또는 보일의 기계는 마취 투여를 지원하기 위해 사용됩니다.선진국에서 사용되는 가장 일반적인 유형의 마취기는 연속 흐름 마취기로, 정확한 농도의 마취 증기(예: 이소플루란)와 혼합된 의료 가스(산소 및 아산화질소)를 정확하고 지속적으로 공급하도록 설계되어 있으며, 이를 환자에게 전달합니다.안전한 압력과 흐름최신 기계에는 인공호흡기, 흡입 장치 및 환자 모니터링 장치가 포함되어 있습니다.스크러버를 통해 호기된 가스를 통과시켜 이산화탄소를 제거하고 필요에 따라 마취증기와 산소를 보충한 후 환자에게 [citation needed]돌려보낸다.

「 」를 참조해 주세요.

  • 기계적 인공호흡 – 자발적 호흡을 기계적으로 보조하거나 대체하는 방법
  • 잠수용 공기 압축기 – 수중 다이버들이 사용할 수 있도록 호흡 공기를 압축하는 데 사용되는 기계
  • 다이빙 실린더 – 다이버에게 호흡 가스를 공급하는 실린더
  • 부스터 펌프 – 유체의 압력을 증가시키는 기계
  • 산업용 가스 – 산업용으로 생산되는 가스

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외부 링크