재호흡기

Rebreather
수중 다이빙에 사용되는 호흡기는 다이빙 호흡기를 참조하십시오.호흡기가 있는 다이빙에 대해서는 호흡기 다이빙을 참조하십시오.서식지에서 호흡 가스를 재활용하려면 생명 유지 시스템을 참조하십시오.다이버에서 회수한 호흡 가스의 표면 재활용에 대해서는 가스 회수 시스템을 참조하십시오.
재호흡기
완전 폐쇄 회로 전자식 호흡기(AP 다이빙 인스퍼레이션)
머리글자CCUBA(폐쇄회로 수중호흡장치); CCR(폐쇄회로 재호흡기), SCR(반폐쇄재호흡기)
사용하다호흡집합
관련항목데이비스(Davis) 장치, 자가 호흡 장치, 탈출 후드

재호흡기(rebreather)는 사용자의 호기 호흡의 이산화탄소를 흡수하여 각 호흡의 실질적으로 사용되지 않은 산소 함량 및 사용되지 않은 불활성 함량을 재호흡(재순환)할 수 있도록 하는 호흡 장치입니다.산소는 사용자가 대사한 양을 보충하기 위해 첨가됩니다.이것은 호기 가스가 환경으로 직접 배출되는 개방형 호흡 장치와는 다릅니다.목적은 제한된 가스 공급 장치의 호흡 내구성을 연장하고, 개구리맨에 의한 은밀한 군사적 사용이나 수중 생물의 관찰을 위해, 개방 회로 시스템에 의해 생성된 기포를 제거하고, 다시 촬영되는 야생 동물을 겁주지 않는 것입니다.일반적으로, 호흡기는 사용자에 의해 휴대되는 휴대용 유닛으로 이해됩니다.차량 또는 비이동 설치 시 동일한 기술을 생명 유지 시스템이라고 부를 가능성이 높습니다.

재호흡기 기술은 수중과 같이 호흡 가스 공급이 제한된 공간, 환경이 유독하거나 저산소 상태인 공간, 지뢰 구조, 고공 작업 또는 호흡 가스가 특별히 농축되거나 헬륨 희석제 또는 마취 가스와 같은 값비싼 구성 요소를 포함하는 경우에 사용될 수 있습니다.

다양한 환경에서 사용되는 재호흡기:수중에서 잠수용 재호흡기는 1차 가스 공급과 비상 가스 공급을 위한 규정을 모두 갖춘 일종의 자립형 수중 호흡 장치입니다.육상에서는 유독 가스가 존재하거나 산소가 없을 수 있는 산업용 응용 분야, 소방관이 장시간 동안 생명과 건강에 즉시 위험한 대기에서 작동해야 하는 경우, 병원 마취 호흡 시스템에서 마취 가스의 제어된 농도를 공급하는 데 사용됩니다.s는 직원이 호흡하는 공기를 오염시키지 않고, 그리고 산소 분압이 낮은 높은 고도에서, 높은 고도의 등산을 위해 환자에게.항공우주에는 압력을 받지 않는 항공기와 고고도 낙하산 낙하, 그리고 지구 대기권 위의 우주복에 적용되어 차량 외 활동을 할 수 있습니다.유사한 기술은 잠수함, 잠수정, 대기 잠수복, 수중 및 지표면 포화 서식지, 우주선 및 우주 정거장의 생명 유지 시스템과 포화 잠수에 사용되는 대량의 헬륨을 회수하는 데 사용되는 가스 회수 시스템에 사용됩니다.

호흡 가스의 재활용은 기술적인 복잡성과 특정한 위험의 대가를 치르게 되는데, 이 중 일부는 사용되는 호흡기의 용도와 종류에 따라 달라집니다.질량 및 벌크는 상황에 따라 개방 회로보다 클 수도 있고 작을 수도 있습니다.전자적으로 제어되는 잠수용 재호흡기는 프로그래밍 가능한 상한과 하한 또는 설정 지점 사이에 산소의 분압을 자동으로 유지할 수 있으며, 감압 컴퓨터와 통합되어 잠수부의 감압 상태를 모니터링하고 잠수 프로파일을 기록할 수 있습니다.

일반개념

사람이 숨을 쉴 때, 몸은 산소를 소비하고 이산화탄소를 생산합니다.기초 대사는 약 6 L/min의 호흡 속도에서 약 0.25 L/min의 산소가 필요하며, 열심히 일하는 건강한 사람은 95 L/min의 속도로 환기할 수 있지만 약 4 L/min의 산소만 대사할 것입니다. 대사되는 산소는 일반적으로 정상 대기압에서 흡기 부피의 약 4 ~ 5%입니다.또는 해수면에서 공기 중에 있는 산소의 약 20%가 필요로 합니다.해수면에서 내뿜는 공기에는 약 13.5%에서 16%의 산소가 포함되어 있습니다.[2]

호흡 가스의 산소 분율이 높을수록 산소가 더욱 낭비되는 상황이고, 수중 다이빙에서는 깊이로 인한 호흡 가스의 압축이 호기 가스의 재순환을 더욱더 바람직하게 하는데, 이는 심지어 더 많은 비율의 개방 회로 가스가 낭비되기 때문입니다.동일한 가스를 계속 호흡하면 산소가 더 이상 의식과 생명을 지탱할 수 없는 수준으로 고갈되므로 필요한 산소 농도를 유지하기 위해 산소가 포함된 가스를 호흡 가스에 첨가해야 합니다.[3]

하지만, 이산화탄소를 제거하지 않고 이것을 하면, 그것은 재활용 가스에 빠르게 축적되어, 거의 즉시 가벼운 호흡 곤란을 초래하고, 급속하게 고캡니아, 즉 이산화탄소 독성의 추가 단계로 발전합니다.대사산물인 이산화탄소(CO2)를 제거하기 위해서는 대개 높은 환기율이 필요합니다.호흡 반사는 산소 농도가 아닌 혈중 CO2 농도에 의해 유발되므로 흡입된 가스에 소량의 CO가2 축적되어도 금방 참을 수 없게 됩니다. 만약 사람이 직접적으로 숨을 내쉬는 호흡 가스를 재호흡하려고 하면 곧 극심한 질식감을 느끼게 됩니다.따라서 호흡기는 이산화탄소 스크러버라고 알려진 성분에서 CO를2 제거해야 합니다.[4]

대사량을 보충하기 위해 충분한 산소를 첨가하고 이산화탄소를 제거하고 가스를 재호흡함으로써 대부분의 부피가 절약됩니다.[4]

이산화탄소 농도와 노출 기간에 대한 생리학적 영향 관계.[5]
다양한 산소 분압[1] 수준에 따른 영향
PO2
(막대)		 적용 및 효과
<0.08 혼수상태는 결국 사망에 이릅니다.
0.08-0.10 대부분의 사람들의 무의식
0.09-0.10 저산소증의 심각한 징후/증상
0.14-0.16 저산소증의 초기 징후/증상(일부 초고고도 지역의 정상 환경 산소)
0.21 정상환경 산소(해수면 공기)
0.35–0.40 정상포화 급강하 PO2 레벨
0.50 전신 효과 임계값, 최대 포화 다이브 노출
1.0–1.20 레크리에이션 폐쇄 회로 설정 지점에 대한 공통 범위
1.40 레크리에이션 개방 회로 하단 섹터에 대한 권장 한계
1.60 작업 다이버의 최대 노출에 대한 NOAA 한계
감압에 대한 레크리에이션/기술적 한계
2.20 12 msw(해수미터)에서 100% O에서2 상업/군사용 "Sur-D" 챔버 표면 감압
2.40 50msw의 챔버에서 사용할 40% Onitrox2 재압축 처리 가스
2.80 18msw의 챔버에서 사용할 100% O 재압축2 처리 가스
3.00 50 msw의 챔버에서 사용할 50 % Onitrox2 재압축 처리 가스

건축학

진자와 루프 재호흡기 구조의 비교
  • 1 다이빙/표면 밸브가 있는 마우스피스
  • 2 양방향 호흡 호스
  • 2a 역류 방지 밸브가 있는 호기 호스
  • 2b 복귀 불가 밸브가 있는 흡입 호스
  • 3 수세미
  • 4 카운터룽
  • 5 자동화장밸브
  • 6 수동 바이패스 밸브
  • 7 호흡가스 저장실린더
  • 8 실린더 밸브
  • 9 레귤레이터 1단
  • 10 실린더 압력계
  • 11 과압밸브

진자 및 루프 시스템으로 알려진 재호흡기 내부의 호흡 가스 흐름을 제어하는 두 가지 기본 구성이 있습니다.

진자

진자 구성에서, 사용자는 호흡 호스를 통해 카운터 폐로부터 가스를 흡입하고, 배출된 가스는 동일한 호스를 통해 역류함으로써 카운터 폐로 복귀합니다.스크러버는 일반적으로 호흡 호스와 카운터 폐백 사이에 있으며 가스 흐름은 양방향입니다.스크러버의 활성 흡수제와 사용자 사이의 모든 흐름 통로는 호흡기에 의해 수정되지 않고 재호흡되는 가스가 포함된 부피인 데드 스페이스입니다.흡수제가 고갈됨에 따라 데드 스페이스가 증가합니다.숨쉬는 호스 부피를 최소화하여 데드 스페이스를 제한해야 합니다.

고리

루프 구성에서, 사용자는 하나의 호스를 통해 가스를 흡입하고, 두 번째 호스를 통해 숨을 내쉰다.배출된 가스는 한쪽에서 스크러버로 유입되고, 다른 쪽에서 유출됩니다.스크러버 양쪽에 하나의 큰 카운터 폐가 있을 수도 있고, 스크러버 양쪽에 하나씩 더 작은 카운터 폐가 있을 수도 있습니다.흐름은 한 방향으로 진행되며, 역류 방지 밸브에 의해 강제되며, 이 밸브는 보통 마우스피스에 연결되는 호흡 호스에 있습니다.흡입 호스와 날숨 호스 사이가 갈라지기 전에 마우스피스의 유로만 데드 스페이스(dead space)이며, 이는 호스 부피에 영향을 받지 않습니다.[6]

구성 요소들

기본 구성품을 보여주는 산소호흡기 KIP-8 인테리어
러시아 소방용 재호흡기 KIP-8 외관

거의 모든 개인용 휴대용 재호흡기에 공통적으로 사용되는 부품이 있습니다.여기에는 일반적으로 순환 흐름 재호흡기에서 호흡 루프라고 불리는 주변 압력 호흡 볼륨 구성 요소와 보충 가스 공급 및 제어 시스템이 포함됩니다.

카운터룽

카운터렁은 강한 유연성을 가진 재질의 밀폐된 봉지로, 호기된 가스의 부피를 다시 흡입할 때까지 유지합니다.카운터 폐가 하나일 수도 있고 스크러버의 각 면에 하나씩 있을 수도 있는데, 이는 스크러버를 통한 가스의 균일한 유량을 허용하여 호흡 작업을 줄이고 스크러버 효율을 보다 일관된 체류 시간만큼 향상시킬 수 있습니다.

수세미

주요 기사 : 이산화탄소 스크러버

스크러버는 한쪽에 흡입구가 있고 다른 쪽에 배출구가 있는 용기로, 대부분 강한 염기인 이산화탄소 흡수 물질로 채워져 있으며, 이 용기를 통해 호기된 가스가 통과하여 이산화탄소를 제거합니다.흡수제는 과립상이거나 성형 카트리지 형태일 수 있습니다.[7]과립 소브는 석회 덩어리를 분해하여 과립을 크기별로 분류하거나 과립을 일정한 크기와 모양으로 성형하여 제조할 수 있습니다.[8]스크러버를 통한 가스 흐름은 루프 재호흡기의 한쪽 방향이거나 진자 재호흡기의 양쪽 방향일 수 있습니다.

대표적인 흡수제로는 수산화칼슘 Ca(OH)와 2수산화칼륨 KOH 또는 수산화나트륨 NaOH(이들 중 어느 하나 또는 둘 다 존재할 수 있음)로 이루어진 소달림이 있습니다.소다석회의 주성분은 수산화칼슘으로 비교적 저렴하고 쉽게 구할 수 있습니다.흡수제에는 다른 성분이 들어 있을 수 있습니다.수산화나트륨은 이산화탄소와의 반응을 촉진시키기 위해 첨가됩니다.표준 할로겐 흡입 마취제와 함께 사용할 경우 원치 않는 분해 생성물을 방지하기 위해 다른 화학물질을 첨가할 수 있습니다.이산화탄소가 소다수 석회의 물에 용해되어 탄산을 형성하고 pH를 염기성에서 산성으로 변화시킨 시점을 보여주는 표시기가 포함될 수 있습니다. 색상의 변화는 흡수제가 이산화탄소에 의해 포화 상태에 도달했음을 보여주기 때문입니다.[8]

이산화탄소는 물 또는 수증기와 결합하여 약한 탄산(CO2 + HO2 –> H2CO3)을 생성합니다.이는 수산화물과 반응하여 발열 반응을 통해 탄산염과 물을 생성합니다.[6]중간 반응에서 탄산은 수산화나트륨과 외온적으로 반응하여 탄산나트륨과 물: HCO23 + 2NaOH –> NaCO23 + 2HO2 + 열최종 반응에서 탄산나트륨은 소석회(수산화칼슘)와 반응하여 탄산칼슘과 수산화나트륨을 형성합니다: NaCO23 + Ca(OH)2 –> CaCO3 + 2NaOH.수산화나트륨은 다시 더 많은 탄산과 반응할 수 있습니다.[8]이 흡수제의 100그램은 표준 대기압에서[6][8] 약 15에서 25리터의 이산화탄소를 제거할 수 있습니다. 이 과정은 또한 공기를 가열하고 가습하는데, 이것은 차가운 물에서 다이빙을 하거나 높은 고도에서 클라이밍을 할 때 바람직하지만, 더운 환경에서는 작업할 수 없습니다.

특수한 상황에서는 다른 반응을 사용할 수 있습니다.수산화리튬, 특히 과산화리튬은 우주정거장이나 우주복과 같이 저질량이 중요한 곳에 사용될 수 있습니다.과산화리튬은 스크러빙 반응 동안 산소를 보충하기도 합니다.[9]

휴대용 재호흡기에서 종종 사용되는 또 다른 이산화탄소 제거 방법은 액체 산소를 사용하는 극저온 재호흡기에서 가능한 동결입니다.액체 산소는 열교환기에서 이산화탄소의 열을 흡수하여 산소를 가스로 전환시켜 이산화탄소를 얼리기에 충분한 양입니다.이 공정은 또한 가스를 냉각시키기도 하는데, 이는 항상 바람직하지는 않지만 때로는 바람직한 것이기도 합니다.

호흡호스

드리거 레이 다이브/표면 밸브(바이트 그립 스쿠버 마우스피스, 논-리턴 밸브, 호흡 호스 포함)

호흡 호스 또는 호흡 튜브는 호흡 가스가 주변 압력에서 통과하기 위한 유연한 튜브입니다.이 호스는 저압, 중간 및 고압 호스와 구별되며, 이 호스는 재호흡 장치의 일부일 수도 있습니다.장비의 작동 범위에서 주변 압력에서 유동 저항을 최소화할 수 있을 정도로 충분히 넓은 보어를 가지고 있으며, 대개 단면이 원형이며, 사용자의 머리가 꼬임 부분에서 무너지지 않고 움직일 수 있도록 주름이 형성될 수 있습니다.[6]

각 단부는 인접한 구성 요소와 기밀하게 연결되어 있고, 루프 시스템에서 가스가 올바른 방향으로 순환하도록 하는 일방향 밸브를 포함할 수 있습니다.서비스에 따라, 그것들은 신축성 폴리머, 엘라스토머, 섬유 또는 천으로 보강된 엘라스토머 또는 보강 또는 내마모성을 위해 직조된 직물로 덮인 엘라스토머로 제조될 수 있습니다.직조된 층이 외부 표면에 접착되면 고무가 긁힘으로부터 손상되지 않도록 보호하지만 오염물을 씻어내기가 더 어렵습니다.[6]

호흡 호스는 일반적으로 머리의 모든 자세에서 장치를 사용자의 머리에 연결할 수 있을 정도로 길지만 불필요하게 길면 안 되며, 이는 추가 무게, 유체역학적 항력, 물체에 걸릴 위험이 있거나 진자 호흡기에 과도한 데드 스페이스를 포함할 수 있습니다.호흡 호스를 다이버의 어깨에 묶거나 중립 부력을 위해 밸러스트를 설치하여 마우스피스에 가해지는 하중을 최소화할 수 있습니다.

마우스피스 또는 안면 마스크

사용자가 핸즈프리로 장치에서 호흡할 수 있도록 무는 그립, 구강 마스크, 풀페이스 마스크 또는 밀폐 헬멧이 포함된 마우스피스가 제공됩니다.

산소공급장치

일반적으로 고압 실린더 내에 있지만 때로는 액체 산소로서, 주변 압력 호흡량에 기체 산소를 공급하는 산소 저장소, 또는 사용자가 산소 첨가 밸브를 작동할 때, 또는 호흡 회로의 기체 부피가 낮고 예비 상태가 될 때 산소 재호흡기 내의 요구 밸브를 통해 기체 산소를 공급합니다.센서가 산소 분압 부족을 감지하고 솔레노이드 밸브를 작동시킨 후 전자 제어 혼합 가스 재호흡기에서 확실히 떨어집니다.

밸브

밸브는 호흡량의 가스 흐름과 저장 용기로부터의 가스 공급을 제어하기 위해 필요합니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 단방향 유동을 강제하여 데드 스페이스를 최소화하는 루프 재호흡기의 호흡 루프의 논-리턴 밸브,
  • 다이빙 재호흡기의 다이빙/서피스 밸브: 마우스피스를 제거하거나 사용자가 표면의 주변 공기를 흡입하도록 선택할 때 물이 호흡량으로 들어가는 것을 방지합니다.
  • 실린더 밸브를 포함하여, 실린더로부터 고압 가스가 유입되도록 하는 가스 공급 밸브이것은 보충 가스를 직접 공급하기 위해 사용자에 의해 수동으로 작동될 수도 있고, 주위 압력보다 몇 바까지 압력을 감소시키는 압력 조절기에 가스를 공급할 수도 있고, 이 중간 압력 가스를 다음 중 하나 이상을 포함할 수도 있는 가스 공급 시스템에 공급할 수도 있습니다.
    • 수동으로 작동되는 공급 밸브,
    • 지속적인 공급을 위해 일정한 질량 흐름 오리피스 또는 니들 밸브,
    • 카운터 폐의 부피가 너무 작아 호흡 부피의 압력이 주변 압력 이하로 떨어질 때 자동으로 가스를 추가하는 요구 밸브.
  • 과압 밸브, 과도한 가스 배출이것은 상승 중 팽창을 보상하기 위해 잠수용 재호흡기에 주로 사용됩니다.과도한 가스는 전면 마스크의 스커트 씰을 통과하거나 마우스피스를 사용할 때 코를 통해 배출될 수도 있습니다.

산소 센서

참고 항목:전기-갈바닉 산소 센서

산소 센서는 혼합 가스 재호흡기의 산소 분압이 안전 한계를 벗어나지 않도록 모니터링하는 데 사용될 수 있지만 산소 함량이 100%로 고정되어 있고 주변 압력에만 따라 분압이 달라지기 때문에 일반적으로 산소 재호흡기에는 사용되지 않습니다.

시스템 변형

재호흡기는 주로 고압용 잠수용 재호흡기로 분류할 수 있으며, 해수면의 일반 대기압보다 약간 높은 압력에서 높은 고도 및 우주 공간의 대기압을 크게 낮추는 데 사용되는 기타 재호흡기로 분류할 수 있습니다.잠수용 재호흡기는 고압 산소 독성을 피하는 합병증을 종종 처리해야 하는 반면, 노모바릭 및 저산소 애플리케이션은 주변 압력이 충분하다면 사용 중 산소 분압을 모니터링할 필요가 없는 비교적 간단한 산소 재호흡기 기술을 사용할 수 있습니다.

산소호흡기

Siebe Gorman Proto 1 지뢰 구조용 인공호흡기, 단순 산소 호흡기
자세한 정보:잠수용 호흡기 § 산소 호흡기 2

이것은 가장 초기 형태의 호흡기로, 잠수함 탈출과 얕은 물 잠수 작업, 지뢰 구조, 높은 고도의 산악 및 비행, 그리고 20세기 초부터 산업 응용에 일반적으로 사용되었습니다.산소 호흡기는 놀라울 정도로 간단하고 기계적으로 신뢰할 수 있으며, 개방형 스쿠버 이전에 발명되었습니다.산소만 공급하기 때문에 이산화탄소를 제거하는 것 외에는 가스 조성을 조절할 필요가 없습니다.[10]

산소 공급 옵션

자세한 정보:다이빙 재호흡기 § 산소 공급 옵션

일부 재호흡기에서는 산소 실린더에 산소 공급 메커니즘이 병렬로 있습니다.하나는 일정한 흐름이고, 다른 하나는 바이패스 밸브라고 하는 수동 ON-OFF 밸브이며, 둘 다 카운터 폐에 공급되는 동일한 호스에 공급됩니다.[11]다른 것들은 카운터 폐의 요구 밸브를 통해 공급됩니다.이렇게 하면 언제든지 가스가 추가되어 카운터 폐가 비게 되고 다이버가 계속 흡입하게 됩니다.산소는 수요 밸브를 작동시키는 버튼을 통해 수동으로 추가할 수도 있습니다.[12]일부 간이 산소 재호흡기는 자동 공급 시스템이 없고 수동 공급 밸브만 있었고, 산소량이 편안한 수준 이하로 줄어들자 잠수사가 간격을 두고 밸브를 작동시켜 호흡 주머니를 다시 채워야 했습니다.

혼합가스재호흡기

혼합가스 전자제어 폐쇄회로 다이빙 리프레셔
자세한 정보:잠수용 재호흡기 § 혼합가스 재호흡기

산소 재호흡기를 제외한 모든 재호흡기는 혼합 가스 재호흡기로 간주될 수 있습니다. 호흡 가스는 산소와 대사 비활성 희석 가스의 혼합물이기 때문입니다.이들은 반폐쇄 회로로 구분될 수 있는데, 공급 가스는 산소 및 불활성 희석제, 보통 질소 및 헬륨을 포함하는 통기성 혼합물이며, 산소가 사용됨에 따라 더 많은 혼합물을 추가함으로써 보충되며, 루프 내의 산소의 통기성 분압을 유지하기에 충분하며, 폐회로 재호흡기,두 개의 평행한 가스 공급 장치가 사용되는 곳입니다. 희석제는 대부분의 가스를 제공하기 위해 재활용되고 산소는 대사적으로 소비됩니다.이산화탄소는 폐기물로 간주되며 올바르게 작동하는 재호흡기에서는 가스가 스크러버를 통과할 때 효과적으로 제거됩니다.

산소를 방출하는 흡수제를 이용한 재호흡기

내부를 보여주는 케이스 뚜껑이 열려 있는 러시아제 다목적 재호흡기 IDA-71 - 선택적으로 스크러버 캐니스터 중 하나를 슈퍼옥사이드로 채울 수 있습니다.
자세한 정보:산소를 방출하는 흡수제를 이용한 잠수용 재호흡기 §

이산화탄소 흡수제로서 이산화탄소를 흡수함에 따라 산소를 방출하는 과산화칼륨을 사용하는 몇 가지 재호흡기 설계(예: 옥실라이트)가 있었습니다: 4KO + 2CO = 2KCO + 3O.사용을 시작할 때 루프를 채우고 퍼지하려면 소량의 산소 실린더가 필요합니다.[13]이 기술은 산소 및 혼합 가스 재호흡기에 모두 적용될 수 있으며 다이빙 및 기타 용도로 사용될 수 있습니다.과산화칼륨은 액체 상태의 물과 격렬하게 반응하여 상당한 열과 산소를 방출하고 화재 위험을 초래하기 때문에 우주복, 소방 및 지뢰 구조에 더욱 성공적으로 적용되었습니다.[14]

액체산소를 사용하는 재호흡기

자세한 정보:액체 산소를 사용하는 잠수_재호흡기 § 재호흡기
탄광박물관의 에어로록스 액체산소 재호흡기

액체 산소 공급기는 산소 또는 혼합 가스 재호흡기에 사용될 수 있습니다.수중에서 사용하는 경우 액체 산소 용기는 물로부터 열이 전달되지 않도록 잘 절연되어야 합니다.이 유형의 산업용 세트는 다이빙에 적합하지 않을 수 있으며, 이 유형의 다이빙 세트는 열 전달 요구 사항이 상충하기 때문에 물 밖에서 사용하기에 적합하지 않을 수 있습니다.세트의 액체 산소 탱크는 사용하기 전에 즉시 채워야 합니다.유형의 예는 다음과 같습니다.

극저온호흡기

자세한 정보:잠수용 인공호흡기 § 극저온식 인공호흡기

극저온 호흡기는 사용되는 산소를 대체하기 위해 액체 산소가 증발하면서 발생하는 낮은 온도에 의해 이산화탄소를 '스노우 박스'에 얼려 제거하는 것입니다.

응용분야

이는 개방형 호흡 장치의 일부 용도와 비교할 수 있습니다.

  • 의료 환자, 고고도 산악인 및 상용 항공기 비상 시스템이 주로 사용하는 산소 농축 시스템으로, 사용자가 순수 산소를 첨가하여 농축된 주변 공기를 호흡하는 시스템,
  • 소방관, 수중 잠수부 및 일부 산악인이 사용하는 개방형 호흡 장치로, 호흡마다 신선한 가스를 공급하여 환경으로 배출합니다.
  • 주변 공기에서 오염 물질을 걸러낸 후 호흡하는 방독면 및 호흡 보호구.

잠수용 재호흡기

SIVA 수중광산대책(MCM) 잠수기구(산소호흡기)
주요 기사:잠수호흡기

가장 다양한 종류의 재호흡기가 다이빙에 사용되는데, 압력을 받는 호흡의 결과가 요구 사항을 복잡하게 만들기 때문이며, 구체적인 용도와 사용 가능한 예산에 따라 다양한 옵션을 사용할 수 있습니다.잠수 호흡기는 안전에 중요한 생명 유지 장치입니다. 어떤 고장 모드에서는 경고 없이 잠수부를 죽일 수도 있고, 어떤 모드에서는 생존을 위해 즉각적인 적절한 대응이 필요할 수도 있습니다.

지표면 공급 다이빙 가스 리클레임 시스템

참고 항목: 포화 다이빙 § 가스 회수 시스템

헬륨 회수 시스템(또는 푸시-풀 시스템)은 다이버가 사용한 후 헬륨 기반 호흡 가스를 개방 회로 시스템에서 환경에 손실시키는 것보다 더 경제적일 때 회수하는 데 사용됩니다.회수된 가스는 이산화탄소를 제거하기 위해 스크러버 시스템을 통과하고, 냄새를 제거하기 위해 여과되고, 저장 용기에 가압되며, 저장 용기는 즉시 또는 나중에 재사용을 위해 필요한 조성으로 산소와 혼합될 수 있습니다.

포화잠수식 인명지원 시스템

참고 항목: 포화 다이빙 § 생명 유지 장치

생활지원시스템은 수용실과 밀폐된 다이빙벨에서 압력을 받는 직원들의 생활을 지원하기 위해 호흡가스와 기타 서비스를 제공합니다.여기에는 다음과 같은 구성 요소가 포함됩니다.[20]

  • 호흡가스 공급, 분배 및 재활용 장비 : 스크러버, 필터, 부스터, 압축기, 혼합, 모니터링 및 저장설비
  • 실내 온도 조절 시스템 - 온도 및 습도 조절, 가스 여과
  • 계측, 제어, 모니터링 및 통신 장비
  • 화재진압장치
  • 위생시스템

벨의 생명 유지 시스템은 호흡 가스의 주요 공급을 제공하고 모니터링하며, 제어국은 다이버의 전개 및 통신을 모니터링합니다.벨에 대한 1차 가스 공급, 전원 및 통신은 벨 탯줄을 통해 이루어지며, 다수의 호스와 전기 케이블이 함께 꼬여 하나의 유닛으로 전개됩니다.[21]이것은 다이버 탯줄을 통해 다이버로 확장됩니다.[20]

수용 수명 지지 시스템은 탑승자의 건강과 편안함을 위해 허용 가능한 범위 내에서 챔버 환경을 유지해 줍니다.온도, 습도, 호흡 가스 품질, 위생 시스템 및 장비 기능을 모니터링하고 제어합니다.[21]

대기 잠수복

미 해군 대기 잠수복
주요 기사:대기 잠수복

대기 잠수복은 한 대기의 내압을 유지하면서 외압을 받는 관절을 가진 대략 의인화된 형태의 작은 1인 관절 잠수정입니다.호흡 가스 공급 장치는 탯줄을 통해 공급되는 표면이거나 슈트에 장착된 호흡기를 통해 공급되는 것일 수 있습니다.비상 가스 공급 재호흡기는 1차 호흡 가스를 위한 표면 공급 또는 재호흡기가 있는 슈트에 장착될 수도 있습니다.내부 압력이 한 대기에서 유지되기 때문에 급성 산소 독성의 위험이 없습니다.이것은 수중 다이빙 애플리케이션이지만 주변 압력 스쿠버 호흡기보다 산업용 애플리케이션과 더 공통점이 있습니다.

산업용 및 구조용 자가호흡기

체코의 한 박물관에서 광산 구조대원들이 구조 작업을 하고 있습니다.

SCBA 재호흡기에는 물 밖에서만 사용할 수 있는 다양한 설계 기준이 적용됩니다.

  • 구성 요소의 주변 압력에는 변화가 없습니다.카운터 폐는 편안함과 편리함을 위해 설치할 수 있습니다.
  • 호흡 루프에서 가스를 냉각하는 것이 바람직할 수 있는데, 흡수제가 이산화탄소와 반응하면서 열을 생성하고, 소방이나 깊은 광산과 같은 뜨거운 산업 상황에서는 가스의 온난화가 환영 받지 못합니다.[22]
  • 흡수성 용기는 경우에 따라서는 채널링을 방지하기 위해 중력에 의존할 수도 있습니다.
  • 전면 마스크를 사용하는 경우 편리하게 설계되거나 시야가 개선된 뷰포트가 있을 수 있으며, 수중에서와 같이 시각적 왜곡을 방지하기 위해 평평하고 평행할 필요가 없습니다.[22]
  • 소방용 재호흡기의 경우, 해당 세트를 합리적으로 내화하고 열과 파편 충격으로부터 보호하는 것을 고려해야 합니다.[22]
  • 세트를 빨리 버릴 필요가 없을 수 있으며 하니스 스트랩을 빨리 풀 필요가 없을 수도 있습니다.
  • 부력은 고려 사항이 아니지만 무게가 중요할 수 있습니다.좁은 공간에서 기어오르고 작은 틈을 기어다니면서 장치를 착용할 수 있는 경우 휴대, 편안함 및 균형을 위한 우수한 인체공학적 설계가 중요합니다.[22]
  • 호흡 루프에 약간의 양압을 공급하고 마스크 씰이 완벽하지 않을 경우 유해 가스 유입을 방지하기 위해 스프링이 장착된 카운터 폐 가압 시스템을 사용할 수 있습니다.[22]
  • 압력을 받는 호흡의 생리적 영향으로 인한 제약은 없습니다.복잡한 가스 혼합물은 불필요합니다.산소 재호흡기를 일반적으로 사용할 수 있기 때문에 설계가 상당히 간단해지고 메커니즘이 더욱 안정적입니다.
  • 사용자가 봉지에서 식수에 접근할 수 있는 시스템이 장착될 수 있으며, 물림 작동 밸브 밴을 사용하여 유량을 조절할 수 있습니다.[22]
  • 무선 음성 통신이 장착되어 있을 수 있습니다.[22]
  • 루프가 비었을 경우 가스를 추가하기 위한 요구 밸브와 함께 최소 신선 가스 공급을 보장하기 위해 일정한 질량 흐름 시스텐이 사용될 수 있습니다.[22]
  • 가스 공급 및 흡수 시간은 일반적으로[22] 효율성을 위해 일치합니다.
  • 흡수제가 동결되면 효과가 저하되는 영하의 온도에서 사용하기 위해 호흡 루프에 단열재가 필요할 수 있습니다.[22]
  • 흡수 반응 및 대사 생성물로부터 응축된 물을 수집하기 위해 워터 트랩이 제공될 수 있습니다.[22]
  • 모니터링 기능은 다음을 포함할 수 있습니다.[22]
    • 실린더 압력(아날로그 및 디지털)
    • 잔류 저압 경고가 활성화될 때까지 남은 예상 사용 기간
    • 온도표시
    • 경고신호 자동기록
  • 광학 및/또는 음향 경고 신호는 다음을 위해 제공될 수 있습니다.[22]
    • 실린더 내 가스 압력이 낮음
    • 사용자 이동 부족으로 인해 경보가 트리거됨
    • 수동으로 트리거된 경보입니다.

등산용 재호흡기

등산용 호흡기는 자연 저산소 환경에서 대기 중의 공기에서 사용할 수 있는 것보다 더 높은 농도로 산소를 공급합니다.그것들은 가볍고 서리가 쌓인 것에 질식되지 않는 것을 포함한 혹독한 추위에 믿을 수 있어야 합니다.[23]극심한 추위로 인한 높은 시스템 장애율이 해결되지 않았습니다.[citation needed]순수한 산소를 들이마시는 것은 혈중 산소 분압 상승을 초래합니다: 에베레스트 산 정상에서 순수한 산소를 들이마시는 등산객은 해수면에서 공기를 들이마시는 것보다 산소 분압이 더 큽니다.그 결과 고도에서 더 큰 육체적 노력을 할 수 있습니다.발열 반응은 스크러버 내용물이 얼지 않게 해주며, 사용자의 열 손실을 줄여줍니다.

화학적 산소와 압축 가스 산소 모두 실험적인 폐쇄회로 산소 시스템에 사용되어 왔습니다. 첫 번째 산소는 1938년 에베레스트 산입니다.1953년 원정은 톰 부르딜런과 그의 아버지가 개발한 폐쇄회로 산소 장비를 사용하여 부르딜런과 에반스의 첫 번째 공격팀을 위해 사용했습니다.[24]

무압력 항공기 및 고공낙하를 위한 재호흡기

등산과 비슷한 요구 조건과 작업 환경이지만 무게는 문제가 덜합니다.소련의 IDA71 재호흡기도 고고도 버전으로 제작되어 산소 재호흡기로 작동되었습니다.

마취 시스템

주요 기사:마취기

마취기는 수술 중 또는 진정이 필요한 기타 시술 중 환자에게 산소 및 마취 가스를 제공하기 위해 재호흡기로 구성될 수 있습니다.기계에는 루프에서 이산화탄소를 제거하기 위한 흡수제가 있습니다.[25]

반폐쇄 및 완전폐쇄 회로 시스템은 모두 마취기에 사용할 수 있으며, 푸시-풀(pendulum) 2방향 유동 및 1방향 루프 시스템이 모두 사용됩니다.[26]루프 구성 기계의 호흡 회로에는 두 개의 단방향 밸브가 있어 스크러빙된 가스만 환자에게 흐르고 만료된 가스는 기계로 돌아갑니다.[25]

이 마취기는 스스로 호흡할 수 없는 환자들에게 가스를 공급할 수도 있습니다.[27]폐가스 제거 시스템은 환경 오염을 방지하기 위해 수술실의 가스를 모두 제거합니다.[28]

우주복

휴대용 생명유지장치를 보여주는 아폴로 11호 임무의 버즈 올드린.
국제 우주 정거장에서 EVA를 타고 생명 유지용 우산이 보이는 올란 우주복입니다.
주요 기사 : 우주복

우주복의 기능 중 하나는 착용자에게 호흡 가스를 제공하는 것입니다.이 작업은 우주선이나 서식지의 생명 유지 시스템이나 슈트에 장착된 기본 생명 유지 시스템을 통해 수행할 수 있습니다.이 두 시스템 모두 호흡 가스에서 이산화탄소를 제거하고 산소를 추가하여 착용자가 사용하는 산소를 보상하기 때문에 호흡 기술을 포함합니다.우주복은 일반적으로 산소 호흡기를 사용하는데, 이것은 착용자에게 더 나은 이동의 자유를 제공하는 우주복의 낮은 압력을 허용하기 때문입니다.

서식지 생활 지원 시스템

참고 항목: 생명 유지 시스템

제한된 가스 공급으로 중장기적으로 여러 사람이 차지하는 잠수함, 수중 서식지, 폭탄 대피소, 우주 정거장 및 기타 생활 공간은 원칙적으로 폐쇄 회로 재호흡기에 해당하지만 일반적으로 스크러버를 통한 호흡 가스의 기계적 순환에 의존합니다.

안전.

참고 항목: 재호흡 다이빙 § 안전

재호흡기 장비에는 여러 가지 안전 문제가 있으며, 잠수용 재호흡기에서는 이러한 문제가 더욱 심한 경향이 있습니다.

유해성

위험 요소 중 일부는 장비 작동 방식으로 인한 것이지만 다른 요소는 장비가 사용되는 환경과 관련이 있습니다. 일반적으로 호흡이 가능한 주변 환경이 없는 곳에서 호흡기를 사용하기 때문입니다.

저산소증

저산소증은 자동 가스 첨가를 유발하지 않고도 호흡할 수 있을 만큼 충분한 비활성 가스가 포함된 모든 호흡기에서 발생할 수 있습니다.

산소 재호흡기에서 루프가 사용 시작 시 충분히 제거되지 않으면 이 문제가 발생할 수 있습니다.퍼징은 원래 가스 내용물을 신선한 가스로 대체하는 것으로 불활성 가스를 완전히 제거하려면 반복해야 할 수도 있습니다.퍼지 작업은 사용자의 폐와 루프로 유입되는 신체 조직의 비활성 가스가 시스템에서 제거되도록 장치를 호흡하면서 수행해야 합니다.

이산화탄소 축적량

스크러버 매체가 없거나, 포장 상태가 불량하거나, 불충분하거나, 소진된 경우 이산화탄소 축적이 발생합니다.정상적인 인체는 이산화탄소 분압에 상당히 민감하며, 축적물은 사용자에 의해 감지될 것입니다.그러나 스크러버를 다시 포장할 수 있을 때까지 다른 호흡 가스 공급 장치로 변경하는 것 외에는 문제를 해결할 수 있는 방법이 많지 않습니다.효과적이지 않은 스크러버로 호흡기를 계속 사용하는 것은 매우 오랫동안 불가능합니다. 수준이 독성을 띠게 되고 사용자는 극심한 호흡 곤란을 겪게 되고 의식을 잃고 사망에 이를 수 있기 때문입니다.이러한 문제가 발생하는 속도는 회로의 부피와 당시 사용자의 신진대사율에 따라 달라집니다.

이산화탄소 축적은 또한 분발과 호흡 작업의 조합이 사용자의 용량을 초과할 때 발생할 수 있습니다.사용자가 충분히 힘을 줄이지 못하는 경우에는 수정이 불가능할 수 있습니다.이러한 문제는 호흡 가스의 밀도가 심하게 상승한 깊이에서 다이빙 재호흡기에서 발생할 가능성이 더 높습니다.[29][30][31]

호흡 루프로 유독 가스 누출

산업용 재호흡기는 종종 주변 공기가 오염된 곳에 사용되며 독성이 있을 수 있습니다.루프의 일부는 흡입 시 외부 주변 압력보다 약간 낮으며, 회로가 기밀하지 않을 경우 외부 가스가 누출될 수 있습니다.이 문제는 풀페이스 마스크의 가장자리에서 발생하는 문제로, 고무 마스크 스커트가 사용자의 얼굴에 대해 밀봉되어야 합니다.

고농도 산소의 화재위험

높은 산소 분압은 화재 위험을 크게 증가시키며, 대기 중에서 자체적으로 소멸되는 많은 물질들은 높은 산소 농도에서 지속적으로 연소될 것입니다.이는 상대적으로 발화 위험이 낮은 잠수보다는 구조나 소방 등 지상 응용 분야에서 더 큰 위험 요소입니다.

가성 칵테일

흡수제 캐니스터에 도달하는 루프 홍수로 인해 발생하므로 침지된 용도에만 적용할 수 있습니다.

고장모드

자세한 정보:다이빙 리프레셔 § 고장 모드

스크러버 고장

"돌파구"라 함은 스크러버가 루프 내를 순환하는 가스에서 충분한 이산화탄소를 계속 제거하지 못하는 것을 말합니다.스크러버를 너무 오래 사용하는 경우 이러한 문제가 발생할 수 있지만 상황에 따라 너무 일찍 발생할 수도 있습니다.스크러버가 고장이 나거나 효율성이 떨어지는 몇 가지 방법이 있습니다.

  • "일반적인 돌파" 과정에서 유효 성분을 완전히 소비합니다.스크러버 설계 및 사용자 작업량에 따라, 이는 점진적일 수 있으며, 사용자가 제어된 출구 또는 구제금융을 개방 회로로 제때에 해결할 수 있도록 하거나, 상대적으로 갑작스럽게 문제를 인식하여 긴급하거나 긴급한 대응을 촉발할 수 있습니다.
  • 흡수제를 우회하는 것.모든 호기 가스가 소다 석회 표면과 접촉하도록 흡수제 과립을 촘촘하게 포장해야 하며, 캐니스터는 흡수제 과립 사이 또는 가스가 흡수제와 우회할 수 있는 과립과 캐니스터 벽 사이의 큰 공간이나 틈을 방지하도록 설계되어야 합니다.O-링과 같은 씰이나 스크러버의 우회를 방지하는 스페이서가 제대로 장착되지 않았거나 또는 스크러버 캐니스터가 잘못 포장되거나 장착된 경우에는 호기 가스가 흡수제를 우회할 수 있으며 스크러버의 효과가 떨어질 수 있습니다.이 고장 모드는 흡수제가 침강하여 캐니스터 내부에 빈 공간을 형성할 때 "터널링"이라고도 합니다.우회하면 예상치 못한 조기 돌파가 발생합니다.
  • 가스 혼합물이 깊이에서 압력을 받으면 가스 분자가 더 조밀하게 포장되고, 이산화탄소 분자의 충돌 간 평균 경로가 짧아 흡수 표면에 도달하기 위해 이동하는 것이 자유롭지 못하고, 더 긴 체류 시간을 필요로 합니다.이러한 효과 때문에 깊은 잠수를 위해서는 얕은 물, 산업용 또는 높은 고도의 재호흡기에 필요한 것보다 스크러버가 더 커야 합니다.
  • 이산화탄소 흡수제는 가성일 수 있으며 눈, 점막 및 피부에 화상을 일으킬 수 있습니다.물과 흡수제의 혼합은 스크러버가 범람할 때 발생하며 사용된 화학 물질에 따라 오염된 물이 마우스피스에 도달하면 분필 같은 맛이 나거나 타는 듯한 느낌을 낼 수 있으며, 이는 다이버가 호흡 가스의 대체 공급원으로 전환하고 물로 입을 헹구도록 유도해야 합니다.이것은 다이버들을 가성 칵테일로 호흡시키는 것으로 알려져 있습니다.흡수제가 과도하게 젖으면 이산화탄소 제거율도 감소하며 다이버에 가성 액체가 도달하지 않더라도 조기 돌파가 발생할 수 있습니다.호흡 작업이 증가할 수도 있습니다.많은 현대식 잠수 호흡기 흡수제는 젖으면 이 가성 액체가 생기지 않도록 설계되어 있습니다.[clarification needed]
  • 저동결 작업(주로 등산)에서는 산소통이 바뀌면 습윤 스크러버 화학물질이 얼 수 있는 반면, 이산화탄소를 흡수하는 발열 반응이 일시 정지되어 스크러버 물질에 이산화탄소가 도달하지 못하고, 다시 사용할 때 반응이 느려집니다.

기타고장모드

  • 잠수용 재호흡기에서 주변 압력 용적의 범람이 발생할 수 있습니다.
  • 주변 압력 볼륨으로 또는 외부 압력 볼륨에서 가스 누출이 발생할 수 있습니다.손실되거나 얻은 가스의 양이 매우 적을 가능성이 높기 때문에 주변에 유독 가스나 매연이 포함되어 있을 때 가장 적절합니다.
  • 산소 모니터링이 실패하면 호흡 가스 내 산소 분압이 잘못될 수 있습니다.이것은 다이빙에 사용되는 혼합 가스 재호흡기에서만 관련이 있습니다.
  • 가스 분사 시스템의 고장은 혼합 가스 다이빙 재호흡기의 주된 문제이기도 합니다.산소 재호흡기 가스 분사 시스템은 일반적으로 견고하고 신뢰성이 높으며 고장이 발생할 경우 수동으로 무시할 수 있으며, 이러한 형태의 고장은 재호흡기의 주변 압력 용적에 있는 부적절한 부피의 가스로 식별할 수 있습니다.

역사

참고 항목:다이빙 기술 연표

초기사

1620년쯤, 코르넬리우스 드렙벨은 소금에 절인 페트르(질산칼륨)를 가열하면 산소가 발생한다는 것을 발견했습니다.[32]

이산화탄소 흡수를 기반으로 한 최초의 기초 호흡기는 1808년 프랑스에서 나폴레옹 제국 해군의 정비공인 브레스트의 피에르 마리 투불리에 의해 특허를 받았습니다.이 초기의 재호흡 설계는 산소 저장소와 함께 작동했습니다. 산소는 다이버에 의해 점진적으로 공급되고 물에 수산화칼슘의 용액인 석회수에 적신 스폰지를 통해 폐쇄된 회로로 순환합니다.[33][34]투불릭은 그의 발명품을 이히티오안드레(그리스어로 '물고기 인간'을 뜻함)[35][citation needed]라고 불렀습니다.시제품이 제작되었다는 증거는 없습니다.

원형 호흡기는 1849년 Pierre Aimable De Saint Simon Sicard에 의해 만들어졌습니다.[36]

1853년 교수 T.슈완은 벨기에 과학 아카데미에서 호흡기를 선보였습니다.[37][34]작동 압력이 약 13.3 bar인 큰 후면 장착 산소 탱크와 가성소다 용액에 적신 스폰지가 들어 있는 두 개의 스크러버가 있었습니다.[34]

작업용호흡기

헨리 플뢰스, 재호흡기 발명가.

최초의 상업적으로 실용적인 폐쇄회로 스쿠버는 1878년 런던의 시베 고먼에서 일하는 다이빙 엔지니어 헨리 플뢰스에 의해 설계되고 제작되었습니다.[38][11]그의 자가 호흡 장치는 호흡 주머니에 연결된 고무 마스크로 구성되었으며, 구리 탱크에서 50-60%의2 O를 공급하고 가성 칼륨 용액에 적신 밧줄 원사로 CO를2 문지릅니다. 시스템은 약 3시간 동안 지속됩니다.[11][39]플뢰스는 1879년에 한 시간 동안 물탱크에 잠겨 있었고, 그리고 일주일 후에 5.5m의 공해상에 잠수함으로써 그의 장치를 시험했는데, 그 경우에 그의 조수들이 갑자기 그를 수면으로 끌어냈을 때 그는 약간 다쳤습니다.

그의 기구는 1880년에 세번 터널 건설 프로젝트의 선두 다이버인 알렉산더 램버트에 의해 처음으로 작동조건에서 사용되었습니다. 그는 어둠속에서 1000피트를 여행하여 터널안에 잠겨진 여러개의 수문을 닫을 수 있었습니다; 이것은 공기공급의 위험때문에 표준 다이빙 드레스로 그의 최선의 노력을 패배시켰습니다 ho물에 잠긴 잔해물에 파울을 당했고, 작업 중에 강한 물살이 일었습니다.[11]1880년, 플뢰스는 가스 폭발 후 영국의 Seaham Colliery를 검사하기 위해 재호흡기를 사용했습니다.[34]

Fleuss와 Siebe Gorban은 1911년 지뢰 구조를 위한 원형 호흡 장치를 개발했습니다.[34]

Fleuss는 더 높은 압력에서 더 많은 양의 산소를 보유할 수 있는 수요 조절기와 탱크를 추가하면서 그의 장비를 계속해서 개선했습니다.Sieve Gorman의 책임자인 Robert Davis 경은 1910년에[11][39] 대량으로 만들어진 최초의 실질적인 호흡기인 Davis 수중 탈출 장치를 발명하여 산소 호흡기를 개선했습니다.주로 잠수함 승무원들을 위한 비상 탈출 장치로 고안되었지만, 곧 다이빙, 30분의 내구성을 가진 편리한 얕은 물 다이빙 장치,[39] 그리고 산업용 호흡 세트에도 사용되었습니다.

1942년 12월 14일 고스포트 HMS 돌핀의 잠수함 탈출 시험 탱크에서 실험 중인 데이비스 수중 탈출 장치

리그는 배출된 CO를2 스크러빙하기 위한 수산화 바륨 캐니스터가 들어 있는 고무 호흡/부유 주머니와 주머니 하단에 있는 주머니에 약 56리터의 산소를 120bar의 압력으로 담고 있는 강철 압력 실린더로 구성되었습니다.실린더에는 컨트롤 밸브가 장착되어 있었고 호흡 가방에 연결되어 있었습니다.실린더의 밸브를 열면 봉지에 산소가 들어가 주변 물의 압력으로 충전됩니다.이 장비는 또한 착용자가 공중에 떠 있을 수 있도록 돕기 위해 앞에 비상 부력 가방을 포함하고 있습니다.DSEA는 1927년 데이비스에 의해 추가 개발된 후 영국 해군에 의해 채택되었습니다.[40]1900년대 초에 발명된 지베 고만 살부스(Siebe Gorman Salvus)와 지베 고만 프로토(Siebe Gorman Proto)와 같은 다양한 산업용 산소 재호흡기가 그것에서 유래되었습니다.

조르주 자베르 교수는 1907년에 옥실리테라는 화학 화합물을 발명했습니다.과산화나트륨(NaO22) 또는 과산화나트륨(NaO2)의 한 형태였습니다.호흡기 세척기에서 이산화탄소를 흡수하면서 산소를 배출합니다.이 화합물은 1909년 S.S. 홀 선장과 영국 해군의 O. 리스 박사에 의해 처음으로 호흡기 디자인에 포함되었습니다.잠수함 탈출 장치로 사용하기 위한 것이었지만, 영국 해군에 의해 결코 받아들여지지 않았고, 대신 얕은 물 잠수를 위해 사용되었습니다.[39]

1912년 독일 회사 드래거는 호흡기에서 공기를 공급받아 표준 다이빙 드레스의 대량 생산을 시작했습니다.이 장치는 드래거 회사의 엔지니어인 헤르만 스텔즈너([41]Hermann Stelzner)가 수년 전 지뢰 구조를 위해 발명했습니다.[42]

1930년대에, 1920년대에 몇몇 비극적인 사고가 있은 후, 미국 해군은 1960년대까지 사용된 맘센 허파라고 불리는 원시적인 호흡기를 포포이즈급과 연어급 잠수함에 장착하기 시작했습니다.

제2차 세계 대전 당시의 호흡기

자세한 정보:개구리맨
데이비스(Davis) 장비를 갖춘 1945년 영국 해군 개구리맨

1930년대에, 이탈리아의 스포츠 스피어피셔들은 데이비스 리프레셔를 사용하기 시작했습니다; 이탈리아 제조업자들은 그것을 생산하기 위해 영국 특허 보유자들로부터 라이선스를 받았습니다.이 관행은 곧 이탈리아 해군의 주목을 받게 되었는데, 이탈리아 해군은 테서 테세이와 안젤로 벨로니에 의해 설계된 광범위하게 업그레이드된 모델을 개발하였는데, 이 모델은 제2차 세계 대전 동안 개구리 부대인 데키마 플로티글리아 MAS에 의해 좋은 결과를 얻었습니다.[39]

제2차 세계 대전 동안, 포획된 이탈리아 개구리들의 재호흡기들은 영국의 재호흡기들을 위한 개선된 디자인에 영향을 미쳤습니다.[39]많은 영국 프로그맨들의 호흡 세트는 격추된 독일 루프트바페 항공기에서 건져낸 산소통을 사용했습니다.이 호흡 세트들 중 가장 초기의 것은 데이비스 수중 탈출 장치를 개조했을 수도 있습니다. 그들의 완전한 얼굴 마스크는 Siebe Gorman Salvus를 위한 것이었지만, 이후의 수술에서는 다른 디자인이 사용되어 처음에는 원형 또는 타원형이고 나중에는 직사각형인 하나의 큰 얼굴 창이 있는 완전한 얼굴 마스크로 이어졌습니다.측면이 더 나은 시야를 확보할 수 있도록 측면이 뒤로 휘어집니다.초기 영국 개구리맨의 호흡기들은 이탈리아 개구리맨의 호흡기들처럼 가슴에 사각형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형의 방형이앞에는 흡수통 주위에 고정되어 있는 고무 칼라가 있었습니다.[39]일부 영국군 잠수부들은 슬레이든 수트라고 불리는 부피가 큰 두꺼운 잠수복을 사용했습니다. 한 버전은 사용자가 표면에 있을 때 눈에 쌍안경을 가져다 줄 수 있도록 양쪽 눈을 위한 뒤집힌 단일 면판이 있었습니다.

드래거 재호흡기, 특히 DM20과 DM40 모델 시리즈는 제2차 세계 대전 당시 독일의 헬멧 잠수부와 독일의 개구리맨들이 사용했습니다.미 해군을 위한 재호흡기는 Dr.에 의해 개발되었습니다.수중전을 위한 크리스티안 J. 램버트슨.[43][44]1943년 5월 17일, 해군사관학교에서 전략서비스국 해상부대를 위한 미국 최초의 폐쇄회로 산소호흡기 과정을 열었습니다.[44][45]

제2차 세계대전 중과 그 후에는 군대에서 순수한 산소가 허용하는 것보다 더 깊이 잠수해야 한다는 필요성이 대두되었습니다.이로 인해 적어도 영국에서는 일부 잠수 산소 재호흡기(= 현재 "니트록스"라고 불리는 것)의 단순한 일정 흐름 " mixture 재호흡기" 변형을 설계하게 되었습니다. SCBA(수영 카누 선수의 호흡 장치)의 SCMBA와 추가 가스 공급 실린더를 추가하여 Sieve Gorman CDBA의 CDMBA입니다.그런 세트로 다이빙을 하기 전에, 다이버는 다이빙의 최대 깊이나 작업 깊이, 그리고 그의 몸이 산소 공급을 얼마나 빨리 사용했는지, 그리고 그것들로부터 그의 호흡기의 가스 유량을 무엇으로 설정할지를 계산해야 했습니다.

제2차 세계대전 이후

잠수의 선구자인 한스 하스는 1940년대 초 수중 촬영을 위해 드래거 산소호흡기를 사용했습니다.

제2차 세계 대전의 해군 작전에서 분명히 보여진 바와 같이, 재호흡기의 군사적 중요성 때문에, 대부분의 정부들은 그 기술을 공공 영역으로 발행하는 것을 꺼렸습니다.영국에서는 민간인에 대한 호흡기 사용이 미미했고, BSAC는 공식적으로 회원들의 호흡기 사용을 금지했습니다.이탈리아 회사인 Pirelli와 Cressi-Sub은 처음에 각각 스포츠 다이빙 리프레셔 모델을 판매했지만 얼마 후 그 모델들을 중단했습니다.일부 집에서 만든 재호흡기는 동굴 잠수부들이 동굴 바닥을 뚫고 들어가는데 사용되었습니다.

대부분의 고공 산악인들은 개방회로 산소 장비를 사용합니다; 1953년 에베레스트 원정은 폐쇄회로 산소 장비와 개방회로 산소 장비를 모두 사용했습니다: 병에 든 산소 참조.

결국 냉전은 끝났고, 1989년에 공산주의 블록이 붕괴되었고, 그 결과 전투 다이버들에 의한 방해 공격의 위험이 감소되었고, 서양 군대는 민간인 재호흡기 특허를 요청할 이유가 줄었습니다.산소 분압 센서가 달린 자동, 반자동 레크리에이션 다이빙 재호흡기가 등장하기 시작했습니다.

제조사 및 모델

잠수용 호흡기 제조업체 및 모형은 잠수용 호흡기 § 제조업체 및 모형을 참조하십시오.

산업/구조:

  • Blackett's Aerophor – 1910년부터 영국에서 광산 구조 및 기타 산업용으로 사용하기 위해 만들어진 액체 가스 저장 장치를 갖춘 Nitrox 반폐쇄식 회로 재호흡기입니다.[citation needed]
  • 사브르 안전
    • SEFA(Selected Elevated Flow Organization)[citation needed] – Sabre Safety가 이전에 제조한 산업용 산소 호흡기로 충전 시간은 2시간입니다.
  • Siebe Gorman – 영국의 다이빙 장비 제조업체 및 인양 계약자
    • 사박스는 산소 호흡기로 사용시간은 45분이었습니다.딱딱한 케이스가 없었고 몸 앞에 착용하고 있었습니다.[15]
    • Siebe Gorman Salvus – 산업 구조 및 얕은 물 산소 재호흡기
  • IDA71 – 러시아군 수중 및 고고도용 재호흡기

기타:


참고 항목

  • 이산화탄소 스크러버 – 순환된 가스에서 이산화탄소를 흡수하는 장치
  • 이스케이프 세트 – 위험한 환경에서 탈출하기 위해 가스를 제공하는 자가 호흡 장치방향 하는 페이지
  • Primary Life Support System, 일명 휴대용 생명유지장치 – 우주복용 생명유지장치
  • 자가 호흡 장치()SCBA – 사용자가 휴대하는 호흡 가스 공급 시스템(재호흡기를 포함한 표면 전용(산업용) 호흡 세트)

참고문헌

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외부 링크

  • Wikimedia Commons의 Rebreathers 관련 매체
  • 마취호흡장치
  • "양압 폐쇄회로 SCBA의 안전한 사용을 위한 NIOSH 제한사항 및 주의사항 재평가"라는 제목의 NIOSH Docket # 123은 web.archive.org 에서 확인할 수 있습니다.