自己完結型の呼吸装置

自給式 呼吸装置 （ SCBA ）は、 圧縮空気呼吸装置 （ CABA ）または単に呼吸装置 （ BA ）と呼ばれることもありますが、救助隊員、消防士、その他の人々が着用して、 すぐに危険な状態で呼吸可能な空気を提供します生命または健康の雰囲気（IDLH）へ。水中で使用しない場合、それらは工業用呼吸セットと呼ばれることもあります 。 自己完結型という用語は、呼吸セットが遠隔供給に依存していないことを意味します（たとえば、長いホースを介して）。水中で使用するように設計されている場合、それはスキューバ（ 自給式水中呼吸装置 ）と呼ばれます。

SCBAには通常、3つの主要なコンポーネントがあります。高圧タンク（例：2,216〜5,500 psi（15,280〜37,920 kPa）、約150〜374気圧）、圧力調整器、および吸入接続（マウスピース、マウスマスクまたはフェイスマスク） ）、一緒に接続され、キャリングフレームに取り付けられます。

自給式呼吸器は、開回路または閉回路の2つのカテゴリのいずれかに分類されます。

閉回路SCBA

閉回路タイプは、吐き出されたガスをろ過、補充、再循環します。詳細については、リブリーザーを参照してください。鉱山の救助や長いトンネルなど、呼吸回路の長時間の供給が必要な場合や、大きな開回路エアシリンダーには狭すぎる通路を通過する場合に使用されます。オープンサーキットSCBAが開発される前は、ほとんどの産業用呼吸セットは、Siebe Gorman Proto、Siebe Gorman Savox、Siebe Gorman Salvusなどのリブリーザーでした。最新のリブリーザーSCBAの例はSEFAです。水中で使用されるリブリーザーは気泡を放出しないため、潜水艦の操作に関与するダイバーが検出を回避しやすくなります。

開回路

開回路の工業用呼吸セットには、純粋な酸素ではなく、ろ過された圧縮空気が充填されています。典型的な開回路システムには2つのレギュレータがあります。空気の圧力を低下させてマスクに運ぶことができるようにする第1段階と、空気を標準大気圧のすぐ上のレベルまでさらに低下させる第2段階のレギュレータです。この空気は、デマンドバルブ（吸入時のみ作動）または連続陽圧バルブ（一定の気流をマスクに供給する）を介してマスクに供給されます。

オープンサーキットのレスキューまたは消防士のSCBAには、フルフェイスマスク、レギュレーター、エアシリンダー、シリンダー圧力計、リモート圧力計（統合されたPASSデバイスを使用する場合があります）、および調整可能なショルダーストラップと着用可能なベルトが付いたハーネスがあります背中。エアシリンダーは通常、3つの標準サイズ（4リットル、6リットル、または6.8リットル）のいずれかで提供されます。シリンダーの持続時間は次の式で計算できます：体積（リットル）*圧力（バー）/ 40-10分（10を引いて安全マージンを提供）、したがって、300バールの6リットルシリンダーは、6 X 300/40-10 = 35分の作業時間です。相対的なフィットネス、特に着用者の運動レベルは、多くの場合、SCBAが空気を提供できる実際の使用可能時間の変動をもたらし、作​​業時間を25％から50％短縮します。

エアシリンダーは、アルミニウム、スチール、または複合構造（通常は炭素繊維で覆われています）で作られています。複合シリンダーは最も軽量であるため、消防署に好まれています（英国：消防隊は以前消防隊と呼ばれていました）。しかし、寿命も最短であり、15年後にサービスを停止する必要があります。エアシリンダーは、5年ごとに静水圧試験を実施する必要があります。長時間の稼働中、空のエアシリンダーはすぐに新しいものに交換し、カスケードストレージシステムの大型タンクまたは現場に持ち込んだエアコンプレッサーから補充することができます。

フルフェイスマスク

水中で使用するために設計された呼吸装置のフルフェイスマスクは、スキューバダイビングに適さないように設計されている場合がありますが、非常に浅い緊急水没が可能な場合もあります。

• マスクの端にあるシールは、大気圧の空気で満たされた薄く柔軟な壁がマスクの端の周りを走る幅の広いチューブです。表面では、着用者の顔の端を押して、頭の形がわずかに変化していてもしっかりとシールします。深さ数フィート以上の深さの圧力（水中またはケーソン内）で、このチューブがつぶれ、シールが破壊され、マスクが漏れます。
• 水中では、屈折によって画像がひどく歪む湾曲した窓。

マスクには、大きなビューポートまたは小さな目のレンズを使用できます。

マスクの内側には小さな鼻呼吸マスクがあり、呼吸のデッドスペースを減らします。

マスクには、双方向無線コミュニケーターを組み込むこともできます。

初期の産業用リブリーザー（Siebe Gorman Protoなど）にはマウスピースがあり、マスクの代わりにノースリップが取り付けられていました。

正圧（内側への漏れを防ぐ）

開回路SCBAは、「陽圧」または「陰圧」操作のいずれかを利用します。

負圧システムは、マスクの内部圧力が周囲圧力よりも低くなって流れを活性化することに依存しています。マスクが完全に密閉されていない場合、マスクへの周囲ガスの漏れが発生します。これは、有毒または刺激性の煙や煙の問題になる可能性があります。

正圧システムは、マスクの内部をわずかに加圧し、圧力差が減少しても周囲を超えたときに流れを活性化します。マスクが漏れると、圧力を維持するための連続的な流れが生じ、内側への漏れは起こりません。ぴったりとフィットするため、これはガスに対して経済的であり、汚染を防ぎます。マスクが脱落した場合、レギュレータは圧力を上げようとしてガスを継続的に消費し、修正される前に大量のガスを消費する可能性があります。

両方のタイプのSCBAのパフォーマンスは最適な条件下で類似している可能性がありますが、この「フェイルセーフ」動作により、ほとんどのアプリケーションで「正圧」SCBAが推奨されます。通常、陽圧を提供する際の空気使用量のペナルティはないため、ほとんどの場合、古い「負圧」タイプは廃止された構成であり、古い機器でのみ見られます。ただし、一部のユーザーは、フェイスピースの損傷または紛失の場合、空気が制御されずに放出されるため、この技術の使用を拒否します。漏れ率は非常に高いため、完全に充電されたSCBAは3分未満で排出されますが、これは「負圧」SCBAシステムでは発生しません。

使用の種類

SCBAには、消火活動と産業利用という2つの主要な応用分野があります。現在実用化されている3番目の用途は医療です。たとえば、米国国立衛生研究所は、エボラの治療中の医療スタッフに対するSCBAの使用を規定しています。

消防では、コストよりも耐熱性と難燃性に重点が置かれています。消防用に設計されたSCBAは、耐火性を提供するために使用されるエキゾチックな材料のために、そしてそれほどではないが、消防士の体重ペナルティを減らすために高価になる傾向があります。さらに、最新の消防用SCBAは、PASSデバイス（パーソナルアラートセーフティシステム）またはADSU（自動遭難信号ユニット）を設計に組み込んでいます。これらのユニットは、動きが特定の時間（通常15から30秒の間）感知されない場合に自動的に作動し、必要に応じて手動で作動させることにより、特有の高音のアラーム音を発し、遭難している消防士の位置を突き止めます。消防で使用する場合、この呼吸セットのレイアウトは、消防士の肩越しに被救助者を運ぶ能力を妨げてはなりません。

他の主要なアプリケーションは、さまざまなタイプの産業ユーザー向けです。歴史的に、鉱業は重要な分野でしたが、ヨーロッパでは、火花を引き起こす可能性のある金属のSCBAの建設での使用制限に依然として反映されています。他の重要なユーザーは、石油化学、化学、および原子力産業です。産業ユーザー向けの設計の重点は、正確なアプリケーションに依存し、コスト重視のボトムエンドから、SCBAが全身保護用の気密スーツを含む統合保護環境の一部である最も厳しい環境にまで及びます。除染の容易さ。多くの場合、産業ユーザーはエアラインを介して空気を供給され、脱出または汚染除去の目的でのみ圧縮空気を運びます。

安全仕様

米国およびカナダでは、消防で使用されるSCBAは、National Fire Protection Association、NFPA Standard 1981によって確立されたガイドラインを満たしている必要があります。SCBAが「1981 NFPA準拠」と表示されている場合、消防用に設計されています。標準の現在のバージョンは2013年に公開されました。これらの標準は5年ごとに改訂されます。同様に、国立労働安全衛生研究所（NIOSH）には、化学、生物学、放射線、核（CBRN）環境での使用を目的としたSCBAの認証プログラムがあります。 NIOSH承認済みSCBAを参照してください。

ヨーロッパで使用するために供給されるSCBAは、個人用保護具指令（89/686 / EEC）の要件に準拠する必要があります。実際には、これは通常、SCBAが欧州規格EN 137：2006の要件に準拠する必要があることを意味します。これには、SCBAのパフォーマンスに関する詳細な要件、必要なマーキング、およびユーザーに提供される情報が含まれます。 2つのクラスのSCBAが認識されています。タイプ1は産業用、タイプ2は消防用です。この標準に準拠するSCBAは、広範囲の厳しいシミュレーション動作条件下で、-30℃〜+60℃で確実に動作し、ユーザーを保護することが検証されています。

オーストラリア海軍は、消防の役割のために、バックパック式の陽圧呼吸装置である開回路圧縮空気呼吸装置（OCCABA）を使用しています。

圧力計の読み取り値に対する温度の影響

圧力計の指示ガス圧力は、周囲温度とともに変化します。温度が下がると、シリンダー内の圧力が下がります。ガスの温度と圧力の関係は、式PV = nRTで定義されます。 （ユニバーサルガス定数を参照してください。）式から理解することが特に重要なのは、温度が華氏ではなくケルビンであることです。 32°F（0°C、273.15°K）での水の凝固点を考慮し、96°F（35.6°Cまたは308.71°K、通常の人体温度は37°C）と比較します。 96は算術的に32の3倍ですが、科学的な観点からの温度の違いは3倍ではありません。 32°Fと96°Fを比較する代わりに、273.15°Kと308.71°Kの温度を比較する必要があります。 0〜36°C（32〜96°F）の科学的に有効な温度変化は、3ではなく1.13（308.71°K / 273.15°K）の係数です。エアシリンダーが96°で4,500 psiに加圧されている場合F以降、温度が32°Fに下がると、圧力計は4,000 psi（4,500 / 1.13）を示します。別の言い方をすると、温度が10°F（5.5°C）下がると、圧力が約82 psi（565 kPa）低下します。圧力の測定値に対する温度の影響を正確に説明できないと、エアボトルの充填が不足する可能性があり、その結果、消防士の空気が途中で切れてしまう可能性があります。

としても知られている

オーストラリアでは、さまざまな消防機関が一般的な用語でさまざまな頭字語でSCBAを参照しています。例えば：

• 南オーストラリアでは、Country Fire ServiceとMetropolitan Fire Serviceの両方が、トレーニング中にSCBAを「CABA」または圧縮空気呼吸装置と呼び、フィールドではSCBAを単にBAまたは呼吸装置と呼びます。ニューサウスウェールズ地方消防局は、南オーストラリア州と同じ原則に従っています。
• 西オーストラリア州消防救急局、ニューサウスウェールズ州消防隊、クイーンズランド消防隊は、 呼吸器を BAと呼んでいます。

これらの用語はすべて、同じタイプの開回路機器を意味します。

ニュージーランドでは、SCBAは一般に、ニュージーランド消防庁の担当者によって呼吸器 BAと呼ばれています。

非公式の名前には、 air pack 、 air tank、または単にpackが含まれます 。これらは主に、消防士の「荷造り」のように消防で使用されます。