리브리더 다이빙
                Rebreather Diving


글 | 김광휘
IANTD KOREA 대표


얼마 전에 상영한  National Geographic 제작 다큐멘터리 비디오 시리즈 중 고래상어편을 TV에서 본 많은 다이버들은 적지 않은 충격을 받았을 것이다. 고래상어가 새끼를 분만하기 위해 잠시 한 지역에 머물고 있는 것을 처음 몇 명의 다이버가 개방식 스쿠버 장비로 다가서서 비디오 촬영을 하려고 하자 고래상어가 공격적으로 돌면하여 다이버를 꼬리로 쳐서 물리쳤다. 그러자 National Geographic 촬영팀이 폐쇄회로 리브리더로 조용히 접근하니 고래상어의 몸을 만질 수도 있었고 점차 안정되자 큰 눈을 어루만져도 가만 있는 참으로 인상적인 장면을 볼 수 있었다. 또 다른 한 가지는 수심 30m에서 잠수 후 30분 수면 휴식 후 18m에서 50분이 지났으마 나의 컴퓨터에는 아직 20분 더 잠수할 수 있다고 나타나고 있다. 이렇게 오랫동안 다이빙을 했지만 별로 춥지도 않고 목도 마르지 않았다.


이 두 가지 충격적인 사실은 우리가 일반적으로 하고 있는 개방식 스쿠버로는 상상도 할 수 없는 일인 것이다. 그러나 리브리더 다이빙은 이 꿈 같은 일을 현실로 만들어 준다. 리브리더는 배기기포 소리도 들리지 않고 따뜻하고 습한 호흡기체는 안락하고 편안한 다이빙을 즐길 수 있게 해준다.
완전폐쇄식 리브리더는 100 미터 이상 수심에서 3시간 동안 다이빙이 가능하게 해준다.
또 반폐쇄회로식 리브리더도 공기탱크(12리터) 보다 작은 4리터 탱크로 무려 2시간이라는 비교할 수 없는 장시간의 잠수를 할 수 있다.
리브리더는 그 동안 군사목적이나, 상업잠수, 해양과학연구, 수중 고고학 등 특수한 분야에서만 사용되어져 왔지만 나이트록스가 널리 보급되고, 또 전문교육 단체도 많아지고, 장비가격도 상당히 저렴해져서 누구든지 쉽게 접근할 수 있게 되었다.
그 결과 2000년 말까지 전세계 다이빙시장에서 Drager社의 반폐쇄회로식 리브리더만 약 5000대 이상 팔렸고 지금까지 각 교육단체에서 발급한 리브리더 자격증만 해도 무려10,000명 이상이나 된다고 하니, 머지 않아 이 진보된 방식의 다이빙이 우리에게도 낯설지 않게 되리라고 본다.
그러나 이렇게 안전하고 효율성이 높은 장비라도 구조와 원리, 이론적인 배경과 올바른 장비사용법, 관리방법 및 잠수기술에 대해 잘 알고 있어야 제대로 활용할 수 있으므로 간단하지만 이 지면을 통해 소개하려고 한다. 여기 소개하는 것은 가장 기본적이고 간략한 것이므로 실제 사용시에는 꼭 제대로된 교육단체의 정규 교육과정을 수료해야만 된다는 것을 먼저 밝혀둔다.

 
 

1. 리브리더의 역사
우리는 다이빙하면 거의 J.Y. Cousteau 가 1945년 발명한 스쿠바장비를 사용한 다이빙만 생각하게 된다. 그러나 리브리더는 그보다 앞서 17세기에 이태리의 Giovanni Borelli 에 의해 발상 되었다.
그 후 1878년 영국의 Henry Fleuss 가 세계 최초로 나이트록스를 사용하여 리브리더로 잠수하였고 1881년에는 이산화탄소 흡수제가 사용되기 시작하였다.
그리고 제1차 세계대전 전에 독일 Drager社에서 재호흡장치를 개발하였고 제2차 세계대전 중에 이태리와 영국 해군이 산소와 나이트록스 시스템을 사용하였다.
1969년 최초로 Electrolung 이라는 장비가 개발되어 실제로 전자식으로 조절되는 리브리더가 탄생하였다. 그러나 아이디어로는 뛰어난 발상이었지만 전자시스템상의 문제로 실패하고 말았다.
그 후 여러 종류의 리브리더가 개발되어 현재는 Biomsrine1000, Carleton社의 MK15/16와, 1995년 Drarer社의 Atlantis I, Cis-Lunar, Cochran 등이 소개되었다. 머지않아 현대의 뛰어난 전자공학이 튼튼하고 신뢰할 수 있는 리브리더 장비를 곧 완성할 것으로 내다본다.
 1985년 IANTD에 의해 전세계적으로 레저 잠수분야에도 나이트록스 교육이 보급되어 1990년대에는 나이트록스 다이빙이 일반화되기 시작했다.
1995년 Drager社는 군사용으로 사용되던 반폐쇄회로식 리브리더를 일반 스포츠 다이버도 쉽게 사용할 수 있도록 Atlantis I 이라는 이름으로 발매하기 시작했다. 1999년 개량형인 Dolphin과 여행과 교육용으로 일반 다이버들도 사용하기 쉽게 Ray도 소개되었다.
2001년부터는 PADI, NAUI, CMAS, BSAC, SEA 등 교육단체에서도 일반 레크리에이션 다이버들을 위한 프로그램이 완성되어 머지않아 전세계적으로 일반화되고 널리 보급되고 있는 단계에 있다.

 
 

2. 리브리더의 종류
일반적으로 크게 순산소식 리브리더, 반폐쇄회로식 리브리더 ,완전폐쇄회로식 리브리더로 나눌 수 있다. 이 세가지 종류의 리브리더에 대해 간략하게 설명하면
1) 순산소식 리브리더 (O₂ Rebreather)






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순산소를 호흡기체로 사용하는 리브리더를 말한다.
완전폐쇄회로식 장치로 배기 기포가 없으므로 침투나, 폭파 등 주로 군사용으로 사용된다. 그러나 순산소의 MOD(Maximum Operation Depth : 최대사용 수심)가 6 미터이므로 그이상 잠수하면 CNS(Central Nerveos System : 중추신경계) 산소중독에 걸리게 된다.
우리나라를 포함한 전세계 군사용으로 95퍼센트 이상이 Drager社의 Lar V.를 사용하고 있다.  


2) 반폐쇄회로식 리브리더






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(Semi-Closed Circuit Rebreather)우리들이 현재까지 사용해온 개방형 스쿠버는 탱크 속의 호흡가스를 흡입하여 호흡하고 그 배기가스를 수중으로 배출해 버린다. 다이빙에 사용하는 기체는 공기가 나이트록스이며 우리가 매 호흡에 소모하는 산소는 약 5퍼센트 정도이다.
공기일 경우 16퍼센트의 산소가 수중에 방출되므로 상당히 비효율적이다. 나이트록스일 경우에는 산소 함유율이 더 높으므로 더욱 더 그러하다. 호흡에 사용하고 남은 산소를 재순환시켜 사용하면 호흡용 혼합가스비에 따라 다르지만 대개 개방식보다 5배 이상 사용할 수 있다.
반폐쇄식인 경우 호흡용 혼합가스비는 미리 정해져 있어 다이빙 중에는 혼합비를 조절할 수 없다.


즉 흡입 후 인체를 돌고 나온 배기가스는 순환회로를 통해 여과통으로 보내지고 배기가스 중의 이산화탄소만 여과통 속에서 이산화탄소 흡수제에 의해 제거된다. 다이버가 소모한 산소는 Dosage(Orifice)에 의해 흡기 주머니에서 보충되어 항상 호흡용 혼합가스비가 일정하도록 해준다.
배기가스는 여과통 속으로 흘러들어 오기 전 배기주머니에서 농축되는데 이때 대개 5번에 한번 정도 외부로 배출시킨다, 이 때문에 반폐쇄회로식이라 불린다. 가스 사용상 매우 효율이 높으므로 개방형 스쿠버에 사용하는 탱크 (약12ℓ)보다 아주 작은 4ℓ 탱크로도 몇 배 더 오래 잠수할 수 있다.
또 개방형 스쿠버 다이빙은 호흡시에 사용되는 기체는 주변압과 같아야 하므로 수심이 깊어지면 다이빙 시간도 아주 짧아진다. 그러나 재호흡기는 산소소모량이 활동량(대사 노동량)에 따라 달라지므로 같은 활동량의 다이빙일 때는 수심이 깊어지더라도 다이빙 시간은 거의 차이가 나지 않는다.


3) 폐쇄회로식 리브리더(Closed Circuit Rebreather)






비록 폐쇄회로식 리브리더란 용어는 가끔 모든 종류의 리브리더 장비에 사용되지만 여기서는 이 용어를 완전폐쇄회로식 리브리더와, 혼합가스 리브리더 장비에 특정지어 논의하기로 한다. 폐쇄회로식 리브리더도 반폐쇄회로식 리브리더 장비처럼 혼합가스식 리브리더 장치이고, 산소리브리더 보다 훨씬 안전하고 대심도 잠수가 가능하게 해준다.그리고 반폐쇄회로식 리브리더와 폐쇄회로식 리브리더는 몇 가지 중요한 장치가 기본적으로 차이점이 있다.
첫번째 차이점은 산소가 순환식 호흡기에 첨가되는 방법이 전혀 다르다.
반폐쇄회로식 리브리더는 산소를 다른 가스와 함께 섞어서 주입하지만,
폐쇄회로식 리브리더는 일반적으로 적어도 두 개의 별도의 가스 공급장치로 구성되어 있다.


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그 중 한가지는 순산소로 채워져 있고, 순환호흡기에 다이버가 사용한 산소를 보충해 주기 위한 것이다. 다른 한 가지 가스 공급부는 희석부라 불려진다. 희석부는 통상 압축공기나 특수 혼합가스인 Nitrox(질소와 산소의 혼합가스로 압축공기의 정상적인 산소보다 더 높은 산소비)Heliox(헬륨과 산소의 혼합가스로 통상의 공기보다 산소가 낮다.) Neox (네온과 산소의 혼합가스)또는 Trimix(보통 헬륨-질소-산소의 혼합가스) 등으로 되어 있다.
희석용 혼합가스는 개방식 스쿠버 시스템의 탱크에서 잠수수심에 맞게 직접 호흡할 수 있는 것처럼 충분한 산소를 함유하고 있다. 몇 종류의 리브리더는 장치가 작동 불능시 긴급 탈출용 가스공급 장치로 희석용 혼합가스를 사용하고 있다.
두 번째로 폐쇄회로식 리브리더 장치와 반폐쇄회로식 리브리더 장치의 주된 차이점은 어떻게 두 종류의 리브리더 시스템이 순환호흡기 속 산소의 농축도를 유지하는가 하는 것이다. 거의 모든 반폐쇄회로식 리브리더는 대개 일정하게 산소비율(FO₂)을 다이빙 중 유지하는 반면 실지로 모든 폐쇄회로식 리브리더는 순환식 호흡기의 산소농축도를 감지하는 몇 종류의 전자식 산소감지 장치에 의해 산소농축도를 조절한다.
거의 모든 폐쇄회로식 리브리더는 전자식 산소 조절장치가 설치되어 있고 어떤 수준(이 수준을 PO₂ 설정치라 부른다.) 이하로 떨어지면 자동으로 산소를 추가해 준다.

 

 

3. 리브리더의 구조


마우스피스






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스쿠바용 마우스피스는 레귤레이터의 2단계부가 입으로 공기를 잘 보내주고 입에 물이 세어 들어오지 않도록 만들어져 있다. 그리고 잠수중에서 입에서 빼도 되지만 반폐쇄회로식 리브리더는 형태는 비슷하나 기능과 구조는 전혀 다르다. 기능상 마우스피스 내부가 물에 노출되어 순환 호흡장치 속에 물이 들어가 여과통 속의 Soda Lime(이산화탄소 흡수제)과 화학 반응하여 강산성 액체(Caustic Cocktail)가 된다.







그러므로 입에서 뺄 때나 물기 전에는 물이 들어가지 않도록 닫을 수 있게 개폐장치가 있다. 또 반폐쇄회로식 리브리더의 호흡 회로는 개방식과 달리 계속 한쪽 방향으로만 순환되므로 마우스피스의 양쪽이
Check Valve(일방방향 밸브)로 되어 있다. 밸브는 산소 농도가 높은 혼합기체를 사용하므로 산화되지 않도록 재질이 실리콘이다.


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흡배기






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 순환용 호스
주름형 호스로 되어 있고 쌍 호스이므로 유연하게 잘 움직일 수 있다. 숨을 갑자기 들이 쉴 때도 충분한 양의 혼합가스가 공급될 수 있도록 부피와 지름이 넓게 설계되어 있다.


유량 조절 분사장치(Dosage Device)






반폐쇄회로식 리브리더는 한번 호흡할 때마다 약 5∼8퍼센트의 산소가 소모된다.
Dosage는 소모된 산소를 다음 호흡할 때까지 일정량이 흡기주머니에 주입되어 보충되도록 설계되어 있다. 각 사용 혼합가스비에 맞게 연결 해야만 하고 32퍼센트, 40퍼센트, 50퍼센트, 60퍼센트 용이 있다.


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흡·배기주머니(Counterlung)






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만약 흡기주머니가 없다면 호흡시 소모된 산소를 보충하기 위한 공간이 없으므로 일정한 산소비의 호흡용 가스공급을 받을 수 없다. 마치 빈병을 입에 물고 계속 호흡하는 것과 같다. 또 배기주머니는 배기한 가스가 곧 바로 여과통 속으로 들어가게 되면 이산화탄소가 완전히 화학반응을 일으키기 전에 계속 밀려 들어와서 완전히 제거되지 않은 채 신선한 호흡용 가스에 섞여서 흡기시 이산화탄소가 다시 폐 속으로 들어오게 된다.


이것이 계속되면 순환호흡기 속은 이산화탄소가 위험한 수준까지 증가하게 된다.  그러므로 이산화탄소가 흡수되는데 필요 충분한 시간 동안 저장해둘 공간이 필요하게 된다. 이 공간이 배기주머니이다.
또한 순환호흡기 속에 약간의 물이 들어가게 되면 흡기주머니에 고여서 여과통 속으로 물이 들어가는 것을 막아준다.  또 배기주머니 속의 압력이 과잉으로 증가하면 파열되는 것을 막기 위해 과압 방출 밸브도 배기주머니에 설치되어 있다. 호흡주머니를 포함한 순환호흡장치의 전체 부피는 약 10.5리터 이고 유동적인 부피는 약 4.5리터이며 부피의 최대차는 약 7.1리터이다.이것을 Counterlung(대칭폐)이라 부르는 이유는 흡기시 폐가 팽창하면 이 호흡주머니는 줄어들게 되고 배기시 폐가 줄어들면 호흡주머니는 늘어나게 된다. 그러므로 폐와 대칭해서 그 부피가 늘어났다 줄었다 하므로 대칭폐라고도 부른다. 그 때문에 리브리더 다이빙에서는 호흡으로 상승 하강 조절을 할 수 없고 수심이 변하여도 부력의 변화가 거의 없다.또 폐와 호흡주머니의 위치에 따라 호흡저항이 다르다. 폐가 호흡주머니 보다 위에 있으면 흡기하기는 쉽고 배기하기는 어렵다.


여과통(Scrubber Canister)과 이산화탄소 흡수제






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여과통은 타원형의 원통에 그라파이트 혼합 프라스틱으로 되어있고 양쪽에 흡기와 배기주머니에 연결할 수 있게 둥근 파이프가 나와 있다. 흡배기 방향이 항상 일정해야 하므로 배기주머니 연결 파이프는 붉은색으로 되어있고 흡기주머니 쪽은 검은색으로 되어있다.
양쪽에 화살표로 입출 방향이 표시되어 있다. 이산화탄소가 흡수되지 않고 여과통 벽을 타고 흡기주머니 속으로 흘러들어 오는 것을 막기위해 중간에 고무로 된 타원형 깃이 있다.


여과가 효율적으로 되기 위해서는 이산화탄소가 약품과 화학반응을 일으키는데 필요한 시간(체류시간)에 맞는 가스 유동 속도가 필요하다.
배기가스 중의 이산화탄소를 제거하기 위해 Lithium Hydroxide, Barium Hydroxide, Soda Lime 등의 화학물질이 사용된다. 현재는 주로 Soda Lime이 사용되고 상품명으로 Sofnolime 과 Dive Sorb 등으로 나와 있다.
이산화탄소 제거 효율을 높이기 위해 약품 입자의 표면적을 크게 해 놓았다. 이 여과용 화학물질에 물이 섞이면 가성액체로 변하고 흡기시 들이마시면 구강과 후두에 화상을 일으킨다. 사용시간이 지남에 따라 약품의 색이
약간 푸르게 변한다. Soda Lime의 일반적인 구성은 NaOH-4퍼세트  KOH-1퍼센트  Ca(OH)₂- 94퍼센트  Silica -1퍼센트로 되어 있고 이산화탄소와 결합시 화학반응에 의해 소금알갱이화 되고 호흡기체는 습해지며 열이 발생한다. 그러므로 리브리더로 호흡시 목이 마르지 않고 추위도 덜 느낀다. Dolphin 리브리더에 부착되어 있는 여과통은 부피가 약 2.25ℓ이고 섭씨 0도에서 30도 사이에서 약품을 완전히 채우면 약 4시간 사용할 수 있다.
물이 스며들어 젖으면 사용시간은 현저히 짧아진다. 만약 10°C 이하의 수온에서 잠수할 때는 적어도 12시간 이상 15°C∼25°C의 실내에서 Dive Sorb를 공기에 노출되지 않게 한 후 보관해야 한다.
잠수 직전 여과통을 채워서 사용해야 항상 새 약품인지 확인할 수 있다. 잠수시 주변 온도가 높으면 더 오래 사용할 수 있다.

레귤레이터






 


 


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1단계는 통상의 스쿠버용과 구조는 비슷하지만 중간압이 12~15Kg/㎠ 정도로 상당히 높다. 이것은 일종의 Free Flow(자유방출)를 이용해서 Dosage(Orifice)를 통해 계속 나이트록스가 일정하게 흡기주머니 속으로 흐르도록 하기 위한 것이다. 2단계는 통상의 스쿠버용과 비슷하지만 일정한 양의 신선한 호흡용 혼합가스를 흡기주머니에 보충해 주기 위해 Dosage를 설치할 수 있게 되어 있다.


By-Pass(우회)밸브






호흡에 의해 부족한 산소는 Dosage에 의해 일정하게 보충되지만
마스크 물빼기를 계속하든지 심한 활동을 하든지 얕은 수심으로 계속 오르락 내리락하여 흡기주머니에 신선한 호흡가스가 미처 다 채워지지 못하게 되면 By-Pass 밸브가 작동해서 대량의 호흡가스가 흡기주머니로 흘러 들어오게 된다.


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탱크    






탱크는 4리터와 5리터의 두가지가 있다. 사용압은 200Bar 이다.
높은 비율의 혼합가스를 사용하므로 항상 Oxygen Service
(산소적합)상태가 되어 있어야 하고 매년 한 번 산소청소를 해야 한다.


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Bail-Out(비상탈출) 시스템
리브리더 장치에 물이 새거나, 다이빙 중 마우스피스가 빠져 나가 여과통 속에 물이 들어간 경우 그리고 나이트록스가 갑자기 완전 소모되든지 하면 즉시 비상호흡장치로  바꾸고 상승 해야 한다. 또 BC나 드라이슈트의 공기 공급용으로도 사용된다. 공기나 나이트록스 양쪽 모두 사용할 수 있으나 실수로 리브리더의 최대사용 수심보다 더 깊이 내려갔을 때를 생각하면 비상용 탱크는 공기를 충전해서 사용하는 것이 더 바람직하다.
나이트록스를 사용하다가 공기로 호흡하면 감압병의 위험성에 대해서도 고려해야겠지만 비상시 호흡하기 위해 사용하고 즉시 상승하므로 크게 문제되지 않는다고 봐야 할 것이다. 레귤레이터는 일반 스쿠버용을 사용하면 된다


액세서리
Oxygen Analizer(산소 분석기)

호흡용 혼합가스는 사용하기 전 꼭 산소분석을 해야 만 한다. 만약 탱크의 혼합비를 잘못 알고 있으면 산소중독의 위험성이 있고 Dosage를 틀리게 설치하면 산소 결핍이나 이산화탄소 중독의 위험성이 있다.


Oxy 2
Uwatec 社의 무선방식 컴퓨터의 송신장치이다. 흡기 호스에 연결되어 호흡가스의 산소 비율을 측정하여 팔목형 컴퓨터인 Aladin Z O₂로 전송한다


Flow Meter(유량계)
Dosage Device의 가스 분사량을 측정하기 위한 장비로 레귤레이터 2단계부 하우징의 흡기주머니 연결구에 유량계의 원형고무를 끼운 다음 미터기를 읽는다.


Oxy GaugeE(옥시 게이지)
Drager사의 Dolphin 리브리더용 흡기가스의 산소비 측정 게이지이다. 스쿠버용 일반 게이지처럼 호스가
달려있다.


풀페이스 마스크
산소중독에 의한 경련시 의식불명의 가능성과 연속적인 마스크 물빼기에 의한 호흡용 가스의 대량소모를 막을 수 있다.


Dosage Device(유량조절 분사장치)
호흡마다 소모하는 산소를 계속 보충해주기 위한 일정한 유량의 분사장치. 32퍼세트 40퍼센트 50퍼센트 60퍼센트 4가지 종류가 있으며 각각의 Dosage는 유량이 다르다.



* (주의)
Dive Sorb는 절대 재사용해서는 안된다. 또 약품을 채우기 전에는 여과통을 잘 세척해서 말려야 한다. 재사용 하면 잠수시 여과력을 잃게 되어 이산화탄소의 양이 많아지고 결과적으로 심각한 상해나 사고를 발생시킨다.


방출 주기
배기가스의 방출주기는 과압 방출밸브의 설정에 의한다. 대개 약 5회 호흡시 한 번씩 방출한다.  
사강
사강은 흡기와 배기용 밸브 사이의 마우스피스 내부를 말하고 약 95㏄이다.


과압 방출밸브
과압시 압축가스의 방출압력은 수심 18㎝∼25㎝ 사이이고 18∼25밀리바와 같다.


사용 온도
0°C∼30°C 사이

 

 

4. 잠수를 위한 준비
1) (호흡용가스)탱크의 압력측정
탱크압이 약 200Bar인지 측정할 것.
나이트록스를 충전할 때는 항상 신뢰할 수 있는 교육단체에서 인정하는 곳에서 한다.


2) 긴급 탈출용 탱크(Bail Out Tank)의 압력측정
긴급 탈출용 탱크는 공기가 200Bar로 충전되었는지 확인한다. 비상시 곧바로 상승할 때만 사용하므로 감압 문제는 별로 신경 쓰지 않아도 된다.


3)산소 분석을 한다.






호흡용 나이트록스 탱크의 산소혼합비를 측정해야 한다. 최대사용수심
(MOD) 결정과 어떤 Dosage (Orifice)를 사용할 것인지 결정하기 위해 꼭 알아야 한다. 매 잠수 전 꼭 산소 분석을 해야 한다.


4)Dosage(Orifice)를 결정한다.
개방식 스쿠버 다이빙장비의 레귤레이터 2단계에 속하는 By-Pass Valve 하우징에 네 개의 유량 조절용 분사장치(Dosage Device)가 부착되어 있다. 호흡용 탱크의 혼합가스비와 맞는 Dosage Device(분사장치)금속마개를 열고 접속시킨다. Dolphin의 Dosage Device(분사장치)는 각기 다른 혼합비의 나이트록스에 맞게 각각 다른 색의 띠가 둘러있기 때문에 구분하기 쉽다.


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5)가스 유량 측정





잠수하기 전 꼭 분사장치(Dosage Device)의 유량이 맞는지 측정해야 한다. 소형 유량계(Flow Meter)를 사용하여 유량을 측정한다.
유량 측정은 By-Pass 하우징을 옆으로 세워서 흡기주머니와 연결하는 구멍에 유량계의 둥근 고무를 끼우고 나이트록스 탱크 밸브를 열고 유량계를 읽는다. 이때 주의할 것은 마우스피스 밸브를 꼭 잠근 상태에서 측정해야 한다. 유량계로 측정할 경우 아래표를 참조할 것

 

혼합가스(%O2 / %N2)

최소치(1/min)

최대치(1/min)

60/40

5.1

6.4

50/50

6.55

7.95

40/60

9.4

11.3

32/68

14.2

16.9

 

6)여과통에 이산화탄소 제거약품 채우기







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Dolphin 리브리더의 여과통은 Drager社의 Dive Sorb 만 사용하도록 설계되어 있다.
여과통에 Dive Sorb를 ⅓쯤 채운 다음 손바닥으로 옆면을 세게 친다. 절대 여과통 바닥을 딱딱한 바닥이나, 시멘트에 쳐서는 안 된다. 여과통에 또 ⅓만큼 더 채운 다음 잘 흔들어 준다. 총 ⅔쯤 채워진 여과통 안에 타원형 고무깃을 끼워 넣는다. 그 다음 나머지 Dive Sorb를 기준선까지 채운다.
가득 채울 때 기준선은 여과통 내벽에 두 개의 선이 있고 이 두 선 사이까지 약품을 채워야 한다. 그 다음 뚜껑의 기밀용 고무를 깨끗이 닦아서 뚜껑 둘레에 잘 끼운 다음 뚜껑을 씌우고 잘 잠근다. 이 뚜껑을 닫기 전에 Dive Sorb의 먼지를 양쪽에서 잘 불어내야 한다.


7)여과통 점검
여과통에 약품이 잘 채워졌다면 물이 세는지 점검 해야 한다. 한 손으로 여과통 구멍을 막고 입으로 불어서 공기가 세는지 점검해야 한다. 공기가 세면 물도 세므로 분리해서 재조립하고 다시 점검해야 한다.


 

5. 장비의 조립
여과통에 악품을 채운 후 호흡용 호스를 조립한다. 마우스피스의 밸브를 열고 호흡용 가스가 한 방향으로 계속 흐르는지 확인해야 한다. 마우스피스로 호흡하면 일방향 밸브의 작동에 의해 호흡용 호스가 흡·배기에 따라 열렸다, 닫혔다 한다. 마우스피스 개폐 밸브는 처음에는 상당히 움직이기 힘들지만 여러 번 사용하면 윤활제에 의해 부드러워 진다. 흡기시에 흡기 호스 끝을 막으면 가스의 흐름은 차단되어야 한다.  






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1)호흡주머니 연결
흡기주머니는 흡기용 주름호스와 연결한다. 주머니 위쪽의 연결구멍과 Dosege Device 하우징을 연결한다. 아래쪽 연결구는 여과통의 출구 파이프와 연결한다. 배기주머니는 배기호스(붉은색표시)와 연결한다.
과압 배출밸브는 등판 상단부의 구멍에 끼운다. 배기주머니의 아래쪽 연결구에는 여과통의 입구 파이프와 연결한다.


2)호흡주머니 점검(양압, 음압 테스트)
호흡주머니를 점검하기 전 제일 먼저 호흡주머니 물 빼는 마개가 잘 잠겨 있는지 확인할 것.
(1) 음압(Negative) 테스트
전체 장비가 바르게 잘 연결 되고 나면 마우스피스를 입에 문 다음 마우스피스 밸브를 연다. 입으로 숨을 들이 마시고 코로 숨을 내쉬어 호흡주머니가 완전히 비게 되면 마우스피스 밸브를 잠근 다음 주의 깊게 공기가 세는지 소리를 듣는다. 또 Dosage 하우징 위쪽의 고무판을 가까이서 공기가 세는지 잘 관찰한다. 몇 분간 그대로 두고 미세하게라도 공기가 세는지 주의깊게 들여다 본다. 만약 공기가 세는 소리가 들리든지 호흡주머니가 부풀어 오르면 잘못 조립되어 어디선가 세고 있는 것이므로 다시 분해 후 재조립 해야 한다.
(2) 양압(Positive) 테스트

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음압 테스트가 잘 끝났으면 마우스피스를 입에 물고 밸브를 열고 숨을 코로 들이쉬고 입으로 불어내어 호흡주머니가 완전히 차도록 한다. 마우스피스 밸브를 잠그면 공기가 호흡 주머니 속에 갇혀 있게 된다. 가볍게 흡기 주머니를 손으로 누르면 과압 방출 밸브로만 약간의 공기가 세어 나오고 다른 곳으로는 절대로 공기가 누출되어서는 안 된다. 흡기주머니 위에 1Kg의 웨이트를  올려 놓은 후 약 5분간 주머니가 줄어들지 않고 그대로 있어야 한다. 웨이트가 올려진 상태에서 과압 방출 밸브도 조절한다.


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3) 마우스피스 Check Valve 테스트
장비를 착용한 다음 마우스피스를 입에 물고 개폐 밸브를 연 다음 흡기호스를 한 손으로 꽉 쥐고 공기를 들이쉰다. 약간 공기가 빨리고 나면 더 이?빨리지 않는다. 만약 공기가 계속 들어오면 배기호스 쪽의 Check Valve(일방방향밸브)를 바꾸어야 한다. 그 다음 배기호스를 꽉 쥐고 공기를 불면 불어지지 않아야 한다.
만약 공기가 세어 나가면 흡기호스 쪽의 Check Valve를 교환한다.


4)By-Pass Valve 테스트
나이트록스 탱크를 연 다음 마우스피스를 입에 물고 마우스피스 밸브를 연다. 입으로 공기를 들이쉬고 코로 계속 내쉰다. 호흡주머니 속의 혼합가스가 완전히 빠지면 By-Pass 밸브가 열리면서 대량의 혼합가스가 급속히 흡기주머니를 채우게 된다. 만약 작동이 되지않으면 탱크 밸브가 완전히 열렸는지 확인해야 한다. 탱크 밸브가 완전히 열렸는데도 충분한 가스공급이 되지 않으면 레귤레이터를 점검해야 한다.

5)Bail Out (비상 탈출)장치가 잘 작동 하는지 확인 할 것
이산화탄소 제거제가 화학반응을 잘 하도록 다이빙 시작하기 직전 미리 10번 정도의 호흡을 해서 약품이 약간 습해지도록 해두면 화학반응이 훨씬 잘 일어난다.
모든 장비점검이 잘 되었으면 최종적으로 입수전 나이트록스 탱크 밸브를 열고 마우스피스를 입에 물고 개폐 밸브를 연 다음 흡기와 배기를 적어도 1분 이상 계속해서 순환호흡기 내부에서 호흡이 정상적으로 이루어지도록 한다. 이 동안 Check Valve 작동 여부와 장비의 작동이 제대로 되는지 또 위급시에는 어떻게 대처할 것인지를 머리 속으로 숙지해본다.


 

6. 잠수시간의 결정 





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반폐쇄회로식 리브리더
다이빙에서의 잠수시간의 결정은 몇 가지 고려해야 할 사항이 있다.
1)사용하는 혼합가스비에 따라 사용 시간이 달라진다.
  호흡가스 중의 산소비가 높으면 높을 수록 사용 시간이 길어진다. 왜냐하면 호흡가스 중 산소비에 따라 Dosage Device(오리피스)의 분당 분사량이 각기 다르기 때문이다.  즉, 호흡에 필요한 일정치의 산소를 보충하기 위해 호흡가스 중 산소비가 낮은 나이트록스용 Dosage Device(오리피스)는 높은 나이트록스보다 분당 분사량이 더 많다.

 

각 혼합가스별 분당 분사량

32%산소/68%질소

13.8ℓ/분

17.2ℓ/분

15.6ℓ/분

40%산소/60%질소

9.2ℓ/분

11.5ℓ/분

10.4ℓ/분

50%산소/50%질소

6.5ℓ/분

8.1ℓ/분

7.3ℓ/분

60%산소/40%질소

5.1ℓ/분

6.3ℓ/분

5.8ℓ/분

 

각 혼합가스별 잠수가능시간표(제조사설정; 4Liter 탱크사용시)

혼합가스비

최대사용수심

잠수가능시간(평균치)

32%산소/68%질소

40m

46분

40%산소/60%질소

30m

68분

50%산소/50%질소

22m

98분

60%산소/40%질소

17m

124분

 

 

이 평균 사용시간은 장비점검이나 우회용 밸브점검, 코로 숨을 내쉬거나 얕은 수심에서 계속 상승, 하강시에는 고려하지 않는다. 주의 깊고 계획적인 잠수시의 평균치이다.


2)잠수중 활동량에 따라 사용시간이 달라진다.

   리브리더 다이빙의 호흡가스 중의 산소소모량은 노동대사량에 따라 변하므로 다이빙 중의 운동량에 따라 다이빙하는 시간도 달라진다.


3)PO₂ 설정치에 따라 다이빙 시간의 제한을 받는다.
아래 NOAA의 단일 잠수시의 산소 노출표에 의하면 PO₂가 1.6일 때 1회 잠수 시간은 45분이고 PO₂가 1.5일 때는 120분이 된다. 다이빙 목적에 맞추어 다이빙 시간을 설정하고 그 PO₂에 따른 최대 사용수심(MOD)를 계산해 주어야 한다.

 

NOAA 단일잠수시의 산소 노출표(각 산소분압별 잠수한계시간)

산소부분압(ATA)

단일노출시간(분)

1.6

45

1.5

120

1.4

150

1.3

180

1.2

210

1.1

240

1.0

300

0.9

360

0.8

450

0.7

570

0.6

720

 

 

7. 리브리더 다이빙의 장단점

 

1)장점
호흡가스의 효율성 향상
개방식 스쿠버에 비해서 호흡용 혼합가스를 여러 번 순환시켜 재사용 할 수 있고 특히 공기보다 산소 혼합비가 높은 나이트록스를 호흡하기 때문에 개방식보다 5배 이상 효율이 높다.
다이빙하는 동안 소음이 없다
개방식 스쿠버는 배기기포 소리가 상당히 시끄럽다. 그러나 반폐쇄회로식 리브리더는 약 5회에 한 번씩 약간의 농축된 배기가스만 방출되므로 거의 소음이 없다.
호흡가스는 따뜻하고 습하게 된다
개방식 스쿠버는 호흡하면 레귤레이터에 의해 압력이 떨어지면 호흡가스의 온도가 내려가게 된다. 탱크에 충전시 습기가 거의 다 제거되므로 호흡시 차고 건조하다. 차고 건조한 호흡기체는 수분 부족과 체온이 저하되고, 이것은 피로와 감압병의 원인이 된다. 그러나 리브리더 장비는 배기시 이산화탄소가 약품과 화학반응을 일으켜 열과 습기가 발생한다. 그 결과 목도 마르지 않고 더워진 기체를 호흡하기 때문에 추위에도 오래 견딜 수 있다.
무감압 한계 시간이 길게 된다
공기보다 산소 함량이 훨씬 높은 나이트록스를 사용하므로 무감압 다이빙 시간이 아주 길어진다.

 

2)단점
다이빙시 사전 준비가 많다
장비 구조가 복잡하므로 장비 세팅에 시간이 많이 걸린다.
장비 구조가 복잡하다
장비 구조가 여러 부품으로 조립하도록 되어 있고 결합과 분리를 완벽히 할 수 있게 되어야 한다.
다이빙 후 세척 등 관리가 어렵다. 세척과 관리에 많은 시간이 걸리고 딴 사람이 사용한 것은 살균소독까지 해야 한다.
사용시 비용이 많이 든다
호흡가스 제작비용과 이산화탄소 제거제 비용이 꽤 든다.
장비가격이 비싸다
가격은 계속 내려가고 있으니 이것은 별 문제가 아니다.


 

8. 생리학적인 고려

 

1)감압에 대한 고려
리브리더 잠수에서는 감압 다이빙을 하지 않도록 되어 있지만 여기서는 왜 나이트록스 탱크 속의 산소비와 흡기주머니 속의 산소비가 틀리는지 그때 감압계산은 어떻게 해야 하는지 알아보자. 리브리더 다이빙은 운동량에 따라 산소소모량이 다르므로 흡기주머니 속의 산소비와 호흡가스 공급용 나이트록스 탱크 속 혼합가스의 산소비는 약 8%∼20%까지도 차이가 난다. 그러므로 감압 계산시의 산소비는 아래 계산식에 따라 새로 정해야 한다.
FO₂= 나이트록스 탱크 속의 산소비
Fr=각 Dosage의 분당 가스 분사량
VO₂=다이버의 산소 대사 소모량

 

운동량에 따른 분당 산소소모량(VO₂)

거의 운동하지 않음(편안한 휴식)

          0.7 l / min         

가벼운 운동

          1.0 l / min        

적당한 운동 (가벼운 핀킥)

          1.6 l / min         

심한 운동 (빠른 핀킥)

          2.5 l / min         

아주 심한 운동 (빠른 조류를 거슬러 올라감)                    

          3.0 l / min         

 

다이버의 산소소모량에 따른 호흡가스(흡기주머니)속의 산소비

혼합가스

다이버가 소모하는 산소량(ℓ/min)

호흡하는 가스속의 산소비(%)

60% O₂/ 40% N₂

0.3
1.0
1.5
2.5

57.4
49.9
42.6
19.2

50% O₂/ 50% N₂

0.3
1.0
1.5
2.5

47.6
41.0
35.1
19.1

40% O₂/ 60% N₂

0.3
1.0
1.5
2.5

30.5
26.8
23.9
17.4

 

위의 표는 운동량에 따른 호흡가스 속의 실제 산소비를 계산한 것이다. 감압 계산은 산소비를 이 표에 따라 선택해야 한다.

 

2)산소에 대한 고려
재호흡기에서의 산소 수준은 순간적으로 감소하여도 치명적일 수 있다. 급상승하여 수심이 갑자기 낮아지면 순간적으로 흡입되는 가스 중의 산소부분압은 급격히 떨어진다.
해수면에서 공기중의 산소는 21퍼센트이다. 호흡에 의해 흡입된 산소 중 대사 활동에 의해 산소의 5퍼센트에서 7퍼센트 정도 소모되고 소모되는 산소 중의 80∼82퍼센트는 이산화탄소로 바뀐다. 이산화탄소는 배기시 배기가스와 함께 배출되고 호흡을 촉진시킨다. 리브리더에서 저산소증(Hypoxia) 산소중독(Hyperoxia) 탄산가스중독(Hyercapnia) 등의 생리학적 문제점이 발생될 수 있다.

 

3)생리학적 문제점에 대한 고려
(1) 저산소증(Hypoxia)
저산소증은 산소의 부분압이 0.16ATA 이하인 것을 호흡할 경우 일어나고 0.10ATA 이하가 되면 의식불명이나 혼수상태 등의 심각한 상황이 발생된다. 저산소증의 증상은 행복감, 명확한 사고력 불능, 의식불명과 사망으로 이어진다. 사전 경고 증상이 없기 때문에 더 조심해야 한다.
반폐쇄회로식 리브리더에서 저산소증을 유발하는 가장 흔한 이유는 개방식 스쿠버에서는 밸브를 잠그면 호흡이 불가능하지만 SCR에서는 일단 흡기주머니가 부풀려진 상태에서 탱크 밸브가 잠기면 마치 비닐주머니를 입에 대고 호흡하는 것과 같아진다. 또 레귤레이터 중간압의 저하, 호흡용 혼합가스의 산소비 보다 높은 퍼센트의 Dosage Device를 잘못 연결해서 분당 분사량이 줄어들게 될 때 일어난다. 이것을 방지하기 위해서 다이빙하기 전 유량계(Flow Meter)로 분당 분사량을 확인해야 한다. 또 운동량이 많을 경우 갑자기 상승하게 되면 산소의 부분압은 떨어지게 되고 심한 운동에 의해 급히 산소소모가 많아져서 심각한 저산소증?일으킬 수 있다.
상승하기 전에는 호흡에 의해 들이마신 기체를 4∼5회 코로 뱉어내게