新型低溫化學(xué)氧自救呼吸器的防護(hù)性能研究

馬云龍，馬 龍，楊天天，黃啟福

（1.中煤科工集團(tuán)沈陽研究院有限公司，遼寧 撫順 113122；2.煤礦安全技術(shù)國家重點實驗室，遼寧 撫順 113122；3.北京機(jī)械設(shè)備研究所，北京 100089）

隨著我國城市化和工業(yè)化的快速發(fā)展，人員密集、空間密閉、存在較大火災(zāi)隱患的工作場景和建筑場所越來越多，一旦失火后救援逃生非常困難[1]，極有可能導(dǎo)致巨大的生命財產(chǎn)損失。因此配備專業(yè)的應(yīng)急逃生呼吸防護(hù)裝備至關(guān)重要[2-3]，其可大大提高人們的自救能力，增加逃生脫險機(jī)會[4-5]。尤其是在煤炭行業(yè)，作業(yè)人員必須隨身攜帶自救呼吸器，以應(yīng)對突發(fā)事故，自救器的防護(hù)性能直接決定了應(yīng)急情況下人員的逃生效率[6-9]?；瘜W(xué)氧自救呼吸器作為一種結(jié)構(gòu)簡單、易于維護(hù)的個體呼吸防護(hù)裝備，能夠適應(yīng)多種存在有害氣體污染及缺氧窒息性環(huán)境，通過生氧劑反應(yīng)能夠?qū)⑷梭w呼出的二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，實現(xiàn)長時間的氧氣循環(huán)供給，達(dá)到無源隔絕式空氣再生目的[10-11]。

但目前無論是消防行業(yè)，還是煤炭行業(yè)，化學(xué)氧自救器產(chǎn)品的使用便捷性、舒適性都普遍有待提高，尤其是吸氣溫度偏高[12-14]，在實際作業(yè)場景下的可用性較差。為了提高自救呼吸器使用的安全性和舒適性，提高煤炭行業(yè)作業(yè)人員的生命安全保障，設(shè)計了一種新型的化學(xué)氧自救呼吸器，其通過單管融合式的呼吸循環(huán)設(shè)計，在保證二氧化碳體積分?jǐn)?shù)較低且氧氣體積分?jǐn)?shù)滿足要求的情況下，實現(xiàn)了較低的吸氣溫度，降低了使用過程中對人員行動的影響，大大提升了化學(xué)氧自救器的舒適性、便攜性和可用性。

1 新型化學(xué)氧自救呼吸器總體設(shè)計

新型的化學(xué)氧自救呼吸器的設(shè)計綜合考慮了使用防護(hù)性能和人體佩戴舒適性，能夠給應(yīng)急逃生人員在危險環(huán)境下提供0.5 h 及以上的安全呼吸環(huán)境，同時產(chǎn)品設(shè)計在人性化方面也進(jìn)行了創(chuàng)新升級。

新型化學(xué)氧自救呼吸器的所有實驗方法及設(shè)備均按照GB 24502—2009《煤礦用化學(xué)氧自救器》標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。

1.1 呼吸器整體組成

新型自救呼吸器由口鼻罩、藥罐、氣囊、通氣管、初期生氧裝置、三通管、直角管等組成，新型自救器組成圖如圖1。

圖1 新型自救器組成圖Fig.1 Composition diagram of the new self rescuer

口鼻罩采用軟質(zhì)硅膠替代傳統(tǒng)咬具呼吸方式，以進(jìn)一步貼合人體面部輪廓，提高密封性和佩戴舒適性。藥罐采用半圓形設(shè)計，在左右兩角處分別為進(jìn)出氣口。初期生氧裝置固定在藥罐的上平面，初期生氧的出氣口與藥罐的出氣口連通，釋放的氣體可以直接通入氣囊內(nèi)部，保證初期氧氣供應(yīng)。通氣管采用呼吸一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，即呼氣和吸氣共用1條通氣管，可減小對人員行動影響。同時呼氣和吸氣的氣流路徑在藥罐和貯氣袋內(nèi)分離，兩者互不干涉。氣囊設(shè)計為U 形，在U 型頂端內(nèi)側(cè)分別設(shè)置出氣口和進(jìn)氣口，氣體沿單向流動，可加長氣體流動行程，有助于進(jìn)一步降低進(jìn)入口鼻罩的氣體溫度。

1.2 氣路結(jié)構(gòu)

呼吸器結(jié)構(gòu)示意圖如圖2，藥罐左右兩角處分別為進(jìn)出氣口，其中進(jìn)氣口連接含有單向閥片的三通管，三通管同時連接貯氣袋出氣口和通氣管，藥罐的出氣口連接貯氣袋的進(jìn)氣口。為實現(xiàn)呼氣、吸氣2 條氣路分離、提高單位質(zhì)量生氧劑的產(chǎn)氧效率與氧氣的利用率，降低吸氣溫度，呼吸器采用U 型貯氣袋復(fù)合式排氣泄壓氣路結(jié)構(gòu)設(shè)計。

循環(huán)式呼吸氣路示意圖如圖3，在單向閥片的分流導(dǎo)向作用下，人體呼出的廢氣進(jìn)入三通管以后僅能流入藥罐，在藥罐內(nèi)廢氣重新反應(yīng)變?yōu)樾迈r空氣，由出氣口流入貯氣袋中；新鮮空氣從貯氣袋的進(jìn)氣口流到出氣口，從出氣口進(jìn)入三通管，人體吸氣時新鮮空氣在單向閥片的作用下流入通氣管供人呼吸，而藥罐內(nèi)的氣體無法直接進(jìn)入通氣管中。通過三通管的內(nèi)部氣流方向切換，可實現(xiàn)1 根通氣管代替進(jìn)氣管和出氣管，達(dá)到氣體循環(huán)再生的目的。

圖3 循環(huán)式呼吸氣路示意圖Fig.3 Schematic diagram of circulating breathing air circuit

藥罐內(nèi)部，人體呼出的廢氣通過圓柱管流至藥罐底部，然后通過分流底板向上均勻流動通過產(chǎn)氧劑，同時圓柱管四周也設(shè)置有通氣孔，可以使氣體充分均勻流過產(chǎn)氧劑，廢氣被置換為富氧新鮮空氣后流至藥罐頂部，由出氣口流出進(jìn)入氣囊。

在使用初期，產(chǎn)氧量不大，呼入“貧氧”氣體全部進(jìn)入藥罐參與反應(yīng)后進(jìn)入貯氣袋儲存。但是，產(chǎn)氧過程中二氧化碳與氧氣的“置換”體積比（0.67）與人體呼吸商（0.90）不匹配，使用一段時間后，貯氣袋中的氧氣越積越多，呼吸器內(nèi)部壓力逐漸增大。所以，在氣路通道上設(shè)計單向泄壓閥，當(dāng)貯氣袋內(nèi)部到達(dá)到一定壓力時，泄壓閥開啟，排出一部分氣體，以保障人體呼吸舒適，當(dāng)呼吸器內(nèi)部壓力下降到一定值后，泄壓閥自動關(guān)閉。

2 關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)及結(jié)構(gòu)綜合最優(yōu)確定

呼吸器的核心防護(hù)性能主要包括氧氣體積分?jǐn)?shù)、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)、吸氣溫度等方面。由于生氧反應(yīng)要放出大量熱[15]，使氣體溫度急劇上升，而過高溫度的氣體會造成使用人員呼吸道的灼傷，因此為提高化學(xué)氧自救呼吸器佩戴的安全性和舒適度，控制呼吸溫度至關(guān)重要。應(yīng)使氣囊中吸氣溫度、氧氣體積分?jǐn)?shù)、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)等參數(shù)之間達(dá)到綜合最優(yōu)平衡，其中產(chǎn)氧劑反應(yīng)放熱量[16-17]、呼吸氣路結(jié)構(gòu)[18-19]、氣體循環(huán)路徑[20]是主要可能影響因素，針對以上因素進(jìn)行具體分析。

2.1 產(chǎn)氧劑

氣體溫度的升高很大部分來源于產(chǎn)氧劑的化學(xué)反應(yīng)放熱，反應(yīng)放熱量主要由產(chǎn)氧劑配方?jīng)Q定。為了確保自救呼吸器在30 min 甚至更長時間內(nèi)二氧化碳體積分?jǐn)?shù)和呼吸溫度都符合標(biāo)準(zhǔn)要求，首先分別考察了不同產(chǎn)氧劑配方對吸氣溫度、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的影響，采用市面成熟產(chǎn)品的產(chǎn)氧罐進(jìn)行45 min 測試。

試驗通過調(diào)整藥劑中活性組分氫氧化鈉、硅酸鋁含量初步確定藥劑配比。在裝藥量一定、呼吸器容積和結(jié)構(gòu)一定的前提下，設(shè)計了2 組對比試驗，2組試驗都按GA 411—2003 標(biāo)準(zhǔn)，以1.26 L/min 持續(xù)通入二氧化碳，呼吸量為28 L/min，進(jìn)氣溫度為37 ℃，呼吸頻率為20 min-1，進(jìn)氣濕度大于95%，抽氧量為1.42 L/min，對比試驗各配方的吸氣溫度和CO2體積分?jǐn)?shù)變化。氫氧化鈉含量對吸氣溫度及CO2體積分?jǐn)?shù)的影響如圖4，硅酸鋁含量對吸氣溫度及CO2體積分?jǐn)?shù)的影響如圖5。

圖4 氫氧化鈉含量對吸氣溫度及CO2 體積分?jǐn)?shù)的影響Fig.4 Effect of NaOH content on inspiratory temperature and CO2 volume fraction

圖5 硅酸鋁含量對吸氣溫度及CO2 體積分?jǐn)?shù)的影響Fig.5 Effect of Al2SiO5 content on suction temperature and CO2 volume fraction

圖4（a）為藥劑中活性組分氫氧化鈉含量分別為5%、8%、13%時測得的吸氣溫度隨時間變化的曲線圖，當(dāng)氫氧化鈉含量為5%時，平均吸氣溫度為43.56 ℃；當(dāng)氫氧化鈉含量為8%，平均吸氣溫度升高為45 ℃；當(dāng)氫氧化鈉含量增加到13%時，平均吸氣溫度達(dá)45.44 ℃。由3 組數(shù)據(jù)可以看出隨著氫氧化鈉含量增加，吸氣溫度逐漸增高。圖4（b）為藥劑中活性組分氫氧化鈉含量對二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的影響，其中當(dāng)氫氧化鈉含量為5%時，二氧化碳平均體積分?jǐn)?shù)為0.48%，最高體積分?jǐn)?shù)為1.09%；當(dāng)氫氧化鈉含量為8%，二氧化碳平均體積分?jǐn)?shù)為0.44%，最高體積分?jǐn)?shù)為1.0%；而當(dāng)氫氧化鈉含量增加到13%時，二氧化碳平均體積分?jǐn)?shù)降為0.43%，最高體積分?jǐn)?shù)為1.01%。可見隨著氫氧化鈉含量的增加，吸氣溫度呈上升趨勢、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)呈降低趨勢，說明氫氧化鈉可加快反應(yīng)速度。

圖5（a）為藥劑中硅酸鋁含量分別為1%、3%、5%時測得的吸氣溫度隨時間變化的曲線圖，當(dāng)硅酸鋁含量為1%時，平均吸氣溫度為46.11 ℃；當(dāng)硅酸鋁含量為3%，平均吸氣溫度降為45.22 ℃；當(dāng)硅酸鋁含量增加到5%時，平均吸氣溫度達(dá)44.4 ℃。由3組數(shù)據(jù)可以看出硅酸鋁含量增加，吸氣溫度降低。圖5（b）為藥劑中硅酸鋁含量對二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的影響，其中當(dāng)硅酸鋁含量為1%時，二氧化碳平均體積分?jǐn)?shù)為0.41%，最高體積分?jǐn)?shù)為0.9%；當(dāng)硅酸鋁含量為3%，二氧化碳平均體積分?jǐn)?shù)為0.44%，最高體積分?jǐn)?shù)為1.0%；而當(dāng)硅酸鋁含量增加到5%時，二氧化碳平均體積分?jǐn)?shù)增加為0.45%，最高體積分?jǐn)?shù)增加為1.05%。結(jié)果表明硅酸鋁含量越高，二氧化碳體積分?jǐn)?shù)越高，吸氣溫度越低，說明硅酸鋁可以抑制反應(yīng)進(jìn)行。

通過對比以上數(shù)據(jù)，綜合考慮溫度和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)要求，可初步確定藥劑主要成分中氫氧化鈉、硅酸鋁、超氧化鉀占比。為進(jìn)一步篩選出適合本文化學(xué)氧自救呼吸器結(jié)構(gòu)的藥劑配方，在該配比的基礎(chǔ)上制備了防護(hù)時間為30 min 的4 種藥劑，編號為1#、2#、3#、4#藥劑，并依次用該呼吸器樣機(jī)等量裝填測試，在相同條件下進(jìn)行防護(hù)指標(biāo)的試驗測試。4種藥劑吸氣溫度和O2體積分?jǐn)?shù)及CO2體積分?jǐn)?shù)變化曲線如圖6。

圖6 4 種藥劑吸氣溫度和O2 體積分?jǐn)?shù)及CO2 體積分?jǐn)?shù)變化曲線Fig.6 Variation curves of inspiratory temperature, O2 volume fraction and CO2 volume fraction of four agents

由圖6（a）可知，4 種型號藥劑對應(yīng)的吸氣溫度總體隨防護(hù)時間的延長不斷升高，其中3#型藥劑平均溫度較低，最高未超過39 ℃；由圖6（b）可知，4 種型號藥劑對應(yīng)的氧氣濃度在初始2 min 后均高于21%，然后隨防護(hù)時間的延續(xù)氧氣體積分?jǐn)?shù)逐漸上升后趨于平穩(wěn)，其中3#型藥劑平穩(wěn)后的氧氣體積分?jǐn)?shù)最高，約93.26%；由圖6（c）可知，4 種型號藥劑對應(yīng)的二氧化碳體積分?jǐn)?shù)均在初始5 min 內(nèi)逐漸升高，隨后逐漸降低（4#型藥劑出現(xiàn)2 次峰值，是正常現(xiàn)象，可能由于藥劑結(jié)塊阻礙反應(yīng)進(jìn)行），然后隨防護(hù)時間的延續(xù)逐漸回升，其中3#型藥劑整體平均體積分?jǐn)?shù)最低，約1.35%。

綜合本次試驗結(jié)果表明，3#型藥劑作為產(chǎn)氧劑時化學(xué)氧自救呼吸器樣機(jī)的氧氣體積分?jǐn)?shù)較高、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)較低、吸氣溫度較低并且防護(hù)時間符合要求，綜合來看，3#型藥劑為最佳產(chǎn)氧劑。

2.2 呼吸氣路

目前化學(xué)氧自救化學(xué)器的呼吸氣路結(jié)構(gòu)主要分為往復(fù)式、循環(huán)式和復(fù)合式[10]。往復(fù)式氣路，即呼出氣體進(jìn)入生氧罐，與生氧劑反應(yīng)后的“富氧”氣體進(jìn)入貯氣袋，吸氣時氣體從貯氣袋再次經(jīng)過生氧罐進(jìn)入口鼻罩，在1 次呼吸循環(huán)中氣體會經(jīng)過藥劑層2次。這種氣路結(jié)構(gòu)簡單、對生氧劑的利用率較高，放氧速率均勻，呼吸阻力較小。但是由于吸氣時氣體再次通過藥劑層，并且氣體在氣囊內(nèi)的散熱行程有限，使得吸氣溫度過高。循環(huán)式氣路，即在1 次呼吸循環(huán)中，氣流只經(jīng)過藥劑層1 次，“富氧”氣體進(jìn)入氣囊后流動至進(jìn)氣口供人體呼吸。這種氣路結(jié)構(gòu)可有效降低吸氣溫度，但藥劑反應(yīng)不及往復(fù)式充分。復(fù)合式氣路即將上述2 種氣路結(jié)構(gòu)相結(jié)合，一部分氣體經(jīng)過藥劑層2 次，一部分氣體經(jīng)過藥劑層1 次即進(jìn)入氣囊。

新型自救呼吸器的呼吸氣路設(shè)計為循環(huán)式（圖3），呼出的氣體進(jìn)入三通管以后僅能通過單向呼氣閥進(jìn)入到藥罐，在藥罐內(nèi)廢氣與生氧劑重新反應(yīng)變?yōu)樾迈r空氣，由單向出氣口流入貯氣袋中；新鮮空氣從貯氣袋的進(jìn)氣口流到出氣口，從出氣口進(jìn)入三通管，人體吸氣時新鮮空氣在單向閥片的作用下流入通氣管供人呼吸，而藥罐內(nèi)的氣體無法直接進(jìn)入通氣管中。

為進(jìn)一步提高藥劑反應(yīng)效率，降低二氧化碳體積分?jǐn)?shù)，對取消單向呼氣閥的氣路結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究。在此狀態(tài)下，呼氣時氣體路徑不變，但吸氣時，一部分藥劑層的氣體在吸氣壓力下會直接返回三通管再到通氣管供人呼吸，另一部分仍從氣囊單向閥流入通氣管，即將往復(fù)式和循環(huán)式結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

為了確定適應(yīng)該呼吸器結(jié)構(gòu)的呼吸氣路，確定單向呼吸閥的作用，利用呼吸機(jī)在相同條件下分別對安裝單向呼氣閥和去掉單向呼氣閥的化學(xué)氧呼吸器樣機(jī)（U 型氣囊）進(jìn)行防護(hù)指標(biāo)的測試，有無單向呼氣閥情況下吸氣溫度和O2體積分?jǐn)?shù)及CO2體積分?jǐn)?shù)變化曲線如圖7。

圖7 有無單向呼氣閥情況下吸氣溫度和O2 體積分?jǐn)?shù)及CO2 體積分?jǐn)?shù)變化曲線Fig.7 Curves of inspiratory temperature, O2 volume fraction and CO2 volume fraction with or without one-way expiratory valve

由圖7（a）可知，有單向呼氣閥的呼吸器的吸氣溫度最高不超過36.3 ℃，沒有單向呼氣閥的呼吸器的吸氣溫度最高達(dá)到55.7 ℃，可見配備單向呼氣閥顯著避免了往復(fù)式氣路產(chǎn)品中產(chǎn)氧劑2 次加熱氣體的問題，使氣體單向流經(jīng)貯氣袋，加長氣體流動行程，有利于高溫氣體散熱；由圖7（b）可知，單向呼氣閥對于氧氣體積分?jǐn)?shù)影響不大；由圖7（c）可知，去掉呼氣閥可使氣囊中二氧化碳體積分?jǐn)?shù)進(jìn)一步減少，有單向呼氣閥的呼吸器的平均二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為1.19%，去掉呼氣閥的平均二氧化碳體積分?jǐn)?shù)為0.75%，這是由于氣體2 次經(jīng)過藥劑使反應(yīng)更充分，但有單向閥的呼吸器的二氧化碳體積分?jǐn)?shù)也可滿足要求，這也源于前期研發(fā)的高效產(chǎn)氧劑配方。

綜合來看單向呼氣閥是必要的，循環(huán)式結(jié)構(gòu)對降低吸氣溫度效果顯著。

2.3 氣體循環(huán)路徑

生氧罐中反應(yīng)生成的氧氣從進(jìn)氣口進(jìn)入貯氣袋，氣體在氣囊中單向流動。為進(jìn)一步探究氣體循環(huán)路徑對降低氣體溫度的影響，分別設(shè)計了U 形和L 型的貯氣袋，貯氣袋兩端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口。貯氣袋展開外形圖如圖8。

圖8 貯氣袋展開外形圖Fig.8 Expanded outline drawing of air storage bag

利用呼吸機(jī)在相同條件下分別對配備了U 型和L 型貯氣袋的化學(xué)氧呼吸器樣機(jī)進(jìn)行防護(hù)指標(biāo)的測試，U 型和L 型貯氣袋吸氣溫度和O2體積分?jǐn)?shù)及CO2體積分?jǐn)?shù)變化曲線如圖9。

由圖9（a）可知，配備L 型貯氣袋的呼吸器的吸氣溫度可高達(dá)37.2 ℃，配備U 型貯氣袋的呼吸器的吸氣溫度最高不超過33.3 ℃，可見配備U 型貯氣袋的呼吸器的吸氣溫度要明顯低于配備L 型貯氣袋的呼吸器。這首先是由于U 型的貯氣袋可加長氣體流動行程，有助于進(jìn)一步降低氣體溫度；另一方面，U 型貯氣袋可以將產(chǎn)氧罐鑲嵌于U 形凹陷內(nèi)，產(chǎn)氧罐產(chǎn)生的熱量不會直接傳遞到貯氣袋，但L 型貯氣袋由于進(jìn)出氣口位置不對稱，導(dǎo)致貯氣袋和產(chǎn)氧罐接觸，反應(yīng)釋放的熱量會直接對貯氣袋內(nèi)的氣體行程加熱作用，導(dǎo)致溫度進(jìn)一步升高，該情況與現(xiàn)有循環(huán)式產(chǎn)品結(jié)構(gòu)類似，現(xiàn)有產(chǎn)品中貯氣袋一般位于產(chǎn)氧罐上方，產(chǎn)氧罐反應(yīng)釋放的熱空氣上升會直接加熱貯氣袋，導(dǎo)致呼氣溫度過高。

圖9 U 型和L 型貯氣袋吸氣溫度和O2 體積分?jǐn)?shù)及CO2 體積分?jǐn)?shù)變化曲線Fig.9 Variation curves of inspiratory temperature,O2 volume fraction and CO2 volume fraction of U-shaped and L-shaped air storage bags

由圖9（b）、圖9（c）可知，貯氣袋形態(tài)對于氧氣體積分?jǐn)?shù)和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)的影響差別不大。

綜上，U 型貯氣袋的設(shè)計可起到降低吸氣溫度的作用。

3 樣機(jī)綜合性能

對新型低溫化學(xué)氧自救呼吸器的成型樣機(jī)進(jìn)行綜合性能測試，設(shè)置呼吸機(jī)工作狀態(tài)為：配入二氧化碳量1.26 L/min，呼吸量為28 L/min，進(jìn)氣溫度為37℃，呼吸頻率為20 min-1，進(jìn)氣濕度大于95%，抽氧量為1.42 L/min。呼吸器防護(hù)性能檢測數(shù)據(jù)見表1。

表1 呼吸器防護(hù)性能檢測數(shù)據(jù)Table 1 Test data of respirator protection performance

由表1 可知，在30 min 內(nèi)，氣囊中氧氣、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)均滿足要求，吸氣溫度維持在40 ℃左右，呼吸阻力控制在較低水平，結(jié)果表明該呼吸器設(shè)計合理、性能優(yōu)異。

4 結(jié) 語

1）新型化學(xué)氧自救呼吸器采用了創(chuàng)新的扁狀半圓形產(chǎn)氧罐，氣囊采用U 型設(shè)計，加長氣體行程，和產(chǎn)氧罐形成有效分離，有助于降低氣體溫度。采用單管氣路循環(huán)技術(shù)，通過三通管實現(xiàn)進(jìn)出氣在藥罐和氣囊間的分流導(dǎo)向，僅利用1 根軟管即實現(xiàn)了人體呼出的氣體經(jīng)產(chǎn)氧罐進(jìn)入氣囊，再從氣囊繞過產(chǎn)氧罐直接進(jìn)入人體呼吸系統(tǒng)的循環(huán)式產(chǎn)氧，進(jìn)一步簡化了傳統(tǒng)兩管或三管式實現(xiàn)循環(huán)式產(chǎn)氧的結(jié)構(gòu)，使用過程更為便捷，對人員的行動影響更小。

2）產(chǎn)氧劑是影響溫度的關(guān)鍵因素，通過篩選試驗選定了適合該呼吸器結(jié)構(gòu)的最佳配方，使氣囊中吸氣溫度、氧氣體積分?jǐn)?shù)、二氧化碳體積分?jǐn)?shù)等參數(shù)之間達(dá)到綜合最優(yōu)平衡。

3）化學(xué)氧呼吸器的氣路結(jié)構(gòu)中循環(huán)式氣路可顯著降低吸氣溫度，雖然會導(dǎo)致二氧化碳體積分?jǐn)?shù)略高于往復(fù)式結(jié)構(gòu)，但裝載研發(fā)的高效產(chǎn)氧劑，平均二氧化碳體積分?jǐn)?shù)可控制在1.5%以下。

4）貯氣袋的形態(tài)對吸氣溫度也有一定影響，利用U 型貯氣袋加長氣體循環(huán)路徑并與產(chǎn)氧罐有效隔離可進(jìn)一步降低吸氣溫度。