Kalipatronen

Kalipatronen wurden meist in Tauchrettern eingesetzt. Der Tauchretter ist ein so genannter Pendelatmer, das heißt, ein- und dieselbe Luft wird immer wieder ein- und ausgeatmet, die Patrone mit Atemkalk und eine Sauerstoffzufuhr verhindern das Ersticken. Der Träger des Tauchretters nimmt ein Mundstück in den Mund, an dem zwei kurze Schläuche befestigt sind. Ein Schlauch mündet in die Kalkpatrone. Hier wird während des Ausatmens das CO² aus der Luft herausgefiltert. Die verbleibende Luft strömt weiter in einen Atemsack (Gegenlunge). Außerdem wird das Volumen des entzogenen CO² aus einer kleinen Hochdruckflasche durch Sauerstoff ersetzt, da sich das Volumen der zur Verfügung stehenden Atemluft anderenfalls immer mehr verringern würde (s.o. "Chemische Funktionsweise"). Nun atmet der Träger wieder ein und die Luft strömt durch den zweiten Schlauch aus dem Atemsack zum Mundstück zurück. Um zu verhindern, dass der Träger durch die Nase atmete, setzte er eine Nasenklammer auf. Die Betriebsdauer eines Tauchretters lag je nach Einsatztiefe zwischen 15 und 45 Minuten. Die normale Atemluft enthält 21% Sauerstoff. Bei einem Atemzug werden der eingeatmeten Luft ca. 4% Sauerstoff entzogen und durch eine entsprechende Menge ausgeatmeten Kohlenstoffdioxids (CO²) ersetzt. Ein bestimmtes Volumen Luft kann also mehrmals "durchgeatmet" werden, bis sein Sauerstoffanteil erschöpft ist. Das ausgeatmete CO² reichert sich dabei allerdings in der Luft an. Da ein gesunder Organismus die Atmung über eine "Messung" des CO²-Gehalts im Blut steuert, verursacht ein Anstieg des CO²-Gehalts in der Atemluft schnell ein nahezu unerträgliches Gefühl der Atemnot. Außerdem bestehen physiologische Gefahren durch zu viel Kohlendioxid in der eingeatmeten Luft: ab 5% kommt es zu Bewusstlosigkeit, ab 8% über längere Zeit zum Tod. Folglich muss das sich anreichernde CO² der Luft aus dem Atemkreislauf entfernt werden. Dazu durchströmt die ausgeatmete Luft Atemkalk in welchem das CO² erst an Natriumhydroxid gebunden wird welcher dann vom ebenfalls enthaltenem Calciumhydroxid regeneriert wird. Im Tauchrettern kam früher neben anderen Hydroxiden auch frischer gebrannter Kalk (CaO) zum Einsatz. Dieser bindet das CO² direkt, es entsteht Calciumcarbonat (CaCO³) und sehr viel Wärme welche im Wasser dem Auskühlen entgegenwirkte. Dabei bestand allerdings die Gefahr, dass eindringendes Wasser sehr heftig mit dem gebrannten Kalk reagiert, was zu schweren Lungenverätzungen führen kann. Außerderdem konnte der Branntkalk unbemerkt Feuchtigkeit binden und dadurch zu gelöschtem Kalk werden welcher das CO² alleine nicht schnell genug binden kann. Das führt zur Anreicherung von CO² in der Atemluft mit den oben angegebenen Gefahren. Das durch die CO²-Bindung entfallende Luftvolumen wird durch zugeführten Sauerstoff ersetzt.