AT393083B - Einrichtung zum befeuchten und erwaermen von gasen - Google Patents

Description

AT 393 083 B

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Befeuchten und Erwärmen von Gasen, insbesondere von Inhalationsgasen, wobei ein in einen Flüssigkeitsbehälter einsetzbares, bis nahe dem Boden reichendes Saugrohr, an dessen oberem Ende eine vom Inhalationsgas quer beströmte Zerstäuberdüse angeordnet ist, und eine Heizeinrichtung am Saugrohr vorgesehen ist. 5 Bei einer bekannten Ausbildung dieser Art ist die Heizeinrichtung als das Saugrohr umgebender Heizmantel ausgebildet, wodurch die im Saugrohr aufsteigende Flüssigkeit erwärmt wird. Diese bekannte Ausbildung hat den Nachteil, daß das Kondensat, das beim Zerstäuben der Flüssigkeit in dem kalten Gas entsteht, direkt in den Flüssigkeitsbehälter zurückfließt und damit die im Flüssigkeitsbehälter befindliche Vonatsflüssigkeit sehr stark aufwärmt, so daß es im Vorratsbehälter, abgesehen von der hohen Energieaufnahme, aufgrund der 10 Temperaturerhöhung auch durch infiziertes Kondenswasser zu unerwünschten Keimbildungen kommen kann, wobei diese Keime mit dem Inhalationsgas zum Patienten gelangen können und damit dessen Genesung verzögern. Es fließen nämlich bis zu 90 % der vernebelten Flüssigkeit als warmes Kondensat in den Vonatsbehäller zurück. Mit diesen bekannten Ausbildungen ist also ein längerer Dauereinsatz nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Erwärmen der im Flüssigkeitsbehälter befindlichen Flüssigkeit 15 zu verhindern, wobei gleichzeitig mit geringeren Heizenergiemengen das Auslangen gefunden werden soll.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß da* untere Teil des Saugrohres von einem in den Flüssigkeitsbehälter bis nahe zu dessen Boden einsenkbaren rohrförmigen Element umschlossen ist, welches rohrförmige Element im Bodenbereich eine, vorzugsweise mittels eines Rückschlagventils verschließbare, Einlaßöffnung für die Flüssigkeit aufweist, und wobei der zwischen Saugrohr und Innenwandung des 20 rohrförmigen Elements gebildete Ringraum mit seinem oberen Ende mit dem den Flüssigkeitsnebel führenden Raum kommuniziert Dadurch wird erreicht daß das Kondensat das sich bei der Zerstäubung der vorgewärmten Flüssigkeit durch das Gas, welches sich bei der Expansion abkühlt, bildet, nicht mit der Vorratsflüssigkeit vermischt wird, wobei dadurch, daß immer eine gewisse Menge an Nebel zur Inhalationsstelle geführt wird, der Flüssigkeitsspiegel in der Kammer nicht höher steigen kann, als der Flüssigkeitsspiegel im Behälter steht da die 25 Menge der abgesaugten Flüssigkeit immer größer ist als jene Kondensatmenge, die in die Kammer zurückfließt lene Flüssigkeitsmenge, die als Nebel zur Inhalationsstelle abgeführt wird, wird durch den Flüssigkeitsvorrat ausgeglichen, und zwar dadurch, daß aufgrund der kommunizierenden Gefäße die jeweils benötigte Flüssigkeitsmenge durch die Einlaßöffnung in die Kammer hineingebracht wird. Um zuverlässig zu verhindern, daß warmes Kondensat in den Flüssigkeitsbehälter austreten kann, kann vorzugsweise noch ein Rückschlagventil 30 an der Einlaßöffnung vorgesehen sein.

Vorteilhafterweise kann der untere Teil des Saugrohres in einen außerhalb des Flüssigkeitsbehälters angeordneten Kessel für die Erwärmung der Flüssigkeit einmünden, in welchen die Heizeinrichtung hineinragt. Dadurch wird eine zusätzliche Trennung zwischen Heizeinrichtung und der im Flüssigkeitsbehälter befindlichen Vorratsflüssigkeit erzielt Außerdem wird auf diese Weise eine besonders günstige Energieausnützung der 35 Heizeinrichtung erreicht, da bereits vorgewärmtes Kondensat aus der Kammer dem Kessel zur Aufwärmung zugeführt wird. Dabei kann in an sich bekannter Weise in den Kessel ein Rohr dicht eingesetzt sein, dessen eines Ende für die Aufnahme der Heizeinrichtung nach außen hin offen ist. Auf diese Weise ist ein leichtes Trennen zwischen Heizeinrichtung und Kessel erreicht, so daß jener Teil der Einrichtung, welcher mit der Behandlungsflüssigkeit in Kontakt kommt leicht sterilisiert werden kann. Dies ist insbesondere bei jenen 40 Ausbildungen von Vorteil, bei welchen einem Patienten eine sterile Inhalationsatmosphäre zuzuführen ist Das eingesetzte Rohr kann dabei in gleichfalls an sich bekannter Weise zylindrische Innenform und die Heizeinrichtung zylindrische Außenform aufweisen, wobei die Heizeinrichtung in kaltem Zustand in das Rohr paßgenau einschiebbar ist Damit ist ein besonders guter Wärmeübergang deshalb erzielbar, da sich aufgrund der Erwärmung der Heizeinrichtung diese unter Spannung an die zylindrische Innenwandung des Rohres anlegt so 45 daß aufgrund des festen Kontaktes ein besonders guter Wärmeübergang erreicht ist

Wie angeführt ist es an sich bekannt in den Kessel ein zylindrische Innenform aufweisendes Rohr einzusetzen, in welches eine zylindrische Außenform aufweisende Heizeinrichtung paßgenau einschiebbar ist Bei dieser bekannten Ausbildung wird das bereits zerstäubte Aerosol erwärmt was den Nachteil hat daß durch die notwendige Kaltzerstäubung ein hoher Kondenswasseranteil auftritt der in die Heizkammer fließt und dort 50 aufgeheizt und vom erwärmten Wasserdampf mitgerissen werden muß, was zu einer Abkühlung des Wasserdampfes führen kann. Diese Wirkungsweise unterscheidet sich grundsätzlich von jener des Erfindungsgegenstandes, bei welchem die Flüssigkeit erwärmt und fein zerstäubt in den Trägergasstrom eingebracht wird.

Weiters kann der Kessel zumindest mit seiner oberen Außenwandung in den den Flüssigkeitsnebel führenden 55 Raum ragen. Dies hat den Vorteil, daß einerseits noch eine zusätzliche Erwärmung des Nebels aus Flüssigkeit und Inhalationsgas erzielt ist, und daß andererseits der obere Bereich des Kessels von außen her gekühlt wird, wodurch eine Ansammlung von Flüssigkeitsdampf vermieden wird, da dieser an dieser gekühlten Fläche wieder kondensiert, so daß ein Abreißen der Flüssigkeitssäule im Saugrohr bzw. in jenem vom Kessel zur Zerstäuberdüse führenden Bereich vermieden ist. Um diese Kühlung des Kessels Uber den gesamten Bareich der 60 freiliegenden oberen Außenwandung zu erzielen, kann in dem den Flüssigkeitsnebel führenden Raum eine, vorzugsweise rohrförmige, Leiteinrichtung zum Vorbeiführen des Flüssigkeitsnebels an der oberen Außenwand des Kessels vorgesehen sein. -2-

AT 393 083 B

Um eine Zerstörung der Einrichtung dadurch zu verhindern, daß bei Auslaufen des Flüssigkeitsvorrates bzw. bei Versiegen des Inhalationsgases eine Überhitzung der Heizeinrichtung erfolgt, kann im Kessel ein an eine Alarmeinrichtung und/oder Abschalteinrichtung anschließbarer Temperaturfühler angeordnet sein. Um ein einfaches Autoklavieren der Einrichtung zu erreichen, kann der Temperaturfühler an der in das Rohr einschiebbaren Heizeinrichtung angebracht sein.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Fig. 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung die Gesamtanordnung des Erfindungsgegenstandes, wobei die wesentlichen Teile desselben im Schnitt dargestellt sind. Fig. 2 gibt einen Schnitt nach Linie (Π-Π) der Fig. 1 wieder.

Mit (1) ist eine Vorratsflasche für eine Flüssigkeit, vorliegend steriles Wasser, gezeigt, auf welche ein Kopf (2) aufsetzbar ist, der mit einem Saugrohr (3) bis nahe dem Boden des Behälters reicht. Dieses Saugrohr (3) ist von einem rohrförmigen Element (4) umgeben, welches am Boden eine durch ein Rückschlagventil (5) verschließbare Einlaßöffnung (6) aufweist. Das rohrförmige Element (4) bildet zusammen mit dem Saugrohr (3) einen Ringraum (4') zwischen der Innenwandung des rohrförmigen Elements (4) und der Außenwandung des Saugrohres (3).

Das Saugrohr (2) mündet in einen, im Kopf (2) vorgesehenen Kessel (7), welcher über eine Heizeinrichtung (8) das am Saugrohr (3) aufsteigende Wasser erhitzt, wobei im Kessel eine Temperatur von etwa 120 °C herrscht, so daß etwa mit Infektionen belastetes Kondensat im Kessel wieder sterilisiert wird. Der Kessel (7) ist dabei doppelwandig ausgeführt, wobei die Innenwandung (9) einen Ihnenquerschnitt aufweist, der dem Außenquerschnitt der Heizeinrichtung (8) entspricht Der durch die Innenwandung im Zentrum des Kessels freigehaltene Raum (10) ist nach einer Seite hin offen, so daß die Heizeinrichtung (8) aus diesem Raum (10) herausziehbar ist Die Innenwandung des Kessels ist dabei durch ein zylindrisches Rohr gebildet, wobei die Heizeinrichtung (8) als zylindrischer Heizstab ausgebildet ist Der Durchmesser des Heizstabes in kaltem Zustand entspricht dem Innendurchmesser des die Innenwandung (9) des Kessels (7) bildenden Rohres, so daß der Heizstab (8) in das Rohr (9) in kaltem Zustand paßgenau einschiebbar ist Bei Erwärmen dehnt sich der Heizstab aus und wird dadurch fest an die Innenwandung des Kessels angepreßt, so daß ein weitgehend verlustfreier Wärmeübergang erreicht ist

Mit (11) ist die Außenwand des Kessels bezeichnet Der Kessel ist dabei mit seiner unteren Hälfte in dem Material des Kopfes (2) eingebettet, wobei die obere Hälfte frei in einen Raum (12) hineinragt, durch welchen hindurch die dem Patienten zugeführten Inhalationsgase hindurchgeführt werden.

Vom oberen Ende des Kessels (7) aus geht ein weiterer Saugrohrteil (13) aus, dessen Innenraum mit einer Zerstäuberdüse (14) verbunden ist, welche durch einen Strom von Inhalationsgas, welches über eine Leitung (15) zugeführt und über einen Kanal (16) quer üb»* die Düse geblasen wird. Der obere Saugrohrteil (13) ist durch einen Mantel (17) konzentrisch umgeben, welcher mit seinem unteren Rand bis nahe zu dem freiliegenden oberen Teil der Außenwandung (11) des Kessels (7) führt. Der Mantel (17) ist durch einen Ringraum (18) umgeben, von welchem ein Ansatzstutzen (19) für die zum Patienten führende Inhalationsleitung wegführt. Der Ringraum (18) ist außen von einem Gehäusemantel (20) begrenzt. Dieser Gehäusemantel (20) weist zylindrischen Querschnitt auf und reicht bis oberhalb des Mantels (17), wobei in diesem, oberhalb des Mantels (17) liegenden Bereich Öffnungen (21) vorgesehen sind, welche mit einer drehbaren Kappe (22) abdeckbar sind. Diese Kappe (22) weist in ihrer Mantelfläche Öffnungen (23) auf, welche durch Drehen der Kappe mit den Öffnungen (21) in Übereinstimmung bringbar sind, so daß durch diese Öffnungen hindurch Frischluft zu dem Gemisch aus Inhalationsgas und Feuchtigkeitsnebel hinzugemischt werden kann.

Der Raum (12), welcher sich oberhalb des Außenmantels (11) des Heizkessels (7) befindet, ist über Kanäle (24) mit dem Inneren der Kammer (3) verbunden, wodurch sich beim Zerstäuben der Flüssigkeit in dem expandierenden Gas bildendes Kondensat in das Innere des vom rohrförmigen Element (4) begrenzten Ringraumes (4') gelangen kann.

Die Heizeinrichtung (8) ist in einem gesonderten Heizungsträger (25) vorgesehen, wobei die Heizeinrichtung mittels eines elektrischen Widerstandsheizkörpers (26) aufheizbar ist In dem Heizungsträger ist noch ein berührungsloser Schalter (27) vorgesehen, welcher die Heizeinrichtung abschaltet, sobald der Heizstab (8) aus der Innenwandung (9) des Heizkessels (7) herausgezogen ist. Mit (28) ist ein Thermofühler bezeichnet, welcher für eine Konstanthaltung der Temperatur im Heizkessel (7) sorgt. Der Heizungsträger bzw. dessen Schaltungsteile sind über eine Kabelleitung (29) mit einem Steuergerät (30) verbunden, welches direkt in die Stromquelle einsteckbar ist.

Der Kopf (2) mit dem darin enthaltenen Heizkessel (7) sowie dem Saugrohr (3), dem rohrförmigen Element (4) und dem oberen Saugrohr (13) bilden eine Einheit, welche aus autoklavierbarem Material gefertigt ist. Dadurch wird ermöglicht, daß die aus dem Flüssigkeitsbehälter (1) zum Zerstäuben gelangende Flüssigkeit steril bleibt, so daß Infektionen vorgebeugt ist

Der aus Gehäusemantel (20), Kappe (22), Gaszuleitung (15) und Mantel (17) sowie Stutzen (19) bestehende Teil ist zu einem sogenannten "Einwegadapter" zusammengefaßt und wird als solcher nach einmaligem Gebrauch entsorgt. Auch diese Maßnahme dient der Vermeidung von Infektionen des Patienten.

Zum Betrieb der Vorrichtung wird der sterilisierte Kopf auf die Flasche (1), welche mit sterilem Wasser gefüllt ist, aufgesetzt und danach der Adapter auf den Kopf (2) aufgeschraubt. Der Stutzen (19) wird mit dem zum Patienten führenden Schlauch und die Leitung (15) mit einer Inhalationsgasquelle verbunden. Anschließend -3-

Claims (8)

1. AT 393 083 B wird die Heizeinrichtung (8) in den Heizkessel (7), und zwar in den Raum (10) innerhalb des Innenmantels (9), eingesetzt, wonach der Heizungsträger (25) mit dem Kopf (2) verbunden wird. Für die Inhalation wird der Kessel (7) über den Heizstab (8) und das Steuergerät (30) auf Betriebstemperatur gebracht und danach die Inhalationsgaszufuhr geöffnet. Das Inhalationsgas strömt durch die Leitung (15) und den Kanal (16) und streicht im Querstrom über die Öffnung der Düse (14). Dadurch entsteht an der Düse (14) ein Unterdrück, so daß Flüssigkeit durch das Saugrohr (3), den Innenraum des Kessels (7) und den oberen Saugrohrteil (13) angesaugt und aus der Düse (14) vernebelt wird. Da das Gas durch die Expansion am Ausgang des Kanales (16) sich sehr rasch abkühlt, kondensiert ein Teil des angesaugten Wassers und rinnt an der Außenwandung des Saugrohrteiles (13) und die Außenwandung (11) des Kessels (7) nach unten, passiert die Kanäle (24) und gelangt dann wieder in das Innere des Ringraumes (4*). Beim Entlangfließen an der Außenwandung (11) des Kessels (7) verdampft dann ein Teil des Kondensats abermals, so daß eine sehr hohe Sättigung der Inhalationsgase erreicht wird. Das Wasser, welches im Heizkessel (7) bereits erwärmt wurde, erwärmt sich beim Entlangstreichen entlang der Außenwandung (11) des Kessels (7) weit», so daß das in den Ringraum (4') gelangende Kondensat erheblich höhere Temperatur als das in der Flasche (1) befindliche Wasser aufweist. Aufgrund des Rückschlagventiles (5) wird verhindert, daß warmes Kondensatwasser in des Innere der Flasche (1) gelangt und sich dort mit dem sterilen Wasser vermischt. Das vorgewärmte Kondensat wird aus dem Ringraum (4') durch die Saugleitung (3) immer wieder abgeführt, wobei, wie schon angeführt, der Kondensatrücklauf etwa bis zu 90 % der angesaugten Wassermenge betragen kann. Die mit dem Inhalationsgas abgeführte Wasserdampfmenge wird durch den Vorrat der Flasche (1) dadurch ergänzt, daß das Wasser aufgrund der kommunizierenden Gefäße durch die Öffnung (6) in das Innere des Ringraumes (4') hineingepreßt wird. Um die Konzentration des Inhalationsgases entsprechend zu steuern, kann durch Verdrehen der Kappe (22) und damit durch in Deckungslage-Bringen der Öffnungen (21 und 23) ein Zustrom von Frischluft der Inhalationsluft beigemengt werden, so daß die Sauerstoffkonzentration, denn in der Regel wird Sauerstoff als Inhalationsgas verwendet, in der gesamten Inhalationsatmosphäre nicht zu hoch ansteigt. Die Temperatur innerhalb des Kessels (7) wird dabei durch einen Temperaturfühler (28) gesteuert, welcher verhindert, daß es zu einem Überhitzen des Kessels (7) kommt, z. B. dann, wenn sich im Vorratsbehälter (1) keine Inhalationsflüssigkeit mehr befindet Außerdem spricht der Temperaturfühler (28) auch dann an, wenn sich im oberen Teil des Kessels (7) Dampfblasen bilden, wodurch ein Flüssigkeitstransport aufgrund des Ansaugens durch die Düse (14) verhindert werden würde. Das Ausbilden derartiger Dampfblasen wird auch dadurch verhindert, daß aufgrund des Zurückfließens des Kondensats entlang des oberen Bereiches der Außenwandung (11) des Kessels (7) der Außenmantel (11) des Kessels gekühlt wird, so daß dort entstehender Dampf an der Innenfläche der Außenwandung (11) auch kondensiert und damit etwa gebildeter Dampf wieder in die flüssige Phase rückgeführt wird. Um zu verhindern, daß bei nicht eingeführter Heizeinrichtung (8) in den Kessel (7) ein Einschalten der Heizeinrichtung erfolgt, was aufgrund der nicht erfolgenden Wärmeabfuhr zu einem starken Überhitzen des Heizstabes (8) führt, ist der berührungslose Schalt» (27) vorgesehen, welch» die En»giezufuhr zum Heizstab erst zuläßt, wenn der Heizstab (8) ordnungsgemäß in den Raum (10) des Kessels (7) eingeführt ist. An dem Steu»gerät (30) sind herkömmliche Kontrollampen bzw. Leistungsregler und Schalter vorgesehen, um die Heizleistung bzw. den Betrieb d» Inhalationseinrichtung zu gewährleisten. PATENTANSPRÜCHE 1. Einrichtung zum Befeuchten und Erwärmen von Gasen, insbesondere von Inhalationsgasen, wobei ein in einen Flüssigkeitsbehält» ersetzbares, bis nahe dem Boden reichendes Saugrohr, an dessen oberem Ende eine vom Inhalationsgas qu» beströmte Zerstäuberdüse angeordnet ist, und eine Heizeinrichtung am Saugrohr vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (3) des Saugrohres (3, 13) von einem in den Flüssigkeitsbehälter (1) bis nahe zu dessen Boden einsenkbaren rohrförmigen Element (4) umschlossen ist, welches rohrförmige Element (4) im Bodenbereich eine, vorzugsweise mittels eines Rückschlagventils (5) verschließbare, Einlaßöffnung (6) für die Flüssigkeit aufweist und wobei der zwischen Saugrohr (3) und Innenwandung des rohrförmigen Elements (4) gebildete Ringraum (4') mit seinem oberen Ende mit dem den Flüssigkeitsnebel führenden Raum (12) kommuniziert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Teil (3) des Saugrohres (3,13) in einen außerhalb des Flüssigkeitsbehält»s (1) angeordneten Kessel (7) für die Erwärmung der Flüssigkeit einmündet, in welchen die Heizeinrichtung (8) hineinragt. -4- AT 393 083 B
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise in den Kessel (7) ein Rohr (9) dicht eingesetzt ist, dessen eines Ende für die Aufnahme der Heizeinrichtung (8) nach außen offen ist
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in bekannter Weise das eingesetzte Rohr (9) zylindrische Innenform und die Heizeinrichtung (8) zylindrische Außenform aufweist, wobei die Heizeinrichtung (8) in kaltem Zustand in das Rohr (9) paßgenau einschiebbar ist.
5. 5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kessel (7) zumindest mit seiner oberen Außenwandung (11) in den den Flüssigkeitsnebel führenden Raum (12) ragt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem den Flüssigkeitsnebel führenden Raum (12) eine, vorzugsweise rohrförmige, Leiteinrichtung (17) zum Vorbeifühlen des Flüssigkeitsnebels an der oberen Außenwandung (11) des Kessels (7) vorgesehen ist
7. 7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Kessel (7) ein an eine Alarmeinrichtung und/oder Abschalteinrichtung anschließbarer Temperaturfühler (28) angeordnet ist.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturfühler (28) an der in das Rohr (9) einschiebbaren Heizeinrichtung (8) angebracht ist. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -5-