DE10017193B4 - Apparatus for supplying a breathing gas and method for controlling - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung
zur Zufuhr eines Atemgases auf einem über dem Umgebungsdruck liegenden Druckniveau
mit:
– einer
Fördereinrichtung
zur Förderung
des Atemgases,
– einer
Luftbefeuchtungseinrichtung zur Befeuchtung des Atemgases und
– einem
Netzteil zur Spannungsversorgung der Fördereinrichtung und der Luftbefeuchtungseinrichtung,
gekennzeichnet
durch
– eine
Leistungssteuereinrichtung, die die Spannungsversorgung der Fördereinrichtung
und der Luftbefeuchtungseinrichtung derart abstimmt, dass die Spannungsversorgung
der Gebläseeinrichtung
mit einer höheren
Priorität
erfolgt als die Spannungsversorgung der Luftbefeuchtereinrichtung.Device for supplying a breathing gas at a pressure level above ambient pressure with:
A conveying device for conveying the respiratory gas,
- An air humidifying device for humidifying the respiratory gas and
A power supply for supplying power to the conveyor and the humidifier,
marked by
- A power control device, which tunes the power supply of the conveyor and the humidifier such that the power supply of the fan means is performed with a higher priority than the power supply of the humidifier.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemgases unter Überdruck.The The invention relates to a device for supplying a breathing gas under overpressure.
Derartige Vorrichtungen finden insbesondere im Bereich der Schlafmedizin zur Behandlung schlafbezogener Atmungsstörungen Anwendung. Bei den bekannten Vorrichtungen wird ein mittels einer Fördereinrichtung, beispielsweise eines Gebläses gefördertes Atemgas über eine flexible Schlauchleitung einer Atemmaske zugeführt.such Devices are used in particular in the field of sleep medicine Treatment of sleep-disordered breathing. In the known Devices is by means of a conveyor, for example a blower funded Breathing gas over a flexible tubing supplied to a breathing mask.
Im Hinblick auf die physiologischen Bedürfnisse der behandelten Person sowie insbesondere auch allgemein zur Verbesserung des Therapiekomforts ist es möglich, das dem Patienten zugeführte Atemgas zu befeuchten. Bei den bekannten Befeuchtungsvorrichtungen wird hierbei das Atemgas durch eine Befeuchtungseinrichtung geleitet, in welcher das Atemgas mit einem vorzugsweise erwärmten Befeuchtungsmedium in Kontakt tritt. Die Erwärmung des Befeuchtungsmediums kann über eine in das CPAP-Gerät integrierte elektrische Heizeinrichtung erfolgen. Bei den bekannten CPAP-Gerätesystemen erfolgt die Spannungsversorgung der elektrischen Komponenten des CPAP-Gerätes über eine Spannungsversorgungsleitung, die an die hausseitige Spannungsversorgung anschließbar ist. Die für die einzelnen Gerätekomponenten erforderliche Betriebsspannung wird hierbei unter Zwischenschaltung eines Netzteils zur Verfügung gestellt.in the Regard to the physiological needs of the treated person as well as in general also to improve the comfort of therapy Is it possible, the breathing gas supplied to the patient to moisten. In the known humidification devices is in this case the breathing gas is passed through a moistening device, in which the breathing gas with a preferably heated humidifying medium comes into contact. The warming of the humidifying medium can over one in the CPAP device Integrated electric heater done. In the known CPAP devices systems the voltage supply of the electrical components of the CPAP device via a power supply line, which can be connected to the house-side power supply. The for the individual device components required operating voltage is here with interposition a power supply available posed.
Um eine möglichst hohe Laufruhe der CPAP-Geräte zu erreichen, sind diese Geräte allgemein mit Schallabsorptionsmitteln versehen, durch welche die Laufgeräusche der Gebläseeinrichtung isoliert werden.Around one possible Smooth running of the CPAP devices to reach these devices generally provided with sound absorbers, through which the running noise the blower device isolated become.
Im Hinblick auf die seitens der Gebläseeinrichtung sowie des Netzteils erzeugte Abwärme bereitet die akustische Abschirmung der elektrischen Komponenten des CPAP-Gerätes Probleme. Insbesondere bei einer äußerst gedrängten Anordnung der elektrischen Komponenten im Inneren des CPAP-Geräts besteht daher das Problem eines erheblichen Wärmestaus.in the Regard to the part of the blower device and the power supply generated waste heat prepares the acoustic shielding of the electrical components of the CPAP device problems. Especially with a very crowded arrangement the electrical components inside the CPAP device hence the problem of significant heat build-up.
Die DE-A-199 36 499 betrifft eine Vorrichtung zur Atemgasbefeuchtung sowie ein hierfür vorgesehenes CPAP-Gerät gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The DE-A-199 36 499 relates to a device for breathing gas humidification as well as one for this provided CPAP device according to the generic term of claim 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemgases zu schaffen, bei welcher ein ordnungsgemäßer Betrieb ohne der Gefahr einer thermischen Überlastung der elektrischen Komponenten des Gerätes sichergestellt ist.Of the Invention is based on the object, a device for feeding to create a breathing gas in which a proper operation without the risk of thermal overload the electrical components of the device is ensured.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemgases mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.These The object is achieved by a Apparatus for supplying a breathing gas with the in claim 1 specified characteristics solved.
Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die thermische Belastung der elektrischen Komponenten des CPAP-Gerätes deutlich zu reduzieren, so daß wirkungsvollere Schallschutzmaßnahmen ergriffen werden können, ohne daß im Inneren des CPAP-Gerätes unzulässig hohe Temperaturen erreicht werden. Darüber hinaus ist es möglich, auch mit insgesamt leistungsschwächeren und kompakteren Netzteilen eine bedarfsgerechte Energieversorgung der elektrischen Komponenten zu gewährleisten. In dieser Hinsicht erweist sich die erfindungsgemäß vorgeschlagene Maßnahme auch unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten als besonders vorteilhaft.Thereby is it possible in an advantageous manner the thermal load of the electrical components of the CPAP device clearly reduce, so that more effective Noise protection measures can be taken without being in the Inside of the CPAP device inadmissible high temperatures are reached. In addition, it is possible, too overall lower performing and more compact power supplies a needs-based power supply to ensure the electrical components. In this regard proves the inventively proposed measure also from a production point of view as particularly advantageous.
Gem. einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der zeitliche Verlauf, insbesondere die Historie, des Leistungsbezuges überwacht. Hierdurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, die bereits eingetretene thermische Belastung des CPAP-Gerätes abzuschätzen und einer unzulässigen Steigerung derselben zukünftig durch eine gezielte Leistungsvergabe vorzubeugen.Gem. a particularly preferred embodiment The invention relates to the time course, in particular the history, monitoring the benefit. This makes it possible in an advantageous manner, the already occurred estimate thermal load on the CPAP device and an inadmissible Increase in the future Prevent by a targeted allocation of services.
Die Leistungsvergabe an die einzelnen Komponenten des CPAP-Gerätes erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung bestimmter Prioritäten. So ist es beispielsweise möglich, die Leistungszufuhr zu einer Heizeinrichtung des Befeuchters unter Berücksichtigung des Leistungsbezuges der Gebläseeinrichtung zu steuern. Insbesondere ist es möglich, die elektrische Heizeinrichtung nur dann zu betreiben, wenn der Leistungsbezug der Gebläseeinrichtung unter einem vorbestimmten Grenzwert liegt. Hierdurch wird ein besonders gleichmäßiger Leistungsbezug des Netzteils erreicht. Es ist auch möglich, im Falle einer besonders hohen thermischen Belastung der elektrischen Komponenten vorübergehend sämtliche redundanten Verbraucher abzuschalten und lediglich eine Spannungsversorgung der Gebläseeinrichtung und deren Steuerung zu gestatten, oder auch ein Notbetriebsprogramm abzuarbeiten. Weiterhin ist es in vorteilhafter Weise möglich, im Falle einer erwarteten hohen thermischen Belastung die Regelung der Gebläseeinrichtung derart abzuändern, daß bestimmte Gebläsebetriebsphasen mit hohem Leistungsbezug entsprechend abgemildert werden.The Power is allocated to the individual components of the CPAP device preferably considering certain priorities. For example, it is possible the power supply to a heater of the humidifier below consideration the power consumption of the blower device to control. In particular, it is possible to use the electric heater operate only if the power consumption of the blower device under a predetermined limit. This results in a particularly uniform power consumption of the power supply. It is also possible in the case of a special high thermal load of the electrical components temporarily all Switch off redundant loads and only a power supply the blower device and to allow their control, or even an emergency operation program work off. Furthermore, it is possible in an advantageous manner, in If an expected high thermal load, the scheme the blower device to modify such that certain Fan operating phases be mitigated accordingly with high benefits.
Gem. einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die thermische Belastung des CPAP-Gerätes durch geräteintern angeordnete Meßorgane erfaßt. Alternativ hierzu oder auch in Kombination mit dieser Maßnahme ist es möglich, die thermische Belastung der elektrischen Komponenten aus dem zeitlichen Verlauf des Stromes bzw. des zurückliegenden Leistungsbezuges zu erreichen, insbesondere zu integrieren.Gem. A particularly preferred embodiment of the invention, the thermal load of the CPAP device is detected by internally arranged measuring organs. Alternatively, or in combination with this measure, it is possible, the thermal load of the electrical components from the time course of the current or to to achieve, in particular integrate, the past benefit receipt.
Durch die erfindungsgemäß erreichte Verringerung des Spitzenleistungsbezugs in Richtung des durchschnittlichen Leistungsbezuges des CPAP-Gerätes wird es in vorteilhafter Weise möglich, das CPAP-Gerät zumindest temporär unabhängig von der hausseitigen Spannungsversorgung mittels Akkumulatoren zu betreiben. Wird beispielsweise seitens der Leistungssteuerungseinrichtung erkannt, daß das CPAP-Gerät über einen Akkumulator mit Spannung versorgt wird, wird beispielsweise eine auf einen insgesamt geringeren Leistungsbezug ausgerichtete Gerätebetriebsweise ausgewählt. Wird seitens der Steuereinrichtung erkannt, daß das CPAP-Gerät an eine hausseitige Spannungsversorgung angeschlossen ist, so zielt die Leistungsverwaltung im wesentlichen auf die Vermeidung einer unzulässig hohen thermischen Belastung ab. Hierdurch wird eine bestmögliche Ausnutzung der Leistungsfähigkeit des Netzteils erreicht.By achieved according to the invention Reduction of peak power in the direction of the average Power consumption of the CPAP device it will be possible in an advantageous manner the CPAP device at least temporarily independently from the house-side power supply by means of accumulators too operate. For example, by the power control device realized that CPAP device via a Accumulator is supplied with voltage, for example, a on a total lower power reference oriented device operation selected. Is recognized by the controller that the CPAP device to a home-side power supply is connected, so the aims Power management essentially on the avoidance of an impermissibly high thermal load. This will give you the best possible utilization the efficiency of the power supply.
Es ist auch möglich, mit der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung zur Steuerung des geräteinternen Leistungsbezugs ein Notbetriebsprogramm abzuarbeiten, das bei Ausfall einer externen Spannungsversorung eine Energieversorgung durch einen vorzugsweise intern angeordneten Akkumulator vornimmt, wobei im Rahmen dieses Notprogrammes sämtliche redundanten Energieverbraucher sowie insbesondere die Befeuchtungseinrich tung abgeschaltet werden. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.It is possible, too, with the control device according to the invention for controlling the device internal To draw up an emergency operating program, in case of failure an external power supply a power supply through a preferably internally arranged accumulator performs, wherein in All of this emergency program redundant energy consumers and in particular the Befeuchtungseinrich device be switched off. Further advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the following Description with reference to the accompanying drawings. Show it:
In
Der
Graph
Wie
anhand des Graphen
Im
Rahmen der Expirationszyklen E fällt
der Leistungsbezug des Gebläsemotors
ab. Insbesondere durch bzgl. des Leistungsbezugs des Gebläsemotors
gegenphasige Ansteuerung des Leistungsbezugs des Luftbefeuchters
wird die Maximalbelastung eines insgesamt zur Spannungsversorgung
vorgesehenen Netzteils deutlich reduziert. Wie anhand des Graphen
Der Motorstrom wird vorzugsweise so begrenzt, daß die maximal zulässige Netzteilbelastung (ermittelt aus der Historie des Leistungsbezuges) nicht überschirtten wird. In Phasen hohen Motorstrombedarfs werden Verbraucher niedrigerer Priorität abgeschaltet.Of the Motor current is preferably limited so that the maximum allowable power supply load (determined from the history of benefit receipt) is not overrated. In phases high motor power demand, lower priority consumers are switched off.
Sofern seitens der Leistungssteuereinrichtung eine bereits eingetretene hohe thermische Belastung des Netzteils festgestellt wird, ist es möglich, den maximalen Leistungsbezug der redundanten oder teilredundanten elektrischen Komponenten des CPAP-Gerätes zu reduzieren. Lediglich beispielhaft ist hier dargestellt, wie beispielsweise der maximale Leistungsbezug des Luftbefeuchters nach einer anfänglich gestatteten Maximalbelastung reduziert wird (Regelungszyklen Rn+7, Rn+8, Rn+9...).If an already occurred high thermal load of the power supply is determined by the power control device, it is possible to reduce the maximum power reference of the redundant or partially redundant electrical components of the CPAP device. By way of example only, it is shown here how, for example, the maximum power consumption of the humidifier is reduced after an initially permitted maximum load (control cycles R n + 7 , R n + 8 , R n + 9 ...).
Durch diese Maßnahme wird eine weitere Zunahme der thermischen Belastung des Netzteils des CPAP-Gerätes vermieden. Der Graph C3 zeigt deutlich, daß selbst während der Phasen des Maximalleistungsbezugs des Gebläsemotors (Inspirationsphasen) die Belastung des Netzteils nicht zu einer unzulässigen Erhöhung führt.By This measure will further increase the thermal load of the power supply of the CPAP device avoided. Graph C3 clearly shows that even during the phases of maximum power reference the blower motor (Inspiratory phases) the load of the power supply not to one unacceptable increase leads.
In
Das
Netzteil
Für den Fall,
daß durch
die Steuereinrichtung ein Ausfall der externen Spannungsversorgung festgestellt
wird, schaltet diese vorzugsweise das CPAP-Gerät in einen Notbetrieb, bei
welchem eine Spannungsversorgung über die integrierte Akkumulatoranordnung
Durch die erfindungsgemäß erreichte geräteinterne Steuerung wird eine erhebliche Reduzierung der thermischen Belastung der elektrischen Komponenten erreicht. Aufgrund der insgesamt erreichten geringeren Wärmeentwicklung wird es möglich, zusätzliche Schallisolationsmittel im Inneren des CPAP-Gerätes vorzusehen, ohne daß hierbei einzelne elektrische Bauteile unzulässig stark erwärmt werden würden.By achieved according to the invention internal device Control will significantly reduce the thermal load reached the electrical components. Because of the total achieved lower heat development will it be possible additional Provide soundproofing agent inside the CPAP device without this individual electrical components are heated excessively would.
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