EP1221994A2 - Gassammeleinrichtung - Google Patents

Gassammeleinrichtung

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Publication number
EP1221994A2
EP1221994A2 EP00967708A EP00967708A EP1221994A2 EP 1221994 A2 EP1221994 A2 EP 1221994A2 EP 00967708 A EP00967708 A EP 00967708A EP 00967708 A EP00967708 A EP 00967708A EP 1221994 A2 EP1221994 A2 EP 1221994A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
gas
pressure
pump
stage
collecting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP00967708A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Helmut Gerling
Peter Neu
Klemens Thoma
Carsten Pilger
Fridtjof Schucht
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Messer Griesheim GmbH
Original Assignee
Messer Griesheim GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19947450A external-priority patent/DE19947450A1/de
Priority claimed from DE19947449A external-priority patent/DE19947449A1/de
Priority claimed from DE1999147443 external-priority patent/DE19947443A1/de
Priority claimed from DE1999147447 external-priority patent/DE19947447A1/de
Priority claimed from DE1999147444 external-priority patent/DE19947444A1/de
Priority claimed from DE19947453A external-priority patent/DE19947453A1/de
Priority claimed from DE1999159559 external-priority patent/DE19959559A1/de
Priority claimed from DE1999160704 external-priority patent/DE19960704A1/de
Application filed by Messer Griesheim GmbH filed Critical Messer Griesheim GmbH
Publication of EP1221994A2 publication Critical patent/EP1221994A2/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0087—Environmental safety or protection means, e.g. preventing explosion
    • A61M16/009—Removing used or expired gases or anaesthetic vapours
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/22—Carbon dioxide-absorbing devices ; Other means for removing carbon dioxide
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/02—Gases
    • A61M2202/0208—Oxygen
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/03—Gases in liquid phase, e.g. cryogenic liquids

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for collecting gases, in particular moist gases such as the exhaust gases from an anesthetic device.
  • WO 98/18718 describes an apparatus and a method for cleaning
  • EP 0 806 215 A2 describes a device for recovering anesthetic agents such as N 2 0 from the expiratory breathing gas (expiratory gas) and returning it to the patient.
  • the expiratory gas is directly from the patient through a small buffer container, e.g. B. an airbag, and passed through a compressor to a membrane system for the separation of anesthetic, which from there reaches a device for supplying the patient with anesthetic.
  • WO 98/18718 describes a device for the purification and recovery of xenon or other noble gases which are used in anesthesia systems, the exhaled air of the patient being thermally treated and cleaned with the aid of a catalytic reactor.
  • the use of an airbag for gas samples to collect exhaled air from the patient is mentioned.
  • the invention has for its object to provide a simple system and method with which gases, in particular moist gases such as expiratory gases or exhaust gases from anesthesia devices, can be collected for reprocessing, in particular for reprocessing for reprocessing in the gas plant.
  • gases in particular moist gases such as expiratory gases or exhaust gases from anesthesia devices
  • the object was achieved by a device with the features described in claim 1.
  • the device or device according to the invention is used to collect gases, in particular for the recovery of a gas or a gas component or for the disposal of a gas.
  • a recovery or reprocessing of a gas is interesting, for example, for gas mixtures that contain a valuable gas component. That is e.g. B. the case with xenon-containing anesthetic exhaust.
  • Gas to be recovered such as anesthetic exhaust gas, in particular xenon-containing gas, is also referred to below as valuable gas.
  • the anesthetic exhaust gas is usually a moist gas.
  • a device for collecting gas, in particular moist gas or valuable gas is also referred to below as a gas collecting device.
  • the gas collection device is preferably used to compress the gas or exhaust gas (dry or moist), which is particularly advantageous for transport to a reprocessing facility or disposal facility.
  • the gas is converted into a compressed form such as cold-liquefied, cold-solidified or preferably compressed gas.
  • the gas is compressed in one, two or more stages. Different types of compression can be combined, for example compression and cold liquefaction of the gas.
  • the stages in a gas collection device are implemented in one device or in different, separate devices.
  • the gas collecting device essentially consists of at least an efficient connecting part or coupling part, preferably a coupling valve, and at least one gas reservoir.
  • a preferred gas collection device contains a gas pump and at least one gas storage device, usually also a coupling part.
  • the coupling part can be omitted, for example, in the case of a permanently installed gas collection device.
  • the gas collection device contains one or more shut-off elements (gas valves).
  • the coupling part of the gas collection device is part of a connection or coupling device in the gas path and provides a detachable, gas-tight connection to a gas source (e.g. exhaust pipe or exhaust pipe of an anesthesia device; exhaust pipe in a hospital) or to a gas consumer (e.g.
  • the coupling part is used, for example, for a plug connection (e.g. bayonet lock) or screw connection.
  • the coupling part advantageously contains an integrated shut-off element or is preferably arranged spatially closely adjacent to a shut-off element.
  • the shut-off element is usually a gas valve, e.g. B. a manual valve, a solenoid valve, a self-closing valve or a check valve.
  • a quick-closing valve with an integrated shut-off valve is particularly advantageous as a coupling part.
  • B. is available from Swagelok.
  • controllable shut-off elements such as controllable solenoid valves or pneumatic valves are advantageous.
  • the gas collection devices are operated at negative pressure, pressure (atmospheric pressure), at low pressure and / or at high pressure.
  • the gas collection device generally contains no means for drying the gas. Moist or water vapor-saturated valuable gas is therefore preferably collected in a moist manner, in particular suctioned off with moisture, compressed in a moist manner and stored in a moist manner.
  • the gas collection device can consist of several units or stages which are used together in a system or as separate, independent parts at the same time or in a time sequence, the units or stages having different gas quantity collection capacities and / or degrees of gas compression.
  • a gas collection device consists of a first unpressurized gas collection stage (eg stage with gas balloon), a second gas collection stage for compressing the gas to low pressure and a third gas collection stage for compressing the gas to high pressure pressure, the above-mentioned stages being partially or completely separated Devices are present (e.g. first stage individually in one device, second and third stages combined in one device).
  • a gas collection device or a part e.g.
  • a low pressure system usually holds a gas pump (low-pressure pump) and a gas storage (low-pressure storage), for example an evacuated container (for negative pressure), a gas balloon (unpressurized or for slightly positive pressure) or a pressure container (for low pressure) as a gas storage.
  • a gas pump low-pressure pump
  • a gas storage low-pressure storage
  • an evacuated container for negative pressure
  • a gas balloon unpressurized or for slightly positive pressure
  • a pressure container for low pressure
  • the low pressure system generally operates at a pressure in the range from 0.1 to 20 bar absolute, preferably in the range from 0.5 to 20 bar absolute.
  • the filled gas reservoir of the low pressure system generally has a pressure in the range from 1 to 20 bar absolute, preferably 1.1 to 20 bar absolute.
  • the high-pressure system compresses the collected gas to high pressure, which is generally a pressure in the range from 20 bar to 300 bar (absolute), preferably a pressure in the range from 50 bar to 300 bar (absolute).
  • the high pressure system contains at least one gas pump (high pressure pump) and at least one gas reservoir (high pressure reservoir).
  • the high pressure system is advantageously temporarily or permanently connected to a low pressure system.
  • the low-pressure system and the high-pressure system are integrated in one device, where e.g. B. the low pressure system pre-compresses the gas in a gas storage serving as a buffer or buffer tank and in the high pressure system the pre-compressed gas with the help of a high pressure pump z. B. in a serving as a storage container and transport container, preferably replaceable gas storage is transferred to high pressure.
  • Gas storage are chamber-like structure for collecting gas, preferably an Gasberi 'older or a gaseous envelope, especially an airbag or gas balloon.
  • Gas tanks are evacuated or evacuable tanks, unpressurized tanks or pressure tanks (compressed gas tanks).
  • a gas envelope e.g. B. a gas bag or gas balloon
  • a gas envelope for holding gas.
  • Thin-walled plastic containers are also gas casings.
  • the gas-tight container is made from a shell educated.
  • the envelope consists, for. B. from plastic film (including rubber-like materials and elastomers), which can be reinforced and / or coated by fibers or fabrics (z. B. metal coating, plastic or elastomer coating).
  • gas bags or gas balloons are common in the laboratory and are commercially available, e.g. B. Gas bags made of PVF, PVC, polyester or PVC / polyester.
  • the gas bags or gas balloons are usually pressureless with the gas, in particular anesthetic exhaust gas, almost pressureless or with overpressure (e.g. slight overpressure such as a pressure in the range from 1.1 to 2 bar absolute or overpressure in the range from 1.1) up to 10 bar absolute when using appropriately equipped gas casings).
  • the gas envelopes such as gas bags or gas balloons are preferably filled without pressure or almost without pressure.
  • the gas bags or gas balloons generally have a vanishingly small internal volume before use, since the walls of the envelope lie close together.
  • Gas casings, in particular gas bags can be produced, for example, in any size by welding plastic foils.
  • Gas balloons are e.g. B. available as balloons made of rubber, latex or other elastic material.
  • Suitable gas bags or gas balloons are advantageous for collecting the gas.
  • Suitable gas bags or gas balloons generally have a geometric filling volume in the range from 1 to 200 liters, advantageously in the range from 5 to 120 liters, preferably in the range from 10 to 50 liters, in particular in the range from 15 to 50 liters.
  • the pressure container (low-pressure accumulator or high-pressure accumulator) is, for example, a compressed gas container (e.g. a compressed gas bottle) made of steel, stainless steel, aluminum, plastic (e.g. glass fiber reinforced plastic, GRP) or a so-called composite bottle made of metal and plastic (e.g. B. thin-walled metal container reinforced with plastic).
  • a compressed gas container e.g. a compressed gas bottle
  • plastic e.g. glass fiber reinforced plastic, GRP
  • GRP glass fiber reinforced plastic
  • composite bottle made of metal and plastic
  • the pressure vessel of the low pressure system (e.g. a pressure gas bottle or pressure can) generally has a size in the range from 1 to 100 liters (geometric volume), preferably a size from 5 to 20 liters, in particular a size from 5 to 10 liters.
  • the gas e.g. valuable gas
  • the maximum filling pressure of the low-pressure gas storage is usually in the range from 1 to 20 bar (absolute), preferably 5 to 15 bar, particularly preferably 5 to 10 bar.
  • the Druckgasbe ⁇ container is of a size of preferably 2 to 20 liters for today's minimum flow anesthesia designed.
  • the filling capacity is advantageously sufficient for at least one anesthetic (e.g. anesthetic gas consumption 20 l / h, typical anesthetic duration 2 h, results in up to 40 I of valuable gas; filling volume 15 I filling pressure, 5 bar results in a filling quantity of 75 I).
  • the pressure vessel of the high-pressure system (for example a compressed gas bottle) generally has a size in the range from 2 to 200 liters (geometric volume), preferably a size from 5 to 100 liters, in particular a size from 5 to 50 liters.
  • the high pressure accumulator is e.g. B. designed for a filling pressure of 50, 100, 200 or 300 bar.
  • the high-pressure accumulator When recovering gases containing xenon, the high-pressure accumulator generally differs in design and connections from the compressed gas cylinders for pure xenon, so that a mix-up can be avoided.
  • the gas pump is used to convey gas, usually for sucking in and compressing the gas, in particular the valuable gas.
  • a compressed air-operated or electrically operated low-pressure compressor is advantageously used as the gas pump for a low-pressure system.
  • the low pressure compressor consists of a gas compressor, e.g. B. a membrane compressor.
  • Conventional compressors are less suitable due to the high volume in the hospital area, especially in operating rooms, and therefore cannot be used without considerable additional effort for noise insulation.
  • Preferred gas pumps for a low-pressure system are oil-free, usually dry-running piston compressors, in particular with a canned motor, operated with a magnetically coupled motor or with compressed air.
  • Suitable piston compressors have e.g. B. at least 20 liters / minute delivery quantity at 1 bar (absolute), preferably at least 25 liters / minute delivery quantity at 1 bar (absolute), particularly preferably at least 30 liters / minute delivery quantity at 1 bar (absolute), in particular at least 35 liters / minute Delivery quantity at 1 bar (absolute).
  • the gas pump preferably has a sound pressure level of at most 60 dB (A).
  • the gas pump pe preferably works at a nominal pressure of at least 2 bar, particularly preferably of at least 3 bar, in particular of at least 5 bar.
  • Piston compressors offer the additional advantage of being able to be installed in a wide variety of installation positions.
  • it is particularly advantageous to mount the gas pump, in particular the piston compressor, in an upside-down installation position, since this effectively prevents water from accumulating in the gas pump.
  • Small compressors of the "KK15" series from Dürr in 74321 Bietigheim-Bissingen, in particular the "A-038" type, are used as the gas pump for a low-pressure system. These small oil-free compressors are small in size, are resistant to continuous running up to 7 bar pressure and run unusually quietly and have sufficient suction power at the given compression capacity.
  • the well-suited small compressor of the type "A-038" has the following characteristics: 44 liters / minute stroke volume, 38 liters / minute delivery quantity at 0 bar, 7 bar nominal pressure, 57 dB (A) sound pressure level, 270 watts motor power, 1, 3 A Current consumption at 7 bar, motor speed of 1300 revolutions per minute, nominal motor data at 50 Hz, dimensions 255 x 162 x 180 mm (L x W x H) and 6.4 kg weight.
  • high-pressure pumps In a high-pressure stage, conventional gas compressors are suitable as high-pressure pumps with an upstream drying unit, which are described, for example, in "Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 4th Edition, Volume 3: Process Engineering II and Reaction Devices, Chapter: Printing Technology, Verlag Chemie, Weinheim 1973, p. 83 - 98, in particular pp. 87-95 "and to which reference is hereby made.
  • the high-pressure pump is advantageously driven pneumatically, the compressed air coming from its own air compressor or from a large stationary system.
  • electrical drives can also be used as an alternative to high-pressure pumps with a pneumatic drive.
  • Gas pumps that work with as little gas loss as possible are particularly suitable.
  • gas compressors are e.g. B. hermetically gastight piston pumps.
  • a dry-running, fully external come gas-tight piston compressor used which is at least two-stage, preferably three-stage or multi-stage.
  • the piston compressor is usually constructed as a crosshead-type compressor ("dry-running") or as a plunger-type compressor.
  • a plunger type compressor is particularly advantageous because there is no oil in the entire system (oil-less compressors).
  • the multi-stage design e.g. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 stages
  • a piston compressor in particular as a plunger-type compressor, is not a problem in contrast to a diaphragm compressor.
  • the engine is in Usually connected to the hermetically sealed compressor housing by means of a magnetic coupling, whereby extremely high tightness, in particular less than 10 "3 mbar 1 / sec, is achieved. Sucking in at low pressures and compressing into the high pressure range is achieved in particular by using a new modified multi-stage (with two double cylinders) dry-running hermetically sealed piston pump reached. This pump works gas-free, since the leakage through the pistons is fed back to the system. This is only possible with completely sealed pumps. By supplying heat from the outside, especially by a water bath , can be prevented that water in the pump, especially in the compressor (especially in the Compressor chamber and in the crankcase), condensed.
  • the water bath advantageously has a temperature in the range from 50 to 100 ° C., preferably 70 to 95 ° C. and particularly preferably 80 to 95 ° C.
  • This water bath can simultaneously be used for the heat dissipation of the compression heat.
  • this device has the advantage that the noise level caused by the compressor can be significantly reduced. That is, this pump is also suitable for the compression of water vapor-saturated gases. This means that a predrying of the gas is no longer necessary.
  • a simple water separator between the 2nd and 3rd stages is sufficient to remove the water.
  • a dryer for the gas e.g. cartridge ' with molecular sieve or another drying agent
  • Liquid pumps in particular liquid piston pumps
  • a high-pressure pump gas pump in a high-pressure stage or high-pressure system
  • liquid pumps such as Liquid pumps in high-pressure cleaners or liquid pumps for high-pressure liquid chromatography (HPLC), in particular pumps for preparative HPLC
  • HPLC high-pressure liquid chromatography
  • These pumps which are designed to generate pressure in liquids, are constructed differently from gas compressors, since liquids are not compressible like gases. Dead volumes play a major role in liquid pumps, while the compression ratio is decisive in gas compressors.
  • the HPLC pumps are usually piston pumps.
  • Suitable HPLC pumps for the compression of gases are characterized in that the compression ratio in the pump is so high that an at least sufficient gas delivery is guaranteed. It can be assumed that a small compression does not lead to a satisfactory result, since losses (e.g. the heating of the gas) further deteriorate this theoretically calculated size (geometry).
  • a minimum volume, depending on the pump geometry, is necessary because when pumping gases, the pressure that corresponds to the final pressure to which the gas is to be compressed must first be built up. The actual production of the gas only begins with a compression beyond. Experiments with smaller HPLC pump types have shown that real delivery cannot take place, or can only take place to a very limited extent. Preparative HPLC pumps are particularly suitable. B. have a liquid flow rate of 100ml per minute or more.
  • a well-suited preparative HPLC pump is, for example, the "WellChrom Pneumatic Pump K-1900" pump from Knauer, Berlin.
  • This pneumatically driven pump consists of the pump head, which is attached to the drive with 4 screws.
  • An electric drive unit instead of the pneumatic drive is also available.
  • a pneumatic drive is more advantageous for conveying gases than a pump drive with an electric motor.
  • the pump head is available in the sizes 100 ml, 250 ml and 1000 ml (maximum flow rate for liquids per minute, according to the manufacturer).
  • HPLC pump is a double piston pump, the pistons of which are usually operated in parallel.
  • the pistons are advantageously connected in series for gas delivery. In principle can the gas is delivered when the pistons are operated in parallel or in series.
  • HPLC pumps with back-piston flushing are particularly advantageous for gas production.
  • the gas pumps are operated continuously or discontinuously.
  • the gas pumps (low-pressure pump or high-pressure pump) are preferably controlled, in particular sensor-controlled (e.g. by means of pressure, temperature or gas sensors). Z serve as control parameters.
  • An analytical configuration for monitoring xenon-containing anesthetic gas with a mass spectrometer is described in WO 97/20591 (internal designation MG 1970), to which reference is hereby made.
  • the high-pressure pump With a controlled high-pressure pump, for example, when a certain gas pressure in the low-pressure accumulator (intermediate storage) is reached, the high-pressure pump is automatically switched on (e.g. when the low-pressure accumulator is full) and switched off again when the pressure in the low-pressure accumulator is at a minimum.
  • the gas collection device is particularly suitable for connection to the exhaust outlet of a modern anesthesia device, for example to so-called minimal flow anesthesia devices and devices for quantitative anesthesia with a closed gas circuit (closed loop anesthesia devices).
  • a particularly quiet gas pump e.g. oil-free small compressor
  • the particularly quiet liquid piston pump for compressing the anesthetic exhaust gas, preferably at high pressure
  • the gas collection device can thus be coupled directly to the exhaust outlet of the anesthesia device.
  • the gas collection device can be set up separately from the anesthesia machine, coupled via a gas line.
  • the vacuum line in the hospital (e.g. in a house vacuum system) is usually at least partially installed in or on the wall and has connections in the form of wall boxes. To the wall boxes, for. B. freely connected vacuum lines connected.
  • the gas collection device is, for. B. between anesthesia machine and wall socket of the vacuum line, after the wall socket of the vacuum line somewhere in the hospital, for. B. arranged in the basement or after other branches.
  • a preferred gas collection device for coupling to an anesthesia device is described below.
  • Such a gas collection device consists of a device with a low pressure stage (low pressure system) and a high pressure stage (high pressure system).
  • the low-pressure stage contains an oil-free, dry-running piston compressor as a low-pressure pump and a pressure vessel made of stainless steel as a buffer or buffer tank (low-pressure reservoir) with a geometric volume of 10 liters (filling up to 5 bar filling pressure).
  • the high pressure stage is connected to the low pressure accumulator and contains a pre- para tive HPLC liquid pump as a high-pressure pump and as Hochlichspei ⁇ cher for alternately operating two replaceable Druckgasfiaschen made of stainless steel with a geometric volume of 5 liters (filling for example, 50 bar pressure) of.
  • An oil-free small compressor of the "KK15" type "A-038" series from Dürr (Bietigheim-Bissingen / Germany) is used as the low-pressure pump. It has a small size, is durable up to 7 bar pressure and runs quietly.
  • a preparative HPLC pump serves as the high-pressure pump, for example the "WellChrom Pneumatic Pump K-1900" pump from Knauer (Berlin / Germany).
  • the gas collection device is designed to collect moist gases.
  • the low-pressure pump is geometrically arranged above the low-pressure accumulator and the liquid pump.
  • the low-pressure pump is particularly advantageously arranged with the base upward (upside down), so that moisture, in particular water formed, is inevitably removed with the gas.
  • This special arrangement prevents water from collecting in the gas pump.
  • the gas collection device preferably contains no device for draining water.
  • the gas collection device is preferably constructed in such a way that water and moisture are filled with the valuable gas into the high-pressure accumulator of the high-pressure system.
  • a water drain device can be installed in the gas collection device, e.g. B. at the low pressure pump or at the outlet of the low pressure pump. Due to the special, vertical arrangement of the parts in the gas collection device, water can run off permanently, whereby the functioning of the low-pressure pump is not impaired by water accumulation.
  • the gas inlet of the gas collection device is connected to the exhaust outlet of an anesthesia machine such as the "Physioflex" from Dräger (Lübeck), a so-called closed loop anesthesia machine (eg via a hose connection or a permanently installed gas line).
  • the gas collection device can also be integrated into the anesthesia machine.
  • the low pressure system is arranged on the gas inlet side.
  • At the gas inlet there is a preferably controllable gas valve (e.g. solenoid valve).
  • the gas valve is advantageously a three-way valve that works with the Gas line to the gas pump (low pressure pump) and the exhaust gas outlet on the anesthesia machine and an exhaust air or exhaust gas line (disposal line) is connected.
  • the normally closed solenoid valve is then usually arranged in the gas line, which connects the gas collecting device and the exhaust gas outlet of the anesthesia device.
  • the gas line advantageously branches in front of the normally closed solenoid valve. The branch leads to an exhaust gas disposal line and contains the normally open solenoid valve.
  • the low-pressure pump is advantageously coupled to the control of the gas valves, that is to say when the gas valve is opened at the inlet of the low-pressure system, the low-pressure pump is switched on, and closing the gas valve leads to a generally delayed shutdown of the low-pressure pump.
  • a control with a gas sensor e.g. at the exhaust outlet of the anesthesia machine
  • exhaust gas with a low value gas or xenon content e.g. xenon-free air
  • As a threshold or minimum value for xenon-containing exhaust gas z.
  • B. a xenon concentration in the range of 0.1-10% by volume, preferably 5% by volume in the exhaust gas, at which the collection of the exhaust gas begins when it is exceeded or ends when it is undershot.
  • the gas collection devices according to the invention serve in various aspects
  • the gas collection device can be used, in particular, to implement a process for recovering a valuable gas from a gas mixture, in which moist gas mixtures are usually collected on site in storage containers (gas stores) without prior drying, which are then recycled to the gas plant for refilling.
  • This method is suitable for.
  • B. for the collection of moist xenon-containing gases, such as those generated during anesthesia.
  • Other moist gases, such as those generated during electrolysis, are advantageously used with the gas melewed or the process collected. Even small amounts of tro ⁇ ckenen or moist gases, the Gassammei styles offers advantages.
  • the gas collection devices described are suitable for processes for the intermediate storage of hydrogen or oxygen from water electrolysis.
  • the gas collection devices are e.g. B. used in solar power systems with coupled water electrolysis, especially in small and medium-sized systems.
  • Other examples are gas collection devices for processes for the intermediate storage of gases which are to be disposed of (e.g. aggressive or harmful exhaust gases).
  • Fig. 1 shows the diagram of a gas collection device with low pressure system
  • FIG. 2 shows a diagram of a gas collection device with integrated hospital vacuum line.
  • Fig. 3 shows a diagram of the construction of a double-stage piston one to
  • Fig. 4 shows a diagram of a gas collecting device with a temperature-controlled gas pump with two cylinders, each with two stages.
  • FIG. 5 shows a diagram of a gas collecting device with a temperature-controllable one
  • FIG. 6 shows a diagram of a gas collecting device with a temperature-controllable one
  • Gas pump with two single-stage cylinders. 7 shows a schematic example of a gas collection device with a gas envelope as a gas store on an anesthesia machine.
  • FIG. 8 shows a schematic example of a gas collection device with two interchangeable units with a gas envelope.
  • FIG. 9 shows a schematic example of a gas collection device with a gas envelope with a sensor, control unit and self-closing coupling elements.
  • the example of a gas collection device shown in FIG. 1 (usually in a hospital) is used to collect xenon-containing exhaust gas from an anesthesia device for the recovery of xenon in the gas plant.
  • the gas shown Collecting device consists of a low-pressure system and a high-pressure system (dash-dot line between them).
  • the gas collection device contains the parts anesthesia exhaust valve 1, flow sensor 2, pressure sensors 3, 10, 14, 16, 19, 22 and 26, gas sensor 4 (analyzer), pressure relief valve 5, exhaust air or stationary suction 6, three-way valve 7, drying unit 8, C0 2 -Absorber 9, drive units 11 and 21 (e.g.
  • the low pressure system is preferably decoupled from the high pressure system during the exhaust gas collection operation and is docked to the high pressure system (high pressure unit, high pressure part) for emptying the low pressure accumulator 17 (e.g. the low pressure unit is located on a mobile unit and is brought to the high pressure unit and there it is shaped and non-positive and possibly electrically connected).
  • the high pressure unit receives the signal to start via the pressure indicator 19 (Pl 5).
  • the high-pressure unit is then put into operation and conveys the gas from the low-pressure accumulator 17 into the high-pressure accumulator 29 or 30. Since xenon is a gas with the critical temperature at 16.59 ° C., it must be ensured that the storage container 29, 30 does not a temperature below the critical temperature.
  • the system automatically switches to a second high-pressure accumulator (e.g. from 29 to 30) and shows visually that the high-pressure accumulator is full and must be replaced.
  • the filled high pressure accumulator e.g. 29
  • the removed, filled high-pressure accumulator is transported to the gas works for the treatment of the collected gas and for the recovery of the xenon gas contained.
  • Changing the high-pressure accumulators 29, 30 is advantageously facilitated by an automatic quick-connect coupling 23, 27, and this also increases safety.
  • the quick connector 23, 27 opens when connected and closes automatically when the storage container 29, 30 is removed.
  • Sieabgase for use for collecting moist gases, in particular moist AnITAhe ⁇ that Gassammei dressed shown in Fig. 1 will be modified advantageously, besides the drying unit 8 and the C0 2 absorber omitted 9-pressure pump as a low 12 is preferably a Kolbenkompresser as an oil-free Small compressor of the series "KK15", type "A-038", from Dürr (Bietigheim-Bissingen / Germany) as high pressure pump 21, a liquid piston pump, e.g. B. a pump for preparative HPLC such as the pump "WellChrom Pneumatic Pump K-1900" from Knauer (Berlin / Germany).
  • the gas feeders 17, 29 and 30 are preferably made of stainless steel.
  • High pressure systems are used as separate units or as combined units in one device.
  • the diagram in FIG. 2 shows an example of a technical arrangement of the gas collecting device 39, which the vacuum line usually existing in the hospital (e.g. free-laid vacuum line 32, gas line 37 and, for example, a section of the tightly-sealed hospital vacuum line 38) uses. Dashed lines represent control lines (lines to the controller).
  • the controller 40 is shown as an independent unit. The control or parts of the control can also be arranged in the anesthesia device 31 or in the gas collection device 39.
  • Three solenoid valves 33 are installed in series in the respective connecting line. These valves are preferably open when de-energized so as not to impede the gas extraction at any time, even in the event of a fault.
  • a branching of the gas line 37 in the direction of the gas collecting device 39 is installed between the first and second valve 33, 34 and is partitioned off by a fourth solenoid valve 36, which is preferably closed when de-energized in order to protect the gas compression 39 from the negative pressure line in an emergency.
  • the pressure measuring device 41 has the task of monitoring the pressure upstream of the gas collecting device 39 in order to be a parameter for controlling the recovery unit.
  • a direct signal for collecting can also be processed.
  • Pressure measuring devices 42 and 43 are a safety device in order to prevent a malfunction of the system from indicating to the control system when the setpoint values are exceeded, and the latter reacting with the corresponding safety circuits.
  • This safety circuit means that an optical or additional short acoustic signal is given and the valves are operated without current.
  • the hospital vacuum line 38 thus takes over the removal of the gas.
  • the gas collection device 39 is connected to the hospital vacuum line 38, where under certain circumstances after separation of impurities in the gas to be collected, the respective impurities are transported away via the vacuum line 38.
  • the cylinder 51 shown in FIG. 3 is part of a gas pump.
  • the cylinder 51 has two stages for gas compression.
  • the cross section of the cylinder in the area of the first stage is larger than the cross section of the cylinder in the area of the second stage.
  • the cylinder 51 contains a gas inlet opening 52 and a gas outlet opening 53 in the region of the first stage.
  • the cylinder contains a gas inlet opening 54 and a gas outlet opening 55 in the region of the second stage.
  • the gas outlet opening 53 of the first stage and the gas inlet opening 54 of the second stage are connected to a gas line 60 (pressure line) connected.
  • Check valves 57, 58 and 59 are arranged outside the cylinder.
  • the piston 56 has a head part with a larger cross section and a lower part with a smaller cross section, corresponding to the regions for the first and second stage in the cylinder.
  • a pump with two cylinders, each with two stages is used.
  • the first cylinder contains the first stage 61 and the second stage 62
  • the second cylinder contains the third stage 63 and the fourth stage 64.
  • the stages 61, 62, 63 and 64 are chosen so that the maximum adiabatic compression temperatures 250 ° C. must not be exceeded (e.g.
  • stage 61 1st level, cylinder diameter 4 cm
  • level 62 2nd level, 3.4 cm (ring piston) (for a "normal” piston this would be 2.1 cm for the 2nd Stage)
  • stage 64, 4th stage, 1, 04 cm (ring piston) for a "normal” piston this would be 0.6 cm for the 4th stage) for one stroke 3.2 cm).
  • the specified diameters for the stages 62 and 64 correspond to those of an annular piston, ie the actual diameter for "normal” pistons would be much smaller.
  • the gas is compressed at a pressure of 0.5-0.7 bar abs. via the compression in the 1st stage (stage 61) up to a pressure of approx. 1.8-2.8 bar.
  • the pressure is compressed to approx. 6.5 - 8.0 bar.
  • the 3rd stage (stage 63) to 28-35 bar and in the 4th stage (stage 64) up to 120 bar.
  • a buffer tank 65 is arranged in the inlet of the compressor (before stage 61).
  • the buffer tank is usually a tank, but can also be a line piece with an enlarged inner cross section.
  • This buffer tank 65 is designed so that its volume corresponds to at least 120 times the line and dead space volume of the compressor after the second stage. This is necessary because when the compression process is stopped, the compression pressure must be released so that the compressor can start again.
  • the buffer takes up the complete amount of gas.
  • the gas collection device contains a check valve 69 at the gas inlet. Between the buffer tank 65 and after the exit from stage 64, a bypass gas line with a shutoff valve 70 is advantageously arranged. Gas is compressed by the pump and the gas is pumped via the check valve 71 and three-way valve 72 into the compressed gas container (high pressure accumulator) 67 or 68.
  • the pressure gas containers 67 and 68 are advantageously equipped with pressure measuring devices 73 and 74.
  • a pump with three cylinders is used.
  • the pressure can be increased to 500 bar by means of a third cylinder with a double stage (stages 75 and 76).
  • stages 75 and 76 As the stages for the pressure increase the 5th (level 75) and 6th level (level 76) would now become very small in proportion to their compression.
  • This can be elegantly avoided with the double piston, in that the 5th stage (stage 75) is the same size or between the diameter of the 3rd and 4th stage (stage 63 and 64) and the 6 stage (stage 76) is larger in diameter than that 4th stage (stage 64) is between 4 and 6th stage, depending on the compression ratio.
  • the 5th stage is actually a buffer.
  • a pressure-maintaining valve 77 is arranged between the 5th and 6th stages. It is thereby achieved that the pressure is first released from the 4th stage into the 5th stage and is only released by the pressure holding valve 77 into the 6th stage (stage 76) when the pressure in the 5th stage (stage 75 ) corresponds to the 4th level (level 64). Due to the construction of the double piston (see Fig. 3), the compression space can be made very small.
  • the gas pump itself is built as a unit with a canned motor or with a magnetic coupling. This makes the system hermetically sealed to the outside. Leakage losses only occur in the crankcase via the piston surfaces. By connecting the crankcase to the 1st stage, the leakage losses are fed back into the system.
  • the high value of xenon means that xenon is to be recovered as fully as possible from the exhaust gas from anesthesia.
  • the locally installed suction systems usually have a suction pressure of 0.2 bar abs. That means that the pressure in the ventilation circuit drops when the suction valve is open, for example to 2 mbar above atmospheric pressure, and if the differential pressure valve is set to 2 mbar, air flows into the suction with one and the ventilation circuit is no longer suctioned off.
  • these systems can be realized by combining pumps. However, this has the disadvantage that different pumps with one Large number of individual parts and controls must be used.
  • the compressor pistons become very small due to the low suction power. The result of this is that either the suction is no longer sufficient at the required pressures or the use of larger pistons no longer pumps into the high pressure range.
  • a single-stage double cylinder is used as an alternative to the two-stage double cylinder.
  • the advantage of this variant is that it is possible to use gaskets that are common today and available on the market and that only new cylinders and cylinder housings have to be specially manufactured.
  • the compression takes place here first in an intermediate container 87 with a volume of preferably 10 l.
  • This container is brought to a pressure of 5 to 10 bar, preferably 7 bar.
  • the input three-way valve 78 is automatically switched over and the intermediate container 87 is converted into another intermediate container 88 except for one within 1 to 30 seconds, preferably 8 seconds Residual pressure from 1 to 6 bar, preferably up to 2 bar, emptied.
  • the valve for feeding from the first intermediate container is closed and the valve for feeding from the second intermediate container is opened and compressed into the collecting container 67 or 68.
  • the collection container is available at least twice and is automatically switched over when the filling pressure is reached (e.g. from 67 to 68). Temperature monitoring ensures that only the critical temperature of xenon is filled in order to prevent the tank from overfilling due to the liquefaction of xenon below the critical temperature and above the critical pressure.
  • the gas collection unit 91 shown in FIG. 7 consists of a gas storage unit 92 and a gas delivery unit 93, which are connected to the coupling parts 97a and 97b via the coupling element 97.
  • the gas storage unit 92 comprises the parts of the gas envelope 95 (e.g. gas bag or gas balloon), a shut-off element 96 (e.g. controllable solenoid valve) and an optional coupling part 97a.
  • the shut-off element 96 is advantageously integrated in the coupling part 97a, for. B. with a self-closing valve with coupling function.
  • the gas collection unit 91 or the gas delivery unit 93 are connected, for example, to an anesthesia device 31 via the coupling element 100 (for example at the exhaust gas outlet).
  • the gas storage unit 92 advantageously contains a check valve (not shown).
  • the gas collection unit 91 shown in FIG. 8 is connected to two interchangeable gas storage units.
  • the gas collection can be switched to another gas storage unit.
  • a three-way valve 103 in particular a controllable three-way valve, is advantageously arranged in front of the gas pump 98 (low-pressure pump), by means of which the exhaust gas from the anesthesia device 31 is optionally directed to the gas storage unit or an exhaust gas extraction line 104 in the hospital.
  • the gas pump 98 low-pressure pump
  • the gas collection unit shown in FIG. 9 contains coupling parts 97a and 100a, in which shut-off elements are integrated.
  • Such coupling parts are, for example, self-closing valves with coupling function, e.g. B. a quick-closing valve with integrated shut-off valve, available from the company.
  • Swagelok A sensor 101 is arranged in the gas storage unit with gas envelope 95 and coupling part 97a. The sensor is advantageously used to monitor the filling state of the gas envelope 95 and in particular to trigger a signal when the gas envelope 95 is full or to trigger an alarm when the gas envelope 95 is threatened with overfilling.
  • the individual functions such as pump operation and, if applicable, valve functions are advantageously controlled by the control unit 102.
  • the control unit 102 is connected here to the sensor 101 (eg pressure sensor and / or flow sensor) via control lines (dashed lines).
  • the sensor 101 can alternatively or additionally in the gas delivery unit 93, for. B. at the outlet of the gas pump 98. Two or more sensors are advantageously used.

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Abstract

Die Einrichtung zum Sammeln von Gas enthält mindestens eine Gaspumpe (12, 20, 98) und mindestens einen Gasspeicher (17). Die Einrichtung besteht vorzugsweise aus einem Niederdrucksystem und einem Hochdrucksystem und ist für feuchte Gase ausgelegt. Die Einrichtung dient beispielsweise zum Sammeln von Anästhesieabgas, das Xenonenthält, für eine Wiedergewinnung des enthaltenen Xenons.

Description

Gassammeieinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Sammeln von Gasen, insbesondere von feuchten Gasen wie den Abgasen eines Anästhesiegerä- tes.
Die Verwendung von Xenon als Narkosegas ist seit langem bekannt. Die breite Anwendung von Xenon bei der Narkose scheiterte bisher am hohen Preis des Xenon.
DE 37 12 598 A1 (Siemens) beschreibt ein Inhalations-Anästhesiegerät mit einem Reservoir für ein Anästhetikum wie Xenon. Das Exspirationsgas (Ausatmungsgas) des Patienten wird nach Herausfilterung von Wasserdampf und Kohlendioxid direkt oder über einen Kompressor zu dem Reservoir geleitet und von dort zum Pa- tienten zurückgeführt.
DE 44 11 533 C1 (Georgieff et al.) beschreibt ein Narkosegerät mit einer Rückgewinnungsanlage für Xenon. In der Rückgewinnungsanlage wird das Exspirationsgas nach einer Vorreinigung komprimiert und in einen Druckbehälter eingeleitet, welcher in eine Kühlvorrichtung aufgenommen ist. Über die Kühlvorrichtung wird der Druckbehälter so weit abgekühlt, daß das rückgewonnene Xenon sich verflüssigt. Das Xenon aus dem Exspirationsgas wird also in flüssigem Zustand in einem Druckbehälter gesammelt und von dort zum Patienten zurückgeführt.
WO 98/18718 beschreibt eine Apparatur und ein Verfahren zur Reinigung und
Rückführung von Xenon in Anästhesiesystemen, wobei das Xenon nach der Reinigung verflüssigt in einem kryogenen Behälter gesammelt wird und von dort zum Patienten zurückgeführt.
DE 196 35 002 A1 (interne Bezeichnung MG 1999) beschreibt ein Verfahren zur Online-Rückgewinnung von Xenon aus Narkosegas, wobei das exspiratorische Atemgas mit einer Kühlfläche in Kontakt gebracht wird, die sich auf einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes der abzutrennenden Komponente befindet. Das Xenon wird hierbei ausgefroren und die Verunreinigungen über das Kopfgas durch Anlegen eines Vakuums abgezogen.
EP 0 806 215 A2 beschreibt eine Vorrichtung zur Rückgewinnung von Anästhesiemittel wie N20 aus dem exspiratorische Atemgas (Exspirationsgas) und Rück- führung zum Patienten. Das Exspirationsgas wird direkt vom Patienten über einen kleinen Pufferbehälter, z. B. einem Gassack, und über einen Kompressor zu einer Membrananlage zur Abtrennung von Anästhesiemittel geleitet, das von dort zu einem Gerät für die Versorgung des Patienten mit Anästhesiemittel gelangt.
WO 98/18718 beschreibt eine Vorrichtung für die Reinigung und Rückgewinnung von Xenon oder anderen Edelgasen, die in Anästhesiesystemen verwendet werden, wobei die ausgeatmete Luft des Patienten mit Hilfe eines katalytischen Reaktors thermisch behandelt und gereinigt wird. Es wird die Verwendung eines Gassackes für Gasproben zum Sammeln von ausgeatmeter Luft des Patienten erwähnt.
Die genannten Systeme und Verfahren sind Bestandteil eines Anästhesiesystems und dienen einer direkten Rückführung des Xenons zum Patienten während der Anästhesie. Die Systeme und Verfahren sind apparativ sehr aufwendig. Die in der Regel feuchten Gase müssen für die Verarbeitung getrocknet werden.
In der Gasetechnik war es bisher äußerst schwierig ein feuchtes Gas mit einem geeigneten Kompressor zu verdichten. Um Korrosion auszuschließen ist das Gas bisher durch einen geeigneten, zusätzlichen Trocknungsschritt vorbehandelt wor- den. Bei der Verdichtung feuchter Gase besteht das zusätzliche Problem, daß sich durch Kondensation ein Wasserreservoir in dem Kompressor bildet. Ausblasen des Wassers aus dem Kompressor kommt bei dem Sammeln wertvoller Gase nicht in Bet acht.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches System und Verfahren zu schaffen, womit Gase, insbesondere feuchte Gase wie exspiratorische Gase oder Abgase aus Anästhesiegeräten, zur Wiederaufbereitung, insbesondere zur Wiederaufbereitung zur Wiederaufbereitung im Gasewerk, gesammelt werden können. Gelöst wurde die Aufgabe durch eine Einrichtung mit den in Anspruch 1 beschriebenen Merkmalen.
Die Einrichtung oder Vorrichtung gemäß der Erfindung dient zum Sammeln von Gasen insbesondere für eine Wiedergewinnung eines Gases oder einer Gaskomponente oder für eine Entsorgung eines Gases. Eine Wiedergewinnung oder Wiederaufbereitung eines Gases ist beispielsweise bei Gasgemischen interessant, die eine wertvolle Gaskomponente enthalten. Das ist z. B. bei Xenon- haltigem Anästhesieabgas der Fall. Wiederzugewinnendes Gas wie Anästhesieabgas, insbesondere Xenon-haltiges Gas, wird im folgenden auch als Wertgas bezeichnet. Das Anästhesieabgas ist in der Regel ein feuchtes Gas. Eine Vorrichtung zum Sammeln von Gas, insbesondere von feuchtem Gas oder Wertgas, wird im folgenden auch als Gassammeieinrichtung bezeichnet.
Die Gassammeieinrichtung dient vorzugsweise einer Verdichtung des Gases oder Abgases (trocken oder feucht), was insbesondere für einen Transport zu einer Wiederaufbereitungsaniage oder Entsorgungsanlage vorteilhaft ist. In der Gas- sammeleinrichtung wird das Gas in eine verdichtete Form wie kälteverfiüssigtes, kälteverfestigtes oder vorzugsweise komprimiertes Gas überführt. Die Verdichtung des Gases erfolgt in einer, zwei oder mehreren Stufen. Es können verschiedene Arten der Verdichtung kombiniert werden, beispielsweise eine Komprimierung und eine Kälteverflüssigung des Gases. Die Stufen in einer Gassammeieinrichtung werden in einer Vorrichtung oder verschiedenen, getrennten Vorrichtungen reali- siert.
Die Gassammeieinrichtung besteht im einfachsten Fall im wesentlichen aus mindestens effiem Anschlußteil oder Kopplungsteil, vorzugsweise einem Kopplungsventil, und mindestens einem Gasspeicher. Eine bevorzugte Gassammeleinrich- tung enthält eine Gaspumpe und mindestens einen Gasspeicher, in der Regel auch ein Kopplungsteil. Das Kopplungsteil kann beispielsweise bei einer fest installierten Gassammeieinrichtung entfallen. Im allgemeinen enthält die Gassammeieinrichtung ein oder mehrere Absperrelemente (Gasventile). Das Kopplungsteil der Gassammeieinrichtung ist Teil einer Verbindungs- oder Kupplungseinrichtung im Gasweg und stellt eine lösbare, gasdichte Verbindung zu einer Gasquelle (z. B. Abgasstutzen oder Abgasleitung eines Anästhesiegerätes; Abgasleitung in einem Krankenhaus) oder zu einem Gasabnehmer (z. B. eine weitere Gassammeieinrichtung zur weiteren Verdichtung des Wertgases, insbesondere ein Hochdrucksystem) her. Das Kopplungsteil dient beispielsweise zur Steckverbindung (z. B. Bajonettverschluß) oder Schraubverbindung. Das Kopplungsteil enthält vorteilhaft ein integriertes Absperrelement oder ist vorzugsweise räumlich eng benachbart zu einem Absperrelement angeordnet. Das Absperrele- ment ist in der Regel ein Gasventil, z. B. ein Handventil, ein Magnetventil, ein selbstschließendes Ventil oder ein Rückschlagventil. Als Kopplungsteil ist ein Schnellschlußventil mit integriertem Absperrventil besonders vorteilhaft, das z. B. bei der Firma Swagelok erhältlich ist. In vielen Fällen sind steuerbare Absperrelemente wie steuerbare Magnetventile oder Pneumatikventile vorteilhaft.
Die Gassammeieinrichtungen werden bei Unterdruck, druckios (Atmosphärendruck), bei Niederdruck und/oder bei Hochdruck betrieben. Die Gassammeieinrichtung enthält in der Regel keine Mittel zum Trocknen des Gases. Feuchtes oder wasserdampfgesättigtes Wertgas wird also vorzugsweise feucht gesammelt, ins- besondere feucht abgesaugt, feucht komprimiert und feucht gespeichert.
Die Gassammeieinrichtung kann aus mehreren Einheiten oder Stufen bestehen, die zusammen in einer Anlage oder als getrennte, eigenständige Teile gleichzeitig oder in einer zeitlichen Abfolge eingesetzt werden, wobei die Einheiten oder Stu- fen unterschiedliche Gasmengensammelkapazitäten und/oder Gasverdichtungsgrade aufweisen. Beispielsweise besteht eine Gassammeieinrichtung aus einer ersten drucklosen Gassammeistufe (z. B. Stufe mit Gasballon), einer zweiten Gassammeistufe zur Verdichtung des Gases auf Niederdruck und einer dritten Gassammeistufe zur Verdichtung des Gases auf Hochdruckdruck, wobei die ge- nannten Stufen teilweise oder vollständig in getrennten Vorrichtungen vorliegen (z. B. erste Stufe einzeln in einer Vorrichtung, zweite und dritte Stufe in einer Vorrichtung kombiniert). Eine Gassammeieinrichtung oder ein Teil (z. B. eine Stufe) einer Gassammeieinrichtung, die bei Unterdruck, drucklos oder bei Niederdruck arbeiten, werden als Niederdrucksystem bezeichnet. Ein Niederdrucksystem ent- hält eine in der Regel eine Gaspumpe (Niederdruckpumpe) und einen Gasspeicher (Niederdruckspeicher), beispielsweise einen evakuierten Behälter (für Unterdruck), einen Gasballon (drucklos oder für leichten Überdruck) oder einen Druckbehälter (für Niederdruck) als Gasspeicher.
Das Niederdrucksystem arbeitet im allgemeinen bei einem Druck im Bereich von 0,1 bis 20 bar absolut, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 bar absolut. Der gefüllte Gasspeicher des Niederdrucksystems weist im allgemeinen einen Druck im Bereich von 1 bis 20 bar absolut, vorzugsweise 1 ,1 bis 20 bar absolut, auf.
Das Hochdrucksystem (Hochdruckstufe oder Hochdruckeinheit) verdichtet das gesammelte Gas auf Hochdruck, das ist im allgemeinen ein Druck im Bereich o- berhalb von 20 bar bis 300 bar (absolut), vorzugsweise ein Druck im Bereich von 50 bar bis 300 bar (absolut). Das Hochdrucksystem enthält mindestens eine Gas- pumpe (Hochdruckpumpe) und mindestens einen Gasspeicher (Hochdruckspeicher).
Das Hochdrucksystem ist vorteilhaft mit einem Niederdrucksystem zeitweise oder ständig verbunden. In vielen Fällen, beispielsweise bei begrenztem Raumangebot, werden Niederdrucksystem und Hochdrucksystem in einem Gerät integriert, wo z. B. das Niederdrucksystem in einem als Zwischenspeicher oder Pufferbehälter dienenden Gasspeicher das Gas vorverdichtet und in dem Hochdrucksystem das vorverdichtete Gas mit Hilfe einer Hochdruckpumpe z. B. in einen als Speicherbehälter und Transportbehälter dienenden, vorzugsweise auswechselbaren Gas- Speicher bis auf Hochdruck überführt wird.
Gasspeicher sind kammerartige Gebilde zum Sammeln von Gas, vorzugsweise ein Gasberi'älter oder eine Gashülle, insbesondere ein Gassack oder Gasballon. Gasbehälter sind evakuierte oder evakuierbare Behälter, drucklose Behälter oder Druckbehälter (Druckgasbehälter).
Eine Gashülle, z. B. ein Gassack oder Gasballon, ist ein vorzugsweise flexibles, gasdichtes Behältnis zur Aufnahme von Gas. Dünnwandige Kunststoffbehälter sind ebenso Gashüllen. In der Regel wird das gasdichte Behältnis aus einer Hülle gebildet. Die Hülle besteht z. B. aus Kunststofffolie (auch gummiartige Materialien und Elastomere), die durch Fasern oder Gewebe verstärkt und/oder beschichtet (z. B. Metallbeschichtung, Kunststoff- oder Elastomerbeschichtung) sein kann. Für die Gewinnung von Gasproben sind Gassäcke oder Gasballons im Laborbereich gebräuchlich und sind kommerziell erhältlich, z. B. Gassäcke aus PVF, PVC, Polyester oder PVC/Polyester. Die Gassäcke oder Gasballons werden mit dem Gas, insbesondere Anästhesieabgas, in der Regel drucklos, nahezu drucklos oder mit Überdruck (z. B. leichtem Überdruck wie ein Druck im Bereich von 1 ,1 bis 2 bar absolut oder Überdruck im Bereich von 1 ,1 bis 10 bar absolut bei Einsatz entspre- chend ausgestatteter Gashüllen) gefüllt. Die Gashüllen wie Gassäcke oder Gasballons werden bevorzugt drucklos oder nahezu drucklos befüllt. Die Gassäcke oder Gasballons haben vor dem Gebrauch im allgemeinen ein verschwindend geringes Innenvolumen, da die Wände der Hülle dicht zusammenliegen. Gashüllen, insbesondere Gassäcke, können beispielsweise in beliebiger Größe durch Verschweißen von Kunststofffoiie hergestellt werden. Gasballons sind z. B. als Ballons aus Gummi, Latex oder anderem elastischen Material erhältlich. Zweioder mehrwandige Gassäcke oder Gasballons sind zum Sammeln des Gases vorteilhaft. Geeignete Gassäcke oder Gasballons haben in der Regel ein geometrisches Füllvolumen im Bereich von 1 bis 200 Liter, vorteilhaft im Bereich von 5 bis 120 Liter, vorzugsweise im Bereich von 10 bis 50 Liter, insbesondere im Bereich von 15 bis 50 Liter.
Der Druckbehälter (Niederdruckspeicher oder Hochdruckspeicher) ist beispielsweise ein Druckgasbehälter (z. B. eine Druckgasflasche) aus Stahl, Edelstahl, A- luminium, Kunststoff (z. B. glasfaserverstärkter Kunststoff, GFK) oder eine sogenannte Kompositflasche aus Metall und Kunststoff (z. B. dünnwandiger Metallbehälter mit Kunststoff verstärkt).
Der Druckbehälter des Niederdrucksystems (z. B. eine Druckgasflasche oder Druckdose) hat in der Regel eine Größe im Bereich von 1 bis 100 Liter (geometrisches Volumen), vorzugsweise eine Größe von 5 bis 20 Liter, insbesondere eine Größe von 5 bis 10 Liter. Das Gas (z. B. Wertgas) wird hier zur Zwischenspeiche- rung auf Niederdruck verdichtet. Der maximale Fülldruck des Niederdruckgasspeichers (Zwischenspeicher) liegt in der Regel im Bereich von 1 bis 20 bar (absolut), vorzugsweise 5 bis 15 bar, besonders bevorzugt 5 bis 10 bar. Der Druckgasbe¬ hälter ist mit einer Größe von vorzugsweise 2 bis 20 Liter für die heutige Minimal- flow-Narkose ausgelegt. Die Füllkapazität reicht vorteilhaft für mindestens eine Narkose aus (z.B. Narkosegasverbrauch 20 l/h, typische Narkosedauer 2 h, ergibt bis zu 40 I an Wertgas ; Füllvolumen 15 I Fülldruck, 5 bar ergibt eine Füllmenge von 75 I).
Der Druckbehälter des Hochdrucksystems (z. B. eine Druckgasflasche) hat in der Regel eine Größe im Bereich von 2 bis 200 Liter (geometrisches Volumen), vor- zugsweise eine Größe von 5 bis 100 Liter, insbesondere eine Größe von 5 bis 50 Liter. Der Hochdruckspeicher ist z. B. für einen Fülldruck von 50, 100, 200 oder 300 bar ausgelegt. Bei der Wiedergewinnung von Xenon-haltigen Gasen unterscheidet sich der Hochdruckspeicher in der Regel in Gestaltung und Anschlüssen von den Druckgasflaschen für reines Xenon, damit eine Verwechslung ausge- schlössen werden kann.
Die Gaspumpe dient zum Fördern von Gas, in der Regel zum Ansaugen und Komprimieren des Gases, insbesondere des Wertgases.
Als Gaspumpe für ein Niederdrucksystem wird vorteilhaft ein druckluftbetriebener oder elektrisch betriebener Niederdruckkompressor eingesetzt. Der Niederdruckkompressor besteht aus einem Gasverdichter, z. B. einem Membranverdichter. Herkömmliche Kompressoren sind aufgrund der hohen Lautstärke im Krankenhausbereich, insbesondere in OP-Räumen, weniger geeignet und damit nicht oh- ne erheblichen Zusatzaufwand für die Lärmdämmung einsetzbar.
Bevorzugte Gaspumpen für ein Niederdrucksystem sind ölfreie, in der Regel trockenlaufende Kolbenkompressoren, insbesondere mit Spaltrohrmotor, mit magnetgekuppeltem Motor oder mit Druckluft betrieben. Geeignete Kolbenkompresso- ren haben z. B. mindestens 20 Liter/Minute Liefermenge bei 1 bar (absolut), vorzugsweise mindestens 25 Liter/Minute Liefermenge bei 1 bar (absolut), besonders bevorzugt mindestens 30 Liter/Minute Liefermenge bei 1 bar (absolut), insbesondere mindestens 35 Liter/Minute Liefermenge bei 1 bar (absolut). Die Gaspumpe weist vorzugsweise einen Schalldruckpegel von maximal 60 dB (A). Die Gaspum- pe arbeitet vorzugsweise bei einem Nenndruck von mindestens 2 bar, besonders bevorzugt von mindestens 3 bar, insbesondere von mindestens 5 bar.
Kolbenkompressoren bieten den zusätzlichen Vorteil, in den verschiedensten Ein- baulagen montiert werden zu können. Bei Einsatz feuchter Gase ist besonders vorteilhaft die Gaspumpe, insbesondere den Kolbenkompressor, in kopfstehender Einbaulage zu montieren, da dadurch eine Wasseransammlung in der Gaspumpe wirkungsvoll vermieden werden kann.
Als Gaspumpe für ein Niederdrucksystem werden beispielsweise Kleinkompressoren der Baureihe "KK15" der Firma Dürr in 74321 Bietigheim-Bissingen, insbesondere der Typ "A-038", eingesetzt. Diese ölfreien Kleinkompressoren haben eine geringe Abmessung, sind dauerlauffest bis 7 bar Druck und laufen ungewöhnlich leise und verfügen über eine ausreichende Saugleistung bei der gege- benen Kompressionsleistung. Der gut geeignete Kleinkompressor des Typs "A- 038" weist folgende Kenndaten auf: 44 Liter/Minute Hubvolumen, 38 Liter/Minute Liefermenge bei 0 bar, 7 bar Nenndruck, 57 dB (A) Schalldruckpegel, 270 Watt Motorleistung, 1 ,3 A Stromaufnahme bei 7 bar, Motordrehzahl von 1300 Umdrehungen pro Minute, Nenndaten des Motors bei 50 Hz, Abmessungen 255 x 162 x 180 mm (L x B x H) und 6,4 kg Gewicht.
In einer Hochdruckstufe sind bei vorgeschalteter Trockeneinheit übliche Gaskompressoren als Hochdruckpumpe geeignet, welche beispielsweise in "Ullmanns En- cyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage, Band 3: Verfahrenstechnik II und Reaktionsapparate, Kapitel: Drucktechnik, Verlag Chemie, Weinheim 1973, S. 83- 98, insbesondere S. 87-95" beschrieben sind und worauf hiermit Bezug genommen wird. Die Hochdruckpumpe wird vorteilhaft pneumatisch angetrieben, wobei die Druckluft von einem eigenen Luftkompressor oder von einer stationären Großanlage stammt. Alternativ zu Hochdruckpumpen mit pneumatischem Antrieb kön- nen auch elektrische Antriebe eingesetzt werden.
Besonders geeignet sind Gaspumpen (Hochdruckpumpen), die möglichst gasverlustfrei arbeiten. Solche Gaskompressoren sind z. B. hermetisch gasdichte Kolbenpumpen. Besonders vorteilhaft wird ein trockenlaufender, nach außen voll- kommen gasdichter Kolbenkompressor eingesetzt, der mindestens zweistufig, vorzugsweise dreistufig oder mehrstufig aufgebaut ist. Der Kolbenkompressor ist in der Regel als Verdichter in Kreuzkopfbauweise ("Trockenläufer") oder als Verdichter in Tauchkolbenbauweise aufgebaut. Ein Verdichter in Tauchkolbenbau- weise ist besonders vorteilhaft, da sich im ganzen System kein Öl befindet (öllose Kompressoren). Die mehrstufige Auslegung (z. B. 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10 Stufen) eines Kolbenkompressors, insbesondere als Verdichter in Tauchkolbenbauweise, stellt im Gegensatz zu einem Membrankompressor kein Problem dar. Der Motor ist in der Regel über eine Magnetkupplung an das hermetisch dichte Verdichtergehäuse angeschlossen, wodurch eine extrem hohe Dichtigkeit, insbesondere weniger als 10"3 mbar 1/ sec, erreicht wird. Bei geringen Drücken anzusaugen und bis in den hohen Druckbereich zu verdichten wird insbesondere durch den Einsatz einer neuen modifizierten mehrstufigen (mit zwei Doppelzylindem) trockenlaufenden hermetisch gekapselten Kolbenpumpe erreicht. Diese Pumpe arbeitet gasverlustfrei, da die Leckagen über die Kolben dem System wieder zugeführt werden. Dies ist nur möglich bei vollkommen gekapselten Pumpen. Durch eine Wärmezuführung von außen, insbesondere durch ein Wasserbad, kann verhindert werden, daß Wasser in der Pumpe, insbesondere im Verdichter (hier vor allem im Verdichterraum und im Kurbelgehäuse), auskondensiert. Das Wasser- bad hat vorteilhaft eine Temperatur im Bereich von 50 bis 100° C, bevorzugt 70 bis 95° C und besonders bevorzugt 80 bis 95° C. Dieses Wasserbad kann gleichzeitig für die Wärmeabfuhr der Kompressionswärme genutzt werden. Zusätzlich hat diese Einrichtung den Vorteil, daß der Geräuschpegel, bedingt durch den Verdichter, deutlich reduziert werden kann. D. h. diese Pumpe ist auch geeignet für die Verdichtung von wasserdampfgesättigten Gasen. D.h. eine Vortrocknung des Gases ist nicht mehr erforderlich. Ein einfacher Wasserabscheider zwischen der 2 und 3. Stufe reicht aus um das Wasser zu entfernen. Ein Trockner für das Gas (z. B. Patrone' mit Molsieb oder einem anderen Trocknungsmittel) kann dann entfallen.
Als Hochdruckpumpe (Gaspumpe in Hochdruckstufe oder Hochdrucksystem) zur Verdichtung von Gasen oder Gasgemischen, insbesondere feuchten Gasen, erwiesen sich Flüssigkeitspumpen, insbesondere Flüssigkeitskolbenpumpen, als am besten geeignet. Zur Verdichtung von Gasen werden Fiüssigkeitspumpen wie Flüssigkeitspumpen in Hochdruckreinigern oder Flüssigkeitspumpen für die Hochdruckflüssigkeitschromatographie (HPLC), insbesondere Pumpen für die präparative HPLC, vorteilhaft eingesetzt. Diese Pumpen, die für die Druckerzeugung bei Flüssigkeiten konstruiert sind, werden anders konstruiert als Gaskom- pressoren, da Flüssigkeiten nicht wie Gase kompressibel sind. Bei Flüssigkeitspumpen spielen Totvolumina eine große Rolle, während bei Gaskompressoren das Verdichtungsverhältnis maßgeblich ist. Die HPLC-Pumpen sind in der Regel Kolbenpumpen.
Geeignete HPLC-Pumpen für die Komprimierung von Gasen sind dadurch charakterisiert, daß das Verdichtungsverhältnis in der Pumpe so hoch ist, das eine zumindest ausreichende Gasförderung gewährleistet wird. Es ist davon auszugehen, daß eine kleine Verdichtung zu keinem befriedigendem Ergebnis führt, da Verluste (z. B. die Erwärmung des Gases) diese theoretisch berechnete Größe (Geometrie) weiter verschlechtern. Ein Mindestvolumen, je nach Pumpengeometrie, ist erforderlich, da bei der Förderung von Gasen zunächst der Druck aufgebaut werden muß, der dem Enddruck entspricht, auf den das Gas komprimiert werden soll. Erst bei einer Kompression darüber hinaus beginnt die eigentliche Förderung des Gases. Versuche mit kleineren HPLC-Pumpentypen haben ge- zeigt, daß hier eine echte Förderung nicht, oder nur sehr eingeschränkt stattfinden kann. Besonders geeignet sind präparative HPLC-Pumpen, die z. B. eine Flüssigkeitsförderleistung von 100ml pro Minute oder mehr haben. Eine gut geeignete präparative HPLC-Pumpe ist beispielsweise die Pumpe "WellChrom Pneumatic Pump K-1900" der Firma Knauer, Berlin. Diese pneumatisch angetriebene Pumpe besteht aus dem Pumpenkopf, der mit 4 Schrauben am Antrieb befestigt ist. Eine elektrische Antriebseinheit anstelle des Pneumatikantriebs ist ebenfalls erhältlich. Ein Pneumatikantrieb ist zur Förderung von Gasen vorteilhafter als ein Pumpenantrieb mif Elektromotor. Der Pumpenkopf ist in den Größen 100 ml, 250 ml und 1000 ml (maximale Durchflußmenge für Flüssigkeiten pro Minute, laut Hersteller) erhältlich. Technische Angaben sind beschrieben in der Bedienungsanleitung
"WellChrom Pneumatic Pump K-1900, User Manual V7017, Release Date 04/99" der Firma Knauer, worauf hiermit Bezug genommen wird. Diese HPLC-Pumpe ist eine Doppelkolbenpumpe, deren Kolben üblicherweise parallel betrieben werden. Zur Gasförderung werden die Kolben vorteilhaft seriell verschaltet. Prinzipiell kann die Gasförderung bei parallelem oder seriellem Betrieb der Kolben erfolgen. HPLC-Pumpen mit Hinterkolbenspülung sind besonders vorteilhaft für die Gasförderung.
Die Gaspumpen (Niederdruckpumpe, Hochdruckpumpe) werden kontinuierlich oder diskontinuierlich betrieben. Die Gaspumpen (Niederdruckpumpe oder Hochdruckpumpe) sind vorzugsweise gesteuert, insbesondere sensorgesteuert (z. B. mittels Druck-, Temperatur- oder Gassensor). Als Steuerparameter dienen z. B. Abgasmenge und/oder Abgaszusammensetzung (z. B. in der Abgasleitung an ei- nem Anästhesiegerät). Gesteuert wird z. B. die Niederdruckpumpe, in der Regel zusammen mit einem steuerbaren Ventil am Eingang der Gassammeieinrichtung, vorteilhaft durch ein Einschaltsignal von einem Anästhesiegerät, einem Gassensor oder durch eine Analytikeinheit, z. B. Massenspektrometer oder einem einfachen Wärmeleitfähigkeitsdetektor. Eine analytische Konfiguration zur Überwachung von Xenon-haltigem Narkosegas mit einem Massenspektrometer wird in WO 97/20591 (interne Bezeichnung MG 1970) beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird.
Bei einer gesteuerten Hochdruckpumpe wird beispielsweise bei Erreichen eines bestimmten Gasdruckes im Niederdruckspeicher (Zwischenspeicher) die Hochdruckpumpe automatisch eingeschaltet (z. B. bei gefülltem Niederdruckspeicher) und bei einem minimalen Druckwert im Niederdruckspeicher wieder ausgeschaltet werden.
Mit Hochdruckpumpen lassen sich sehr hohe Drücke erreichen. Bei einem Xenon- haltigen Gasgemisch als Abgas müssen bei der Verdichtung folgende Sicherheitsaspekte beachtet werden.
Bei dem Sammeln von Xenon-haltigen Gasen, insbesondere bei Fülldrücken o- berhalb von 58,4 bar, ist zu beachten, daß Xenon eine kritischen Temperatur von 16,59 °C und einen kritischen Druck von 58,4 bar aufweist, und daher diese Gase nicht unterhalb dieser kritischen Temperatur in einen Druckbehälter überführt werden dürfen, um eine Verflüssigung des Xenons und damit verbunden eine gefährliche Überfüllung des Druckbehälters zu vermeiden. Hohe Fülldrücke sind aber anzustreben, um den Aufwand für Flaschenwechsel, Transport und Verluste möglichst gering zu halten.
Die Gassammeieinrichtung eignet sich insbesondere zum Anschluß an den Ab- gasausgang eines modernen Anästhesiegerätes, zum Beispiel an sogenannte Minimal flow-Anästhesiegeräte und Geräte für die quantitative Anästhesie mit geschlossenem Gaskreislauf (Closed Loop Anästhesiegeräte). Durch den Einsatz einer besonders leisen Gaspumpe (z. B. öifreier Kleinkompressor) zum Ansaugen und Vorverdichten des Anästhesieabgases und der besonders leisen Flüssig- keitskolbenpumpe zur Verdichtung des Anästhesieabgases vorzugsweise auf Hochdruck und bei einem kompakten Aufbau ist es möglich, die Gassammeieinrichtung mit dem Anästhesiegerät im Operationssaal aufzustellen. Die Gassammeieinrichtung kann somit direkt mit dem Abgasausgang des Anästhesiegerätes gekoppelt werden. Alternativ kann die Gassammeieinrichtung örtlich getrennt vom Anästhesiegerät, über eine Gasleitung gekoppelt, aufgestellt werden. Vorteilhaft wird eine der im Krankenhaus üblicherweise vorhandenen Leitungen, insbesondere frei verlegte, fest installierte oder teilweise fest installierte Leitungen wie die Unterdruckleitung (Vakuumleitung) oder die Narkosegasfortleitung genutzt. Die Unterdruckleitung im Krankenhaus (z. B. bei einer Hausunterdruckanlage) ist in der Regel zumindest teilweise in oder an der Wand verlegt und verfügt über Anschlüsse in Form von Wanddosen. An die Wanddosen werden z. B. frei verlegte Unterdruckleitungen angeschlossen. Die Gassammeieinrichtung wird z. B. zwischen Anästhesiegerät und Wanddose der Unterdruckleitung, nach der Wanddose der Unterdruckleitung irgendwo im Krankenhaus, z. B. im Keller oder nach an- deren Verzweigungen angeordnet.
Im folgenden wird eine bevorzugte Gassammeieinrichtung zur Kopplung an ein Anästhesiegerät beschrieben. Eine solche Gassammeieinrichtung besteht aus einem Gerät mit einer Niederdruckstufe (Niederdrucksystem) und einer Hoch- druckstufe (Hochdrucksystem). Die Niederdruckstufe enthält einen ölfreien, trockenlaufenden Kolbenkompressor als Niederdruckpumpe und einen Druckbehälter aus Edelstahl als Zwischenspeicher oder Pufferbehäiter (Niederdruckspeicher) mit einem geometrischen Volumen von 10 Litern (Füllung bis 5 bar Füildruck). Die Hochdruckstufe ist mit dem Niederdruckspeicher verbunden und enthält eine prä- parative HPLC-Flüssigkeitspumpe als Hochdruckpumpe und als Hochdruckspei¬ cher für einen wechselweisen Betrieb zwei auswechselbare Druckgasfiaschen aus Edelstahl mit einem geometrischen Volumen von 5 Litern (Füllung z.B. 50 bar Fülldruck). Als Niederdruckpumpe wird ein ölfreier Kleinkompressor der Baureihe "KK15", Typ "A-038", der Firma Dürr (Bietigheim-Bissingen / Deutschland) eingesetzt, der eine geringe Abmessung aufweist, dauerlauffest bis 7 bar Druck ist und leise läuft. Als Hochdruckpumpe dient eine präparative HPLC-Pumpe, beispielsweise die Pumpe "WellChrom Pneumatic Pump K-1900" der Firma Knauer (Berlin / Deutschland).
Die Gassammeieinrichtung ist zum Sammeln von feuchten Gasen ausgelegt. Die Niederdruckpumpe ist geometrisch über dem Niederdruckspeicher und der Flüs- sigkeitskoibenpumpe angeordnet. Die Niederdruckpumpe wird besonders vorteilhaft mit der Standfläche nach oben (kopfstehend) angeordnet, so daß Feuchtig- keit, insbesondere gebildetes Wasser, zwangsläufig mit dem Gas abgeführt wird. Durch diese besondere Anordnung wird verhindert, daß sich Wasser in der Gaspumpe sammeln kann. Zur Vermeidung von Gasverlusten enthält die Gassammeieinrichtung vorzugsweise keine Einrichtung zum Ablassen von Wasser. Die Gassammeieinrichtung ist vorzugsweise so aufgebaut, daß Wasser und Feuchtig- keit mit dem Wertgas in den Hochdruckspeicher des Hochdrucksystems abgefüllt werden. Optional, aber weniger günstig, kann in die Gassammeieinrichtung eine Wasserablaß-Einrichtung eingebaut werden, z. B. an der Niederdruckpumpe oder am Ausgang der Niederdruckpumpe. Durch die spezielle, vertikale Anordnung der Teile in der Gassammeieinrichtung kann somit Wasser permanent ablaufen, wo- bei die Funktionsweise der Niederdruckpumpe nicht durch eine Wasseransammlung beeinträchtigt wird.
Der Gaseingang der Gassammeieinrichtung wird mit dem Abgasausgang eines Anästhesiegerätes wie dem "Physioflex" von Dräger (Lübeck), einem sogenann- ten Closed Loop Anästhesiegerät, verbunden (z. B. über eine Schlauchverbindung oder fest installierte Gasleitung). Die Gassammeieinrichtung kann auch in das Anästhesiegerät integriert werden. Gaseingangsseitig ist das Niederdrucksystem angeordnet. Am Gaseingang befindet sich ein vorzugsweise steuerbares Gasventil (z. B. Magnetventil). Das Gasventil ist vorteilhaft ein Dreiwegeventil, das mit der Gasleitung zur Gaspumpe (Niederdruckpumpe) und dem Abgasausgang am A- nästhesiegerät und einer Abluft- oder Abgasleitung (Entsorgungsleitung) verbunden ist. Vorteilhaft ist auch die Verwendung zweier 2-Wege-Ventile, insbesondere einem stromlos geschlossenen Magnetventil und einem stromlos offenen Magnet- ventil. Das stromlos geschlossene Magnetventil ist dann in der Regel in der Gasleitung, die Gassammeieinrichtung und Abgasausgang des Anästhesiegerätes verbindet, angeordnet. Die Gasleitung verzweigt sich vorteilhaft vor dem stromlos geschlossenen Magnetventil. Die Verzweigung führt zu einer Abgasentsorgungsleitung und enthält das stromlos offene Magnetventil. Durch diese Anordnung kann das Abgas eines Anästhesiegerätes wahlweise in die Gassammeieinrichtung oder zu einer Abgasentsorgungsleitung (z. B. Abluftleitung oder Abzug) geführt werden. Die Niederdruckpumpe ist vorteilhaft mit der Steuerung der Gasventile gekoppelt, das heißt bei Öffnung des Gasventile am Eingang des Niederdrucksystems wird die Niederdruckpumpe eingeschaltet, Schließen des Gasventiies führt zu einer in der Regel zeitlich verzögerten Abschaltung der Niederdruckpumpe. Falls gewünscht, wird durch eine Steuerung mit einem Gassensor (z. B. am Abgasausgang des Anästhesiegerätes) erreicht, daß Abgas mit geringem Wertgas- oder Xenon-Gehalt (z.B. Xenon-freie Luft) nicht mitangesaugt und gesammelt wird. Damit verringert sich das notwendige Gasspeichervolumen und der Nachreinigungsaufwand. Als Schwellenwert oder Mindestwert bei Xenon-haltigem Abgas dient z. B. eine Xenonkonzentration im Bereich von 0,1 -10 Vol.-% , vorzugsweise 5 Vol-% im Abgas, bei der bei Überschreitung das Sammeln des Abgases beginnt oder bei Unterschreitung beendet wird.
Die Gassammeieinrichtungen gemäß der Erfindung dienen in verschiedenen
Verfahren zur Speicherung oder Zwischenspeicherung eines Gases, insbesondere eines feuchten Gases oder Gasgemisches. Mit der Gassammeieinrichtung läßt sich insbesondere ein Verfahren der Wiedergewinnung eines Wertgases aus einem Gasgemisch verwirklichen, bei dem feuchte Gasgemische vorort in Spei- cherbehältern (Gasspeichern) in der Regel ohne vorherige Trocknung gesammelt werden, die nach der Befüllung zum Gasewerk zur Wiederaufbereitung gebracht werden. Dieses Verfahren eignet sich z. B. zum Sammeln von feuchten Xenon- haltigen Gasen, wie sie bei der Anästhesie anfallen. Andere feuchte Gase, wie sie beispielsweise bei der Elektrolyse entstehen, werden vorteilhaft mit der Gassam- meleinrichtung bzw. den Verfahren gesammelt. Auch bei kleinen Mengen von tro¬ ckenen oder feuchten Gasen bietet die Gassammeieinrichtung Vorteile. Beispielsweise eignen sich die beschriebenen Gassammeieinrichtungen für Verfahren zur Zwischenspeicherung von Wasserstoff oder Sauerstoff aus der Wasserelektrolyse. Die Gassammeieinrichtungen werden z. B. bei Solarstromanlagen mit gekoppelter Wasserelektrolyse, insbesondere bei kleinen und mittleren Anlagen, eingesetzt. Andere Beispiele sind Gassammeieinrichtungen für Verfahren zur Zwischenspeicherung von Gasen, die entsorgt werden sollen (z. B. aggressive oder gesundheitsschädliche Abgase).
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert.
Fig. 1 zeigt das Schema einer Gassammeieinrichtung mit Niederdrucksystem und
Hochdrucksystem. Fig. 2 zeigt ein Schema einer Gassammeieinrichtung mit integrierter Krankenhaus-Unterdruckleitung.
Fig. 3 zeigt ein Schema des Aufbaus eines doppelstufigen Kolbens einer zur
Temperierung bevorzugten Gaspumpe.
Fig. 4 zeigt ein Schema einer Gassammeieinrichtung mit einer temperierbaren Gaspumpe mit zwei Zylindern mit je zwei Stufen.
Fig. 5 zeigt ein Schema einer Gassammeieinrichtung mit einer temperierbaren
Gaspumpe mit drei Zylindern mit je zwei Stufen.
Fig. 6 zeigt ein Schema einer Gassammeieinrichtung mit einer temperierbaren
Gaspumpe mit zwei einstufigen Zylindern. Fig. 7 zeigt ein schematisches Beispiel einer Gassammeieinrichtung mit Gashülle als Gasspeicher an einem Anästhesiegerät.
Fig. 8 zeigt ein schematisches Beispiel einer Gassammeieinrichtung mit zwei austauschbaren Einheiten mit Gashülle.
Fig. 9 zeigt ein schematisches Beispiel einer Gassammeieinrichtung mit Gashülle mit Sensor, Steuereinheit und selbstschließenden Kopplungselementen.
Das in Fig. 1 gezeigte Beispiel einer Gassammeieinrichtung (in der Regel im Krankenhaus) dient zum Sammeln von Xenon-haltigem Abgas eines Anästhesiegerätes für eine Wiedergewinnung von Xenon im Gasewerk. Die gezeigte Gas- Sammeleinrichtung besteht aus einem Niederdrucksystem und einem Hochdrucksystem (dazwischen Strich-Punkt-Linie). Die Gassammeieinrichtung enthält die Teile Anästhesieabgasventil 1 , Durchflußsensor 2, Drucksensoren 3, 10, 14, 16, 19, 22 und 26, Gassensor 4 (Analysator), Überdruckventil 5, Abluft bzw. stationäre Absaugung 6, Dreiwegeventil 7, Trockeneinheit 8, C02-Absorber 9, Antriebseinheiten 11 und 21 (z. B. druckluftbetrieben), Niederdruckpumpe 12, Druckausgleichsventil 13, Rückschlagventil 15, Pufferbehälter 17 (Niederdruckspeicher), Abbiasventil 18, Hochdruckpumpe 20, Schnellanschlußadapter 23 und 27 mit integriertem Ventil, Temperaturmeßgeräte 24 und 28, automatisches Dreiwegeum- schaltventil 25 und die Speicherbehälter 29 und 30 (Hochdruckspeicher, z. B.
Druckgasflasche). Das Niederdrucksystem ist vorzugsweise während des Abgassammelbetriebes vom Hochdrucksystem abgekoppelt und wird zur Entleerung des Niederdruckspeichers 17 an das Hochdrucksystem (Hochdruckeinheit, Hochdruckteil) angedockt (z. B. befindet sich die Niederdruckeinheit auf einer mobilen Einheit und wird zu der Hochdruckeinheit gebracht und dort form- und kraftschlüssig und gegebenenfalls elektrisch verbunden). Über den Druckanzeiger 19 (Pl 5 ) erhält die Hochdruckeinheit das Signal zum Starten. Daraufhin wird die Hochdruckeinheit in Betrieb gesetzt und fördert das Gas aus dem Niederdruckspeicher 17 in die Hochdruckspeicher 29 oder 30. Da Xenon ein Gas ist mit der kritischen Temperatur bei 16,59° C, muß sichergestellt werden, daß die Speicherbehälter 29, 30 nicht bei einer Temperatur unterhalb der kritischen Temperatur gefüllt werden. Dies wird durch eine Temperaturmessung überwacht und abgesichert. Bei Erreichen des zulässigen Fülldrucks wird automatisch auf einen zweiten Hochdruckspeicher (z. B. von 29 auf 30) umgeschaltet und optisch angezeigt, daß der Hochdruckspeicher gefüllt ist und gewechselt werden muß. Der gefüllte Hochdruckspeicher (z. B. 29) wird gegen einen leeren Hochdruckspeicher ausgetauscht. Der entnommene, gefüllte Hochdruckspeicher wird zum Gasewerk zur Aufbereitühg des gesammelten Gases und zur Wiedergewinnung des enthaltenen Xenon-Gases transportiert.
Das Wechseln der Hochdruckspeicher 29, 30 wird vorteilhaft durch eine automatische Schnellanschlußkupplung 23, 27 erleichtert, außerdem wird dadurch die Sicherheit erhöht. Die Schnellanschlußkupplung 23, 27 öffnet sich beim Anschluß und schließt sich beim Entnehmen des Speicherbehälters 29, 30 automatisch. Für den Einsatz zum Sammeln feuchter Gase, insbesondere feuchter Anästhe¬ sieabgase, wird die in Fig. 1 gezeigte Gassammeieinrichtung vorteilhaft modifiziert, dabei entfallen die Trockeneinheit 8 und der C02-Absorber 9. Als Nieder- druckpumpe 12 wird vorzugsweise ein Kolbenkompresser wie ein ölfreier Kleinkompressor der Baureihe "KK15", Typ "A-038", der Firma Dürr (Bietigheim- Bissingen / Deutschland) als Hochdruckpumpe 21 eine Flüssigkeitskolbenpumpe, z. B. eine Pumpe für die präparative HPLC wie die Pumpe "WellChrom Pneumatic Pump K-1900" der Firma Knauer (Berlin / Deutschland) eingesetzt. Die Gasspei- eher 17, 29 und 30 sind vorzugsweise aus Edelstahl. Niederdrucksystem und
Hochdrucksystem werden als getrennte Einheiten oder als in einem Gerät kombinierte Einheiten eingesetzt.
Das Schema in Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer technischen Anordnung der Gas- Sammeleinrichtung 39, die die im Krankenhaus üblicherweise bestehende Unterdruckleitung (z. B. freiverlegte Unterdruckleitung 32, Gasleitung 37 und z. B. ein Teilstück der festveriegten Krankenhaus-Unterdruckleitung 38) nutzt. Gestrichelte Linien stellen Steuerleitungen (Leitungen zur Steuerung) dar. Die Steuerung 40 wird als eigenständige Einheit dargestellt. Die Steuerung oder Teile der Steuerung können aber auch im Anästhesiegerät 31 oder in der Gassammeieinrichtung 39 angeordnet sein.
In die jeweilige Anschlußleitung werden drei Magnetventile 33 (optional), 34 und 35 (optional) in Reihe eingebaut. Diese Ventile sind vorzugsweise stromlos offen, um jederzeit, auch bei einer Störung, die Absaugung des Gases nicht zu behindern. Zwischen dem ersten und zweiten Ventil 33, 34, ist eine Verzweigung der Gasleitung 37 in Richtung der Gassammeieinrichtung 39 eingebaut und durch ein viertes Magnetventil 36 abgeschottet, das vorzugsweise stromlos geschlossen ist, um im Notfall die Gaskompression 39 vor der Unterdruckleitung zu schützen. Zu- sätzlich gibt es drei Druckmesseinrichtungen bzw. Drucksensoren 41 , 42 und 43, die über die Steuerleitungen mit der Steuerung 40 verbunden sind. Druckmesseinrichtung 41 hat die Aufgabe den Druck vor der Gassammeieinrichtung 39 zu ü- berwachen, um ein Parameter für die Steuerung der Rückgewinnungseinheit zu sein. Optional kann auch ein direktes Signal zum Sammeln verarbeitet werden. Druckmesseinrichtung 42 und 43 sind eine Sicherheitseinrichtung um zu verhindern, daß bei Übertretung von eingestellten Sollwerten eine Störung des Systems der Steuerung anzeigt und diese mit den entsprechenden Sicherheitsschaltungen reagiert. Diese Sicherheitsschaltung beinhaltet, daß ein optisches oder zusätzli- ches kurzes akustisches Signal gegeben wird und die Ventile stromlos gefahren werden. Damit übernimmt die Krankenhausunterdruckleitung 38 den Abtransport des Gases.
Optional ist die Gassammeieinrichtung 39 mit der Krankenhausunterdruckleitung 38 verbunden, wo u.U. nach einer Abtrennung von Verunreinigungen in dem zu sammelnden Gas die jeweiligen Verunreinigungen über die Unterdruckleitung 38 abtransportiert werden.
Der in Fig. 3 gezeigte Zylinder 51 ist Teil einer Gaspumpe. Der Zylinder 51 weist zwei Stufen zur Gasverdichtung auf. Der Querschnitt des Zylinders im Bereich der ersten Stufe ist größer als der Querschnitt des Zylinders im Bereich der zweiten Stufe. Der Zylinder 51 enthält im Bereich der ersten Stufe eine Gaseintrittsöffnung 52 und eine Gasaustrittsöffnung 53. Der Zylinder enthält im Bereich der zweiten Stufe eine Gaseintrittsöffnung 54 und eine Gasaustrittsöffnung 55. Gasaustritts- Öffnung 53 der ersten Stufe und Gaseintrittsöffnung 54 der zweiten Stufe sind mit einer Gasleitung 60 (Druckleitung) verbunden. Außerhalb des Zylinders sind die Rückschlagventile 57, 58 und 59 angeordnet. Der Kolben 56 weist ein Kopfteil mit größerem Querschnitt und ein unteres Teil mit kleinerem Querschnitt auf, entsprechend den Bereichen für erste und zweite Stufe im Zylinder.
In der in Fig. 4 gezeigten Gassammeieinrichtung wird eine Pumpe mit zwei Zylindern mit je zwei Stufen (siehe Fig. 3) eingesetzt. Der erste Zylinder enthält die erste Stufe 61 und die zweite Stufe 62, der zweite Zylinder enthält die dritte Stufe 63 und die vierte Stufe 64. Die Stufen 61 , 62, 63 und 64 sind dabei so gewählt, daß die maximalen adiabatischen Verdichtungstemperaturen 250 °C nicht überschritten werden (z. B. Stufe 61 , 1. Stufe, Zylinderdurchmesser 4 cm; Stufe 62, 2. Stufe, 3,4 cm (Ringkolben) (bei einem „normalen" Kolben wären dies 2,1 cm für die 2. Stufe); Stufe 63 ,3. Stufe, 1 ,2 cm; Stufe 64, 4. Stufe, 1 ,04 cm (Ringkolben) (bei einem „normalen" Kolben wären dies 0,6 cm für die 4. Stufe) bei einem Hub von 3,2 cm). Die angegeben Durchmesser für die Stufen 62 und 64 entsprechen denen eines Ringkolbens, d. h. der tatsächliche Durchmesser für „normale" Kolben wäre viel kleiner.
Erst durch die Kombination des Doppelkolbens (Fig. 3) ist es möglich, mit herkömmlichen Bauteilen einen Verdichter für kleine Liefermengen und für hohe Druckbereiche zu bauen.
Die Verdichtung des Gases erfolgt bei einem Druck von 0,5-0,7 bar abs. über die Verdichtung in der 1. Stufe (Stufe 61) bis zu einem Druck von ca. 1 ,8- 2,8 bar. In der 2. Stufe (Stufe 62) wird auf einen Druck von ca. 6,5 - 8,0 bar verdichtet. In der 3. Stufe (Stufe 63) auf 28-35 bar und in der 4. Stufe (Stufe 64) auf bis 120 bar.
Die Kolben der beiden Zylinder werden über den Antrieb 66 angetrieben. Im Eingang des Verdichters (vor Stufe 61) ist ein Pufferbehälter 65 angeordnet. Der Pufferbehälter ist in der Regel ein Behälter, kann aber auch ein Leitungsstück mit vergrößertem inneren Querschnitt sein. Dieser Pufferbehälter 65 ist so ausgelegt, daß sein Volumen mindestens dem 120-fachen des Leitungs- und Totraumvolumens des Verdichters nach der 2. Stufe entspricht. Dies ist deshalb erforderlich, da beim Abstellen des Verdichtungsvorgangs der Verdichtungsdruck entspannt werden muß, damit der Verdichter wieder anfahren kann. Der Puffer nimmt hierbei die komplette Menge an Gas auf.
Die Gassammeieinrichtung enthält am Gaseingang ein Rückschlagventil 69. Zwi- sehen Pufferbehälter 65 und nach dem Ausgang von Stufe 64 ist vorteilhaft eine Bypass-Gasleitung mit Absperrventil 70 angeordnet. Von der Pumpe wird Gas verdichtet und das Gas über das Rückschlagventil 71 und Dreiwegeventil 72 in die Druckgasbehälter (Hochdruckspeicher) 67 oder 68 gepumpt. Die Druckgasbehälter 67 und 68 sind vorteilhaft mit Druckmeßgeräten 73 und 74 ausgerüstet.
In der in Fig. 5 gezeigten Gassammeieinrichtung (der dem Rückschlagventil 71 folgende Teil entspricht Fig. 4) wird eine Pumpe mit drei Zylindern eingesetzt. Durch einen weiteren, dritten Zylinder mit einer Doppelstufe (Stufe 75 und 76) kann der Druck auf 500 bar erhöht werden. Da die Stufen für die Druckerhöhung im Verhältnis ihrer Verdichtung kleiner gemacht werden müssen, würde die 5. (Stufe 75) und 6. Stufe (Stufe 76) jetzt sehr klein werden. Dies kann mit dem Doppelkolben elegant umgangen werden, indem die 5. Stufe (Stufe 75) genauso groß oder zwischen dem Durchmesser der 3 und 4. Stufe (Stufe 63 und 64) liegt und die 6 Stufe (Stufe 76) im Durchmesser größer als die 4. Stufe (Stufe 64) liegt, entsprechend dem Verdichtungsverhältnis zwischen 4 und 6. Stufe. D.h. die 5. Stufe ist eigentlich ein Puffer. Zwischen der 5. und 6. Stufe ist ein Druckhalteventil 77 angeordnet. Dadurch wird erreicht, daß zwar zunächst der Druck aus der 4. Stufe in die 5. Stufe entspannt wird und durch das Druckhalteventil 77 erst in die 6. Stufe (Stufe 76) freigegeben wird, wenn der Druck in der 5. Stufe (Stufe 75) dem der 4. Stufe (Stufe 64) entspricht. Durch die Konstruktion des Doppelkolbens (siehe Fig. 3) kann der Verdichtungsraum sehr klein ausgebildet werden.
Die Gaspumpe selbst ist als eine Einheit aufgebaut mit Spaltrohrmotor oder mit einer Magnetkupplung. Damit ist das System nach außen hermetisch dicht. Leckageverluste treten nur über die Kolbenflächen nach innen in das Kurbelgehäuse auf. Durch eine Verbindung vom Kurbelgehäuse mit der 1. Stufe werden die Leckageverluste dem System wieder zugeführt. Bei der Gassammelanlage kommt es aufgrund des hohen Wertes von Xenon auf eine möglichst hundertprozentige Rückgewinnung von Xenon aus dem Abgas aus der Anästhesie an.
Bei einem Anästhesiegerät muß grundsätzlich sichergestellt sein, daß der Patient genügend Sauerstoff erhält und der Beatmungskreislauf nicht leer gesaugt oder einem zu hohen Druck ausgesetzt wird.
Dies wird durch ein einfaches Prinzip erreicht, das darin besteht, daß vor die Absaugung eine feste Drossel in Kombination mit einem Differenzdruckventii eingebaut wird. "Die örtlich installierten Absaugsysteme weisen heute üblich einen Saugdruck von 0,2 bar abs. auf. D.h. fällt der Druck im Beatmungskreislauf bei geöffnetem Absaugventil z.B. auf 2 mbar über dem Atmosphärendruck ab und ist das Differenzdruckventii auf 2 mbar eingestellt so strömt Luft in die Absaugung mit ein und der Beatmungskreislauf wird nicht mehr abgesaugt. Wie schon erwähnt, lassen sich durch Kombination von Pumpen diese Systeme realisieren. Dies jedoch hat den Nachteil, daß unterschiedliche Pumpen mit einer Vielzahl von Einzelteilen und Steuerungen eingesetzt werden müssen. Außerdem werden bei herkömmlichen Pumpen die Verdichterkolben, bedingt durch die geringen Saugleistungen, sehr klein. Dies führt dazu, daß entweder bei den geforderten Drücken nicht mehr genug angesaugt wird oder bei Einsatz größerer Kol- ben nicht mehr in den hohen Druckbereich gepumpt wird.
Bei der Gassammeieinrichtung in Fig. 6 wird alternativ zum zweistufigen Doppel- zylinder ein einstufiger Doppelzylinder eingesetzt. Der Vorteil dieser Variante ist der, daß man hier heute übliche und auf dem Markt erhältliche Dichtungen einset- zen kann und speziell nur neue Zylinder und Zylindergehäuse anfertigen muß. Die Verdichtung erfolgt hier zunächst in einen Zwischenbehälter 87 mit einem Volumen von vorzugsweise 10 1. Dieser Behälter wird auf einen Druck von 5 bis 10 bar, vorzugsweise 7 bar, gebracht. Wenn der Behälter 87 diesen Druck erreicht hat oder wenn nicht mehr abgesaugt werden muß, wird automatisch das Ein- gangsdreiwegeventil 78 umgeschaltet und es wird innerhalb von 1 bis 30 Sekunden, vorzugsweise von 8 Sekunden, der Zwischenbehälter 87 in einen weiteren Zwischenbehälter 88 bis auf einen Restdruck von 1 bis 6 bar, vorzugsweise bis auf 2 bar, entleert. Hat der erste Zwischenbehälter 87 den Druck von 2 bar erreicht und ist der Druck im zweiten Zwischenbehälter 88 auf größer 8,5 bar ange- stiegen, wird das Ventil zur Einspeisung aus dem 1. Zwischenbehälter geschlossen und das Ventil zur Einspeisung aus dem zweiten Zwischenbehälter geöffnet und in den Sammelbehälter 67 oder 68 verdichtet. Der Sammelbehälter ist mindestens zweifach vorhanden, und wird bei Erreichen des Fülldruckes automatisch umgeschaltet (z. B. von 67 auf 68). Über eine Temperaturüberwachung wird si- chergestellt, daß nur über der kritischen Temperatur von Xenon gefüllt wird, um eine Überfüllung des Behälters zu verhindern, bedingt durch die Verflüssigung von Xenon unterhalb der kritischen Temperatur und oberhalb des kritischen Druckes.
Die in Fig. 7 gezeigte Gassammeieinheit 91 besteht aus Gasspeichereinheit 92 und Gasfördereinheit 93, die über das Koppelelement 97 mit den Kopplungsteilen 97a und 97b verbunden sind. Die Gasspeichereinheit 92 umfaßt die Teile Gashülle 95 (z. B. Gassack oder Gasballon), ein Absperrelement 96 (z. B. steuerbares Magnetventil) und ein optionales Koppelteil 97a. Das Absperrelement 96 ist vorteilhaft in Koppelteil 97a integriert, z. B. bei einem selbstverschließenden Ventil mit Koppelfunktion. Die Gassammeieinheit 91 bzw. die Gasfördereinheit 93 sind beispielsweise über das Koppelelement 100 mit einem Anästhesiegerät 31 verbunden (z. B. am Abgasausgang). Die Gasspeichereinheit 92 enthält vorteilhaft ein Rückschlagventil (nicht gezeigt).
Die in Fig. 8 gezeigte Gassammeieinheit 91 ist mit zwei austauschbaren Gasspeichereinheit verbunden. Bei einem Wechsel der Gasspeichereinheit kann die Gassammlung auf eine weitere Gasspeichereinheit umgeschaltet werden. Vor der Gaspumpe 98 (Niederdruckpumpe) ist vorteilhaft ein Dreiwegeventil 103, insbe- sondere ein steuerbares Dreiwegeventil, angeordnet, womit das Abgas des A- nästhesiegerätes 31 wahlweise zur Gasspeichereinheit oder eine Abgasabsaugleitung 104 im Krankenhaus geleitet. Bei einer sehr geringen Wertgaskonzentration im Abgas oder beim Spülen der Leitungen mit Gas kann so das Abgas direkt einer Entsorgungsleitung 104 zugeführt werden.
Die in Fig. 9 gezeigte Gassammeieinheit enthält Koppeiteile 97a und 100a, in die Absperrelemente integriert sind. Solche Koppelteile sind beispielsweise selbstschließende Ventile mit Koppelfunktion, z. B. ein Schneilschlußventil mit integriertem Absperrventil, erhältlich bei der Firma. Swagelok. In der Gasspeicherein- heit mit Gashülle 95 und Koppelteil 97a ist ein Sensor 101 angeordnet. Der Sensor dient vorteilhaft der Überwachung des Füllzustandes der Gashülle 95 und insbesondere zur Signalauslösung bei gefüllter Gashülle 95 oder zur Alarmauslösung bei drohender Überfüllung der Gashülle 95. Die einzelnen Funktionen wie Pumpenbetrieb und gegebenenfalls Ventiifunktionen werden vorteilhaft von der Steu- ereinheit 102 gesteuert. Die Steuereinheit 102 ist hier über Steuerleitungen (gestrichelte Linien) mit dem Sensor 101 (z. B. Drucksensor und/oder Durchflußsensor) verbunden. Der Sensor 101 kann auch alternativ oder ergänzend in der Gasfördereinheit 93, z. B. am Ausgang der Gaspumpe 98, angeordnet werden. Vorteilhaft werden zwei oder mehrere Sensoren eingesetzt.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zum Sammeln von Gas, enthaltend mindestens eine Gaspumpe und mindestens einen Gasspeicher.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß der Gasspeicher ein evakuierter oder evakuierbarer Behälter, ein druckloser Behälter, ein Druckbehälter oder eine Gashülle ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gasspeicher ein auswechselbarer oder koppeibarer Gasspeicher ist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaspumpe eine temperierte oder nicht temperierte Gaspumpe mit einem, zwei, drei oder mehreren einstufigen oder mehrstufigen Kolben (6), eine Flüssigkeitskolbenpumpe oder eine ölfreie, trockenlaufende Kolbenpumpe ist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung ein Niederdrucksystem und/oder ein Hochdrucksystem enthält, wobei Niederdrucksystem und Hochdrucksystem örtlich getrennte, aber funktioneil zusammengehörige Teile sein können.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung eine Steuereinheit, eine Steuerung und mindestens ein steuerba- res Absperrelement für das Gas oder eine Steuerung mit mindestens einem steuerbaren Absperrelement und eine oder mehrere mit der Steuerung verbundenen Gaspumpen enthält.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung einen Sensor, Gassensor oder eine Analytikeinheit zur Steuerung enthält oder mit einer Analytikeinheit verbunden ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung Teil eines Anästhesiegerätes oder Beatmungssystems ist oder mit einem Anästhesiegerät oder Beatmungsgerät verbunden oder gekoppelt ist oder die Einrichtung am Gaseingang oder an einem Gasausgang mit einer Kranken- hausunterdruckieitung oder einer üblicherweise im Krankenhaus fest installierten Rohrleitung verbunden ist.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gaspumpe kopfstehend oder hängend, das heißt mit der Standfläche nach oben, in der Einrichtung angeordnet ist.
10. Vorrichtung zum Sammeln von Gas, bestehend im wesentlichen aus einem Kopplungsventii und mindestens einer gasdichten Gashülle.
11. Vorrichtung zum Sammeln von Gas, bestehend im wesentlichen aus einem Kopplungsstück, einer Gaspumpe, einem oder mehreren Absperrelementen und mindestens einer gasdichten Gashülle.
12. Vorrichtung zum Sammeln von Gas, bestehend aus einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 oder einem Niederdrucksystem und zumindest zeitweise einem gekoppelten Hochdrucksystem.
13. Gaspumpe für feuchte Gase mit temperiertem Verdichter.
14. Gaspumpe oder Gaspumpe nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein, zwei, drei oder mehrere einstufige oder zweistufige Kolben.
15. Gaspumpe nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter in einem Wasserbad angeordnet ist.
16. Verfahren zur Wiedergewinnung eines Gases aus einem trockenen oder feuchten Abgas, dadurch gekennzeichnet, daß das Abgas in einem Gasspeicher gesammelt wird, der zur Wiederaufbereitung des Abgases zu einer Gasreini- gungs- und Trennanlage transportiert wird, wo eine Gaskomponente aus dem Abgas wiedergewonnen wird.
17. Verfahren zum Sammeln eines Gases, eines feuchten Gases, eines Anästhesieabgases oder eines Wertgases, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 mit einer entsprechenden Gasquelle verbunden wird, in einem Gasspeicher der Einrichtung Gas gesammelt wird, Gas aus dem Gasspeicher entnommen und in eine verdichtete Form für den Transport gebracht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Form des Gases komprimiertes, kälteverflüssigtes oder kälteverfestigtes Gas dar- stellt.
19. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Form des Gases zu einer Wiederaufbereitungsanlage, Reinigungsanlage oder Trennanlage transportiert wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die verdichtete Form des Gases auf Hochdruck komprimiertes Gas darstellt, das in einem austauschbaren Druckgasbehälter gespeichert wird.
21. Verfahren zum Sammeln von Anästhesieabgas, dadurch gekennzeichnet, daß Anästhesiegas-enthaltendes Abgas abgesaugt und anschließend ohne vorhergehende Trocknung auf Niederdruck oder Hochdruck komprimiert in einen Gasspeicher gasförmig gesammelt wird bis der Gasspeicher gefüllt ist, der dann in einen anderen Gasspeicher entleert oder gegen einen anderen Gasspeicher ausge- tauscht wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gas öfter Anästhesieabgas Xenon enthält.
23. Verwendung einer Vorrichtung zum Sammeln von Gasen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12 oder eine Gaspumpe nach einem der Ansprüche 13 bis 15 zum Sammein von trockenen oder feuchten Gasen oder von Abgas eines Anästhesiegerätes oder von Abgas eines Beatmungsgerätes oder von Abgasen allgemein oder von Eiektrolysegasen.
24. Verwendung einer Flüssigkeitskolbenpumpe zur Förderung und Verdichtung von trockenen oder feuchten Gasen oder Gasgemischen.
25. Verwendung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskolbenpumpe eine HPLC-Pumpe ist.
26. Verwendung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskolbenpumpe eine Doppelkolbenpumpe ist, deren Kolben parallel oder seriell geschaltet sind.
27. Verwendung nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Kolbenpumpe ist und mit einer Hinterkolbenspülung ausgerüstet ist.
28. Verwendung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskolbenpumpe in einem Anästhesiesystem oder in einem mit einem Anästhesiesystem gekoppelten System zum Sammeln von Gas eingesetzt wird.
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