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Die Erfindung betrifft einen Luftverteilerkasten für Deckenmontage zur Luftzuführung von steriler, von einem Gebläse über ein Hochlelstungsschwebstoff-Filter geführter Luft zum Operationsbereich In Operationsräumen, wobei der Luftverteilerkasten in Richtung zum Operationsraum eine Abdeckung mit Gitter- oder Siebstruktur aufweist und unterschiedliche Strömungszonen der Luft wie z. B eine Zone einer Zentralströmung und eine oder mehrere Randströmungszonen vorgesehen sind.
An die Belüftung und die Luftverteilung in einem Operationsraum werden besondere Anforderungen gestellt. Dies gilt gleichermassen für Intensivstationen und Bereiche der Patientenisolation Dort muss die Einbringung von kontaminierter Luft ausgeschlossen sein. Nicht übersehen darf dabei aber werden, dass für das Behandlungsteam eine angenehme Arbeitsatmosphäre geschaffen wird, um die Leistungsbereitschaft zu gewährleisten. In diesem Sinn ist es bekannt, mit Hilfe von Luftverteilerkästen die über Lüftungskanäle einer Hausklimaanlage und über Sterilisationsfilter herangebrachte konditionierte Zuluft von der Decke des Operationsraumes dem kritischen Bereich des Operationstisches bzw. dem Patienten unmittelbar zuzuführen.
Die Luftverteilerkästen ermögli- chen eine turbulenzarme, zugfreie, homogene Verdrängungsströmung, die sich als laminare Strömung auf den Operationsbereich konzentriert und diesen daher gegen Nachbarbereiche bzw. gegen bakterielogische auch gasförmige Verunreinigungen abschirmt. Niedrige Keimkonzentrationen am Operationstisch verringern das Infektionsrisiko. Dazu bilden die deckenseitig montierten Luftverteilerkästen eine Druckkammer mit einer Abdeckung zum Operationsbereich hin, die eine Gitterstruktur oder Siebstruktur aufweist. Es können über einen oder mehrere Rahmen gespannte Gewebe oder Lochbleche, Streckmetall oder dgl. verwendet werden. Der Luftverteilerkasten ist in manchen Fällen auch mit einer Plexiglasschürze umgeben, um die laminare Strömung noch zu verstärken.
Die Abluft wird boden-und deckenseitig aus dem Operationsraum über ein Filter aus Edelstahl-Drahtgewebe abgesaugt.
Aus der WO 86/06460 A1 ist eine Anordnung zur Zuführung steriler Luft zum Operationsbereich bekannt. An der Decke und an einer Seitenwand werden Verteiierkästen montiert, die durch einen schräggestellten Übergangskasten verbunden sind Letzterer produziert mit Hilfe seiner Schlitze eine Zentraiströmung Die beiderseits anschliessenden Kästen setzen Randströmungen frei. Bei dieser Ausführung entstehen zweifellos Wirbel, also keine vorrangige Laminarströmung. Ausserdem kann der jeweilige Zonenbereich nicht ohne weiteres verändert werden. Die DE 1 617 977 betrifft eine Belüftung mit einem deckenseitigen Luftverteilerkasten und einer grossen Operationsiampe, die Düsen für sterile Luft trägt.
Der grosse Lampenschirm lenkt die von der Decke kommende Stromung ab und erzeugt über seine Düsen turbulente Strömungsverhältnisse. Es kommt zur Wirbelbildung. Eine Veränderung der Strömungsgeschwindigkeit und der Strömungsrichtung ist nur über die Lampe, nicht jedoch durch den Luftverteilerkasten möglich. Eine einzige Zone mit nur einer Strömungsgeschwindigkeit ohne Veranderungsmöglichkeit des Zielgebietes und der Strömungsgeschwindigkeit zeigt die DE 2 337 454 A1 Dieses einfache System ist seit vielen Jahren geläufig und eine Verbesserung ist hier angebracht. Ähnliches gilt für den in der DD 142 382 A beschriebenen Zuluftauslass zur Erzeugung eines staub- und keimfreien Arbeitsbereich. Auch in diesem Fall ist ein Luftverteilerkasten mit Lochblech als Abdeckungen vorgesehen.
Hier wird eine stabile unveränderliche Luftströmung geschaffen, die durch den Schirm einer grossen Operationsfampe partiell abgelenkt wird.
Die Erfindung geht von einer Anordnung gemäss obiger Beschreibung aus und zielt darauf ab, höchste Keimarmut im direkten Operationsbereich am Patienten zu schaffen. Dies wird bei einem Luftverteilkasten dadurch erreicht, dass der Durchtrittswiderstand der Luft in hinsichtlich ihrer Lage und Grösse wählbaren Teilbereichen der Abdeckung, z. B. durch mehrlagige Anordnung von Abdeckmaterial gegenüber angrenzenden Teilbereichen, veränderbar ist. Innerhalb der Gesamtfläche des Luftverteilerkastens, die von der Abdeckung gebildet wird, sind Zonen bzw. Teilbereiche der FlÅache vorgesehen, die allenfalls auch hinsichtlich ihrer Grösse und ihrer Lage variiert werden können. Diese Teilbereiche werden stärker durchströmt, wenn der Durchtrittswiderstand geringer ist, als jener der umgebenden Flächen der Abdeckung.
Somit ergeben sich vom Zuluftauslass, also vom Luftverteilerkasten ausgehend ein oder mehrere Hygienefenster mit laminarer Luftströmung höchster Keimarmut, die genau auf den unmittelbaren Operationsbereich fokussiert sind oder auf diesen Bereich fokussiert werden können.
Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass der Abdeckung des etwa im Grundriss als
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längliches Vieleck mit den Proportionen eines Operationsfeldes oder des Operationstisches mit Instrumentenablage ausgebildeten Luftverteilerkastens ein rollbalkenartig von einer Rolle ausziehbares bzw. einschiebbares Gitterstrukturmaterial überlagert ist.
Ein vorbereitetes Fenster mit nur einlagiger Bespannung gegenüber einer sonst zweilagig bespannten Abdeckung kann auf diese Weise blendenartig vergrössert oder verkleinert werden Die genannten Lagen beispielsweise eines Poiyestergewebes können im Abstand von etwa 20 mm über einen Rahmen gespannt sein, der die untere Abdeckung des Luftverteilerkasten bildet. insbe- sondere können an mindestens zwei einander gegenüberliegenden Seiten eines rechteckigen Luftverteilerkastens oder eines Teilbereiches des Luftverteilerkastens luftdurchlasshemmende Rollos im Gehäuse vorgesehen sein, die in seitlichen Profiien, z. B.
U-Profilen zur Dichtung laufen Über die Lage des oder der Hygienefenster, also der Bereiche forcierter Luftströmung ist man sofort orientiert, wenn der Luftverteilerkasten eine Hintergrundbeleuchtung aufweist, die die Zonen erhöhten Luftdurchtritts infolge geringerer Strukturdichte des Abdeckungsaufbaues erkennen lässt.
Eine Alternative zur Veränderung des Durchtrittswiderstandes ist dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung als elastisches Gewebe ausgebildet ist und dass die Spannung zur Veränderung des zonenweisen Luftdurchtrittsquerschnitts veränderbar ist. Bei erhöhter Spannung wird die Maschenweite des Gewebes grösser und der Durchtrittswiderstand der Luft sinkt. Besonders vorteilhaft Ist es, wenn zur Veränderung der Spannung des elastischen Gewebes ein Stempel oder Hebel vorgesehen Ist, der an dem Gewebe vorzugsweise mittig in einem Teilbereich des Luftver- teilerkastens angreift und der zur Ein- oder Auswölbung des Gewebes einziehbar oder ausfahrbar ist. Dieses Ein- oder Auswölben kann an einer inneren Lage einer Rahmenbespannung erfolgen und wird dadurch von aussen nicht sichtbar.
Ein praxisgerechtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Luftströmung unterhalb der Abdeckung im Bereich des herabgesetzten Durchtrittswiderstandes, welcher ein Hygienefenster bildet, als laminare Luftströmung einen Wert von 0, 4 bis 0, 45 m/s und der restliche Bereich der Abdeckung bei turbulenzarme Verdrängungsströmung einen Wert von 0, 2 bis 0, 25 m/s aufweist.
Eine Anordnung gemäss der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Operationsraum m Längsschnitt mit aus Gründen des Massstabes wesentlich verkleinerter Breite und Höhe, Fig. 2 eine Ansicht eines erfindungsgemässen Luftverteilerkastens von unten gesehen, also beispielsweise aus der Sicht eines auf dem Operationstisch in Fig. 1 liegenden Patienten und Fig. 3 eine Variante für ein Detail aus Fig. 2, im Querschnitt, nämlich einen Teil der Abdeckung eines Luftverteiterkastens mit veränderbaren Luft-Durchtrittswiderstand.
In einem Operationsraum 1 gemäss Fig. 1 mit beispielsweise den Abmessungen 6 x 6 m und einer Höhe von 3 m befindet sich in der Decke 2, genau über dem Operationstisch 3 ein Luftverteilerkasten 4. Dieser ist über ein Hochleistungs-Schwebstoff-Filter 5 und bzw. oder ein Ultrasterilisationsfilter an eine Luftzuführung 6, beispielsweise an eine Hausklimaanlage oder an ein Ge- bläse für gegebenenfalls konditionierte (temperierte, feuchtigkeitsgeregelte) Aussenluft angeschlossen. Der Grundriss des Luftverteilerkastens 4 ist etwa gleich oder allenfalls etwas grösser als der Operationstisch 3, einschliesslich des unmittelbaren Operationsbereichs mit Instrumentenablage.
Der in die Decke 2 eingebaute Luftverteilerkasten 4 wird mittig von einer rohrförmigen Hängekonsole 7 als Träger für Lampen 8 bzw. als Zuführung für Strom, Sauerstoff bzw. andere Versorgungsquellen durchsetzt. Der Luftverteilerkasten 4 ist nach unten in Richtung zum Operationsraum durch eine Abdeckung 9 mit Gitter- oder Siebstruktur begrenzt, nach allen anderen Richtungen die Luftzuführung 6 ausgenommen-jedoch luftdicht verschlossen.
Die Abdeckung 9 umfasst mehrere Rahmenelemente 10, die mit Polyestergewebe oder mit einem anderen, einem Luft-Durchtrittswiderstand bildenden Material überzogen bzw. ausgelegt sind. Diese Rahmenelemente 10 sind in bzw. an einer Tragkonstruktion, kurz Raster 11 genannt, befestigt, wobei Dichtungen einen Luftaustritt zwischen dem Raster und den Rahmenelementen 10 verhindern. Der Raster 11 bildet die Tragkonstruktion für die gesamte Abdeckung 9 und versteift den Luftverteilerkasten 4.
Im Ausführungsbeispiel Fig. 1 und 2 umfasst die Abdeckung 9 Bereiche mit unterschiedlichem Durchtrittswiderstand für Luft. So sind sämtliche Rahmenelemente 10 zweilagig mit Polyestergewebe bespannt, wie dies Fig. 3 für das Rahmenelement 10 zeigt. Lediglich ein Rahmenelement 12 ist in Fig. 1 nur einlagig bespannt. Daraus folgt ein geringerer Durchtrittswiderstand, sodass
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unterhalb dieses Teilbereichs der Abdeckung 9 eine höhere Strömungsgeschwindigkeit von z. B 0, 4 bis 0, 45 m/s erreicht wird, als in den restlichen Bereichen der Abdeckung 9. Die laminare Luftströmung geht von den Rahmenelement 12 aus, welches ein "Hygienefenster" bildet. Durch die forciert Luftströmung, wie sie durch die Pfeile 13 angedeutet ist, wird der Bereich 14 in erhöhtem Masse keimfrei gehalten.
Die turbulenzarme Verdrängungsströmung aus den angrenzenden Bereichen des Luftverteilerkastens 4 erreicht Werte von 0, 2 bis 0, 25 m/s. In der Decke 2 können z. B. randseitig weitere Luftzuführungen, unabhängig vom Luftverteilerkasten 4, z. B. mit lamellenartigen Leitblechen am Ausgang, vorgesehen sein. In Fig. 1 ist ein Luftaustritt 15 in Boden- und Deckennähe symbolhaft dargestellt.
Der Luftverteilerkasten 4 kann wie oben beschrieben mit einer Abdeckung 9 ausgeführt sein, die zwei Luft-Durchtrittswiderstände in fixen Zonen aufweist, sodass Grösse und Lage des Hygienefensters starr vorgegeben sind. Fig. 1 zeigt, dass angrenzend an das einlagige Rahmenelement 12, bei den nur die untere Bespannung vorgesehen ist, rechts in der Fig. die obere Bahn des Polyestergewebes oder dgl. unterhalb des Filters 5 auf einer Rolle 16 aufgewickelt ist und die Bahn rolloartig nach links herausgezogen und fixiert werden kann. Die Bahn läuft dazu links und rechts seitlich In dichtenden Profilen, z. B. U-Profilen 17 (strichliert). Fig. 2 zeigt die Rolle 16 auf einem für die Rückstellung unter Vorspannung stehenden Wickelkern in strichlierter Darstellung.
Ein Doppelpfeil symbolisiert die Möglichkeit des Herausziehens oder Einschiebens, wobei das Hygienefenster (Rahmenelement 12) verkleinert und allenfalls zur Gänze geschlossen werden kann. Mit der Verkleinerung erfolgt auch ein Verschieben des Fensters nach links. Wenn nun links ebenfalls die obere Bahn auf einer Rolle analog Rolle 16 nach rechts in dem Profil 17 herausziehbar ist (nicht dargestellt), dann kann das Hygienefenster nach links und nach rechts verschoben und zusätzlich in seiner Grösse eingestellt werden. Diese Möglichkeiten sind bei Operationen zweckmässig, die einen engen Bereich des menschlichen Körpers betreffen.
Eine Alternative oder Ergänzung zur Rolloversion für die zweite, den Luft-Durchtnttswiderstand erhöhende Lage innerhalb der Abdeckung 9 wird durch ein in den Profilen 17 verschiebbares Rahmenelement 18 erreicht, das einfach bespannt ist. Es läuft über der von unten unmittelbar sichtbaren Bespannung der Öffnung des gesamten Luftverteilerkastens 4 und kann beliebig positioniert werden Dadurch ergibt sich die flexible Verlagerung des Hygienefensters und die Möglichkeit der Beeinflussung des Durchtrittsquerschnitts.
Erwähnt sei hier, dass in Fig. 1 und 2 eine Verschiebung des Rahmenelementes 18 bzw. der Rollo 16 nur in Längsrichtung dargestellt ist Es kann eine solche Verschiebung auch in Querrichtung erfolgen, sodass das Fenster schmäler oder breiter wird. Bei mehreren Elementen bzw Rollos mit Verschiebung in Längs- und in Querrichtung kann die Fläche des Hygienefensters auch unter Beibehaltung der Proportionen der Öffnung beliebig verschoben werden. Es können mehrere Hygienefenster, also Zonen mit verkleinertem Luftdurchtrittswiderstand in der Abdeckung 9 vorgesehen sein. Zur Betätigung der Rollo (16) bzw des Rahmenelements können Seilzüge oder Stellmotore z. B. mit Spindeltrieben eingesetzt werden.
Fig. 3 zeigt eine Variante zur Veränderung des Luftdurchtrittswiderstandes eines Rahmenelementes 19. Ähnlich wie bei den Rahmenelementen 10 ist auch dieses oben und unten mit einem Maschen- oder Gittermaterial wie beispielsweise einem elastischen Polyestergewebe umspannt.
Auf die innere Lage 20 wirkt ein Stempel oder Hebel 21, der das Gewebe nach unten durchdruckt und damit die Maschenweite der Struktur des Gewebes öffnet. Es kann auch ein Seilzug 22 die innere Lage 20 hochziehen, wodurch ebenfalls mit der Änderung der Spannung eine Verringerung des Durchtnttswiderstandes eintritt. Wenn nun die gesamte Fläche der Abdeckung 9 aus Rahmenelementen 10 besteht und nur ein oder allenfalls zwei Rahmenelemente 19 vorgesehen sind, dann kann infolge des veränderten bzw veränderbaren Durchtrittswiderstandes für Luft die Wirkung eines Hygienefensters, wie sie in Fig 1 durch die Pfeile 13 in der Zone 14 dargestellt ist, erreicht werden.
Erwähnt sei, dass Stempel oder Hebel 21 unbeweglich bzw. einmal fix voreinstellbar sein können Dies gilt auch für den Seilzug 22, an deren Stelle aber auch ein nach oben (allenfalls nach unten) gewölbter Bügel etwa diagonal Im Rahmenelement 19 vorgesehen sein kann, der die obere
Bespannung aus der Ebene herausdrückt und dadurch die Maschenweite vergrössert.
In Fig. 3 ist ferner noch der Raster 11 aus z. B. T-förmigen Trägerprofilen dargestellt, der den
Luftverteilerkasten 4 statisch festigt und der gleichzeitig die Auflage für die Rahmenelemente 10,
19 bildet Letztere sind unter Zwischenlage von Dichtungen am Raster 11 festgeschraubt.
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In Fig. 3 ist ferner noch ein zweiteiliges Rahmenelement 10'dargestellt. Seide Rahmenteile sind bespannt Der innere (oben) liegende Rahmenteil kann über einen Seilzug, ein Gestänge od. dgl. abgehoben werden. Dadurch wird unterhalb dieses Rahmenelements 10'eine Zone 14 forcierter Strömung geschaffen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Luftverteilerkasten für Deckenmontage zur Luftzuführung von steriler, von einem Gebläse über ein Hochlelstungsschwebstoff-Filter geführter Luft zum Operationsbereich In Opera- tionsräumen, wobei der Luftverteilerkasten in Richtung zum Operationsraum eine Abdek- kung mit Gitter- oder Siebstruktur aufweist und unterschiedliche Strömungszonen der Luft, wie z. B. eine Zone einer Zentralströmung und eine oder mehrere Randströmungszonen, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchtrittswiderstand der Luft In hinsichtlich ihrer Lage und Grösse wählbaren Teilbereichen der Abdeckung (9), z. B. durch mehrlagige Anordnung von Abdeckmaterial gegenüber angrenzenden Teilbereichen, veränderbar ist.