DE10039557C2 - Druckkompensationseinrichtung in einem Narkosemittelverdunster - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckkompensationseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Aus der DE AS 11 49 860 ist ein nach dem Bypass-Prinzip arbeitender Narkose­ mittelverdunster bekannt, der eine Verdunsterkammer für flüssiges Narkosemittel und eine Bypassleitung besitzt. Ein Teil des in den Narkosemittelverdunster ein­ strömenden Gases wird dabei über eine rohrförmige Verbindungsleitung in die Verdunsterkammer eingeleitet und dort mit dampfförmigem Narkosemittel ange­ reichert, während der andere Teil des Gases über die Bypassleitung an der Verdunsterkammer vorbeiströmt. Der Ausgang der Verdunsterkammer ist über ein Dosierventil und eine Mischkammer mit der Bypassleitung verbunden. In der Mischkammer vereinigen sich die beiden Gasströme, wobei mittels des Dosier­ ventils der Gasstrom durch die Verdunsterkammer und damit der Anteil des dampfförmigen Narkosemittels im Gasstrom eingestellt werden kann. Die Verbindungsleitung besteht aus einem längeren Rohrstück, damit kein Gas aus der Verdunsterkammer infolge Druckschwankungen in die Bypassleitung gelangen kann. Derartige Druckschwankungen treten beispielsweise auf, wenn der Narkosemittelverdunster an ein Anästhesiebeatmungsgerät angeschlossen ist. Das Volumen des Rohrstückes ist dabei so bemessen, dass bei den maximal auftretenden Druckamplituden kein Narkosemitteldampf in den Bypasskanal gelangt. Die bekannte Verbindungsleitung wird auch als Druckkom­ pensator bezeichnet.

Nachteilig bei der bekannten Verbindungsleitung ist, dass zur wirksamen Kompensation von Druckschwankungen, insbesondere bei den ständig steigenden Anforderungen an die Narkosemittelverdunster bezüglich Füllvolumen für flüssiges Narkosemittel und sogenannte "Low Flow"Anästhesieformen, größere Kompensationsvolumina benötigt werden. Der erforderliche Einbauraum für derartige Volumina steht häufig aber nicht zur Verfügung, da die Kompen­ satoren in einem begrenzten Einbauraum, zum Beispiel unter dem Handrad für die Konzentrationseinstellung, untergebracht werden müssen.

Materialien zur Adsorption von Gasgemischen, die Narkosemitteldampf enthalten, sind aus der DE 197 06 806 C1 bekannt. Die Adsorption erfolgt mittels einer Molekularsiebanordnung, bei der Molekularsiebbestandteile mit unterschiedlichen, auf die zu entfernenden Komponenten abgestimmten Porengrößen vorhanden sind.

Als Adsorptionsmittel für Narkosemitteldampf sind auch Si-reiche Zeolithe bekannt, die ein Si/Al-Verhältnis größer 180 und einen Porendurchmesser um 0,7 Nanometer haben. Ein derartiges Adsorbens geht aus der DE 197 49 963 A1 hervor.

Ein Speichermedium für Narkosemitteldampf innerhalb einer Verdunsterkammer eines Narkosemittelverdunsters in Form eines Zeolithen oder Aktivkohle ist in der DE 41 05 163 A1 beschrieben.

Wechselwirkungen zwischen Kunststoffen und Narkosemitteldampf werden in der DE 198 04 879 A1 angesprochen.

Auf die Innenbeschichtung von Röhrchen sowie den Ersatz von rohrförmigen Bauteilen durch in Platten eingearbeitete Kanäle, die mit einer Deckplatte abgedeckt sind, wird in der DE 195 48 537 A1 hingewiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckkompensationsein­ richtung der genannten Art derart zu verbessern, dass bei kleinstmöglichem Einbauvolumen eine gute Kompensationswirkung erreicht wird.

Die Lösung der Aufgabe für die Vorrichtung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Lösung der Aufgabe für ein Verfahren zur Verbesserung der Kompensations­ wirkung einer als Verbindungsleitung ausgeführten Druckkompensationsein­ richtung erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8.

Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch Anordnung eines Narkosemittel adsorbierenden Materials innerhalb der Verbindungsleitung Narkosemitteldampf für kurze Zeit gepuffert und danach wieder an den die Ver­ bindungsleitung durchströmenden Gasstrom abgegeben wird. Geeignete Materialien sind hierbei Stoffe, die Narkosemitteldampf-Moleküle lösbar binden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Besonders vorteilhaft ist es, das Narkosemitteldampf adsorbierende Material als Innenbeschichtung der Verbindungsleitung aufzubringen.

Besonders vorteilhaft ist es, einen Wandabschnitt eines Strömungskanals aus Narkosemitteldampf adsorbierendem Material herzustellen. Zur Herstellung des Strömungskanals wird eine wendelförmig verlaufende Nut in einen Metallblock eingefräst und mit einer Elastomerplatte als Wandelement abgedeckt. Der so gebildete Strömungskanal, der eine Alternative zur rohrförmigen Verbindungsleitung zwischen der Bypassleitung und der Verdunsterkammer darstellt, wird durch die Nut und die Elastomerplatte begrenzt.

Das Narkosemitteldampf adsorbierende Material kann sich über die gesamte Länge des Gasweges innerhalb der Verbindungsleitung erstrecken, oder es kann auch nur in einem Teilbereich des Gasweges vorhanden sein. Zweckmäßig ist es hierbei, als Teilbereich innerhalb der Verbindungsleitung einen Abschnitt auszuwählen, der sich strömungsabwärts von der Bypassleitung bis etwa zur Hälfte der Gesamtlänge der Verbindungsleitung erstreckt. Dieser Teilbereich wird nämlich nur bei großen Druckamplituden von der aus der Verdunsterkammer aufsteigenden Gassäule erreicht. Während der druckfreien Strömungsphase oder wenn sich die Gassäule unterhalb des mit dem adsorbierenden Material versehenen Teilbereiches befindet, wird das Material von narkosemittelfreiem Gas angeströmt, so dass der zuvor gespeicherte Narkosemitteldampf wieder abgegeben werden kann.

In vorteilhafter Weise ist das Material als ein Narkosemitteldampf adsorbierender Kunststoff ausgeführt. Als Kunststoffe eignen sich besonders gut Fluor- Elastomere und Silikone.

Als besonders vorteilhafte Alternative zu Kunststoffen kann Aktivkohle als Adsorbens verwendet werden.

Zur Vergrößerung der Adsorptionsfläche ist es vorteilhaft, poröse Materialien zu verwenden oder auf andere Weise eine große Adsorptionsoberfläche zu erzeugen. Beispielsweise können mit dem Adsorptionsmaterial beschichtete Umlenkflächen innerhalb der Verbindungsleitung angeordnet sein.

Die Erfindung ist nicht auf die genannten Materialien beschränkt, sondern es können auch andere Adsorptionsmaterialien benutzt werden, sofern sie geeignet sind, Narkosemitteldampf-Moleküle lösbar zu binden.

Eine vorteilhafte Verwendung von Narkosemitteldampf adsorbierendem Material besteht darin, dieses in einer Verbindungsleitung zwischen einer Bypassleitung und einer Verdunsterkammer eines nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkosemittelverdunsters einzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt und im Folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Narkosemittel­ verdunster mit einer Druckkompen­ sationseinrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine alternative Ausführung der Druck­ kompensationseinrichtung,

Fig. 3 eine Aufsicht auf die komplett montierte Vorrichtung nach der Fig. 2.

Fig. 1 zeigt schematisch einen nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkose­ mittelverdunster 1 mit einer Bypassleitung 2 zwischen einem Gaseingang 3 und einem Gasausgang 4, einer Drosselstelle 5 innerhalb der Bypassleitung 2, einer mit flüssigem Narkosemittel 6 gefüllten Verdunsterkammer 7 und einer Druck­ kompensationseinrichtung in Form einer als Rohrstück ausgebildeten Verbindungsleitung 8 zwischen der Bypassleitung 2 und einem Verdunsterkammer-Eingang 9. Ein in den Gaseingang 3 einströmender Gasstrom wird durch den sich vor der Drosselstelle 5 aufbauenden Staudruck in einen Bypass-Gasstrom 10 und einen Verdunsterkammer-Gasstrom 11 aufgeteilt. In der Verdunsterkammer 7 wird der Verdunsterkammer-Gasstrom 11 bis zur Sättigungsgrenze mit dampfförmigem Narkosemittel angereichert und gelangt über einen Verdunsterkammer-Ausgang 12, eine Rohrleitung 13 und ein Dosier­ ventil 14 in eine Mischkammer 15, in der sich der Bypass-Gasstrom 10 und der Verdunsterkammer-Gasstrom 11 vereinigen. Je nach Stellung des Dosier­ ventils 14 wird der Verdunsterkammer-Gasstrom 11 größer oder kleiner und es wird damit dem Bypass-Gasstrom 10 mehr oder weniger Narkosemittel­ dampf zugemischt.

Die Verbindungsleitung 8 ist mit einer Innenbeschichtung 16 aus einem Fluor- Elastomer versehen. Wird der Gasausgang 4 des Narkosemittelverdunsters 1 mit einer in der Fig. 1 nicht dargestellten Beatmungsvorrichtung für automatische oder auch manuelle Beatmung verbunden, wirken Beatmungs- Druckschwankungen bis in die Verdunsterkammer 7 zurück, so dass eine mit Narkosemitteldampf gesättigte Gassäule 17 im Bereich der Verbindungsleitung 8 zwischen der Bypassleitung 2 und der Verdunsterkammer 7 oszilliert. Diese Oszillation ist umso stärker, je höher die von der Beatmungsvorrichtung erzeugte Druckamplitude, je niedriger der Gasstrom am Gaseingang 3 und je niedriger die Einstellung des Dosierventils 14 ist. Innerhalb der Verbindungsleitung 8 wird Narkosemitteldampf aus der Verdunsterkammer 7 durch die erfindungsgemäße Innenbeschichtung 16 adsorbiert. Da die Oszillation nur zu Beginn der Ausatemphase kurz stattfindet, während der übrigen Zeit aber ständig narkosemittelfreies Gas aus der Bypassleitung 2 nachströmt, wird das adsorbierte Narkosemittel anschließend wieder ausgewaschen.

Die Speicherfähigkeit der Innenbeschichtung 16 soll beispielhaft an einem Zahlenbeispiel erläutert werden.

Ein Gasvolumen von 30 Milliliter enthält bei einer Sättigungskonzentration des Narkosemittels von 35% etwa 0,05 Milliliter flüssiges Narkosemittel. Fluor- Elastomere können bis etwa 70 Gewichtsprozent Narkosemittel aufnehmen, das heißt eine Beschichtung von etwa 1 Gramm hat eine Aufnahmekapazität von 0,7 Gramm, was 0,43 Milliliter flüssigem Anästhesiemittel entspricht. Ein beschichtetes Volumen kann somit deutlich mehr Narkosemitteldampf aufnehmen als ein unbeschichtetes Volumen.

Fig. 2 veranschaulicht eine alternative Ausführungsform einer Druckkompen­ sationseinrichtung, welche als Grundkörper einen Metallblock 18 mit einer darin wendelförmig verlaufenden Nut 19 besitzt. Die der Nut 19 zugewandte Fläche des Metallblockes 18 ist als eine Dichtfläche 20 ausgeführt.

Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf die montierte Druckkompensationseinrichtung, bei der die Dichtfläche 20 mit einer Elastomerplatte 21 aus einem Fluor-Elastomer abgedeckt ist, wobei eine Druckplatte 22 die Elastomerplatte 21 gegen die Dicht­ fläche 20 presst. Der Anpressdruck wird durch in der Fig. 3 nur schematisch ver­ anschaulichte Schrauben 23 erzeugt. Im montierten Zustand strömt das Gas durch einen Strömungskanal, der durch die Nut 19 und die Elastomerplatte 21 begrenzt wird. Diese alternative Ausführungsform der Druckkompensations­ einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass auch Adsorptionsmaterialien verwendet werden können, die sich nicht für eine Innenbeschichtung der Verbindungsleitung 8 eignen.

Claims (9)

1. Druckkompensationseinrichtung in einem nach dem Bypassprinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster (1) mit einer Verbindungs­ leitung (8) zwischen einer Bypassleitung (2) und einer Verdunster­ kammer (7), durch welche eine Gas-Strömungsverbindung zwischen der Bypassleitung (2) und der Verdunsterkammer (7) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein im Gasweg befindlicher Abschnitt (16) der Verbindungsleitung (8) aus Narkosemitteldampf adsorbierendem Material besteht.

2. Druckkompensationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, dass der Abschnitt als eine Innenbeschichtung (16) der Verbindungs­ leitung (8) ausgeführt ist.

3. Druckkompensationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt als eine den Gasweg der Verbindungsleitung begren­ zende Elastomerplatte (21) ausgebildet ist.

4. Druckkompensationseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitung als eine wendelförmig verlaufende, mit der Elastomerplatte (21) abgedeckte Nut (19) ausgeführt ist.

5. Druckkompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abschnitt (16) strömungsabwärts von der Bypassleitung (2) bis zur Hälfte der Gesamtlänge der Verbindungsleitung (8) erstreckt.

6. Druckkompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Abschnitt (16) über die gesamte Länge der Verbindungsleitung (8) erstreckt.

7. Druckkompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Narkosemitteldampf adsorbierende Material ein Fluor-Elastomer, Silikon, Aktivkohle oder ein poröser Werkstoff ist.

8. Verfahren zur Verbesserung der Kompensationswirkung einer als Verbin­ dungsleitung (8) ausgeführten Druckkompensationseinrichtung zwischen einer Bypassleitung (2) und einer Verdunsterkammer (7) in einem nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkosemittelverdunster (1), wobei durch die Verbindungsleitung (8) eine Gas-Strömungsverbindung zwischen der Bypassleitung (2) und der Verdunsterkammer (7) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, einen im Gasweg befindlichen Abschnitt (16) der Verbindungsleitung (8) mit Narkosemittel adsorbierendem Material zu versehen.

9. Verwendung von Narkosemitteldampf adsorbierendem Material in einer Verbindungsleitung (8) zwischen einer Bypassleitung (2) und einer Verdunsterkammer (7) eines nach dem Bypass-Prinzip arbeitenden Narkose­ mittelverdunsters (1).