DE102006038754B3

DE102006038754B3 - Luftbefeuchter für Beatmungsgeräte und Inkubatoren

Info

Publication number: DE102006038754B3
Application number: DE102006038754A
Authority: DE
Inventors: Jochim Dr. Koch; Klaus Radomski; Andreas Krause
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2006-08-17
Publication date: 2008-01-24
Anticipated expiration: 2026-08-18
Also published as: US7942389B2; US20080042304A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Luftbefeuchter für Beatmungsgeräte und Inkubatoren mit einem Wasservorratsbehälter und einem bei Siedetemperatur arbeitenden Verdampfer, wobei - der Wasservorratsbehälter (3) über einen als thermische Isolierung wirkenden Strömungskanal (2) im Bodenbereich mit dem Verdampfer (1) in Flüssigkeitsverbindung steht, - der Verdampfer (1) mit einer Heizung (6) des als Gerät (7) bezeichneten Beatmungsgerätes oder Inkubators in thermisch leitender Verbindung steht, - der Verdampfer (1) mit einer Mischkammer (4) des Beatmungsgerätes oder mit dem Inkubator in Strömungsverbindung steht und wobei - der Verdampfer (1) lösbar mit dem Beatmungsgerät oder dem Inkubator verbunden ist und - der Wasservorratsbehälter (3) und der Verdampfer (1) aus dem Gerät (7) abnehmbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Luftbefeuchter für Beatmungsgeräte und Inkubatoren.
Es sind verschiedene Luftbefeuchter für Beatmungsgeräte und/oder Inkubatoren vorgeschlagen worden, die im Aufbau oder in der Handhabung mehr oder weniger kompliziert sind oder konstruktionsbedingt mit der Gefahr der Verkeimung des verwendeten Wasservorrates verbunden sind.
Ein bekannter Luftbefeuchter oder Luftanfeuchter besitzt eine einfache Heizplatte mit einem Wasserreservoir in einem topfförmigen Behälter, durch den das Atemgas durchgeleitet und so befeuchtet wird. Dieses bekannte Konzept hat jedoch den Nachteil, dass die gesamte Wassermenge zunächst einmal hochgeheizt werden muss, bevor der Anfeuchter seine volle Anfeuchterleistung liefern kann. Das kann bis zu 30 Minuten dauern, so dass ein an den Anfeuchter angeschlossener Patient während dieser Zeit möglicherweise nicht ausreichend befeuchtet wird. Nachteilig ist bei dieser Anordnung auch, dass das Wasser mit der Zeit verkeimen kann, weil die Temperaturen nicht hoch genug sind. Aus der DE 10 2005 000 690 B3 ist ein Beatmungsanfeuchter mit einer selbsttätigen Wassernachfülleinrichtung und einem elektrisch beheizten Verdampfer bekannt geworden, wobei der Verdampfer ein rohrförmiges Gehäuse besitzt, welches mit einem porösen Material gefüllt ist. Die eine Stirnseite des Gehäuses steht mit der Wassernachfülleinrichtung in Flüssigkeitsverbindung und die andere Stirnseite steht mit einer von Atemgas durchströmten Verdampferkammer in Verbindung. Dieser Beatmungsanfeuchter ist dadurch gekennzeichnet, dass er in einem ersten, unteren, nicht beheizten Bereich mit einem bestimmten, porösen Glas- oder Keramiksinter ausgestattet ist und in einem zweiten, oberen, beheizten Bereich mit einem bestimmten, porösen Metallsinter ausgestattet ist.
Ein weiteres Atemgasanfeuchtersystem geht aus der DE 102 34 811 C1 hervor, wobei der Anwender für ein Heimbeatmungsgerät nur den Wasservorrat für eine Nacht in einen Behälter nachfüllen muss. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass nicht alle Teile, die mit dem Atemgas oder mit dem Wasser in Berührung kommen, einfach herausgenommen und gereinigt werden können.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen bei Siedetemperatur des Wassers arbeitenden Luftbefeuchter für Beatmungsgeräte und Inkubatoren bereitzustellen, der einfach aufgebaut ist und die Möglichkeit bietet, die mit dem Atemgas und dem Wasser in Berührung kommenden Teile herauszunehmen und beispielsweise in einer Geschirrspülmaschine zu reinigen.
Die Lösung der Aufgabe erhält man mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Unteransprüche geben bevorzugte Aus- und Weiterbildungen des Luftbefeuchters gemäß Hauptanspruch an.
Der wesentliche Vorteil des Luftbefeuchters gemäß Hauptanspruch besteht darin, dass die elektrische Heizung separiert ist vom Wasservorratsbehälter und vom Verdampfer, welche separat entnommen und gereinigt werden können. Am Wasservorratsbehälter und am Verdampfer selbst sind keine elektrischen Kontakte oder Bauteile vorhanden. Der Wasservorratsbehälter ist von dem Verdampfer thermisch getrennt, so dass aktuell jeweils nur eine kleine Wassermenge aufgeheizt und verdampft wird. Der Luftbefeuchter kann infolgedessen auch schnell erwärmt werden und reagiert schnell auf Änderungen der eingestellten Heizleistung.
Wasserbehälter und Verdampfer können preiswert hergestellt werden, so dass diese Bauelemente auch als Einmalartikel angeboten werden können.
Der Luftbefeuchter kann auch mit Brauchwasser betrieben werden, weil die sich vom Wasser abscheidenden Mineralien beim Reinigen wieder entfernt werden können, gegebenenfalls durch mechanische Reinigung mit Bürsten, zumal alle relevanten Öffnungen des Luftbefeuchters groß genug sind.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Hilfe der Figuren erläutert.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Luftbefeuchters,
2 konstruktive Details der Anordnung nach 1.
In 1 ist der gesamte Luftbefeuchter 14 dargestellt. Ein Wasservorratsbehälter 3 ist über einen als thermische Isolierung beziehungsweise Senke wirkenden engen Strömungskanal 2 mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern mit einem bei Siedetemperatur arbeitenden Verdampfer 1 verbunden. Der Verdampfer 1 steht mit der elektrischen Heizung 6 des Gerätes 7 (Beatmungsgerät oder Inkubator) über die Kontaktfläche 12 in thermischer Verbindung. Der Wasserspiegel 10 ist in den beiden dargestellten Behältern auf gleicher Höhe. Der Wasservorratsbehälter 3 ist mit einem Deckel 9 luftdicht zu einem nicht weiter dargestellten Beatmungsgerät verschlossen. Die Heizung 6 wird hinsichtlich der mittels eines Temperatursensors 8 gemessenen Temperatur oder Ober die Heizleistung geregelt. Über eine optionale Druckausgleichsleitung 5 wird bei Vorhandensein eines Beatmungsdruckes, also bei Verwendung an einem Beatmungsgerät, ein Druckausgleich zum Wasservorratsbehälter 3 hergestellt, so dass der Wasserspiegel 10 im Verdampfer 1 konstant bleibt. Der Wasserdampf vermischt sich in der Mischkammer 4 mit dem Atemgas 13.
Wenn der Luftbefeuchter 14 alternativ für beziehungsweise mit einem Inkubator verwendet wird, kann auf eine separate Mischkammer 4 verzichtet werden. In einem Inkubator kann der Wasserdampf direkt dem Luftkreislauf zugeführt werden. Die nicht elektrische Kombination des Luftbefeuchters 14 kann aus dem Gerät 7, das heißt also einem Beatmungsgerät oder gegebenenfalls auch einem Inkubator, ohne die elektrischen Komponenten entsprechend der gestrichelt gezeichneten Trennlinie in 1 herausgenommen werden.
In 2 ist der detaillierte konstruktive Aufbau dargestellt. Der Wasservorratsbehälter 3 ist beispielsweise aus Kunststoff im Spritzguss hergestellt. Er ist mit einem verschließbaren Deckel 9 abgedichtet, damit der Beatmungsdruck des Beatmungsgerätes nicht entweichen kann. Über Steckverbindungen 15, 16 ist der Wasservorratsbehälter 3 mit dem Verdampfer 1 verbunden. Der Verdampfer 1 kann beispielsweise aus einem gut wärmeleitenden Material wie beispielsweise seewasserbeständigem Aluminium bestehen und wird insbesondere durch Druckgießen hergestellt. Die Mischkammer 4 stellt die Verbindung zwischen dem Beatmungsgerät und dem Beatmungsschlauch zum Patienten her. Die Mischkammer 4 ist insbesondere aus Kunststoff im Spritzguss hergestellt.
Die gewünschte thermische Isolierung zwischen dem Verdampfer 1 und dem Wasservorratsbehälter 3 über den Strömungskanal 2 und, sofern vorhanden, über die Druckausgleichsleitung 5, erfolgt, indem der Wasservorratsbehälter 3 und die Elemente 2 und 5 aus einem Kunststoff wie PSU, PC, PA hergestellt sind mit einem Wärmeleitungskoeffizienten von etwa 0,2 W/(m·K). Wählt man einen Rohrdurchmesser von 10 mm außen und 6 mm innen und eine Länge von beispielsweise 50 mm, erhält man einen K-Wert von 4W/(m²·K). Zusätzlich ist noch eine Wärmeleitung Ober das Wasser vorhanden. Damit das Wasser im Rohr nicht zirkulieren kann, sollte der Innendurchmesser des Strömungskanals 2 auf 6 mm begrenzt sein. Der Gesamtwert der Wärmeleitung erhöht sich damit auf einen K-Wert von etwa 4,6 W/(m²·K). Dies hätte zur Folge, dass der Wasservorratsbehälter 3 über einen Zeitabschnitt von acht Stunden (eine Nacht) um ca. 5 Grad Celsius aufheizen würde. Damit ist gewährleistet, dass sich das Wasser im Wasservorratsbehälter 3 nicht stark aufheizt und keinesfalls sieden kann oder zu viel Wärmeleistung von der Heizung 6 entzieht.
Je nach gewünschter Betriebszeit für je eine Wasserfüllung wird die Größe von Wasservorratsbehälter 3 und Verdampfer 1 ausgelegt. Wichtig für einen guten thermischen Wirkungsgrad für die Erhitzung des Wassers ist, dass die beheizte Bodenfläche des Verdampfers 1 wesentlich kleiner als die des Wasservorratsbehälters 3 ist, insbesondere 1/5 bis 1/10 der Grundfläche des Wasservorratsbehälters 3 beträgt.

Claims

Luftbefeuchter für Beatmungsgeräte und Inkubatoren mit einem Wasservorratsbehälter und einem bei Siedetemperatur arbeitenden Verdampfer, wobei – der Wasservorratsbehälter (3) über einen als thermische Isolierung wirkenden Strömungskanal (2) im Bodenbereich mit dem Verdampfer (1) in Flüssigkeitsverbindung steht, – der Verdampfer (1) mit einer Heizung (6) des als Gerät (7) bezeichneten Beatmungsgerätes oder Inkubators in thermisch leitender Verbindung steht, – der Verdampfer (1) mit einer Mischkammer (4) des Beatmungsgerätes oder mit dem Inkubator in Strömungsverbindung steht und wobei – der Verdampfer (1) lösbar mit dem Gerät (7) verbunden ist und – der Wasservorratsbehälter (3) und der Verdampfer (1) aus dem Gerät (7) abnehmbar sind.
Luftbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorratsbehälter (3) eine Druckausgleichsleitung (5) oberhalb des Wasserspiegels des Wasservorratsbehälters (3) zum Verdampfer (1) und in Gasströmungsverbindung mit der Mischkammer (4) aufweist.
Luftbefeuchter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdampfer (1) aus einer Aluminiumlegierung besteht.
Luftbefeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (6) mit einem Temperatursensor (8) einen Regelkreis bildet.
Luftbefeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (6) mittels eines PTC-Elementes geregelt ist.
Luftbefeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorratsbehälter (3) aus einem Kunststoff im Spritzguss hergestellt ist.
Luftbefeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorratsbehälter (3) mittels mindestens einer Steckverbindung (15, 16) mit dem Verdampfer (1) lösbar verbunden ist.
Luftbefeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorratsbehälter (3) luftdicht mit einem Deckel (9) verschlossen ist.
Luftbefeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Grund- oder Bodenfläche des Verdampfers (1) wesentlich kleiner als die des Wasservorratsbehälters (3) ist, insbesondere entsprechend einem Verhältnis von 1:5 bis 1:10.