Die
trockene und kalte Einatemluft erreicht physiologischer weise über die
Nasenschleimhäute und
den Nasen-Rachenraum optimal temperiert und befeuchtet die Trachea,
die Bronchien und schließlich
zum Gasaustausch die Lungenbläschen.
Eine ungestörte
Filter- und Reinigungsfunktion der Bronchial-Schleimhaut ermöglicht aber nur die Elimination von
Schleim und Fremdkörpern,
das ist aber nur möglich
bei einer optimalen Konditionierung der Einatemluft mit Wärme und
Feuchte. Physiologisch wird dies erreicht durch eine stärkere oder
schwächere Durchblutung
der Nasenschleimhaut mit einer daraus resultierenden veränderten
Abgabe von Feuchte und Wärme
an die Atemluft. Bei künstlicher
Beatmung und Atemhilfstherapie müssen
diese physiologischen Funktionen aber ersetzt werden. Marktgängige aktive
Atemluft-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtungen
benutzen das Prinzip Atemluft über
die Oberfläche
von erwärmtem
Wasser oder über
beheizte Oberflächen,
die das Wasser verdampfenverdunsteten zu führen um diese mit Wärme und
Feuchte zu konditionieren. Diese Oberflächen werden häufig künstlich
vergrößert durch
die zusätzliche
Verwendung von Fließpapierteilen,
die in das Wasser eintauchen. Dadurch lässt sich eine Steigerung der
Effektivität
erreichen. Erwähnung
finden sollen, der Vollständigkeit
halber auch die heute seltener angewandten Verfahren wie z. B. die
Konditionierung der Atemgase durch warmwasserdurchströmte poröse Hohlfasern
oder das portionierte Abgeben von heißem Wasserdampf. Eine Sonderstellung
nehmen aber noch Vorrichtungen ein, die als Wärme-Feuchte-Austauscher der Ausatemluft des Patienten Feuchte
und Wärme
entziehen und diese dann jeweils an die trockene Einatemluft, allerdings
mit gewissen Verlusten, wieder abgeben. Diese Austauscher haben
aber eine nur auf spezielle Fälle
der künstlichen
Beatmung und Spontanatmung begrenzte Anwendbarkeit.The
dry and cold inhaled air reaches physiologically over the
Nasal membranes and
optimizes the nasopharynx and moistens the trachea,
the bronchi and finally
for gas exchange the alveoli.
An undisturbed
Filtering and cleaning function of the bronchial mucosa allows only the elimination of
Mucus and foreign bodies,
but that is only possible
with an optimal conditioning of the inhaled air with heat and
Humidity. Physiologically, this is achieved by a stronger or
weaker blood circulation
the nasal mucosa with a resulting altered
Release of moisture and heat
to the breath. In artificial
Ventilation and respiratory therapy need
but these physiological functions are replaced. Marketable active
Breathing air Anwärm-pre-wet devices
use the principle of breathing over
the surface
of heated
Water or over
heated surfaces,
which vaporizes the water to pass around with heat and vapor
To condition moisture. These surfaces often become artificial
enlarged by
the extra
Use of flow paper parts,
dipping into the water. This can be an increase of
effectiveness
to reach. mention
to find the completeness
Half the now rarely used procedures such. B. the
Conditioning of respiratory gases by porous hollow fibers through which warm water flows
or the portioned dispensing of hot steam. A special position
But still take devices that moisture as a heat-moisture exchanger of the exhaled air of the patient
and heat
Remove and then each of the dry inhaled air, however
with certain losses, leave again. These exchangers have
but only in special cases
the artificial one
Ventilation and spontaneous breathing limited applicability.
Probleme bei Atemgas-Anwärm-Anfeucht-VorrichtungenProblems with respiratory gas warm-up wetting devices
-
1. Die Erzeugung optimal temperierter und befeuchteter
Atemgase bei unterschiedlichem Atemgasfluß bzw. Atemminutenvolumina
wie z. B. bei künstlicher
Beatmung von Säuglingen,
Kindern, Erwachsenen und Atemhilfstherapie wie Maskenbeatmung, CPAP-Therapie
u. a..1. The production of optimally tempered and humidified
Respiratory gases at different Atemgasfluß resp. Respiratory minute volumes
such as B. in artificial
Ventilation of infants,
Children, adults and respiratory support such as mask ventilation, CPAP therapy
u. a ..
-
2. Eine rasche Betriebsbereitschaft mit Vermeidung eines ”hot shot” (plötzlich heiße Atemgase) z.
B. bei Beginn einer künstlichen
Beatmungstherapie. Diese Gefahr droht vor allem bei Anfeucht-Anwärm-Vorrichtungen, die
größere Wassermengen
für ihre
Funktion benötigen.
Sie erfordern dieses Vorheizen um bei Notfallbeatmungsfällen sofort
ausreichend konditionierte Atemgase zu erhalten.2. Rapid operational readiness with avoidance of a "hot shot" (suddenly hot breathing gases) z.
B. at the beginning of an artificial
Ventilation therapy. This danger threatens especially in moistening-warming devices that
larger amounts of water
for your
Need function.
They require this preheating in emergency ventilation cases immediately
to get enough conditioned respiratory gases.
-
3. Ausregnen von Wasser durch Abkühlen der Atemgase in den langen
Beatmungsschläuchen mit
der Notwendigkeit von Wasserfallen oder teuren aufwendig elektrisch
beheizten sterilisierbaren Beatmungsschläuchen.3. rain out water by cooling the respiratory gases in the long
Ventilation tubes with
the need for water traps or expensive consuming electrical
heated sterilizable breathing tubes.
-
4. Bakteriologisch-hygienische Probleme bei Atemgas führenden
direkt am Patienten angewendeter Teile. Notwendigkeit der Verwendung steriler
teurer Einmalartikel oder arbeitsaufwendiger Reinigung und Dampfsterilisierung
der Mehrmalartikel (Schläuche,
Konnektoren, Anwärm-Anfeucht-Vorrichtungen).4. Bacteriological-hygienic problems leading to breathing gas
parts applied directly to the patient. Need to use sterile
expensive disposables or laborious cleaning and steam sterilization
the multiple article (tubes,
Connectors, warm-up moistening devices).
-
5. Einfache und sichere Anwendung beim Patienten in der Alltagsroutine
bei ökonomisch
vertretbaren Belastungen für
den Etat und die Umwelt.5. Easy and safe use for the patient in everyday routine
in economic terms
acceptable loads for
the budget and the environment.
Mit
der nachfolgend beschriebenen Erfindung, der neuen Vorrichtung zur
Erwärmung
und Befeuchtung von Atemgasen, werden die erwähnten Probleme weitgehend gelöst.With
the invention described below, the new device for
warming
and moistening of respiratory gases, the problems mentioned are largely solved.
Drei
Ausführungsbeispiele
für den
Einmal- oder Mehrmalgebrauch werden nachfolgend anhand von 1–6 beschrieben.Three embodiments for single or multiple use are described below with reference to 1 - 6 described.
1 zeigt
das Herzstück
der Vorrichtung von 2, den beheizbaren Befeuchterwickel
für die Atemgase.
Er besteht aus einem gewellten Fließpapierstreifen 1,
der durch Prägungen 2 jeweils
am Anfang und Ende einer Welle, mit dem darunter liegenden Basis-Fließpapierstreifen 3 jeweils
an den Stellen 4 verbunden ist. Diese Fließpapiere
dienen der Wasseraufnahme zur Befeuchtung und ihre beschriebene
Struktur zur Bildung einer möglichst
großen
Oberfläche.
Aufgerollt zu einem Wickel 5 entstehen zusätzlich multiple
Luftkanäle,
die eine Effektivitätssteigerung
bewirken. 1 shows the heart of the device of 2 , the heated humidifier wrap for the respiratory gases. It consists of a corrugated paper strip 1 that by imprints 2 each at the beginning and end of a wave, with the underlying base paper strip 3 each in the places 4 connected is. These flow papers are used for water absorption for moistening and their described structure to form the largest possible surface. Rolled up to a wrap 5 In addition, multiple air channels are created, which increase the efficiency.
Wickel
dieser Art, jedoch mit hygroskopischen Chemikalien imprägniert,
werden wie bekannt in heutigen HMEs (heat and moisture exchanger)
eingesetzt. Die entscheidende Besonderheit der Erfindung aber ist,
dass diese bekannten Fliesspapierstrukturen in engster Verbindung
mit einem elektrischen Heizband aufgerollt als geheizte Wickel 5 benutzt
werden. Dieses elektrische Heizband 6, vorzugsweise als
dünnes
Metallband aus Kupfer oder Edelstahl ausgebildet ist an seinem Anfang 7 mit
einem elektrischen Anschluss in Rohrform 8 verbunden. Das Übertemperatur-Sicherungselement 9 ist
in den Wickel integriert. Das freie Ende des Heizbandes 6 mit
dem elektrischen Anschluss 20 (s. 2 und 3)
verbunden.Wrappings of this type, but impregnated with hygroscopic chemicals, are used as known in today's HMEs (heat and moisture exchanger). The crucial feature of the invention, however, is that these known tile paper structures rolled up in closest connection with an electric heating tape as a heated winding 5 to be used. This electric heating tape 6 , preferably formed as a thin metal band of copper or stainless steel is at its beginning 7 with an electrical connection in tube form 8th connected. The overtemperature fuse element 9 is integrated in the wrap. The free end of the heating tape 6 with the electrical connection 20 (S. 2 and 3 ) connected.
Gerätebeschreibung
des 1. Ausführungsbeispielsdevice Description
of the 1st embodiment
2 zeigt
perspektivisch und durchsichtig gezeichnet die Vorrichtung zur Erwärmung und
Befeuchtung von Atemgasen getrennt in Oberteil 10 und Unterteil 11.
Das Oberteil weist einen Atemgas-Auslassstutzen 11 mit
einem elektrischen Kontaktplättchen 12 zur
Kontrolle des hier ordnungsgemäß aufgesteckten
Atemgas-Temperatursensors (nicht gezeichnet) auf. 2 shows in perspective and transparent drawn the device for heating and humidifying respiratory gases separated in upper part 10 and lower part 11 , The upper part has a breathing gas off let lop 11 with an electrical contact plate 12 to control the here properly plugged breathing gas temperature sensor (not shown) on.
Ins
Lumen des Atemgas-Auslassstutzens 11 ragt der in einer
Auswölbung 13 angeordnete
integrierte Flowsensor 14 mit seiner Coaxial-Anschlussbuchse 15.
Im Zentrum der gewölbten
Oberfläche 16 des
Oberteils 10 ist ein Durchführungselement 17 für den Anschlussstutzen
mit aufgestecktem Schlauch 18 für die Zufuhr von Anfeuchtwasser
angebracht. Gestrichelt, dünnlienig
gezeichnet sieht man durch das durchsichtige Oberteil 10 das
Bewässerungskreuz 19 verbunden
mit dem Anschlussstutzen 18. Das Unterteil 11 zeigt
den Atemgas-Einlassstutzen 24, den eingesetzten Atemgas-Anwärm-Anfeuchtwickel 5 mit
seinen elektrischen Anschlüssen 7 u. 20 und
die Koaxialstecker 21 für
den Übertemperatur-Sensor 9 im
Wickel 5 und den Flowsensor 14 und den dazugehörigen Koaxialsteckern 22 u. 23.Into the lumen of the breathing gas outlet 11 protrudes in a bulge 13 arranged integrated flow sensor 14 with its coaxial connector 15 , In the center of the arched surface 16 of the top 10 is an implementing element 17 for the connecting piece with hose attached 18 attached for the supply of dampening water. Dashed, thin lined drawn you can see through the transparent top 10 the watering cross 19 connected to the connecting piece 18 , The lower part 11 shows the breathing gas inlet nozzle 24 , the respiratory gas warm-up moistening wrap used 5 with its electrical connections 7 u. 20 and the coaxial connectors 21 for the overtemperature sensor 9 in the wrap 5 and the flow sensor 14 and the associated coaxial connectors 22 u. 23 ,
3 zeigt
im Schnitt, Schnittebene I...I, 2 die Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung. Ihr
gewölbtes
Oberteil 10 zeigt den Gasauslassstutzen 11 mit
dem elektrischen Kontaktplättchen 12 und die
Auswölbung 13 mit
integriertem Flowsensors 14, Koaxialbuchse 15 und
der Dichtlippe 28. Im Zentrum der gewölbten Oberfläche 16 des
Oberteils 10 befindet sich das Durchführungselement 17 mit
der O-Ringdichtung 26 für
den Stutzen 18 (Rohr für
die Anfeucht-Wasserzufuhr) der in das Wasserverteilerkreuz 19 mit
seinen Wasserverteilungskanälen 27 und
Wasseraustrittsöffnungen 28 eingepresst
ist. Dieses Wasserverteiungselement 19 wird in Richtung,
wie durch Pfeil 29 gezeigt zur weiteren Wasserverteilung
und Abgabe auf die Fließpapier-Lochscheibe 30 und
den darunter liegenden Anwärm-Anfeuchwickel 5 gepresst,
der durch Stützrippen 26 gehalten
wird, die vom geneigten Boden 25 des Unterteils 11 ausgehen.
Der geneigte Boden 25 bewirkt auch, dass zu viel aufgebrachtes
Anfeuchtwasser in eine (nicht gezeichnete Wasserfalle) abfließen kann. 3 shows in section, section plane I ... I, 2 The Breathing Gas Warm-Up Moisturizer Device. Her domed shell 10 shows the gas outlet 11 with the electrical contact plate 12 and the bulge 13 with integrated flow sensor 14 , Coaxial socket 15 and the sealing lip 28 , In the center of the arched surface 16 of the top 10 is the lead-through element 17 with the O-ring seal 26 for the neck 18 In the water distribution cross (pipe for the moistening water supply) 19 with its water distribution channels 27 and water outlet openings 28 is pressed. This water distribution element 19 becomes in direction, as by arrow 29 shown for further water distribution and delivery to the blotting paper perforated disc 30 and the underlying warm-up moistening wrap 5 pressed by support ribs 26 being held by the sloping ground 25 of the lower part 11 out. The sloping ground 25 also causes too much applied dampening water to drain into a (not shown water trap).
Gerätefunktion
des 1. Ausführungsbeispielsdevice function
of the 1st embodiment
Das
trockene, kalte Atemgas strömt über den Einlassstutzen 24 der
Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung über das
Unterteil 11, durch die zahlreichen Luftkanäle des geheizten
Anwärm-Anfeucht-Wickels 5,
die darauf gepresste, nasse Fließpapierlochscheibe 30 mit
aufgesetztem Wasser-Verteilerkreuz 19 ins Oberteil 10 der
Vorrichtung und von dort über
den Flowsensor 14 zum Auslassstutzen 11 und die
dort aufgesteckte, für
die Inbetriebnahme der elektronischen Steuer-Stromversorgungseinheit
der Anfeucht-Anwärm-Vorrichtung
zwingend erforderliche die Atemgastemperatur signalisierende und überwachende Temperaturmesseinheit
und über
einen kurzen Atemgas-Verbindungsschlauch mit Adapter (nicht gezeichnet),
wohltemperiert und befeuchtet, über
einen Trachealtubus, eine Trachealkanüle oder Atemmaske zum Patienten.
Dessen verbrauchte Ausatemluft gelangt über eventuell noch eingeschaltete
Messvorrichtungen über
ein Ausatemventil schließlich
ins Freie.The dry, cold breathing gas flows over the inlet port 24 the warm-up wetting device over the base 11 , through the numerous air channels of the heated warm-up wipe wrap 5 , the wet rolled paper perforated disk pressed onto it 30 with attached water distribution cross 19 in the upper part 10 the device and from there via the flow sensor 14 to the outlet 11 and the plugged there, mandatory for the commissioning of the electronic control power supply unit of the moistening Anwärm device the breathing gas temperature signaling and monitoring temperature measuring unit and a short breathing gas connection hose with adapter (not shown), well-tempered and moistened, via a tracheal tube, a Tracheal cannula or breathing mask to the patient. Its spent exhaled air eventually reaches the outside via an exhalation valve via any measuring devices that are still switched on.
Ausschlaggebend
für die
herausragende Funktion dieser Atemgas-Anfeucht-Anwärm-Vorrichtung
sind aber ihre Anfeucht-Anwärm-Wickel.
Deren Heizelemente haben eine sehr geringe Wärmespeicherkapazität und damit
Wärmeträgheit. Damit
ergibt sich die Möglichkeit
einer sehr schnellen elektrischen Änderung der Wärmeabgabeleistung
und das zusätzlich
in einem großen
Regelbereich, das bedeutet, dass z. B. bei Wechseln des Atemgasflows
auch die Atemgastemperatur in engen Grenzen weitgehend konstant
gehalten werden kann.decisive
for the
outstanding function of this breathing gas wetting-warming device
but are their wetting-warming wraps.
Their heating elements have a very low heat storage capacity and thus
Thermal inertia. In order to
the possibility arises
a very rapid electrical change in heat output
and that in addition
in a big one
Control range, which means that z. B. when changing the breathing gas flow
also the breathing gas temperature within narrow limits largely constant
can be held.
Technisch
konstruktiv wird dies erreicht durch die Verwendung eines dünnen Metallbandes als
direkt, elektrisch beheiztes Wärmeelement.
Dieses Element ist in den Anfeucht-Anwärm-Wickel der Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung
integriert (s. 1). Die auf dem Metall-Heizband
aufgebrachten Anfeuchtelemente weisen ebenfalls eine geringe Wärmespeicherkapazität und damit
Wärmeträgheit auf, da
ihr Wasseraufnahmevermögen
nur gering ist (wenige Milliliter). Diese Anfeuchtelemente sind
aus gewelltem Fließpapier
in Bänderform
ausgebildet und zu einem Wickel (s. 1) aufgerollt.
Dadurch entsteht eine große
Oberfläche
für die
Wasser-Verdampfung-Verdunstung und ein inniger Kontakt zur Atemluft,
welche durch die im Wickel gebildeten multiplen Luftkanäle strömt. Die
Wasserzufuhr und Verteilung für
die Anfeuchtung der Anfeucht-Wickel erfolgt über die aufgebrachte, gelochte
Fließpapierscheibe
mit ihrem aufgesetzten Wasserverteiler. Eine externe einfache Dosierpumpe,
vorzugsweise Schlauchpumpe, von der elektronischen Steuer-Stromversorgungsvorrichtung
geregelt sorgt für eine
exakt dosierte Sterilwasserzufuhr in Abhängigkeit vom vorgewählten oder
gemessenen Atemgasflow bzw. Atemminutenvolumen. Die in ihrer Funktion beschriebenen
Anwärm-Anfeucht-Wickel ermöglichen
damit rasche von der Temperaturmesseinheit erfasste schon geringe
Atemgas-Temperaturänderungen
mit Hilfe der elektronischen Steuer- und Stromversorgungsvorrichtung über die
elektrische Stromzufuhr zum Heizelement zu korrigieren. Unangenehm
warme oder gar gefährlich
heiße
Atemgase z. B. ein ”hot
shot” lassen
sich bei Änderungen
des Atemgasflows bzw. Atemminutenvolumens vermeiden. Ebenso ist
ein so genanntes ”Vorheizen” der Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung
mit der Gefahr plötzlich
heißer
Atemgase unnötig
geworden durch die mögliche
schnelle dabei aber feinfühlige Aufheizung
der Anwärm-Anfeucht-Wickel
wie z. B. bei der plötzlichen
Notfallbeatmung eines Patienten erforderlich. Der in der Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung
im Gasauslassstutzen vorhandene Flowsensor verhindert auch das Einschalten
der elektrischen Heizvorrichtung mit Hilfe der elektronischen Steuer-Stromversorgungsvorrichtung
bei einem nicht vorhandenem Atemgasflow. Durch die kompakte Bauart und
vor allem die feinfühlige
schnelle Atemgastemperaturregulation ist eine patientennahe Anordnung der
Vorrichtung möglich
und damit nur ein kurzer Atemgasschlauch als Verbindungsglied zum
Patienten, der nur einen sehr geringen Temperaturabfall der Atemgase
bewirkt mit entsprechend sehr niedrigem Kondenswasserausfall. Damit
erübrigen
sich elektrisch beheizte Atemgasschläuche und meist auch Wasserfallen.Technically constructive this is achieved by the use of a thin metal strip as a direct, electrically heated heating element. This element is integrated into the wetting-warming coil of the Warming-Moisturizing Device (see fig. 1 ). The moistening elements applied to the metal heating tape also have a low heat storage capacity and thus thermal inertia, since their water absorption capacity is only small (a few milliliters). These moistening elements are formed of wavy blotting paper in strip form and to a winding (s. 1 ) rolled up. This results in a large surface area for the evaporation of water evaporation and intimate contact with the respiratory air, which flows through the multiple air channels formed in the winding. The water supply and distribution for moistening the moistening wraps via the applied, perforated blotting paper disc with its attached water distributor. An external simple dosing pump, preferably peristaltic pump, controlled by the electronic control power supply device ensures a precisely dosed sterile water supply depending on the preselected or measured respiratory gas flow or respiratory minute volume. The Anwärm-moistening wraps described in their function thus allow rapid detected by the temperature measuring unit already small respiratory gas temperature changes using the electronic control and power supply device via the electrical power supply to the heating element to correct. Unpleasant warm or even dangerous hot respiratory gases z. As a "hot shot" can be avoided with changes in the respiratory gas or respiratory minute volume. Likewise, a so-called "preheating" the Atemgas-Anwärm-moistening device with the danger of sudden hot gases of gases has become unnecessary by the possible fast but sensitive heating of Anwärm-moistening wraps such. B. in the emergency emergency ventilation of a patient required. The in the warm-up moisten Vorrich tion in Gasauslassstutzen existing flow sensor also prevents switching on the electric heater using the electronic control power supply device in a non-existent breathing gas flow. Due to the compact design and especially the sensitive fast breathing gas temperature regulation, a patient-near arrangement of the device is possible and thus only a short breathing gas hose as a link to the patient, which causes only a very small drop in temperature of the breathing gases with correspondingly very low condensation water loss. This eliminates electrically heated breathing gas hoses and usually water traps.
Gerätebeschreibung
des 2. Ausführungsbeispielsdevice Description
of the second embodiment
4 zeigt
perspektivisch schematisiert die Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung mit
ihrem Oberteil 31, dem Atemgas-Einlassstutzen 32 mit
seiner Verlängerung 33 und
dem Atemgas-Auslassstutzen 34, sowie daneben den Wasserzuführstutzen 35.
An der Innenseite des Oberteils 31 befinden sich zwei mit
Rinnen versehene Leisen 36 u. 37, die durch Kanäle im Oberteil
(nicht gezeichnet) mit dem Wasserzuführstutzen 35 verbunden
sind und als Wasserverteiler dienen. In den Rinnen der Leisten 36 u. 37 stecken die
jeweils mit Reihen von Perforationslöchern 40, 41 versehenen
Enden der Schenkel 38 u. 39 des U-förmigen,
dünnen
Blechs 42 mit seinem Ausschnitt 43, der überbrückt wird
durch den Metallsteg 44. Das U-Blech 42 ist mit
einem wassersaugfähigen
Fließpapier 45 auf
der Innen- und Außenseite
komplett bedeckt, wobei nur der Metallsteg 43 ausgespart
bleibt. Dieses Fließpapier
dient der Wasserzufuhr und stellt das Befeuchtungselement dar. 4 shows in perspective schematized the Anwärm-moistening device with its upper part 31 , the breathing gas inlet nozzle 32 with his extension 33 and the breathing gas outlet 34 , as well as the water supply pipe next to it 35 , On the inside of the top 31 There are two gutters provided with gutters 36 u. 37 through the channels in the upper part (not shown) with the water supply pipe 35 connected and serve as a water distributor. In the gutters of the last 36 u. 37 each stuck with rows of perforation holes 40 . 41 provided ends of the legs 38 u. 39 the U-shaped, thin sheet 42 with his neckline 43 which is bridged by the metal dock 44 , The U-plate 42 is with a water absorbent paper 45 completely covered on the inside and outside, leaving only the metal bar 43 left out. This blotter serves to supply water and is the moistening element.
5 zeigt
das Oberteil 31 eingesetzt in das kastenförmige Unterteil 46 mit
dem Sensorplättchen mit
Fühlstift 47 zur Übertemperatursignalisierung. Wie
schematisch gezeichnet ist der U-förmige Transformatorkern 49,
der auf dem Schenkel 50 die Primärwicklung 51 tragt,
mit seinem Schenkel 52 durch den in das Unterteil 46 gasdicht
eingesetzten Tunnel 48 eingeführt. Mit dem I-förmigen Transformatorkernteil 53 kann
durch Vorschieben in Pfeilrichtung 43 auf der Ebene 44 das
eingesetzte Kassettenunterteil 46 mechanisch verriegelt
und dabei der Transformatorkernschluss erreicht werden. 5 shows the top 31 inserted into the box-shaped base 46 with the sensor plate with feeler pin 47 for overtemperature signaling. As drawn schematically, the U-shaped transformer core 49 on the thigh 50 the primary winding 51 carries, with his thigh 52 through the in the lower part 46 gastight tunnel 48 introduced. With the I-shaped transformer core 53 can by advancing in the direction of the arrow 43 on the layer 44 the inserted cassette lower part 46 mechanically locked and thereby the transformer core connection can be achieved.
Gerätefunktion
des 2. Ausführungsbeispielsdevice function
of the second embodiment
5 zeigt
die Anwärm-Anfeucht-Vorrichtungskassette
schematisch eingesetzt in ihre Steuer-Stromversorgungsvorrichtung. Der eine
Schenkel 48 des Transformatorkerns 49 ist dabei
in den Tunnel 48 des Kassettenunterteils 46 eingeführt und
mit dem I-Teil 53 mechanisch verriegelt und gleichzeitig
dadurch der U-förmige
Transformatorkern 49 an seinen Enden 50 u. 52 magnetisch
geschlossen. Das bedeutet, das U-förmige Blech 42 wird
zur sekundären Kurzschlusswindung
des Transformators und kann damit durch induzierten Strom erhitzt
werden. Mit dem aufgebrachten dünnen
wassergetränkten
Fließpapier 45 entsteht
damit ein Anwärm-Anfeucht-Element.
Durch die besondere geometrische Form des dünnen Heizblechs 42 wird
eine Minimierung der Wärmespeicherkapazität erreicht
und durch die zusätzlichen
Perforationen 40 u. 41 an seinen oberen Enden
ein Übergang
von Wärme
auf das Anfeuchtwasser im Wasserverteiler 36 und 37 minimiert.
Die resultierende geringe Wärmekapazität des Heizelements
(trotz hoher Wärmeabgabeleistung)
in Kombination mit der geringen Wasserkapazität und Wärmespeicherkapazität des Befeuchtungselements
(dünnes
Fließpapier)
bewirkt, dass auf wechselnden Atemgasfluss eine rasche, trägheitsarme
Anpassung der Atemgastemperatur erfolgen kann. Damit lassen sich
die in der Einleitung erwähnten
Probleme weitgehend lösen. 5 shows the warm-up wetting device cartridge schematically inserted into its control power supply device. The one leg 48 of the transformer core 49 is in the tunnel 48 of the cassette lower part 46 introduced and with the I part 53 mechanically locked and at the same time thereby the U-shaped transformer core 49 at its ends 50 u. 52 magnetically closed. That means the U-shaped plate 42 becomes the secondary short-circuit winding of the transformer and can thus be heated by induced current. With the applied thin water-soaked blotting paper 45 This creates a warm-up moistening element. Due to the special geometric shape of the thin heating plate 42 a minimization of the heat storage capacity is achieved and by the additional perforations 40 u. 41 at its upper ends, a transfer of heat to the moistening water in the water distributor 36 and 37 minimized. The resulting low heat capacity of the heating element (despite high heat output) in combination with the low water capacity and heat storage capacity of the humidifying element (thin blotting paper) causes a rapid, low-inertia adjustment of the respiratory gas temperature can be made to changing gas flow. This can largely solve the problems mentioned in the introduction.
Gerätebeschreibung
des 3. Ausführungsbeispielsdevice Description
of the third embodiment
6 zeigt
das 3. Beispiel der Atemgas-Anwärm-Anfeuchtvorrichtung
perspektivisch, durchsichtig und teilweise schematisch gezeichnet.
Das Gehäuse
der Vorrichtung besteht aus zwei Hälften einem Oberteil 56 mit
Gas-Auslassstutzen 57 und einem Unterteil 58 mit
Gaseinlassstutzen 59, die mit Hilfe von Flanschen und einer
Dichtung (nicht sichtbar) durch den Verschluss 60 gasdicht
zusammengehalten werden. Am durchsichtig gezeichneten Deckel 61 sieht
man deutlich die zwei elektrischen Steckkontakte 62 u. 63 angebracht,
die im Gehäuseinnern
jeweils mit den Elektroden 64 u. 65 verbunden
sind, die sich jeweils an den Längskanten 66 u. 67 des
längs geschlitzten,
dünnwandigen
Zylindermantels 68 fortsetzen bis zum Beginn der gelochten
Zylindermantelzone 69 und die mit diesem Zylindermantel
elektrisch und mechanisch verbunden sind. Das obere Ende des längs geschlitzten
dünnwandigen
Zylinders 68 wird in einer zirkulären Rille (nicht gezeichnet)
auf der Innenseite des Gehäusedeckels
geführt
und dadurch mechanisch stabilisiert. Der gezeichnete Gasverteiler
mit Prallplatte und Austrittsöffnungen 70 dient
zum Atemgaseinlass ins Innere des Zylindermantels, der Längsschlitz 71 im
Zylindermantel 68 zu dessen Austritt (wohltemperiert und
befeuchtet). Das untere Ende des Zylindermantels wird durch eine
im Boden 72 des unteren Gehäuseteils 58 ausgeformte
zirkuläre
Rinne 73 mechanisch stabilisiert. Der am Boden 72 gezeichnete
Schlauchstutzen 74 dient der Zufuhr von sterilem Anfeuchtwasser
bis zur sichtbaren max. Wasserstandsmarkierung 75 an der
Außenwand
des Gehäuseunterteils 58.
Der dünnwandige
metallene Zylindermantel 68 stellt das Heizelement der
Anwärm-Anfeuchtvorrichtung
dar und kann, wie im oberen Teil der Zeichnung schematisch dargestellt,
z. B. durch einen auf die beiden elektrischen Steckkontakte 62 u. 63 über die
Kupplungen 76 u. 77 verbundenen dicken Metallbügel 78,
zur sekundären
Kurzschlussspule eines Transformators werden. Wie schematisch gezeigt
kann dies durch das Einschieben eines I-förmigen Transformatorkernteils
und des damit erzielten magnetischen Kernschlusses bei einem mit
Primärspule
versehenen U-Kern erreicht werden. Eine Übertemperaturabschaltung erfolgt wiederum
wie bei Ausführungsbeispiel
Nr. 2 über
einen im Deckel 61 eingebauten Temperaturfühlstift 80 und
einen darauf aufgesetzten Temperatursensor mit Abschaltelektronik,
einem Teil der elektronischen Steuer-Stromversorgungseinheit der Atemgas-Anwärm-Anfeuchtvorrichtung. 6 shows the 3rd example of the Atemgaswärwär- moistening device perspective, transparent and partially drawn schematically. The housing of the device consists of two halves of a shell 56 with gas outlet 57 and a lower part 58 with gas inlet 59 With the help of flanges and a seal (not visible) through the closure 60 be held together gas-tight. On the transparent drawn lid 61 you can clearly see the two electrical plug contacts 62 u. 63 attached, the inside of the housing respectively with the electrodes 64 u. 65 are connected, each at the longitudinal edges 66 u. 67 the longitudinally slotted, thin-walled cylinder jacket 68 continue until the beginning of the perforated cylinder jacket zone 69 and which are electrically and mechanically connected to this cylinder jacket. The upper end of the longitudinally slotted thin-walled cylinder 68 is guided in a circular groove (not shown) on the inside of the housing cover and thereby mechanically stabilized. The drawn gas distributor with baffle plate and outlet openings 70 serves for breathing gas inlet into the interior of the cylinder jacket, the longitudinal slot 71 in the cylinder jacket 68 to its exit (well-tempered and moistened). The lower end of the cylinder jacket is replaced by one in the bottom 72 of the lower housing part 58 molded circular groove 73 mechanically stabilized. The one on the ground 72 drawn hose nozzle 74 is used to supply sterile moisturizing water up to the visible max. Water level mark 75 on the outer wall of the housing base 58 , The thin-walled metal cylinder jacket 68 represents the heating element of the Anwärm-moistening and can, as shown schematically in the upper part of the drawing, z. B. by one on the two electrical plug contacts 62 u. 63 over the couplings 76 u. 77 composites NEN thick metal strap 78 , to the secondary short-circuit coil of a transformer. As shown schematically, this can be achieved by inserting an I-shaped transformer core part and the magnetic core closure obtained therewith in the case of a primary coil-provided U-core. An overtemperature shutdown is again as in embodiment no. 2 via a lid 61 built-in temperature sensing pin 80 and a temperature sensor mounted thereon with shutdown electronics, a portion of the electronic control power supply unit of the respiratory gas warm-up wetting device.
Gerätefunktion
des 3. Ausführungsbeispielsdevice function
of the third embodiment
6 zeigt
die Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung
perspektivisch, durchsichtig gezeichnet. Kaltes Atemgas strömt durch
den Gaseinlassstutzen 59 zum Gasverteiler mit Prallplatte
und Austrittsöffnungen 70 über die
Innenfläche
des elektrisch geheizten Zylindermantels 68, die mit in
zylinderform gerolltem, dünnen
Fließpapier
(nicht gezeichnet) bedeckt ist. Dieser Fließpapierzylinder steht mit seinem
unteren Ende im sterilen Anfeuchtwasser, das über den Stutzen 74,
von einem externen Vorratsbehälter
zugeführt,
den Boden 72 der Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung bedeckt
bis in Höhe
der Wasserstandsmarke 75. Durch den innigen Kontakt des
Fließpapierzylinders
mit dem elektrisch geheizten, dünnwandigen,
metallenen Zylindermantel 68, der das Heizelement der Vorrichtung darstellt,
wird das Anfeuchtwasser verdunstet bzw. verdampft. Das über diese
große
Oberfläche
streichende Atemgas wird dabei optimal angewärmt und befeuchtet. Es gelangt über den
Längsschlitz
des Zylindermantels 71 schließlich zum Gasauslassstutzen 57. Über diesen
Stutzen und den dort aufgesteckten Atemgas-Temperaturmessfühler (nicht
gezeichnet) schließlich
aber einen kurzen Verbindungsschlauch zum Patientenanschlussstück. Der
Atemgas-Temperaturfühler
steuert über
das elektronische Steuer-Stromversorgungsgerät (s. 7) die Stromzufuhr
zum Heizelement der Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung.
Eine Übertemperaturkontrolle des
Heizelements erfolgt über
den Temperaturmessstift(-Fühler) 80 durch
die nachgeschaltete elektronische Steuer-Strom-Versorgungsvorrichtung. Über die
elektrischen Anschlussstecker 62, 63 erfolgt die Stromzufuhr.
Sie kann am elegantesten über
den gezeichneten dicken, elektrisch gut leitenden Metallbügel 78 vorgenommen
werden, wenn dieser wie schematisch gezeigt, durch das Einschieben
des Transformatorkernteils 79 zum Kernschluss eines zugehörigen Transformators
führt und
damit zur sekundären Kurzschlusswindung
desselben wird. Durch die geringe Wärmespeicherkapazität des dünnwandigen, metallenen,
längs geschlitzten
Zylindermantels 68, der mit seinem unteren Ende nicht in
das Anfeuchtwasserreservoir eintaucht, als elektrisches Heizelement
in Kombination mit dem dünnen
Fließpapierzylinder,
als Befeuchtungselemente mit geringer Wasserspeicherkapazität, ergeben
sich wiederum die günstigen
schnellen trägheitsarmen
Regelungen der Atemgastemperatur und -Feuchte mit Hilfe der angeschlossenen
Steuer-Stromversorgungsvorrichtung. 6 shows the Atemgas-warming-moistening device in perspective, drawn transparent. Cold breathing gas flows through the gas inlet 59 to the gas distributor with baffle plate and outlet openings 70 over the inner surface of the electrically heated cylinder jacket 68 which is covered with cylinder-rolled, thin blotter paper (not shown). This blotting paper cylinder stands with its lower end in the sterile moistening water, that over the neck 74 supplied from an external reservoir, the bottom 72 the respiratory gas warm-up moistening device covers up to the level of the water level mark 75 , Due to the intimate contact of the flux paper cylinder with the electrically heated, thin-walled, metal cylinder jacket 68 , which is the heating element of the device, the moistening water is evaporated or vaporized. The breathing gas stroking over this large surface is optimally warmed and moistened. It passes over the longitudinal slot of the cylinder jacket 71 finally to the gas outlet 57 , Finally, a short connecting tube to the patient connection piece via this connection piece and the respiratory gas temperature sensor (not shown) attached there. The respiratory gas temperature sensor controls via the electronic control power supply unit (s. 7 ) the power supply to the heating element of the respiratory gas warm-up moistening device. An over-temperature control of the heating element takes place via the temperature measuring pin (sensor) 80 through the downstream electronic control power supply device. About the electrical connector 62 . 63 the power supply takes place. It can most elegantly over the drawn thick, electrically good conductive metal bracket 78 be made, if this as shown schematically by the insertion of the transformer core 79 leads to the core of an associated transformer and thus becomes the secondary short-circuit winding of the same. Due to the low heat storage capacity of the thin-walled, metal, longitudinally slotted cylinder jacket 68 , which does not dive with its lower end in the Anfeuchtwasserreservoir, as an electric heating element in combination with the thin paper strand cylinder, as moistening with low water storage capacity, in turn, the favorable fast low-inertia regulations of Atemgastemperatur and moisture with the help of the connected control power supply device.
In 7 sind
vereinfacht die Funktionen der elektronischen Steuer-Stromversorgungsvorrichtung
für die
Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung und
dazugehörig
die Dosierpumpe für
das Befeuchterwasser und das dazugehörige Sterilwasser-Reservoir
schematisch vereinfacht dargestellt.In 7 simplified are the functions of the electronic control power supply device for the Atemgas-warming-moistening device and associated metering pump for the humidifier water and the associated sterile water reservoir shown schematically simplified.
Die
Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung, hier
vereinfacht als Heiz-Befeuchter-Vorrichtung dargestellt, zeigt die
auf dem Auslassstutzen aufgesteckte, schematisch als °C-Sensor
bezeichnete Atemgas-Temperatur-Messvorrichtung. Sie ist mit dem
Betriebsthermostat mit seinen Einstell- und Anzeigeelementen verbunden.
Dieser Thermostat kommuniziert mit dem Mikroprozessor des Heizstromregulators,
der sowohl in Abhängigkeit
von der manuell vorgewählten
Atemgastemperatur, der aktuell gemessenen Temperatur und deren Anstiegs-
oder Abfallgeschwindigkeit als auch auf den von einer Flowmessvorrichtung
aktuell ermittelten oder manuell vorgewählten Werten des Gasflows bzw.
Atemminutenvolumens, den Heizstrom erhöht, vermindert oder abschaltet
(Schalter S3), der an die Heizelemente der Anwärm-Anfeuchtvorrichtung abgegeben
wird. Ebenso wird von diesem Regulator über einen Intervallschalter
die Wasserdosierpumpe für
die adäquate Befeuchtung
der Atemgase in Abhängigkeit
vom Atem-Minutenvolumen bzw. Atemgasflow gesteuert. Der in der Atemgas-Anwärm-Anfeucht-Vorrichtung noch
integrierte Flowsensors bewirkt beim Fehlen eines Atemgasflows das
Ausschalten des Heizstroms über
Schalter S1. Der im Anwärm-Anfeuchtwickel 5 integrierte Übertemperatur-Sensor 9 (s. 2)
bewirkt die Auslösung
des Übertemperaturwächters und
ein Abschalten des Heizstroms über
S2.The respiratory gas warm-up moistening device, shown here in simplified form as a heating / humidifier device, shows the respiratory gas temperature measuring device which is plugged onto the outlet connection and is referred to schematically as the ° C sensor. It is connected to the operating thermostat with its setting and display elements. This thermostat communicates with the microprocessor of Heizstromregulators, both depending on the manually preselected respiratory gas temperature, the currently measured temperature and its rise or fall rate as well as on the currently determined by a flow meter or manually preselected values of the gas flow or respiratory minute volume, the heating current increases, decreases or switches off (switch S3), which is delivered to the heating elements of the Anwärm-moistening device. Likewise, the water metering pump for the adequate humidification of the respiratory gases is controlled by this regulator via an interval switch as a function of the respiratory minute volume or respiratory gas flow. The flow sensor, which is still integrated in the respiratory gas warm-up moistening device, causes the heating current to be switched off via switch S1 in the absence of a respiratory gas flow. The warm-up dampness wrap 5 integrated over-temperature sensor 9 (S. 2 ) triggers the over-temperature switch and cuts off the heating current via S2.