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Die Erfindung betrifft eine medizinische Schlaucheinheit sowie eine mit einer derartigen Schlaucheinheit ausgebildeten Vorrichtung zur Verabreichung eines Atemgases, insbesondere zur Bereitstellung einer High-Flow-Therapie.
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Stand der Technik
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Es sind verschiedene Therapien bekannt, bei denen einem Patienten ein z. B. mit Sauerstoff angereichertes Atemgas verabreicht wird.
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Bei der sogenannten High-Flow- oder High-Flow Humidification-Therapie (HFT) wird ein befeuchtetes, warmes Atemgas, insbesondere mit Sauerstoff angereicherte Luft, dem Patienten über eine Nasenkanüle verabreicht.
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In einem Zufuhrschlauch einer Vorrichtung zur Bereitstellung einer High-Flow-Therapie, wird Atemgas welches in einer Versorgungseinheit der Vorrichtung in einer gewünschten Zusammensetzung bereitgestellt, erwärmt und befeuchtet wird, mit einer relativen Feuchtigkeit von etwa 100% dem Patienten zugeführt. Hierbei kann es zu einem Kondensieren der Feuchtigkeit kommen (sogenannte Ausregnung). Ursache ist die geringere Umgebungstemperatur, die einen Wärmeaustausch über die Schlauchwand erzeugt. Im Falle einer derartigen Ausregnung weist das Atemgas, welches in die Atemwege des Patienten eintritt, nicht die gewünschte relative Feuchtigkeit von etwa 100% auf. Ferner kann kondensiertes bzw. ausgeregnetes Wasser ebenfalls in die Atemwege eintreten, was den Komfort der Vorrichtung vermindert.
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Aus der
WO 2005/09073007 A1 ist es bekannt, zur Vermeidung bzw. Minimierung einer derartigen Ausregnung einen Zuführschlauch für Atemgas mit einer geteilten Umhüllung auszubilden, durch welchen erwärmtes Wasser zirkuliert. Hierdurch kann eine Kondensation von Atemgas an der Innenwand des Zufuhrschlauches im Wesentlichen vermieden werden. Als Nachteil ist anzusehen, dass ein derartiger von einer Wasserleitung umgebener Zufuhrschlauch bei der Verwendung relativ steif bzw. starr ist, wodurch die Handhabung erschwert ist. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass nach einer Unterbrechung der Therapie der Wasserfluss gestoppt wird, wodurch die Isolierung nicht mehr gegeben ist und bei einem Wiederstarten der Therapie zunächst ein Schwall Wasser aus der Kanülle austreten kann. Desweiters wird diese Lösung als technisch aufwändig gesehen und resultiert in unwirtschaftlich hohen Produktionskosten.
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Es ist ebenfalls bekannt, zur Vermeidung von Kondensation an der Innenseite eines Zufuhrschlauches die Wandungen des Zufuhrschlauches mittels Heizdraht zu erwärmen. Auch diese Technologie wird als aufwendig angesehen, zumal elektrische Verbindungen und Isolierungen benötigt werden.
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Mit der vorliegenden Erfindung wird angestrebt, eine Ausregnung während einer High-Flow-Therapie mit einfachen Mitteln zu vermeiden.
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Dieses Ziel wird erreicht mit einer medizinischen Schlaucheinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Vorrichtung zur Verabreichung eines Atemgases, insbesondere zur Bereitstellung einer High-Flow-Therapie mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2.
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Mit der erfindungsgemäßen medizinischen Schlaucheinheit sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in einfacher Weise z. B. eine High-Flow-Therapie bereitstellbar, bei welcher die mit einer Ausregnung verbundenen Probleme weitgehend vermieden werden können. Die Erfindung stellt eine besonders einfache und zuverlässige Isolierung für ein inneres Lumen, durch welches bereitgestellte und aufbereitete Atemluft einem Patienten zugeführt wird, zur Verfügung, indem unabhängig von der Verabreichung des Atemgasstroms ein wärmeisolierendes Gas, insbesondere erwärmte Luft durch ein äußeres Lumen, welches das innere Lumen umgibt, in eine Richtung zum Patienten hin transportiert wird. Unter erwärmter Luft wird insbesondere eine auf Körpertemperatur oder darüber erwärmte Luft verstanden, z. B. auf 38°C, 40°C, 42°C, 44°C, 46°C oder auf eine höhere Temperatur erwärmte Luft. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch auszeichnet, dass der Transport von Atemluft durch das innere Lumen sowie der Transport von wärmeisolierendem Gas durch das äußere Lumen in die gleiche Richtung, nämlich vom distalen zum proximalen Ende der Schlaucheinheit zum Patienten hin erfolgt. Hiermit ist insbesondere eine genaue Steuerung der Wärmeisolierung bereitstellbar.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Erfindungsgemäß wird insbesondere ausgenutzt, dass die Schlaucheinheit an die Versorgungseinheit angeschlossen ist, so dass sie die für die Atemgasversorgung erforderliche Gasversorgung (insbesondere Druckluft oder Ventilator) und Wärmeerzeugung (insbesondere Heizer oder Wärme erzeugende Bauteile) ausnutzen kann. Als Atemgas wird insbesondere Luft verwendet.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Atemgas-Versorgungseinheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Sauerstoffversorgungseinrichtung und eine Luftversorgungseinrichtung sowie Mittel zum Vermischen von Luft und Sauerstoff (zum Beispiel einen Ventilator) zur Bereitstellung eines geeigneten Atemgases auf, wobei ein derart bereitgestelltes Atemgas in das innere Lumen der Schlaucheinheit der Vorrichtung eingeführt wird.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine Zusatzleitung vorgesehen, welche mit dem äußeren Lumen der Schlaucheinheit verbunden ist, und über welche Luft aus der Luftversorgungseinrichtung, wenn – nicht schon zuvor in ausreichender Wärme zur Verfügung zusätzlich erwärmt werden muß – in das äußere Lumen einbringbar ist. Hiermit ist in besonders einfacher Weise erwärmte Luft ist das äußere Lumen der Schlaucheinheit einbringbar, wobei für diese Luft die gleiche Luftquelle verwendet werden kann wie für das Atemgas, welches durch das innere Lumen geführt wird.
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Besonders bevorzugt ist das Vorsehen wenigstens einer Heizeinheit zur Erwärmung von durch die Sauerstoffversorgungseinrichtung bereitgestelltem Sauerstoff oder von durch die Luftversorgungseinrichtung bereitgestellter Luft.
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Ebenso bevorzugt ist das Vorsehen einer Befeuchtungseinheit zur Befeuchtung des dem Patienten zuzuführenden Atemgases.
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Mit einer derartigen Heizeinheit und/oder einer derartigen Befeuchtungseinheit kann optimal aufbereitete Atemluft dem Patienten zugeführt werden, wodurch dieser die im Rahmen einer High-Flow-Therapie eingesetzten hohen Flussraten ohne Probleme vertragen kann.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist bevorzugt wenigstens ein Regelventil zur Steuerung bzw. Regelung der Zusammensetzung und/oder des Flusses des Atemgases und/oder des Flusses von Luft in der Zusatzleitung auf. Des Weitern kann die erforderliche Temperatur in der Zusatzleitung auf den gewünschten Wert geregelt werden z.B. durch Beimischung von Umgebungsluft oder definierte Abkühlung.
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Zweckmäßigerweise ist ein distales Ende der Schlaucheinheit mit der Versorgungseinheit, und ein proximales Ende der Schlaucheinheit mit einer Nasenkanüle verbunden.
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Das äußere Lumen ist bevorzugt derart ausgebildet, dass an in der Umgebung des proximalen Endes der Schlaucheinheit Luft an die Umgebung abgegeben wird.
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Hierzu ist besonders bevorzugt, das äußere Lumen an dem proximalen Ende der Schlaucheinheit mit einer Einheit, die die Austrittsströmungsgeschwindigkeit minimiert und in bevorzugte Richtungen ablenkt verbunden. Des Weiteren ist bevorzugt, dass der Austritt so gestaltet ist, dass er vom Anwender nicht blockiert werden kann. Bevorzugterweise ist der Austritt als Schwammeinsatz oder als Einheit, die den Luftstrom ausreichend umlenkt auszubilden. Hierdurch können für einen Benutzer unangenehme Luftströme, welche am proximalen Ende der Schlaucheinheit entstehen können, weitgehend vermieden werden.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachfolgend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
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Figurenbeschreibung
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1 zeigt eine schematische seitliche Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schlaucheinheit in Kombination mit einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2a–2c zeigen alternative Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Detaillierte Beschreibung der Zeichnung
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 1 dargestellt und insgesamt mit 100 bezeichnet.
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Die Vorrichtung 100 weist eine Versorgungseinheit 110 zur Bereitstellung von Atemgas sowie eine mit einem proximalen Ende der Versorgungseinheit verbundene Schlaucheinheit 120 (entsprechend einem distalen Ende 120b der Schlaucheinheit) auf. Über die Schlaucheinheit 120 wird einem Patienten in der Versorgungseinheit 110 bereitgestelltes und aufbereitetes Atemgas zugeführt, wie im Folgenden weiter erläutert wird.
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An ihrem proximalen Ende 120a ist die Schlaucheinheit 120 mit einer Nasenkanüle verbindbar, welche rein schematisch dargestellt und mit 190 bezeichnet ist.
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Die Versorgungseinheit 110 weist in der dargestellten Ausführungsform eine Sauerstoffversorgungseinrichtung 150 und eine Luftversorgungseinrichtung 152 auf. Bei der Sauerstoffversorgungseinrichtung 150 kann es sich beispielsweise um einen geeigneten Sauerstoff-Druckbehälter handeln. Die Luftversorgungseinrichtung 152 kann ebenfalls als Druckbehälter ausgebildet sein, wobei besonders bevorzugt die Kombination einer Saugpumpe mit einem Kompressor zur Verwertung von Umgebungsluft ist. Luft von der Luftversorgungseinrichtung 152 sowie Sauerstoff aus der Sauerstoffversorgungseinrichtung 150 wird über jeweilige Leitungen 181 bzw. 182 in einem gewünschten Verhältnis in eine Leitung 183 eingespeist, in welcher eine Vermischung von Sauerstoff und Luft stattfindet. Zur genauen Einstellung des Sauerstoffgehalts in dem sich ergebenden Atemgas-Gemisch sind in den Zufuhrleitungen 181, 182 jeweils Regelventile 175, 176 ausgebildet, welche von einer schematisch dargestellten Steuereinrichtung 101 ansteuerbar sind.
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Die Leitung 183 ist mit einer Leitung 184 verbunden, über welche in einer Befeuchtungseinheit 160 erzeugter Wasserdampf zur Befeuchtung des Atemgases in die Leitung 183 einbringbar ist.
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Die Zufuhrleitungen 181, 182 und/oder die Leitung 183 sind mit einer Heizeinheit 170 ausgebildet, mittels der aus der Sauerstoffversorgungseinrichtung 150 und der Luftversorgungseinrichtung 152 austretende oder die Leitung 183 durchströmende Gase auf eine gewünschte Temperatur, bevorzugt Körpertemperatur oder höher, aufwärmbar sind.
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Insgesamt ist so durch die Sauerstoffversorgungseinrichtung 150, die Luftversorgungseinrichtung 152, die Befeuchtungseinheit 160 und die Heizeinheit 170 ein auf Körpertemperatur erwärmtes, eine Luftfeuchtigkeit von bis zu 100% aufweisendes Atemgas bereitstellbar.
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Die Versorgungseinheit 110 ist, wie erwähnt, mit der Schlaucheinheit 120 gekoppelt. Diese Schlaucheinheit weist ein inneres Lumen 186 und ein dieses konzentrisch umgebendes äußeres Lumen 187 auf. An dem distalen Ende der Schlaucheinheit ist das innere Lumen 186 mit der Leitung 183 verbunden, so dass in der Versorgungseinheit bereitgestelltes Atemgas über die Schlaucheinheit 120 zum Patienten transportiert werden kann.
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In der Leitung 181 zweigt eine Zusatzleitung 185 ab. In dieser Zusatzleitung 185 ist ein weiteres Regelventil 177 vorgesehen.
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Diese Zusatzleitung 185 ist mit dem äußeren Lumen 187 der Schlaucheinheit 120 verbunden. Wie aus der 1 zu erkennen, kann somit durch die Heizeinrichtung 170 erwärmte Luft aus der Luftversorgungseinrichtung 152 in steuerbarer bzw. regelbarer Weise in das äußere Lumen 187 der Schlaucheinheit 120 geleitet werden.
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Bei entsprechender Einstellung der Lufttemperatur in dem äußeren Lumen 187 ist eine wirksame Wärmeisolierung für das innere Lumen bezüglich der Umgebung bereitgestellt.
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Durch Einstellung einer geeigneten Lufttemperatur in dem äußeren Lumen 187 kann insbesondere gewährleistet werden, dass das befeuchtete und vorzugsweise 100% Luftfeuchtigkeit aufweisende Atemgas in dem inneren Lumen 186 nicht kondensiert. Somit kann sichergestellt werden, dass aus dem proximalen Ende 120a der Schlaucheinheit 120 austretendes Atemgas, welches in die Nasenkanüle 190 eintritt, die mittels der Versorgungseinheit 110 bereitgestellte Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Wesentlichen beibehält.
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Am proximalen Ende 120a der Schlaucheinheit 120 tritt die bereitgestellte Luft aus dem äußeren Lumen 187 in die Umgebungsluft aus. Um hier einen unangenehmen Luftstrom für einen Patienten zu vermeiden, ist im Austrittsbereich des äußeren Lumens 187 beispielsweise ein Schwammeinsatz 195 vorgesehen. Anstelle eines derartigen Schwammeinsatzes wäre es ebenfalls möglich, geeignete Strömungsklappen zu verwenden.
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Die am proximalen Ende 120a aus dem inneren Lumen 186 austretende Atemluft tritt, wie erwähnt, in die mit dem Patienten verbundene Nasenkanüle 190 ein. Insgesamt kann mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung gewährleistet werden, dass die über die Nasenkanüle 190 in den Patienten eintretende Luft eine optimale Temperatur (im Wesentlichen Körpertemperatur) und Feuchtigkeit (im Wesentlichen 100% Luftfeuchtigkeit) aufweist.
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Es ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung beispielsweise denkbar, die in das äußere Lumen 187 eingebrachte Luft stärker zu erwärmen als das Atemgas im inneren Lumen 186. Hiermit kann beispielsweise erreicht werden, dass das Atemgas während seines Transportes durch das innere Lumen Wärme von der durch das äußere Lumen strömenden Luft aufnimmt und somit während des Durchgangs durch das innere Lumen 186 der Schlaucheinheit 120 weiter erwärmt wird. In diesem Fall könnte die Temperatur des Atemgases bei Eintritt in das innere Lumen entsprechend niedriger gewählt werden.
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Als besonders vorteilhaft erweist sich, dass die Luft für das äußere Lumen 187 und zur Bereitstellung des gewünschten Atemgases im inneren Lumen aus der gleichen Quelle, nämlich der Luftversorgungseinrichtung 152 bereitgestellt werden kann. Es kann somit die leichte Verfügbarkeit von Umgebungsluft ausgenutzt werden, welche in sehr preiswerter Weise bereitstellbar und verarbeitbar ist.
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Zur Bereitstellung eines optimal aufbereiteten Atemgases ist es möglich, in 1 nicht gezeigte Temperatursensoren an geeigneten Positionen der Vorrichtung 100 vorzusehen, und entsprechend der erfassten Temperaturwerte eine Steuerung bzw. Regelung der Regelventile 175, 176, 177, der Heizeinrichtung 170 und/oder der Befeuchtungseinrichtung 160 vorzunehmen. Besonders bevorzugt ist jedoch, auf derartige Temperatursensoren aus Kostengründen zu verzichten, und den Luftstrom durch das äußere Lumen 187 entsprechend konservativ, d. h. mit relativ hoher Lufttemperatur und/oder -strömung, einzustellen.
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Die ein inneres und äußeres Lumen aufweisende Schlaucheinheit 120 kann an einer geeigneten Schnittstelle, welche in entsprechend koaxialer Weise Atemgas und Luft zur Verfügung stellt, mit der Versorgungseinheit 110 verbunden werden. Hiermit ist lediglich eine einzige Verbindung notwendig, wodurch eine Verbesserung gegenüber herkömmlichen Lösungen, welche zwei Verbindungen, beispielsweise für Atemgas und erwärmtes Wasser, verwenden. Auch die Winkelorientierung eines derartigen Anschlusses kann im Wesentlichen beliebig gewählt werden. Eine einfache Schlauchverbindung, wie diese beispielsweise für Ein-Lumen-Schläuche verwendet wird, ist ausreichend. Es könnten beispielsweise konische Verbinder verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist in besonders einfacher Weise eine Unterbrechung der Therapie, d. h. der Zufuhr von Atemgas zu einem Patienten möglich, ohne hierbei auch den Fluss von erwärmter Luft durch das äußere Lumen 187 unterbrechen zu müssen. Hierdurch kann der Isolierungseffekt in einfacher Weise aufrechterhalten werden, wobei beispielsweise im inneren Lumen verbleibendes Atemgas keiner Ausregnung unterworfen ist.
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In den 2a bis 2c sind alternative Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematisch vereinfachter Weise dargestellt. In 2 erkennt man, dass die Luftversorgungseinheit 152, die Sauerstoffversorgungseinheit 150 und die Befeuchtungseinheit 160 Ausgangsleitungen aufweisen, die in einem gemeinsamen Punkt 196 zusammengeführt werden, welcher den Beginn bzw. das distale Ende der Leitung 183 darstellt. Wie auch bei der Ausgestaltung der 1 ist diese Leitung 183 unmittelbar mit dem inneren Lumen 186 der Schlaucheinheit 120 verbunden. Man erkennt ferner, dass die Zusatzleitung 185 als zweite Ausgangsleitung der Luftversorgungseinrichtung 152 ausgebildet ist. Die Führung der Leitungen 183, 185 bzw. deren Verbindung mit dem Lumen 186, 187 erweist sich hier als konstruktiv besonders einfach.
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Die Ausführungsform gemäß 2b entspricht im Wesentlichen der der 2a, weist jedoch darauf hin, dass die Gasversorgungsquellen 152 und 150, sowie die Befeuchtungseinheit 160 nicht zwingend die notwendigen Wärmeenergien bereitstellen müssen, sondern dass die für eine gewünschte Temperatur bereitzustellende Wärme auch im Punkt 196 sowie in der Zusatzleitung 185 eingebracht werden können (mittels schematisch dargestellter Heizeinrichtungen 270).
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In 2c ist lediglich eine alternative Luftzufuhr für das äußere Lumen 187 dargestellt. Am distalen Ende der Leitung 185 ist hier ein Ventilator 199 vorgesehen, mittels dessen Umgebungsluft in die Zusatzleitung 185 einbringbar ist. Der Luftstrom des Ventilators umströmt ein wärmeabgebendes Element 201, das den Zusatzluftstrom aufheizt. In einer bevorzugten Anwendung ist das wärmeabgebende Element die zu kühlenden elektrischen Komponenten der Versorgungseinheit 110. Ein Temperatursensor misst ob die von dem Element 201 gelieferte Wärmemenge ausreichend ist oder veranlasst, dass überschüssige Energie teilweise an die Umgebung mittels eines Ablassventils 205 abgelassen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2005/09073007 A1 [0005]
