DE10228921A1

DE10228921A1 - Moistener of breathing gases has moistening chamber, water bath heater, temperature sensor, inner and outer pipes with vertical slits set at 180 degrees

Info

Publication number: DE10228921A1
Application number: DE2002128921
Authority: DE
Inventors: Peter Schaller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-15

Abstract

The moistening chamber (1) contains water (4)up to a nominal separating line (14), The appliance also incorporates a water bath h eater (2) and a temperature sensor (11). The dry air meeting on the surface of the moistening water flows through a pipe system consisting of an inner (6) and outer (7) pipe, and concentric with the air-inlet (3).. The two pipes have vertical slits (5,8) relatively staggered by 180 degrees.

Description

Die Erfindung betrifft eine Lösung zur Gasbefeuchtung, die insbesondere für die Befeuchtung von Atemgasen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 eingesetzt werden soll.The invention relates to a solution for Gas humidification, especially for humidifying breathing gases to be used according to the preamble of claim 1.

Bei der maschinellen Beatmung von Patienten werden durch die Intubation die natürlichen Anfeuchtungsräume des Nasen-Rachenraumes umgangen. Um eine Austrocknung der Atemwege zu vermeiden, wird in dem Atemkreis ein so genannter Befeuchten angeordnet, der das trockene Atemgas anfeuchtet.With mechanical ventilation of Through intubation, the patient 's natural humidification rooms become Bypassed nasopharynx. To prevent the airways from drying out, a so-called humidification is arranged in the breathing circuit humidifies the dry breathing gas.

Gewünscht wird ein Befeuchten, der bei einer bestimmten Temperatur mit Wasserdampf gesättigte Luft bereitstellt.Humidification is desired, the air saturated with water vapor at a certain temperature provides.

Die auf dem Markt befindlichen Befeuchtet basieren alle auf dem Prinzip eines Temperaturregelkreises, bei dem die trockene Luft über eine durch einen Wasserbadheizer erwärmte Wasseroberfläche strömt und sich dadurch anfeuchtet. Die abströmende Luft passiert am Ausgang einen Temperatursensor, der über den Regler und Wasserbadheizer die Ausgangstemperatur konstant hält.The humidifiers on the market are based all on the principle of a temperature control loop, in which the dry Air over a water surface heated by a water bath heater flows and turns thereby moistened. The outflowing Air passes a temperature sensor at the outlet, which is controlled by the Regulator and water bath heater keep the initial temperature constant.

Diese Art der Feuchteregelung auf der Basis einer Temperaturregelung nutzt den Umstand, dass entsprechend der Wasserdampf-Sättigungskurve eine definierte Beziehung zwischen der Feuchte und der Temperatur besteht und realisiert den eigentlich gewünschten Feuchteregelkreis als Temperaturregelkreis.This type of humidity control the basis of a temperature control uses the fact that accordingly the water vapor saturation curve one there is a defined relationship between humidity and temperature and realizes the actually desired humidity control loop as Temperature control loop.

Voraussetzung hierfür ist, dass das Atemgas am Temperatursensor gesättigt ist. Dies wird meist durch große Wasserflächen sowie großflächige Kammerwandungen erzielt, an denen sich die Luft vor Passieren des Sensors abkühlen und damit sättigen kann.The prerequisite for this is that the breathing gas at the temperature sensor is saturated. This is mostly through size water areas as well as large chamber walls achieved, where the air cool before passing the sensor and can saturate with it.

Diese großflächigen und damit großvolumigen Befeuchterkammern haben jedoch den Nachteil, dass sie das kompressible Volumen des Atemkreises vergrößern.These large and therefore large-volume Humidification chambers, however, have the disadvantage that they are compressible Increase the volume of the breathing circuit.

So versucht man, das Kammervolumen zu verringern, indem zum Beispiel in der Befeuchterkammer ein stabförmiger Heizer zur Erwrärmung des Wassers zentral angeordnet wird. Die zu befeuchtende Luft strömt von oben auf die Wasseroberfläche und verlässt sie am Kammerausgang wieder.So you try the chamber volume to decrease by, for example, a rod-shaped heater in the humidifier chamber for warming of the water is arranged centrally. The air to be humidified flows from above on the water surface and leaves them at the chamber exit again.

Bei kleinerem Kammervolumina sind jedoch sowohl die Wasseroberfläche als auch die Kammeroberfläche kleiner und die Sättigung des Gases ist nicht mehr garantiert. Damit ist der reine Temperaturregelkreis nicht mehr in der Lage, bei gegebener Solltemperatur die gewünschte Feuchte zu gewährleisten.If the chamber volume is smaller however both the water surface as well as the chamber surface smaller and the saturation of gas is no longer guaranteed. This is the pure temperature control loop no longer able to reach the desired humidity at a given target temperature to ensure.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine solche Gestaltung eines Befeuchters zu finden, die in der Lage ist, auch bei kleinvolumigen Befeuchterkammern eine definierte Feuchte zu erzielen.The object of the invention is a find a design of a humidifier that is capable of A defined humidity even with small-volume humidification chambers to achieve.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist Gegenstand von Anspruch 1. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The achievement of the object is the subject 1. Further developments of the invention are described in the subclaims.

Nach dem Wesen der Erfindung wird die Lösung der Aufgabe dadurch erzielt, indem man zum einen die Anströmung der Wasseroberfläche mit dem trockenen Gas verbessert und zum anderen den Temperatursensor selbst befeuchtet.According to the essence of the invention the solution the task achieved by firstly the flow of the water surface improved with the dry gas and secondly the temperature sensor even moisturized.

Die Beströmung der Wasseroberfläche wird dadurch verbessert, indem man den Raum um den Lufteintritt z. B. durch mehrere konzentrisch um diesen Lufteintritt angeordnete Rohre in mehrere Zonen unterteilt. Jedes Rohr enthält einen vertikal verlaufenden Schlitz, der vom Wasserbereich bis zu einer gewissen Höhe oberhalb der Nenn-Trennlinie zwischen Wasser und Luft reicht. Die Schlitze der einzelnen Rohre sind erfindungsgemäß zueinander um jeweils etwa 180° versetzt. Das Wasser kann innerhalb der Flasche durch die Schlitze frei zirkulieren. Die zentral von oben auf die Wasseroberfläche der innersten Zone auftreffende Luft strömt über die Wasseroberfläche, feuchtet sich an und verlässt die innerste Zone durch deren Rohrschlitz. Sie tritt unter Umlenkung in die zweite Zone ein, passiert diese ebenfalls unter weiterer Aufsättigung um danach entweder in den Außenraum der Befeuchterkammer auszutreten oder eine weitere Zone zu durchlaufen. Durch diese Anordnung wird die Kontaktzeit der Luft zum Wasser bedeutend erhöht und damit eine wesentlich bessere Anfeuchtung erzielt. Natürlich können die Schlitze auch durch andere Arten von Öffnungen ersetzt werden.The flow of water on the surface is thereby improved by the space around the air intake z. B. by several Pipes arranged concentrically around this air inlet in several Zones divided. Each tube contains a vertical one Slot that goes from the water area to a certain height above the nominal dividing line between water and air is sufficient. The slots of the individual tubes according to the invention are approximately each other Offset 180 °. The water can circulate freely through the slots inside the bottle. The one that strikes the water surface of the innermost zone from above Air flows over the Water surface, moisturizes and leaves the innermost zone through its pipe slot. It occurs under redirection into the second zone, this also happens under another saturation to either go outside afterwards to exit the humidification chamber or to go through another zone. By this arrangement will make the contact time of air to water significant elevated and thus achieved a much better moistening. Of course they can Slots can also be replaced by other types of openings.

Es ist ebenfalls möglich, an Stelle der einzelnen Rohre mittels einer spiralenförmig aufgewickelten Folie einen spiralenförmig verlaufenden Luftweg über der Wasseroberfläche zu erzwingen oder diesen Luftweg über eine Art Labyrint zu erzwingen. Maßgeblich ist, dass durch eine Zwangsführung der Luft eine längere Kontaktzeit zur Wasseroberfläche erzielt wird.It is also possible to Place the individual tubes by means of a spiral wound Foil a spiral trending airway over the water surface to force or force this airway through some kind of labyrinth. Essential is that through forced control the air a longer one Contact time to the water surface achieved becomes.

Falls sich der Heizer zentral nahe dem Lufteintritt befindet, kommt noch der begünstigende Effekt der unterschiedlichen Temperaturen der einzelnen Zonen, von innen nach außen abnehmend, hinzu.If the heater is close to the center the air intake, there is also the beneficial effect of the different Temperatures of the individual zones, decreasing from the inside to the outside, added.

Eine weitere Maßnahme, die Befeuchtungsleistung zu verbessern, ist die Befeuchtung des Temperatursensors selbst. Dieses bekannte Verfahren basiert auf der Tatsache, dass sich ein feuchter Körper, der mit ungesättigter Luft einer bestimmten Temperatur angeströmt wird, bis auf eine von der Feuchte des Gases abhängige Kühlgrenztemperatur abkühlt. Dieses Verfahren liegt z. B. der Messung der Luftfeuchte mittels sogenannter Psychrometer zugrunde.Another measure, the humidification performance to improve is the humidification of the temperature sensor itself. This known method is based on the fact that a moist body, the one with unsaturated Air flows at a certain temperature, except for one of the Moisture dependent on the gas Wet bulb temperature cools. This The procedure lies e.g. B. the measurement of air humidity by means of so-called Based psychrometer.

Erfindungsgemäß wird das an sich bekannte Verfahren für den Temperatursensor eines Feuchteregelkreises eingesetzt. Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Gasbefeuchtung insbesondere die Befeuchtung von Atemgasen.According to the invention, the known method for the Temperature sensor of a humidity control loop used. field of use the invention is gas humidification, especially humidification of breathing gases.

Zu diesem Zweck wird der Temperatursensor mittels eines saugfähigen Werkstoffes in Form einer Keramik oder eines Vlieses umhüllt und dieses saugfähige Medium ständig feucht gehalten. Wird der so umhüllte Sensor von nicht gesättigter Luft umströmt, nimmt seine Temperatur ab. Über den Temperaturregelkreis führt dies zu einem Anstieg der Wasserbadtemperatur und damit zu einer Zunahme der Feuchtigkeit. Auf diese Art und Weise wird aus dem Temperaturregelkreis ein Feuchteregelkreis.For this purpose the temperature sensor by means of an absorbent Material in the form of a ceramic or a fleece and this absorbent Medium constantly kept moist. If the so wrapped Unsaturated sensor Air flows around its temperature decreases. about leads the temperature control loop this leads to an increase in the water bath temperature and thus to a Increase in moisture. In this way, the temperature control loop a humidity control loop.

Es ist natürlich ebenfalls möglich, die Befeuchtung des Sensors in anderer dem Fachmann vertrauter Weise durchzuführen, z. B. durch Betropfen oder ähnliche Maßnahmen.It is of course also possible that Humidification of the sensor in a manner familiar to those skilled in the art perform, z. B. by dripping or the like Activities.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben werden. 1 zeigt die Befeuchterkammer 1, bei der der Wasserbadheizer 2 zentral angeordnet ist und konzentrisch von der kalten, trockenen Luft umströmt wird. Diese trifft aus einer Eintrittsöffnung 3 zentral auf die Oberfläche des Befeuchterwassers 4 auf und strömt durch den Schlitz 5 des Innenrohres 6 in den Raum zwischen Innenrohr 6 und Außenrohr 7. Dessen Schlitz 8 befindet sich um ca 180° versetzt zum Schlitz 5 von Innenrohr 6. Aus dem Schlitz 8 von Außenrohr 7 gelangt sie schließlich in den Raum der Befeuchterkammer 1 und strömt von dort zur Ausgangsbohrung 9 der Befeuchterkammer 1. Dabei passiert sie in einem Kanal 10 den Temperatursensor 11. Dieser ist im Ausführungsbeispiel mit einer Sensorumhüllung 12 in Form einer Keramikkappe versehen, die von einem in das – bis zur Nenn-Trennlinie 14 reichende – Befeuchterwasser 4 eintauchenden wasserleitenden Material 13 in Form eines Vliesstreifens ständig feucht gehalten wird. Innenrohr 6 und Außenrohr 7 bilden ein Rohrsystem. Dieses wird durch eine Scheibe 15 am unteren Ende konzentrisch gehalten.The invention will be described in more detail using an exemplary embodiment. 1 shows the humidifier chamber 1 , where the water bath heater 2 is centrally located and the cold, dry air flows concentrically around it. This hits from an entry opening 3 centrally on the surface of the humidifier water 4 and flows through the slot 5 of the inner tube 6 in the space between the inner tube 6 and outer tube 7 , Its slit 8th is offset by approx. 180 ° to the slot 5 from inner tube 6 , Out of the slot 8th from outer tube 7 it finally enters the humidifier chamber 1 and flows from there to the exit hole 9 the humidifier chamber 1 , It happens in a channel 10 the temperature sensor 11 , In the exemplary embodiment, this is with a sensor covering 12 in the form of a ceramic cap that goes from one into the - to the nominal dividing line 14 reaching - humidifier water 4 immersed water-conducting material 13 is kept constantly moist in the form of a fleece strip. inner tube 6 and outer tube 7 form a pipe system. This is through a disc 15 held concentrically at the lower end.

Der Kanal 10 hat die Aufgabe, das abströmende Gas mit hoher Geschwindigkeit an der Sensorumhüllung 12 vorbeizuleiten.The channel 10 has the task of escaping gas at high speed on the sensor casing 12 pass route.

1.1.: Befeuchterkammerhumidification chamber
2.Second: Wasserbadheizerwater heater
3.Third: Eintrittsöffnunginlet opening
4.4th: Befeuchterwasserhumidifier
5.5th: Schlitzslot
6.6th: Innenrohrinner tube
7.7th: Außenrohrouter tube
8.8th.: Schlitzslot
9.9th: Ausgangsbohrungexit bore
10.10th: Kanalchannel
11.11th: Temperatursensortemperature sensor
12.12th: Sensorumhüllungsensor wrapping
13.13th: wasserleitendes Materialwater-conducting material
14.14th: Nenn-TrennlinieNominal dividing line
15.15th: Scheibedisc

Claims

Arrangement for humidifying breathing gases and the like, consisting of a humidifier water ( 4 ) up to a nominal dividing line ( 14 ) containing humidifier chamber ( 1 ), a water bath heater ( 2 ), a temperature sensor ( 11 ), which form a temperature control loop, characterized in that the on the surface of the humidifier water ( 4 ) hitting dry air concentrically around the air inlet ( 3 ) arranged pipe system flows through, which consists of at least one inner pipe ( 6 ) and an outer tube ( 7 ), with the inner tube ( 6 ) a vertical slot ( 5 ) and the outer tube ( 7 ) a vertical slot ( 8th ) and where slot ( 5 ) and slot ( 8th ) are offset from each other by about 180 °.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the vertically extending slots ( 5 ) and (8) from the water area ( 4 ) up to a certain height above the nominal dividing line ( 14 ) range between water and air.

Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that on the inner tube ( 6 ) instead of the slot ( 5 ) preferably vertically arranged bores and / or on the outer tube ( 7 ) instead of the slot ( 8th ) preferably vertically arranged holes are provided.

Arrangement according to claim 1, characterized in that the Pipe system through a spiral Tape or a spiral wrapped foil is replaced, through which the air spirals Outside guided becomes.

Arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that, in order to improve the humidification performance, the temperature sensor ( 11 ) is moistened.

Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that for moistening the temperature sensor ( 11 ) a sensor cover ( 12 ) is provided, which with a in the humidifier water ( 4 ) immersing water-conducting material ( 13 ) connected is.

Arrangement according to claim 6, characterized in that the sensor envelope ( 12 ) is designed as a ceramic cap.

Arrangement according to claim 6 or 7, characterized in that as the water-conducting material ( 13 ) a fleece strip is provided.