DE2240659A1

DE2240659A1 - Temperaturgeregelter gasbefeuchter fuer beatmungsapparatur

Info

Publication number: DE2240659A1
Application number: DE2240659A
Authority: DE
Inventors: William Frederick Cox; George Smythe
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-08-19
Filing date: 1972-08-18
Publication date: 1973-03-01
Also published as: JPS4829298A; SE7210677L; GB1294808A; NL7211140A; FR2149581A1

Description

"Temperaturgeregelter Gasbefeuchter für Beatmungsapparatur".

Die Erfindung betrifft einen Gasbefeuchter für ein Beatmungsgerät mit einem Wasserverdampfungsgefäss und einer Heizanordnung zum Erwärmen des Wassers im Verdampfungsgefäss.

Gasbefeuchter werden während der Beatmung eines Patienten angewendet, um dem dem Patienten zugeführten Beatmungsgas Wasserdampf beizugeben, damit das den Körper des Patienten während des Ausatmens verlassende Wasser ausgeglichen wird. Bei einem üblichen Gasbefeuchter wird das Beatmungsgas über die freie Oberfläche einer erwärmten Wassermenge in einer Verdampfungskammer geführt, bevor das von einer Beatmungsgasquelle herrührende Gas dem Patienten zugeleitet wird. Das Wasser wird erwärmt damit es schneller verdampft, wodurch eine kleinere freie Oberfläche genügen kann und um dae dem Patienten zugeleitete Gas zu erwärmen.

Es int bei dieser Art von Gasbefeuchtern üblich, das Wasser'

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Kit Hilfe eines elektrischen Tauchsieders» der durch einen fiirdfe Wassertemperatur in der Verdampfungskammer empfindlichen elektrischen Thermos- taten gesteuert wird_f auf eine bestimmte eingestellte Temperatur zu erwärmen. Diese bekannten Befeuchter haben jedoch gewisse Nachteile, deren auffälligste der ist, dass die Temperatur des durch den Patienten eingeatmeten Gases von dem Debit, der Umgebungstemperatur, der Wassertemperatur und der Länge des Gasschlauches zwischen dem Befeuchtiger und dem Patienten stark abhängig ist. Im Hinblick auf diesen Umstand wird die Wassertemperatur im Gasbefeuchter auf einem sicheren niedrigen Wert eingestellt, damit man die Gewähr hat, dass die Gastemperatur an der Stelle der Y-formigen Gabelung, an der die Einatmungs- und Ausatmungsgasschläuche nahe der Gesichtsmaske zusammenkommen, niemals die normale Körpertemperatur tiberschreitet. Diese Sicherheitsmas6nähme hat zur Folge« dass die Temperatur des durch den Patienten ausgeatmeten Gases praktisch immer niedriger ist, als die erwünschte normale Körpertemperatur desselben, so dass dem Patienten durch das Beatmungsgas Wärme entzogen wird, weil es in den Luftwegen und den Lungen des Patienten erwärmt wird. Dies ist selbstverständlich unerwünscht, da der der Beatmung Bedürftige sich üblicherweise in einem schlechten körperlichen Zustand befindet, so dass jegliche Verschwendung von K8rperenergie vermieden werden muss.

Die Erfindung bezweckt, einen medizinischen Gasbefeuclrtier der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der diese Nachteile nicht aufweist, und er ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät einen Tempernturwandler umfasst, der nahe dem bei einem Patienten befindlichen Ende einer nit dent Befeuchter zu koppelnden Zuführungsleitung für befeuchtetes Patientengas angebracht wird, sowie einen Temperaturregler, dor mit dem Twmperaturwandler und ferner über eine Energiesteueranordnung mit der Heizanord-

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nung gekoppelt ist.

Durch Messung der Temperatur dee einzuatmenden Gases an einem dem Patienten möglichst nahe liegenden Punkt ist es möglich, die Wassertemperatur derart zu steuern, dass die Temperatur des Gases von der eingestellten Temperatur, die etwa 37⁰C beträgt, wenig abweicht.

Eine praktische Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Temperaturwandler ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten ist, der in einem Zweig einer Widerstandsbrücke angebracht ist, deren anderer Zweig ein Potentiometer enthält, dessen Einstellung die vorgegebene Temperatur bestimmt, wobei die Brücke abgeglichen ist, wenn die Gastemperatur gleich der vorgegebenen Temperatur ist, während die Ausgänge der Armverbindungen beider Zweige mit den Eingängen einer Vergleichsanordnung verbunden sind, die eine Störung des Gleichgewichte der Brücke wahrnehmen kann, die dadurch verursacht wird, das» die Temperatur Aas Gaaea niedriger si* Al« *orftf«fe«n· t««*er*tur ist« und die In Ata Fall ein AuBgangeeignal liefern kann, wobei die Energiestaueranordnung einen Schalter zum Steuern einet elektrischen Heizelemente in Abhängigkeit von diesem Ausgangesignal umfasst.

Eine nichst· Aueführungeform ist dadurch gekennzeichnet, dass der. Schalter in Serie mit dem Hei »element einen triac sowie einen Impulsgeber enthält, der den Torelektroden de« Triacs Triggerimpulte zuführt, damit der Triac leitend wird, wenn dt« Gleichgewicht der Brücke gestört i.t.

AuIi Sicherheitsgründen iat eine AuafÜhrungsform von Be-Aeutung, dia dadurch gekennt«iohn*t ist, Aa«a im VerdtuBpiOmgagefäse »in thermischer Schalter angebracht ist, der die Wirkaamkait des Heizelementes unmöglich macht, wenn das Wasser diejenige Temperatur erreicht, bei der der

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thermische Schalter in Betrieb gelangt·

Die Erfindung wird an Hand, einiger in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemässen Gasbefeuchters,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Sarstellung des Prinzips der Temperaturregelung,

Fig. 3 das Schaltschema der Schaltung nach Fig. 1 ein— schliesslich der Elemente zur Störungsdetektion und ■■

Fig. 4 ein ausgearbeitetes Schema der Schaltelemente zur Alarmierung und Sicherung.

In Fig. 1 hat ein Vasserverdampfungs- Und Befeuchtungsgefäss 1 einen Einlass 2 und einen Auelass 5 für Beatmungsgase. Bas GefSss enthSlt Wasser 4t das durch ein elektrisches Heizelement 5 erwärmt wird. Im

Betrieb wird Beatmungsgas durch den Einlass 2 Ober das erwärmte Wasser im Gefäss zum Auslass 3 geführt, wobei das Gas Wasserdampf von der Wasseroberfläche aus aufnimmt. Das befeuchtete Beatmungsgas wird über einen etwa 1 m langen Schlauch 6 zum Einlass 7 für Einatmungsgas der Gabelung 8 und you dort zu einer Gesichtsmaske oder über eine Verbindung 9 zu einer endotrachealen Röhre geführt. Der Weg für das Ausatmungsgas verläuft über die Verbindungen 9 und 10 der Gabelung und wird im weiteren nicht näher "beschriebe: da dies zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich ist. Es wird ledig lieh erwähnt, dass die Gabelung möglichst nahe dem Patienten angebracht werden muss, so dass die nach Beendigung einer Ausatmungsphase zurückbleibende Gasmenge zwischen der Verbindung 9 und den Lungen des Patienten möglichst gering ist, da dieses verbrauchte Gas bei der nächsten Einatmungsphase wieder eingeatmet wird. Dies bedeutet, dass dem Patienten tun-

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somehr frisches Beatmungsgas in jedem Ein- oder Ausatmungszyklus, züge- . führt wird, je geringer der Inhalt desjenigen Teils des Wegs für das Gas ist, der sowohl einen Teil des Einatmungswegs als auch des Ausatmungswegs bildet, . .;..-■,

Im, dicken Ende der Gabelung 8 befindet sich ein Tempera-

turwandler 11» der die Temperatur des eingeatmeten Gases an einer günstigen Stelle in der Nähe des Patienten misst. Der als Widerstand mit negativem Temperaturjcoeffizienten ausgeführte Wandler, etwa ein Thermistor, ist mit einer Vergleichsanordnung 12 über eine Stecker- und Buohsenverbindung 13 . elektrisch verbunden. Die Buchse ist auf einer Vorderplatte der Befeuchteranordnung angebracht ebenso wie die Verbindung für den Einatmungsschlaueh, so dass die Gesichtsmaske und der Schlauch, zum Zweck der Sterilisation usw« von der Befeuchteranordnung entfernt werden kennen.

Ein Temperatureinstellmittel 14» das aus einem, nach Temperatur geeichten Potentiometer besteht, das ebenfalls auf dem Sehaltpult angebracht ist, ist mit einem zweiten Eingang der Vergleichsanordnung 12 verbunden« Pas Ausgangssignal der Vergleichsanordnung 12 wird einem Regler 15 zugeführt, der eine Schaltanordnung für die Speisequelle der Heizanordnung; steuert, welche Schaltanordnung aus einem in beiden Richtungen leitenden Triodenthyristor oder Triac besteht» der in der Speiseleitung; zwischen einer Speisequelle 1? und dem Heizelement 5 angebracht ist, .

Im Betrieb vergleicht die Vergleichsanordnung12 die Signaldes. Wandlers und der Temperatureinstellanordnung, und sie liefert fin Au9" gangssignal, wenn die durch den Wandler 11 .gemessene Temperatur niedriger , ala die mittels des Potentiometers 14 eingestellte Temperatur ist, i Ausgangssignal bewirkt, dass die Schaltsteuerungseinhalt 15 den dien des Triacs 16 zu Anfang d«h*-im Augjanblick de,a Nullübergangs jeter -. ^

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halben Periode der Wechselstromquelle 17 Triggerimpulse zuführt, so dass der Heizelement 5 Heizstrom zugeführt wird. So wird die Wassertemperatur erhöht, wodurch die Temperatur des durch das Befeuchtergefäss 1 geführten Gases erhöht wird. ^v

Wenn die Gastemperatur in der Gabelung gleich der vorgegebenen Temperatur (etwa 37^eC) ist, die mittels des Potentiometers 14 eingestellt ist, werden die Eingangssignale für die Vergleichsanordnung 12 gleich, so dass diese kein Ausgangssignal mehr liefert. Dies hat zur Folge, dass der Regler 13 dem Triac 16 keine Triggerimpulse mehr zuführt, so dass die Stromzufuhr zum Heizelement 5 unterbrochen wird.

Auf diese Weise wird die Temperatur des Gases in der Gabelung nahezu der mittels des Potentiometers 14 eingestellten Temperatur gleich gehalten. Die Vergleichsanordnung 12 kann auf vorteilhafte Art und Weise ein Differenzverstärker sein.

Zum Schütze des Patienten sind verschiedene Sicherungen eingebaut worden, wodurch das Heizelement ausgeschaltet und mithin eine überhitzung des einzuatmenden Gases vermieden wird, wenn in der Temperaturregelschaltung eine Störung auftritt. Sie grSsste Störungsanfälligkeit beisteht in bezug auf den Temperaturwandler und die zugehörigen Leitungen; d.h., dass diese Leitungen kurzgeschlossen oder unterbrochen werden können, wShrend ebenfalls die Stecker-Buchsenverbindung 13 aus Versahen unterbreche werden kann. Alle diese Störungen werden von einem Störungädetektor 18 feat gestellt, der bei 19 mit den Wandlerleitungen verbunden ist. Wenn eine Störung festgestellt wird, sperrt der Detektor 18 über die Leitung 21 den Regler 15 und macht auf diese Weise das Heizelement unwirksam.

Sollte das Wasser dennoch überhitzt werden, so wird das durch einen Wassertemperaturdetektor 22 festgestellt, etwa einem Biraetall-

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?ϊ'-- '■'.·■ ,·-.. -7- ' PHB. 32.187. ■

schalter, und dieser setzt dem Störungsdetektor 18 in Betrieb.

Nach dieser Beschreibungjäer_Art und Weise, in der die verschiedenen Elemente der Schaltung wirksam sind, wird nun die Wirkungsweise des Temperaturreglers an Hand von Pig. 2 näher beschrieben. ■

Am Eingang j. und 1> steht eine Wechselspannung von 24 Volt. Ein Widerstand R1 und eine Zener-Diode V1 liefern die positiven halben Perioden der Wechselspannung mit einem Spitzenwert von +12 Volt im Verbindungspunkt der Widerstände R1 und R2. Die Widerstände R2 bis R9 bilden ein Widerstandsbruckennetzwerk, wobei die. Gleichgewichtsarmverbindungspunkte der Brücke mit den Eingangsklemmen 2 und 3 einer integrierten Schaltung IG verbunden sind. Der.Widerstand R4 ist ein Potentiometer das das Temperatureinstellmittel 14 von Mg. 1 bildet. Der Widerstand. R7 ist ein Widerstand mit einem negativen Temperaturkoeffizienten, wie ein Thermis tor, und bildet den Temperaturwandler 11 von Eig. 1. Die integrierte Schaltung IC enthält einen Differenzverstärker DA, der die an den Eingängen 2 und 3 der integrierten Schaltung auftretenden Spannungen miteinander vergleicht. Dies erfolgt in der Vergleichsschaltung 12 von Fig. 1. Das Äusgangssignal. dieses Verstärkers steuert eine Schaltungsanordnung,· die derart wirkt, dass an einer Klemme 11 kurze Ausgangsimpulse bei jedem Nulldurchgang, der Speisewechselspannung entstehen, wenn die Spannung am Eingang 3 der integrierten Schaltung positiver als die Spannung am Eingang 2 ist. Derartige integrierte Schaltungen sind allgemein bekannt und werden zum Liefern von Triggerstromimpulsen verwendet, um Triacs im Punkt von Nulldurchgängen zu schalten. Die in der im weiteren an Hand von Fig.. 3 zu beschreibenden praktischen Ausführungsform verwendete integrierte Schaltung ist ein /uA 742 - TRIGAC von Fairchild Semiconductor und in der Figur sind die Klemmen, mit den Nummern der Anschlüsse des TRIGAC entsprechenden Ziffer

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bezeichnet. Die innere Schaltung der integrierten Schaltung ist für die Erfindung unwesentlich. Von der integrierten Schaltung wird gefordert, dass sie Triggerimpulse liefert, wenn die Klemme 3 positiver ist als die Klemme 2, ein vollständiges Schaltschema und eine vollständige Beschreibung werden aber in der Veröffentlichung von Fairchildsemiconductor "Applications of the /uA 742 TRIGAC" gegeben. Zum Liefern der Triggerimpulse zum Ausgang

benutzt diese integrierte Schaltung eine Änderung der Ladung eines ausserhalb der integrierten Schaltung befindlichen Kondensators, der in Fig. 2 «it C1 angegeben ist.

Die an der Klemme 11 der integrierten Schaltung auftretender Triggerstromausgangsimpulse zünden einen Triac Tr bei jedem Nulldurchgang der Speisewechselspannung an den Klemmen a und b und versetzen den Triac in den leitenden Zustand. Diese Triggerimpulse werden mittels eines Synchroni sations-Eingangssignals mit dem Nulldurchgang synchronisiert, welches Signal der Klemme 10 der integrierten Schaltung zugeführt wird, und von der Speisewechselspannung hergeleitet ist. Der Triac Tr liegt in Serie mit einem Bimetallschalter Th (22 in Fig. 1) und einem Heizelement Htr (5 in Fig. 1) an der Wechselstromquelle. So wird dem Heizelement Wechselstrom zugeführt, wenn der Triac durch die von der integrierten Sohaltung herrührenden Impulse getriggert wird.

Wenn die Temperatur des Gases bei der Gabelung (Fig. 1) gleich der mittels des nach der Temperatur geeichten Potentiometers R4 eingestellten Temperatur ist, so sind die Amplituden der positiven halben Impulse, die an den Eingangsklemmen 2 und 3 der integrierten Schaltung auftreten, gleich. Unter diesen Umstanden wird der Triac Tr mithin nicht gezündet und dem Heizelement Htr kein Strom zugeführt. Wenn nun die Temperatur der Gabelung sinkt, nimmt der Widerstand des Thermistors R7 zu, so dass

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die Amplitude der Impulse an der Klemme 2 kleiner wird. Die Impulse an der Klemme 3 gehen nun mehr in positiver Richtung als diejenigen^ an. _der Klemme ί und unter diesen Umständen liefert, wie oben erläutert, dieintegrierte Schaltung Triggerimpulse zum Ausgang 11 und es fliesst über den Triac Tr ein Strom zur Heizanordnung. Infolgedessen steigt die Temperatur des Wassers im Befeuchter, wodurch wiederum die Temperatur des Beatmungsgases bei der Gabelung ansteigt, so dass der Widerstand des Thermistors RJ kleiner wird. Wenn die zuletztgenannte Temperatur wieder gleich der mittels des Potentiometers R4 eingestellten Temperatur ist, sind die Signale an den Klemmen 2 und 3 wiederum gleich und es werden den Torelektroderi des Triacs keine Triggerimpulse mehr zugeführt. Die Heizanordnung Htr ist mithin ausgeschaltet. '

In der praktischen Ausführungsform sind verschiedene Sieher· heitsmassnahmen getroffen worden und diese werden an Hand der Fig. 3 und 4 beschrieben. In den Fig. 2 und 3 sind entsprechende Schaltungselemente mit denselben Bezugsziffern versehen. υ

In Fig. 3 wird den linken Zweigen der Brücke (Widerstände R2-R6) über die Emitter-Kollektorstrecke eines Transistors V4 Strom zugeführt und den rechten Zweigen der Brücke (den Widerständen R7-R9) wird Stro: über die Emitter-Basisstrecke von V4 Strom·zugeführt. Der Transistor V2 ist normalerweise gesperrt, da die Emitter-Kollektorspannung (von etwa 0,1 bis 0,2 Volt) des leitenden Transistors V4 zu niedrig ist um den Strom über die Diode V3 und die Emitter-Basisstrecke von V2 fliessen zu lassen. Unter diesen Umständen wirkt die Schaltung daher wie an Hand von Fig. 1 beschrieben, wobei das positive Spitzenpotential am Eingang 2 der integrierten Schaltung IC im allgemeinen im Bereich von 6 bis 7.-V liegt.

In der praktischen Ausführungsform sind die Widerstände R?»

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R8 und R9 in einen Block eingegossen und in der Gabelung angebracht» wobei der Thermistor R7 auf die in Fig. 1 dargestellte Weise bis in die Gabelung ragt. Es Bind mithin drei Leitungen erforderlich, um diesen Block mit dem Regler zu verbinden, wobei jede Leitung mit einer Stecker- und Buchsenyerbindung 13 versehen ist. Wenn eine oder mehrere dieser Leitungen entkoppelt werden, (etwa durch Verschleiss oder dadurch, dass der Stecker aus Versehen herausgezogen wird), steigt das Spitzenpotential, das an der Klemme der inte grierten Schaltung IC und an der Leitung c auftritt, über den Wert, der der höchsten sicheren Gastemperatur von etwa 42°C entspricht. Werden die Verbindungen mit den Widerständen R7 und R9 unterbrochen, so gerät der Transistor V4 aus dem leitenden Zustand, der Transistor V2 wird leitend und die Spannung an der Klemme 2 der integrierten Schaltung IC steigt auf 12 Volt über den Widerstand R16 und den Kollektor des Transistors V2. Wenn die Leitung mit dem Verbindungspunkt der Widerstände R7 und R8 unterbrochen wird, so steigt die Spannung an der Klemme 2 der integrierten Schaltung IG über den Widerstand R11 auf 21 Volt. Diese Spitzen mit hohem Pegel (im weiteren als Spannung mit hohem Pegel bezeichnet) bewirken, dass die in Fig. 4 dargestellte und im weiteren beschriebene Alarmschaltung in Betrieb versetzt wird, und ein hörbares und/oder sichtbares Alarmsignal abgibt* Sie beeinflussen ebenfalls gesondert die integrierte Schaltung IC und bewirken, dass diese Schaltung dem Triac keine Triggerimpulse mehr zuführt.

Ein anderer möglicher Fehler in den Leitungen ist, dass sie einen Kurzschluss miteinander bilden. Für diesen Fall sind d|.e Widerstandswerte derart gewählt, dass ungeachtet dessen, ob in zwei oder in allen drei Leitungen ein Kurzschluss auftritt, die an der Klemme 3 der integrierten Schaltung IC auftretenden Spitzenspannungen ihren Höchstwert von etwa drei Volt haben. Dieser Wert wird im folgenden als niedriger Spannungspegel be-

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zeichnet, und auch dieser bewirkt, dass die Alarmanordnung in Betrieb gesetzt wird. So wird dann, wenn in den Leitungen ein Fehler auftritt, der an der Leitung c auftretende Spannungspegel entweder verdoppelt (hoher Spannungspegel) oder halbiert (niedriger Spannungspegel).

Die andere Zuordnung zu Fig* 1, die in Fig. 3 dargestellt ist, ist eine dritte Transistorschaltung, die aus dem Transistor V5» den Dioden V6 und V7 und den Widerständen R13, B14 und R15 besteht. Diese Schal-

Il Il

tung spricht auf das Offnen des Thermostats Th infolge der Überhitzer des Wassers in Befeuchter an. Normalerweise, nämlich bei geschlossenem Thermostatkontakt, ist der Basis-Emitterkreis des Transistors V5 dadurch kurzgeschlossen, da dieser Transistor normalerweise gesperrt ist". Wird jedoch der

Thermostatkontakt geöffnet, so führt der Transistor V5 der Leitung e Speisestrom über die Heizanordnung Htr und die Diode V7 z. Dies verursacht ebenfalls ein Alarmsignal, wie im weiteren an Hand von Fig. 4 beschrieben wird.

In der praktischen Ausführungsform sind alle Elemente von

Fig. 3» die innerhalb des mit einer gestrichelten Linie angegebenen Rahmens liegen, ausser R4, (der auf dem Schaltpult angebracht ist) auf einer Platte für gedruckte Verdrahtung angebracht und wie ersichtlich ist, führt die Triggerleitung vom Ausgang 11 der integrierten Schaltung IC zur Torelektrode des Triaes Tr über die Leitung g nach dem ausserhalb der Platte liege, den Gebiet. Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass diese Leitung g als eine Leitung h zum Triac zurückgeht. Der Grund dafür ist der, dass alle in Fig. 4 dargestellten Elemente auf einer gesonderten Platte angebracht sind, so dass bei deren Entfernung der Weg der Triggerimpulse für den Triac unterbrochen ist. So kann dann, wenn eine oder beide Platten für gedruckte Verdrahtung entfernt sind, der Heizanordnung Htr kein Strom zugeführt werden,

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wodurch eine zusätzliche Sicherung gegen überhitzung des Wassers im Be-

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feuchter im Falle einer Störung erzielt worden ist.

Die Widerstände R5 und RO (Fig. 1 und 2) sind voreingestellte veränderliche Widerstände. Sie werden beim Eichen der Temperaturregelanordnung eingestellt.

Der zwischen den Klemmen 1 und 4 der integrierten Schaltung IC vorgesehene Kondensator C2 wird als Speicher zum Speichern des Regelzustands während der negativen Halbperioden benutzt (bei denen die Schaltung unbelastet ist). Die gespeicherte Energie zwingt den Differenzverstärker DA zu Anfang jeder positiven halben Periode zum Annehmen des Zustande, in dem er sich vorher befand. Die integrierte Schaltung IC liefert Triggerausgangsimpulse, wenn die Spannung an der Klemme 5 etwa 3 mV positiv ist in bezug auf diejenige an der Klemme 2. Die Spannung an Verbindungspunkt von*R9 und R10 wird der Klemme 7 der integrierten Schaltung IC zugeführt, um eine Klemmschaltung in der integrierten Schaltung zu speisen, die eine "Schnapp"-Wirkung in der Vergleichsschaltung zur Folge hat.

Die Alarmschaltung wird nun an Hand von Fig. 4 beschrieben, wobei die Leitungen, die die Schaltungen der Fig. 3 und 4 miteinander verbinden, in diesen Figuren mit denselben Bezug««iffern bezeichnet sind.

Die Schaltung wird durch die Wechselspannungequelle von 24 Volt über die Klemmen a und b gespeist, wobei diese Spannung mittels des Widerstands R21, der Gleichrichterdiode V21, de· Kondensators C11, des Widerstands R22 und der Zener-Diode V22 gleichgerichtet und stabilisiert wird, um eine Gleichspannung von 20 Volt zu erhalten.

Die Leitung c, die wie oben erwähnt eine Spannung mit einem Normalpegel von C Ids 7 Volt führt, speist zwei sogenannte "long-tailed pairs", die· nun di η Transistoren V?3, V2'j bzw. V?6, V28 bestehen fiber die TrennwidfTütänih' RI'3 bzw. R24. DIp ffemrinramcn Emitterwiderstünde für diese

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"long-tailed pairs" sind R25 bzw. ΪΙ}1. Ein aus den Widerständen R2? - R30 bestehender Spannungsteiler liefert die Basisvorspannung für die Transistoren V25 und V28. Bei Normalbetrieb liegt die Spannung an der Leitung c zwischen den Basisvorspannungen der Transistoren V25 und V28; die Transistoren V25 und V26 sind leitend und die Transistoren V23 und V28 nicht leitend. Wird eine Spannung mit hohem Pegel über die Leitung c empfangen _f so wird der Transistor V23 leitend und führt der Basis des Transistors V29» der normalerweise gesperrt ist, Strom zu. Wenn eine Spannung mit niedrigem Pegel an der Leitung c auftritt, wird der Transistor V28 leitend und führt seinerseits der Basis des Transistors V29 Strom zu. Auf diese Weise bewirkt ein Spannungssignal mit einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel an der Leitung c dann, wenn eine Störung in den Leitungen für den Thermistor auftritt, auf die vorstehend beschriebene Art und Weise, dass der Transistor V29 leitend wird. Die infolgedessen durch die Emitter-Kollektorstrecke des Transistors V29 und durch den Widerstand R36 fliessenden Stromimpulse werden der Basis des Transistors V3I zugeführt, der eineniiTeil einer bekannten Flip-Flopschaltung bildet, die aus den Widerständen R3I - R39 und den Transistoren V3I und V32 besteht. Im normalen (kein Alarm) Zustand ist T32 leitend und V3I nicht leitend. Wenn die Befeuchteranordnung eingeschaltet wird, sorgt der Kondensator C22 dafür, dass dieser Zustand vorliegt. In •Inen Alarmzustand bewirkt der der Basis des Transistors V3I zugeführte Strom, dass sich der Zustand der Plip-Flopschaltung ändert. Dabei wird V3I leitend und V32 nicht leitend. Die Flip-Flopschaltung bezweckt, eine Störung zu speichern und dafür zu sorgen, dass die Heizanordnung nicht wieder in Betrieb gesetzt werden kann, bevor ein Druckknopfschalter von Hand betätigt worden ist.

Wenn der Bimetallschalter Th (Fig. 3) geöffnet wird, führt

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2 ? A Γ) γ; B π

der Transistor Vj auf vorstehend beschriebene Weise der Basin des Transistors V31 über die Leitung e Strom zu. So hat auch dieser Alarmzustnnd zur Pol(;e, dass sich der Zustund der Flip-Flopschaltung ändert.

Befindet sich die Flip-Flopschaltung im normalen (kein

Alarm) Zustand, wobei der Transistor V32. leitend ist, so wird ein Kollektorstrom für diesen Transistor grösstenteils über den Widerstand R4I und die Diode VJ5 entnommen, die dem Widerstand R44 und der Diode V36 parallelgeschaltet sind. Da das Kollektor-Emitter-Potential des Transistors V32 im leitenden Zustand sehr niedrig ist, fliesst kein Strom über die Diode V34 oder die Diode V37· Auf diene Weise fliesst kein Strom zur Basiselektrode der Transistoren V35 ^un^ ^3B. Diese Transistoren sind mithin normalerweise gesperrt.

In einem Alarmzustand, in dem der Transistor V32 nicht

leitend ist, ist das Potential am Kollektor dieses Transistors V32 nahezu +20 Volt und die Dioden V33 und V36 hSren auf zu leiten. Nun kann ein Strom zu den Basiselektroden der Transistoren V35 und V38 fliessen, so dass diese Transistoren leitend werden. Der Kollektorstrom von V35 zündet eine Alarmlampe LP. Ba der Transistor V38 leitend ist, ist das Potential an der Leitung nahezu gleich demjenigen der Speiseklemme b, so dass der Kondensator C1 (Fig. 2 und 3) überbrückt ist und nicht geladen werden kann. Dies verhindert» dass Triggeriepulse an der Klenme 11 der integrierten Schaltung IC auftreten, wodurch der Triac Tr der Heizanordnung Htr keinen Strom mehr zuführen kann«

Wenn die Störung beseitigt ist, so vird die Flip-Flopschaltung durch kurzes Betätigen des Druckknopfs S1 in den Ruhezustand zurückgesetzt. Dadurch wird der Basis des Transietors V32 von der Speiseleitung ein Strom von +20 Volt zugeführt, wodurch die Flip-Flopschaltung in den

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kein-Alarm-Zustand zurückgesetzt wird. Es ist also ersichtlich, dass im Falle irgend einer Störung oder einer fehlerhaften Wirkungsweise der Regelschaltung der Heizstrom ausgeschaltet wird und ausgeschaltet bleibt, bis die Störung beseitigt und der Druckknopf S1 betätigt ist. Dadurch kann die Temperatur des befeuchteten Beatmungsgases, das dem Patienten zugeleitet wird, einen Sicherheitspegel nicht überschreiten.

In einer praktischen Ausführungsform eines erfindungsgemasser Gasbefeuchters sind alle Teile des Gaskreises so eingebaut, dass sie in ihrer Gesamtheit entfernt und in einem Autoklav sterilisiert werden können. Die Heizanordnung führt normalerweise einen Strom von etwa 7 A und wenn sie plötzlich abgeschaltet werden würde, bevor die Einzelteile des Gaskreises entfernt worden sind, könnte ein starker Funken an den elektrischen Kontakten entstehen, wenn diese geöffnet werden würden. Deshalb ist in dieser Ausführungsform ein elektrischer Kontaktschalter S2 angebracht, der bei Entfernung des Gaskreises geschlossen wird, bevor die Leitungen der Heizanordnung unterbrochen werden« Dieser Schalter bewirkt einen Kurzschluss der Leitungen c und d, wodurch ein Signal mil; einer Spannung mit hohem Pegel (+12 Volt) an der Leitung c auftritt. Infolgedessen gelangt der Alaraschalter auf obenbeschriebene Weise in Betrieb, so daß« der Stromkreis der Heizanordnung ausgeschaltet ist, bevor die Kontakte der Heizanordnung geöffnet werden.

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Claims

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PATENTANSPRUCHES

Gasbefeuchter für ein Beatmungsgerät mit einem Wasserverdampf unge ge f Ss s und einer Heizanordnung zum Erwärmen des Wassers im Verdampfungsgefliss, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät einen Temperaturwandler umfasst, der nahe dem bei einem Patienten befindlichen Ende einer mit dem Befeuchter zu kuppelnden Zuführungsleitung für befeuchtetes Patientengas angebracht wird, sowie einen Temperaturregler, der mit dem Temperaturwandler und ferner über eine Energiesteueranordnung mit der Heizanordnung gekoppelt ist.

2· Gasbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

der Temperaturwandler ein Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten ist, der in einem Zweig einer Widerstandsbrücke angebracht ist, deren ande-> rer Zweig ein Potentiometer enthält, dessen Einstellung die vorgegebene Temperatur bestimmt, wobei die Brücke abgeglichen ist, wenn die Gastemperatur gleich der vorgegebenen Temperatur ist, während die Ausgänge der Armverbindungen beider Zweige mit den Eingängen einer Vergleichsanordnung verbunden sind, die eine Stb'rung des Gleichgewichts der Brücke wahrnehmen kann, die dadurch verursacht wird, dass die Temperatur des Gases niedriger als die vorgegebene Temperatur ist, und die in dem Fall ein Ausgangssignal liefern kann, wobei die Energiesteueranordnung einen Schalter sum Steuern eines elektrischen Heizelements in Abhängigkeit von diesem Ausgangssignal umfasst.

3. Gasbefeuchter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

der Schalter einen Triac in Serie mit dem Heizelement sowie einen Impulsgeber enthält, der den Torelektroden des Triacs Triggerimpulse zuführt, um den Triac leitend zu machen, wenn das Gleichgewicht der Brücke gestört ist. 4· Gasbefeuchter nach einem oder mehreren der vorhergehenden

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Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, dass ein thermischer Schalter im Verdampfüngsgefass angebracht ist,- der die Wirksamkeit des Heizelementes unmöglich macht,, wenn das Wasser diejenige Temperatur erreicht, frei der der thermische Schalte» iü; BetteLeÜ gesetzt wird.

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