DE2240904A1

DE2240904A1 - Gasbefeuchter fuer beatmungsgeraet

Info

Publication number: DE2240904A1
Application number: DE2240904A
Authority: DE
Inventors: William Frederick Cox; George Edward Smythe
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-08-23
Filing date: 1972-08-19
Publication date: 1973-03-08
Also published as: FR2150429A1; JPS4831788A; GB1294809A; NL7211379A

Description

j PHB. 32.189.

" - boss/rv.

! Dipl.-lng. Heinrich Hartmann

! Patentossessor

ί Anmelder: NV. PHILIPS' GLOEiLAMPENFABRIOfll

) Akt.· PHB-32.189

: Anm.ld.ng ve»l 18. Aug. 1972

Gasbefeuchter für Beatmungsgerät.

Die Erfindung betrifft einen Gasbefeuchter für ein Beatmungsgerät, mit einer Wasserverdampfungskammer zum Verdampfen von Wasser am Wasserspiegel.

Befeuchter werden während der Beatmung eines Patienten

verwendet, um dem dem Patienten zugeleiteten Beatmungsgas während jeder Einatmungsphase Wasserdampf zuzufügen, damit das beim Ausatmen verlorengegangene Wasser ersetzt wird. Bei einem Befeuchter vom "GaB-über-dem-Wasser-Typ" wird das Beatmungsgas auf dem Wege von einer Gaezuführungsquelle zum Patienten über die Oberfläche einer Wassermenge in einea Befeuchtigungsraum geführt. Das Wasser wird vorzugsweise erwärmt, damit sowohl die Verdampfungsgeschwindigkeit erhöht (so dass die freie Oberfläche des Wassers kleiner sein kann) als auch das dem Patienten zugeleitete Gas erwärmt wird.

Bekannte Befeuchter vom "Gas-über-dem-Waaser-Typ" haben

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verschiedene Nachteile, und deren wichtigster betrifft den sogenannten "zusammenpresabaren Totraura" der Luft oberhalb des Wassers in der Verdarapfungskamaer.

Bei Befeuchtern vom "Gas-über-dem-Wasser-Typ" wird das Gas den Lungen des Patienten von Beatmungsgerät aus durch eine Röhre, den Einatmungsluftkanal, während jeder Einatmungsphase zugeführt, während das Gas von den Lungen dee Patienten aus durch eine zweite Röhre, den Ausatmungsluft kanal, während jeder Ausatmungsphase eines Beatmungszyklus zum Beatmungsgerät zurückströmt. Bei Verwendung des Befeuchters wird dieser im Einatmungsluftkanal angebracht. Lediglich ein Teil des durch das Beatmungsgerät unter einem höheren Druck als dem atmosphärischen Druck während einer Einatmungsphase abgegebenen Gasvolumens erreicht den Patienten, da ein anderer Teil dieses Gases zur Druckerhöhung in den beiden Luftkanälen, in dem zusammenpressbaren Totraum des Befeuchters und im Beatmungsgerät verwendet wird. Während der darauf folgenden Ausatmungsphase wird der Druck des Gases auf nahezu den atmosphärischen Druck herabgesetzt, so dass infolgedessen ein gewisses Gasvolumen von den Lungen des Patienten aus zum Beatmungsgerät zurückströmt. Dieses Volumen wird durch einen Volumenmesser im Beatmungsgerät gemessen und als "Zyklusvolumen" bezeichnet. Während dieser Phase dehnt sich das Gas in den Luftwegen und im Totraum des Befeuchters gleichfalls aus, so dass das gleiche Gasvolumen, das während der Einatmungsphaae zur Erhöhung des Drucks in diesen Räumen benutzt wurde, jetzt zum Beatmungegerät zurückströmt. Auf diese Weise ist das gemessene Zyklusvolumen höher als dae wirkliche Zyklusvolumen, wobei der Unterschied aus der soeben beschriebenen Menge besteht. Wenn kein Befeuchter benutzt wird, so ist das Volumen der Luftkanäle so gering, dass diese Abweichung völlig unwesentlich ist. Wenn jedoch ein Befeuchter benutzt wird, so wird der Totrtvam um das

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Volumen des über dem Wasser vorhandenen Gases erweitert. Bei bestehenden Befeuchtern kann dieser Totraum bis zu drei Litern betragen, und er könnte auf diese Weise Fehler beim Messen des Zyklusvolumens in der Grössenordnung von 20 ^a/o verursachen. Bei bestehenden Befeuchtern beträgt die Menge des beim Gebrauch verdampften Wassers bis zu einem Liter, so dass der Totraum und mithin der Messfehler während des Gebrauchs noch zunehmen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Gasbefeuchter vom "Gasüber-dem-Wasser-Typ" ist, dass die Befeuchtigungskammer zum Nachfüllen mit Wasser mit periodischen Pausen geöffnet werden muss. Auf diese Weise hat eine Verringerung des ersten Nachteils eine Verstärkung des zweiten Nach-

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teils zur Folge, d.h. die Änderungen im zusammenpressbaren Toträum könnten durch Verringerung des Inhalts der Verdampfungskammer reduziert werden; dies würde jedoch ein häufigeres Nachfüllen implizieren.

Ein weiterer Nachteil von Gasbefeuchtern mit einem groesen

Wasservolumen besteht darin, dass bei Anwesenheit eines Thermostats die zur Erwärmung und insbesondere die zum Abkühlen erforderliche Zeit länger wird, da es sich um eine verhältnismässig grosse Wassermenge (2 bis 3 Liter) handelt.

Die Erfindung bezweckt, alle obengenannten Nachteile zu beseitigen.

Ein Gasbefeuchter für ein Beatmungsgerät nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Befeuchter einen Waeserfüllanschlues ■ und einen Schwimmerverschluee uafasst, von denen der letztere bei Anwesenheit des erforderlichen Waeeerpegels in der Verdampfungskammer eine Wasser-

zufuhr über den Füllanschluss verhindert.

Vorzugsweise wird entsprechend einer Aueführungafor» der Erfindung der Schwimmerverschlues' in einer gesonderten Schwimmerkammer »n-

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gebracht, die mit der Verdampfungskammer über einen Wasserkanal verbunden ist, und die ausserdem im Hinblick auf einen Druckausgleich zwischen den Gasrlumen beider Kammern in einer Gasverbindung damit steht. Die Bedeutung dieser AusfOhrungsform liegt vor allem in der Tatsache, dass das Wasservolumen in der Verdampfungskammer nur gering zu sein braucht und im Grunde lediglich durch die Abmessungen des Heizelementes bestimmt wird. Die Erwfirmungszeit des Wassers in der Verdampfungskammer ist hierdurch kurz.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass

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eine der beiden Kammern mit einem Uberlaufkanal versehen ist.

Eine weitere Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Befeuchter einen zweiten Schwimmerverschluss umfasst, der die Abfuhr

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von Wasser über den Uberlaufkanal verhindert, solange nicht der Wasserspiegel bis zu einem über dem zuerst genannten erforderlichen Wasserpegel

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liegenden Überlaufpegel angestiegen ist.

Damit man eine Störung leicht feststellen kann, ist eine Ausführungeform von Bedeutung, die dadurch gekennzeichnet ist, dass der

Uberlaufkanal an der bei Betrieb des Geräts der Bedienungsperson zugekehrten Seite des Befeuchters austritt.

Im Hinblick auf Störungen an den Schwimmerverschlüssen und ferner im Hinblick auf Kesselsteinablagerung am Heizelement ist eine Ausführungsform von Bedeutung, die eine maximale unbehinderte Zugänglichkeit zu diesen EinBelteilen ermöglicht, und die dazu dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Verdampfungskammer und die Schwimmerkammer in verschiedenen gesonderten Behältern befinden, die durch den Wasserkanal und durch einen Gas-Verbindungskanal losnehmbar miteinander verbunden sind.

Eine Ausführungeform der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die schematisch einen Gasbefeuchter nach der Er-

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findung darstellt.

Der Gasbefeuchter hat eine Schwimmerkammer 1 und eine Verdampfungskammer 2, die mittels eines Wasserkanals 3 miteinander verbunden sind, der unter dem Pegel 4 des Wassers in den beiden Kammern liegt. TJm die Wasseroberfläche in der Schwimmerkammer auf einem vorgegebenen Pegel zu halten, ist ein Wasservorratskolben 5 mit der Kammer 1 mittels eines biegsamen Rohrs oder Schlauche 6 und eines Schwimmerverschlusses verbunden, der aus einer Nadel 8 besteht, die auf einem auf dem Wasser in der Kammer treibenden Schwimmer angebracht ist. Der Behälter 5 kann etwa ein mit einer Skaleneinteilung versehener Infusionskolben sein, so dass der Wasserverbrauch leicht kontrolliert werden kann. Der Schlauch oder das Rohr 6 kann

nötigenfalls durch eine übliche Infusionsgarnitur ersetzt werden. Es ist eine LufteinlassrShre 7 vorhanden, damit Luft in den Kolben lecken kann.

Die Verdampfungskammer 2 hat einen Einlass 11 und einen

Auslass 12, die dazu dienen, die Kammer in den Einatmungsweg zwischen einem Beatmungsgerät und einem Patienten aufnehmen zu können.

Wenn Einatmungsgas über den Einlas« 11 und den Auslaes

über die Oberfläche des durch ein Heizelement 13 erwärmten Waaser· geführt wird, welches Heizelement an eine nicht dargestellte elektrische Speisequelle angeschlossen ist, so nimmt es Wasserdampf von der Oberfläche des Wassers auf.

Um zu ermöglichen, dass beim Füllen der Schwimmerkammer 1

das darin vorhandene Gas entfernt wird, so dass das Wasser auf den erwünschten Pegel ansteigen kann, ist diese Kammer mit einer Gasverbindung 10 Ter-* sehen. Diese Gasverbindung führt zum Gasraum der Verdampfungskammer, so dass während der Beatmung der Gasdruck in beiden Kammern etwa gleich iet und kein Wasser von der einen Kammer zur. anderen Struma η wird, ausser der

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geringfügigen Menge, die zum Ausgleich des Verluste infolge der Verdampfung erforderlich ist. Die Gasverbindung hat einen geringen Querschnitt und kann etwa aus einem Rohr mit einem Innendurchmesser von 1 mm bestehen.

Beim erfindungsgemässen Befeuchter besteht der Totraum für

Gas aus den Gasräumen der Verdampfungs- und Schwimmerkammern, und er beträgt etwa 900 "»Ι· Dieses im Vergleich zu den drei Litern der bekannten Befeuchter kleine Gesamtvolumen verringert in erheblichem Masse Fehler beim Messen des Zyklusvolumen, und da die Strömung durch die Verbindungen 3 und 10 sehr klein sein kann, werden die Änderungen des Gasdrucks des Totraums in der Kammer 1 während eines Beatmungszyklus abgeschwächt, so dass weniger Gas in die Kammer 1 hinein und daraus herausströmt, wodurch die Messfehler weiterhin verringert werden. Ausserdem beträgt das Waeservoluaen in der Verdampfungskammer bei der praktischen Ausftihrungsfore nur etwa 3OO ml, wodurch die anfängliche Erwärmungszeit kürzer als bei bekannten Gasbefeuchtern ist, bei denen die Verdampfungskammer, etwa drei Liter Wasser enthält.

Die Verdampfungskammer enthält die Ablenkplatten I4, die

dafür sorgen, dass das Gas nahezu über die gesamte Wasseroberfläche strömt. Je mehr der Wasserpegel in der Kammer 2 infolge des Verluste duroh Verdampfung sinkt, je mehr sinkt auch der Wasserpegel in der Kammer 1« Hierduroh öffnet sich der SchwimmerverBchluss, und der Waeserverlust wird aus dem Vorratskolben 5 ergänzt. Der Schwimmerversohluss schliesst sich wieder, wenn der Wasserpegel den erforderlichen konstanten Pegel 4 erreicht.

Es dürfte einleuchten, dass ein leerer Vorratskolben 5 ohne weiteres duroh einen gefüllten Kolben ersetzt werden kann, ohne dass der Verdampfungsvorgang gestört wird.

Die Verbindungen 3 und 10 können selbstverständlich eben-

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falls die Form von Löchern in einer Platte haben, die die Kammern 1 und trennt. .

Ein erfindungsgemässer Gasbefeuchter enthält vorzugsweise

Uberlaufmittel, so dass dann, wenn sich der Schwimmerverschluss infolge von Kalkablagerung Verschmutzung oder dergleichen nicht oder mangelhaft

schliesst, der Wasserpegel nicht über den Uberlaufpegel steigt. Bei der dar-

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gestellten Ausführungsform sind die Uberlaufmittel derart angebracht, dass der Wasserpegel nahezu auf dem vorgegebenen Wert bleibt, wenn der Schwimmerverschluss nicht oder mangelhaft wirkt. ..,·.-

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Unter normalen Umständen wird der Überlaufkanal 16 durch

das Ventil .17 verschlossen, so dass keine Verunreinigung des in der Schwimmerkammer 1 vorhandenen Wassers auftreten kann.

Il

Hierzu ist der Uberlaufkanal 16 auf einem Pegel angebracht, der sich genau über dem vorgegebenen Wasserpegel 4 befindet, wobei der Einlass normalerweise durch ein Ventil 17 abgeschlossen wird, das in einem Punkt 18 scharnierend angebracht und mit einem Schwimmer 19 mechanisch verbunden ist. Wenn der Wasserpegel den vorgegebenen Pegel überschreitet, so

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wird der Schwimmer 19 aufwärts bewegt, und durch den Uberlaufkanal entweicht eine hinreichende Wassermenge, um den Pegel auf den vorgegebenen Wert zurückzubringen, wonach sich das Ventil 17 schliesst. Vorzugsweise

Il

ist der Uberlaufkanal» der nötigenfalls durch ein Rohr verlängert werden kann, an einer derartigen Stelle vorgesehen, dass das bei einer fehlerhaften Wirkungsweise des Ventils 8 überlaufende Wasser selbst als ein sofortiges Alarmsignal wirkt. .

Selbstverständlich sind andere Arten von Ventilen bekannt, etwa Kugel- oder Zylinderventile, die auf dieselbe Weise wirken wie die· dargestellten Ventile, und daher beschränkt sich die Erfindung nicht auf die dargestellte Anordnung.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE ι

Gaebefeuchter für ein Beatmungsgerät, mit einer Waaserverdampfungskammer zum Verdampfen von Wasser am Wasserspiegel, dadurch gekennzeichnet, dass der Befeuchter einen Wasserfüllanechluse und einen Schwimmerverschluss umfasst, von denen der letztere bei Anwesenheit des erforderlichen Wasserpegels in der Verdampfungskammer eine Wasserzufuhr über den Füllanschluss verhindert.
2. Gasbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimraerverschluss in einer gesonderten Schwimmerkammer vorgesehen ist, die mit der Verdampfungskammer über einen Wasserkanal verbunden ist, und die ferner im Hinblick auf einen Druckausgleich zwischen den Gasräumen der beiden Kammern ebenfalls in einer Gasverbindung damit steht.
3. Gaebefeuchter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die eine der beiden Kammern mit einem Uberlaufkanal versehen ist.
4· Gasbefeuchter nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet,

dass der Befeuchter einen zweiten Schwimmerversohluss umfasst, der die Ab-

fuhr von Wasser über den Uberlaufkanal verhindert, solange der Wasserspiegel nicht auf einen über den bereits genannten erforderlichen Wasserpegel lie-It

genden Überlaufpegel angestiegen ist.
5. Gasbefeuchter nach Anspruch 3 oder 4· dadurch gekennzeich-

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net, dass der Uberlaufkanal an der bei Betrieb des Geräts der Bedienungsperson zugekehrten Seite des Befeuchters austritt.
6. Gasbefeuchter nach Anepruch 2, dadurch gekennzeichnet, dasn sich die Verdampfungskammer und die Schwimmerkammer in verschiedenen gesonderten Behältern befinden, die durch den Wasserkanal und durch einen Gas-Verbindungskanal losnehmbar miteinander verbunden sind.

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