DE2512607C2

DE2512607C2 - Respiratory gas humidifier

Info

Publication number: DE2512607C2
Application number: DE2512607A
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Hegenheim Higelin; Hans-Peter Hirt; Peter Basel Vogel
Original assignee: F Hoffmann La Roche AG
Current assignee: Kontron Instruments Holding NV
Priority date: 1974-03-28
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1981-11-26
Also published as: JPS547392B2; FR2265352B1; DD117036A5; IT1034183B; NL159885B; NL159885C; DK134875A; CH576791A5; SE7503305L; NL7502668A; JPS50130294A; DE2512607A1; GB1509011A; FR2265352A1

Description

2020th

Die Erfindung bezieht sich auf einen At^mgacbefeuchter der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 genannten Art.The invention relates to an At ^ mgac humidifier of the type mentioned in the preamble of claim 1.

Ein solches Gerät ist weitgehend aus der FR-PS 21 89 085 bekannt In seinem Behälter befindet sich ein bestimmtes Wasservolumen, das durch eine unter dem Behälter angeordnete Heizeinrichtung auf eine vorgegebene Temperatur gebracht wird. Das Atemgas wird in das Wasserbad eingeleitet, strömt durch das Wasservolumen fein verteilt nach oben und verläßt das Gerät durch eine Auslaßöffnung.Such a device is largely known from FR-PS 21 89 085. In its container there is a certain volume of water, which is set by a heating device arranged under the container to a predetermined Temperature is brought. The breathing gas is introduced into the water bath and flows through the volume of water finely divided upwards and leaves the device through an outlet opening.

Geräte dieser Art haben ein relativ großes Wasservolumen in der Größenordnung von 0,5 bis 1 1 und auf Grund dessen den Nachteil, daß wegen der großen thermischen Trägheit dieser Wassermenge eine wirksame automatische Temperaturregelung des Atemgases nicht möglich ist. Ferner haben diese Geräte den Nachteil, daß sie auf Grund ihrer großen Wassermenge eine relativ große Anlaufzeit bis zur Erreichung der Betriebsbereitschaft benötigen und außerdem relativ größere Druckabfälle über dem Verdampfersystem aufweisen. Darüber hinaus muß, sobald der Wasservorrat verbraucht ist, das Gerät zwecks Nachfüllung außer Betrieb gesetzt werden.Devices of this type have a relatively large volume of water on the order of 0.5 to 1 1 and up Because of this, the disadvantage that because of the great thermal inertia of this amount of water an effective automatic temperature control of the breathing gas is not possible. Furthermore, these devices have the Disadvantage that they have a relatively long start-up time to reach the due to their large amount of water Need operational readiness and also relatively larger pressure drops across the evaporator system exhibit. In addition, as soon as the water supply is used up, the device must be removed for refilling Operation.

Zu dem ist in der älteren Anmeldung DE-OS 24 47 113 in Atemgasbefeuchter vom Sprudlertyp mit Wasserniveauregulierung vorgeschlagen, jedoch muß das Gerät mittels eines Schlauches an einen Wasservorrat angeschlossen werden. soTo that is in the older application DE-OS 24 47 113 in respiratory gas humidifier of the Sprudlertyp with Water level regulation proposed, but the device must be connected to a water supply by means of a hose be connected. so

Daneben gibt es bereits automatisch geregelte Atembefeuchter vom Oberflächenverdampfertyp (DE-OS 22 40 904 und 22 63 720), die mit geringen Wassermengen arbeiten und patientennah die Temperatur messen, uia die Trägheit des Systems zu verringern. Dies ist eine völlig andere, mit den hier vorliegenden Geräten vom Sprudlertyp keineswegs vergleichbare Gerätekategorie mit erheblich unterschiedlichen Befeuchtungseigenschaften.In addition, there are already automatically regulated humidifiers of the surface evaporator type (DE-OS 22 40 904 and 22 63 720), which work with small amounts of water and the temperature close to the patient measure, uia to reduce the inertia of the system. This is a completely different one with the ones here The existing devices of the soda type are by no means comparable device categories with significantly different ones Wetting properties.

Gegenüber dem eingangs genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen kleineren weniger tragen und während des Betriebs nachfüllbaren Atemgasbefeuchter vorzuschlagen. Compared to the prior art mentioned at the beginning, the invention is based on the object Wear a smaller one and propose a humidifier that can be refilled during operation.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im &5 Patentanspruch I angegeben; vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.The inventive solution to this problem is in & 5 Claim I stated; advantageous developments can be found in the subclaims.

Bei dem vorgeschlagenen Gerät läßt sich die Anfeuchtung und Erwärmung des Atemgases unier Verwendung eines beteiligten Wasserbades von geringerem Volumen, etwa in der Größenordnung von 30 ml, durchführen. Auf Grund einer derart kleinen Wassermenge kann ein sehr fein regulierbares dynamisches Temperaturverzielt werden. Das heißt bei im Beatmungsbetrieb auftretenden spontanen Änderungen der AtemluftdurchfluBmenge kann die Wasserbadtemperatur sehr rasch geregelt werden.In the proposed device, the humidification and heating of the breathing gas can be unier Use of an involved water bath of lesser volume, approximately of the order of 30 ml, carry out. Due to such a small amount of water, a very finely adjustable dynamic Temperature can be achieved. That is, when there are spontaneous changes in the ventilation mode The water bath temperature can be regulated very quickly.

Konstruktiv läßt sich das erfindungsgemäße Gerät besonders einfach ausbilden, wenn im zylindrisch gestalteten Innenraum des Behälters ein zu dessen Bodenfläche hin offener, haubenartiger Gehäuseteil eingesetzt ist, dessen Seitenwandung einen kleineren Querschnitt umschließt als die Behälterwandung und auf ihrer auf der Bodenfläche abgestützten Stirnfläche kerbförmige Ausnehmungen aufweist.The device according to the invention can be designed in a particularly simple manner if it is cylindrical designed interior of the container a hood-like housing part that is open towards its bottom surface is used, the side wall encloses a smaller cross section than the container wall and on their end face supported on the bottom surface has notch-shaped recesses.

Das erfindungsgemäße Gerät kann ferner vorteilhaft in der Weise weitergebildet sein, daß zu der Nachfülleinrichtung ein mit dem Behälter verbindbarer Wasservorratsbehälter gehört, de· in eine von der Behälteroberseite her in das GehäuseteΊ hineinragende Halterungshülse einsetzbar ist, deren untere, die Austrittsöffnung bildende Hülsenstirnfläche in einem Abstand von dem Behälterboden endet.The device according to the invention can also advantageously be developed in such a way that to the Refill device includes a water storage container that can be connected to the container, de · in one of the The top of the container protrudes into the housing part Retaining sleeve can be used, the lower, the outlet opening forming sleeve end face in one Distance from the container bottom ends.

Bei 'Jem vorgenannten Atemgasbefeuchter, welcher mit seinem Zufuhranschluß an einen herkömmlichen Respirator angeschlossen werden kann, wird das trockene Atemgas während des Inspriums von dem Zufuhranschluß in den kreisringfönnigen Zwischenraum zwischen den benachbarten Wandungen des Behälters und des Gehäuseteils eingeleitet. Aus diesem Zwischenraum strömt durch den Gasverteiler, der durch die Vielzahl der kerbförmigen Ausnehmungen an der auf der Bodenfläche des Behälters abgestützten Stirnfläche des Gehäuieteils gebildet wird, in den Wasservorlagebereich, in dem das Atemgas erwärmt und angefeuchtet wird. Dabei wird im Anfangsstadium des Inspiriums das über die kerbförmigen Ausnehmungen in den kreisringförmigen Zwischenraum eingeflossene Wasser in den Wasservorlagebereich hineingedrückt, so daß der Wasserstand in diesem Bereich, gemessen von der Behälter-Bodenfläche, etwa fünf bis sieben Millimeter im betriebsbereiten Zustand beträgt.In the case of the aforementioned respiratory gas humidifier, which with its supply connection to a conventional Can be connected to the respirator, the dry breathing gas is released during the injection Feed connection in the annular space initiated between the adjacent walls of the container and the housing part. For this The space flows through the gas distributor, which passes through the plurality of notch-shaped recesses on the is formed on the bottom surface of the container supported end face of the housing part, in the Water reserve area in which the breathing gas is heated and humidified. Doing this is in the early stages of the inspiration that flowed into the annular gap via the notch-shaped recesses Water pressed into the water reservoir area, so that the water level in this area, measured from the container bottom surface, is around five to seven millimeters when ready for operation.

Das aus dem Wasservorlagebereich austretende, angefeuchtete und erwärmte Atemgas strömt über den Innenraum des Gehäuseteils zu dessen Austraganschluß und weiter über einen dort angebrachten, zum Benutzer hinführenden Schlauch. Da dieser Schlauch gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gerätes nur eine Länge von etwa einem Meter besitzt, sind zur Abscheidung des Kondenswasser im Schlauchabschnitt vortsilhafterweise keine Kondenswas.cr*ugeln erforderlich, welche sonst periodisch entleert werden müßten, da das Kondenswasser ohne den Betrieb der Anlage nachteilig beeinflussen zu können in den Gehäuseteil zurückfließen kann. Ferner besitzt das beschriebene Funktionsprinzip nur einen äußerst geringen Druckabfall, der bei einem Durchfluß von 30 l/min nur etwa 2 cm H2O-Säule beträgt.The humidified and heated breathing gas emerging from the water reservoir area flows over the Interior of the housing part to its discharge connection and further via an attached there, to the user leading hose. Since this hose according to a further advantageous embodiment of the invention Device is only about one meter long, are used to separate the condensation in the Hose section advantageously no condensation balls required, which would otherwise have to be emptied periodically, since the condensation water without to be able to adversely affect the operation of the system can flow back into the housing part. Further the functional principle described has only an extremely low pressure drop, which occurs with a flow of 30 l / min is only about 2 cm H2O column.

Aus der Wasservorlage wird während des Betriebs ständig Wasser verbraucht, welches zur Aufre^hterhaltung eines möglichst gleichbleibenden Wasservorlage niveaus kontinuierlich nachgefüllt werden muß, wozu der vom Wasservnrlagebereich abgeschiedene Nachfüllbereich und ein mit diesem verbundener Wasservorratsbehälter dient. Dieser Wasservorratsbehälter ist über seinen Halsabschnitt in die in den NachfüllbereichWater is constantly consumed from the water reserve during operation, which is used for maintenance a water reserve level that is as constant as possible must be topped up continuously, for which purpose the refill area separated from the water reservoir area and a water storage tank connected to it serves. This water reservoir is into the refill area via its neck section

hineinragende Halterungshülsc. die kurz, vor der Behälterbodenfläche endet, von der Uehälteroberseitc her einset/bar, so daß das im Vorratsbehälter enthaltene Wasser in den Nachfüllbereich einströmen kann, bis der Wasserstand etwa mit der Stirnfläche der Halterungshülse abschließt. Gleichzeitig kann das Wasser aus dem Nachfüllbereich über den im Wandelelement ausgebildeten Drosseldurchlaß in den Wasscrvorlagebereich einlaufen, bis dort ebenfalls der vorgenannte Wasserstand erreicht ist.protruding mounting sleeve. which ends shortly before the container bottom surface, from the Uehältoberseitc insert / bar so that the water contained in the reservoir flows into the refill area can until the water level is approximately with the face of the Retaining sleeve closes. At the same time, the water can be drawn from the refill area through the wall element formed throttle passage run into the Wasscrvorlagebereich until there also the aforementioned Water level is reached.

Während des Betriebs des Gerätes wird mit der Atcmfrequcnz auch der Druck im Innenraum des Gehäuseieils entsprechend verändert, was bewirkt, daß zu Beginn einer Druckwcchsclperiode bei ansteigendem Druck (Inspiriiim) der Wasserstand im Nachfüllbereich zunächst abgesenkt wird, wodurch das den Druckanstieg verursachende Atemgas an der Stirnfläche der Halteriingshülse vorbei in den Innenraum des Vorratsbehälter^, hineinf-irönicn kHP.n. Dadurch nrhnhi sich entsprechend der Innendruck im Vorratsbehälter, was bewirkt, daß bei einem sich an den Druckanstieg anschließenden Druckabfall im Innenraum des Gehäuseteiles (F.xpiriuni) durch den Behälterüberdruck ein entsprechender Wasseranteil aus dem Vorratsbehälter in den Nachfüllbereich gefördert wird, wodurch das Niveau im Nachfüllbereich ansteigt. Durch diese Pumpwirkung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Niichfüllbereich wird der Wasserstand im Nachfüllbcreich mit der Atemfrequenz ständig angehoben und abgesenkt, wobei ab einem gewissen Füllstand im Nachfiillbercich bei einem Druckanstiegmaximum kein Atemgas mehr in den Vorratsbehälter einströmen kann, wobei sich ein Gleichgewicht zwischen dem Gasdruck im Gehäuseteil-Innenraum und dem Druck im Vorratsbehälter zuzüglich dem Druck der Wassersäule des Vorratsbehälter einstellt.During operation of the device, the pressure in the interior of the Housing changed accordingly, which causes at the beginning of a pressure change period with increasing pressure (Inspiriiim) the water level in the refill area is first lowered, whereby the breathing gas causing the pressure increase at the end face of the Retaining ring sleeve over into the interior of the reservoir ^, in-irönicn kHP.n. This nrhnhi himself corresponding to the internal pressure in the storage tank, which causes a pressure increase in one subsequent pressure drop in the interior of the housing part (F.xpiriuni) due to the container overpressure The corresponding water content is conveyed from the storage tank into the refill area, whereby the The level in the refill area rises. By this pumping action between the reservoir and the The water level in the refill area is not used in the refill area constantly increased and decreased with the respiratory rate, whereby from a certain level in the Refill area no longer allows breathing gas to flow into the storage container when the pressure rises at a maximum, whereby there is an equilibrium between the gas pressure in the interior of the housing part and the pressure in the storage container plus the pressure of the water column of the reservoir.

Von den im Nachfüllbereich erfolgenden Niveauschwankungen bleibt das Niveau der Wasservorlage weitgehend unberührt, dad durch den Drosseldurchlaß, welcher bevorzugterweisc aus mindestens einer kleinen Bohrung besteht, die das Wandelement nahe der Behälter-Bodenfläche durchsetzt, gerade diejenige Wassermenge hindurchtreten kann, die beim Betrieb aus dem Wasservorlagebereich durch Spritzer in den Nachfüllbereich und durch Verdampfen verbraucht wird. Ferner dient der Drosseldurchlaß auch zur Abscheidung des den Wasservorlagebereich durchsetzenden Atemgases von dem im Nachfüllbereich zirkulierenden Wasservorrat. damit ein möglichst beruhigtes Nachfüllniveau aufrechterhalten bleibt, da ansonsten keine definierte Regulierung über dieses Niveau vorgenommen werden könnte.Of the level fluctuations occurring in the refill area, the level of the water reserve remains largely unaffected, dad by the throttle passage, which preferably consists of at least one small There is a hole that penetrates the wall element near the container bottom surface, just that Amount of water can pass through during operation consumed from the water reservoir area by splashing into the refill area and by evaporation will. Furthermore, the throttle passage also serves to separate the water that passes through the water reservoir area Breathing gas from the water supply circulating in the refill area. thus a possible calmed refill level is maintained, since otherwise there is no defined regulation over this Level could be made.

Damit aus dem Gehäuseteil möglichst wenig Spritzwasser ausgetragen wird, kann bevorzugterweise im Innenraum des Gehäuseteils oberhalb des Wandelementes ein von der Seitenwand radial nach innen gerichtetes Abfangblech vorgesehen sein, dessen innere Randfläche die Halterungshülse auf Abstand umgibt.So that as little splash water as possible is discharged from the housing part, the Interior of the housing part above the wall element from the side wall radially inward directed interception plate can be provided, the inner edge surface of which surrounds the mounting sleeve at a distance.

Zwischen dem Vorratsbehälter und dem Nachfüllbereich kann ferner auch eine Ventilanordnung ausgebildet sein, die beim Einsetzen des Vorratsbehälters in die Halterungshüise automatisch geöffnet und beim Herausziehen des Behälters wieder verschlossen wird. Eine derartige Ventilanordnung ermöglicht eine Herausnahme des Vorratsbehälters z. B. um diesen nachfüllen zu können, ohne daß der Beirieb der gesamten Vorrichtung unterbrochen werden muß.Furthermore, a valve arrangement can also be formed between the storage container and the refill area be that automatically open when the storage container is inserted into the mounting sleeve and when it is pulled out of the container is closed again. Such a valve arrangement enables removal the reservoir z. B. in order to be able to refill this without the operation of the entire device must be interrupted.

Die für die Erwärmung und Anfeuchtung des Alemgiises verwendete Wasservorlagc umfallt — wie erläutert — ein vergleichsweise geringes Volumen, wodurch vor allem ein günstiges, d. It. insbesondere rasch nachregelbares dynamisches lemperaturverhalten erzielt wird. Diesem Erfordernis ist insbesondere deshalb eine entscheidende Bedeutung beizumessen, weil sich unter gewissen Betriebsbedingungen, wie einem raschen Anstieg des Atcmminiilcnvnlumcns während des Inspiritims, was eine entsprechend rasche Verkleinerung des Temperaturgefällcs zwischen dem Austraganschluß und dem bcnutzerseitigcn Ende des Schlauches, an welchem die Tcmperaturmeßsonde vorgesehen ist. zur Folge hai. eine plötzliche Tempera lurüberhöhung an diesem benutzcrseitigen Anschluß einstellen kann, was wiederum für die Therapie schädliche Folgen haben kann. Bei dem crfindungsgemäßen Verfahren sowie bei der vorgenannten Vorrichtung zu dessen Durchführung können nun derartige TomniTiHnriiberhöhunBen wesentlich eingeschränkt werden, da mit einer vorzugsweise verwendeten elektronischen Regelanordnung zur Regelung der über die Hcizplattenanordnung erfolgenden Zufuhr von Wärmemenge zur Wasservorlage in Abhängigkeit von Meßdaten der am benutzerseitigen Abschnitt des Beatmungsgerätes ausgebildeten Meßsonde bei einer an dieser Meßsonde festgestellten, schon geringfügigen Temperaturüberhöhung eine Reduzierung der Heizleistung "rfolgt. Da das kleine Volumen der Wasservorlage bei einer Verringerung der Heizleistung sehr rasch abkühlen kann, wird die an der Meßsonde festgestellte Temperaturüberhöhung auch entsprechend schnell wieder auf den vorgegebenen Temperaturwert heruntergeregelt. The water reservoir used for heating and moistening the alloy falls over - like explained - a comparatively small volume, which means above all a cheap, i. It. In particular quickly adjustable dynamic temperature behavior is achieved. This requirement is in particular therefore it is of crucial importance to attach, because under certain operating conditions, such as a rapid rise in the minimum atmospheric pressure during inspiration, which is a correspondingly rapid one Reduction of the temperature gradient between the discharge connection and the user-side end of the Tube on which the temperature probe is provided. result hai. a sudden tempera You can set the rate excess at this user-side connection, which in turn affects the therapy can have harmful consequences. In the method according to the invention and in the aforementioned device in order to carry it out, such TomniTi elevations can now be considerably restricted be, as with a preferably used electronic control arrangement to regulate the over the Hcizplatteanordnung taking place supply of heat to the water reservoir as a function of Measurement data of the measuring probe formed on the user-side section of the ventilator in the case of a A slight increase in temperature found on this measuring probe resulted in a reduction in the heating output "follows. Since the small volume of the water reserve is very rapid when the heating output is reduced can cool down, the temperature increase detected on the measuring probe is also correspondingly fast again regulated down to the specified temperature value.

Ein die Merkmale der Erfindung enthaltendes Ausführungsbeispiel wird nachstehend in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigtAn embodiment incorporating the features of the invention will be discussed below in conjunction explained in more detail with a drawing. In it shows

F i g. 1 eine geschnittene Perspektivdarstellung des nachstehend beschriebenen Atemgasbcfeuchters. und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bei dem Gerät von Fig. 1 verwendbaren Temperaturmeß- und Regelanordnung.F i g. 1 is a sectional perspective view of the breathing gas humidifier described below. and
FIG. 2 is a schematic representation of a temperature measuring and regulating arrangement which can be used in the device of FIG.

Der in F i g. 1 dargestellte Atemgasbefeuchter enthält einen topiiormigen Behälter i mit ciuci /viinuii->lmcii Behälterwand 6. einer Bodenfläche 2 sowie mit einer Deckelfläche 36, an deren gemäß Fig. I rechtem Flächenabschnitt ein Zufuhranschluß 27. der an einen nicht dargestellten Respirator angeschlossen werden kann, ausgebildet ist. Im Innenraum des Behälters 1 ist ein Gehäuseteil 4 vorgesehen, der aus einer ebenfalls zylinderförmigen Seitenwandung 5 und einer oberen Abschlußfläche 37 gebildet wird, an deren gerne" F i g. 1 linkem Flächenabschnitt ein Austraganschluß 3 angebracht ist. der die Deckelfläche 36 des Behälters 1 durchsetzt. Der Gehäuseteil 4 ist bezüglich der Behälterlängsachse konzentrisch im Behälter abgestützt, wodurch zwischen den einander benachbarten Wandungen 5, 6 ein kreisringförm^;ger Zwischenraum ausgebildet wird, der mit einem weiteren, zwischen der Deckelfläche 36 und der oberen Abschlußfläche 37 liegenden Raumabschnitt in Verbindung steht.The in F i g. 1 shown respiratory gas humidifier contains a topiiormigen container i with ciuci / viinuii-> lmcii container wall 6 is. In the interior of the container 1, a housing part 4 is provided, which is formed from a likewise cylindrical side wall 5 and an upper end surface 37, on the left surface section of which a discharge connection 3 is attached . interspersed the housing part 4 is supported with respect to the container longitudinal axis concentrically in the container, whereby between the adjacent walls 5, 6, a ^{kreisringförm;} is formed ger interspace lying with another between the top surface 36 and the upper end face 37 space portion is in communication .

Die Seitenwandung 5 steht mit ihrer gemäß F i g. 1 unteren Stirnfläche 7 auf der Bodenfläche 2 auf und weist an dieser Stirnfläche eine Vielzahl von über den Stirnflächenumfang verteilten kerbförmigen Ausnehmungen 8 auf. die einen Gasverteiler darstellen, über den aus einem Respirator über den Zafuhranschluß 27 eingebrachtes trockenes Atemgas, welches durch den kreisringförmigen Zwischenraum zwischen Behälter 1The side wall 5 stands with its according to FIG. 1 lower end face 7 on the bottom surface 2 and has on this end face a plurality of notch-shaped recesses distributed over the end face circumference 8 on. which represent a gas distributor via which a respirator via the Zafuhranschluss 27 brought in dry breathing gas, which through the circular gap between container 1

und Gehäuseteil 4 gefördert wird, in feinverteilter Form in den Innenraum des Gehäuseteil 4 eingeleitet werden kann. Eine besonders feine Verteilung und damit wirksame Funktiol.sweise des Gasverteilers ist dann gegeben, wenn etwa 120 kerbförmige Ausnehmungen auf dem Stirnflächenumfang gleichmäßig verteilt vorgesehen sind.and housing part 4 is conveyed, are introduced into the interior of housing part 4 in finely divided form can. A particularly fine distribution and thus effective functionality of the gas distributor is then given when about 120 notch-shaped recesses evenly distributed on the face circumference are provided.

Im Mktelabschnilt der Behälterbodenfläche 2 ist ein den Nachiüllbereich 9 umgrenzendes, in den Innenraum des Gehäuseteils 4 hineinragendes Wandelement 10 vorgesehen, welches gemäß der Darstellung ein ebenfalls zylinderförmiger. an seiner Oberseite offener Kingteil ist, der konzentrisch zur ßchällerlängsachse an der Behälterbodenfläche angebracht ist. Im Innenbereich dieses Wandelemcntes 10 ist der Nachfüllbereich 9 ausgebildet, während in dem Ringabschnitt zwischen der Außenwandung des Wandelementes und dem Gehäuseteil 4 der Wasservorlagebereich 11 vorgesehen ki Πης Wandelement 10 besitzt ferner an seiner der Bodenfläche 2 zugewandten Randseite einen Drosseldurchlaß 12, der aus einer oder mehreren Bohrungen 17 bestehen kann, über welche Wasser aus dem Nachfüllbereich 9 in den Wasservorlagebereich 11 einlaufen kann. Die Querschnittsweite der Bohrungen 17 ist derart bemessen, daß durch diese Bohrungen gerade so viel Wasser in den Wasservorlagebereich 11 hineinlaufen kann, wie während des Betriebs (durch Spritzer in den Nachfüllbereich und durch Verdampfen) verbraucht wird.In the Mktelabschnilt the container bottom surface 2 is a the Nachiüllbereich 9 bounding, in the interior of the housing part 4 protruding wall element 10 is provided, which according to the illustration also more cylindrical. on its upper side there is an open king part, which is concentric to the longitudinal axis of the ßchäller the container bottom surface is attached. The refill area 9 is in the interior of this convertible element 10 formed, while in the ring section between the outer wall of the wall element and the Housing part 4 of the water reservoir area 11 provided ki Πης wall element 10 also has on its the The edge side facing the bottom surface 2 has a throttle passage 12, which consists of one or more bores 17 can exist, via which water from the refill area 9 into the water reservoir area 11 can. The cross-sectional width of the bores 17 is dimensioned such that just through these bores a lot of water can run into the water reservoir area 11, as during operation (due to splashes in the refill area and by evaporation) is consumed.

In dem Behälterinnenraum ragt von der Behälterobersr^;te her eine Halterungshülse 13 in den Nachfüllbereich 9 hinein, welche die obere Abschlußfläche 37 des Gehäuseteiles 4 durchsetzt und zur Aufnahme eines Wasservorratsbehälters 14 dient. An dem der Behälterbodenfläche 2 zugewandten Ende besitzt die Halte- κ rungshülse 13 eine Austrittsöffnung 15, welche in einer etwa parallel zur Behälterbodenfläche 2 verlaufenden Hülsenstirnfläche 16 endet. Diese Hülsenstirnfläche 16 besitzt einen Abstand von der Behälterbodenfläche 2, der etwa fünf bis sieben Millimeter betragen kann. Die Austrittsöffnung 15 ist über eine Ventilanordnung verschließbar, die aus einem Ventilteller 22 besteht, welcher auf einem Fuhrungszapfen iü gleitend verschiebbar gelagert ist. der an dem der Austrittsöffnung 15 gegenüberliegenden Abschnitt der Behälterbodenfläehe 2 befestigt ist. Der Ventilteller 22 weist einen zentralen hohlen Ansatz 38 auf, der den Führungszapfen 20 umgreift und in seinem Hohlraum zwischen dem freien Ende des Führungszapfens und seiner inneren Stirnfläche eine Feder 21 aufnimmt, welche den Ventilteller 22 in Richtung auf die Hülsenstirnfläche 16 federnd vorbelastet.In the container interior protrudes from the container top ^; te ago a mounting sleeve 13 into the refill area 9, which penetrates the upper end surface 37 of the housing part 4 and serves to accommodate a water reservoir 14. At the bottom surface of the container 2 facing the end of the holding sleeve 13 has approximately κ an outlet opening 15 which terminates in a plane extending approximately parallel to the tank bottom surface 2 sleeve end face sixteenth This sleeve end face 16 has a distance from the container bottom surface 2, which can be about five to seven millimeters. The outlet opening 15 can be closed by means of a valve arrangement which consists of a valve disk 22 which is slidably mounted on a guide pin. which is attached to the section of the container bottom surface 2 opposite the outlet opening 15. The valve disk 22 has a central hollow extension 38 which engages around the guide pin 20 and in its cavity between the free end of the guide pin and its inner end face receives a spring 21 which resiliently biases the valve disk 22 towards the sleeve end face 16.

Im Innenraum des Gehäuseteils 4 ist oberhalb des Wandelementes 10 ein von der Seitenwandung 5 des Gehäuseteiles radial nach innen gerichtetes Abfangblech 18 vorgesehen, dessen innere Randfläche 19 die Halteningshülse 13 auf Abstand umgibt, wobei der die Randfläche 19 tragende Ringabschnitt des Abfangbleches 18 in Richtung auf den Nachfüllbereich 9 abgebogen ausgeführt ist «In the interior of the housing part 4 is above the wall element 10 from the side wall 5 of the Housing part provided radially inwardly directed baffle 18, the inner edge surface 19 of which Surrounding the retaining ring 13 at a distance, the ring section of the intercepting plate 18 carrying the edge surface 19 in the direction of the refill area 9 is turned off «

Der Wasservorratsbehälter 14, welcher von der Oberseite des Behälters 1 in die Halterungshülse 13 eingesetzt werden kann, besitzt einen Halsabschnitt 23, dessen Außendurchmesser an die lichte Weite der Halteningshülse 13 derart angepaßt ist, daß eine gleiifähige Verbindung zwischen dieser, beiden Teilen aufrechterhalten werden kann. Zwischen dem Behäherkragenbereich 39 und dem Halsabschnitt 23 ist einThe water storage container 14, which is inserted from the top of the container 1 into the holding sleeve 13 can be used, has a neck portion 23, the outer diameter of the inside diameter of the Retaining sleeve 13 is adapted so that a sliding connection between this, the two parts can be sustained. Between the container collar area 39 and the neck portion 23 is a Bchälterverschlußventil 25 vorgesehen, welches über einen im Innenraum des Halsnbschnittes 23 verlagerbar geführten Ventilstößel 24 betätigt werden kann. Am Ventilstößel 24 greift ein Federelement 26 an. welches den Ventilslößel in Schließrichtung des Behälterverschlußventils 25 vorbelastet und dessen Federkraft größer ist als die Federkraft der den Ventilteller 22 vorbelaslenden Feder 21.Container closure valve 25 is provided, which can be displaced via an interior of the neck section 23 guided valve tappet 24 can be actuated. A spring element 26 acts on the valve tappet 24. which the valve tappet is preloaded in the closing direction of the container closure valve 25 and its spring force is greater than the spring force of the spring 21 preloading the valve disk 22.

Das Behälterverschlußventil 25 bildet gemeinsam mit der den Ventilteller 22 umfassenden Ventilanordnung eine aus einfachen Bauteilen bestehende, doppelt wirksame Verschlußeinrichtung. Wenn der Wasservorratsbehälter 14 mit seinem Halsabschnitt 23 aus der Halterungshülse 13 herausgezogen ist, wird auf Grund der Vorbelastung der Feder 21 der Ventilteller 22 gegen die Hülsenstirnfläche 16 angedrückt, wodurch der Nachfüllbereich 9 abgeschlossen ist, so daß kein Wasser aus diesem Nachfüllbereich in die Halterui.gshülse 13 eintreten kann. Bereits während des Herausziehens des Wasservorratsbehälters aus der Halterungshülse 13 wird auch dessen Innerraum vom Behälterverschlußventil 25 abgeschlossen, da das Federelement 26 den Ventilstößel 24 Fig. I nach unten verlagert. Wenn nun der Wasservorratsbehälter 14 beispielsweise nach erfolgtem Auffüllen seines Wasservorrates wieder in die Halterungshülse 13 eingeschoben werden soll, trifft zunächst der Ventilstößel 24 auf die Oberseite des Ansatzes 38 auf und verlagert beim weiteren Einschieben den Ventilteller 22 in Richtung auf die Behälterbodenfläche 2. bis der Ventüteller fest auf der Bodenfläche anliegt. Im Verlauf des weiteren Einschiebens des Wasservorratsbehälters 14 wird die Vorbelastungskraft des Federelementes 26 überwunden, so daß auch das Behälterverschlußventil 25 von seinem Ventilsitz abgehoben wird und damit ein Einströmen des im Vorratsbehälter enthaltenen Wassers in den Nachfüllbereich 9 zuläßt. Das aus dem Vorratsbehälter 14 ausströmende Wasser sammelt sich im Nachfüllbereich 9 und läuft ferner über die öffnungen 17 in den Wasservorlagebereich 11 ein, bis der Wasserstand im Nachfüllbereich und im Wasservorlagebereich etwa mit der Hülsenstirnfläche 16 abschließt bzw. um den BetragThe container closure valve 25 forms together with the valve arrangement comprising the valve disk 22 a double-acting locking device consisting of simple components. When the water reservoir 14 with its neck portion 23 from the Retaining sleeve 13 is pulled out, due to the preloading of the spring 21, the valve disk 22 is against the sleeve end face 16 is pressed, whereby the refill area 9 is closed, so that no water from this refill area into the holding sleeve 13 can occur. Already while the water storage container is being pulled out of the holding sleeve 13 its interior is also closed off by the container closure valve 25, since the spring element 26 den Valve tappet 24 Fig. I shifted downwards. If now the water reservoir 14, for example, after is to be pushed back into the mounting sleeve 13 after its water supply has been replenished first the valve tappet 24 on the upper side of the extension 38 and, as it is pushed in, moves the valve disk 22 in the direction of the container bottom surface 2. until the valve disk is firmly on the bottom surface is applied. As the water reservoir 14 is pushed in further, the preload force becomes of the spring element 26 overcome, so that the container closure valve 25 from its valve seat is lifted off and thus allows the water contained in the reservoir to flow into the refill area 9. The from the storage container 14 Outflowing water collects in the refill area 9 and also runs through the openings 17 into the Water reservoir area 11 until the water level in the refill area and in the water reservoir area is about the sleeve end face 16 closes or by the amount

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ters etwas höher liegt als die Hülsenstirnfläche. Da — wie eingangs erläutert — während des Betriebs der Vorrichtung insbesondere innerhalb des Nachfüllbereiches 9 ein wechselweises Ansteigen und Absinken des Wasserstandes entsprechend der Atemfrequenz auftritt, ist es erforderlich, die Höhe des das Wandelement 10 bildenden Ringteiles von der Bodenfläche 2 derart zu bemessen, daß der Wasserspiegel bei seinen Schwankungen innerhalb des Nachfüllbereiches nicht über den oberen offenen Rand dieses Ringteiles hinaustritt. Die Bemessung der Höhe des Ringteiles hängt von den zu ermittelnden Druckwechselwerten der Vorrichtung ab, die erfahrungsgemäß während des Inspiriums bis zu 100 cm H₂O-Säule betragen können, wobei dieser Druck während des Expiriums wieder auf Atmosphärendruck oder sogar auf einen etwas darunter liegenden Wert absinktters is slightly higher than the sleeve face. Since - as explained at the beginning - during the operation of the device, especially within the refill area 9, an alternating rise and fall of the water level occurs according to the breathing rate, it is necessary to measure the height of the ring part forming the wall element 10 from the bottom surface 2 in such a way that the With its fluctuations within the refill area, the water level does not go beyond the upper open edge of this ring part. The dimensioning of the height of the ring part depends on the pressure change values of the device to be determined, which experience has shown can be up to 100 cm H ₂ O column during the inspiration, whereby this pressure returns to atmospheric pressure or even to a value slightly lower during the expiration sinks

Der Behälter 1 kann an seiner Behälterwand 6 etwa in der Höhe der in Fig. 1 eingezeichneten Doppelpfeile teilbar ausgeführt sein und gemeinsam mit dem Wasservorratsbehälter 14 über ein nicht dargestelltes Spannmittel auf der Fläche der Heizplattenanordnung 30 aufgespannt sein. Durch die Teilbarkeit des Behälters 1 sind die innerhalb dieses Behälters liegenden Vorrichtungsteile leicht zugänglich, damit der vonThe container 1 can on its container wall 6 approximately at the level of the double arrows shown in FIG. 1 be designed divisible and together with the water reservoir 14 via a not shown Clamping means can be clamped on the surface of the heating plate arrangement 30. Due to the divisibility of the Container 1 lying within this container device parts are easily accessible so that of

der Heizplattenanordnung abgenommene, geöffnete Behälter sowie auch der Wasservorratsbehälter auf einfache Weise, z. B. in Dampf sterilisierbar sind. Der Wasservorratsbehälter 14 kann ferner aus einem durchsichtigen Material bestehen, womit eine leichte optische Kontrolle des Wasserstandes möglich ist.the heating plate assembly removed, opened container as well as the water storage container easy way, e.g. B. can be sterilized in steam. The water reservoir 14 can also consist of a transparent material, with which an easy visual control of the water level is possible.

Dazu können mit Vorteil in Krankenhäusern gebräuchliche Infusionsflaschen aus Glas oder starrem Kunststoff gebraucht werden, wozu z. B. das Gewinde am Behälterkragenteil 39 des Halsabschnitts 23 nach für solche Flaschen normierien Massen ausgeführt ist. Ferner können solche Vorratsflaschen vor Inbetriebnahme mit dem Halsabschnitt 23 und mit einer dichten Schutzkappe, z. B. aus Kunststoff, die leicht abnehmbar ist, versehet. schon steril bereitgehalten werden.Infusion bottles made of glass or rigid infusion bottles commonly used in hospitals can advantageously be used for this purpose Plastic are needed, including z. B. the thread on the container collar part 39 of the neck portion 23 for such bottles are designed with standardized masses. Furthermore, such storage bottles can be used before commissioning with the neck portion 23 and with a tight protective cap, e.g. B. made of plastic that is easily removable is accidental. already kept sterile.

Am Austraganschluß 3 des Gehäuseteils 4 ist ein zum patientenseitigen Ende führender Schlauch 28 angebracht, dessen Länge etwa I m betragen kann. Nahe c*em benutzerseitigen Schlauchende ist eine Meßsonde 3i vorgesehen, über weiche die Τειίψύίίίϊϋϊ ucs aufzutragenden angefeuchteten und erwärmten Atemgases, welches vom Innenraum des Gehäuseteils 4 abgezogen wurde, gemessen wird und vor welcher die entsprechenden Meßdaten an eine elektronische Regelanordnung 29 zur Regelung der über die Heizplattenanordnung 30 erfolgenden Zufuhr von Wärmemenge zum Wasservorlagebereich Il abgegeben werden.A hose 28 leading to the patient-side end is attached to the discharge connection 3 of the housing part 4, the length of which can be about 1 m. A measuring probe is located near the end of the hose on the user side 3i provided over which the Τειίψύίίίϊϋϊ ucs humidified and warmed breathing gas to be applied, which gas from the interior of the housing part 4 was withdrawn, is measured and before which the corresponding measurement data to an electronic control system 29 for regulating the supply of heat to the heating plate arrangement 30 Water reservoir area Il are released.

Die Regelanordnung 29 ist in einem Gehäuse 32 unterbracht, welches über einen thermischen Isolationskörper 33 mit der Heizplattenanordnung 30 verbunden ist. Im thermischen Kontaktbereich zwischen der Heizplattenanordnung 30 und der Regelanordnung 29 ist ein Thermostat 34 vorgesehen, über welches die Temperatur der Heizplattenanordnung gemessen u"d die entsprechenden Werte der Regelanordnung 29 zugeführt werden.The control arrangement 29 is accommodated in a housing 32 which has a thermal insulation body 33 is connected to the heating plate assembly 30. In the thermal contact area between the heating plate assembly 30 and the control assembly 29, a thermostat 34 is provided over which measured the temperature of the heating plate arrangement u "d the corresponding values of the control arrangement 29 are fed.

Die elektronische Regelanordnung 29 umfaßt einenThe electronic control arrangement 29 includes a

ί nichtlinearen Regler mit einer automatischen Sollwert-Umschaltung, womit bezweckt wird, daß die verbleibende Regelabweichung möglichst klein gehalten werden kann, so daß die relative Luftfeuchtigkeit des angefeuchteten und erwärmten Atemgases in bezug auf den Temperatursollwert auf einem hohen Wert gehalten werden kann, welcher den Idealanforderungen von 100% relativer Luftfeuchtigkeit weitgehend angenähert ist. Die hohe Regelgenauigkeit ist auch deshalb notwendig, damit die vorwählbare Temperatur des Atemgases, welche wahlweise 32°C, 34"C und 36°C betragen kann, am austragsseitigcn Rnde auch zur Verfugung steht. In der Startphase der Vorrichtung kommt es — wie eingangs ausgeführt — sehr leicht zu Temperaturüberschwingungen, welche über die elektroniM'iie Kcgciamiiüiiüng ti gCGämp;; werden, v.·;;:; au: einfache Art durch eine zeitlich begrenzte Unterbrechung der Zufuhr von Wärmeenergie zum Wasservorlagebereich bei Überschreiten einer bestimmten vorgegebenen Temperatur vorgenommen wird. Damit ferner bei möglichen Betriebsstörungen jegliches Risiko für den Patienten ausgeschaltet werden kann, umfaßt die Regelanordnung einen unabhängigen Überwachungsschaltkreis, über welchen die Vorrichtung bei bestimmten Betriebsstörungen wie z. B. bei einem Überschreiten der Austrittstemperatur des angefeuchteten und erwärmten Atemgases um einen gewissen Betrag und für eine gewisse Zeit, von der Netzspeisung unterbrochen wird.ί Non-linear controller with automatic setpoint switching, the aim of which is that the remaining control deviation can be kept as small as possible, so that the relative humidity of the humidified and heated breathing gas can be kept at a high value in relation to the temperature setpoint, which meets the ideal requirements of 100% relative humidity is largely approximated. The high control accuracy is also necessary so that the preselectable temperature of the breathing gas, which can optionally be 32 ° C, 34 "C and 36 ° C, is also available at the discharge end - very easily to temperature overshoots, which are carried out via the electronic Kcgciamiiüiiüng ti gCGämp ;;, v In order that any risk to the patient can be eliminated in the event of possible operational disturbances, the control arrangement comprises an independent monitoring circuit via which the device can be used in the event of certain operational disturbances such as, for example, if the outlet temperature of the humidified and heated breathing gas is exceeded by a certain amount and for a certain time, from the mains supply u is interrupted.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claims;

1. Aerosol type respiratory gas humidifier for the artificial patient ventilation, with dam the dry one Breathing gas in a heatable water bath, which by means of a heating device, which is controlled by a controller a temperature sensor is regulated, blown in finely divided and heated in a water bath and is moistened, with a container for receiving the water bath, which can be heated by means of a heating device,

with a water refill device to maintain a predetermined water level in the water bath, with a supply connection for the finely divided introduction of the dry gas into the water bath,
and with a discharge connection for the humidified and tempered gas, for connecting a hose leading to the patient, characterized in that the water bath in the container (1) has only a small volume of the order of 30 ml,
and the temperature sensor (31) of the controller (29) for regulating the supplied heating power as a function of the outlet temperature of the humidified and tempered gas is arranged on the patient-side end of the hose (28).

2. Respiratory gas humidifier according to claim 1, characterized in that in the with the supply connection (27) is provided with a container (1) which is open towards its bottom surface (2) and has the discharge connection (3) connected housing <part (4) is used, the side wall (3) of which has a smaller cross section encloses as the wall; 7) of the container (l) and on its supported on the bottom surface (2) Has end face (7) notch-shaped recesses.

3. respiratory gas humidifier according to claim 2, characterized in that a refill device with the container (l) connectable water storage tank (14) belongs to the one protruding from the top of the container into the housing part (4) Retaining sleeve (13) can be used, the lower sleeve end face (16) of which forms the outlet opening (15) ends at a distance from the container bottom (2).

4. respiratory gas humidifier according to claim 3, characterized in that the surface center section of the At the bottom of the container (2) a wall element (10) protruding into the interior of the housing part (4) is arranged, which the water bath in one with

the refill device (16) in connection

standing refill area (9) and a water supply area (11) divided, these two areas by at least one throttle passage (12) are connected by the wall element (IO).

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the side walls (5) of the housing part (4) and the container wall (6) are cylindrical, that the housing part (4) in the im Interior of the container (1) concentric to the longitudinal axis of the container with the formation of a circular ring Space between the adjacent walls (5, 6) is supported and that the wall element (10) is also a cylindrical ring part which is open at its top which is fastened concentrically to the longitudinal axis of the container on the container bottom surface (2).

6. Device according to one of claims 4 or

5, characterized in that the throttle passage

(12) of the wall element (10) consists of at least one small hole (17) that forms the wall element interspersed near the container bottom surface (2),

7. Device according to one of claims 4 to 6, characterized in that in the interior of the housing part (4) above the wall element (10) an intercepting plate (18) directed radially inward from the side wall (5) of the housing part is provided whose inner edge surface (19) surrounds the holding necks (13) at a distance.

8. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the holding sleeve

(13) is fastened concentrically in the container (1) that its sleeve end face (16) from the container bottom surface (2) is arranged about 5 to 7 mm away and that at the opposite of the outlet opening (15) Section of the container bottom surface (2) a guide pin (20) is attached, on which a valve disk (22) preloaded by a spring (21) in the direction of the outlet opening (15) is stored.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that that the water storage container (14) has a neck section which can be pushed into the holding sleeve (13) (23), in which a valve tappet (24) for actuating the container closure valve (25) and the valve disk (22) closing the outlet opening (15) during the relative displacement of the neck portion is guided longitudinally displaceably in the holding sleeve.

10. The device according to claim 9, characterized in that the valve tappet (24) in The closing direction of the container closure valve (25) is preloaded via a spring element (26) and that this spring element has a greater spring force than the spring (21) preloading the valve disk (22).

11. Device according to one of claims 2 to

10, characterized in that on the end face (7) facing the container bottom face (2) of the housing part (4) about 120 on the end face circumference evenly distributed notch-shaped recesses (8) are provided.

12. Device according to one of claims 1 to

11, characterized in that the container (1) on its container wall (6) designed to be divisible and shared with the water storage container (14) is clamped on the heating plate via a clamping device.

13. The device according to claim 3, characterized in that the water storage container (14) consists of a transparent material.

14. The device according to claim 9, characterized in that the neck portion (23) so is designed that it can be placed on bottles commonly used in clinics, which bottles thus can be used as a water reservoir (14).

15. The device according to claim 14, characterized characterized in that the water reservoir (14) with the attached Hnlsabsehnitt (23) in front Use is provided with a tightly fitted and easily removable protective cap. which allows the neck portion (23), together with the contents of the container (14), under it Keep the protective cap sterile.

16. Device according to one of claims I to 15, characterized in that the patient

leading hose (28) is about 1 m long.

17. Device according to one of claims 1 to

16, characterized in that the controller (29) is a non-linear controller with an automatic Has setpoint switching.

18. Device according to one of claims 1 to

17, characterized in that the controller (29) has a monitoring circuit for interruption the mains supply of the device in the event of certain malfunctions.

19. Device according to one of claims 1 to

18, characterized in that the controller (29) is housed in a housing (32) which over a thermal insulation body (33) is connected to a heating plate (30) and that in the thermal is see contact area between the heating plate and a thermostat (34) is provided for the controller.