DE2743919A1

DE2743919A1 - Vorrichtung zum kuehlen eines koerperteils

Info

Publication number: DE2743919A1
Application number: DE19772743919
Authority: DE
Inventors: James Walter Sauder
Original assignee: Chattanooga Pharmacal Co
Current assignee: Chattanooga Pharmacal Co
Priority date: 1976-09-30
Filing date: 1977-09-29
Publication date: 1978-04-06
Also published as: NO773341L; JPS5348390A; DK431377A; GB1595916A; FR2366008A1; DE7730219U1; NO143832C; SE7710998L; CA1064717A; NO143832B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Kühlen eines Körperteils.

In der US-PS 3 916 911 ist eine tragbare Heiz- und Kühlvorrichtung beschrieben, zu der flexible Kissen oder Polster gehören, welche um einen Körperteil eines menschlichen oder tierischen Patienten herumgelegt werden können, um nach Bedarf eine Erwärmung oder Abkühlung des Körperteils zu bewirken. Diese bekannte transportable Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Behandlung von Zerrungen, Uberdehnungen und anderen Muskelverletzungen bei Sportlern oder Rennpferden, wobei die Behandlung möglichst schnell begonnen werden soll, um das Entstehen von Schwellungen, das Auftreten von Fieber oder anderen Symtomen einzuschränken. Steht eine solche Vorrichtung zur Verfügung, kann man auf die unbequeme und umständliche Benutzung von Eisbeuteln zur Behandlung solcher Verletzungen und Muskelerkrankungen oder Entzündungen verzichten.

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Ferner ist in der US-PS 4 026 299 der Anmelderin eine Vorrichtung beschrieben, die ebenfalls sowohl eine Erwärmung als auch eine Abkühlung ermöglicht, bei der eine Wahl zwischen einer Erwärmung und einer Abkühlung mit Hilfe eines Umsteuerventils möglich ist, bei der mindestens ein mit Schläuchen versehenes flexibles Kissen vorhanden ist, und zu der schnell lösbare Kupplungen zwischen der eigentlichen Vorrichtung und den Kühl- bzw. Heizkissen gehören.

Im Gegensatz zu dieser Vorrichtung, die als Wärmepumpe arbeitet, ist durch die Erfindung eine Vorrichtung geschaffen worden, zu der eine Einrichtung zum Zuführen eines Kühlmittels, Kühlmittelleitungen und ein Kissen gehören, bei der jedoch ein Hilfsverdampfer vorhanden ist, der mit einer Umgehungsleitung und einem vorzugsweise thermostatisch gesteuerten Ventil zusammenarbeitet, so daß man die gewünschte Temperatur des Kühlkissens wählen und automatisch aufrechterhalten kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird außerdem ein V/iderstandsheizelement verwendet, das in dem Kissen nahe dem Kühlschlauch angeordnet ist, so daß es ggf. möglich ist, die Vorrichtung als Heizvorrichtung zu benutzen, während sich die Einrichtungen zum Zuführen des Kühlmittels außer Betrieb befinden.

Zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehören eine mit einem Kühlmittel arbeitende Kühleinrichtung sowie Leitungen zum

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Zuführen des Kühlmittels zu weiteren Teilen, z.B. einem Verdichter, einem Kondensator mit einem Gebläse, einem Kühlkissen und weiteren Leitungen, die als Verdampfer zur Wirkung kommen und sich um einen zu kühlenden Körperteil, z.B. einem Arm oder ein Bein oder dgl. eines Patienten herumlegen lassen. Ferner weist die Vorrichtung einen Hilfsverdampfer auf, der sich längs der Kühlmittelleitungen zwischen dem Kühlkissen und dem Verdichter erstreckt. An eine dieser Leitungen ist stromaufwärts des Kühlkissens eine Umgehungsleitung angeschlossen, die es nach Bedarf ermöglicht, das Kühlmittel dem Hilfsverdampfer zuzuführen, wobei das Kühlmittel um das Kissen und die zugehörigen Leitungen herumgeleitet wird. Zum Öffnen und Schließen der Umgehungsleitung dient ein vorzugsweise thermostatisch gesteuertes Ventil, mittels dessen die Temperatur des Kühlkissens gefühlt wird, wobei sich der Thermostat mit Hilfe einer entsprechenden Einrichtung jeweils auf die gewünschte Temperatur einstellen läßt. Als zusätzliches wichtiges Merkmal kann eine mit einem Überdruck arbeitende Einrichtung vorhanden sein, die eine Speiseleitung aufweist, welche sich von der Förderseite des Verdichters aus zu dem Hilfsverdampfer erstreckt, so daß es möglich ist, den Kondensator zu überbrücken; ferner kann in die genannte Leitung ein Expansionsventil eingeschaltet sein, mittels dessen in der Vorrichtung ein gewählter Druck des Kühlmittels aufrechterhalten wird.

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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer teilweise weggebrochen gezeichneten Schrägansicht die inneren Teile einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Umgehungsleitung;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines geöffneten flexiblen Kissens mit einer Kühlraittelleitung und Widerstandsheizelementen;

Fig. 3 in einer Fig. 1 ähnelnden Darstellung eine weitere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 und 5 jeweils eine Ausführungsform von Einrichtungen zum Zuführen des Kühlmittels zu einem Kühlkissen; und

Fig. 6 in einer perspektivischen Darstellung den Gebrauch eines Hauttemperaturfühlers zur thermostatischen Steuerung der Kühlvorrichtung.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10 dargestellt, zu der ein Gehäuse 21 gehört, das teilweise weggebrochen gezeichnet ist, um weitere Teile erkennbar zu machen» Zu den Hauptteilen der Vorrichtung gehören ein Kondensator 12 und ein Gebläse 31, mittels dessen Luft an den Rohrschlangen

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des Kondensators vorbeigeblasen wird, um das darin enthaltene Kühlmittel zu kondensieren. Ein Verdichter 14 dient dazu, das gasförmige Kühlmittel zu verdichten, das ihm von einem Hilfsverdampfer und Akkumulator 16 aus über eine Leitung 36 zugeführt wird. Der Hilfsverdampfer bzw. Akkumulator 16 weist wärmeleitende, gewöhnlich aus Kupfer hergestellte Rohrschlangen auf, die dazu dienen, die Temperatur des Kühlmittels weiter zu erhöhen, während es von dem Kühlissen aus zurückgeleitet wird. Gemäß Fig. 1 führt eine Leitung 38 das Kühlmittel von dem Verdichter 14 aus dem Kondensator 12 zu.

Leitungen 32 und 34 nehmen das Kühlmittel auf, das von dem Kühlkissen aus über eine Leitung 27 zu dem Hilfsverdampfer und Akkumulator 16 zurückströmt. Von dem Kondensator 12 aus läßt eine Leitung 20 das Kühlmittel über einen Trockner 22 zu zwei Leitungsabschnitten 25 und 33» durch zugehörige Kapillarrohre 26 und 24 sowie Leitungen 23 und 29 zu den Kühlkissen strömen. In Fig. 1 ist somit eine Vorrichtung dargestellt, an die sich zwei KühMssen anschließen lassen; soll nur ein Kühlkissen benutzt werden, benötigt man natürlich nur ein Kapillarrohr sowie nur eine Austrittsleitung und eine Rückleitung.

Fig. 2 zeigt ein flexibles Kissen, das sich um einen zu kühlenden Körperteil herumlegen läßt. Das im geöffneten Zustand dargestellte Kissen weist eine äußere, isolierende flexible Flachmaterialschicht 40 auf, die vorzugsweise aus einer Gummi-

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masse besteht und mit einer Deckschicht aus Stoff versehen ist, die aus einem Material besteht, v/ie es bei den Anzügen für Windsurfer verwendet wird. Ein solches gummiähnliches Material bietet eine hervorragende Wärmeisolierung, es ist gleichzeitig relativ leicht, und es läßt sich dem zu kühlenden Körperteil eines Patienten leicht anpassen. An der Innenseite des isolierenden Flachmaterialstücks 40 ist ein flexibler Schlauch 46 befestigt, durch den das Kühlmittel hindurclige leitet werden kann, und der mit Hilfe mehrerer Schlaufen 31 od.dgl. festgelegt sein kann. Diese Schlaufen können an der Innenfläche des isolierenden Kissens mit Hilfe von Druckknöpfen, Schnallen od.dgl. befestigt sein, vorzugsweise jedoch mit Hilfe sog. Klettenverschlüsse, bei denen eine Fläche zahlreiche Schleifen aufweist, während die Gegenfläche mit kleinen flexiblen Widerhaken versehen ist, welche mit den Schlingen zusammenarbeiten. Ein solches Material ist z.B. in den US-PSen 3 461 511 und 3 387 345 beschrieben. In jedem Fall sind mehrere Schlaufen 31 auf der Innenfläche des isolierenden Flachmaterialstücks 40 so verteilt, daß sich der flexible Schlauch 46 in der gewünschten Lage anordnen läßt. Da sich die Schlaufen öffnen lassen, kann der Schlauch 46 erforderlichenfalls leicht von dem Kissen getrennt werden. Da es bei verschiedenen Körperteilen erforderlich sein kann, jeweils eine andere Anordnung zu verwenden, ist es zu diesem Zweck möglich, den Kühlmittelschlauch von einem Kühlkissen zu trennen und ihn in der gewünschten Lage an einem anderen Kühlkissen anzubringen.

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Ferner ist ein thermisch nicht isolierendes Flachraaterialstück 42 vorhanden, das mit dem Flachmaterialstiick 40 mit Hilfe von Klettenverschlüssen 49, 39 oder von Druckknöpfen, Reißverschlüssen od.dgl. lösbar verbunden werden kann. Wenn eine Verschmutzung oder Abnutzung des nicht isolierenden Flachmaterialstücks 42 eingetreten ist, kann man es entfernen und waschen oder auf andere Weise reinigen oder es erneuern. Es sei bemerkt, daß das nicht isolierende Flachmaterialstück 42 zur Anlage an der Haut des zu kühlenden Körperteils gebracht wird, so daß die Kälte des Kühlmittels direkt auf den Körperteil übertragen wird. Entfernt oder löst man das nicht isolierende Flachmaterialstück 42, wird der Schlauch

46 zugänglich, so daß er instandgesetzt oder erneuert werden kann. Das Kissen nach Fig. 2 ist ferner mit Zungen 37 versehen, die ebenfalls Druckknöpfe oder Klettenverschlüsse aufweisen und so mit dem Kissen zusammenarbeiten, daß sich das Kissen auf einfache Weise um einen Körperteil herumlegen und befestigen läßt. Weitere Merkmale eines solchen Kissens ergeben sich aus der US-PS 4 026 299 der Anmelderin, auf die hier Bezug genommen wird.

Zwar zeigt Fig. 2 nur ein flexibles Kissen mit einem Kühlschlauch, doch sei bemerkt, daß man auch mehrere solche Kissen benutzen könnte, wenn die Größe der Vorrichtung mit dem Verdichter und dem Kondensator entsprechend gewählt wird. Beim Gebrauch des Kissens nach Figo 2 wird das Schlauchende

47 mit der Leitung 34 verbunden, während das Schlauchende

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mit der Leitung 29 der Vorrichtung nach Fig. 1 verbunden wird. Hierbei strömt das kalte Kühlmittel von der Austrittsleitung 29 aus durch den Schlauch 46 des Kühlkissens, um dann durch die Leitung 34 zurückgeleitet zu werden, über die das Kühlmittel dem Hilfsverdampfer 16 zugeführt wird. Es ist zweckmäßig, schnell lösbare Kupplungen vorzusehen, damit sich die Verbindungen zwischen dem bzw. jedem Kissen und der Vorrichtung leicht herstellen bzw. lösen lassen. Diese Kupplungen sind z.B. so ausgebildet, wie es in der US-PS 2 823 048 beschrieben ist; die Kupplungen werden zweckmäßig in eine nicht dargestellte Deckplatte der Vorrichtung eingebaut.

Wie erwähnt, besteht ein wichtiges Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Verwendung einer Umgehungsleitung mit einem zugehörigen Ventil zum Aufrechterhalten der gewählten Temperatur des bzw. jedes Kühliissens. Gemäß Fig. 1 verbindet eine solche Umgehungsleitung 28 die Leitungen 20 und 27 miteinander, und die Umgehungsleitung kann mit Hilfe eines Magnetventils 30 geöffnet und geschlossen werden. Wird das Magnetventil 30 geöffnet, strömt das Kühlmittel durch die Umgehungsleitung 28 zu der Leitung 27 und dem Hilfsverdampfer und Akkumulator 16, so daß es um den Trockner 22, die Kapillarrohre 24, 26 und die Kühlmittelleitungen bzw. Schläuche der Kühlkissen herumgeleitet wird. Somit wird das abgekühlte Kühlmittel auf direktem Wege dem Hilfsverdampfer 16 zugeführt, so daß es in der Vorrichtung zirkuliert, ohne eine weitere Kühlung des flexiblen Schläuche 46 und des Kühl-

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kissens zu bewirken. Wenn das Kühlmittel in die Leitung 27 einströmt, baut sich in den Schläuchen der Kühlkissen ein Gegendruck auf, wodurch gleichzeitig die Temperatur der Kühlkissen gesteigert wird. Das in die Umgehungsleitung 28 eingeschaltete Magnetventil 30 wird vorzugsweise durch einen Thermostaten gesteuert. Hierbei überwacht ein Thermostat die Temperatur des Kühlkissens, und wenn diese Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, verschließt das Hagnetventil die Umgehungsleitung 28, so daß das abgekühlte Kühlmittel wieder durch den Schlauch 46 des Kühlkissens strömt. Sobald sich das Kissen wieder auf die gewünschte Temperatur abgekühlt hat, bewirkt der Thermostat, daß das Magnetventil 30 wieder geöffnet wird, um das Kühlmittel um das Kissen herumzuleiten. Der thermostatische Regler ist vorzugsweise mit einem einer Temperaturskala zugeordneten Temperaturwähler versehen, der gemäß Fig. 6 auf einer Schalttafel der Vorrichtung angeordnet ist. Somit kann man die gewünschte Temperatur des Kühlkissens auf einfache Weise wählen, und wenn sich die Vorrichtung in Betrieb befindet, erhält sie die gewählte Temperatur des Kühlkissens dadurch aufrecht, daß sie die Umgehungsleitung 28 nach Bedarf periodisch öffnet und schließt.

Figo 3 zeigt eine andere Ausführungsform einer mit einem Ventil versehenen Umgehungsleitung, die dann verwendet wird, wenn anstelle der Kapillarrohre nach Fig. 1 ein Expansionsventil vorhanden ist. In manchen Anwendungsfällen wird es vorgezogen, ein Expansionsventil zu verwenden, da es ein solches Ventil

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ermöglicht, die niedrigste Temperatur der Kühlkissen mit der Hand einzustellen. Außerdem ermöglicht das Vorhandensein eines Expansionsventils, einen Aufnehmer oder Behälter vorzusehen, in dem eine zusätzliche Menge des Kühlmittels gespeichert ist, so daß jeder während des Betriebs der Vorrichtung auftretende Kühlmittelverlust automatisch ausgeglichen werden kann. Ist ein solcher Aufnehmer oder Behälter vorhanden, ist es nicht erforderlich, den Kühlmittelbehälter der Vorrichtung jedesmal dann nachzufüllen, wenn kleinere Mengen des Kühlmittels aus den Leitungen und Schläuchen verloren gegangen sind, wie es insbesondere bei der Verwendung von Gummischläuchen möglich ist. Hierzu sei bemerkt, daß solche Gummischläuche normalerweise von Natur aus eine gewisse Porosität haben, so daß sich auch beim normalen Gebrauch ein gewisser Kühlmittelverlust nicht vermeiden läßt.

Gemäß Fig. 3 wird einem Leitungsabschnitt 80 das Kühlmittel von dem Kondensator 12 aus zugeführt, um dann einen Trockner *£> und eine Leitung 82 zu durchströmen, die zu einem Expansionsventil 72 führt. Von dem Expansionsventil aus wird das Kühlmittel dann über Leitungen 23 und 29 den nicht dargestellten Kühlkissen zugeführt. Das Expansionsventil 72 ist mit einem Drehknopf 73 versehen, so daß der Benutzer das Ausmaß der Expansion des Kühlmittels in dem Ventil und damit die Temperatur des Kühlkissens wählen kann. Zwischen den Leitungen 80 und 82 ist ein Aufnehmer oder Kühlmittelbehälter 70 angeordnet, in dem sich ein Kühlmittelvorrat von z.B. etwa

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450 g befindet. Ferner kann ein Schauglas 71 vorhanden sein, damit man den Kühlmittelstrom beobachten und das Auftreten von Blasen oder anderen Anzeichen feststellen kann, die einen Hinweis auf eine zu niedrige Standhöhe des Kühlmittels geben.

Beider Ausführungsform nach Fig. 3 ist die Umgehungsleitung 88 im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 1 mit der Leitung 38 zwischen dem Verdichter 14 und dem Kondensator 12 verbunden. Der Grund dafür, daß bei der Ausführungsform nach Fig. 3 der Kondensator 12 überbrückt wird, besteht darin, daß dann, wenn von einem Expansionsventil und einem Aufnehmer oder Vorratsbehälter Gebrauch gemacht wird, die Gefahr besteht, daß dem Hilfsverdampfer 16 bei geöffneter Umgehungsleitung eine zu große Menge des flüssigen Kühlmittels zugeführt wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mit den beschriebenen Kapillarrohren, bei der jedoch kein Kühlmittelbehälter vorhanden ist, tritt dieses Problem nicht auf. Da die genannte Gefahr jedoch bei der Ausführungsform nach Fig. 3 besteht, wird es vorgezogen, das Kühlmittel bei geöffneter Umgehungsleitung 88 dem Hilfsverdampfer 16 von der Förderseite des Verdichters 14 aus zuzuführen, bevor es in dem Kondensator 12 kondensiert wird. Im übrigen ähnelt die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 3 weitgehend derjenigen der Vorrichtung nach Fig. 1. Sobald das Kühlkissen auf die gewünschte Temperatur abgekühlt worden ist, betätigt der thermostatische Fühler das Magnetventil 30, um die Umgehungsleitung 88 zu öffnen, so daß das Kühlmittel der Leitung 27

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und dem HiIfsverdampfer 16 zugeführt wird, wobei der Kondensator 12, das Expansionsventil 72 und die Kühlkissen überbrückt sind.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann eine mit einem Überdruck arbeitende Einrichtung vorhanden sein, um in dem bzw. jedem Kühlkissen und den Schläuchen einen Mindestdruck aufrechtzuerhalten. Mit Hilfe einer solchen Einrichtung ist es möglich, das Entstehen eines Unterdrucks in den Schläuchen der Kühlkissen zu verhindern. Da die flexiblen Schläuche möglicherweise aus Gummi oder einem synthetischen Elastomer bestehen, das etv/as porös sein kann, könnte das Entstehen eines Unterdrücke wegen des Vorhandenseins einer zu geringen Kühlmittelmenge dazu führen, daß Luft in die Schläuche eindringt und zu einer Verunreinigung und Beschädigung des Verdichters führt. Um dies zu vermeiden, kann man eine mit einem Überdruck arbeitende Einrichtung verwenden, zu der eine Leitung und ein manuell verstellbares Expansionsventil gehören. Eine solche Anordnung ist in Fig. 3 ebenfalls dargestellt, doch sei bemerkt, daß man sie auch bei der Vorrichtung nach Fig. 1 verwenden kann. Zu der genannten Einrichtung gehört eine Speiseleitung 89, die auf der Förderseite des Verdichters 14 an die Leitung 38 angeschlossen ist. Die Leitung 89 führt zu dem Expansionsventil 61, und eine Leitung 85 ist an das Expansionsventil angeschlossen, so daß die Speiseleitung 89 mit der zu dem Hilfsverdampfer 16 führenden Leitung 27 verbunden ist. Das Expan-

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sionsventil 61 kann durch den Benutzer mit Hilfe eines Drehknopfes 87 so eingestellt werden, daß dann, wenn der Druck in der Vorrichtung einen vorgewählten Mindestdruck unterschreitet, auf den das Expansionsventil 61 eingestellt worden ist, z.B. einen Druck von etwa 0,07 - 0,14 bar, das Ventil geöffnet wird, um das Kühlmittel von der Leitung 38 aus über die Leitung 89, das Expansionsventil 61 sowie die Leitungen 85 und 27 dem Hilfsverdampfer 16 zuzuführen. Diese Zufuhr von Kühlmittel zu dem Hilfsverdampfer wird fortgesetzt, bis der Druck in der Vorrichtung den Mindestdruck wieder überschritten hat. Somit wird in den Schläuchen der Kühlkissen ein Gegendruck erzeugt, so daß das Entstehen eines Unterdrucks in den Schläuchen verhindert wird. Gemäß Fig. 3 steht die Speiseleitung 89 außerdem stromaufwärts der Umgehungsleitung 88 in Verbindung mit der Leitung 38, Wenn ein Hilfsverdampfer vorhanden ist, kann diese mit einem überdruck arbeitende Einrichtung sogar dann verwendet werden, wenn eine Umgehungsleitung fehlt. Der Hilfsverdampfer 16 kommt außerdem auf bekannte Weise bei der Kühleinrichtung als Akkumulator zur Wirkung. Somit verhindert der Hilfsverdampfer, daß flüssiges Kühlmittel zu dem Verdichter gelangt und zu einer Beschädigung führt.

In Fig. 2 ist ferner die Verwendung eines Widerstandsheizelements dargestellt. Bei dieser Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Vorrichtung somit nicht nur in der beschriebenen Weise als Kühlvorrichtung, sondern auch als Heizvorrich-

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tung benutzt werden. Gemäß Fig. 2 ist ein Heizdraht 44 vorhanden, der sich zweckmäßig allgemein längs des Kühlschlauchs 46 innerhalb des Kissens erstreckt und ebenfalls durch die Befestigungsschlaufen 31 in seiner Lage gehalten wird. Die Enden 41 und 43 des Heizelements werden mit einer Schalteinrichtung verbunden, so daß es mit Hilfe eines auf der Schalttafel der Vorrichtung angeordneten Schalters möglich ist, das Heizelement nach Bedarf ein- und auszuschalten. Normalerweise wird die Heizeinrichtung natürlich nicht benutzt, wenn mit Hilfe des Kissens ein Körperteil gekühlt werden soll. Befinden sich der Verdichter und die übrigen Teile der Kühleinrichtung außer Betrieb, kann man das Kissen auf einfache Weise benutzen, um einen Körperteil zu erwärmen, wenn zur Behandlung eine Erwärmung und nicht etwa eine Kühlung erforderlich ist. Natürlich ist das Widerstandsheizelement elektrisch isoliert und von solcher Art, daß es sich gefahrlos längs des flexiblen Kühlschlauchs anordnen und an einem flexiblen Kissen der anhand von Fig. 2 beschriebenen Art befestigen läßt.

In Fig. 4 und 5 sind schematisch erfindungsgemäße Vorrichtungen dargestellt, zu denen die Leitungen zum Zuführen des Kühlmittels und ein Kühlkissen 64 mit einem flexiblen Schlauch gehören, wobei das flexible Kissen mit dem Schlauch um einen zu kühlenden Körperteil herumgelegt werden kann. Hierbei kommen das Kissen und der Schlauch 46 als Verdampfer für das Kühlmittel zur Wirkung. Fig. 4 zeigt die Vorrichtung nach Fig. 1 in Verbindung mit einer mit einem Überdruck arbeitenden Einrich-

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tung der beschriebenen Art, während Fig. 5 für die Ausführungsform nach Fig. 3 gilt. Beim Betrieb der Vorrichtung nach Fig. 4 v/ird das Kühlmittel über eine Leitung A dem Hilfsverdampfer 52 zugeführt, wo es erwärmt wird, um weitere Energie aufzunehmen. Auch in diesem Fall kommt der Hilfsverdampfer als Akkumulator zur Wirkung. Das Kühlmittel verläßt den Hilfsverdampfer 52 über eine Leitung B, die zu dem Verdichter 51 führt. Jenseits des Verdichters wird das Kühlmittel über eine Leitung C dem Kondensator 55 zugeführt, wo es beim Durchströmen von Rohrschlangen abgekühlt wird; die Abkühlung wird durch ein Gebläse 56 unterstützt, das relativ kühle Umgebungsluft über die Kühlrippen der Rohrschlangen des Kondensators leitet. Aus dem Kondensator 55 tritt das Kühlmittel in eine Leitung D über. Soll das Kissen 64 gekühlt werden, wird das Kühlmittel durch einen Trockner 62 geleitet, der ein Trocknungsmittel zum Entfernen der Feuchtigkeit enthält. Normalerweise ist bei dem Trockner außerdem ein Filter oder Sieb mit z.B. 100 Maschen je Zoll vorhanden, damit kein teilchenförmiges Material über die Leitung E zu dem Kapillarrohr 63 gelangen kann. Jenseits des Kapillarrohrs wird das abgekühlte Kühlmittel über eine Leitung F dem Kissen 64 zugeführt. Hat das Kissen die durch den Benutzer gewählte niedrige Temperatur erreicht, bewirkt ein die Temperatur des Kissens fühlender Thermostat, daß ein Magnetventil 57 eingeschaltet wird, um die Leitung G zu öffnen, woraufhin das Kühlmittel um den Trockner, das Kapillarrohr und das Kühlkissen herumgeleitet und über die Leitung A erneut dem Hilfsverdampfer 52

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zugeführt wird. Dieser Umgehungsweg für das Kühlmittel wird geöffnet gehalten, bis sich das Kühlkissen so weit erwärmt hat, daß eine weitere Kühlung erforderlich ist; diese Tatsache wird erneut durch den thermostatischen Fühler gefühlt, der das Magnetventil 57 betätigt, um die Umgehungsleitung G zu schließen.

Gemäß Fig. 4 gehört zu der mit einem Überdruck arbeitenden Einrichtung eine Leitung H, die mit der Leitung C stromabwärts des Kondensators 55, jedoch stromaufwärts des Verdichters 51 verbunden ist; außerdem ist ein Expansionsventil 61 vorhanden, das in der beschriebenen V/eise eingestellt werden kann, um in der Vorrichtung jeweils den gewünschten Mindestdruck aufrechtzuerhalten. Die Speiseleitung J führt das Kühlmittel von dem Expansionsventil 61 aus der Leitung A und dem Hilfsverdichter 52 zu.

Fig. 5 zeigt schematisch die Vorrichtung nach Fig. 3, bei welcher das Kühlmittel in der anhand von Fig. 4 beschriebenen Weise gehandhabt wird, die sich jedoch von den beschriebenen Ausführungsformen dadurch unterscheidet, daß anstelle von Kapillarrohren ein Aufnehmer oder Behälter für das Kühlmittel vorhanden ist. Zu dem Aufnehmer gehört ein Trockner 75, und es kann ein Fenster 71 zum Beobachten des Kühlmittelstroms vorhanden sein. Soll das Kissen 64 gekühlt v/erden, wird das Kühlmittel von dem Verdichter 51 aus über die Leitung C, den Kondensator 55, die Leitungen D und E, das Expansionsventil 72,

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die Leitung F, das Kühlkissen 64, die Leitung A, den Hilfsverdichter 52 und die Leitung B dem Verdichter erneut zugeführt. Sobald das Kühlkissen die gewünschte niedrige Temperatur erreicht hat, bewirkt ein Fühlthermostat, daß das Ventil 57 geöffnet wird, woraufhin das Kühlmittel von dem Verdichter 51 aus durch die Leitungen L, G und A sowie den Hilfsverdampfer 52 dem Verdichter über die Leitung B erneut zugeführt wird. Dieser Betriebszustand bleibt erhalten, bis eine weitere Abkühlung des Kühlkissens 64 erforderlich ist, woraufhin das Ventil 57 geschlossen wird, um das Kühlmittel erneut in der beschriebenen V/eise dem Kühlkissen zuzuführen. Auch in diesem Fall kann eine mit einem Überdruck arbeitende Einrichtung vorhanden sein, zu der die Leitungen H und J sowie ein manuell einstellbares Expansionsventil 61 gehören. Wenn ein Hilfsverdampfer vorhanden ist, kann man die mit einem Überdruck arbeitende Einrichtung in Verbindung mit einer Umgehungsleitung der beschriebenen Art oder ohne eine solche Umgehungsleitung verwenden.

Wie erwähnt, ist es zweckmäßig, die Kühleinrichtung dadurch thermostatisch zu steuern, daß die Temperatur des Kühlkissens gefühlt wird. Fig. 2 zeigt einen Temperaturfühler 84, der an dem isolierten Flachmaterialstück 40 des Kissens nahe dem Kühlschlauch 46 befestigt ist, so daß er die Temperatur des Kissens überwacht, wobei die Umgehungsleitung in Abhängigkeit von der gefühlten Temperatur automatisch geöffnet und ge-

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schlossen wird. Der Fühler 84 ist mit einem Ende einer isolierten Leitung 83 verbunden, die mit einer Steckbuchse 87 versehen ist, an welche eine zur Schalttafel der Vorrichtung führende Leitung mit einem Stecker angeschlossen werden kann, so daß sich der Temperaturfühler zusammen mit dem Kissen oder davon getrennt bewegen und unabhängig instandsetzen oder erneuern läßt.

Fig. 6 veranschaulicht die Verwendung eines Temperaturfühlers 94 mit einer Leitung 96, wobei der Temperaturfühler nicht auf die Temperatur des Kissens, sondern auf die Temperatur der Haut des Patienten anspricht. Diese Anordnung erweist sich insbesondere dann als zweckmäßig, wenn der Patient einen Gipsverband 92 trägt. In einem solchen Fall kann es z.B. erwünscht sein, die Schwellung eines Körpergliedes zu verringern, das mit einem Gipsverband versehen worden ist. Da jedoch ein Gipsverband selbst eine wärmeisolierende Wirkung hat, muß die Wahl und die Aufrechterhaltung der gewünschten Temperatur auf andere Weise erfolgen, als wenn man das Kissen unmittelbar auf der Haut des Patienten anordnen könnte. Es kann erforderlich sein, eine Temperatur des Kissens zwischen etwa -6 und etwa+5°C aufrechtzuerhalten, damit eine Hauttemperatur von etwa 15⁰C erreicht wird; hierbei muß man die Dicke des Gipsverbandes und die Art des verwendeten Kühlmittels berücksichtigen. Im Hinblick hierauf ist es zweckmäßig und vorteilhaft, einen Temperaturfühler 94 zwischen dem Gipsverband 92 und der Haut des Patienten anzuordnen. Mit Hilfe des Kühlkissens 90 wird der

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Gipsverband in Abhängigkeit von der gefühlten Temperatur gekühlt; hierbei dient der Temperaturfühler zum Öffnen und Schließen einer elektronischen Schalteinrichtung, mittels welcher das Ventil in der beschriebenen Umgehungsleitung gesteuert wird. Gemäß Fig. 6 ist die Schalttafel 95 zweckmäßig mit einer Teraperaturskala versehen, damit sich die gewünschte Temperatur mit Hilfe eines Temperaturwählers 98 einstellen läßt, v/obei diese Temperatur durch den Fühler überwacht und mit Hilfe des Ventils in der Umgehungsleitung aufrechterhalten wird. Eine solche Möglichkeit, die Hauttemperatur zu wählen, ist insbesondere bei Patienten erwünscht, die besonders kälteempfindlich sind. Eine solche Wahl der gewünschten Temperatur und ihre Aufrechterhaltung wird gemäß der Erfindung auf sehr vorteilhafte Weise durch die Umgehungsleitung mit dem beschriebenen Ventil und den Hilfsverdampfer ermöglicht.

Der Art der verwendeten Fühler für die Temperatur der Haut bzw. des Kühlkissens kommt keine ausschlaggebende Bedeutung zu. Man kann z.B. temperaturempfindliche Materialien, Widerstände usw. verwenden, die gewöhnlich in ein hartes Harz eingekapselt sind. Das Gehäuse des Hauttemperaturfühlers kann ebene Flächen aufweisen, so daß es sich zwischen der Haut und einem Gipsverband einführen und zur Anlage an der Haut bringen läßt.

Es sei bemerkt, daß die Verwendung einer erfindungsgemäßen Umgehungsleitung nicht zu einer vollständigen Überbrückung

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oder Isolierung der Kühlkissen und der zugehörigen Schläuche führt. Wenn das Ventil in der Umgehungsleitung oder das Expansionsventil der Überdruckeinrichtung geöffnet wird, erzeugt vielmehr der Strom des Kühlmittels in dem bzw. jedem Kissen einen Gegendruck, denn ein Teil des Kühlmittels wird weiterhin den Kissen zugeführt, und eine erhebliche Menge des Kühlmittels strömt durch die Leitung zwischen den Kissen und dem Hilfsverdampfer. In jedem Fall wird hierdurch der Druck in den Kissen gesteigert, und die Temperatur wird erhöht.

Wie in der genannten US-PS beschrieben, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise in ein tragbares Gehäuse eingeschlossen. In jedem Fall kann man Kühlkissen unterschiedlicher Größe und Form sowie Einrichtungen zum Nachfüllen von Kühlmittel verwenden. Zwar v/urde davon gesprochen, daß das Kühlkissen mit einem flexiblen Schlauch versehen ist, der normalerweise aus Gummi oder einem synthetischen Elastomer besteht, doch ist es gemäß der Erfindung auch möglich, ein anderes Material zu verwenden, das sich an dem Kühlkissen befestigen und um einen zu kühlenden Körperteil herumlegen läßt. Beispielsweise könnte man Rohrmaterial aus duktilem Kupfer verwenden.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber .dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

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Leerseite

Claims

DR, ERICH NEUGEBAUEK _{8 MÜNCIIBN}

PATENTANWALT TELEFON (O81I) 224337 ν. 2025β1

β MÜNCHEN £β - POSTFACH 3! A fm I r\ Γ\ Λ Λ. TELEGRAMMADRESSE:

/ 7 /, i U Π Q BAVARIAPATENT München

ZWEIBK0CKEN8TBA86E 10 fa / *+ V S? IvJ TELEX 6-24477

(N E B E N PKM DEUTSCBKN PATENTAMT)

29. September 1977 1A-3851

ANSPRÜCHE

{ 1. J Tragbare Vorrichtung z\un Kühlen eines Körperteils eines menschlichen Patienten bzw. eines Tiers mit einem Verdichter, einem Kondensator, einem Expansionsventil und Rohrleitungen, mittels welcher ein Kühlmittel von dem Verdichter aus nacheinander dem Kondensator, dem Expansionsventil und einem Verdampfer zugeführt wird, um dann zu dem Verdichter zurückgeleitet zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Verdampfer mindestens ein flexibles Kissen (40, 42) und eine Rchr- oder Schlauchleitung (46) gehören, die geeignet sind, um einen zu kühlenden Körperteil heruragelegt zu werden, und daß ein gesonderter Hilfsverdampfer (16) vorhanden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Umgehungsleitung (28; 88) für das Kühlmittel, welche es ermöglicht, die Rohr- oder Schlauchleitung (46) zu überbrücken, sov/ie ein Umgehungsventil (30), mittels dessen sich die Umgehungsleitung nach Bedarf öffnen und schließen läßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Umgehungsventil (30) eine Einrichtung (98) zum Wählen der Temperatur des Kissens (40, 42) sowie eine Einrichtung (84; 94) zum Überwachen der Temperatur des Kissens gehören, daß die

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BANKKONTEN: IOSTSCHECKKONTO MÜNCHEN IHt ■ BlYUItCBE BVPOTBEKEN- V. WECHSKLBANK MÜNCHEN 4/·β·ΟΟ UKVTSCHK BAKK MÜNCHEN 7Ο/1Ϊ βΟΟ - BiIIBlICBE VEREINSBANK MÜNCHEN ISOOO

Umgehungsleitung (28; 88) durch das Umgehungsventil (30) geschlossen wird, wenn die Temperatur des Kissens eine gewählte Temperatur überschreitet, und daß das Umgehungsventil geöffnet wird, sobald die Temperatur des Kissens den gewählten Wert unterschreitet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zu der Temperaturüberwachungseinrichtung ein Temperaturfühler (84; 94) gehört, der an dem Kissen (40, 42) befestigt ist, und daß eine Einrichtung (95) vorhanden ist, die mit dem Temperaturfühler und dem Umgehungsventil (30) zusammenarbeitet, um das Umgehungsventil in Abhängigkeit von der Temperatur des Kissens nach Bedarf zu öffnen bzw. zu schließen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Expansionsventil zwischen dem Kondensator (12) und einer zugehörigen Rohrleitung Kapillarrohre (24, 26) angeordnet sind, und daß sich die Umgehungsleitung (28) von einem Punkt stromabwärts des Kondensators und stromaufwärts der Kapillarrohre zu dem Hilfsverdampfer (16) erstreckt,

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Expansionsventilanordnung ein Expansionsventil (72) zwischen dem Kondensator und der genannten Rohrleitung gehört, und daß sich die Umgehungsleitung (83) von einem Punkt stromabwärts des Verdichters (14) aus und stromaufwärts des Kondensators zu dem Hilfsverdampfer (16) erstreckt.

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27Λ3919

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch einen Kühlmittel-Vorratsbehälter (70), der mit der genannten Rohrleitung stromaufwärts des Expansionsventils (72) in Verbindung steht, um für die Vorrichtung einen Kühlmittelvorrat bereitzuhalten.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Aufbringen eines Überdrucks vorhanden ist, mittels welcher in der genannten Rohrleitung ein vorbestimmter Mindestdruck des Kühlmittels aufrechterhalten wird, daß zu dieser Einrichtung eine Speiseleitung (28; 88) gehört, die mit der genannten Leitung stromabwärts des Verdichters (14) verbunden ist und zu dem Hilfsverdampfer (16) führt, und daß in die Speiseleitung ein druckempfindliches Ventil (30) eingeschaltet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kissen (40, 42) und der zugehörigen Schlauchleitung (46) ein Widerstandsheizelement (83) befestigt ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein dem Kondensator (12) zugeordnetes Gebläse (31) zum Verstärken der Abfuhr der Wärme aus dem Kondensator.

11. Kissen zum Zuführen von Wärme oder Kälte zu einem Körperteil eines menschlichen Patienten oder eines Tiers, g e -

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kennzeichnet durch ein flexibles, wärmeisolierendes äußeres Flachmaterialstück (40), einen flexiblen Schlauch (46), ein flexibles, nicht-wärmeisolierendes inneres Flachmaterialstück (42) und Einrichtungen (39» 40) zum Verbinden des äußeren und des inneren Flachmaterialstücks derart, daß sich die Flachmaterialstücke in Deckung miteinander befinden und der flexible Schlauch zwischen ihnen angeordnet ist.

12. Kissen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtungen (39, 40) lösbar sind, damit sich die Flachmaterialstücke (40, 42) voneinander trennen lassen.

13. Kissen nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch Einrichtungen (37) zum lösbaren Festhalten des Kissens auf einem Körperteil, um den das Kissen herumgewickelt worden ist.

14. Kissen nach einem der Ansprüche 11 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß der flexible Schlauch (46) längs einer Schlangenlinie angeordnet und mit dem äußeren Flachmaterialstück (40) lösbar verbunden ist.

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DR. ERICH NEUGEBAUER

PATENTANWALT

8 MÜNCHEN 26 - POSTFACH 31 ZWEIBBÜCKKNSTBASSE IO

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29. September 1977 U-3851

Patentanmeldung

CHATTANOOGA PHARMACAL COMPANY Chattanooga, Tennessee 37405, U.S.A.

Vorrichtung zum Kühlen eines Körperteils

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