DE2839214A1

DE2839214A1 - Vorrichtung zur -insbesondere medizinischen- kaeltebehandlung

Info

Publication number: DE2839214A1
Application number: DE19782839214
Authority: DE
Inventors: Sadao Nogami; Kengi Oita Sawada; Toshima Yamauchi
Original assignee: KURIO MEDIKARU KK
Current assignee: KURIO MEDIKARU KK
Priority date: 1977-09-25
Filing date: 1978-09-08
Publication date: 1979-03-29
Also published as: SE7809969L; FR2403789B1; GB2005000A; AU3963078A; GB2005000B; FR2403789A1; US4412538A; US4292973A; CA1085178A; BR7806273A; IT1098920B; DK425178A; CH628726A5; NL7809640A; IT7828057A0; US4348873A

Description

PATENTANWÄLTE Π

DR.-ING. R. DÖRING -S- DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNC

Kabushiki Kaisha Kurio-Medikaru, No. 31-13 Nishiogikubo Kita 3 chome

Suginami-ku, Tokyo-to, Japan

Vorrichtung zur -insbesondere medizinischen- Kältebehandlung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

In der medizinischen Behandlung von Verstauchungen, Rheumatismus, Quetschungen, Neuralgie und anderen Krankheiten wurden erfolgreiche Ergebnisse durch Kühlung des betroffenen Körperbereiches mit einem Kühlgas erreicht, das mit hoher Geschwindigkeit und in kurzer Zeit zugeführt wird. Diese Art der Behandlung ist manchmal erforderlich, unter Anwendung von Kühltemperaturen im Bereich von minus 80° C bis minus 190° C.

Allgemein besteht eine Methode zur Erhaltung einer Kühltemperatur für medizinische Behandlung darin, daß man Eis oder ein Kühlmittel verwendet. Dies liefert aber nicht die erforderliche Kühltemperatür. Es wird daher häufig auch Kühlluft von einem Kühlaggregat oder kühlendes Kohlendioxydgas verwendet, das -von einem flüssigen Kohlendioxydgas abgeblasen wird. Es ist jedoch nicht leicht, die Kühltemperaturen zu erhalten, die den

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notwendigen Anforderungen genügen. Wenn die Anwendung einfach ist, um den betroffenen Bereich zu kühlen, ist es möglich, Flüssiggas auf den betroffenen Bereich durch Verwendung des Kühleffektes bei der Verdampfung von Flüssiggas auszunutzen, z. B. durch Verdampfung von flüssigem Sauerstoff (Kochpunkt bei minus 183° C) oder flüssigem Stickstoff (Kochpunkt bei 196⁰C)

Wenn diese Gase für medizinische Behandlung in engen Räumen verwendet werden, wird der Raum mit dem Gas gefüllt. Das bekannte Gas kann Feuergefahr bedeuten oder es kann zu einem Mangel an Sauerstoff im Raum führen. Es ist daher nicht wünschenswert, diese Gase für medizinische Behandlung in der oben erwähnten Weise zu verwenden.

E& ist Aufgabe der Erfindung, im Handel erhältliches Flüssiggas zu verwenden, das keinerlei Beeinträchtigungen für Personen oder Tiere liefert, selbst wenn das Gas in einem engen Raum verwendet wird.und diesen Raum ausfüllt.und das doch die er-

forderliche Kühlwirkung bei der Behandlung von betroffenen Kör- i perstellen liefert. Auch soll das Kühlgas unter relativ gerin- { gen Kosten zu erhalten sein. j

Um die betroffene Körperstelle zur medizinischen Behandlung zu kühlen, ist es notwendig die Kühltemperatur, die auf den betroffenen Bereich einweirkt, im Ausmaß der Krankheit oder des Zustandes zu verändern. Für eine wirksame Behandlung ist es außerdem notwendig, imstande zu sein, die Kühlgastemperatur in kur-

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zer Zeit, die zur Bereitung der medizinischen Behandlung zur Verfügung steht, zu ändern. Zumeist ist es erforderlich, Luft mit einer Temperatur in einem Bereich zwischen minus 80° C und minus 190° C für medizinische Zwecke in kurzer Zeit durch Erzeugung von Kühlluft von flüssiger Luft zu erhalten. Die Kochtemperatur liegt annähernd bei 193° C. Flüssige Luft kann man erhalten durch Mischung von flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff, wobei die Mischung im gleichen Mischverhältnis erfolgt, wie der Anteil von Sauerstoff und Stickstoff in der nor-r malen Luft. Es ist jedoch allgemein schwierig, eine rasche Temperaturänderung bei dieser tiefen Temperatur und dem großen Temperaturbereich zu erhalten.

Wenn Wasser in eine Tasse geschüttet wird und zum Trinken oder j

ι zum Gurgeln zu heiß ist, wird das Wasser zumeist gekühlt, indem | man kaltes Wasser hinzugibt, um die gewünschte Trink- oder Gurgeltemperatur zu erhalten. Dies ist ein schnellerer Weg, die gewünschte Temperatur zu verwirklichen, als zu warten, bis sich das heiße Wasser natürlich abkühlt. Es wurden auf diesem Prinzip Versuche ausgeführt unter dem Annahme, daß Luft unterhalb der erforderlichen Temperatur von minus 80° C für die medizinische Behandlung dadurch erhalten werden kann, daß man übliche atmosspßärische Luft mit Kühlluft mischt, die durch Verdampfen erhalten worden ist.

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Es kann Luft von der gewünschten optimalen Kühltemperatur auf diese Weise gewonnen werden. Um die Kühlluft auf den betroffenen Körperbereich aufzubringen ist es notwendig, die Kühlluft in eine Leitung oder einen Schlauch einzuleiten und die Kühlluft auf den betroffenen Bereich durch ein Verteilerstück in Form einer Kappe oder Schale aufzubringen, welches Verteilerstück am Ende der Leitung vorgesehen ist. Da Luft in der Atmossphäre Feuchtigkeit enthält, wird beim Mischen der Umgebungsluft mit der gekühlten Luft die Feuchtigkeit gefrieren und die Leitung" zusetzen, so daß ein Ausblasen des Gases aus dem Verteilerstück nicht weiter möglich ist. '<

Wenn die Mischung aus Kühlluft und atmossphärischer Luft auf den betroffenen Bereich geblasen wird, führt die Feuchtigkeit in der Gasmischung dazu, daß der betroffene Körperbereich durch ; Kontakt mit der Feuchtigkeit, bzw. dem Eis friert. Dies führt i zu der Notwendigkeit, die Feuchtigkeit aus der zuvor wärmeren Umgebungsluft zu entfernen. Die Entnahme der Feuchtigkeit aus der atmossphärischen Luft kann durch Verwendung von Entfeuchtern bewerkstelligt werden. Bei einer vollständigen Entfernung der Feuchtigkeit durch solche Entfeuchter ist es notwendig, daß j die entsprechende Einrichtung in dem Behandlungsraum oder einem benachbarten Raum installiert wird. Es ist jedoch für einen Doktor bei der medizinischen Behandlung oder einem assistierenden Doktor oder einer Schwester schwierig, die Arbeitsweise dieser Apparatur zu überwachen.

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Die Feuchtigkeit ist aus der flüssigen Luft, wie sie auf dem Markt verkauft wird, während des Verflüssigungsprozesses entfernt worden. Es ist also keine Feuchtigkeit in dem Gas, die frieren kann, welches Gas durch Verdampfung von Flüssigluft erhalten wird. Die aufgezeigten Probleme können also bei Ver-, wendung von Flüssigluft nicht auftreten.

Es ist Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine KühTbehandlungsvorrichtung zu schaffen, welche mit einer Flüssig- * keitsquelle, insbesondere Flüssigluftquelle arbeitet und welche auf einfache Weise gestattet, die Temperatur der Kühlluft rasch auf den gewünschten Wert einzustellen und den Wert der Temperatur rasch innerhalb eines weiten Bereiches, z. B. zwischen minus 80° C und 190° C, nach Wunsch zu ändern. Dabei ist die Vorrichtung leicht und einfach im Aufbau und läßt sich leicht handhaben und gewährleistet einen störungsfreien Betrieb.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.

Vorzugsweise ist dabei die Anordnung mit zwei parallelen Flüssiggaszuleitungszweigen versehen, wodurch eine einfache Temperaturkontrolle möglich ist.

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Eine bevorzugte Ausführungsform beinhaltet der Anspruch 2.

Wenn ej.ne Zuführungsleitung für das Kühlgas relativ lang ist, um das Kühlgas an den betroffenen Körperbereich heranzuführen, wird die Leitung allmählich durch die Umgebungstemperatur des Raumes erhitzt. Dies führt dazu, daß die Temperatur des austretenden K'hlgases anwächst. Es ist daher notwendig, die Länge der Leitung zur Zuführung des Gases so kurz wie möglich zu machen. Auf der anderen Seite ist es jedoch notwendig, das am Ende der Leitung vorgesehene Verteilungsstück möglichst frei und in alle Richtungen bewegen zu können, ohne daß ständig die Vorrichtung oder die Läge des Patienten verändert werden muß. Auch hier sieht die Erfindung vorteilhafte Lösungen vor.

Weiterhin ist es von großer Bedeutung, sicherzustellen, daß ohne besondere Aufmerksamkeit, nicht Flüssiggas in flüssiger Form aus dem Verteilungsstück austreten kann oder daß verdampftes Gas in den Flüssiggasvorrat gelangt und dort zu einer unerwünschten Erhöhung des Druckes führt. Mit den bevorzugten Merk- j

malen der Erfindung lassen sich all diese Probleme auf einfache j und leichte Weise verwirklichen, ohne daß die Vorrichtung korn- I

pliziert und teuer wird und ohne daß es besonderer Aufmerksam- j

keit seitens des Doktors, der Schwester oder anderer Personen ; bedarf. j

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Ein wesentlicher Aspekt besteht darin, daß der Flüssigkeitsstand!

in der Verdampferkammer überwacht wird und automatisch die Aus- |

■ i trittsöffnung versperrt wird, wenn der Flüssigkeitsstand einen Ί kritischen Bereich erreicht. Ih gleichem Maße wird die Rück- | strömung in den Flüssigkeitsvorrat automatisch gestoppt, wenn ein entsprechend kritischer Flüssigkeitsstand auftritt.

Besonders einfach erfolgt die Temperatursteuerung und die rasche Temperaturänderung, in dem man das Flüssiggas auf zwei Wegen in die Verdampfer- oder Mischkammer führt und einen Teil des Flüssiggases erhitzt und so verdampft und den anderen ohne stärkere Erwärmung der Verdampfer- oder Mischkammer zuführt, so daß ein Temperaturausgleich zwischen den beiden Gasanteilen erfolgt und auf einfache und vor allem sehr rasche Weise die gewünschte Temperatur sehr genau erreicht und eingehalten wird.

Am Stromabwertigen Ende des Strömungsweges für das Kühlgas ist das Verteilerstück in Form einer Schale oder Kappe vorgesehen. Dieses Verteilerstück wird direkt in die Nähe oder unmittelbar auf den betreffenen Körperteil gebracht. Zwar kann das Verteilerstück mit der Vorrichtung über einen flexiblen Schlauch verbunden werden, der aus Gummi oder Plastik besteht. Eine solche Schlauchleitung muß jeodch hinreichend wärmeisoliert werden, so daß sie einen sehr großen Außendurchmesser bei geringem Inneren durchströmten Querschnitt aufweist. Es ist daher außerordentlich schwierig, eine solche Leitung hinreichend flexibel zu machen. Daher sieht die Erfindung einen starren Leitungsweg vor,

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in dem Verbindungsstücke so vorgesehen sind, daß Drehbewegungen oder Schwenkbewegungen zwischen Leitungsstücken um wenigstens zwei unter einem rechten Winkel verlaufenden Leitungsachsen möglich ist. Insbesondere ist das Verteilerstück in diesem Leitungsabschnitt durch eine Kugelkopfdrehverbindung angeschlossen, welche eine universale Bewegung des Verteilerstückes gegenüber dem Leitungsabschnitt ermöglicht. Auf diese Weise wird bei sehr kurzer Zuführungsläne eine außerordentliche Beweglichkeit der Aufbringungs- oder Strahlleitung erreicht.

Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in einem schematischen Diagramm die allgemeine Anordnung der Vorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in einem Querschnitt die Verdampfungseinrichtung für das Flüssiggas;

Flg. 3 eine andere Verdampfungseinrichtung gemäß der Erfindung

Fig. 4 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Verdampfungs einrichtung nach der Erdingung;

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Fig. 5 einen senkrechten Schnitt einer Verbindungseinrichtung; ;

Fig. 6 ein weitere senkrechter Schnitt durch eine andere Ver- [ bindungseinrichtung; '

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der Leitungseinrichtung an j dem Abgabeende. !

Die Flüssigkeitsquelle für die Luft, den Sauerstoff oder Stick- \

stoff ist in einem Gefäß 3 enthalten. Das Gefäß ist von einem j

Schutzzylinder umgeben. Wärmeisolierendes Material 3a ist zwi- j

sehen dem Gefäß 3 und dem Schutzzylinder zur Wärmeisolation an- j

geordnet. Zwei verzweigte Austrittsrohre 5 sind an der Abgabe- j öffnung h des Gefäßes 3 über ein Schließventil 16 angeschlossen.j Das Austrittsrohr 5 ist in zwei Zweigrohre 5a und 5b aufgezweigt. Zwischen dem Ventil 16 und der Abgabeöffnung des Gefäßes ist ein weiterer Zweigweg vorgesehen, der zu einem Sicherheitsventil 14 führt. Dieser Zweig ist weiterhin unterteilt und weist eine
Rückführungsleitung zu dem Gefäß auf, in welcher Leitung ein
Druckeinstellventil 15 angeordnet ist. Die Rohre oder Leitungen 5a und 5b sind mit einem Verdampfer und Mischzylinder eines in
der Temperatur gesteuerten Bades 6 verbunden. Jeder Zweigleitung ist eine Gasabgaberegeleinrichtung 17a bzw. 17b zugeordnet. Das in der Temperatur gesteuerte Bad 6 ist mit einem flüssigen Medium 7 gefüllt, das eine höhere spezifische Wärme aufweist, z. B. Wasser oder eine Mischung aus Wasser und Alkohol.

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Das Medium 7 wird durch eine Heizeinrichtung, z. B. einen elek- _; trischen Erhitzer 8 unterhalb des Bades 7 erhitzt. Der Verdanpfer und ein Mischzylinder 11 stehen miteinander durch mehrere Wärmetauschrohre 10 in Verbindung, die durch das Medium 7 laufen. Die Auslaßseite des Mischzylinders 11 weist eine Auslaßöffnung 12 auf, die mit einer Leitung 2 verbunden ist, die ihrerseits ^: an ein kappenförmiges AuslaßteiHangeschlossen ist, welches Auslaßteil 1 auf den beeinträchtigten Körperbereich aufgesetzt : wird. Die Leitung 2 ist ein ummantelter Schlauch oder eine Leitung, welche zur Wärmeisolierung einen wärmeisolierenden Mantel aufweist. Das Ende der Leitung 2 ist mit der Schale 1 über ein als Rückschlagventil ausgebildetes Druckentspannungsventil 19 verbunden.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 wird nachfolgend beschrieben.

Zunächst wird das Ventil 16 geöffnet, um Dampf in das Auslaßrohr 5 zu leiten. Die Fließgeschwindigkeit des verdampften Ga- j

ses, das durch die Rohre 5a und 5b fließt, wird durch genaue j

Einstellung der Regeleinrichtungen 17a und 17b gesteuert. Um j

i die Temperatur des verwendeten Kühlgases anzuheben, wird die Strömungsgeschwindigkeit des Gases durch das Rohr 5a vergrößert. Um die Temperatur relativ niedrig zu machen, wird die Strömungsgeschwindigkeit durch das Rohr 5b vermindert. Um eine konstante Strömungsgeschwindigkeit des letztlich verwendeten Gases zu erhalten, d. h. aus dem kappenförmigen Teil 1 einen konstanten Gasfluß zu erhalten, können die Regeleinrichtungen 17a und 17b

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auch unterschiedlich gesteuert werden. Das Gas, das dem Verdampfer 9 über das Rohr 5a zugeführt wird, wird durch die Heiz- ' einrichtung 8 erhitzt und dem Mischzylinder 11 über die Wärme- ; teuschrohre 10 zugeführt. Das Gas, das durch das Rohr 5b dem
Mischzylinder 11 direkt zugeleitet wird, gelangt in den Ver- ; dämpfer durch die Rohre 10. Auf diese Weise wird erhitztes Gas
mit dem nichterhitzten Gas vermischt. Die gesamte Gasmischung
wird somit auf eine geeignete Temperatur im Mischzylinder 11 ; gebracht. Das gemischte Gas gelangt dann in die Leitung 2 über [ die Austrittsöffnung 12 und wird als gekühltes Gas in die Scha- ^! Ie oder Kappe 1 über das Expantionsventil 19 geblasen. j

i Das Mischen des Gases im Mischzylinder 11 wird erreicht, in dem I

ι das im Verdampfer erhitzte Gas aufsteigt, und zwar aufgrund der !

unterschiedlichen spezifischen Gewichte des erhitzten Gases im j

Vergleich zu dem Kühlgas. Dieser Mischprozeß wird durch zwei I Vorgänge rasch ausgeführt. Einmal wirkt die Strömung des erhitzten Gases, das von dem Verdampfer ih den Mischzylinder aufsteigt und zwar aufgrund des Auftriebes, der das Gas durch eine
Anzahl von Wärmetauschrohren hindurchjagt. Außerdem wird die
Zwangsströmung von der Zuführung des Gases, das von der Flüssigkeitsquelle nachgespeist wird, unterstützt. Da das gemischte
Gas aus dem Mischzylinder 11 in die Kappe 1 durch die Leitung 2 geblasen wird und zwar während der ganzen Behandlungszeit, ist
das auä der Kappe 1 ausgeblasene Gas frei von üngleichförmigkeiten bezüglich der T mperatur. Auf diese Weise kann ein Gas
von spezifischer Kühltemperatur zur Verfügung gestellt werden

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und zwar in der erforderlichen Menge, in dem man eine außerordentlich kurze Herstellungszeit zur Verfügung stellt.

Wie oben beschrieben, ist die Länge der Leitung 2 vorzugsweise groß, wobei der Verdampfer feinfühlig eingestellt wird. Nachfolgend wird ein Bespiel unter Bezugnahme auf Fig. 2 gegeben. Wie bei dem vorhergehenden Beispiel wird das verflüssigte Gas dem Behälter 13 mit Hilfe eines Rohres 5 entnommen, das in das Auslaßrohr 4 des Behälters 3 eingesetzt ist. Mit der Bezugsziffer 20 ist ein Schalter bezeichnet, der in der Leitung 5 angeord net ist. In der Leitung 5 ist weiterhin ein Filter 21 vorgesehen ist, um kleine Elsstückcht_tl, Staubteilchen oder andere Fremdkörper in dem Flüssiggas zu entfernen. Ein wichtiger Punkt bei dieser Ausführungsform ist die Anordnung eines Verdampfungsapparates, der ein elektromagnetisches Ventil 22 in der Leitung 5 stromabwärts von dem Filter 21 und eine Verdampfungskammer 23 in der Leitung 5 stromab von dem Ventil 22 umfaßt. In der Verdampfungskammer 23 ist ein Fühlschwimmer angeordnet, der in dem von dem Behälter 13 durch die Leitung 5 zugefUhrten Flüssiggas schwimmt. Dieser Schwimmer ist so ausgebildet, daß er in der Verdampferkammer 23 mit Anstieg des Flüssigkeitsstandes aufsteigt, wenn das Flüssigkeitsgas in die Verdampfungskammer 23 eingeführt und sich bis zu einem vorbestimmten Volumen angesammelt hat, um den Flüssigkeitsstand anzuheben. In diesem Falle wird ein elektrisches Signal erzeugt, wenn ein Kontakt, z. B. mit dem Deckenbereich der Verdampfungskammer 23 oder einen anderen Anschlag hergestellt wird. Wenn das Flüssiggas, das der

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Verdampferkammer 23 zugeführt wird, in der Kammer 23 sich anhäuft und z. B. durch die Temperatur der Außenluft oder dergleichen über die Verdampferkammerwand verdampft und das verdampfte Gas fließt stromab aus dem .Auslaß 12 der Verdampferkammer 23 in die Leitung 2.

Die V/irkung der Verdampfungseinrichtung nach Fig. 2 besteht darin, daß zunächst das Flüssiggas aus dem Behälter 13 in Form von Flüssigkeit in die Leitung 5 eingeführt und in die Verdampferkaramer 23 über das elektromagnetische Ventil 22 eintritt, das normalerweise offen ist. Das Flüssiggas wird in der Verdampferkammer 23 verdampft. Es wird durch die Außenluft in der zuvor erwähnten Weise erwärmt und fließt aus dem Auslaß der Verdampferkammer 23 stromabwärts, beispielsweise in das Leitungs*· ende, an dem der Schalenkörper 1 vorgesehen ist. Solange das \ Flüssiggas an dem Leitungsende kontinuierlich verbraucht wird, fließt das Flüssiggas stetig in die Verdampferkammer 23 und wird in der Verdampferkammer 23 verdampft und stromabwärts ausgestoßen. Jedoch kann die Flüssigkeit aus irgendwelchen Gründen im Übermaß in die Verdampferkammer 23 eintreten. In diesem Falle sammelt sich die Flüssigkeit zunehmend in der Verdampferkammer 23. Hierbei steigt der Schwimmer 24 mit dem zunehmenden Flüssigkeitsstand an, bis der Kontakt hergestellt wird, z. B. mit der Decke der Verdampferkammer oder einem anderen Bereich in der Kammer. Es entsteht ein elektronisches Signal, welches das elektromagnetische Ventil 22 schließt, um zu verhindern, daß aus dem Vorratsbehälter 13 Flüssiggas in die Verdampferkam-

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mer 23 einströmt. Wenn das elektromagnetische Ventil 22 in die- ^: sem Falle nicht geschlossen würde, wird Flüssigkeit aus der Kappe in flüssiger Form austreten und kann schweren Schaden anrichten. Wenn das verdampfte Gas nicht stetig ausströmt, nimmt der innere Druck in der Verdampferkammer 23 durch den Druck des verdampften Gases zu. Obwohl dieser zunehmende Druck so funktioniert, daß er dies Flüssiggas, das der Verdampferkammer 23 zugeführt wird, in Richtung auf den Vorratsbehälter zurückstößt, kann dies dazu führen, daß bei weiterer Druckzunahme, das unter Druck stehende Gas in den Vorratsbehälter 13 eintritt. Dies führt zu einem abrupten Anstieg des Druckes im Reservoir, so daß große! Mengen an Flüssiggas aus dem Reservoir 13 ausgestoßen werden. i Die beschriebene Vorrichtung stellt jedoch den Anstieg des Flüs-^; sigkeitsstandes in der Verdampferkammer 23 fest und schließt

das elektromagnetische Ventil 22 aufgrund eines Signals des \

ί Schwimmers, das dieser bei Erreichen eines vorbestimmten FlUs- !

sigkeitsstandes aussendet, so daß das Flüssiggas nicht stromauf-j wärts zurückfließen kann und auch Flüssiggas nicht aus dem Vorratsbehälter 13 stoßartig ausgestoßen werden kann. Da der Kreis und die Einrichtung zur Betätigung des elektromagnetischen Ventils 22 durch ein von dem Schwimmer erzeugtes Signal ohne wei- ι

teres durch den Fachmann verwirklicht werden kann, sind Einzelheiten dieser Teile weggelassen.

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In einem Ausführungsbeispiel, das sich von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel unterscheidet, besitzt das Flüssiggas in der Verdampferkammer 23 eine andere Temperatur, als das verdampfte Gas. In diesem Falle kann ein Widerstandselement, dessen elektrischer Widerstand sich mit der Temperatur aufgrund der indothermen Differenz, veranlaßt durch den Unterschied in den Substanzen verwendet werden, in einer solchen Weise, daß dann wenn dei Widerstand, der normalerweise mit dem Gas in Kontakt steht, mit der Flüssigkeitsphase in Berührung gerät anspricht; was der Fall ist, wenn der Flüssigkeitsstand in der Verdampferkammer ansteigt. Bei Ansprechen des Widerstandselementes wird ein Signal durch Veränderung des Widerstandes erzeugt und das elektromagnetische Ventil 22 durch dieses Signal geschlossen. Diese Anordnung macht es nicht notwendig, die Verdampferkammer 23 in eine horizontale Stellung für korrekte Arbeitsweise eines Schwimmers zu orientieren.

Fig. 3 zeigt schematisch eine abgewqndelte Ausführungsform des Verdampfers. Die Verdampferkammer 23 in die Leitung 5 eingeschaltet. Stromaufwärts von der Verdampferkammer ist ein Rückschlagventil 25 vorgesehen. Die Flüssigkeit wird durch die Leitung 5 in die Verdampferkammer 23 über einen Eintrittsabschnitt 5c und durch das Rückschlagventil 25 eingespeist. Das in der Verdampferkammer 23 verdampfende Gas wird einem Verlängerungsabschnitt 2 der Leitung 5 vom Auslaß 26 und durch die Auslaßleitung 12 geführt. Im Bereich unter der Austrittsöffnung 26 ist ein Käfig 27 aus Sieb- oder Gittermaterial, in dem ein

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Schwimmer 28 angeordnet ist. Die Eintrittsöffnung 29 des Einlaufabschnittes 5c liegt unterhalb der Auslaßöffnung 26. Der Schwimmer schwimmt in der Flüssigkeit, die der ■Verdampferkammer 23 zugeführt wird. Der Schwimmer erhebt sich mit Anstieg des F-jüssigkeitsniveau an, so daß bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus die Auslaßöffnung 26 blockiert wird. Ein allgemein geschlossenes Druckventil 30 ist in einem Beipaß 31 angeordnet, der die Verdampferkammer 23 mit dem stromabliegenden Leitungsabschnitt 5 verbindet.

Doe Wirkungsweise dieser Ausführungsform besteht darin, daß Flüssiggas vom Reservoir 13 über die Leitung 5 in die Verdampferkammer 23 eingeleitet wird und zwar über das Rückschlagventil 25. Da die Einströmöffnung 29 des Zuführungsrohres 5c sich in einem tieferliegenden Abschnitt öffnet, taucht die Öffnung 29 in die Flüssigkeit 2in, wenn sich die Flüssigkeit in der Verdampf erkainmer 23 sammelt. Das in der Verdampferkammer 23 verdampfende Gas kann somit den Zustromleitungsabschnitt 5c nicht , füllen. Das verdampfte Gas aus der Verdampferkammer 23 fließt aus dem Auslaß 26 durch die Auslaßleitung 12 ab. Wenn der Zu- ! strom der Flüssigkeit aus irgendeinem Grunde übermässig ist, sammelt sich die aus dem Abschnitt 5c einströmende Flüssigkeit ; in der Verdampferkammer 23, so daß der Flüssigkeitsstand in die-j ser Kammer größer wird. Damit wird der Schwimmer 28 angehoben j und kann schließlich die Auslaßöffnung versperren. Dadurch wird \ verhindert, daß flüssiges Gas aus dem Abströmweg 12 ausfließen ! kann. Das verdampfte Gas in der Verdampferkammer 23 wird somit ■

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unter Druck versetzt, so daß dieser Druck auch auf die Flüssig- _; keitsflache einwirkt. Die Flüssigkeit hat somit das Bestreben, von der Auslaßöffnung 29 in den Zuführungskanal 5c zurückzufließen. Das Rückschlagventil 25 verhindert jedoch ein Stromaufwärts4 fließen der Flüssigkeit. Zur gleichen Zeit nimmt der Druck in der Verdampferkammer allmählich zu, bis er einen vorbestimmten Druck erreicht. Bei diesem Druck spricht das Ventil 30 an, um das Gas teilweise über den Beipaß 31 stromabwärts abzuleiten. Der Gasdruck fällt somit ab und der Flüssigkeitsstand sinkt ab, um den ursprünglichen stetigen Zustand wieder herzustellen. Es wird somit auch verhindert, daß Flüssiggas direkt in die strom- ! abwärts führende Leitung eintritt.

Die Verdampfervorrichtung gemäß Fig. 2 kann außerdem mit der Er¹/;eiterung nach Fig. 4 verwendet werden. Der Strömungsweg vom Flüssiggasbehälter 13 zu dem elektromagnetischen Ventil 22 ist der gleiche, wie bei der Ausführungsform 2. Die Leitung 5 ist stromab des elektromagnetischen Ventils in zwei Zweige 5d und 5e unterteilt. Die Leitung 5d ist mit einem Rückschlagventil 33 und einer Strömungsgeschwindigkeit-Regeleinrichtung für das Flüssiggas 34 und einem Flüssiggasverdampferapparat 35 versehen. Der Zweig 5d mündet in den anderen Zweig 5e stromab von dem Verdampferapparat. Die Leitung 5e ist mit einer Regeleinrichtung 36 zur Regelung der Flüssiggasströmung in der Leitung 5e versehen. Diese Regeleinrichtung ist zwischen den Enden des Zweiges 5e vorgesehen. Das Leitungsende 5e führt mit der Leitung 5d an einer düsenartig ausgebildeten Stelle stromab von der Verdampfer-

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kammer 35 zusammen, um eine Gas- und Flüssigkeitsmischkammer zu bilden. Stromab von der Mischkammer 37 ist eine Gas/Flüssigkeits-Trennkammer 38, deren Auslaß 12 mit der Leitung 2 über ein Verbindungsrohr 40 verbunden ist. Die Verdampferkammer 35 und die Trennkammer 38 sind so ausgebildet, daß sie von außen erhitzt werden können, so daß das Flüssiggas verdampft. Die Trennkammer 38 und der Auslaß 12 sind mit einem Flüssigkeitsdetektor 39 und einem Thermometer 41 ausgerüstet. Eine Heizeinrichtung in der Verdampferkammer 35 wird so betätigt, daß die Temperatur des vergasten Flüssiggases aus der Leitung 5d oberhalb einer vorbestimmten Temperatur liegt.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung nach Fig. 4 ist folgende: Wie schon im Zusammenhang mit der Ausführungsform nach Fig. 2 beschrieben ist, ist der Strömungsweg der Flüssigkeit bis zum elektromagnetischen Ventil 22 in beiden Ausführungsbeispielen ' der gleiche. Ein Teil der Flüssigkeit gelangt durch das Ventil J 22 in die Verdampferkammer 35 und zwar über das Rückschlagven- j til 33 und die Strömungsgeschwindigkeitsregeleinrichtung 34. Die Kammer 35 wird durch einen Hitzer erhitzt und das flüssige Gas in der Kammer verdampft und der Mischkammer 37 zugeführt. Auf der anderen Seite wird ein Teil der Flüssigkeit durch das Ventil 22 in die Leitung 5e eingespeist und gelangt in die Mischkammer durch die Strömungsgeschwindigkeitsregeleinrichtung 36. Die Leitung 5e mündet in die Mischkammer 37 Über einen düsenförmigen Auslaß. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit, die von dem düsenförmigen Auslaß austritt in die Mischkammer ist

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nicht groß. Auf der anderen Seite ist die Strömungsgeschwindigkeit der verdampften Flüssigkeit aus der Verdampferkammer 35 so groß und zv/ar aufgrund der Volumenzunahme "bei der Vergasung, daß die Flüssigkeit in der Leitung 5e bei Eintritt in die Mischkammer 37 aotmisiert wird. Es wird so eine Mischung aus Gas und atomisierten Partikelchen gebildet. Die Mischung wird der Trennkammer 38 zugeführt, wobei sich das Gas in dem oberen Teil der Kammer 38 sammelt, während die feinen Teilchen sich am Boden sammeln. Das von der Verdampferkammer 35 in die Mischkammer 37 in Form eines Gases eingeführte Medium wird wesentlich erwärmt, z. B. auf eine Temperatur von minus 90⁰C bis 14O⁰C, wird jedoch auf die spezifische Kältetemperatur von beispielsweise minus 170⁰C durch das Vermischen des Dampfes in der Mischkammer herabgekühlt und der Trennkammer 38 zugeleitet. Hier wird die Mi- ' schung in Gas und Flüssigkeit aufgrund unterschiedlicher Schwerkraft und Viskosität und dergleichen getrennt. Das Gas wird auf die vorbestimmte Temperatur gekühlt und tritt aus dem Auslaß 12 in die Leitung 2 über das Verbindungsstück 40. Wenn sich die Flüssigkeit am Boden der Trennkammer 38 ansammelt und nicht vollständig verdampft, stellt der Detektor 39 die Flüssigkeit fest und veranlaßt, daß die Trennkammer durch eine Heizeinrichtung erhitzt wird, um das Flüssiggas zu verdampfen. Der Auslaß 12 ist mit einem Temperaturfühler 41 ausgerüstet, um das Heizelement der Verdampferkammer 35 in Übereinstimmung mit der Temperatur des Gases zu betätigen, das durch den Auslaß strömt. Auf diese Weise kann die durch die Leitung 5e strömende Flüssigkeit nicht nur sehr rasch verdampft werden, sondern es kann

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die durch die Leitung 5e strömende nicht erhitzte Flüssigkeit mit dem verdampften Gas in Form eines Dampfes bei Kältetempera- j tür gemischt- werden, wobei die Temperatur des überhitzten Gases rasch auf die gewünschte Temperatur abgekühlt werden kann« Ss ; kann auf diese Weise außerordentlich rasch Gas für die medizinishce Behandlung von betroffenen Körperbereichen bereitet und 2ugeführt werden.

Wie zuvor erwähnt weist das verdampfte Gas eine Tomperatiar bis su ainus 170⁰C auf ₀ Für dl© Lsltuag zum Zuführen des Gases wird '. ein starres Rohr verwendet„ uie das oben ©rwMSrnt marde_o An si~ ! nem Ende des starren Hohrts ist der kapp®af5raige Y®rt@ll@T 1 sageordnete Eine Sisi^ichtusagj, uls si© is <ä@s FIg₀ 5 bis 7.-g®~ zeigt ist;, kann vsrt^eaäet ueroea^ is die läppe 1 aBgllelist dem betroffenes BssfsisHa ÜQ8 Pati©at©a gu "bringen;, der sieh la ruhigen Stslimig sGfiM©t₀

Ia Figo 5 heselohsKsn ü±@ 2i££(3m 45 imd 46 !MhIo rohre ₀ die iia Pl^ieiätöag alt Hilf© -ψοά riagföpsaigsa 48 aus UeIeSiSEi₀ olastloeSäsii KQtQrIaI₀ s_o B₀ len₀ 2iasaaaejagebaiat ueraes. IsBsMGa₀ 2« οΙθοοθ Zusels 1st ©la® Schulter 4? des VerbisadyagsstiiekGs QMf d®? Seit® v©rg@s®la@a uo beide VorbisadysagestüelsG ©iaaaöez³ gQg@jaüteersteh©a_o - Bald® bindimgsstüelse siad si©Ik gGgGaülbQrliQßQad «a

der von der Packung 48 abgewandten Seite vorgesehen« Eine Unterlegscheibe 51 und eine Schraubenfeder 52 wirken auf die Dichtungspackung 50. Beide Verbindungsstücke sind in dieser Ausfüh= rung mit Hilfe des topfförmigen, zylindrischen Verbindungsstülskes 53 verbunden, dessen Innenfläche teilweise einen Gewindeabschnitt aufweist, der auf das Außengewinde des Verbindungsstük« kes 48 schraubbar ist, Der Bodenbereich des topfförmigen Teils 43 bildet das Widerlager für die Feder 52. Hierbei wird eine koaxiale Verbindung der Verbindungsstücke 45 und 46 erreicht,. wobei die Verbindungsstücke relativ zueinander drehbar sind«

In Fig. 6 ist eine weitere Verbindung gezeigt. Hier ist eine ringförmige Dichtungspackung 56, ähnlich der oben beschriebenen^ im Bereich der Schulter des oberen Teils des hohlen Verbindungsstückes 55 vorgesehen. Ein hohler kugelförmiger Körper 57 kann koaxial mit der Achse des hohlen Verbindungsstückes 55 angeordnet und auf das Verbindungsstück aufgelegt werden. Das Verbindungsstück ist mit dem kugelförmigen Körper 57 in einer solchen V/eise verbunden, daß nach Anordnung einer weiteren ringförmigen Dichtungspackung 58 um den kugelförmigen Körperteil auf der entgegengesetzten Seite im Vergleich zu der Packung 56 ein Schnappr ring 59 die Teile zusammenhält. Dieser Schnappring weist nach innen und nach außen gerichtete Flansche beiderseits der Packung 58 auf. Eine Schraubenfeder 61 wirkt auf den äußeren Flansch 60 außerhalb des Umfanges des Ringes 59. Ein topfförmiger Verbin» dungsteil 92 wird von der Seite des kugelförmigen Körpers 52 aufgesetzt und mit einem Gewindeabschnitt auf das Außengewinde

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des Verbindungsteils 55 a^gescliFaiabto Der kugelförmige Körper j weist einen hohlzyllnäriBohen Yopspraiag 63 auf, in äen ein i

Strahlrohr 64 eingesetzt werdea kmm₀ das einstückig mit den j

kappenfSrmigsia Teil 1 aHSgsbüdGt ist_o j

Bei dieser Anordnung bildet die ©iisstüclsig© Ausbildung des ku- ! gelförmigea Körpers 57 Mai äse S^IIadsrs 61 zusammen mit dem Ver-f bindungsstück 55 eine Kug©lverbliädung_e Diese gestattet nicht eine Rotation üb dio Verbiadragsaehg@₀ sondern gestattet auch eine Schwenk- oder koniseiäo B®v@gmig In Beziag auf das Zentrum des kugelförmigen Körpers _ΰ üö laag® ü@r Zylindes" 63 sich in Kontakt mit dem Ring 59 befindete

Fig«, 7 zeigt schematise!! öie Yeybisöysgp die an einer Zufübungseinrichtung vorgesehen ist_o Di® Leitung 2 endet gasdicht an einen Verbindungsstück 70 _B das um di© Leitungsachse gedreht v/erden kann. Das Verbindungsstück 71 kann im der gleichen Weise, wie die Verbindungsstücke 45 und 46 gemäß Pig„ 5 mit dem Verbindungsstück 70 verbunden sein_o Eine starre Leitung ragt von dem Verbindungsstück 71 unter eine® rechten Schnittwinkel zur Leitung 2 und kann dreidimensional© Stellungen in Bezug auf die Leitung 2 einnehmen. Durch Anordnung eines weiteren Verbindungsstückes 13 zusammen mit einen Varblndragsstück 74 am Ende der Leitung 72 in der gleichen Weise wie die Verbindungsstück© 70 und 7^ kann ©ine weitere starr© Leitung 75 luftdicht as das Verbindungsstück lh angeschlossen ιι<3τ&®η_ο Dieser Leitungsab«= schnitt kann sehr nah an des betroffenen Bereich des Patient@a_D

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i Leitung 75 wird es möglich, Kältegas aufzusprühen₀ in dea di© ; Kappe um das Bein oder das Knie des Patienten in k©ais@her Bahn ; bewegt wird. !

Die Maßnahmen nach der Erfindung gestatten^ verdas^ftes Flüssige; gas von einer Flüssigkeitsquelle über einen Verdanpferapparat ; nahe der Behandlungsstelle sur Verfügung zu steilem« Dabei : das verdampfte Gas aus ;}eder dreidimensionalen Hlc&tuag isi > erforderlichen Bereich unter Verwendung von starrsa Leitimg zugeführt werden, so daß der Gass^iführungsabstamö ^ron <ä<sm dampfungsapparat und; der erforderlicten^Behandluiagsstell© ist. Venn überschüssiges Flüssiggas uem Verdampferapparat führt wird, wird die Strömungsgeseteilndigkeit fiss· WlUs sofort festgestellt und swar -la der "Jcjräämpferk Geschwindigkeit einen besti-Esmten t/ert erreicht ₉ irlva ela© tileinrichtung, stromaufwärts v©st ä®f \f©MampferlssssaerO g© sen. Es kann somit kein flüssiggas i& öen stroiaaMiegesiö©® saahmebereich fließen, bevor das Gas verdampft £st_o Bis keit, die vom Vorratsbehälter In die Verdampfep&asaex¹ befördert wird, wird darin gehimdsrtf, Im. das R©se2*rolr 2ufließen und zwar unter der Wirkimg tosi Kompression_o Ε© somit auch verhindet, daß Flüssigkeit ams dem Reservoir schwappt. Vieiterhin kann Sas auf al© feetroff©ae aufgebrachte Gas in sehr Isyrzor %®±% bereitst itmü - £H ^ sehr wirksam ausgeübt

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Claims

PATENTArJ WALTE ~l

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

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Ansprüche

( 1.,. Vorrichtung zur -insbesondere medizinischen- Kältebehandlung unter Verdampfen eines in einem Vorratsgefäß aufbewahrten Flüssiggases, insbesondere einer Mischung aus flüssigem Sauerstoff und flüssigem Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Vorratsgefäß (3,13) und einem das kühlende Gas auf die zu behandelnde Körperstelle richtenden, mit einem Strahlventil ausgerichteten Leitstück (1) ein Verdampfer (6 bzw. 23) vorgesehen ist, der mit einer Einrichtung zur raschen Verdampfung des Flüssiggases und zur Steuerung der Temperatur des verdampften Gases ausgerüstet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (9) in den tieferliegenden Bereich eines temperaturgesteuerten Bades (7) mit einem Fluid von hoher spezifischer Wärme eintaucht, das mittels einer außerhalb angeordneten Heizeinrichtung (8) erhitzbar ist, daß eine Mischkammer (11) in einem oberen Bereich des Bades eintaucht und einen Auslaß (12) für verdampftes Gas aufweist, daß mehrere durch das Bad ragende Verbindungsrohre

'-< (10) den Verdampfer (9) und die Mischkammer (11) miteinander verbinden und daß zwei Zuführungsrohrzweige (5a, 5b) den Ver-

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dämpfer, "bzw. die Mischkammer jeweils mit dem Vorratsgefäß (3, 13) verbinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfereinrichtung (23) eine Ventileinrichtung (25) zur Verhinderung des Eintritts von Flüssiggas in den Verdampfer aufweist, wenn das Flüssiggas eine vorbestimmte Zuströmgeschwindigkeit erreicht«
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdampfereinrichtung eine Verdampferkammer (23) zur Aufnahme und Verdampfung des Flüssiggases durch Wärmeleitung über die Kammerwand, sowie ein elektromagnetisch betätigbares Ventil (22) stromaufwärts von der Verdampferkammer aufweist, welches durch einen auf einen vorbestimmten Stand in der Verdampferkammer ansprechenden Fühler (24) betätigbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückschlagventil (25, 33) stromaufwärts der Verdampferkammer (23, 37) in einer Flüssigkeitzuströmleitung (5 bzw. 5 d) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daii ein Schwimmer (28) in der Verdampferkammer (23) selbsttätig den Kammerauslaß (26) bei Erreichen eines vorbestimmten Flüssigkeitsstandes absperrt.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmi&ündung (29) in der Verdampferkammer tiefer als die Gasaustrittsöffnung (26) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anpsruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η ζ ei c h η e t, daß die Verdampferkammer (35) in einem Leitungszweig (5 d) eingeschaltet ist und.eine Heizeinrichtung aufweist und daß parallel dazu ein zweiter Leitungszweig (5 e) an die Flüssiggasquelle angeschlossen ist und beide Leitungszweige über eine das Flüssiggas aus dem zweiten Leitungszweig (5 e) atomisierende Einrichtung an eine Mischkammer (37) angeschlossen sind. \
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichn e t, daß der Mischkammer (37) eine Gas/Flüssigkeit-Trennkammer (38) nachgeschaltet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch g e k e η η - j zeichnet, daß die Gasabfuhrleitung (2) wenigstens einen Satz von Verbindungsstücken (70, 71 bzw. 73» 7^ bzw. 55, 57) aufweist, welche gasdicht miteinander und mit Lei*- tungsabschnitten verbunden und relativ zueinander um zueinander senkrecht stehende LeitungSachsen drehbar sind.

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11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Verteilerkappe (1) verbundene Strahlrohr (64) über eine drehbare und schwenkbare Kugelkopfverbindung (55, 57) mit einem Gaszuführungsleitungsabschnitt (75) verbunden ist.

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