DE2942631A1

DE2942631A1 - Einrichtung zur befeuchtung und beheizung eines zu inhalierenden gases

Info

Publication number: DE2942631A1
Application number: DE19792942631
Authority: DE
Inventors: Martin Foley; Kenneth G Miller
Original assignee: Kendall Co
Current assignee: Teleflex Medical Inc
Priority date: 1979-02-15
Filing date: 1979-10-22
Publication date: 1980-08-28
Also published as: ES488591A0; BR7906796A; JPS642390B2; ZA795615B; FR2449389A1; GB2045622B; CA1134256A; JPS56152653A; AU5207579A; GB2045622A; AU527710B2; DE2942631C2; ES8102815A1; FR2449389B1; US4172105A

Description

ratontur.v.älfJ

Dr. Dieter ν. Bezofrf

Dipl.-Ing. Peter Schütz

Dipl.-Ing. Woifgang Heusler

München 86, Postfach 860668

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The Kendall Company, Boston (USA)

Einrichtung zur Befeuchtung und Beheizung eines zu inhalierenden Gases

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Einrichtung zur Befeuchtung und Beheizung eines zu inhalierenden Gases

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befeuchtung und Beheizung eines zu inhalierenden Gases, insbesondere von durch einen Kinderpatienten zu inhalierender mit Sauerstoff angereicherter Luft. Solche Inhalationseinrichtungen werden bei der Behandlung von Kinderkrankheiten eingesetzt.

Aus der US-PS 3.791.721, welche am 13. November 1973 veröffentlicht wurde, ist eine Inhalationstherapie auf dem medizinischen Gebiet der Behandlung mit Sauerstoff oder einem Gemisch von Sauerstoff und Luft mit einem hohen Feuchtigkeitsgehalt bekannt. Verschiedene Arten von Einrichtungen einschliesslich Nebelapparate, Zerstäubungsapparate und Befeuchter werden für solche Behandlungen verwendet. Bei der Verwendung von sogenannten Zerstäubern oder Nebelapparaten weist ein für die Inhalationstherapie bekanntes System einen Behälter für reines Wasser auf, und ermöglicht den Einsatz des Behälters in einem von verschiedenen Betriebsarten.

Aus der US-PS 4.110.419 veröffentlicht am 29.August 1978, ist eine mit einer Patrone versehene Befeuchtungs-

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einrichtung bekannt, welche eine separate /ieizeinheit mit einer zylindrischen Oeffnung zur auswechselbaren Aufnahme einer ausnutzbaren zylindrischen Befeuchtungspatrone aufweist. Jede der Patronen weist einen rohrförmigen aus Metall bestehenden Hauptkörper auf, welcher mittels einem Schiebesitz in eine komplementäre Aufnahmeöffnung der Heizeinheit passt. Der metallene rohrförmige Hauptkörper weist stabile, aus Kunststoff bestehende obere und untere Endteile mit einem separaten, transversal verlaufenden Gaszufuhrrohr auf, wobei der obere Endteil über einem Sumpf von Befeuchtigungsflüssigkeit einen abgeschlossenen Luftraum bildet. Das zu befeuchtende Gas wird innerhalb einer zwischen dem konzentrisch in die Patrone hineinragenden Gaszufuhrrohr und der radial dazu distanzierten Wandung des Patronenhauptkörpers und Absorptionskolonne gebildeten hohlen Kammer verteilt. Das Gaszufuhrrohr endigt oberhalb dem Wasserspiegel. Diese bekannte Einrichtung weist jedoch den Nachteil auf, dass die Befeuchtung des durchströmenden Gases nicht so regelmässig wie erwünscht ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, welche sehr einfach im Aufbau ist und eine sehr gleichmässige Befeuchtung des durchströmenden Gases ermöglicht.

Diese Aufgabe wird mit Hilfe einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass sie folgende Teile aufweist:

a) eine Befeuchtungs- und Heizpatrone mit einer oberen Abschlusskappe, einem unteren Abschlussteil und einem dazwischen angeordneten, zylindrischen Verbindungsmittelteil;

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b) der untere Abschlussteil zur Aufnahme von Flüssigkeit ausgebildet ist und mit Mitteln zur Zufuhr von Flüssigkeit in diesen Abschlussteil versehen ist;

c) der Verbindungsmittelteil mit einem durch diese Flüssigkeit zu benetzenden und eine Verdampfungsoberfläche bildenden Absorptionsteil versehen ist;

d) die obere Abschlusskappe zusammen mit dem zylindrischen Verbindungsmittelteil oberhalb dieser Flüssigkeit einen Luftraum bildet;

e) die obere Abschlusskappe mit einem Gaseinlass zur Zufuhr des einatembaren, zu befeuchtenden Gases versehen ist;

f) die obere Abschlusskappe mit einem Gasauslass zur Wegleitung des befeuchteten Gases an den Patienten versehen ist;

g) ein Flüssigkeitsreservoir;

h) eine Leitungsanordnung zur Flüssigkeitsverbindung des Flüssigkeitsreservoirs mit dem unteren Abschlussteil; und

i) diese Leitungsanordnung ein erstes T-förmiges Rohrverbindungsstück mit einem darin angeordneten Rückschlagventil aufweist, eines der Enden des ersten, T-förmigen Rohrverbindungsstückes mit dem Einlass der Befeuchtungs- und Heizeinheit,

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das andere Ende des ersten, T-förmigen Rohrverbindungsstückes mit einem zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstück verbunden ist, eines der beiden anderen Enden des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes mit der oberen Abschlusskappe und das andere der beiden anderen Enden des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes über einen Durchflussbegrenzer mit dem Flüssigkeitsreservoir verbunden sind.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ist sehr vorteilhaft zur Erzeugung von mit grossen Wassermengen beladenem, einatembarem Inhalationsgas wie es zum Beispiel in der Kindermedizin verwendet wird. Dieses Ziel wird dadurch erreicht, indem erfindungsgemäss ein erstes T-förmiges Rohrverbindungsstück in der das Reservoir mit der zylindrischen Patrone verbindenden Leitung angeordnet wird. Das innerhalb diesem ersten T-förmigen Rohrverbindungsstück angeordnete Rückschlagventil ermöglicht eine Flüssigkeitsströmung vom Reservoir zur Patrone, aber nicht in umgekehrter Richtung. Dieses erste T-förmige Rohrverbindungsstück ist über eine Leitung mit einem oberhalb dem Reservoir angeordneten zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstück verbunden.

Der eine Arm des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes ist mit der oberen Abschlusskappe verbunden. Der andere Arm des zweiten T-förmigen Rohrverbindungs stückes ist über eine Drossel mit dem eine aseptische Flüssigkeit enthaltenden Reservoir verbunden.

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Der eine Arm des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes ist mit der oberen Abschlusskappe verbunden. Der andere Arm des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes ist über eine Drossel mit dem eine aseptische Flüssigkeit enthaltenden Reservoir verbunden.

Auf diese Weise strömt nur dann Wasser vom Reservoir zur Patrone, wenn der Druck innerhalb der Patrone geringer ist als die Summe der Wasserspiegeldifferenz plus den Reservoirinnendruck. Zusätzlich hält die Drossel den Druck im Reservoir konstant, so dass das letztere weder expandiert noch kontraktiert, und daher keinen unsicheren Faktor im System darstellt. Dank der erfindungsgemässen Modifikation strömt nur dann Wasser vom Reservoir zur Patrone, wenn der Flüssigkeitsspiegel in der letzteren sich unterhalb demjenigen im Reservoir befindet. Auf der Patronenheizeinheit ist zweckmässig ein Sichtrohr angeordnet, um den Wasserspiegel in der Patrone zu überwachen, da der Wasserspiegel im Reservoir gegenüber dem Wasserspiegel in der Patrone abweichen kann. Dies ermöglicht auch ein Ueberwachen des toten Raumes der Patrone, wobei vorteilhafterweise ein Schild, kalibriert in ml toten Raumes, auf der Heizeinheit angeordnet ist. Die anderen Elemente sind zweckmässig identisch mit dem aus der US-PS 4.110.419 bekannten Aufbau.

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Nachstehend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in Seitenansicht eine beispielsweise Ausführungsform einer erfindungsgemässen Einrichtung;

rig. 2 eine Ansicht analog Fig.l, jedoch teilweise im Schnitt; und

Fig. 3 einen Schnitt durch das aus den Fig. 1 und ersichtliche erste T-förmige Verbindungsstück zur Darstellung der Details des Kugelrückschlag ven tiles.

Da die vorliegende Erfindung Modifikationen des aus der US-PS 4.110.419 bekannten, für grosse Volumen bestimmten, unabhängige Sterilisierpatronen aufweisenden Patronenbefeuchters betrifft, werden nachstehend nur die wichtigsten Teile dieser modifizierten Einrichtung erläutert.

In den Fig. 1 und 2 ist die Modifikation der Befeuchterund Vernebelungseinheit allgemein mit dem Bezugszeichen 11 versehen. Die Einheit 11 weist eine kombinierte

Heiz- und Patronenhalteanordnung 12 mit einer ganz oder teilweise ausnutzbaren Befeuchtungspatrone 13 auf, welch letztere gestrichelt eingezeichnet ist, und ist mit einer vorzugsweise nichtmetallischen oberen Abschlusskappe 14 und einem ebenfalls nichtmetallischen unteren Abschluss- oder Flüssigkeitskontaktteil 15 versehen. Die Details der Heiz- und Patronenhalteanordnung sind in der obgenannten US-PS 4.110.419 näher dargestellt und beschrieben.

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Zusätzlich ist die Halteanordnung 12 mit einem Haltebügel 16 versehen, um mit diesem ein geeignet ausgebildetes, aus thermoplastischem Kunststoff bestehendes, zur Zufuhr von Wasser bestimmtes, flaschenförmiges Reservoir 17 in einem vorbestimmten, nachstehend noch näher beschriebenen Verhältnis zu halten. Ein Typ einer solchen Wasserzufuhr 17 verwendet eine aseptisch vorabgefüllte Flasche, bekannt unter der registrierten Handelsbezeichnung Concha, vorzugsweise Concha 1500 (1500 ml), welche von der Firma Respiratory Care, Inc., Arlington Heights, Illinois (USA) vertrieben wird. Die Patrone ist in einem Gehäuse 12 angeordnet und weist eine vorzugsweise nichtmetallische obere Abschlusskappe 14 sowie einen ebenfalls nichtmetallischen unteren Abschlussteil 15 auf. Die obere Abschlusskappe 14 ist mit einem axial zentrierten, in den Fig. 1 und 2 gestrichelt eingezeichneten Gaseinlassrohr 18 versehen. Da die Details dieser Modifikation nicht die innere Struktur dieser Einrichtung betreffen, wird diese Struktur hier nicht näher beschrieben. Es genügt zu erwähnen, dass die Länge des Rohres 13 derart bemessen ist, dass das untere Rohrende 19 eine relativ beachtliche Distanz nach unten in die Patronenhülse hineinragt, aber oberhalb dem Wasserspiegel des über den Einlass 20 in den Bodenteil der Patrone eingeführten Wassers endigt. Ein fragmentarisch dargestelltes flexibles Rohr 23 ist mit dem äusseren Ende des Austrittsrohres 22 verbunden und dient zur Ueberführung des behandelten Gases zum Patienten.

Das in der Zeichnung dargestellte FlUssigkeits- oder Wasser-Flaschenreservoir besteht vorzugsweise aus der

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bereits erwähnten _n nach aussen verschlossenen, auf dem Kopf stehend angeordneten "Concha"-Einheit. Diese Einheit besteht aus einem mit aseptischem Wasser gefüllten, nach aussen luftdicht verschlossenen Behälter. Dieser Behälter weist eine Hauptkammer 24, und endigt, wenn er wie aus der Zeichnung ersichtlich auf dem Kopf stehend angeordnet ist, an seinem unteren Ende in einem stutzenförmigen Auslass 25, welcher mit einem aufreissbaren Verschluss versehen und zur Verbindung mit dem Ende einer flexiblen Verbindungsleitung 26 ausgebildet ist. Die hauptsächlichsten Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in der Art der Verbindung der Flasche 17 mit der Befeuchtungspatrone 14 und mit denjenigen Elementen, die erforderlich sind, um den Druck im Reservoir 17 konstant zu halten. Das Rohr 26 ist mit der einen Seite 27 des ersten T-fürmigen Verbindungsstückes 28 verbunden. Die andere Seite 29 des letzteren ist über ein Rohr 30 mit einem am Boden der Befeuchtungsanordnung vorgesehenen Nippel 20 verbunden. Der nach oben gerichtete Fortsatz 31 des ersten T-förmigen Verbindungsstückes 28 ist über ein Rohr 32 mit einem zweiten T-förmigen Verbindungsstück 33 verbunden. Die eine Anschlussseite des letzteren ist über ein Rohr (oder Schlauch) 34 mit einem an der oberen Abschlusskappe 14 des Befeuchters vorgesehenen Nippel 35 verbunden. Der andere Anschluss des zweiten T-förmigen Verbindungsstückes ist über die Rohrverbindung 36 und einen Durchflussbegrenzer 37 mit einem am Reservoir 17 vorgesehenen Nippel 38 verbunden. Details des ersten T-förmigen Verbindungsstückes 28 sind aus Fig.3 ersichtlich. Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, ist im Innern des ersten T-förmigen Verbindungsstückes 28 eine Ventilkugel 39 angeordnet, welche dazu dient, die Oeffnung 40 zu verschliessen. Die Ventilkugel 39 bewegt sich in Abhängigkeit vom in der Flasche 17 herrschenden Wasserniveau

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zwischen der Oeffnung 40 und dem Anschlag 41.

Während dem Einsatz der Einrichtung wirkt die Ventilkugel 39 als Rückschlagventil in der Leitung 26-30 von der Flasche 17 zum Vernebler 15. Das Wasser wird nur dann aus der Flasche 17 entnommen, wenn der Druck im Befeuchter 14 sich unterhalb demjenigen im Reservoir befindet.

Der in der Leitung 36 angeordnete Durchflussbegrenzer (Drosselstelle) 37 weist einen Lochdurchmesser von etwa 0,010 bis 0,030cm auf und dient dazu, den Druck im Reservoir auf einem konstanten Wert zu halten. Der maximale Druck im Reservoir beträgt etwa 50 cm H₂O, so dass dieses Reservoir nicht mehr als willfähriger Faktor im System wirkt. Das Reservoir expandiert und kontraktiert während dem Einsatz des Systems nicht.

Die Patrone ist normalerweise mit einer vorzugsweise eine zylindrische Rohrform aufweisenden Absorptionskolonne versehen, welche unmittelbar an der zylindrischen Metallwandung der Patrone anliegt, wobei diese Metallwandung als Verdampfungsfläche dient, wenn sie durch die Heizeinheit erwärmt wird.

Es strömt nur dann Wasser vom Reservoir zur Patrone, wenn in der letzteren Atmosphärendruck herrscht und der Wasserspiegel in der Patrone sich unterhalb demjenigen im Reservoir befindet. Die Drosselstelle in der dem Reservoir Gas zuführenden Leitung 36 weist einen solchen Durchmesser auf, dass der Druck im Reservoirinnern genug hoch gehalten wird, dass weder eine Expansion noch eine

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Kontraktion des Reservoirs stattfindet.

Die erfindungsgemässe Einrichtung ist insbesondere zur Behandlung von Pediatrie-Patienten geeignet.

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Claims

Patentansprüche

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. Einrichtung zur Befeuchtung und Beheizung eines zu inhalierenden Gases, insbesondere von durch einen Kinderpatienten zu inhalierender mit Sauerstoff angereicherter Luft, dadurch gekennzeichnet, dass sie folgende Teile aufweist:

a) eine Befeuchtungs- und Heizpatrone mit einer oberen Abschlusskappe (14), einem unteren Abschlussteil (15) und einem dazwischen angeordneten, zylindrischen Verbindungsmittelteil;

b) der untere Abschlussteil (15) zur Aufnahme

von Flüssigkeit ausgebildet ist und mit Mitteln (20,30) zur Zufuhr von Flüssigkeit in diesen Abschlussteil (15) versehen ist;

c) der Verbindungsmittelteil mit einem durch diese Flüssigkeit zu benetzenden und eine Verdampfungsoberfläche bildenden Absorptionsteil versehen ist;

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d) die obere Abschlusskappe (14) zusammen mit dem zylindrischen Verbindungsmittelteil oberhalb dieser Flüssigkeit einen Luftraum bildet;

e) die obere Abschlusskappe (14) mit einem Gaseinlass (18) zur Zufuhr des einatembaren, zu befeuchtenden Gases versehen ist;

f) die obere Abschlusskappe (14) mit einem Gasauslass (21,22) zur Wegleitung des befeuchteten Gases an den Patienten versehen ist;

g) ein Flüssigkeitsreservoir (17);

h) eine Leitungsanordnung (26,28,30) zur Flüssigkeitsverbindung des Flussigkeitsreservoirs (17) mit dem unteren Abschlussteil (15); und

i) diese Leitungsanordnung ein erstes T-förmiges Rohrverbindungsstück (28) mit einem darin angeordneten Rückschlagventil (39,40,41) aufweist, eines der Enden des ersten,T-förmigen Rohrverbindungsstückes (28) mit dem Einlass der Befeuchtungs- und Heizeinheit, das andere Ende des ersten, T-förmigen Rohrverbindungsstückes (28) mit einem zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstück (33) verbunden ist, eines der beiden anderen Enden des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes 133) mit der oberen Abschlusskappe (14), und das andere der beiden anderen Enden des zweiten T-förmigen Rohrverbindungsstückes (33) über einen Durchflussbegrenzer (37) mit dem Flüssigkeitsreservoir (17) verbunden sind.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite, T-förmige Rohrverbindungsstück (33) unmittelbar neben dem Oberteil der Befeuchtungs- und Heizeinheit angeordnet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigkeitsreservoir (17) ausserhalb der Heizeinheit und lösbar mit dieser verbunden ist.
4. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (39,40,41) derart ausgebildet ist, dass Flüssigkeit vom Reservoir (17) zur Patrone, jedoch nicht in umgekehrter Richtung, strömen kann.
5. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (39,40,41) als Kugelventil ausgebildet ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugel (39) genügend gross ist, um den Flüssigkeitsauslass des Reservoirs (17) zu verschliessen.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das erste T-förmige Rohrverbindungsstück (28) zur Begrenzung des Bewegungsbereiches der Kegel (39) mit einem Anschlag (41) versehen ist.

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8. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchflussbegrenzer bzw. die Drossel einen Lochdurchmesser von etwa 0,010 bis 0,030 cm aufweist.

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