DE29909611U1

DE29909611U1 - Arrangement for a heatable humidifier

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Publication number: DE29909611U1
Application number: DE29909611U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Hoffrichter Helmut Dipl-Ing De
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 1999-09-02
Anticipated expiration: 2009-06-03

Description

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Anordnung für einen beheizbaren AtemluftbefeuchterArrangement for a heated respiratory humidifier

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Atemluftbefeuchtung nach dem Verdunstungsprinzip, insbesondere zur Atemluftanfeuchtung bei der Heimbeatmung mit CPAP-Beatmungsgeräten.The invention relates to an arrangement for humidifying respiratory air according to the evaporation principle, in particular for humidifying respiratory air during home ventilation with CPAP ventilators.

In Atemluftbefeuchtern nach dem Verdunstungsprinzip streicht die Atemluft über die Wasseroberfläche in einem Behälter und reichert sich dabei mit Wasserdampf an. Die Verdunstungswärme wird dabei dem Wasser entnommen. Dieses kühlt sich infolgedessen ab. Damit die Atemluft nicht klamm wird, erhalten Atemluftbefeuchter nach dem Verdunstungsprinzip eine elektrische Heizung.In respiratory humidifiers based on the evaporation principle, the air we breathe passes over the surface of the water in a container and is enriched with water vapor. The heat of evaporation is taken from the water. This cools it down. To prevent the air we breathe from becoming clammy, respiratory humidifiers based on the evaporation principle are equipped with an electric heater.

Atemluftbefeuchter bestehen allgemein aus einem Wasserbehälter, der einen abgedichtet schließenden Deckel aufweist. An diesem Deckel befinden sich zwei Anschlüsse. Der eine Anschluß dient der Zuführung der zumeist von einem Gebläse erzeugten Atemluft und der zweite Anschluß für die Abführung der Atemluft in Richtung der Patientenanschlußöffnung. Die Heizung ist in der einfachsten Ausführung eine Heizplatte unterhalb des Wasserbehälters, so wie bei jeder Warmhalte- oder Kochvorrichtung. Während der Beatmung verdunstet das Wasser und der Wasserdampf mischt sich in die durchgeleitete Luft. Die Heizung muß die Verdunstungskälte ausgleichen und soll gleichzeitig das Wasser zum Zweck einer besseren Verdunstung temperieren. Der Energieaufwand zum Ausgleich der Verdunstungskälte ist um ein Vielfaches höher, als der Energieaufwand, der lediglich zur Temperierung nötig wäre.Respiratory air humidifiers generally consist of a water tank with a sealed lid. There are two connections on this lid. One connection is used to supply the breathing air, usually generated by a fan, and the second connection is used to discharge the breathing air towards the patient connection opening. In the simplest version, the heater is a heating plate underneath the water tank, as with any warming or cooking device. During ventilation, the water evaporates and the water vapor mixes with the air that is passed through. The heater must compensate for the evaporative cooling and at the same time temper the water to improve evaporation. The energy required to compensate for the evaporative cooling is many times higher than the energy required just to temper it.

Warmhaltevorrichtungen, wie sie beispielsweise von jeder Kaffeemaschine her bekannt sind, eignen sich für eine Atemluftbefeuchtung nur dann, wenn durch spezielle Maßnahmen ein guter Wärmeübergang von der Heizplatte in das Wasser erzwungen wird.Warming devices, such as those found in every coffee machine, are only suitable for humidifying breathing air if special measures are taken to ensure good heat transfer from the heating plate to the water.

Daher ist es bekannt, Wasserbehälter für beheizbare Atemluftbefeuchter mit einem Metallboden zu versehen, damit sie mit diesem Metallboden plan auf der Heizplatte stehen und dadurch ein optimaler Wärmeübergang erzielt wird. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs weisen derartige Befeuchter zusäzlich noch Andrückvorrichtungen auf, die das Entstehen eines Luftspaltes zwischen Heizplatte und Wasserbehälter durch Aufwendung einer Schließkraft verhindern.It is therefore known to provide water containers for heated respiratory air humidifiers with a metal base so that they stand flat on the heating plate with this metal base and thus achieve optimal heat transfer. To improve heat transfer, such humidifiers also have pressure devices that prevent the formation of an air gap between the heating plate and the water container by applying a closing force.

Andrückvorrichtungen sind insbesondere dann erforderlich, wenn am Deckel des Wasserbehälters ein Beatmungsschlauch angeschlossen ist und somit entstehende Zugkräfte infolge von Bewegungen des Patienten dazu führen können, daß der Wasserbehälter sich von der Heizplatte abheben oder seine optimale Position verlassen kann.Pressure devices are particularly necessary if a ventilation tube is connected to the lid of the water tank and the resulting tensile forces as a result of patient movements can cause the water tank to lift off the heating plate or leave its optimal position.

Ein Atemluftbefeuchter muß regelmäßig gereinigt werden. Dem Reinigungsvorgang ist mindestens der Wasserbehälter und sein Deckel unterzogen. Diese Teile werden vom Gerät abgenommen und beispielsweise in einer Spülmaschine gereinigt. Nachteilig ist, daß vor dem Entfernen des Deckels die daran angeschlossenen Schläuche oder Luftzuführungen demontiert werden müssen. Das Demontieren der Luftzu- und Ableitungen erfordert zusätzlichen Aufwand.A respiratory humidifier must be cleaned regularly. At least the water tank and its lid must be cleaned. These parts are removed from the device and cleaned in a dishwasher, for example. The disadvantage is that the hoses or air supply lines connected to it must be removed before the lid can be removed. Dismantling the air supply and discharge lines requires additional effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für einen beheizbaren Atemluftbefeuchter zu schaffen, dessen Wasserbehälter immer optimal auf der Heizplatte steht und somit einen guten Wärmeübergang ermöglicht, ohne daß dazu spezielle Andrückvorrichtungen notwendig sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu verhindern, daß Zugkräfte über die Luftzuführungsleitung und die Luftabführungsleitung die optimale Position des Wasserbehälters beeinflussen können und sicherzustellen, daß die tägliche Reinigung des Befeuchters durch einfaches Abnehmen der zu reinigenden Teile, ohne deren Zerlegung vorgenommen werden kann.The invention is based on the object of creating an arrangement for a heated respiratory air humidifier, the water tank of which is always optimally positioned on the heating plate and thus enables good heat transfer without the need for special pressure devices. A further object of the invention is to prevent tensile forces via the air supply line and the air discharge line from influencing the optimal position of the water tank and to ensure that the daily cleaning of the humidifier can be carried out by simply removing the parts to be cleaned, without dismantling them.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein nach außen abgedichteter Befeuchtungsraum unten durch eine mit einem Heizelement beheizte Heizplatte, oben durch einen abnehmbaren und luftdicht schließenden Deckel sowie seitlich durch eine Seitenwandung begrenzt ist, die Seitenwandung eine Luftzuführung und eine Lauftableitung aufweist, ein Wasserbehälter im Befeuchtungsraum auf der Heizplatte steht und dadurch frei von Kräften ist, die beim bestimmungsgemäßen Gebrauch des Gerätes auf die Luftzuführung oder die Luftableitung entstehen können und dadurch die Wärmekontaktgabe zwischen Wasserbehälter und Heizplatte ungestört erhalten bleibt.This object is achieved according to the invention in that a humidification chamber which is sealed off from the outside is delimited at the bottom by a heating plate heated with a heating element, at the top by a removable and hermetically closing lid and at the sides by a side wall, the side wall has an air supply and a running water discharge, a water container in the humidification chamber stands on the heating plate and is thus free from forces which can arise on the air supply or the air discharge during the intended use of the device and thus the thermal contact between the water container and the heating plate is maintained undisturbed.

In einer anderen Ausführungsform weist die Seitenwandung einen abnehmbaren und luftdicht schließenden Deckel auf.In another embodiment, the side wall has a removable and airtight lid.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Befeuchtungsraum unten durch eine Heizplatte, seitlich durch eine Seitenwandung und oben durch einen abnehmbaren und luftdicht schließenden Deckel begrenzt, wobei der Deckel eine Luftzuführung und eine Luftableitung aufweist.According to one embodiment of the invention, the humidification chamber is delimited at the bottom by a heating plate, at the sides by a side wall and at the top by a removable and hermetically closing lid, wherein the lid has an air supply and an air discharge.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Befeuchtungsraum das Innere einer topfförmigen Haube, die mit ihrer Öffnung nach unten über den auf der Heizplatte stehenden Wasserbehälter gestülpt und abnehmbar und dichtend unter eventueller Einfügung eines Verbindungsstückes mit dem Rand der Heizplatte gefügt ist und die Haube an beliebiger Stelle oben oder seitlich eine Luftzuführung und an einer weiteren beliebigen Stelle eine Luftableitung aufweist.According to a further embodiment of the invention, the humidification chamber is the interior of a pot-shaped hood which is placed with its opening facing downwards over the water container standing on the heating plate and which is removable and sealed with the possible insertion of a connecting piece to the edge of the heating plate and the hood has an air supply at any point on the top or side and an air discharge at any other point.

Eine Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Seitenwandung, der Deckel oder auch die Haube aus einem durchsichtigen Werkstoff gefertigt sind und dadurch der Wasserstand im Wasserbehälter leicht kontrolliert werden kann.One embodiment of the invention is that the side wall, the lid or the hood are made of a transparent material, so that the water level in the water tank can be easily checked.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß am Deckel oder an der Haube Luftleitelemente angeordnet sind, welche die eingeleitete Luft auf ihrem Weg innerhalb des Befeuchtungsraumes verwirbeln und somit eine bessere Verdunstung auch bei kleineren Temperaturen bewirkt wird.A further embodiment of the invention consists in that air guiding elements are arranged on the lid or on the hood, which swirl the introduced air on its way within the humidification chamber and thus achieve better evaporation even at lower temperatures.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bestehtOO darin, daß an der Seitenwandung oder an der Haube innerhalb des Befeuchtungsraumes Zentrierelemente angeordnet sind, die dem Wasserbehälter eine bestimmte Position auf der Heizplatte sichern.A further embodiment of the invention consists in the fact that centering elements are arranged on the side wall or on the hood within the humidification chamber, which ensure a certain position for the water container on the heating plate.

Eine Ausgestaltung der Heizplatte besteht darin, daß diese ein Kühlkörper für ein Leistungshalbleiterbauelement ist, das als elektrischer Ballast betrieben wird und somit das Heizelement darstellt.
100One embodiment of the heating plate is that it is a heat sink for a power semiconductor component, which is operated as an electrical ballast and thus represents the heating element.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der zugehörigen Zeichnung dargestellt und soll nachstehend näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigen:An embodiment of the invention is shown in the accompanying drawing and will be explained in more detail below. In the drawing:

Fig. 1 Schnittzeichnung des BefeuchtersFig. 1 Cross-sectional drawing of the humidifier

Fig. 2 Draufsicht auf den Befeuchter nach Fig. 1 bei abgenommenem DeckelFig. 2 Top view of the humidifier according to Fig. 1 with the cover removed

Fig. 3 Eine andere Ausführungsform des BefeuchtersFig. 3 Another embodiment of the humidifier

In der Fig. 1 ist ein Befeuchter im Schnitt dargestellt, der einen Befeuchtungsraum 1Fig. 1 shows a humidifier in section, which has a humidification chamber 1

HO aufweist. Der Befeuchtungsraum 1 ist unten abgegrenzt durch eine Heizplatte 8, die vorzugsweise aus einem Metall besteht. Die Heizplatte 8 wird von einem elektrischen Heizelement 2 geheizt. Die Seitenwand 4 hat eine zylyndrische Form und weist auf gegenüberliegenden Seiten eine Lufteinleitung 5 und eine Lauftausleitung 6 auf. Innerhalb dieses zylindrischen Befeuchtungsraumes 1 steht der Wasserbehälter 7 auf der Heizplatte 8. Damit der Wasserbehälter 7 nach Abnahme des Deckels 3 leicht aus dem Befeuchtungsraum 1 entnommen werden kann, muß sein Durchmesser ausreichend kleine gegenüber dem Durchmesser des Befeuchtungsraumes 1 sein. Damit der Wasserbehälter 7 trotz seines kleineren Durchmessers seine Position auf der Heizplatte behält, sind die Zentrierelemente 11 angeordnet. Die obere Begrenzung des Befeuchtungsraumes wird durch einen dicht schließenden und abnehmbaren Deckel 3 gebildet. Der Verschlußmechanismus für den Deckel 3 ist nicht dargestellt und kann ein Gewinde oder ein Bajonettverschluß sein. Damit die Luft im Befeuchtungsraum besser verwirbelt wird und damit den Wasserdampf besser aufnimmt, ist am Deckel 3 ein Luftleitelement 10 angeordnet.HO. The humidification chamber 1 is delimited at the bottom by a heating plate 8, which is preferably made of a metal. The heating plate 8 is heated by an electric heating element 2. The side wall 4 has a cylindrical shape and has an air inlet 5 and a water outlet 6 on opposite sides. Inside this cylindrical humidification chamber 1, the water container 7 stands on the heating plate 8. So that the water container 7 can be easily removed from the humidification chamber 1 after the lid 3 has been removed, its diameter must be sufficiently small compared to the diameter of the humidification chamber 1. The centering elements 11 are arranged so that the water container 7 retains its position on the heating plate despite its smaller diameter. The upper boundary of the humidification chamber is formed by a tightly closing and removable lid 3. The locking mechanism for the lid 3 is not shown and can be a thread or a bayonet lock. To ensure that the air in the humidification chamber is better swirled and thus absorbs the water vapor better, an air guide element 10 is arranged on the cover 3.

Die Fig. 2 zeigt den gleichen Befeuchter in der Draufsicht bei abgenommenem Deckel 3. In dieser Darstellung ist die Anordnung der Zentrierelemente 11 besser zu erkennenFig. 2 shows the same humidifier in plan view with the cover 3 removed. In this illustration, the arrangement of the centering elements 11 can be seen better

Die Handhabung des erfindungsgemäßen Befeuchters ist einfach. Zur Reinigung und zum Auffüllen mit Wasser muß nur der Deckel 3 abgenommen werden und dann kann der Wasserbehälter 7 einfach aus dem Befeuchtungsraum 1 herausgenommen werden. Ein Abziehen von Schläuchen und ein Zerlegen in Einzelteile ist nicht erforderlich.The humidifier according to the invention is easy to handle. To clean it and to fill it with water, only the lid 3 has to be removed and then the water container 7 can be easily removed from the humidification chamber 1. It is not necessary to remove hoses or dismantle it into individual parts.

Die gleiche einfache Verwendung ist auch gegeben, wenn der Befeuchter Teil eines Beatmungsgerätes ist, sogenannter integrierter Befeuchter. Der Befeuchtungsraum 1 ist dann im Innern des Beatmungsgerätes untergebracht. Zum Auffüllen mit Wasser muß nur der Deckel 3, der sich auf der Oberseite oder auch an der Seite des Gerätegehäuses befinden kann, abgenommen werden und der Wasserbehälter kann herausgenommen werden. Der Patientenanschlußschlauch bleibt am Gerät angeschlossen.The same ease of use is also possible if the humidifier is part of a ventilator, a so-called integrated humidifier. The humidification chamber 1 is then located inside the ventilator. To fill it with water, only the cover 3, which can be on the top or on the side of the device housing, has to be removed and the water container can be removed. The patient connection tube remains connected to the device.

Neben der einfachen Handhabung besteht ein Vorteil darin, daß der Wasserbehälter während des Gebrauchs immer mit seinem eigenen Gewicht optimal auf der Heizplatte 8 steht. Zugkräfte am Beatmungsschlauch durch Bewegungen des Patienten werden durch die Seitenwandung 4 des Befeuchtungsraumes 1 vollständig aufgefangen.In addition to the easy handling, an advantage is that the water container always stands optimally on the heating plate 8 with its own weight during use. Tensile forces on the ventilation tube due to movements of the patient are completely absorbed by the side wall 4 of the humidification chamber 1.

Denkbar sind auch spezielle Ausführungsformen des Befeuchters, bei denen die Luftableitung 6 oder die Lufteinleitung 5 oder beide im Deckel 3 angeordnet sind. Dadurch geht der Vorteil der einfachen Handhabung verloren. Es bleibt der Vorteil, daß der Wasserbehälter 7 frei von Zugkräften ist und optimal auf der Heizplatte 8 steht.Special designs of the humidifier are also conceivable in which the air discharge 6 or the air inlet 5 or both are arranged in the cover 3. This means that the advantage of easy handling is lost. The advantage remains that the water container 7 is free from tensile forces and is optimally positioned on the heating plate 8.

Eine abgewandelte Ausführungsform des Befeuchters ist in der Fig. 3 dargestellt. Das Wesen besteht darin, daß eine topfförmige Haube 9 mit ihrer Öffnung nach unten über den Wasserbehälter 7 gestülpt ist. Die Haube weist seitlich eine Lufteinleitung 5 auf und eine Luftableitung 6 ist am oben liegenden Boden der Haube angeordnet. Andere Anbringungsorte für die Luftein- und Ableitung sind ebenfalls denkbar. Die Haube 9 ist lösbar und dichtend über ein Verbindungsstück 12 mit dem Rand der Heizplatte 8 verbunden. Nicht dargestellt ist der Verschlußmechanismus, der vorzugsweise ein Gewinde oder ein Bajonettverschluß sein kann.A modified embodiment of the humidifier is shown in Fig. 3. The essence consists in that a pot-shaped hood 9 is placed over the water container 7 with its opening facing downwards. The hood has an air inlet 5 on the side and an air outlet 6 is arranged on the upper base of the hood. Other attachment locations for the air inlet and outlet are also conceivable. The hood 9 is detachably and sealingly connected to the edge of the heating plate 8 via a connecting piece 12. The locking mechanism, which can preferably be a thread or a bayonet lock, is not shown.

Ein Verschluß in einer bestimmten Höhe oberhalb der Heizplatte 8 ist denkbar dadurch, daß das Verbindungsstück 12 zusätzlich eine vertikale Ausdehnung erhält.A closure at a certain height above the heating plate 8 is conceivable by providing the connecting piece 12 with an additional vertical extension.

Claims

1. Heatable respiratory air humidifier based on the evaporation principle, characterized in that a humidification chamber ( 1 ) which is sealed off from the outside is delimited at the bottom by a heating plate ( 8 ) heated by a heating element ( 2 ), at the top by a removable and hermetically closing lid ( 3 ) and at the sides by a side wall ( 4 ), the side wall ( 4 ) has an air supply ( 5 ) and a running water discharge ( 6 ), a water tank ( 7 ) in the humidification chamber ( 1 ) stands on the heating plate ( 8 ) and is therefore free from forces which can arise on the air supply ( 5 ) or the air discharge ( 8 ) when the device is used as intended and the thermal contact between the water tank ( 7 ) and the heating plate ( 8 ) is therefore maintained undisturbed.

2. Respiratory air humidifier according to claim 1, characterized in that the side wall ( 4 ) has a removable and airtight lid ( 3 ).

3. Respiratory air humidifier according to claim 1, characterized in that the humidification chamber ( 1 ) is delimited at the bottom by a heating plate ( 8 ), laterally by a side wall ( 4 ) and at the top by a removable and hermetically closing cover ( 3 ), wherein the cover has an air supply ( 5 ) and an air discharge ( 6 ).

4. Heatable respiratory air humidifier, characterized in that the humidification chamber ( 1 ) is the interior of a pot-shaped hood ( 9 ) which is placed with its opening downwards over the water container ( 7 ) standing on the heating plate ( 8 ) and is removable and sealed with the edge of the heating plate with the possible insertion of a connecting piece ( 12 ) and the hood ( 9 ) has an air supply ( 5 ) at any point on the top or side and an air discharge ( 6 ) at any other point.

5. Respiratory air humidifier according to claims 1 to 4, characterized in that the side wall ( 4 ), the lid ( 3 ) or also the hood ( 9 ) are made of a transparent material and thus the water level in the water tank ( 7 ) can be easily checked.

6. Respiratory air humidifier according to claims 1 to 5, characterized in that air guiding elements ( 10 ) are arranged on the cover ( 3 ) or on the hood ( 9 ), which swirl the introduced air on its way within the humidification chamber ( 1 ) and thus bring about better evaporation even at lower temperatures.

7. Respiratory air humidifier according to claims 1 to 5, characterized in that centering elements ( 11 ) are arranged on the side wall ( 4 ) or on the hood ( 9 ) within the humidification chamber ( 1 ), which centering elements secure a specific position for the water container ( 7 ) on the heating plate ( 8 ).

8. Respiratory air humidifier according to claims 1 to 7, characterized in that the heating plate ( 8 ) is a heat sink for a power semiconductor component which is operated as an electrical ballast and thus represents the heating element ( 2 ).