DE3242881A1

DE3242881A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines kaltgasstroms

Info

Publication number: DE3242881A1
Application number: DE19823242881
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Dipl.-Ing. 2833 Beckeln Hettgen; Dieter Dipl.-Ing. 4730 Ahlen Schmidtmeier
Original assignee: SAUERSTOFFWERK WESTFALEN AG; Sauerstoffwerk Westfalen Ag 4400 Muenster
Current assignee: WESTFALEN AG 4400 MUENSTER DE
Priority date: 1982-11-19
Filing date: 1982-11-19
Publication date: 1984-05-24
Also published as: DE3242881C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Kaltgasstroms
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung eines Kaltgasstroms, insbesondere für die Cryotherapie und auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
In der Cryotherapie werden Krankheiten durch die Anwendung von Kälte behandelt. Insbesondere stellt die Cryotherapie ein moderneS Verfahren der Rheumabehandlung dar. Für die Cryotherapie wird ein dosierter Kaltgasstrom benötigt, dem die zu behandelnden Körperteile ausgesetzt werden. Abgesehen von dieser medizinischen Anwendung ist aber auch in technischen Gebieten für verschiedene Zwecke einer Materialbehandlung und Materialbearbeitung ein Kaltgasstrom vonnöten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, durch die auf einfache Weise ein Kaltgasstrom von wohldefinierter Durchflußmenge und Temperatur erzeugt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Strom eines trockenen, nicht aggressiven Trägergases ein Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit hervorgerufen und in diesem Bereich ein eine tiefe kritische Temperatur aufweisendes, nicht aggressives Flüssiggas verdüst wird, und daß der Kaltgasstrom aus einem stromaufwärts an den Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit anschließenden Bereich herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit entnommen wird.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird das Flüssiggas infolge des mit der Strömungsgeschwindigkeitszunahme verbundenen Druckabfalls fein verdüst und schlagartig verdampft. Dadurch stellt sich in dem durch das Gemisch aus dem verdampften Flüssiggas und dem zugeführten Trägergas gebildeten Kaltgasstrom eine tiefe Temperatur ein, die beisspielsweise bei der Verwendung von Stickstoff als Flüssiggas einen Wert von bis zu etwa -1800C erreicht.Da sowohl das Trägergas als auch das Flüssiggas nicht aggressiv ist, ist die erforderliche Körper- oder #hterial#rträglichkeit sichergestellt.
Vorzugsweise ist der Feuchtigkeitsgehalt des Trägergases kleiner als 100 ppm. Bei einem derartigen Trockenheitsgrad des Trägergases werden in der Praxis -alle Schwierigkeiten, die sonst mit der Anwesenheit von Feuchtigkeit im Zusammenhang mit tiefen Temperaturen verbunden sind, sicher vermieden.
Da die Temperatur des Kaltgasstroms eine Funktion des Michungsverhältnisses zwischen dem Trägergas und dem verdampften Flüssiggas ist, kann die Temperatur sowohl durch eine Regelung der Trägergaszufuhr als auch der Flüssiggas zufuhr eingestellt werden.
Vorteilhaft wird jedoch das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeführt, daß die Temperatur des Kaltgasstroms durch eine Einstellung der Durchflußmenge des Trägergasstroms geregelt wird. Diese Art der Verfahrensführung zeichnet sich durch eine besondere Einfachheit aus, weil die Regelung der Durchflußmenge des Trägergasstroms sehr viel leichter auszuführen ist als die des auf tiefer Temperatur befindlichen Flüssiggases.
Im Hinblick auf die verwendeten Gase ist es ferner vorteilhaft, daß das Flüssiggas aus flüssigem Stickstoff besteht. Dieser ist verhältnismäßig leicht und kostengünstig verfügbar und ist, da er einen natürlichen Bestandteil der Luft bildet, hinsichtlich seiner Verträglichkeit für therapeutische Zwecke besonders bevorzugt. Aus demselben Grund ist es auch zweckmäßig, daß in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Trägergas aus Druckluft besteht.
Im Rahmen der Erfindung ist auch vorgesehen, daß das Trägergas und das Flüssiggas aus chemischen Bestandteilen der Luft bestehen, die in einem im Kaltgasstrom im wesentlichen den relativen Sauerstoffgehalt der Luft ergebenden Verhältnis zugeführt werden. Diese Ausführungsform ist deshalb von besonderer Bedeutung, weil im Unterschied zu lokalen Anwendungen des Kaltgasstroms auch solche Anwendungen von Bedeutung sind, bei denen Patienten in einer von dem Kaltgasstrom beschickten Behandlungskabine einer Ganzkörperbehandlung unterzogen werden. In diesem Fall ist der Patient in der Behandlungskabine vollständig in eine durch den Kaltgasstrom hervorgerufene Atmosphäre eingetaucht, so daß diese Atmosphäre als Atemluft dient. Eine derartige Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gerade durch die Anpassung an den relativen Sauerstoffgehalt der üblichen Atemluft unbedenklich möglich.
Im einzelnen läßt sich die vorstehende Variante des Verfahrens zweckmäßig dadurch verwirklichen, daß das Trägergas aus 50% Sauerstoff und 50% Stickstoff und das Flüssiggas aus Stickstoff besteht.
Während bei der Verwendung von reiner Druckluft als Trägergas in der Praxis ein Sauerstoffgehalt des Kaltgasstroms von nur etwa 10 bis 12% festgestellt wurde, erhält man bei dieser Ausführungsform gerade einen der L.ft entsprechenden Sauerstoffgehalt von etwa 21%.
Gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung weist eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens einen Strömungsbehälter auf, in den eine mit ihrem einen Ende an eine Trägergasleitung angeschlossene Trägergasdüse mit ihrem einen verjüngten Querschnitt aufweisenden anderen Endbereich einmündet und an den in einem Abstand von der Mündung der Trogergasdüse eine Kaltgasentnahmeleitung angeschlossen ist, sowie eine mit ihrer Austrittsöffnung in den verjüngten Endbereich der Trägergasdüse mündende, an eine Flüssiggaszuleitung angeschlossene Flüssiggasdüse.
Bei dieser erfindungsgemäß ausgestalteten Vorrichtung strömt das Trägergas über die Trägergasleitung in die Trägergasdüse ein, wobei durch deren verjüngten Querschnitt die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases erhöht wird. Das Flüssiggas wird über die Flüssiggaszuleitung und die Flüssiggasdüse dosiert in das mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit strömende Trägergas eingebracht, wobei es dort schlagartig verdampft und in dem Strömungsbehälter, der stromaufwärts der Trägergasdüse den Bereich herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit bildet, zur Einstellung der tiefen Temperatur des Kaltgasstroms führt. Dieser Kaltgasstrom kann sodann an der Kaltgasentnahmeleitung für die gewünschten cryotherapeutischen X trc$8C w 89ien werden.
Eine in baulicher Hinsicht besonders zweckmäßige Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Flüssiggasdüse durch ein an seinem einen Ende mit der Austrittsöffnung versehenes Rohr gebildet ist, das von einem die Trägergasdüse bildenden und im Bereich der Austrittsöffnung der Flüssiggasdüse den verjüngten Querschnitt aufweisenden Rohr in einem Abstand konzentrisch umgeben ist. Abgesehen von der durch diese Ausgestaltung erzielten baulichen Einfachheit herrschen dabei auch besonders günstige Strömungsverhältnisse, da die Flüssiggasdüse innerhalb der Trägergasdüse axial und damit in der Strömungsrichtung ausgerichtet ist, so daß keine den Strömungsverlauf störenden radialen Teile erforderlich sind.
Ferner ist es in diesem Zusammenhang vorteilhaft, daß die Austrittsöffnung der Flüssiggasdüse durch eine dünne axiale Bohrung einer in das Rohr stirnseitig eingeschraubten Schraube gebildet ist.
Somit ist es durch einen einfachen Austausch der Schraube leicht möglich, die Flüssiggasdüse mit einer anders kalibrierten Austrittsöffnung zu versehen und dadurch völlig andere Dosierungsverhält- nisse einzustellen.
Der Anschluß der Trägergasdüse an den Strömungsbehälter ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform sowohl im Hinblick auf einen vorteilhaften konstruktiven Aufbau als auch günstige# Strömungsverhältnisse derart ausgeführt, daß die die Flüssiggasdüse koaxial umgebende Trägergasdüse über die axiale Länge ihres den verjünqten Querschnitt aufweisenden Bereichs in das Innere des Strömungsbehälters hineinragt.
Die konstruktive Ausführung der Anschlüsse ist in einer zweckmäßigen Ausführungsform mit dem Vorteil baulicher Einfachheit derart ausgeführt, daß die Trägergasleitung radial an das die Trägergasdüse bildende Rohr und die Flüssiggaszuleitung axial an das über das Rohr der Trägergasdüse hinausragende Rohr der Flüssiggasdüse angeschlossen ist.
Eine ebenfalls in baulicher Hinsicht vorteilhafte Ausgestaltung des Strömungsbehälters besteht bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, daß der Strömungsbehälter durch einen geschlossenen Zylinder gebildet ist, an dessen einer Stirnwand die Trägergas- und die Flüssiggasdüse und an dessen anderer Stirnwand die Kaltgasentnahmeleitung in den Innenraum des Strömungsbehälters einmünden. Vorzugsweise ist der solchermaßen ausgebildete Strömungsbehälter in einer weiteren Ausgestaltung dahingehend weitergebildet, daß die die Druckluftdüse aufweisende Stirnwand an den zylindrischen Strömungsbehälter angeflanscht ist. Diese Stirnwand kann also leicht mittels des Flansches an dem Strömungsbehälter angebracht bzw. abgenommen werden, so daß sowohl die Montage erleichtert als auch bei Wartungs- arbeiten die diese Stirnwand durchsetzenden Düsen gut zugänglich gemacht werden können.
Verluste durch eine Wiedererwärmung des erzeugten Kaltgases werden erfindungsgemäß in einer vorteilhaften Ausführungsform dadurch vermieden, daß die Kaltgasentnahmeleitung mit einem wärmeisolierenden Mantel versehen ist.
Für eine vollständige Überwachung des Betriebs der Vorrichtung ist an dem die Kaltgasentnahmeleitung aufweisenden Bereich des Strömungsbehälters ein Temperaturfühler für eine Temperaturanzeigevorrichtung angeordnet. Somit kann einerseits die Temperatur des erzeugten Kaltgasstromes kontinuierlich festgestellt werden. Andererseits ist aber auch in einer weiteren Ausgestaltung dieser Ausführungsform die Trägergasleitung mit einem Durchflußmengenmesser versehen, wodurch gleichzeitig auch ein Maß für die Durchflußmenge des erzeugten Kaltgasstroms erhalten wird. Neben dieser reinen Überwachung ist jedoch vorteilhaft auch eine Steuerung dadurch möglich, daß die Trägergasleitung mit einem einstellbaren Drosselventil versehen ist. Durch dieses Drosselventil ist es also möglich, die Durchflußmenge des Trägergasstroms auf einen gewünschten Wert einzustellen.
Um ferner auch die zur Verfügung stehenden Betriebsdrücke des Trägergases und des Flüssiggases erfassen zu können, sind bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Trägergasleitung und die Flüssiggas zuleitung mit je einem Druckfühler für je ein Manometer versehen.
Zur Erhöhung der Betriebssicherheit ist vorgesehen, daß die Trägergasleitung und die Flüssiggaszuleitung mit je einem fernbetätigten Absperrventil versehen sind. Bei dieser Ausführungsform kann durch einen Schließbefehl für diese Absperrventile jederzeit eine sofortige Notausschaltung der Vorrichtung herbeigeführt werden.
Um eine leichte Handhabung der Vorrichtung im praktisch Gebrauch zu ermöglichen, ist gemäß einem weiteren Gedanken der Erfindung vorgesehen, daß der Strömungsbehälter in einem Standgehäuse gelagert ist, in dem sich die Kaltgasentnahmeleitung von dem Strömungsbehälter aus vertikal nach oben durch die obere horizontale Endwand hindurch erstreckt.
Dabei zeichnet sich in diesem Zusammenhang ein zweckmäßiger Aufbau dadurch aus, daß sich die Flüssiggaszuleitung in dem Gehäuse vom Strömungsbehälter aus bis in einem vertikalen Abstand zum Boden des Gehäuses und von dort aus horizontal und parallel zum Boden durch eine in der vertikalen Rückwand des Gehäuses vorgesehene Durchführungsöffnung erstreckt. Dieser Aufbau ist zweckmäßig dadurch weitergebildet, daß das Absperrventil in dem Gehäuse nahe der Durchführungsöffnung angeordnet ist.
Im Hinblick auf einen einfachen Aufbau sowie auch auf eine leicht durchzuführende Betriebsüberwachung der Vorrichtung ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ferner vorgesehen, daß der Durchflußmengenmesser in einer sich mit ihrer Längsseite vertikal erstreckenden, rechteckigen Ausnehmung einer vertikalen Seitenwand des Gehäuses angeordnet ist. Diese Anordnung des Durchflußmengen- messers ermöglicht eine leichte Überwachung durch eine die Vorrichtung betreibende Bedienungsperson.
Als baulich zweckmäßig erweist es sich auch, daß sich die Trägergasleitung von einer nahe dem Boden des Gehäuses vorgesehenen Durchführungsöffnung im Inneren des Gehäuses zum vertikal unteren Anschluß ende des Durchflußmengenmessers erstreckt, sowie vom vertikal oberen Anschlußende des Durchflußmengenmessers ein Stück horizontal, dann in einem Abstand zum Durchflußmengenmesser vertikal nach unten und in einem Abstand parallel zum Boden bis zur Trägergasdüse. Ferner ist in diesem Zusammenhang zweckmäßig das einstellbareDro:sselventil in dem Gehäuse unmittelbar oberhalb des Durchflußmengenmessers angeordnet, wobei ein der Einstellung dienendes Betätigungsorgan aus dem Gehäuse-herausragt. Durch diese Anordnung ist es möglich,- daß während der Einstellung des Betätigungsorgans für das Drosselventil gleichzeitig der Durchflußmengenmesser leicht beobachtet werden kann.
Schließlich ist zur Erleichterung der Überwachung und Steuerung der Vorrichtung auch noch vorgesehen, daß auf der oberen horizontalen Endwand des Standgehäuses ein Anzeige- und Bedienungspult ausgebildet ist, an dem die Manometer, die Temperaturanzeigevorrichtung und die Bedienungsschalter für die Absperrventile an-.
geordnet sind. Die gesamte Vorrichtung ist dadurch sehr übersichtlich und leicht zu handhaben.
Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, in der eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie anhand deren Betriebsweise auch der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die Zeichnung, auf die bezüglich aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, näher erläutert ist. Hierin zeigen: Fig. 1 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Kaltgasstroms bei abgenommener Frontwand und Fig. 2 eine Schnittansicht einer in der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung vorgesehenen kombinierten Trägergas- und Flüssiggasdüse.
Gemäß Fig. 1 ist ein aus einem rechteckigen horizontalen Boden 1, zwei sich von den kürzeren Rechteckseiten des Bodens 1 aus vertikal nach oben erstreckenden, rechteckigen Seitenwänden 2, 3, einer sich von der einen längeren Rechteckseite des Bodens 1 aus vertikal nach oben erstreckenden rechteckigen Frontwand und einer sich von der anderen längeren Rechteckseite des Bodens 1 aus vertikal nach oben erstreckenden rechteckigen Rückwand 4 und einer am oberen Ende der Seitenwände 2, 3, der Frontwand und der Rückwand sich parallel zum Boden 1 erstreckenden oberen Endwand 5 gebildetes Standgehäuse 6 durch eine sich nahe der oberen Endwand 5 und parallel zu ihr erstreckende Trennwand 7 unterteilt. Die Frontwand des Standgehäuses 6 ist in der Darstellung von Fig. 1 abgenommen. Das Standgehäuse 6 ist an der Unterseite des Bodens 1 im Bereich seiner vier Ecken mit vier Rädern/#ersehen.
Ein im Inneren des Gehäuses 6 vorgesehener Strömungsbehälter 9 besteht aus einem mit seiner Achse vertikal angeordneten Zylinder, dessen vertikale obere Stirnwand 10 fest mit dem Zylindermantel 11 verbunden und dessen vertikal untere Stirnwand 12 an einen Flansch 13 des Zylindermantels 11 angesetzt ist. In die obere Stirnwand 10 mündet außermittig ein kurzer, sich vertikal nach oben erstreckender Rohrstutzen 14 an den mittels einer Schraubmuffe 15 eine sich ebenfalls vertikal nach oben erstreckende Kaltgasentnahmeleitung 16, die mit einem wärmeisolierenden Mantel 17 versehen ist, angeschloss-en ist.
Die Kaltgasentnahmeleitung 16 ist mit ihrem wärmeisolierenden Mantel 17 in zwei vertikal übereinanderliegenden Durchführungen 18, 19 festgehalten, die in einem außerhalb der Mitte gelegenen Flächenbereich der Trennwand 7 bzw. der oberen Endwand 5 ausgebildet sind.
Der Strömungsbehälter 9 ist über eine in seiner unteren Stirnwand 12 vorgesehene mittige Bohrung an eine mit einer Flüssiggasdüse 20 kombinierte Trägergasdüse 21 angeschlossen. Wie im einzelnen aus Fig. 2 hervorgeht, besteht die Flüssiggasdüse 20 aus einem vertikal angeordheten Rohr 22, das an seinem vertikal oberen Ende mit einer kalibrierten Austrittsöffnung versehen ist. Diese Austrittsöffnung ist durch eine dünne axiale Bohrung einer am vertikal oberen Ende stirnseitig dicht in das Rohr 22 eingedrehten Schraube 23 definiert.
Die Flüssiggasdüse 20 ist in einem radialen Abstand von einem die Trägergasdüse 21 bildenden koaxialen Rohr 24 umgeben, dessen in den Strömungsbehälter 9 mündender Endbereich 25 einen verjüngten Innenquerschnitt aufweist. Die Austrittsöffnung der Flüssiggasdüse 20 ist dabei etwa in der Mitte der axialen Längserstreckung des verjüngten Endbereichs 25 angeordnet. Das Rohr 24 ragt etwa über die gesamte Länge des verjüngten Endbereichs 25 in das Innere des Strömungsbehälters 9 hinein und ist an seiner äußeren Mantelfläche in der Bohrung der unteren Stirnwand 12 geführt und fest mit dieser verbunden.
Wie weiter aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist das die Trägergasdüse 21 bildende Rohr 24 an seinem dem verjüngten Bereich 25 entgegengesetzten, aus dem Strömungsbehälter 9 herausragenden Ende mittels einer Überwurfmutter 27 abgeschlossen, durch die jedoch das die Flüssiggasdüse bildende Rohr 22 vertikal nach unten hindurchgeführt ist und sich in einer Flüssiggaszuleitung 28 fortsetzt. Die Flüssiggaszuleitung 28 ist in einem vertikalen Abstand vom Boden 1 des Gehäuses 6 horizontal abgebogen und erstreckt sich senkrecht zur Zeichenebene von Fig 1 nach hinten zu einer in der Rückwand 4 vorgesehenen Durchführung 29. In der Durchführung 29 ist zwischen der Flüssiggas zuleitung 28 und der Rückwand 4 eine Wärmeisolierung 30 angeordnet. Es ist zu beachten, daß der Strömungsbehälter 9 bei dieser Anordnung allein durch die gegenüber dem Gehäuse 6 wärmeisoliert abgestützte Flüssiggas zuleitung 28 sowie die ebenfalls gegenüber dem Gehäuse 6 wärmeisoliert abgestützte Kaltgasentnahmeleitung 16 aufgehängt ist, so daß kein Wärmeübergang auf das Gehäuse 6 stattfindet Kurz oberhalb der Überwurfmutter 27 ist an das die Trägergasdüse 21 bildende Rohr 24 radial eine Trägergasleitung 31 angeschlossen, die sich parallel zum Boden 1 in Richtung der Seitenwand 2 erstreckt.
In einem Abstand von# der Seitenwand 2 ist die Trägergasleitung 31 vertikal nach oben abgebogen und erstreckt sich in dieser Richtung bis nahe an die Zwischenwand 7, wo die Trägergasleitung 31 nach einer weiteren Abbiegung parallel zur Zwischenwand 7 in Richtung auf die Seitenwand 2 verläuft und kurz vor der Seitenwand 2 nochmals vertikal nach unten abgebogen und mit dem nach unten gerichteten Leitungsstück an ein einstellbares Drosselventil 32 angeschlossen ist, dessen der Einstellung der Durchflußmenge dienendes Betätigungsorgan 33 durch die Seitenwand 2 hindurch aus dem Gehäuse 6 nach außen ragt und dort mit einem Betätigungsgriff 34 versehen ist.
Der andere Anschluß des Drosselventils 32 ist mitttelbar benachbarten oberen Anschluß eines Durchflußmengenmessers 35 verbunden, der an der Seitenwand 2 angeordnet ist und durch eine sich mit ihrer Längsseite vertikal erstreckende, rechteckige Ausnehmung der Seitenwand 2 aus dem Gehäuse 6 herausragt. Schließlich erstreckt sich die Trägergasleitung 31 von dem zum oberen Anschluß vertikal entgegengesetzten unteren Anschluß des Durchflußmengenmessers 35 um ein kurzes Stück vertikal nach unten und ist dann senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 nach hinten zur Rückwand 4 des Standgehäuses 6 geführt.
Ein beispielsweise durch ein elektrisches Signal fernbetätigtes Absperrventil/{sfit in dem von dem Rohr 24 radial ausgehenden Ast der Trägergasleitung 31 angeordnet. Ein ebensolches Absperrventil (nicht dargestelt) ist auch in dem zur Durchführung 29 weisenden horizontalen Ast der Flüssiggaszuleitung 28 angeordnet. Außerdem ist der vertikale Ast der Flüssiggaszuleitung 28 mit einem Druckfühler 37 versehen. Ebenso ist ein weiterer Druckfühler 38 in dem an den unteren Anschluß des Durchflußmengenmessers 35 angeschlossenen Ast der Trägergasleitung 31 vorgesehen. Schließlich ist in den Zylindermantel 11 des Strömungsbehälters 9 nahe der oberen Stirnwand 10 ein Temperaturfühler 39 eingesetzt.
Auf die obere Endwand 5 des Gehäuses 6 ist ein Bedienungspult 40 aufgesetzt, dessen in der Zeichnungsebene der Fig. 1 zum Betrachter weisende Frontplatte 41 unter einem spitzen Winkel nach hinten geneigte ist. In dieser Frontplatte 41 ist eine von dem Temperaturfühler 39 gesteuerte Temperaturanzeigevorrichtung 42 angeordnet, sowie zwei von den Druckfühlern 37 und 38 gesteuerte Manometer 43 bzw. 44 und Betriebs-bzw. Notausschalter 45, durch deren Betätigung der Betrieb der Absperrventile 36 gesteuert ist.
Im Betrieb wird die Flüssiggas zuleitung 28 mit einem eine tiefe kritische Temperatur aufweisenden, nicht aggressiven Flüssiggas, wie beispielsweise Stickstoff, beschickt, während mittels der Trägergasleitung 31 ein durch das Drosselventil 32 in seiner Durchflußmenge eingestellter und mittels des Durchflußmengenmessers 35 überwachter Strom eines trockenen, nicht aggressiven Trägergases zugeführt wird. Das Flüssiggas, dessen Dosierung vom Düsenvordruck der Flüssiggasdüse abhängt, wird wegen der in der Trägergasdüse 21 auftretenden Zunahme der Strömungsgeschwindigkeit und des damit verbundenen Druckabfalls fein verdüst und schlagartig verdampft. Hierdurch entsteht in dem Strömungsbehälter 9 ein Kaltgasstrom, der den Strömungsbehälter 9 über die isolierte Kaltgasentnahmeleitung 16 mit einer Temperatur von bis zu -1800C verlä#t.Die Regelung der Temperatur des Kaltgasstroms erfolgt dabei durch eine Einstellung der Durchflußmenge des Trägergasstroms.
Um bei den auftretenden tiefen Temperaturen Störungen durch Feuchtigkeit zu vermeiden, wird das Trägergas trocken zugeführt. Die Praxis hat gezeigt, daß bei einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 100 ppm ein einwandfreier Verfahrensablauf erhalten wird.
In der Cryotherapie ist einerseits die lokale Anwendung des Kaltgasstroms an verschiedenen Körperteilen von Bedeutung. In diesem Fall stellt Druckluft ein geeignetes Trägergas dar. Allerdings ist in diesem Fall bei der Verwendung von Stickstoff als Flüssiggas der Sauerstoffanteil des Kaltgasstroms auf 10 bis 12% herabgesetzt. Deshalb wird für die Zwecke einer Ganzkörperbehandlung, bei der einer oder mehrere Patienten in einer geschlossenen Kabine dem Kaltgasstrom ausgesetzt werden, als Trägergas ein synthetisches Gas angewendet, das zusammen mit dem verwendeten Flüssiggas in dem erzeugten Kaltgasstrom einen der Atemluft entsprechenden Sauerstoffanteil aufweist. Bei der Verwendung von Stickstoff als Flüssiggas wird beispielsweise durch die Verwendung eines aus 50% Sauerstoff und 50% Stickstoff bestehenden Trägergases ein den natürlichen Sauerstoffgehalt von 21% aufweisender Kaltgasstrom erzielt.
Dagegen spielt die Einstellung des Kaltgasstroms auf eine der Atemluft entsprechende Zusammensetzung bei technischen Anwendungen i.a. keine Rolle, weil dort lediglich ein Materialteil zu dessen Behandlung und Bearbeitlng dem Kaltgasstrom ausgesetzt wird.
Bezugszeichenaufstellung Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Kaltgasstroms 1 Boden 2 Seitenwand 3 Seitenwand 4 Rückwand 5 obere Endwand 6 Standgehäuse 7 Trennwand 8 Räder 9 Strömungsbehälter 10 obere Stirnwand 11 Zylindermantel 12 untere Stirnwand 13 Flansch 14 Rohrstutzen 15 Schraubmuffe 16 Kaltgasentnahmeleitung 17 wärmeisolierender Mantel 18 Durchführung 19 Durchführung 20 Flüssiggasdüse 21 Trägergasdüse 22 Rohr 23 Schraube 24 Rohr 25 verjüngter Endbereich 26 äußere Mantelfläche 27 Überwurfmutter 28 Flüssiggaszuleitung 29 Durchführung 30 Wärmeisolierung 31 Trägergasleitung 32 Drosselventil 33 Betätigungsorgan 34 Betätigungsgriff 35 Durchflußmengenmesser 36 Absperrventil 37 Druckfühler 38 Druckfühler 39 Temperaturfühler 40 Bedienungspult 41 Frontplatte 42 Temperaturanzeigevorrichtung 43 Manometer 44 Manometer 45 Schalter

Claims

P atentansprü che < Verfahren zur Erzeugung eines Kaltgasstroms'~b#1SeOfldreyroetherapie, dadurch gekennzeichneu, daß in einem Strom eines trockenen, nichtaggressiven Trägergases ein Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit hervorgerufen und in diesem Bereich ein eine tiefe kritische Temperatur aufweisendes, nichtaggressives Flüssiggas verdüst wird,und daß der Kaltgasstrom aus einem stromaufwärts an den Bereich erhöhter Strömungsgeschwindigkeit anschließenden Bereich herabgesetzter Strömungsgeschwindigkeit entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Trägergases kleiner als 100 ppm ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Kaltgasstroms durch eine Einstellung der Durchflußmenge des Trägergasstroms geregelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssiggas aus flüssigem Stickstoff besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas aus Druckluft besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas und das Flüssiggas aus chemischen Bestandteilen der Luft bestehen, die in einem im Kaltgasstrom im wesentlichen den relativen Sauerstoffgehalt der Luft ergebenden Verhältnis zugeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas aus 50% Sauerstoff und 50% Stickstoff und das Flüssiggas aus Stickstoff besteht.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch einen Strömungsbehälter (9), in den eine mit ihrem einen Ende an eine Trägergasleitung (31) angeschlossene Trägergasdüse (21) mit ihrem einen verjüngten Querschnitt aufweisenden anderen Endbereich (25) einmündet und an den in einem Abstand von der Mündung der Trägergasdüse (21) eine Kaltgasentnahmeleitung (16) angeschlossen ist, und durch eine mit ihrer Austrittsöffnung in den verjüngten Endbereich (25) der Trägergasdüse (21) mündende, an eine Flüssiggaszuleitung (28) angeschlossene Flüssiggasdüse (20).
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssiggasdüse (20) durch ein an seinem einen Ende mit der Austrittsöffnung versehenes Rohr (22) gebildet ist, das von einem die Trägergasdüse (21) bildenden und im Bereich der Austrittsöffnung der Flüssiggasdüse (20) den verjüngten Querschnitt aufweisenden Rohr (24) in einem Abstand konzentrisch umgeben ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (20) durch eine dünne axiale Bohrung einer in das Rohr (22) stirnseitig eingeschraubten Schraube (23) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Flüssiggasdüse (20) koaxial umgebende Trägergasdüse (21) über die axiale Länge ihres den verjüngten Querschnitt aufweisenden Bereichs (25) ins Innere des Strömungsbehälters (9) hineinragt.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasleitung (31) radial an das die Trägergasdüse (21) bildende Rohr (24) und die Flüssiggaszuleitung (28) axial an das über das Rohr (24) der Trägergasdüse (21) hinausragende Rohr (22) der Flüssiggasdüse (20) angeschlossen ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsbehälter (9) durch einen geschlossenen Zylinder gebildet ist, an dessen einer Stirnwand.(12) die Trägergas-und die Flüssiggasdüse (21,20) und an dessen anderer Stirnwand (10) die Kaltgasentnahmeleitung (16) in den Innenraum des Strömungsbehälters (9) einmünden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trägergasdüse (21) aufweisende Stirnwand (12) an den zylindrischen Strömungsbeälter (9) angeflanscht ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaltgasentnahmeleitung (16) mit einem wärmeisolierenden Mantel (17) versehen ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß an dem die Kaltgasentnahmeleitung (16) aufweisenden Bereich des Strömungsbehälters (9) ein Temperaturfühler (39) für eine Temperaturanzeigevorrichtung (42) angeordnet ist.
17. uorflchtung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasleitung (31) mit einem Durchflußmengenmesser (35) versehen ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasleitung (31) mit einem einstellbaren Drosselventil (32) versehen ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasleitung (31) und die Flüssiggaszuleitung (28) mit je einem Druckfühler (38, 37) für je ein Manometer (44, 43) versehen ist.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägergasleitung (31) und die Flüssiggaszuleitung (28) mit je einem fernbetätigten Absperrventil (36) versehen sind.
21. Vorrichtunq nach einem der Ansprüche 5 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsbehälter (9) in einem Standgehäuse (6) gelagert ist, in dem sich die Kaltgasentnahmeleitung (16) von dem Strömungsbehälter (9) aus vertikal nach oben durch die obere horizontale Endwand (5) hindurch erstreckt.
22.Vorrichtung#ach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Flüssiggaszuleitung (28) in dem Gehäuse (6) vom Strömungsbehälter (9) aus bis in einem vertikalen Abstand zum Boden (1) des Gehäuses (6) und von dort aus horizontal und parallel zum Boden (1) durch eine in der vertikalen Rückwand (4) des Gehäuses (6) vorgesehene Durchführungsöffnung (29) erstreckt.
23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Absperrventil in dem Gehäuse (6) nahe der Durchführungsöffnung (29) angeordnet ist.
24.Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmengenmesser (35) in einer sich mit ihrer I,ängsseite vertikal erstreckenden, rechteckigen Ausnehmung einer vertikalen Seitenwand (2) des Gehäuses (6) angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Trägergasleitung (31) von einrnahe dem Boden (1) des Gehäuses (6) vorgesehen nen Durchführungsöffnung im Inneren des Gehäuses (6) zum vertikal unteren Anschlußende des Durchflußmengenmessers (35) erstreckt, sowie vom vertikal oberen Anschlußende des Durchflußmengenmessers (35) ein Stück horizontal, dann in einem Abstand zum Durchflußmengenmesser (35) vertikal nach unten und in einem Abstand parallel zum Boden (1) bis zur Trägergasdüse (21).
26. Vorrichtung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Drosselventil (32) in dem Gehäuse (6) unmittelbar oberhalb des Durchflußmengenmessers (35) angeordnet ist, wobei ein der Einstellung dienendes Betätigungsorgan (33) aus dem Gehäuse (6) herausragt.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß auf der oberen horizontalen Endwand (5) des Standgehäuses (6) ein Anzeige- und Bedienungspult (40) ausgebildet ist, an dem die Manometer (44, 43), die Temperaturanzeigevorrichtung (42) und die Bedienungsschalter (45) für die Absperrventile (36) angeordnet sind.