DE3710861C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Inkubator zur Aufnahme von Früh- und Neugeborenen mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der FR 3 73 767 ist ein gattungsgemäßer Inkubator bekannt, der unterhalb des Aufnahmeteils für das Früh- und Neugeborene einen Warmwasser-Wärmetauscher besitzt, an dem die Umgebungsluft mittels natürlicher Konvektion entlang geführt und dadurch angewärmt und in den Inkubatorinnenraum geleitet wird. Der Wärmetauscher ist mit einem Wärmespeicher verbunden, in welchem das abgekühlte Wasserreservoir je nach Erfordernis über einen steuerbaren Gasbrenner wieder angewärmt werden kann. Der Wärmespeicher befindet sich außerhalb des eigentlichen Inkubatorgehäuses.

Bei dem bekannten Inkubator ist die Effizienz der Anwärmung des Inkubatorinnenraums unzureichend, weil eine relativ geringe Luftmenge angewärmt werden kann, die zudem immer neu aus der vergleichsweise kühlen Umgebung angesaugt wird. Durch die fehlende Isolation, insbesondere des außerhalb des Inkubators befindlichen Wärmespeichers, ist die Aufrechterhaltung einer gewünschten Inkubatortemperatur mit hohen Energieverlusten verbunden.

Ein weiterer bekannter Inkubator nach der DE 31 19 213 A1 besitzt einen Latentwärme-Speicher, der aus einer Substanz besteht, welche nach Erwärmung über ihren Schmelzpunkt während ihrer Erstarrung eine entsprechende Umwandlungs-(Latent-)Wärme an das Innenabteil abgibt, in welchem das Früh- oder Neugeborene aufgenommen werden soll. Die Latentwärme-Speicher befinden sich in einem oder mehreren Behältern, welche in einen rückwärtigen Konvektionskanal eingebaut sind, so daß eine natürliche Zirkulation der Innenluft im Inkubatorabteil aufrechterhalten wird, solange die Latentwärme abgegeben wird. Zur Regulierung der Konvektionsströmung ist im Zuge des Konvektionskanals eine verstellbare Drosselklappe vorgesehen.

Bei dem bekannten Inkubator besitzt der in dem Konvektionskanal eingesetzte Wärmespeicher die unerwünschte Eigenschaft, daß sie während des Erstarrungsvorganges die entsprechend freiwerdende Wärmemenge selbst dann ständig an seine Umgebung abgibt, wenn der Konvektionskanal durch die Drosselklappe verschlossen bleibt. Es findet dann zwar keine Konvektionsströmung innerhalb des Inkubatorabteils statt, jedoch werden durch die ständig abgegebene Wärme im Konvektionskanal die entsprechenden Inkubatorwände und die angrenzenden Abteilseitenwände angewärmt. Dadurch entsteht insbesondere bei länger andauernden Aufenthalten der Früh- und Neugeborenen im Inkubator eine unerwünschte Aufheizung des Innenraumabteils, insbesondere dann, wenn höhere Außentemperaturen ein sofortiges Beenden der Wärmezufuhr erforderlich machen würden. Wegen der für eine Erwärmung des Inkubatorabteils erforderlichen hohen Wärmekapazität der Wärmespeicher dauert es in solchen Fällen zu lange, bis eine Abkühlung auf eine gewünschte Temperatur erreicht worden ist. Außerdem sind nur solche Substanzen als Wärmespeicher verwendbar, deren Erstarrungstemperatur annähernd mit der Betriebstemperatur des Inkubators übereinstimmt. Dadurch wird die Auswahl sehr eingeengt. Substanzen mit wesentlich höheren Erstarrungstemperaturen sind nicht verwendbar, obwohl sie u. U. hinsichtlich Korrosionsverhalten, Stabilität, Wirksamkeit, Hantierbarkeit und Preiswürdigkeit interessant wären.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Inkubator der genannten Art so zu verbessern, daß eine auf sich ändernde Umgebungsbedingungen besser anpaßbare und von der Speichertemperatur unabhängige Temperaturregelung im Abteil möglich wird und daß bei Überschreiten einer Solltemperatur die Wärmeabgabe unterdrückt wird.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt bei einem gattungsgemäßen Inkubator mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei Bedarf kann nunmehr der Wärmespeicher von dem Wärmetauscher thermisch getrennt werden, so daß einerseits die Latentwärme weiterhin gespeichert bleibt und dann für spätere Zwecke einsetzbar ist und andererseits eine wirksame Wärmeabgabe an das Inkubatorabteil unterdrückt werden kann. Dadurch wird die Bereitschaftszeit und die Einsatzdauer des Inkubators verlängert, was besonders dann von Bedeutung ist, wenn er als Transportinkubator eingesetzt wird, der ohne äußere Energieversorgung über mehrere Stunden betriebsbereit sein muß. Durch die thermische Drosselmöglichkeit zwischen Wärmespeicher und Wärmetauscher können Wärmetauscher und Inkubatorabteil auf einem Temperaturniveau betrieben werden, das unterhalb der Arbeitstemperatur (Erstarrungstemperatur) des Wärmespeichers liegt. Dadurch können Speichersubstanzen ohne Rücksicht auf ihre höhere Betriebstemperatur herangezogen werden, die in ihren sonstigen Eigenschaften Vorteile bieten.

Ein besonders günstiger Anbringungsort für den Wärmespeicher bietet sich hinter einem Wandteil des Abteils an. Von dort aus ist der Wärmespeicher leicht zugänglich, ohne daß ein Zugang zum Inkubatorinnenraum erforderlich wäre.

Zweckmäßigerweise ist der Wärmetauscher im rückwärtigen Bereich des Abteils angeordnet, wo er in einem Konvektionsschacht für die anzuwärmende Innenraumluft aufgenommen sein kann.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung des Inkubators besteht darin, daß der Wärmespeicher aus einem Gehäuse besteht, in welchem sich ein die Latentwärme speichernder Kern befindet, der mit einer Flüssigkeit bzw. einem Flüssigkeits-Dampf-Gemisch umgeben ist. Ein Auslaß des Gehäuses ist über ein steuerbares Ventil mit dem Wärmetauscher verbunden, so daß die erwärmte Flüssigkeit bei geöffnetem Ventil mit dem Wärmetauscher kommuniziert. Dabei kann der Wärmetauscher über nur eine Leitung oder über Hin- und Rückleitung angeschlossen sein, wobei der Austausch der Flüssigkeit dann entweder in Gegenströmung oder im Kreislauf erfolgt. Besonders wirksamer Wärmetransport ist bei Verwendung einer niedrigsiedenden Flüssigkeit, z. B. fluorierten Kohlenwasserstoffen, gegeben. Die freiwerdende Latentwärme bringt dann die Flüssigkeit zum Sieden, so daß in den Wärmetauscher erhitzter Dampf eintritt, der unter Abgabe von Kondensationswärme an den Wänden kondensiert und in das Gehäuse zurückfließt.

Es ist vorteilhaft, den Kern beheizbar auszubilden, so daß nach seiner Erstarrung ein erneutes Aufheizen möglich ist und der Inkubator für einen weiteren Betrieb wieder einsetzbar ist. Damit entfällt ein Auswechseln des erstarrten Kerns gegen einen schon im voraus zu erwärmenden frischen Kern. Besonders während der Bereitschaftszeit kann durch ständige Beheizung der Kern über seiner Schmelztemperatur gehalten werden, so daß die freiwerdende Latentwärme ausschließlich für die Einsatzzeit des Inkubators zur Verfügung stehen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden näher erläutert.

Die einzige Figur zeigt einen Inkubator im Schnitt, in dessen Gehäuse (1) zwischen seiner Rückwand (2) und einer vertikalen Seitenwand (3) einer Liegefläche (4) ein Wärmetauscher (5) eingebracht ist. Die horizontale Liegefläche (4) ist in räumlichem Abstand zum Gehäuseboden (6) des Inkubators angeordnet, unter dem sich ein mit wärmedämmendem Material (21) gefüllter Speicherraum (7) für einen Wärmespeicher (8) befindet. Der Wärmespeicher (8) besteht aus einem Speichergehäuse (9), welches eine Flüssigkeit (10) enthält, in welche ein die Latentwärme abgebender Wachskern (11) eingelassen ist. Über eine Heizung (12), die an ein Heizaggregat (13) angeschlossen ist, ist der Wachskern (11) aufheizbar. Das Speichergehäuse (9) besitzt einen Auslaß (14), der über ein steuerbares Ventil (15) mit dem Wärmetauscher (5) in Verbindung steht. Das Abteil (16), in dem sich die Liegefläche (4) befindet, ist von der Umgebung mit einer an einem Gelenk (17) gehaltenen Klappe (18) zugänglich.

Bei erwärmtem Wachskern (11) wird dessen latente Wärme an die Flüssigkeit (10) abgegeben, so daß sie im Wärmetauscher (5) in Richtung der dargestellten Pfeile strömt und ihre Wärme an die Luft im Konvektionsschacht (19) abgibt. Die so erwärmte Luft strömt in natürlicher Konvektion in das Abteil (16) und wird durch den Zwischenraum zwischen Liegefläche (4) und Gehäuseboden (6) zum Konvektionsschacht (19) zurückgeführt. Je nach Lufttemperatur-Sollwert, der an einem Thermostat (20) eingestellt werden kann, welcher sich im Bereich des Abteils (16) befindet, wird das Ventil (15) mehr oder weniger geöffnet. Ist wegen erhöhter Außentemperatur ein weiteres zusätzliches Aufheizen des Abteils (16) unnötig, kann durch völliges Schließen des Ventils (15) die Wärmezufuhr in den Wärmetauscher (5) unterbrochen werden, der dann schnell abkühlt, jedoch jederzeit wegen der immer noch im Wärmespeicher (8) verbleibenden Latentwärme zum Einsatz gebracht werden kann.

Claims (4)

1. Inkubator zur Aufnahme von Früh- und Neugeborenen in einem Abteil, welches durch Wärmeabgabe von einem Wärmetauscher erwärmbar ist, der seinerseits an einen beheizbaren Wärmespeicher angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher als ein Latentwärmespeicher (8) ausgebildet und in einem eigenen, von dem Abteil (16) und der Umgebung wärmeisolierten Speicherraum (7) untergebracht ist, und daß der Wärmespeicher (8) mit dem im Abteil (16) aufgenommenen, steuerbaren Wärmetauscher (5) verbunden ist, welcher sich in direktem thermischen Kontakt zu der im Abteil (16) befindlichen Luft befindet.

2. Inkubator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (8) hinter einem Wandteil (6) des Abteils (16) untergebracht ist.

3. Inkubator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (5) in einem im rückwärtigen Bereich des Abteils (16) befindlichen Konvektionsschacht (19) aufgenommen ist.

4. Inkubator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher (8) einen die Latentwärme speichernden Kern (11) enthält, der von einer Flüssigkeit (10) bzw. Flüssigkeits-Dampf-Gemisch umspült ist, welche aus einem mit einem steuerbaren Ventil (15) versehenen Auslaß (14) eines Speichergehäuses (9) in den Wärmetauscher überleitbar ist.