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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Verdampfer gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Das Handbuch „Halothane Vaporizer 950, Enflurane
Vaporizer 951, Isoflurane Vaporizer 952" beschreibt einen derartigen Verdampfer.
Der Verdampfer enthält
einen Gasflussdurchgang für
ein Gas, eine Kammer für
flüssiges
Narkosemittel und eine justierbare Drossel. Eine Öffnung ist
zwischen dem Gasflussdurchgang und der Kammer stromaufwärts von
der justierbaren Drossel angeordnet. Stromabwärts von der justierbaren Drossel
ist eine Kapillarröhre
angeordnet mit einem Düsenende,
das in den Gasflussdurchgang mündet,
und dem anderen Ende, das in das flüssige Narkosemittel in der
Kammer eintaucht.
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Das Auflegen eines Gasflusses verursacht einen
Druckabfall über
der justierbaren Drossel. Der höhere
Druck stromaufwärts
von der Drossel wird durch die Öffnung
in die Kammer geleitet und übt
einen Druck auf die Oberfläche
der Flüssigkeit
aus, der die Flüssigkeit
in die Kapillarröhre
drückt.
Die Flüssigkeit
wird dann aus der Düse
herausgespritzt in das in dem Gasflussdurchgang fließende Gas
und wird verdampft.
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Der Druckabfall über der Drossel hängt von der
Einstellung der Drossel ab und steuert die Flüssigkeitsabgabe. Ändern der
Drosseleinstellung ermöglicht
es, verschiedene Konzentrationen von Narkosemittel in dem Gas zu
erzielen.
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Der bekannte Ventilator hat eine
Genauigkeit von 10% des eingestellten Wertes, was eine Genauigkeit
ist, die für
alle Anwendungen in Verbindung mit Narkose ausreichend ist. Jedoch
hat der bekannte Verdampfer gewisse Nachteile.
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Ein Nachteil ist, dass jedes Mal,
wenn ein Gasfluss zu dem Verdampfer gesendet wird, um Narkosemittel
abzugeben, zuerst der Arbeitsdruck in dem Verdampfer aufgebaut werden
muss. Das verursacht eine geringe aber nicht desto trotz messbare Verzögerung bei
der Abgabe. Darüber
hinaus muss die Kammer mit Gas gefüllt werden, bevor irgend ein Druck
auf die Oberfläche
der Flüssigkeit
ausgeübt werden
kann. Ein kleiner Verlust an Gasvolumen tritt auf, wenn die Kammer
nur eine kleine Flüssigkeitsmenge
enthält.
Dieser Verlust beeinflusst die Konzentration des abgegebenen Narkosemittels.
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Auch wenn diese Nachteile nur einen
geringen, praktisch unbedeutenden Einfluss auf die Verdampferfunktion
haben, wären
zusätzliche
funktionelle Verbesserungen trotzdem wünschenswert.
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Ein anderer Nachteil des bekannten
Verdampfers ist, dass er nicht für
die Verwendung mit allen üblichen
Narkosemitteln geeignet ist. Als ein Ergebnis seines niedrigen Siedepunktes
ist das Narkosemittel Desfluran besonders ungeeignet für die Verwendung
in dem bekannten Verdampfer.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es,
einen Verdampfer zu schaffen, der die vorab erwähnten Probleme löst.
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Ein derartiger Verdampfer wird gemäß der Erfindung
dadurch erzielt, dass der Verdampfer ausgebildet ist, wie es im
kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben ist.
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Vorteilhafte Verbesserungen des Verdampfers
gemäß der Erfindung
ergeben sich aus den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen.
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Die Probleme werden im wesentlichen
gelöst,
wenn der Verdampfer mit einem Auslassventil ausgebildet ist, das
durch den Druck stromaufwärts von
der Drossel (die vorteilhafterweise justierbar ist) gesteuert wird.
Auf diese Art werden Druckvariationen auf der Einlassseite der Drossel
vermieden. Statt dessen werden Druckabfälle auf der Ausgangsseite für die Abgabe
der Flüssigkeit
ausgenutzt. Wenn die Drosseleinstellung geändert wird, um die abgegebene
Menge zu steigern, wird der erforderliche Anstieg des Druckabfalls
hauptsächlich
durch einen Druckabfall stromabwärts
von der Drossel und nur durch einen geringen Druckanstieg stromaufwärts von
der Drossel erzielt.
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Das vermeidet die Notwendigkeit,
einen Arbeitsdruck aufzubauen, bevor Gas abgegeben wird. Darüber hinaus
wird nur eine kleine Steigerung der Gasmenge in der Kammer, verteilt über eine
längere Zeitdauer,
benötigt
werden. Im Gegensatz dazu muss in dem bekannten Verdampfer die gesamte Kammer
jedes Mal, wenn Gas zugeführt
wird, auf den Arbeitsdruck gefüllt
werden.
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Anstelle einer justierbaren Drossel
kann eine feste Drossel in Kombination mit einem Bypassfluss vorbei
an dem Verdampfer verwendet werden.
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Ein weiterer Vorteil ist, dass der
Arbeitsdruck des Verdampfers (in absoluten Größen) von etwa 1 bar auf zumindest
1.7 bar erhöht
werden kann. Diese Erhöhung
bedeutet, dass Desfluran auch verwendet werden kann, da der höhere (konstante)
Druck den Siedepunkt von Desfluran erhöht.
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Es wäre besonders vorteilhaft, wenn
dem Gasdruck stromaufwärts
von der Drossel gestattet würde,
direkt das Auslassventil zu beeinflussen, um es zu regeln.
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Ausführungsbeispiele des Verdampfers
gemäß der Erfindung
werden unten detaillierter unter Bezug auf die Figuren beschrieben,
in denen
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1 ein
erstes Ausführungsbeispiel
des Verdampfers gemäß der Erfindung
zeigt und
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2 ein
zweites Ausführungsbeispiel
des Verdampfers gemäß der Erfindung
zeigt.
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1 zeigt
ein erstes Ausführungsbeispiel des
Verdampfers 2 gemäß der Erfindung.
Der Verdampfer 2 hat einen Einlass 4 für Gas und
einen Auslass 6 für
Gas und abgegebenes Narkosemittel.
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Die gewünschte Dosis (Konzentration)
dass Narkosemittels wird mit einem Steuergerät 8 eingestellt.
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Der Verdampfer 2 hat auch
eine Kammer 10 für
ein Narkosemittel 12 und einen Gasflussdurchgang 14.
Eine justierbare Drossel 16 ist in dem Gasflussdurchgang 14 angeordnet.
Das Steuergerät 8 wirkt
in diesem Ausführungsbeispiel
direkt auf die justierbare Drossel 16. Wenn Gas durch den
Gasflussdurchgang 14 fließt, bildet sich ein Druckabfall über der
justierbaren Drossel 16.
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Eine erste Verbindung 17 zwischen
dem Gasflussdurchgang 14 und der Kammer 10 ist
stromaufwärts
von der justierbaren Drossel 16 angeordnet. Die erste Verbindung 17 mündet in
den gasgefüllten Teil
der Kammer 10 über
der Oberfläche
der Narkosemittelflüssigkeit 12.
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Eine zweite Verbindung zwischen dem
Gasflussdurchgang 14 und der Kammer 10 ist stromabwärts von
der justierbaren Drossel 16 angeordnet. Die zweite Verbindung
besteht aus einer Kapillarröhre 18,
die mit einem Ende in das Narkosemittel 12 in der Kammer
eintaucht. Eine Düse 19 am
anderen Ende der Kapillarröhre 18 mündet in
den Gasflussdurchgang 14. Der Druckabfall über der
justierbaren Drossel 16 verursacht den Gasdruck, der auf
die Narkosemittelflüssigkeit 12 in
der Kammer 10 wirkt, Narkosemittelflüssigkeit durch die Kapillarröhre 18 zu zwingen.
Die Menge der Narkosemittelflüssigkeit,
die in die Kapillarröhre
hinein und aus dieser durch die Düse 19 in den Gasflussdurchgang
heraus gezwungen wird, hängt
von der Größe des Druckabfalls
ab.
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Ein Einlassventil 20 ist
an dem Einlass 4 angeordnet. In diesem Fall besteht es
aus einem Rückschlagventil.
Das Einlassventil 20 verhindert den Rückfluss von Gas durch den Verdampfer 2.
Es vereinfacht auch die Aufrechterhaltung des gewünschten
Drucks in dem Verdampfer 2.
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Ein Auslassventil 22 ist
bei dem Auslass 6 angeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel
besteht es aus einem Druckregler, der über einen Gassteuerkanal 24 mit
dem Raum stromaufwärts
von der justierbaren Drossel 16 verbunden ist. Das Auslassventil 22 öffnet bei
einem spezifischen Druck und verursacht einen Druckabfall, indem
es den Druck stromabwärts
von der justierbaren Drossel 16 reduziert.
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Es sollte angemerkt werden, dass
Gas üblicherweise
in Impulsen dem Verdampfer zugeführt wird.
Die Dauer dieser Gasimpulse kann variieren. Ein normaler Gasimpuls
kann aus etwa 0.3 l Gas bestehen. Wenn ein Gasimpuls mit einem höheren Druck
als der in dem Verdampfer 2 vorherrschende geliefert wird, öffnet das
Einlassventil 20 zuerst für den Gasimpuls. Der Druck
des Gasimpulses wird dann über
den Gassteuerkanal 24 zu dem Auslassventil 22 geleitet
und öffnet
dieses. Ein Druckabfall bildet sich, wenn der Gasimpuls die justierbare
Drossel 16 passiert und Narkosemittelflüssigkeit 12 wird in den
Gasimpuls abgegeben, in dem die Flüssigkeit verdampft und gemischt
wird. Der Gasimpuls und die abgegebene Narkosemittelflüssigkeit
treten dann durch den Auslass 6 aus und die Ventile 20, 22 schließen bei
ihren jeweiligen Schließdrücken.
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In diesem Ausführungsbeispiel ist auch eine feste
Drossel 26 in dem Gasflussdurchgang 14 zwischen
dem Gassteuerkanal 24 und der ersten Verbindung mit der
Kammer 10 angeordnet. Die feste Drossel trägt dazu
bei, die Steuerung des Auslassventils 22 zu stabilisieren,
da sie einen kleinen primären Druckabfall
vor dem abgebenden Druckabfall über der
justierbaren Drossel 16 verursacht.
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2 zeigt
ein zweites Ausführungsbeispiel eines
Verdampfers 28 gemäß der Erfindung.
Alle Teile und Komponenten, die identisch sind mit solchen in 1, haben die selben Bezugszeichen.
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Der Ventilator 28 hat einen
Einlass 4, einen Gasflussdurchgang 14 und einen
Auslass 6. Der Gasflussdurchgang 14 ist mit einer
Kammer 10 für Narkosemittel 12 über eine
erste Verbindung 17 stromaufwärts von der justierbaren Drossel 16 und über eine
zweite Verbindung 18 stromabwärts von der justierbaren Drossel 16 verbunden.
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Die justierbare Drossel 16 wird
elektronisch durch ein Steuergerät 8 geregelt.
Die zweite Verbindung besteht aus einer Kapillarröhre 16 mit
einer Düse 19.
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Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich
von dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, abgesehen
von der elektronischen Kopplung des Steuergeräts 8 und der justierbaren
Drossel 16 in folgender Hinsicht.
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Ein Einlassventil 30 ist
in unmittelbarer Nähe des
Einlasses 4 angeordnet und kann aus einem mechanischen
oder elektronischen Ventil bestehen. Es kann physisch auch in dem
Verbindungsabschnitt (nicht dargestellt) für Gas, das zu dem Verdampfer 28 gesendet
wird, platziert sein.
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Ein Auslassventil 32 ist
in unmittelbarer Nähe des
Auslasses 6 angeordnet und wird elektronisch gesteuert.
Das Steuersi gnal für
das Auslassventil 32 wird von dem Druckmesser 34 erhalten,
der stromaufwärts
von der justierbaren Drossel 16 angeordnet ist. Das Auslassventil 32 kann
physisch in einem Verbindungsabschnitt angeordnet sein, um Narkosemittel
enthaltendes Gas zu empfangen.
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Wenn eins der Auslass- und Einlassventile 30, 32 oder
beide physisch von dem Verdampfer 28 separiert sind, sollte(n)
es(sie) an den jeweiligen Orten mit einem passend ausgebildeten
Rückschlagventil
ausgestattet sein. Das dient dazu sicherzustellen, dass kein Narkosemittel,
weder in gasförmigem noch
flüssigem
Zustand in der Lage ist, aus dem Verdampfer 28 zu lecken,
wenn er nach dem Gebrauch von einem Narkosemittelgerät entfernt
wird.
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Es sollte angemerkt werden, dass
eine Version ohne justierbare Drossel 16 ebenfalls mit
beiden Ausführungsbeispielen
möglich
ist. Der gleiche Abgabeeffekt kann erzielt werden, wenn die Drossel 16 fest
ist und ein Bypassfluss vorbei an dem Ventilator geregelt wird.
Wenn die Drossel 16 ausgebildet ist, eine maximale Dosis
für einen
spezifischen Bypassfluss zu liefern, kann dieser Bypassfluss dann
so geregelt werden, dass die gewünschte
Dosis abgegeben wird.
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Daher ist das hervorstehende Merkmal
der Erfindung, dass das Auslassventil 22 oder 32 durch den
Druck stromaufwärts
von der Drossel 16 geregelt wird.
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Kombinationen der zwei Ausführungsbeispiele
sind möglich.
Zum Beispiel kann der Verdampfer 2 in 1 mit einem elektronischen Einlassventil 30,
einem elektronischen Auslassventil 32 oder elektronischer
Steuerung der justierbaren Drossel 16 ausgestattet sein.
In entsprechender Weise kann der Verdampfer 28 in 2 mit einer festen Drossel 26 in dem
Flussdurchgang 14 ausgestattet sein.