EP1294427A1

EP1294427A1 - Verfahren zum befeuchten von atemluft und luftbefeuchter für ein beatmungsgerät

Info

Publication number: EP1294427A1
Application number: EP01940186A
Authority: EP
Inventors: Helmut Hoffrichter
Original assignee: Hoffrichter GmbH
Current assignee: Hoffrichter GmbH
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2001-04-25
Publication date: 2003-03-26
Also published as: DE20010553U1; WO2001097894A1

Abstract

Zur Lösung der Aufgabe, ein neues Verfahren zum Befeuchten von Atemluft zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Zuführung der Vorratsmenge aus der Wasservorratskammer (9) in die Verdunstungskammer (20) im freien Fall erfolgt. Dazu wird ein entsprechender Luftbefeuchter für ein Beatmungsgerät vorgeschlagen, der eine Erwärmung des Wasservorrates ausschliesst, der bereits kurze Zeit nach dem Einschalten die volle Befeuchterleistung ermöglicht und der unkompliziert in der Handhabung ist. Dieser Luftbefeuchter besitzt eine obenliegende wasserführende Vorratskammer (9) und eine untenliegende wasserführende Verdunstunskammer (20). Dazwischen befindet sich ein Luftschacht (18), der an seinem oben liegenden Ende eine Luftdüse (17) mit einem den Wasserauslauf bestimmenden Durchmesser besitzt und der an seinem unteren Ende offen gehalten ist und sich bis zum Wasserspiegel (19) in der Verdunstungskammer (20) erstreckt. Die wasserführende Verdunstungskammer (9) besitzt weiterhin eine Wasserdüse (16), deren Austrittsöffnung in der Gebrauchslage in einer Höhe zwischen dem Wasserspiegel (19) und der Luftdüse (17) angeordnet ist.

Description

Beschreibung

Verfahren zum Befeuchten von Atemluft und Luftbefeuchter für ein Beatmungsgerät

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befeuchten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und einen Luftbefeuchter für ein Beatmungsgerat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3.

Solche Beatmungsgeräte werden in überwiegender Anzahl als CP AP-Geräte zur Therapie der obstruktiven Schlafapnoe eingesetzt. Sie verhindern durch die nasale Einleitung eines kontinuierlichen positiven Atemwegsdrucks (CPAP = Continuous Positive Airway Pressure) über eine Gesichtsmaske ein Kollabieren des Rachengewebes und damit einen Verschluss der Atemwege. Die Atemwege bleiben auch dann aufgerichtet, wenn das Rachengewebe im Tiefschlaf erschlafft, wodurch der Patient frei atmen kann. CP AP-Geräte werden überwiegend im medizinischen Home-Care-Bereich eingesetzt und müssen deshalb durch den Patienten selbst in einem hygienisch einwandfreien Zustand gehalten werden. Der zunehmende Einsatz von Atemluftbefeuchtern durch medizinisch nicht geschulte Personen auch in wärmeren Gegenden der Welt erfordert technische Überlegungen zur Verbesserung der Bauart von Befeuchtern in hygienischer Hinsicht.

CP AP-Beatmungsgeräte bestehen aus einem Gehäuse, das zumeist ein Gebläse und einen Luftanschlussstulzen enthält. Der Stutzen dient zum Anschluss eines Atem- schlauches, der das Beatmungsgerät mit der Gesichtsmaske des Patienten verbindet. Zur vorbeugenden Therapie von Schleimhautreizungen in Nase und Rachen infolge von Austrocknung durch die Alemluft, die beim Durchgang durch das Gerät angewärmt und dadurch ein höheres Wasserdampf- Aufnahmevermögen besitzt, werden in Kombination mit den Beatmungsgeräten zusätzlich Atemluftbefeuchter verwendet. Diese werden entweder in Form eines Beistellgerätes als externe Befeuchter eingesetzt oder sind als integrierte Befeuchter Teil eines Beatmungsgerätes. Befeuchter werden in jedem Fall in den Luftkanal zwischen Gebläse und Patient zwischengeschaltet. Um zu verhindern, dass die angefeuchtete Atemluft infolge der auftretenden Verdunstungskälte klamm wird, werden Alemluflbefeuchter vorzugsweise beheizbar ausgeführt, wobei mit der eingestellten Heizleistung oder Heiztemperatur der Verdunstungseffekt reguliert werden kann.

Einen solchen beheizbaren Luftbefeuchter zeigen beispielsweise die DE 299 09 611.4 des Anmelders und die EP 535 952 AI, bei denen die komprimierte Alemluft durch einen oberhalb des Wasserspiegels in einem Behälter befindlichen Verdunstungsraum geführt wird und dabei den durch Verdunstung entstandenen Wasserdampf auf ihrem Weg mitnimmt.

Nachteilig bei beiden Luftbefeuchtern ist, dass die Anwärmzeil sehr hoch und der Wirkungsgrad niedrig ist, weil für den Gebrauch die gesamte im Wasserbehälter bevorratete Wassermenge warm sein muss, bis der gewünschte Verdunstungsgrad erreicht wird. Zum Ausgleich der über die Behälterwand an die Umgebung abgegebenen Strahlungs- und Konvektionswärme muß ebenfalls ständig Heizenergie nachgeführt werden, die zur Verdunstung keinen Beilrag liefert. Der Anwender muß lange Vorheizzeiten einplanen, was das Gerät nicht gerade kundenfreundlich macht. Aus hygienischer Sicht sind derartige Luftbefeuchter nachteilig. So bietet die ständige Warmhaltung des gesamten Wasservorrales eine optimale Vermehrungs- und Lebensgrundlage für Bakterien. Eine akute Gefahr kann dann entstehen, wenn der Behälter nicht regelmäßig gereinigt wird und außerdem aus Kostengründen oder aus Nachlässigkeit unabgekochtes Leitungswasser eingefüllt wird.

Es sind inzwischen eine Vielzahl von Luftbefeuchtern bekannt, die einen Verduns- tungsraum mit einer geringen Wassermenge und einen zusätzlichen Wasservorrats- raum aufweisen. Ein solcher Luftbefeuchter ist beispielsweise in der DE 36 27 351 AI beschrieben, der aus einem zylindrischen, durch einen Deckel verschlossenen Gehäusebehälter mit einer äußeren Kammer und einer inneren Kammer besteht. Die äußere Kammer besitzt deckelseilig einen Anschluß für die Luftzufuhr vom Beatmungsgerät und die innere Kammer ebenfalls deckelseitig einen Anschluß für die Luftabfuhr zum Patienten. Beide Kammern sind über tiefliegende Wasserausgleichsϋfihungen und über hö- herliegende Luftausgleichsöffnungen miteinander verbunden. In der inneren Kammer ist ein leicht geöffneter und flaschenförmiger Wasserbehälter auf dem Kopf stehend angeordnet.

Das Wasser läuft aus einer höhenbegrenzten Wasseraustrittsöffnung aus dem Wasserbehälter aus und damit über den gesamten Boden des Gehäusebehälters. Auf Grund des begrenzten Luflausgleichs zwischen dem Innern des Wasserbehälters und den beiden Kammern steigt das Wasser nur bis in die Höhe der Wasseraustrittsöffnung des Wasserbehälters. Damit wird eine für die Verdunstung günstige große Wasseroberfläche realisiert.

Der hauptsächliche Nachteil dieses Atemluflbefeuchters besteht darin, dass er keine Heizung besitzt. Sollte dennoch eine Heizvorrichtung zum Einsatz kommen, würde sich die Wärme auch auf das im Vorralsbehälter befindliche Wasser ausdehnen und das gesamle Wasser in eine Zirkulation bringen. Die Zeildauer bis zum Entslehen des gewünschten Verdunslungsgrades ist dadurch erhöht. Außerdem erwärmt sich hierdurch das Wasser im Vorratsbehälter, was aus hygienischen Gründen nicht wünschenswert ist.

Aus der Offenlegungsschrift 23 47 016 ist ein weiterer Luftbefeuchter bekannt, der aus zwei übereinander angeordneten Behältern besteht. Ein oben liegender Wasserbehälter in Form einer umgedrehten Flasche dient der Bevorratung einer Wasser- menge. In die unten liegende Verdunslungskammer gelangt das Wasser über ein Fallrohr, das vom tiefstgelegenen Punkt in der umgedrehten Flasche bis in die tiefer gelegenen Wasserschichten in der Verdunstungskammer führt. Ein zweites Rohr, ein Belüflungsrohr, reicht vom Wasserspiegel in der unteren Verdunstungskammer bis über den Wasserspiegel im oberen Wasservorratsbehälter hinaus. Das Belüftungsrohi- dient somit zur Wasserstandsregulierung in der Verdunslungskammer. Sobald das in die Verdunstungskammer einströmende Wasser die untere Öffnung des Belüftungs- rohres erreicht und somit verschließt, ist der weitere Wasserzufluss beendet. Die Verdunslungskammer wird von der Alemluft durchströmt, die auf gegenüberliegend angeordneten Stutzen ein- und ausgeleitet wird und auf diesem Weg den gebildeten Wasserdampf mitnimmt.

Da die untere Öffnung des Fallrohres in tiefer gelegene und somit kältere Wasser- schichlen in der Verdunstungskammer führt, ist eine Zirkulation erwärmten Wassers in den Vorratsbehälter hinein eingeschränkt.

Nachteilig ist der hydrostatische Druck an der Ausströmöffnung des Fallrohres infolge der hohen Wassersäule. Dadurch entsteht im Belüftunsrohr ein betragsmäßig gleicher Sog, der das Wasser aus der Verdunstungskammer bis in die Höhe des Wasserspiegels im Wasserbehälter hochsaugt. In der Folge sammelt sich erwärmtes Wasser im oberen Teil des Belüftungsrohres und gibt seine Wärme durch die Rohrwandung hindurch an den Wasservorrat ab, wodurch dieser sich ebenfalls aVü iϊhitn halten Sog und Oberflächenspannung von Wasser die ins Belüftungsrohr eingesaugte Wassermenge zunächst auch dann fest, wenn der Wasserspiegel in der Verdunstungskammer durch Verdunsten fällt. Erst wenn der Absland zwischen allgemeinem Wasserspiegel in der Verdunstungskammer und unterer Öffnung des Belüftungsrohres eine bestimmte Größe übersteigt, löst sich dort der unter Mithilfe der Oberflächenspannung hochgezogene Wasserspiegel ab und ein neuer Nachfüllvorgang setzt ein.

Eine sichere Funktion dieses Befeuchters ist nur gegeben, wenn der Wasserstand in der Verdunslungskammer ausreichend hoch vorgegeben wird. Anderenfalls besteht die Gefahr, daß schon bei geringer Schräglage des Gerätes kein Wasser in die Verdunstungskammer nachläuft. Dadurch ist auch bei diesem Befeuchler eine hohe Vorheizzeit erforderlich.

Der gemeinsame Nachteil aller bekannten beheizbaren Atemluftbefeuchter besteht darin, dass eine Erwärmung des gesamten Wasservorrates erforderlich oder möglich ist. Das ist aus hygienischer Sicht bedenklich und bringt Nachteile im Betrieb, da eine lange Vorheizzeit eingeplant werden muß. Außerdem ist der Wirkungsgrad kleiner, wodurch das Slromversorgungsteil insbesondere bei einem Kleinspannungsbe- Irieb des Heizelementes einen höheren Aufwand erfordert. Allgemein nachteilig ist die ungünstige Handhabung von Befeuchlern, deren Wasserbehälter von unten be- fülll werden. Nach dem Befüllen erfordert das Umdrehen in die Gebrauchslage einiges Geschick, wenn das Wasser nicht verschüttet oder in großer Menge infolge vorübergehender Schräglage in die Verdunslungskammer laufen soll.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Befeuchten von Atemluft und einen gattungsgemäßen Luftbefeuchter für ein Beatmungsgerät zu schaffen, der eine Erwärmung des Wasservorrates ausschließt, der kurze Zeit nach dem Einschalten seine volle Befeuchterieistung zeigt und unkompliziert in der Handhabung ist.

Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und vorrichtungsseilig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 3 gelöst.

Zweckdienüche Ausgeslallungsmöglichkeiten ergeben sich aus den Unleransprüchen 2 und 4 bis 20.

Das neue Verfahren und die neue Vorrichtung beseitigt die genannten Nachteile des Standes der Technik.

Mit einer freien Fallstrecke zwischen dem Wasservorralsbehälter und Verdunstungskammer wird erreicht, dass eine Zirkulation erwärmten Wassers in den höher gelegenen Wasserbehälter nicht möglich ist. Eine Erwärmung des Wasservorrats durch Wasseraustausch mit bereits in der Verdunstungskammer erwärmtem Wasser ist damit unterbunden.

Mit dem konstruktiv festgelegten Höhenunterschied zwischen der Wasserfalldüse und der Luftduse wird ein vom Füllstand unabhängiges stets konstantes Druckgefälle hergestellt. Diese Druckdifferenz reicht für ein sicheres Herausfallen des Wassers in Form eines Wasserfalles oder in Form von Wassertropfen völlig aus. Der Sog im Luftschacht ist konstant klein und nicht imstande, den Wasserspiegel in der Verdunstungskammer nennenswert anzusaugen. Dadurch ist eine recht präzise Regulierung des Wasserspiegels in der Verdunstungskammer mit der Höhe der Öffnung des Luftschachtes in der Verdunstungskammer möglich. Das Luflvolumen im Luftschacht unterbindet eine Wärmeübertragung von der Verdunslungskammer in den Wasservorrat sehr wirkungsvoll. Die Unterbindung jeglicher Zirkulation verhindert außerdem eine Verschmutzung des Wasserbehälters von innen.

Infolge der recht präzisen Regulierung des Wasserspiegels kann der Wasserstand in der Verdunstungskammer klein gehalten werden. Dadurch ist der Luftbefeuchter nach einigen zehn Sekunden betriebsbereit.

Vorleilig ist die praktische Handhabung, da der Luftbefeuchter lediglich aus zwei Teilen bestehen kann, nämlich dem Wasservorralsbehälter und dem Verschlusselement. Der Zusammenbau ist dadurch äußerst einfach. Die engen Düsenöffnungen verhindern, dass eine größere Menge Wasser in kurzer Zeit aus dem Wasservorrats- behäller in die Verdunstungskammer laufen kann, wenn beispielsweise das Umdrehen des von unten befülllen Wasserbehälters nicht schnell genug erfolgt, oder nach dem Umdrehen der Luftbefeuchter noch einige Zeil schräg gehalten wird.

Die Beheizung der Heizplatte mit der Verlustleistung eines Leistungslransislors hat den Vorteil, dass der Transistor gleichzeitig als Temperatursensor eingesetzt werden kann. Zu diesem Zweck muss bei abgeschaltetem Belriebsslrom des Transistors seine Basis Emitter-Flussspannung gemessen werden, was automatisierbar ist. Diese Spannung ist linear von der Temperatur abhängig und kann deshalb zur Steuerung der Befeuchlerlemperatur benutzt werden. Leistungstransistoren vertragen problemlos Dauerlemperaturen bis zu 150 °C, sind also zur Erwärmung von Wasser ideal geeignet. Wild die Temperatur von 150 °C erreicht, so ist das ein Zeichen dafür, dass der Wasservorrat aufgebraucht ist und die Elektronik kann den Luftbefeuchter bis zum nächsten Befüllvorgang total abschalten. Dadurch und durch die verdeckt angeordnete Heizplatte wird eine Unfallgefahr durch Verbrennungen beseitigt.

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel nähert erläutert werden. Dazu zeigen die zugehörigen Zeichnungen:

Fig. 1: den Luftbefeuchter in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2: den Luftbefeuchter in einem Längsschnitt,

Fig. 3: den Luftbefeuchter in einem Querschnitt,

Fig. 4: den Wasservorratsbehälter in der Vorderansicht,

Fig. 5: den Wasservorratsbehäller in der unteren Ansicht,

Fig. 6: das Verschlusselement in der Vorderansicht,

Fig. 7: das Verschlusselement in der oberen Ansicht,

Fig. 8: eine Kombination von Sperre und Taste und

Fig. 9: ein Schema für den Anbau an ein Beatmungsgerät.

Danach besteht der Luftbefeuchter aus einem Wasservorratsbehäller 1 und einem Verschlusselement 2. Der Wasservorratsbehäller 1 besitzt ein prismatisches Gehäuse, das in seiner Grundform zweckmäßigerweise auf die Form und die Abmessungen des Gehäuses 3 des Beatmungsgerätes abgestimmt ist.

In dieser flachen Grundform, wobei durchaus auch eine zylindrische Form denkbar wäre, weist der Wasservorratsbehäller 1 eine große vordere Seitenfläche 4, eine große hintere Seilenfläche 5, zwei weiter auseinander liegende kleinere Seitenflächen 6, sowie eine Deckelfläche 7 und eine Bodenfläche 8 auf, die zusammen eine wasserführende Vorratskammer 9 umschließen. Die Bodenfläche 8 hat einen zylindrischen Zentralstutzen 10, der einen Dichtring 11 trägt. Auf dem Querschnitt des Zentralstutzens 10 sind in verschiedenen Flächenebenen Durchbrüche angeordnet. So münden in einer Ebene zwei gegenüberliegende kreissegmentförmige Öffnungen, eine Luft- ausströmungsöffnung 12 und eine Lufleinströmungsöffnung 13. Auf dem dazwischen liegenden Flächenstück sind drei weitere Öffnungen angeord- nel, eine Befüllöffnung 14 , die nach dem Befüllen mit einer Kappe 15 verschlossen wird, eine enge Wasserdiise 16 und eine enge Luftdüse 17. Die Luftduse 17 und die Wasserdüse 16 befinden sich auf unterschiedlichen Querschnittsebenen bezüglich des Zentralstutzens 10. In Gebrauchslage gesehen liegt die Wasserdüse 16 tiefer als die Luftdüse 17. Außerdem mündet die Luftdüse 17 mit ihrer unteren Seite in einen Luftschacht 18, der im Beispiel als unten offener Zylinder ausgeführt ist und bis in die Höhe des Wasserspiegels 19 in der Verdunslungskammer 20 reicht.

Eine besondere Ausführung sieht vor, die Luftdüse 17 zusammen mil der Wasserdüse 16 innerhalb des Luflschachtes 18 anzuordnen und zwischen beiden Düsen 16 und 17 einen ausreichenden Höhenunterschied als Auslaufgefälle einzuhalten. Dazu befindet sich in der Bodenfläche 8 des Wasservorratsbehältcrs 1 eine in den Luftschacht 18 nach unten reichende Ausstülpung. Ein in diese Ausstülpung eingebrachter und sich von der oberen Bodenfläche 8 bis zum unteren Abschluss der Ausstülpung erstreckender vertikaler Schlitz ermöglicht an seinem oberen Ende den Luftausgleich und an seinem unteren Ende den Wasserausgleich.

In einer Variante ist auch denkbar, den Luflschacht 18 gemeinsam mil der Lufldüse 17 abnehmbar auszuführen. Im abgenommenen Zustand würde dann eine Öffnung entstehen, durch die die wasserführende Vorratskammer 9 befüllt werden kann. Eine gesonderte Befüllöffnung 14 mit einer Kappe 15 kann dann entfallen.

Gemäß der Fig. 3 besitzt der Wasservorratsbehälter 1 auf seiner hinteren großen Seitenfläche 5 einen Lufteingangsstulzen 21 für den Anschluss an das Bcalmungsgeräl. Der Lufteingangsstutzen 21 ist über einen im Innern des Wasservorratsbehälters 1 verlaufenden Lufteinströmungskanal 22 mit der Lufteinströmungsöffnung 13 im Zentralslutzen 10 verbunden. Auf dem Lufteingangsstutzen 21 ist ein Widerhaken 23 angebracht, der beim Ansetzen des Luftbefeuchters an das Beatmungsgerät in eine Sperre 24 einrastet. Auf seiner vorderen großen Seitenfläche 4 besitzt der Wasservorratsbehäller 1 einen Luflausgangsstutzen 25 für den Anschluss des Atemschlauches des Patienten. Der Luftausgangsstutzen 25 ist über einen im Innern des Wasservorratsbehälters 1 verlaufenden Luflausströmungskanal 26 mit der Luftausströmungsöffnung 12 im Zentralslutzen 10 verbunden.

Die Bodenfläche 8 des Wasservorratsbehälters 1 ist nach der Fig. 2 mit zwei Halteriegeln 27 ausgerüstet, die vorzugsweise gegenüberliegend zu beiden Seilen des Zentralstutzens 10 angeordnet und so beschaffen sind, dass sie in entsprechende Gleitbahnen 28 im Verschlusselement 2 eingreifen und bei einer Drehbewegung den Wasservorratsbehäller 1 und das Verschlusselement 22 zusammenziehen und sicher zusammenhallen.

Das Verschlussclement 2 ist als Deckel ausgebildet, mit einer oberen Dcekelfläche 29 und einem unteren Hohlraum 30. In die obere Deckeliläche 29 ist eine zylindrische Ausnehmung 31 eingearbeitet, die eine Grundfläche 32 besitzt, die mit ihrem Innendurchmesser auf den Außendurchmesser des Zentralstutzens 10 abgestimmt ist.

Alternativ ist auch die Ausführung des Zentralstutzens 10 als Innenstutzen in einer Ausnehmung in der Bodenfläche 8 des Wasservorratsbehälters 1 denkbar. In diesem Fall müssle die Deckeliläche 29 um die Ausnehmung 31 herum einen Kragen tragen, der beispielsweise mit einem Dichtring 11 versehen in die entsprechende Ausnehmung im Wasservorratsbehäller 1 ragt. In einer weiteren Ausführungsform ist denkbar, dass die Bodenfläche 8 des Wasservorratsbehälters 1 und die obere Deckelfläche 29 des Verschlusselementes 2 flach und dichtend gegeneinander gelegt sind. Die Verdunstungskammer 20 ist dann in gegenüberliegenden Ausnehmungen sowohl im Verschlusselement 2 als auch im Wasservorratsbehäller 1 als Zusatzvolumen im Zentralstutzen 10 ausgebildet.

Mit der Tiefe der Ausnehmung 31 wird die Größe der Verdunstungskammer 20 festgelegt.

Die Grundfläche 32 der zylindrischen Ausnehmung 31 ist nach den Fig. 1 bis 3 als Heizfläche 33 ausgebildet und zweckmäßigerweise ganz und gar die Oberfläche einer Heizplatte 34. Diese sollte aus einem gut Wärme leitenden und oben mit einer Antihaftschicht versehenem Metall bestehen. Im unteren Hohlraum 30 des Ver- schlusselemenles 2 ist ein Heizelement 35 und eine elektronische Steuervorrichtung 36 des Luftbefeuchters untergebracht. Damit bei ausgeschaltetem Beatmungsgerät oder bei abgenommenem Luftbefeuchter die Temperatureinstellung oder andere einstellbare Betriebsparameter nicht verloren gehen, enthält die elektronische Steuervorrichtung 36 eine elektrische Energiequelle 37, vorzugsweise ein Lithium-Element zur Speicherung der zuletzt eingespeicherten Betriebsparameter. Als Heizelement 35 kommt vorzugsweise ein Leistungstransistor 38 zur Anwendung, der, als elektrischer Ballast betrieben, mit seiner Verlustleistung die Heizplatte 34 heizt. Beim Einsatz eines Bipolartransistors kann dessen Basis-Emitler-Diode gleichzeitig als Temperalursensor für die Steuerung der Ein- und Ausschaltung des Heizelementes 35 genutzt werden.

Auf der Sichtseite des Verschlusselementes 2 befinden sich gemäß der Fig. 6 und 7 die erforderüchen Bedienelemente 39 der elektronischen Steuervorrichtung 36, u. a. zur Einstellung des gewünschten Befeuchlungsgrades. Auf der Rückseite des Verschlusselementes 2 sind elektrische Kontakte 40 zum Anschluss des Befeuchters an das Beatmungsgerät angebracht. Zweckmäßigerweise sind die elektrischen Kontakle 40 eine Kombination aus einer Druckfeder und einer Kontaktplatte. Das Trennen und Schließen der elektrischen Kontakle 40 ist bei dieser Kontaklart durch einfaches Aufsetzen des Luftbefeuchters an das Gehäuse 3 des Beatmungsgerätes möglich. Die Figuren 8 und 9 zeigen, wie der Luftbefeuchter an einem Beatmungsgerät befestigt werden kann. Die Sperre 24 besieht vorzugsweise aus einem flexiblen Kunst- sloffstreifen, der einen ellipsenförmigen Durchbruch aufweist. Wenn der Lufteingangsstutzen 21 des Wasservorratsbehälters 1 durch diese Durchbruchsöffnung geführt wird, dann verformt der Widerhaken 23 die Ellipsenöffnung in die Richtung einer Kreisform. Gleichzeitig werden der Luflanschlussstutzen 41 des Beatmungsgerätes und der Lufteingangsstutzen 21 des Luftbefeuchters, zweckmäßigerweise unter Verwendung einer Flachdichtung 42 luftdicht zusammengekoppell. Sobald der Widerhaken 23 den Durchbruch passiert hat, springt die Öffnung wieder in Ellipsen- form zurück und hält den Luftbefeuchter zuverlässig und bündig an seinem Stutzen fest. Ein Abnehmen des Luftbefeuchters erfolgt durch Betätigen einer Drucktaste 43 . Dadurch nimmt die ellipsenförmige Durchbruchsöffnung wieder eine Kreisform an und der Widerhaken 23 kann zum Abnehmen des Luftbefeuchters durch die Öffnung zurückgleiten.

Zur Bedienung muss der Atemschlauch vom Luftausgangsstulzen 25 abgezogen und nach Drücken der Drucktaste 43 der gesamte Luftbefeuchter, der aus den noch im Eingriff befindlichen Teilen Wasservorratsbehäller 1 und Verschlusselement 2 besteht, vom Beatmungsgerat abgenommen werden.

Der Luftbefeuchter wird dann um 180 Grad gedreht, damit sich das Verschlussele- mcnt 2 oben befindet. Durch Verdrehen des Vcrschlussclementes 2 gegenüber dem Wasservorratsbehäller 1 nach links geraten beide Teile außer Eingriff und heben sich gleichzeitig voneinander ab, wodurch der Dichtring 11 des Zentralslutzens 10 aus der Ausnehmung 31 im Verschlusselement 2 herausgleitet.

Das Verschlusselement 2 könnte jetzt auch gereinigt werden. Nach Abnehmen der Kappe 15 von der Befüllöffnung 14 kann die wasserführende Vorratskammer 9 mit Wasser aufgefüllt werden. Nach dem Auffüllvorgang wird die Kappe 15 wieder aufgesetzt. Anschließend wird das Verschlusselement 2 so aufgesetzt, dass die Halleriegel 27 in die Gleitbahnen 28 eingreifen und so verdreht, dass das Verschlusselement 2 und der Wasserbehälter 1 wieder bündig gegenüberstehen. Nun kann der Luftbefeuchter wieder um 180 Grad umgedreht werden, bis der Wasservorralsbehälter 1 oben und das Verschlusselement 2 unten ist und auf das Beatmungsgeräl aufgesetzt werden. Durch leichten Druck rastet der auf dem Lufteingangsstutzen 21 befindliche Widerhaken 23 hinter die Sperre 24 ein, was auch hörbar sein sollte. Damit ist infolge der ausgeführten Druckkontaktvorrichtung auch gleichzeitig die elektrische Kon- taklgabe hergestellt. Nach Aufschieben des Atemschlauches auf den Luftausgangs- stutzen 25 ist die Gerätekombinalion betriebsbereit.

Die Funktion des Luftbefeuchters soll an Hand der Figuren 1 bis 3 erläutert werden. Während des Betriebes tropft das Wasser aus der Wasserdüse 16 und gelangt im freien Fall auf die Heizplalle 34 am Boden der Verdunslungskammer 20. Für das aus- tropfende Wasser strömt Luft aus der Verdunstungskammer 20 in den Luftschacht 18, von dort durch die Luftdüse 17 und perlt in der wasserführenden Vorratskammer 9 nach oben. Der Tropfvorgang verlangsamt sich, sobald der Wasserspiegel 19 in der Verdunstungskammer 20 den Rand des unten offenen Luflschachtes 18 erreicht. Im Luflschacht 18 kann der Wasserspiegel dann nur noch geringfügig über den mittleren Wasserspiegel 19 in der Verdunstungskammer 20 steigen, da die Saugkraft nur vom geringen Höhenunterschied zwischen der Wasserdüse 16 und der Luftduse 17, vermindert um die Adhäsionskräfte innerhalb der Düsen, nicht aber von der Füllhöhe in der wasserführenden Vorratskammer 9 abhängt. Für den Anstieg des Wasserspiegels im Luftschacht 18 über den Wasserspiegel 19 in der Verdunstungskammer 20 sollte ein Richtwert von 1 bis maximal 2 mm gelten. Sobald dieser Richtwert erreicht ist, endet das Austropfen von Wasser aus der Wasserdüse 16.

Die Heizeinrichlung, bestehend aus dem Heizelement 35, das mit der Heizplatte 34 verbunden ist, erwärmt das Wasser in der Verdunslungskammer 20 und die durchströmende Atemluft nimmt den entstehenden Wasserdampf mit. Für das erwärmte Wasser besteht keine Möglichkeit, in die Vorratskammer 9 des Wasservorratsbehälters 1 zurück zu gelangen, denn die Tropfstrecke funktioniert nur in einer Richtung. Durch das relativ kleine Druckgefälle entsteht nur ein geringfügiger Sog im Luftschacht 18 und damit eine genügend große wärmeisolierende Luftsäule zwischen dem Wasservorratsbehälter 1 und dem erwärmten Wasserspiegel 19 in der Verdunslungskammer 20.

Wenn der Wasserspiegel 19 in der Verdunstungskammer 20 um 1 mm bis 2 mm sinkt, dann wird der untere Rand des Luflschachtes 18 wieder frei. Dadurch kann wieder Luft durch die Luftduse 17 in die wasserführende Vorratskammer 9 gelangen und folglich auch wieder Wasser aus der Wasserdüse 16 austropfen. Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Wasservorratsbehäller

2 Vcrschlusselcmen t

3 Gehäuse des Bealmungsgeräles

4 vordere Seitenfläche

5 hintere Seitenfläche

6 kleine Seitenfläche

7 Deckelfläche

8 Bodenfläche

9 wasserführende Vorratskammer

10 Zenlralstutzen

11 Dichtring

12 Luftaustrittsöffnung

13 Lufteinströmungsöffnung

14 Befüllöffnung

15 Kappe

16 Wasserdüse

17 Luftdüse

18 Luflschacht

19 Wasserspiegel in der Verdunstungskammer

20 Verdunstungskammer

21 Lufteingangsstutzen

22 Lufteinslrömungskanal

23 Widerhaken

24 Sperre

25 Luftausgangsstutzen

26 Luftausströmungskanal

27 Halleriegel Gleitbahn

Dcckelfläche unterer Hohlraum

Ausnehmung

Grundfläche

Heizfläche

Heizplatte

Heizelement elektronische Steuervorrichtung elektrische Energiequelle

Lcislungstransistor

Bedienelement elektrischer Kontakt

Luftanschlussstutzcn

Flachdichtung

Drucktaste

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Befeuchten von Atemluft, bei dem strömende Alemluft in einer Verdunstungskammer mil Wasserdampf einer stehenden Wasserverbrauchsmenge vermischt und einem Patienten bereitgestellt wird und die verdunstete Wasserverbrauchsmenge aus einer höhergelegenen Wasservorratsmenge ausgeglichen wird, in dem der Verdunstungskammer soviel Wasser aus der Wasservorratsmenge zugeführt wird, wie Luft aus der Verdunslungskammer entweicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung der Wasservorratsmenge aus der Wasservorratskammer im freien Fall erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die frcifallende Wassermenge in einzelnen Tröpfchen zugeführt wird.

3. Luftbefeuchter für ein Beatmungsgerät, bestehend

- aus einem Wasservorratsbehälter (1) mit einer wasserführenden Vorratskammer (9) und einem Verschlusselement (2) mit einer wasserführenden und luftdurchströmten Verdunstungskammer (20), wobei

- die wasserführende Verdunstungskammer (20) einen Lufteinströmungskanal (22) für das Beatmungsgerät und einen Luftaustritlskanal (26) für den Patienten besitzt,

- die wasserführende Vorratskammer (9) in Gebrauchslage oberhalb der wasserführenden Verdunstungskammer (20) angeordnet ist und

- die wasserführende Vorratskammer (9) und die wasserführende Verdunstungskammer (20) über eine den Wasserspiegel (19) in der Verdunstungskammer (20) begrenzende Lufteinleitung und eine für die Ergänzung verdunsteten Wassers geeigneten Wasserausleilung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass

- die Lufteinleitung als ein Luftschacht (18) ausgebildet ist, der an seinem oberen, auf der Seite der wasserführenden Vorratskammer (9) liegenden Ende eine Luftdüse (17) mit einem den Wasserauslauf bestimmenden Querschnitt besitzt und der an seinem unteren Ende in der Höhe des zu begrenzenden Wasserspiegels (19) offen ausgebildet ist und

- die Wasserausleilung durch eine Wasserdüse (16) in der wasserführenden Vorratskammer (9) gebildet wird, deren Austrittsöffnung in der Gebrauchslage des Luftbefeuchters auf einer Höhe zwischen dem Wasserspiegel (19) in der Verdunstungskammer (20) und der Luftdüse (17) angeordnet ist.

4. Luftbefeuchter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdüse (16) an der ticfslgclegen Stelle in der Boden lächc (8) des Wasserbehälters (1) und innerhalb des Luflschachtes (18) angeordnet ist.

5. Luftbefeuchter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die tieferliegende Wasserdüse (16) und die höherliegende Luftduse (17) durch einen Schlitz miteinander verbunden sind, dessen Breite dem Durchmesser der beiden Düse (16, 17) entspricht.

6. Luftbefeuchter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorralsbehälter (1) an seiner Bodenfläche (8) einen Zentralslutzen (10) für die Ankopplung an das Verschlusselement (2) aufweist und innerhalb des Querschnittes des Zentralstutzens (10) eine Luftausströmungsöffnung (12) , eine Lufteinströmungsöffnung (13), die Wasserdüse (16) und die aus dem Luftschacht (18) ausgehende Luftduse (17) zusammengeführt sind.

7. Luftbefeuchter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdunstungskammer (20) eine zylindrische Ausnehmung (31) im Verschlusselement (2) ist und deren Durchmesser so bemessen isl, dass der ebenfalls zylindrische Zentralstutzen (10) dichtend und vorzugsweise bündig an die Ausnehmung (31) angeschlossen ist.

8. Luftbefeuchter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lufteinströmungsöffnung (13) über einen Luft- sleinströmungskanal (22), der im Inneren des Wasservorratsbehälters (1) verläuft mit dem Lufteingangsstutzen (21) verbunden ist.

9. Luftbefeuchter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luflausströmungsöffnung (12) über einen Luft- ausslrömungskanal (26), der im Inneren des Wasservorratsbehälters (1) verläuft mit dem Luflausgangsstutzen (25) verbunden ist.

10. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden der Verdunstungskammer (20) eine Heizvorrichtung (33, 34, 35) aufweist.

11. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralslutzen (10) auf seinem äußeren Umfang einen Dichtring (11) aufweist.

12. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (2) und der Wasservorratsbehäller (1) durch einen Schnellverschluss (27, 28) verbindbar sind.

13. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Lufteingangsstutzen (21) einen Widerhaken (23) aufweist, der beim Ansetzen des Wasservorratsbehälters (1) an das Beatmungsgerät mechanisch hinter einer Sperre (24) einrastet und eine Drucktaste (43) zum Lösen der Einraslung vorhanden ist.

14. Luftbefeuchter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizelement (35) für die Beheizung der Heizfläche (33) ein Leislungstransistor (38) verwendet wird.

15. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Inneren des Verschlusselementes (2) eine elektronische Steuervorrichtung (36) und von außen zugängliche Bedienelemente (39) und elektrische Kontakte (40) für die Stromversorgung und eventuelle Signalfunkti- oncn angeordnet sind.

16. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Steuervorrichtung (36) eine elektrische Energiequelle (37) aufweist die die eingestellten Belriebsparameter speichert, wenn das Beatmungsgerät ausgeschaltet oder das abgenommene Verschlusselement (2) ohne Stromversorgung ist. _r

17. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die wasserführende Vorratskammer (9) so klein wie möglich ausgelegt ist und ein zusätzlicher Wassertank zur Bevorratung einer ausreichenden Wassermenge trennbar und dichtend an den Wasservorratsbehäller (1) angeschlossen ist.

18. Luftbefeuchter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der wasserführenden Vorratskammer (9) und dem zusätzlichem Wassertank eine Absperrvorrichtung angeordnet ist.

19. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Querschnittes des Zentralslutzens (10) eine Befüllöffnung (14) mit einer abnehmbaren Kappe (15) für die Auffüllung der wasserführende Vorratskammer (9) angeordnet ist.

20. Luftbefeuchter nach den Ansprüchen 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserdüse (16) mit einer Ventil Vorrichtung ausgerüstet ist, die die Wasserdüse (16) erst dann frei gibt, wenn der Wasservorratsbehäller (1) und das Verschlusselemenl (2) für den Gebrauch zusammengesetzt sind.