SE454951B

SE454951B - RESPIRATORY DEVICE WITH HIGH-FREQUENCY RESPIRATORY

Info

Publication number: SE454951B
Application number: SE8306413A
Authority: SE
Inventors: U Kuhl; E Muller
Original assignee: Draegerwerk Ag
Priority date: 1983-03-12
Filing date: 1983-11-21
Publication date: 1988-06-13
Also published as: SE8306413D0; FR2542204A1; GB2136298A; GB8404441D0; SE8306413L; JPS59168859A; FR2542204B1; GB2136298B; CH661210A5; JPS6319188B2; DE3308819A1

Description

15 20 25 30 35 454 951 2 Vid en känd andningsapparat med högfrekvent andning är en som syre-luft-blandare utformad andningsgaskälla med en and- ningsgasledning via en första värmeväxlare, en magnetventil och en andra värmeväxlare förbunden med en jet-mynning. Jet- -mynningen är anordnad i ett trakealrör. En doseringspump är via en backventil ansluten till andningsgasledningen mellan magnetventilen och den andra värmeväxlaren. Den transporterar en förutbestämd ström av flytande vatten till andningsgasled- ningen. Magnetventilen styres högfrekvent av en styrning. Där- vid tillför den till jet-mynningen från andningsgaskällan and- ningsgaspulser under tryck upp till 3,5 bar. På sin väg för- värmes denna andningsgas i den första värmeväxlaren, förses efter magnetventilen med den erforderliga vattenmängden och uppvärmes därefter i den andra värmeväxlaren till avdunstning av det tillförda vattnet. Efter utlopp från jet-mynningen bör andningsgasen uppvisa kroppstemperatur och vara mättad med fuktighet (Respiratory Care, november 1982, V01. 27, nr 11, sid. 1386 - 1391). Detta mål kan dock icke uppnås med avdunst- ningen av det vatten, som tillföres till den under tryck stå- ende andningsgasen, i den andra värmeväxlaren, då på grund av jämviktsbetingelserna vid en förvärmning till normal tempera- tur andningsgasen efter trycksänkningen innehåller en alltför ringa fuktighet, eller vid högre förvärmning stiger visserli- gen fukthalten på önskat sätt, men samtidigt ökar även tem- peraturen på ett icke tillåtet sätt. Dessutom erhålles genom hålrummen i den andra värmeväxlaren en buffertvolym, som ut- jämnar de av magnetventilen alstrade högfrekventa andnings- gaspulserna och därigenom förändrar deras effekt på ett oöns- kat sätt. 15 20 25 30 35 454 951 2 In a known breathing apparatus with high-frequency breathing, a breathing gas source designed as an oxygen-air mixer is connected to a jet orifice via a breathing gas line via a first heat exchanger, a solenoid valve and a second heat exchanger. The jet mouth is arranged in a tracheal tube. A dosing pump is connected via a non-return valve to the breathing gas line between the solenoid valve and the other heat exchanger. It transports a predetermined stream of liquid water to the breathing gas line. The solenoid valve is controlled high frequency by a control. It then supplies breathing gas pulses to the jet orifice from the breathing gas source under pressure up to 3.5 bar. On its way, this breathing gas is preheated in the first heat exchanger, is supplied with the required amount of water after the solenoid valve and is then heated in the second heat exchanger to evaporate the supplied water. After discharge from the jet orifice, the respiratory gas should be at room temperature and saturated with moisture (Respiratory Care, November 1982, V01. 27, no. 11, pp. 1386 - 1391). However, this object cannot be achieved by the evaporation of the water supplied to the pressurized breathing gas in the second heat exchanger, since due to the equilibrium conditions at a preheating to normal temperature the breathing gas after the pressure drop contains too little humidity, or with higher preheating, the moisture content rises in the desired way, but at the same time the temperature also increases in an impermissible way. In addition, a buffer volume is obtained through the cavities in the second heat exchanger, which equalizes the high-frequency breathing gas pulses generated by the solenoid valve and thereby changes their effect in an undesirable manner.

Uppgiften för uppfinningen är en andningsapparat med högfrek- vent andning, utrustad med en befuktningsanordning för and- ningsgasen, efter vilken denna i trycksänkt tillstånd står till förfogande för patienten med en temperatur av 37°C och en hög reïativ fuktighet och utan väsentlig ogynnsam inver- kan på pulsskärpan hos andningsgasimpulserna.The object of the invention is a breathing apparatus with high-frequency breathing, equipped with a humidifying device for the breathing gas, after which it is available to the patient in a depressurized state with a temperature of 37 ° C and a high relative humidity and without significant adverse effects. can on the pulse sharpness of the breathing gas pulses.

Denna uppgift löses enligt uppfinningen genom att befuktnings- 10 15 20 25 30 35 3 454 951 anordningen är en ånggenerator, till vilken vatten tillföres, och via en ångledning mellan andningsgasuppvärmningen och är via en ångledning ansluten till andningsgasledningen mellan andningsgasuppvärmning och jet-mynning och styrningen omkopp- lar därvid ânggeneratorn i beroende av högfrekvensventilen.This object is solved according to the invention in that the humidification device is a steam generator, to which water is supplied, and via a steam line between the breathing gas heating and is connected via a steam line to the breathing gas line between the breathing gas heating and the jet mouth and the control then switches the steam generator depending on the high-frequency valve.

Vid utformning av uppfinningen erhålles möjligheten att utfor- ma ånggeneratorn på olika sätt. Den kan bestå av en uppvärmd trång ångspiral och en via en vattenledning ansluten dose- ringspump, som tillför vattnet, varvid denna omkopplas genom styrningen i beroende av högfrekvensventilen, eller den kan även bestå av ett tryckkärl, till vilket vattnet tillföres, och en ansluten till/från-ventil, varvid denna omkopplas ge- nom styrningen i beroende av högfrekvensventilen.When designing the invention, the possibility is obtained of designing the steam generator in different ways. It may consist of a heated narrow steam coil and a metering pump connected via a water line, which supplies the water, this being switched through the control depending on the high frequency valve, or it may also consist of a pressure vessel to which the water is supplied, and a connected to / off valve, whereby this is switched through the control depending on the high-frequency valve.

De med uppfinningen uppnådda fördelarna består i synnerhet i att den med det föreliggande trycket och motsvarande högre temperaturen i andningsgasledningen insprutade vattenângan efter trycksänkningen vid den önskade temperaturen hos pati- enten av 37°C leder till en relativt hög relativ fuktighet.The advantages obtained with the invention consist in particular in that the water vapor injected with the present pressure and correspondingly higher temperature in the breathing gas line after the pressure drop at the desired temperature of the patient of 37 ° C leads to a relatively high relative humidity.

Då den övervägande delen av den för fukttillförseln och upp- värmningen av andningsgasen âtgângna energin vid detta för- faringssätt införes via vattenàngan, är endast en ringa ytter- ligare uppvärmningseffekt för andningsgasen nödvändig, för att uppvärma gasblandningen till denna temperatur av 37oC.Since the predominant part of the energy consumed for the supply of moisture and the heating of the breathing gas in this procedure is introduced via the water vapor, only a small additional heating effect for the breathing gas is necessary, to heat the gas mixture to this temperature of 37 ° C.

Detta medger en geometrisk utformning av andningsgasuppvärm- ningen med liten inre volym och ringa strömningsmotstând, så att andningsgasimpulserna dämpas endast i liten grad. Den korta uppehållstiden hos gasblandningsmängden för de enskilda gasimpulserna i andningsgasledningen förhindrar en förnyad kondensation. En eventuell partiell kondensation uppvärmer blandningen i sådan grad att efter trycksänkningen föreligger tillräcklig värmeenergi för förnyad förångning av de ringa mängderna små droppar.This allows a geometric design of the breathing gas heating with a small internal volume and low flow resistance, so that the breathing gas impulses are attenuated only to a small degree. The short residence time of the gas mixture amount for the individual gas pulses in the breathing gas line prevents a renewed condensation. Any partial condensation heats the mixture to such an extent that after the pressure drop there is sufficient heat energy for re-evaporation of the small amounts of droplets.

Utföringsexempel på uppfinningen visas på ritningen och be- skrives nedan närmare. Därvid visar schematiskt två utförings- former, som skiljer sig genom olika ângalstringsanordningar, 10 15 20 25 30 35 454 951 4 på fig. 1 högtrycksdelen för en andningsapparat med vatten- ångalstring i en ångspiral och fig. 2 visar högtrycksdelen för en andningsapparat med vattenângalstring i ett tryckkärl.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing and are described in more detail below. In this case, two embodiments, which differ by different steam generating devices, schematically show in Fig. 1 the high pressure part of a breathing apparatus with water vapor generation in a steam coil and Fig. 2 shows the high pressure part of a breathing apparatus with water vapor generation. in a pressure vessel.

Andningsapparaten består av den på ritningen visade högfrek- venta högtrycksdelen för andningsgasen och den icke visade, med jet-mynningen S förbundna tillsatsgasdelen (patient- systemet).The breathing apparatus consists of the high-frequency high-pressure part of the breathing gas shown in the drawing and the additional gas part (patient system) not shown, connected to the jet orifice S.

Den under högtryck stående andningsgasen inledes från en and- ningsgaskälla vid 1 i andningsgasledningen 2 och strömmar där- efter genom en högfrekvensventil 3, en andningsgasuppvärmning 4 och jet-mynning 5. Här sänkes trycket för gasen och blâses vid 6 i riktning mot patienten.The high-pressure breathing gas is started from a breathing gas source at 1 in the breathing gas line 2 and then flows through a high-frequency valve 3, a breathing gas heater 4 and a jet mouth 5. Here the pressure of the gas is lowered and blown at 6 in the direction of the patient.

Omkopplingen av högfrekvensventil 3 sker genom styrning 7.The switching of high-frequency valve 3 takes place by control 7.

Mellan andningsgasuppvärmningen 4 och jet-mynningen 5 är vid 8 en ângledning 9 ansluten till andningsgasledningen 2, genom vilken den i ångalstringsanordningen (ånggeneratorn) alstrade vattenängan inblâses, styrd genom styrning 7 i beroende av högfrekvensventilen 3.Between the breathing gas heating 4 and the jet orifice 5, at 8 a steam line 9 is connected to the breathing gas line 2, through which the water vapor generated in the steam generating device (steam generator) is blown in, controlled by control 7 depending on the high frequency valve 3.

Fig. 1 visar en ânggenerator, vilken består av en trång ång- epirei 10, ett metelirör med en inre diameter mellan 0,3 een 1,5 mm och uppvärmd utifrân på sedvanligt sätt, samt en dose- ringspump 12. Vattnet, som skall förângas, tillföres vid 11 och tryckes av doseringspump 12, styrd av styrning 7, genom en vattenledning 13 in i ångspiral 10, förångas där och inblåses som vattenånga genom ångledning 9 i andningsgasledningen 2.Fig. 1 shows a steam generator, which consists of a narrow steam pipe 10, a metal tube with an inner diameter between 0.3 and 1.5 mm and heated from the outside in the usual way, and a metering pump 12. The water, which is to be vaporized, supplied at 11 and pushed by metering pump 12, controlled by control 7, through a water line 13 into steam coil 10, evaporated there and blown as water vapor through steam line 9 into the breathing gas line 2.

Den blandas där med den i andningsgasuppvärmning 4 uppvärmda andningsgasen.It is mixed there with the breathing gas heated in breathing gas heating 4.

Fig. 2 visar en ânggenerator, vilken består av ett tryckkärl 14, till vilket vattnet tillföres vid 11, och en ansluten till/från-ventil 15. I tryckkärlet_14 alstras ständigt vatten- ånga, som därefter genom den, genom styrningen 7 i beroende av högfrekvensventilen 3 styrda till/från-ventilen 15 inblâses w 10 15 s 454 951 genom ângledning 9 in i andningsgasledning 2.Fig. 2 shows a steam generator, which consists of a pressure vessel 14, to which the water is supplied at 11, and a connected on / off valve 15. In the pressure vessel 14, water vapor is constantly generated, which is then passed through it, through the control 7 depending on the high-frequency valve 3 controlled on / off valve 15 is blown w 10 15 s 454 951 through steam line 9 into breathing gas line 2.

Den i ânggeneratorerna alstrade vattenångan, som inblåses med trycket hos andningsgasen i andningsgasledning 2 in i denna, uppvisar anpassat till det föreliggande trycket i andningsgas- ledning 2 en temperatur av t.ex. 160°C. Den innehåller då en vattenmängd, som efter trycksänkning av ängblandningen efter jet-mynningen 5 och vid en temperatur av 37°C motsvarar den önskade höga relativa fuktigheten. Den med den tillförda and- ningsgasen och vattenångan bildade blandtemperaturen ligger endast föga under den tidigare önskade temperaturen av 37°C.The water vapor generated in the steam generators, which is blown in with the pressure of the breathing gas in the breathing gas line 2 into it, has a temperature adapted to the present pressure in the breathing gas line 2, e.g. 160 ° C. It then contains an amount of water which, after depressurizing the meadow mixture after the jet orifice 5 and at a temperature of 37 ° C, corresponds to the desired high relative humidity. The mixed temperature formed with the supplied breathing gas and water vapor is only slightly below the previously desired temperature of 37 ° C.

I andningsgasuppvärmningen 4 erfordras därför endast en ringa värmeeffekt för uppnående av denna. Den korta uppehållstiden för gasblandningen 1 andningsgasledningen 2 medför även att det icke uppkommer någon störande återkondensation av vattnet.In the breathing gas heating 4, therefore, only a small heating effect is required to achieve this. The short residence time of the gas mixture 1 the breathing gas line 2 also means that no disturbing recondensation of the water occurs.

Claims

10 15 20 25 454 951 '6 Patent claims

High-frequency breathing apparatus by means of a control via a high-frequency valve in a breathing gas line which connects a breathing gas source-tracheal tube with a jet mouth, a humidifier and a breathing gas heater in the breathing gas line, characterized in that the humidifying device is a steam device, to which water is supplied (11), and is connected via a steam line (9) between breathing gas heating (4) and jet mouth (5) to the breathing gas line (2) and control (7) switches the steam generating device in depending on high frequency valve (3).

High-frequency breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the steam generating device is a heated narrow steam coil (10) and a dosing pump (12) connected via a water line (13), to which the water is supplied, this being switched by control. (7) depending on high frequency valve (3).

High-frequency breathing apparatus according to claims 1 and 2, characterized in that the vapor coil (10) is a metal tube with an inner diameter between 0.3 mm and 1.5 mm.

High-frequency breathing apparatus according to claim 1, characterized in that the steam generating device is a pressure vessel (14) to which the water is supplied, and a connected on / off valve (15), this being switched by control (7) in dependent of high frequency valve (3). -rx