DE2617985A1

DE2617985A1 - Atemluftanfeuchter fuer beatmungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE2617985A1
Application number: DE19762617985
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Ing Benthin; Wolfgang Eckstein
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1976-04-24
Filing date: 1976-04-24
Publication date: 1977-10-27
Also published as: NL7702653A; BR7702282A; FR2348711B2; FR2348711A2; DE2617985C3; SE7704613L; GB1551866A; SE427617B; JPS52130144A; US4146597A; DE2617985B2; CH590065A5

Description

D r ä	q	e	r	W	e	r	k Aktiengesellschaft
2400	L	ü	b	e	C	_k	, Moislinger Allee 53-55

Atemluftanfeuchter für Beatmungsvorrichtungen

Zusatzanm. zu Patent ... (Patentanm. P 24 30 875.6-36)

Die Erfindung betrifft Atemluftanfeuchter für Beatmungsvorrichtungen mit Oberflächenverdunstung, wobei die Verdunstungsfläche durch eine wasserundurchlässige, aber wasserdampfdurchlässige Folie gebildet ist, die auf der einen Seite mit Wasser beaufschlagt ist und an deren anderer gasbeaufschlagten Seite das anzufeuchtende Gas vorbeiströmt.

Die Behaglichkeit im technischen Sinn ist der Zustand des Wohlbefindens, der sich in bezug auf das Raumklima bei einer Person, die diesen Raum benutzt, einstellt.

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Sie ist von der Temperatur, der Luftgeschwindigkeit und nicht unwesentlich von dem Wasserdampfdruck abhängig. Dabei soll die relative Feuchtigkeit nicht zu hoch - schwül - aber auch nicht zu niedrig trocken - sein. Die Folge wäre hier ein.Austrocknen der Atemwege.

Unterteilt nach dem prinzipiellen Aufbau sind die im folgenden beschriebenen Atemluftanfeuchter bekannt:

Bei den Sprudlern wird die Einatemluft durch das erwärmte Wasser, das die Luft anfeuchten soll, geführt. Mitgerissene Wassertröpfchen werden von über der Wasseroberfläche befindlichem Granulat festgehalten. Nachteilig bei den Sprudlern ist, daß sich das kompressible Volumen mit der Wasserfüllmenge ändert. Darüber hinaus baut das Gerät so groß, daß es nicht kurz vor dem Mund des Patienten angeordnet werden kann. In langen Zuführungsleitungen kühlt die Luft aber ab. Dadurch wird ein Teil der in der Einatemluft enthaltenen Feuchtigkeit kondensieren. Das Kondensat muß durch entsprechende Maßnahmen vom Patienten ferngehalten werden. (Cascade-Humidifier der Firma Bennet, Santa Monica, Californien, 1971).

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Die Anfeuchter mit einem Docht arbeiten ähnlich wie
die Sprudler auch als Oberflächenanfeuchter. Durch
den Docht wird die Luft jedoch nicht so innig mit dem Wasser in Berührung gebracht. Sie streicht an angefeuchteten Dochten vorbei, die angewärmtes Wasser aus einem Vorratsbehälter ansaugen. Diese Luftanfeuchter
besitzen die gleichen Nachteile wie die Sprudler. Da
sie jedoch kleiner gebaut werden können, kann man sie dichter zum Patienten hin anordnen. Die Probleme der
Kondensation werden dadurch günstiger, andererseits
ist eine ausreichende Anfeuchtung der Atemluft jedoch nich t immer gegeben.

Ein weiterer Luftanfeuchter benutzt eine Heißdampfinjektion in dem Einatemluftstrom. Zur Herstellung des
heißen Dampfes befindet sich in dem Anfeuchter eine
geheizte Platte, auf der eine einstellbare Wassermenge zum Verdampfen gebracht wird. Der entstandene Wasserdampf gelangt in das Einatemluftsystem und befeuchtet und erwärmt diese. Luftanfeuchter nach diesem System kann man sehr klein bauen. Daher ist die Kondensation nicht problematisch. Schwierig ist jedoch die Einstellung der richtigen Wassermenge zur Atemluftanfeuchtung. Bei geringen Atemvolumina kann es dadurch zu
Überhitzungen, bei zu großen Atemminutenvolumina aber auch zu nicht ausreichender Anfeuchtung und zu niedrigen Temperaturen kommen.

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Der Atemluftanfeuchter nach dem. Hauptpatent enthält eine wasserundurchlässige, aber wasserdampfdurchlässige Folie, die auf der einen Seite mit warmem Wasser beaufschlagt ist und an deren anderer gasbeaufschlagten Seite das anzufeuchtende Gas vorbeiströmt. Durch die mögliche Anordnung der Verdunstungsfläche in Sternform ist es möglich, mit der dann größeren Fläche eine große Verdunstungsleistung zu erzielen. (P 24 30 875.6-35).

Die Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung liegt in der weiteren raumlichen Verkleinerung des Atemluftanfeuchters, ohne dabei die Verdunstungsfläche und damit die Verdunstungsleistung selbst zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folie die Wand von Hohlfasern mit einem Innendurchmesser < 3GOm m bildet und etwa 15*^ stark ist.

Jm m Dxldet und etwa lb«m

Der mit dieser Lösung erzielte entscheidende Vorteil liegt in der wesentlich größeren Verdunstungsfläche, die im gleichen Querschnitt und gleicher Länge unterzubringen ist. Das Flächenverhältnis verglichen mit der bekannten sternförmigen Anordnung ergibt sich zu 50 : 1. Damit läßt sich der Atemluftanfeuchter nach der Erfindung bei gleicher Verdunstungsleistung entsprechend kleiner bauen.

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In Ausbildung der Erfindung sind die in einem Gehäuse als Bündel parallel zueinander angeordneten gasführenden Hohlfasern sowie ein gelochtes Wasserzuführungsrohr und ein Wasserablaufrohr, beide innerhalb des Bündels geführt, an den Stirnseiten in einer Dichtmasse befestigt.

Das für die Verdunstung notwendige Wasser wird auf kurzem Wege und sicher zugeführt. Durch die Benetzung der Oberflächen von Hohlfaser zu Hohlfaser wird die notwendige gleichmäßige Beaufschlagung mit Wasser sichergestellt. Entsprechend sicher ist die gewünschte Anfeuchtung des durch das Innere der Hohlfasern geleiteten Gases, im vorliegenden Fall der Atemluft. Die einfach zu dosierende Wassermenge oder Mengenregulierung der durchströmenden Atemluft sichert jeden gewünschten Feuchtigkeitswert in der Atemluft. Das nicht in die Hohlfasern eingetretene Wasser wird in einfacher Weise durch das Wasserablaufrohr wieder abgeführt.

Die Ausführung des Wasserzuführungsrohres und des Wasserablaufrohres als U-Rohr mit den Anschlüssen nebeneinander angeordnet in Richtung der Hohlfasern und befestigt in der Dichtmasse macht die technische Herstellung einfach. In dieser Ausführung wird nur der Anschluß an eine Wasserzuführung benötigt.

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In der weiteren Ausführung der Erfindung, die für große Atemluftmengen vorteilhaft ist, sind die wasserführenden Hohlfasern nebeneinanderliegend in jeweils zwei rechtwinkelig zueinander ausgerichteten Schichten beidseitig über einer Luftdurchgangsöffnung in einer Dichtmasse befestigt auf einer Platte angeordnet. Der Wasserzu- und -ablauf erfolgt über Anschlußtüllen an stirnseitigen Bohrungen in.der Dichtmasse.

Neben dem Vorteil der größeren Atemluftmenge mit einem geringen Durchströmungswiderstand macht diese Ausführung eine weitere Vereinfachung der Herstellung möglich. Dabei werden die Hohlfasern in zwei Schichten überkreuzt um die mit der Luftdurchgangsöffnung versehene Platte gewickelt. In dieser Lage werden sie an den vier Seiten der Platte mit der Dichtmasse, die eine Vergußmasse sein kann, vergossen. Nach dem Aushärten sind die Hohifasern sicher befestigt. Durch Bohrungen von gegenüberliegenden Diagonalpunkten aus nach beiden Seiten in die Vergußmasse hinein werden die Hohlfasern aufgeschnitten und dabei mit freien Anschlüssen für den Wasserzu- und -ablauf versehen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen

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Fig. 1 einen Atemluftanfeuchter mit gasdurchströmten Hohlfasern,

Fig. 2 einen Atemluftanfeuchter mit wasserdurchströmten Hohlfasern.

Der Atemluftanfeuchter nach Fig. 1 enthält in dem Gehäuse 1, einem Rohr, den ganzen Querschnitt ausfüllend ein Bündel 2 von Hohlfasern 3 aus einem wasserundurchlässigen, aber wasserdampfdurchlässigen Material. Sie sind axial angeordnet. Das Bündel 2 enthält in gleicher Richtung wie die Hohlfasern 3 die Wasserführungsrohre 4, 23. Sie sind innerhalb des Bündels 2 mit Löchern 5 versehen. Die Hohlfasern 3 und die Wasserführungsrohre 4, 23 sind in den Stirnseiten 6, 7 des Gehäuses 1 mit der Dichtmasse 8 untereinander und auch mit der Innenseite des Gehäuses 1 dicht und fest verbunden.

Das zur Befeuchtung dienende Wasser wird im Wasserzuführungsrohr 4 dem Atemluftanfeuchter zugeführt, durchtritt die Löcher 5 und umspült die Hohlfasern 3. Überschüssiges Wasser kann durch das Wasserablaufrohr 23 den Atemluf tanfeuchter wieder verlassen.

Der Atemluftanfeuchter kann direkt mit seinen Anschlüssen 9, 10 in die Atemluftführung eingefügt werden. Die

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anzufeuchtende Atemluft durchströmt dann alle Hohlfasern 3, die auf ihrer Außenseite mit dem über das Wasserzuführungsrohr 4 zugeleiteten Wasser benetzt sind. Aufgrund der wasserdampfdurchlässigen Eigenschaften des Hohlfasermaterials wird das Wasser in Dampfform nach innen in die Hohlfasern 3 geleitet und feuchtet dort die durchströmende Atemluft an. Das überschüssige Wasser wird über das Wasserablaufrohr 23 wieder abgeführt. Die für die Verdampfung benötigte Wärmemenge kann der Atemluft in bekannter Weise vor dem Eintritt in den Atemluftanfeuchter zugeführt werden.

In einer nicht dargestellten Ausführung könnte das Wasserzuführungsrohr 4 und das Wasserablaufrohr 23 über einen 180°-Krümmer zu einem U-Rohr verbunden sein. Durch die Dimensionierung der Löcher 5 oder Drosseln in den Rohren ist sichergestellt, daß genügend Wasser durch die Löcher 5 austritt.

Der Atemluftanfeuchter nach Fig. 2 besteht aus der Platte 11, auf die die Hohlfasern 3 in Schichten 12, 13 aufgewickelt sind. Die Hohlfasern 3 liegen dabei nebeneinander. Die beiden Schichten auf jeder Plattenseite sind rechtwinkelig zueinander gewickelt. Die Platte 11 besitzt in der Mitte eine Luftdurchgangs-

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öffnung 14» Sie ist auf beiden Seiten jeweils von den Hohlfaserschichten 12, 13 abgedeckt. Die Hohlfasern 3 sind durch die Dichtmasse 15, die eine Vergußmasse ist, an den vier Seiten 16 der Platte 11 fest und dicht vergossen. Die jeweils von den gegenüberliegenden Diagonalpunkten 17, 18 parallel zu den Seiten 16 in der Vergußmasse 15 geführten stirnseitigen Bohrungen 19, 20 verbinden alle Innenquerschnitte der Kohlfasern 3. Damit ist ein Wasserdurchlauf von der Anschlußtülle 21 für den Zulauf über die Bohrung 19, die Hohlfasern 3, die Bohrung 20 und die Anschlußtülle 22 für den Ablauf entstanden. In diesem Atemluftanfeuchter sind die Hohlfasern 3 das wasserführende Element, durch deren Wand die Feuchtigkeit an die durchströmende Atemluft abgegeben wird.

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Claims

Patentansprüche

ί1, Atemluftanfeuchter für Beatmungsvorrichtungen mit Oberflächenverdunstung, wobei die Verdunstungsfläche durch eine wasserundurchlässige, aber wasserdampfdurchlässige Folie gebildet ist, die auf der einen Seite mit Wasser beaufschlagt ist und an deren anderer gasbeaufschlagten Seite das anzufeuchtende Gas vorbeiströmt, insbesondere nach Patent (Patentanm. P 24 30 875.6-35), dadurch gekennzeichnet, daß die Folie die Wand von Hohlfasern (3) mit einem Innendurchmesser <30Qm m bildet und etwa 15^ m stark ist.
2. Atemluf tanf euchter nach Anspruch 1," dadurch geteinzeichnet, daß die in einem Gehäuse (1) als Bündel (2) parallel zueinander angeordneten gasführenden Hohlfasern (3) sowie ein gelochtes Wasserzuführungsrohr (4) und ein Wasserablaufrohr (23), beide innerhalb des Bündels (2) geführt, an den. Stirnseiten (6, 7) in einer Dichtmasse (8) befestigt sind.
3. Atemluftanfeuchter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzuführungsrohr (4) und das Wasserablaufrohr (23) als U-Rohr miteinander verbunden mit den Anschlüssen nebeneinander in

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Richtung wie die Hohlfasern (3) angeordnet und in der Dichtmasse (8) befestigt ist.
4. Atemluftanfeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserführenden Hohlfasern (3) nebeneinanderliegend in jeweils zwei rechtwinkelig zueinander ausgerichteten Schichten (12, 13) beidseitig über einer Luftdurchgangsöffnung (14) in einer Dichtmasse (15) befestigt auf einer Platte (11) angeordnet sind und der Wasserzu— und -ablauf über Anschlußtüllen (21, 22) an stirnseitigen Bohrungen (19, 20) in der Dichtmasse (15) erfolgt.
5. Atemluftanfeuchter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse (8, 15) eine Vergußmasse ist.

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