DE2617985B2 - Atemluftanfeuchter für Beatmungsvorrichtungen - Google Patents
Atemluftanfeuchter für BeatmungsvorrichtungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft in 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. 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 kondensiert. Das Kondensat muß durch entsprechende Maßnahmen vom Patienten
ferngehalten werden (Cascade-Humidifier der Firma Bennet, Santa Monica, Californien, 1971).
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
ίο 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 nicht 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 dieses. 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 Atemminu-
jo tenvolumina aber auch zu nicht ausreichender Anfeuchtung
und zu niedrigen Temperaturen kommen.
In einem bekannten Atemluftanfeuchter erfolgt die Zufuhr der Atemluft aus einem Luftversorgungsgerät
durch einen gewellten Schlauch zum Patienten.
)■"> Innerhalb dieses Schlauches ist ein gefalteter Wasserführungsschlauch
angeordnet, der mit seinen Anschlüssen mit dem Wasservorrat verbunden ist. Die Wand des
Wasserführungsschlauches ist wasserundurchlässig, jedoch wasserdampfdurchlässig. Die durch den gewellten
ή> Schlauch geführte Atemluft umspült den Wasserführungsschlauch.
Sie wird dabei durch das dampfförmig hindurchtretende Wasser angefeuchtet. In weiterer
Ausbildung kann der Wasserführungsschlauch in einem um den Hals des Benutzers hängenden und in die
Atemgasverbindung vom Atemgerät zum Benutzer eingeschalteten Beutel angeordnet sein. Zur ausreichenden
Anfeuchtung der Atemluft oder des Atemgases sind größere Durchmesser der Schläuche notwendig. Diese
bekannten Atemluftanfeuchter bauen daher sehr groß
to (US-PS38 71373).
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 (Patent 24 30 875).
Die Aufgabe der vorliegenden Zusatzerfindung liegt in der weiteren räumlichen 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 <300μπι bildet und etwa 15 μΐη stark ist.
Der mit dieser Lösung erzielte entscheidende Vorteil
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Folie die Wand von Hohlfasern mit einem Innendurchmesser <300μπι bildet und etwa 15 μΐη stark ist.
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 Atemluftanfeiichter nach der
Erfindung bei gleicher Verdunstungsleistung entsprechend klein bauen.
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 is
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 w 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.
In einer anderen Ausführung sind das Wasserzuführungsrohr und das Wasserablaufrohr als
U-Rohr miteinander verbunden; in die Rohre sind an geeigneter Stelle Drosseln eingefügt. Diese Ausbildung jo
des Wasserzuführungsrohres und des Wasserablaufrohres als U-Rohr in der Dichtmasse macht die technische
Herstellung einfach. Es muß dabei nur das U-Rohr hantiert werden.
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 auf einer Platte angeordnet und an deren Rand in einer
Dichtmasse befestigt, der Wasserzu- und -ablauf erfolgt über Anschlußtüllen zu parallel zu den Plattenkanten
verlaufenden 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 r>o
Dichtmasse, die eine Vergußmasse sein kann, vergossen. Nach dem Aushärten sind die Hohlfasern 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 zeigt
Fig. 1 einen Atemluftanfeuchter mit gasdurchströmten
Hohlfasern,
Fig.2 einen Atemluftanfeuchter mit wasserdurchströmten
Hohlfasern.
Der Atemluftanfeuchter nach F i g. 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 Atemluftanfeuchter wieder verlassen.
Der Atemluftanfeuchter kann direkt mit seinen Anschlüssen 9, 10 in die Atemluftführung eingefügt
werden. Die 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 F i g. 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 rechtwinklig zueinander gewickelt. Die Platte
11 besitzt in der Mitte eine Luftdurchgangsöffnung 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 Hohlfasern 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 Atemluftbefeuchter sind die Hohlfasern 3 das wasserführende Element, durch deren
Wand die Feuchtigkeit an die durchströmende Atemluft abgegeben wird.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. 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, nach Patent 24 30 875, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie die
Wand von Hohlfasern (3) mit einem Innendurchmesser <300 μΐη bildet und etwa 15 μηι stark ist
2. Atemluftanfeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einem Gehäuse (1) als
Elündel (2) parallel zueinander angeordneten gasführenden Hohlfasern (3) sowie ein gelochtes Wasserzuführungsrohr
(4) und ein Wasserablaufrohr (23), beids innerhalb des Bündels (2) geführt, an den
Stirnseiten (6, 7) in einer Dichtmasse (8) befestigt sind.
3. Atemluftanfeuchter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasserzuführungsrohr (4)
und das Wasserablaufrohr (23) als U-Rohr miteinander verbunden und in die Rohre an geeigneter Stelle
Drosseln eingefügt sind.
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) auf einer Platte (11) angeordnet und an deren
Rand in einer Dichtmasse (15) befestigt sind und der Wasserzu- und -ablauf über Anschlußtüllen (21, 22)
zu parallel zu den Plattenkanten verlaufenden Bohrungen (19,20) in der Dichtmasse (15) erfolgt.
5. Atemluftanfeuchter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse
(8,15) eine Vergußmasse ist.
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