DE2617985C3

DE2617985C3 - Atemluftanfeuchter für Beatmungsvorrichtungen

Info

Publication number: DE2617985C3
Application number: DE2617985A
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Ing. 2400 Luebeck Benthin; Wolfgang 2407 Sereetz 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: 1979-02-22
Also published as: US4146597A; JPS52130144A; NL7702653A; CH590065A5; SE7704613L; DE2617985B2; FR2348711A2; BR7702282A; SE427617B; DE2617985A1; FR2348711B2; GB1551866A

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 k^n" ΪΓΪ tipT*»« 7,irr,hi.|,rtiTcloiti,nrr^n WiMi Hii* Ϊ lift aKpr

null! I. «II luitgbll «_u· U. .·Μ··£,>»·1»·*»·..£,.... ..*.....

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

ι s Probleme der Kondensation werden dadurch günstiger, andererseits ist eine ausreichende Anfeuchtung der Atemluft jedoch nich« 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

2^r> 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 wasi.erdampfdurchlässig. Die durch den gewellten 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

A'i 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

™ (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

Vi 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,

M daß die Folie die Wand von Hohlfasern mit einem Innendurchmesser < 300 μπι bildet und etwa 15 μπι stark ist.

Der mit dieser Lösung erzielte entscheidende Vorteil

liegt in der wesentlich größeren Verdunstungsfläche, die ;m 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 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 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 MengenreguJiening 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 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 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

F i g. 1 einen Atemluftanfeuchter mit gasdurchströmten Hohlfasern,

F i g. 2 einen Atemluftanfeuchter mit wasserdurchströmten Hohlfasern.

Der Atemluftanfeuchter nach F i g. 1 enthält in dem Gehäuse ί, einem Rohr, den gznzen 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

ίο 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 Dichtma&se 8 untereinander und auch mit der Innenseite des Gehäuses 1 dicht und fest verbunden.

\^r> 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

2ϊ 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

jo 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 Plattenj seite 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

^r>» 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 Atemluftbefeuchier sind die Hohlfasern 3 das wasserführende Clement, durch deren

ho Wand die Feuchtigkeit an die durchströmende Atemluft abgegeben wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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 μπι bildet und etwa 15 μΐη stark ist

2. Atemluftanfeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, 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 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.