DE102007037458A1

DE102007037458A1 - Beatmungsanfeuchter

Info

Publication number: DE102007037458A1
Application number: DE102007037458A
Authority: DE
Inventors: Arthur Dr. Kuo; Tobias Otte; Kai Brieger
Original assignee: Draeger Medical GmbH
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2007-08-08
Filing date: 2007-08-08
Publication date: 2009-04-02
Anticipated expiration: 2027-08-09
Also published as: US20090038614A1; US8851071B2; DE102007037458B4

Abstract

Bei einem Beatmungsanfeuchter (1), umfassende eine Befeuchtungskammer (21), eine Einlasseinrichtung (10) zur Zuführung von zu befeuchtender Atemluft (5) in die Befeuchtungskammer (21), eine Auslasseinrichtung (11) zum Ausleiten der befeuchteten Atemluft (9) aus der Befeuchtungskammer (21), einen die Befeuchtungskammer (21) begrenzenden Boden (19) zur Aufnahme von zu verdampfendem Wasser (18), ein von dem Boden (19) in der Befeuchtungskammer (21) aufgenommenes, zu verdampfendes Wasser (4) zum Befeuchten der Atemluft (5) und wenigstens einen Verteiler (2) mit Kapillar- und/oder Saugwirkung, der dahingehend in der Befeuchtungskammer (21) angeordnet ist, dass dieser in Kontakt zu dem Wasser (4) steht zur Aufnahme von Wasser (4) in den Verteiler (2) und in Kontakt zur Atemluft in der Befeuchtungskammer (21) steht zum Verdampfen des aufgenommenen Wassers (4) auf der Oberfläche des Verteilers (2) in die Atemluft (5), soll mit einem geringen konstruktiven Aufwand eine hohe Verdunstungsleistung bei einem homogenen Luft-Dampf-Gemisch erreicht werden. Des Weiteren soll Spritzwasser in der Befeuchtungskammer vermieden und der Beatmungsanfeuchter kostengünstig in der Herstellung sein. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Verteiler (2) wenigstens 50% der Oberfläche des Wassers (4) abdeckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Beatmungsanfeuchter gemäß Anspruch 1.
Die menschliche Nase dient unter physiologischen Bedingungen der aktiven Erwärmung und Befeuchtung der Atemluft. Die künstliche Beatmung von Patienten erfordert es jedoch, die Nase zu überbrücken und die Atemluft direkt mit einem Tubus (Schlauch) in die menschliche Luftröhre zu leiten. Die Inspirationsluft muss deshalb bei der künstlichen Beatmung zur Erhaltung der Lungenfunktion auf physiologische Werte befeuchtet und wahlweise auch erwärmt werden.
Bekannte Beatmungsanfeuchter verfügen über eine Befeuchtungskammer als Hohlraum mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnung für die Atemluft. Auf dem Boden der Befeuchtungskammer befindet sich zu verdampfendes Wasser. Nachteiligerweise kann aufgrund der eingeschränkten Kontaktfläche zwischen dem Wasser und der Luft einerseits und der hohen Strömungsgeschwindigkeit der Atemluft bzw. der kurzen Aufenthaltszeit der Atemluft in der Befeuchtungskammer andererseits der Dampf im Allgemeinen nicht vollständig von der Atemluft aufgenommen werden, so dass ein ausreichender Anfeuchteffekt nicht gewährleistet ist. Des Weiteren ist die notwendige homogene Luft-Dampf-Vermischung nicht zufriedenstellend möglich. Außerdem kann das Wasser beim Aufprallen des Luftstrahls aus der Einlassöffnung zum Spritzen gebracht werden.
Zur Verminderung dieser Nachteile hat man bereits vorgesehen, in der Befeuchtungskammer einen Führungskörper einzusetzen, der die Strömung der Atemluft in der Befeuchtungskammer kanalisiert. Die Führung der Atemluft erfolgt dabei dahingehend, dass ein direktes Aufprallen der Atemluft auf das Wasser vermieden wird und die Atemluft entlang einer die Befeuchtungskammer einschließenden Wandung zur Wasseroberfläche geleitet wird, um den notwendigen Kontakt zwischen der Atemluft und der Wasseroberfläche zu erhalten. Die relativ geringen Querschnittsflächen der vom Führungskörper gebildeten Atemluftkanäle in der Befeuchtungskammer führen zu hohen Strömungsgeschwindigkeiten und damit sehr kurzen Aufenthaltszeiten, so dass die Dampfaufnahme der Atemluft an der Wasseroberfläche sehr eingeschränkt ist.
Zur Vermeidung von Spritzwasser in den an der Ein- und Auslassöffnung angeschlossenen Rohrleitungen ist es bekannt, Prallplatten als Abschirmung gegen das Wasserspritzen anzubringen. Diese Prallplatten verursachen einen nachteiligen zusätzlichen Strömungswiderstand für die Atemluft und erfordern einen zusätzlichen Konstruktions- und Herstellungsaufwand.
Die US 4,225,542 zeigt einen gattungsbildenden Beatmungsanfeuchter. Die Befeuchtungskammer weist einen ringförmigen Querschnitt auf. Die äußere Begrenzung der Befeuchtungskammer wird von einem Wasser absorbierenden Material gebildet. Das im Boden der Befeuchtungskammer befindliche Wasser ist mit dem Wasser absorbierenden Material in Kontakt, so dass das Wasser im Wasser absorbierenden Material aufsteigen kann. Im Inneren der Befeuchtungskammer ist konzentrisch ein Rohr angeordnet, durch das die zu befeuchtende Atemluft in den unteren Bereich der Befeuchtungskammer eingeleitet wird. Am oberen Ende der Befeuchtungskammer strömt die befeuchtete Luft wieder aus, so dass die Strömungsrichtung der Atemluft in der Befeuchtungskammer vertikal von unten nach oben verläuft.
Des Weiteren ist aus der US 3,954,920 ein gattungsgemäßer Beatmungsanfeuchter mit einer im Querschnitt rechteckigen Befeuchtungskammer bekannt. Im Boden der Befeuchtungskammer befindet sich Wasser. Die Deckwandung der Befeuchtungskammer weist eine Einlass- und Auslassöffnung zum Ein- und Ausleiten der Atemluft auf. Wasser absorbierendes Material ist in der Befeuchtungskammer vertikal ausgerichtet und taucht im unteren Bereich in das Wasser ein, so dass es vom absorbierenden Material zum Verdampfen aufgenommen werden kann.
Nachteiligerweise bewirkt in beiden gattungsbildenden Dokumenten die vertikale Ausrichtung des Wasser absorbierenden Materials in der Befeuchtungskammer im oberen Bereich des absorbierenden Materials einen geringen Sättigungsgrad mit Wasser aufgrund der in diesem Bereich notwendigen großen Steigstrecke des Wassers. Damit verfügt das absorbierende Material nur im unteren, dem Wasser nahen Bereich über eine hohe Verdampfungsleistung. Des Weiteren ist kein Schutz gegen ein von der einströmenden Atemluft verursachtes Wasserspritzen vorhanden, weil nur ein geringer Anteil der Oberfläche des Wassers vom absorbierenden Material abgedeckt ist. Die Geometrie des absorbierenden Materials verursacht eine ungünstige Luftströmung, die eine zuverlässige homogene Luft-Dampf-Vermischung nicht gewährleistet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, einen Beatmungsanfeuchter zur Verfügung zu stellen, bei der mit einem geringen konstruktiven Aufwand eine hohe Verdunstungsleistung bei einem homogenen Luft-Dampf-Gemisch erreicht werden kann. Des Weiteren soll Spritzwasser in der Befeuchtungskammer vermieden und der Beatmungsanfeuchter kostengünstig in der Herstellung sein.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Beatmungsanfeuchter, umfassend eine Befeuchtungskammer, eine Einlasseinrichtung, z. B. eine Einlassöffnung oder ein Einlassventil, zur Zuführung von zu befeuchtender Atemluft in die Befeuchtungskammer, eine Auslasseinrichtung, z. B. eine Auslassöffnung oder ein Auslassventil, zum Ausleiten der befeuchteten Atemluft aus der Befeuchtungskammer, einen die Befeuchtungskammer begrenzenden Boden zur Aufnahme von zu verdampfenden Wasser, von dem Boden in der Befeuchtungskammer aufgenommenes, zu verdampfendes Wasser zum Befeuchten der Atemluft und wenigstens einen Verteiler mit Kapillar- und/oder Saugwirkung, der dahingehend in der Befeuchtungskammer angeordnet ist, dass dieser in Kontakt zu dem Wasser steht zur Aufnahme von Wasser in den Verteiler und in Kontakt zur Atemluft in der Befeuchtungskammer steht zum Verdampfen des aufgenommenen Wassers auf der Oberfläche des Verteilers in die Atemluft, wobei der wenigstens eine Verteiler wenigstens 50%, vorzugsweise wenigstens 90%, insbesondere 100%, der Oberfläche des Wassers abdeckt.
Das Abdecken der Oberfläche des Wassers mit dem Verteiler gestattet es, dass die in die Befeuchtungskammer einströmende Atemluft kein Spritzwasser verursacht. Hierzu sind die von der einströmenden Luft betroffenen Abschnitte der Oberfläche des Wassers mit dem Verteiler abzudecken. Des Weiteren weist die Oberfläche des Verteilers gegenüber der Oberfläche des Wassers eine größere Verdunstungsoberfläche auf, so dass die Verdunstungsleistung des Beatmungsanfeuchters insgesamt erhöht wird. Unter dem Abdecken der Oberfläche des Wassers mit dem Verteiler wird das unmittelbare Abdecken der Oberfläche des Wassers, d. h. die Unterseite des Verteilers befindet sich im Wasser, als auch das mittelbare Abdecken der Oberfläche des Wassers, d. h. die Unterseite des Verteilers befindet sich oberhalb der Oberfläche des Wassers, verstanden. Beim mittelbaren Abdecken der Oberfläche des Wassers mit dem Verteiler erfolgt die Aufnahme des Wassers in den Verteiler durch einen partiellen Kontakt des Verteilers mit dem Wasser, z. B. durch Rippen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die maximale Ausdehnung oder die Summe aus den maximalen Ausdehnungen des wenigstens einen Verteilers in horizontaler Richtung größer als die maximale Ausdehnung oder die Summe aus den maximalen Ausdehnungen des wenigstens einen Verteilers in vertikaler Richtung. Die geringe vertikale Ausdehnung des Verteilers gegenüber der horizontalen Ausdehnung des Verteilers bewirkt, dass das Wasser nur eine geringe Strecke aufsteigen muss und somit auch im oberen Bereich des Verteilers, insbesondere den oberseitigen Ausstülpungen, ein hoher Sättigungsgrad des Verteilers mit Wasser an der Oberfläche vorhanden ist, so dass an der gesamten Oberfläche des Verteilers eine hohe Verdampfungsleistung erzielt werden kann.
Vorzugsweise sind an der Oberseite des wenigstens einen Verteilers Ausstülpungen vorgesehen, die z. B. als Rippen oder Raster oder im Querschnitt als Dreiecke oder Halbkreise ausgebildet sind. Die Ausstülpungen erhöhen die Oberfläche des Verteilers, so dass eine größere Oberfläche zum Verdampfen von Wasser vorhanden ist. Des Weiteren werden Mikrowirbel zwischen den Ausstülpungen gebildet, welche die Luft-Dampf-Vermischung verbessern und die Verdampfungsleistung aufgrund der längeren Kontakt- und Aufenthaltszeit der Atemluft an der Oberfläche des Verteilers erhöhen.
In einer ergänzenden Ausführungsform sind an der Unterseite des wenigstens einen Verteilers Ausstülpungen vorgesehen, die z. B. als Rippen oder Raster oder im Querschnitt als Dreiecke oder Halbkreise ausgebildet sind. Die Ausstülpungen an der Unterseite des Verteilers erhöhen das kapillare Saugvermögen des Verteilers, so dass mehr Wasser vom Verteiler aufgenommen werden kann. Damit werden der Feuchtigkeitsgrad an der Oberfläche des Verteilers und auch die Verdampfungsleistung des Verteilers erhöht.
Zweckmäßig ist der wenigstens eine Verteiler an einem Gehäuse des Beatmungsanfeuchters vorzugsweise lösbar befestigt. Die Lagefixierung des Verteilers bewirkt, dass bei einer Schräglage des Beatmungsanfeuchters kein Wasser in die Einlass- und Auslassöffnung und damit insbesondere in den an der Auslassöffnung angeschlossenen Tubus (Schlauch) eindringen kann, sofern die Oberfläche des Wassers vollständig vom Verteiler abgedeckt ist. Die lösbare Befestigung des Verteilers, beispielsweise mittels einer Rast- oder Schraubverbindung, ermöglicht es, den Verteiler einfach und schnell auszutauschen. Im Allgemeinen ist nach einer bestimmten Benutzungszeit des Beatmungsanfeuchters ein Austausch des Verteilers, z. B. aus hygienischen Gründen, erforderlich.
Insbesondere ist an der Ein- und/oder Auslasseinrichtung eine Trennwand vorhanden, die eine Zirkulationsströmung der Atemluft in der Befeuchtungskammer unterstützt bzw. verursacht.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung umfasst der wenigstens eine Verteiler beispielsweise Baumwollgewebe, einen textilen Stoff, ein Hochleistungsbindevlies oder ein poröses Material.
Insbesondere sind das Wasser und/oder der Verteiler mittels einer Heizung aufheizbar. Die Heizung kann das Wasser auf höhere Temperaturen, z. B. 60°C, erhöhen, um die Verdampfungsleistung und damit die relative Luftfeuchtigkeit der befeuchteten Atemluft zu erhöhen. Außerdem kann damit die Temperatur der an der Auslassöffnung ausströmenden befeuchteten Atemluft gesteuert werden.
Vorzugsweise ist die Heizung in den wenigstens einen Verteiler integriert. Die Integration der Heizung in den Verteiler gestattet es, die Temperatur überwiegend in den für die Verdampfungsleistung besonders relevanten Bereich, nämlich die Oberfläche des Verteilers, zu erhöhen. Somit kann eine größere Verdampfungsleistung mit einem relativ geringen Energieaufwand erreicht werden. Des Weiteren wird die Reaktionszeit zum Erhöhen oder Absenken der relativen Luftfeuchtigkeit und/oder der Temperatur der befeuchteten Atemluft verringert.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Heizung im Wesentlichen eine zweidimensionale Form auf. Sie ist z. B. als ebene oder gekrümmte Fläche ausgebildet und/oder mit Öffnungen, z. B. mit Bohrungen, Schlitzen oder Rechtecken, versehen. Die in dem Verteiler integrierte Heizung weist im Allgemeinen eine ebene, plattenförmige Geometrie auf. In Teilbereichen, z. B. in Ausstülpungen, die im Querschnitt als Halbkreise ausgebildet sind, kann es notwendig sein, die integrierte Heizung gekrümmt auszubilden. Die Öffnungen sind notwendig, damit das Wasser ungehindert in insbesondere vertikaler Richtung durch den Verteiler zur Oberfläche des Verteilers strömen kann. Vorzugsweise wird die in den Verteiler integrierte Heizung mittig zwischen der Oberseite und der Unterseite des Verteilers angeordnet.
Die Heizung kann aber auch außerhalb der Befeuchtungskammer angeordnet sein. In einer bevorzugten Ausführung ist ein die Befeuchtungskammer (21) begrenzender Boden (19) aus Metall ausgebildet, über den die Wärme in die Befeuchtungskammer geleitet wird.
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 einen schematischen Vertikalschnitt eines Beatmungsanfeuchters,
2 eine schematische Draufsicht eines Verteilers mit Kapillar- und/oder Saugwirkung gemäß 1,
3 einen schematischen Vertikalschnitt des Verteilers in einer zweiten Ausführungsform,
4 einen schematischen Vertikalschnitt des Verteilers in einer dritten Ausführungsform,
5 einen perspektivische Ansicht des Verteilers in einer vierten Ausführungsform,
6 eine Draufsicht einer in den Verteiler integrierten Heizung in einer ersten Ausführungsform,
7 eine Draufsicht der in den Verteiler integrierten Heizung in einer zweiten Ausführungsform und
8 eine Draufsicht der in den Verteiler integrierten Heizung in einer dritten Ausführungsform.
In 1 ist ein schematischer Vertikalschnitt eines Beatmungsanfeuchters 1 zum Anfeuchten und Erwärmen von zu befeuchtender Atemluft 5 für eine künstliche Beatmung von Patienten dargestellt. Eine Befeuchtungskammer 21 wird von einem Gehäuse 12 eingeschlossen. Die Oberseite des Gehäuses 12 ist mit einer als Einlassöffnung 22 ausgebildeten Einlasseinrichtung 10 zur Zuführung von zu befeuchtender Atemluft 5 in die Befeuchtungskammer 21 und mit einer als Auslassöffnung 23 ausgebildeten Auslasseinrichtung 11 zum Ableiten einer befeuchteten Atemluft 9 aus der Befeuchtungskammer 21 versehen. Die zu befeuchtende Atemluft 5 strömt durch die Einlassöffnung 22 in die Befeuchtungskammer 21 ein und tritt nach der Aufnahme von Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf als befeuchtete Atemluft 9 aus der Befeuchtungskammer 21 wieder aus. Außerdem ist eine Wassereintrittsöffnung 13 zum Einleiten von Wasser 4 in die Befeuchtungskammer 21 vorhanden. Das Gehäuse 12 bildet an der Unterseite der Befeuchtungskammer 21 einen wasserdichten Boden 19 zur Aufnahme des zu verdampfenden Wassers 4 aus. Die Oberseite bzw. Oberfläche des Wassers 4 wird von dem scheiben- bzw. tellerförmigen Verteiler 2 mit Kapillar- und/oder Saugwirkung vollständig abgedeckt. Der Durchmesser des Verteilers 2 beträgt 105 mm, was einer Standardgröße entspricht. Die maximale Ausdehnung 25 des Verteilers 2 beträgt in horizontaler Richtung somit 105 mm (1 und 2). Des Weiteren ist in 1 die maximale vertikale Ausdehnung 26 des Verteilers 2 mit senkrecht zu dem scheiben- bzw. tellerförmigen Verteiler 2 ausgebildeten Rippen 3 bzw. 3' gekennzeichnet. Der Verteiler 2 ist an der Oberseite 17 mit der zu befeuchtenden Atemluft 5 in der Befeuchtungskammer 21 und an der Unterseite 18 mit dem Wasser 4 in Kontakt. Die Dicke des Verteilers 2, d. h. der Abstand zwischen der Oberseite 17 und der Unterseite 18, liegt in einem Bereich von 1 bis 2 mm. Der Verteiler 2 ist vorzugsweise so in der Befeuchtungskammer 21 angeordnet, dass eine Wasseroberfläche des Wassers 4 sich zwischen der Oberseite 17 und der Unterseite 18 des Verteilers 2 befindet. Mit dieser Anordnung des Verteilers 2 wird ein Wasserspritzen des Wassers 4 bei Eintritt der zu befeuchtenden Atemluft 5 durch die Einlassöffnung 22 der Einlasseinrichtung 10 der Befeuchtungskammer 21 wirksam verhindert. Der Verteiler 2 nimmt aufgrund seiner Kapillar- und/oder Saugwirkung das Wasser 4 auf und treibt es zur Oberseite 17 des Verteilers 2. An der Oberseite 17 des Verteilers 2, die mit der zu befeuchtenden Atemluft 5 in Kontakt befindlich ist, kann das vom Verteiler 2 aufgesaugte Wasser 4 verdampfen und damit die zu befeuchtende Atemluft 5 befeuchten. Das Verdampfen des Wassers 4 erfolgt ausschließlich mittelbar durch den Verteiler 2 mit Kapillarwirkung (1 und 2).
Die Oberseite 17 des Verteilers 2 ist mit als oberseitige Rippen 3 ausgebildeten Ausstülpungen 16 versehen. Die oberseitigen Rippen 3 mit einer Höhe von 10 mm vergrößern die Verdunstungsfläche des Verteilers 2, um eine größere Verdunstungsleistung des Beatmungsanfeuchters 1 zu erhalten. Die Abstände zwischen den einzelnen Rippen 3 betragen 15 mm. Darüber hinaus verlaufen die Rippen 3 in einem rechten Winkel zur horizontalen Komponente der Strömungsrichtung der Zirkulation 6 in der Befeuchtungskammer 21 (1), so dass sich zwischen den Rippen 3 Mikrowirbel 7 ausbilden. Die Mikrowirbel 7 verlängern die Aufenthaltszeit der Luft, verbessern eine Durchmischung des Luft-Dampf-Gemisches und erhöhen die Verdunstungsleistung je Flächeneinheit der Verdunstungsfläche des Verteilers 2 (1).
Die Unterseite 18 des Verteilers 2 mit Kapillarwirkung ist mit als unterseitige Rippen 3' ausgebildeten Ausstülpungen 16 versehen. Die unterseitigen Rippen 3' erhöhen die mit Wasser 4 benetzte Oberfläche des Verteilers 2, das Aufnahmevermögen von Wasser 4 des Verteilers 2 und vergrößern die Wassersättigung an der Oberseite 17 des Verteilers 2. Die unterseitigen Rippen 3' sind versetzt zu den oberseitigen Rippen 3 angeordnet. Die Rippen 3' verhindern ein Hin- und Herschwappen des Wassers 4, wie bspw. bei einem Transport des Beatmungsanfeuchters 1. Mit dem erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchter 1 kann ein Eindringen von Wasser durch die Auslassöffnung 23 der Auslasseinrichtung 11 und damit in den Atemschlauch wirksam verhindert werden. Die Rippen 3' sind vorzugsweise von dem Boden 19 der Befeuchtungskammer 21 beabstandet angeordnet (1). Diese Anordnung gewährleistet eine gleichmäßige Verteilung des Wassers 4 zwischen den von den Rippen 3 gebildeten Kammern. In einer weiteren Ausführung stehen die Rippen 3' mit dem Boden 19 der Befeuchtungskammer 21 in Kontakt, wobei die Rippen jeweils Aussparungen im Bereich des Bodens 19 aufweisen, durch die sich das Wasser 4 zwischen den von den Rippen 3' gebildeten Kammern verteilen kann (nicht dargestellt). Diese Ausführung gewährleistet eine hohe Stabilität des Verteilers 2 in der Befeuchtungskammer 21. Die maximale Ausdehnung 26 des Verteilers 2 in vertikaler Richtung entspricht dem Abstand zwischen den Enden der oberseitigen Rippen 3 und unterseitigen Rippen 3' (1).
Die Ausstülpungen 16 des Verteilers 2 können auch im Querschnitt als Dreiecke 14 (3), als Halbkreise 15 und Rippen 3' (4) und als Rippen 3, 3', die in einem rechtwinkligen Raster 24 angeordnet sind (5), ausgebildet sein.
Eine Trennwand 8 an der Auslassöffnung 23 erstreckt sich bis in die Nähe des Verteilers 2, um einen frühzeitigen Austritt der befeuchteten Atemluft 9 aus der Auslassöffnung 23 zu verhindern, so dass eine hohe relative Luftfeuchtigkeit der befeuchteten Atemluft 9 erreicht wird. Des Weiteren unterstützt die von der Trennwand 8 vorgegebene Strömungsrichtung der Atemluft 5, 9 in der Befeuchtungskammer 21 die Bildung einer Zirkulationsströmung 6. Die Zirkulationsströmung 6 führt zu einem homogenen Luft-Dampf-Gemisch und erhöht die Verdunstungsleistung, insbesondere auch durch die Bildung der Mikrowirbel 7 (1).
In dem Wasser 4 ist eine elektrische Heizung 20 zur Erwärmung des zu verdampfenden Wassers 4 und des Verteilers 2 mit Kapillar- und/oder Saugwirkung auf eine bestimmte Temperatur, z. B. 60°C, angeordnet (1). Zur Steuerung der Temperatur des Wassers 4 ist vorzugsweise ein Temperatursensor in der Befeuchtungskammer 21 vorgesehen (nicht dargestellt).
Die Heizung 20 kann auch in den Verteiler 2 integriert sein und befindet sich mittig zwischen der Oberseite 17 und der Unterseite 18 des Verteilers 2 (nicht dargestellt). Ergänzend kann die in den Verteiler 2 integrierte Heizung 20 auch analog in den Ausstülpungen 16 angeordnet sein. Die in den Verteiler 2 integrierte Heizung 20 weist eine zweidimensionale Form auf und verfügt über Öffnungen 27 senkrecht zur Ebene der in den Verteiler 2 integrierten Heizung 20, damit der Verteiler 2 ungehindert von Wasser 4 in sämtlichen Richtungen, insbesondere in vertikaler Richtung, durchströmt werden kann. Die in den Verteiler 2 integrierte Heizung 20 kann aus parallelen Heizdrähten 31 bestehen, die Öffnungen 27 als Schlitze 28 aufweisen (6). Die Heizdrähte 31 können auch rasterförmig angeordnet sein, so dass die Öffnungen 27 Rechtecke 29 sind (7). Des Weiteren kann eine plattenförmige Heizung 20 mit Bohrungen 30 versehen sein (8).
In einer weiteren Ausführung kann der Boden 19 aus einem Metall ausgeführt sein, so dass eine Wärme von einer in dem Beatmungsanfeuchter 1 angeordneten Heizung in die Befeuchtungskammer 21 geleitet werden kann (nicht dargestellt).
Die Temperatur des Wassers 4 bzw. des Verteilers 2 als Stellgröße ermöglicht die Steuerung der relativen Luftfeuchtigkeit und/oder der Temperatur, z. B. 37°C, der befeuchteten Atemluft 9. Eine höhere Temperatur des Wassers 4 bzw. des Verteilers 2 bewirkt eine höhere Verdunstungsleistung und eine höhere Temperatur der befeuchteten Atemluft 9. Des Weiteren können an der Einlassöffnung 22 und/oder Auslassöffnung 23 Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren und/oder Durchflussmesseinrichtungen positioniert sein (nicht dargestellt). Vorzugsweise sind Temperatur- und/oder Feuchtigkeitssensoren auch auf oder in dem Verteiler 2 ausgebildet. Die Messdaten dieser Sensoren sowie des im Wasser 4 angeordneten Sensors werden von eine Steuerungseinheit verarbeitet und dienen zum Steuern und/oder Regeln der Temperatur und der relativen Feuchtigkeit der befeuchteten Atemluft 9, insbesondere mittels der Temperatur des Wassers 4 und/oder des Verteilers 2 (nicht dargestellt).
Der Verteiler 2 ist am Gehäuse 12 lösbar fixiert, so dass bei einer Schräglage des Beatmungsanfeuchters 1 das Wasser 4 nicht in die Einlassöffnung 22 und Auslassöffnung 23 eindringen kann. Außerdem wird dadurch in vorteilhafter Weise vermieden, dass der Luftstrahl aus der Einlassöffnung 22 ein Spritzen des Wassers 4 verursacht. Aufgrund der lösbaren Fixierung kann der Verteiler 2 leicht ausgetauscht werden.
Der Verteiler 2 besteht aus einem saugfähigen Material, z. B. Baumwollgewebe, einem textilen Stoff oder Hochleistungsvlies, oder aus einem porösen Material. Die Verwendung von biologisch leicht abbaubaren organischen Stoffen für den Verteiler 2 hat den Vorteil, dass der Verteiler 2 nach dem Gebrauch leicht entsorgt werden kann, z. B. mittels Kompostierung.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchter 1 bei einem geringen konstruktiven Aufwand, d. h. kostengünstig, erhebliche Verbesserungen möglich. Die Verdampfungsleistung wird erhöht und eine hohe, zuverlässige Luft-Dampf-Vermischung der befeuchteten Atemluft 9 erreicht. Des Weiteren wird von der in die Befeuchtungskammer 21 einströmenden Atemluft 5 gebildetes Spritzwasser vermieden, so dass kein Wasser 4 in die Auslassöffnung 23 und den daran angeschlossenen Tubus (Schlauch) eindringen kann.

1: Beatmungsanfeuchter
2: Verteiler mit Kapillar- und/oder Saugwirkung
3: Rippen
4: Wasser
5: Zu befeuchtende Atemluft
6: Zirkulationsströmung
7: Mikrowirbel
8: Trennwand
9: Befeuchtete Atemluft
10: Einlasseinrichtung
11: Auslasseinrichtung
12: Gehäuse
13: Wassereintrittsöffnung
14: Dreieck
15: Halbkreis
16: Ausstülpungen
17: Oberseite des Verteilers mit Kapillareffekt
18: Unterseite des Verteilers mit Kapillareffekt
19: Boden der Befeuchtungskammer
20: Heizung
21: Befeuchtungskammer
22: Einlassöffnung
23: Auslassöffnung
24: Raster
25: Maximale Ausdehnung des Verteilers in horizontaler Richtung
26: Maximale Ausdehnung des Verteilers in vertikaler Richtung
27: Öffnungen
28: Schlitze
29: Rechteck
30: Bohrungen
31: Heizdraht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 4225542 [0006]
- US 3954920 [0007]

Claims

Beatmungsanfeuchter (1), umfassend – eine Befeuchtungskammer (21), – eine Einlasseinrichtung (10) zur Zuführung von zu befeuchtender Atemluft (5) in die Befeuchtungskammer (21), – eine Auslasseinrichtung (11) zum Ausleiten der befeuchteten Atemluft (9) aus der Befeuchtungskammer (21), – einen die Befeuchtungskammer (21) begrenzenden Boden (19) zur Aufnahme von zu verdampfendem Wasser (4), – von dem Boden (19) in der Befeuchtungskammer (21) aufgenommenes, zu verdampfendes Wasser (4) zum Befeuchten der Atemluft (5) und – wenigstens einen Verteiler (2) mit Kapillar- und/oder Saugwirkung, der dahingehend in der Befeuchtungskammer (21) angeordnet ist, dass dieser in Kontakt zu dem Wasser (4) steht zur Aufnahme von Wasser (4) in den Verteiler (2), in Kontakt zur Atemluft in der Befeuchtungskammer (21) steht zum Verdampfen des aufgenommenen Wassers (4) auf der Oberfläche des Verteilers (2) in die Atemluft (5) und wenigstens 50% der Oberfläche des Wassers (4) abdeckt.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine maximale Ausdehnung (25) oder die Summe der maximalen Ausdehnungen (25) des wenigstens einen Verteilers (2) in horizontaler Richtung größer ist als eine maximale Ausdehnung (26) oder die Summe der maximalen Ausdehnungen (26) des wenigstens einen Verteilers (2) in vertikaler Richtung.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der Oberseite (17) des wenigstens einen Verteilers (2) Ausstülpungen (16) vorhanden sind, die vorzugsweise als Rippen (3) oder Raster (24) oder im Vertikalschnitt als Dreiecke (14) oder Halbkreise (15) ausgebildet sind.
Beatmungsanfeuchter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Unterseite (18) des wenigstens einen Verteilers (2) Ausstülpungen (16) vorhanden sind, die vorzugsweise als Rippen (3') oder Raster (24') oder im Vertikalschnitt als Dreiecke (14') ausgebildet sind.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (3') oder Raster (24') von dem Boden (19) der Befeuchtungskammer (21) beabstandet angeordnet sind.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (3') oder Raster (24') mit dem Boden (19) der Befeuchtungskammer (21) in Kontakt stehen.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (3') oder Raster (24') jeweils Aussparungen im Bereich des Bodens (19) aufweisen, durch die sich das Wasser (4) zwischen von den Rippen (3') oder Raster (24') gebildeten Kammern verteilen kann.
Beatmungsanfeuchter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verteiler (2) an einem Gehäuse (12) des Beatmungsanfeuchters (1) vorzugsweise lösbar befestigt ist.
Beatmungsanfeuchter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ein- (10) und/oder Auslasseinrichtung (11) eine Trennwand (8) vorhanden ist, die eine Zirkulationsströmung (6) der Atemluft (5, 9) in der Befeuchtungskammer (21) unterstützt bzw. verursacht.
Beatmungsanfeuchter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Verteiler (2) beispielsweise Baumwollgewebe, einen textiler Stoff, ein Hochleistungsbindevlies oder ein poröses Material umfasst.
Beatmungsanfeuchter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser (4) und/oder der Verteiler (2) mittels einer Heizung (20) aufheizbar ist.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (20) in den wenigstens einen Verteiler (2) integriert ist.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (20) im Wesentlichen eine zweidimensionale Form aufweist und vorzugsweise als ebene oder gekrümmte Fläche ausgebildet ist.
Beatmungsanfeuchter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (20) mit Öffnungen (27) versehen ist, die vorzugsweise als Bohrungen (30), Schlitze (28) oder Rechtecke (29) ausgebildet sind.
Beatmungsanfeuchter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Befeuchtungskammer (21) begrenzende Boden (19) aus Metall ausgebildet ist.