Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen

Abstract

 @ Seit einigen Jahren ist es bekannt, Rheuma durch Kälte zu behandeln. Es wird sowohl die Ganzkörpertherapie in entsprechend klimatisierten Räumen als auch die Lokaltherapie angewendet.
Bei der Lokaltherapie kühlt man einen Gebläseluftstrom durch indirekten Wärmeaustausch in einem Wärmeaustauscher durch verdampfenden flüssigen Stickstoff ab. Der Wärmeaustauscher muß außerhalb der Praxisräume aufgestellt werden, mit entsprechend langen Leitungswegen. Bei der Inbetriebnahme müssen sowohl die Leitungen als auch der Wärmeaustauscher abgekühlt werden. Insbesondere wegen der großen Speichermassen des Wärmeaustauschers ergeben sich dadurch lange Anlaufzeiten. Andererseits können auch die Wärmeaustauscherflächen vereisen und zum Ausfall des Gerätes führen.
Zwecks Vermeidung dieser Nachteile wird der Wärmeaustausch direkt mittels eines Zyklonabscheiders (17) durchgeführt, indem der flüssige Stickstoff in dessen Eintrittsleitung gesprüht wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen.

[0002] Die Kältetherapie zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen wurde vor einigen Jahren in Japan entwickelt und setzt sich mehr und mehr durch. Hierbei wird sowohl die Ganzkör^per- therapie als auch die Lokaltherapie angewendet. Bei der Ganzkörpertherapie muß sich der Patient über eine gewisse Zeit in einem tief abgekühlten Raum aufhalten. Bei der Lokaltherapie wird ein Kaltluftstrom auf den erkrankten Körperteil gerichtet. Die Erfindung betrifft ein Gerät für die Lokaltherapie.

[0003] Der Kaltluftstrom für die Lokaltherapie muß trocken und eisfrei sein. Da die Luft auf etwa -150° C abgekühlt wird, ist sie naturgemäß trocken, es muß aber verhindert werden, daß die ausgefrorenen Eispartikel auf die Körperoberfläche gelangen. Dies würde zu Erfrierungen zumindest in Form von Mikronekrosen führen.

[0004] Aus der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift Nr. 30 189/80 (Anmeldung Nr. 114 029/78) ist ein Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen bekannt, welches die genannten Bedingungen erfüllt.Bei diesem Gerät wird der durch ein Gebläse erzeugte Luftstrom durch einen Luftkühler geleitet, in welchem er auf die erforderliche tiefe Temperatur abgekühlt wird. Dieser Luftkühler ist ein Wärmeaustauscher mit Kühlschlangen, in denen flüssiger Stickstoff verdampft. An diesen Kühlschlangen friert die Feuchtigkeit aus. Die trockene kalte Luft wird durch einen isolierten Schlauch vom Luftkühler abgezogen und dem Behandlungsort zugeleitet.

[0005] Obwohl dieses bekannte Gerät seinen Zweck zufriedenstellend erfüllt, weist es doch einige Nachteile, insbesondere hinsichtlich Wirtschaflichkeit, auf. So sind die Investitionskosten verhältnismäßig hoch, da der Wärmeaustauscher für die Abkühlung der Luft teuer ist. Der Wärmeaustauscher muß außerhalb der Praxisräume aufgestellt werden. Daher sind lange Leitungswege erforderlich. Die lange Schlauchleitung für die kalte Luft ist wegen der aufwendigen Isolierung ebenfalls teuer. Bei der Inbetriebnahme muß der Wärmeaustauscher mit seinen großen Massen und die Leitungen zunächst abgekühlt werden, bis eine Behandlung des Patienten mit Kälte möglich ist. Die Anlaufzeiten sind daher recht groß. Der Verlust an Kältemittel pro Behandlung ist entsprechend hoch. Bei längerem ununterbrochenen Betrieb, wie er in der Praxis häufig vorkommt, kann die aus der Luft ausgefrorene Feuchtigkeit die Flächen des Wärmeaustauschers vereisen und zum Ausfall des Gerätes führen. Dies läßt sich nur vermeiden, wenn der Betrieb des Gerätes in regelmäßigen Abständen eingestellt wird, um die ausgefrorene Feuchtigkeit abzutauen.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen zu schaffen, welches diese Nachteile nicht aufweist und insbesondere bei geringem Kältemittelverbrauch schnell einsatzbereit und für den Dauerbetrieb geeignet ist.

[0007] Es wurde nun ein Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen, mit einem Anschluß zur Zufuhr eines tiefkalten verflüssigten Gases, einem Gebläse zur Erzeugung des Luftstromes, sowie einer Einrichtung zum Wärmeaustausch zwischen verflüssigtem Gas und Luftstrom, welche ein Abtrennen der ausgefrorenen Feuchtigkeit ermöglicht, gefunden, bei dem gemäß der Erfindung als Einrichtung zum Wärmeaustausch ein Zyklonabscheider dient, dessen Eintrittsleitung mit der Austrittsöffnung des Gebläses durch eine Leitung verbunden ist, in welcher der Anschluß zur Zufuhr des verflüssigten Gases endet und an dessen Austrittsöffnung ein flexibler Schlauch befestigt ist.

[0008] Der Grundgedanke der Erfindung besteht demnach darin, ein Gerät zu konzipieren, bei dem der Wärmeaustausch zwischen dem tiefkalten verflüssigten Gas, also in den Regel Stickstoff, und der Luft direkt erfolgt. Hierzu wird das verflüssigte Gas in die Eintrittsleitung eines Zyklonabscheiders eingesprüht. Die Luft kühlt sich dadurch sofort stark ab, die in ihr enthaltene Feuchtigkeit friert in Form von Eispartikeln aus.

[0009] Im Zyklonabscheider wird der Wärmeaustausch fortgesetzt und das Eis abgetrennt. Die ausgeschiedene Feuchtigkeit sammelt sich im unteren Teil des Zyklonabscheiders, taut dort auf und wird von Zeit zu Zeit, beispielsweise in Betriebspausen, als Wasser abgelassen.

[0010] Bei Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kältemittel könnten Arzt und Patient durch übermäßige Stickstoffanreicherung in der Atemluft gefährdet werden. Um diese Gefährdung auszuschließen, wird in räumlicher Nähe des erfindungsgemäßen Gerätes ein Abluftventilator installiert, der bei Inbetriebnahme des Gerätes zwangsläufig mit eingeschaltet wird. Durch eine elektrische Verriegelung kann zusätzlich bewirkt werden, daß die Zufuhr von flüssigem Stickstoff unterbrochen wird, wenn der Abluftventilator nicht läuft. Derartige Sicherheitsmaßnahmen erübrigen sich allerdings, wenn flüssige Luft als Kältemittel verwendet wird.

[0011] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert werden.

[0012] Es zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht eines Gerätes mit separatem, abnehmbaren Vorratsbehälter für flüssigen Stickstoff,

Fig.2 eine schematische Darstellung des Gerätes nach Fig.1 in Verbindung mit einem Abluftventilator.

[0013] Das in Fig.1 dargestellte Gerät besitzt in seinem Inneren die Einrichtungen zur Erzeugung des Kaltluftstromes, die Inbetriebnahme und Überwachung erfolgt durch Armaturen und Schalter an der Frontseite 1 des Gerätes. Aus dem Gerät heraus führt ein flexibler isolierter Schlauch 2, der in einem Handstück 3 endet. Das Gerät besitzt ferner eine Anschlußöffnung 4 zur Zufuhr von flüssigem Stickstoff und einen Stecker 5 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung. Das Gerät besitzt ferner einen separaten abnehmbaren Vorratsbehälter 6 für flüssigen Stickstoff. Dieser Vorratsbehälter 6 enthält in seinem Inneren den eigentlichen Stickstoffspeicher 7. Es besitzt ferner einen Anschluß 8, durch welchen flüssiger Stickstoff aus dem Stickstoffspeicher 7 abfließen kann. Ferner ist ein Stecker 9 zur Zufuhr elektrischer Energie vorhanden. Das Gerät ist einsatzbereit, sobald der Vorratsbehälter 6 angeklemmt ist, wobei die Stecker 5 und 9 sowie die Anschlußöffnung 4 und der Anschluß 8 in Eingriff gelangen.

[0014] Fig.2 zeigt das Gerät von Fig.1 in schematischer Darstellung. Aus dem Stickstoffspeicher 7 wird mittels der Pumpe 10 flüssiger Stickstoff abgezogen. Die Verbindung des Anschlusses 8 und der Anschlußöffnung 4 ist durch die Schnellkupplung 11 dargestellt. In dem durch die Schnellkupplung11 verlängerten Anschluß 8 befinden sich ferner ein Magnetventil 12 und eine regelbare Blende 13. Der Luftstrom wird durch ein Gebläse 14 erzeugt, die Luft durch das Filter 15 angesaugt. Die Austrittsöffnung des Gebläses 14 ist durch eine Leitung 16 mit der Eintrittsöffnung eines Zyklonabscheiders 17 verbunden. Erfindungsgemäß endet in der Leitung 16 der Anschluß 8 aus dem Stickstoffspeicher 7. An den Austrittsstutzen 18 des Zyklonabscheiders 17 ist der isolierte Schlauch 2 mit dem Handstück 3 angeschlossen. Am unteren konischen Teil des Zyklonabscheiders 17 befindet sich ein Ventil 19, an welches ein Abwasserabscheider und Verdunster 20 angeschlossen ist. In der Nähe des Handstückes 3 befindet sich eine Temperaturmeßeinrichtung 21. Ferner befindet sich in räumlicher Nähe des Gerätes ein Abluftventilator 22. Durch eine nichtdargestellte elektrische Verbindung wird bewirkt, daß der Abluftventilator 22 zwangsweise läuft, sobald das Gerät eingeschaltet ist. Durch eine ebenfalls nichtdargestellte elektrische Verriegelung wird außerdem erreicht, daß die Stickstoffzufuhr durch das Magnetventil 12 unterbrochen wird, falls der Abluftventilator 22, beispielsweise wegen eines technischen Defektes, nicht laufen sollte. Ebenfalls in räumlicher Nähe des erfindungsgemäßen Gerätes ist ein Sauerstoffwarngerät 23 angeordnet, welches jedoch mit dem erfindungsgemäßen Gerät in keiner funktionellen leitenden Verbindung steht.

[0015] Beim Einschalten des Gerätes laufen der Abluftventilator 22, das Gebläse 14 und die Pumpe 10 gleichzeitig an. Dadurch wird durch den Anschluß 8 flüssiger Stickstoff in die Leitung 16 gesprüht. Es erfolgt ein direkter Wärmeaustausch zwischen dem in die Leitung 16 gesprühten Stickstoff und der Luft aus dem Gebläse14.Da sowohl die Leitung 16 als auch der Zyklonabscheider 17 wenig Masse haben, kühlt sich die gesamte Einrichtung sehr rasch ab, so daß nur wenig Stickstoff zur Abkühlung des erfindungsgemäßen Gerätes auf seine Betriebstemperatur benötigt wird. Die in der Luft aus dem Gebläse 14 enthaltene Feuchtigkeit friert in Form von Eispartikeln aus, die in bekannter Weise im Zyklonabscheider 17 abgetrennt werden. Sie sammeln sich im unteren konischen Teil des Zyklonabscheiders 17, wo sie wieder auftauen und von Zeit zu Zeit durch das Ventil 19 in den Abwasserabscheider und Verdunster 20 abgelassen werden. Die trockene, kalte, mit Stickstoff etwas angereicherte Luft verläßt den Zyklonabscheider 17 durch dessen Austrittsstutzen 18, den isolierten flexiblen Schlauch 2 und das Handstück 3. Sie gelangt dann direkt auf die zubehandelnde Körperpartie. Die Temperatur des Luftstromes wird durch die Temperaturmeßeinrichtung 21 kontrolliert und geregelt. Die Temperaturregelung ist äußerst einfach, da hierzu lediglich die Menge des eingesprühten Stickstoffes variiert zu werden braucht. Auch die Luftmenge kann durch Drehzahländerung des Gebläses 14 leicht variiert werden. Die stickstoffreiche Luft wird durch den Abluftventilator 22 ständig abgesaugt. Sollte der Sauerstoffgehalt dennoch einmal unter einen zulässigen Wert fallen, wird dies durch das Sauerstoffwarngerät 23 optisch und akustisch angezeigt.

[0016] Das erfindungsgemäße Gerät ist eine kompakte Einheit, die in jedem Raum ohne äußere Zuleitungen aufgestellt werden kann. Der Vorratsbehälter 6 kann jederzeit leicht ausgetauscht werden, wenn der Stickstoff im Stickstoffspeicher 7 zur Neige geht. Da der flüssige Stickstoff in kleinen Mengen direkt im Behandlungsraum aufbewahrt werden kann, sind kürzeste Leitungswege möglich. Erforderlich ist lediglich ein Anschluß zur elektrischen Energieversorgung. Die Mengen an Luft und flüssigem Stickstoff, die miteinander vermischt werden sollen, können getrennt und unabhängig voneinander eingestellt werden. Die Temperatur des Kaltluftstromes kann je nach Wunsch oder Anforderung über einen weiten Temperaturbereich vorgewählt und eingestellt werden. Das Gerät ist innerhalb kürzester Zeit betriebsbereit. Die Eisabscheidung imZyklonabscheider 17 ist sicher und verhindert zuverlässig, daß Eispartikel auf die Körperoberfläche des Patienten gelangen, welche Kälteschäden durch Mikronekrosen verursachen könnten.

Ansprüche

1. Gerät zur Erzeugung eines trockenen, kalten Luftstromes zur Behandlung rheumatischer Erkrankungen, mit einem Anschluß (8) zur Zufuhr eines tiefkalten verflüssigten Gases, einem Gebläse (14) zur Erzeugung des Luftstromes, sowie einer Einrichtung zum Wärmeaustausch zwischen verflüssigtem Gas und Luftstrom, welche ein Abtrennen der ausgefrorenen Feuchtigkeit ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Einrichtung zum Wärmeaustausch ein Zyklonabscheider (17) dient, dessen Eintrittsleitung mit der Austrittsleitung des Gebläses durch eine Leitung (16) verbunden ist, in welcher der Anschluß (8) zur Zufuhr des verflüssigten Gases endet und an dessen Austrittsöffnung ein isolierter flexibler Schlauch (2) befestigt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische Verriegelung der Zufuhr von flüssigem Stickstoff in den Anschluß (8), solange, wie ein in räumlicher Nähe des Gerätes installierter Abluftventilator (22) nicht läuft.

Zeichnung