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Title:
PROCESS FOR PRODUCING A CONDITIONED ATMOSPHERE FOR CRYO-TREATMENT OF RHEUMATIC PATIENTS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1987/003472
Kind Code:
A1
Abstract:
The gas for the treatment, such as nitrogen, oxygen, rare gases, a mixture of hydrocarbons or similar, is stored in a tank (1, 2). By means of a pipe-line (81, 82) provided with a flow controller (76, 77) each gas is fed into a mixing chamber (4), the outlet of which is connected to at least one storage tank (3) for the conditioned atmosphere as well as with each treatment booth (10, 11, 12) via an automatically adjusted reheating device (7, 8, 9). For local treatment the liquified gas is tempered by regulating the admission of coolant into the heat exchanger, so that the gas flow reaches the surface of the body to be treated in a homogeneous gas phase. For treatment of the entire body, a conditioned atmosphere of liquid oxygen and liquid nitrogen, mixed in a proportion corresponding approximately to the composition of normal air, is fed to the treatment booth (10, 11, 12) after regulation of the flow.

Inventors:
BLAUDSZUN BERND (DE)
DITTMAR BERND (DE)
Application Number:
PCT/EP1986/000689
Publication Date:
June 18, 1987
Filing Date:
November 27, 1986
Export Citation:
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Assignee:
BLAUDSZUN BERND (DE)
DITTMAR BERND (DE)
International Classes:
A61F7/00; F17C9/00; F17C9/02; F25D3/10; F25J1/02; H01K3/22; H02K3/22; (IPC1-7): A61F7/00; F25D3/10; F17C9/02
Foreign References:
GB2005000A1979-04-11
DE3242881A11984-05-24
CA1143581A1983-03-29
EP0192971A21986-09-03
US3714942A1973-02-06
US3807396A1974-04-30
US2943459A1960-07-05
US4165618A1979-08-28
US4344291A1982-08-17
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Claims:
P A T E N T A N S P R U C H E
1. Verfahren zur Erzeugung einer Behandlungsatmosphäre für die Therapie rheumatisch erkrankter Personen durch Tieftemperaturanwendung, bei dem das für die Therapie bestimmte Gas in flüssiger Form vorliegt und in einem speziellen Wärmetauscher auf die gewünschte Behand lungstemperatur verdampft wird, gekennzeichnet da¬ durch, daß zur örtlichen Behandlung rheumatisch erkrankter Glieder der tiefkalte Gasstrom die zu behandelnde Kδrperfläche trifft und daß für die Ganzkδrperbehandlung zur Ausbildung der Behandlungs atmosphäre in einem etwa der Normalluft entsprechen¬ den Verhältnis flüssiger Stickstoff und flüssiger Sauerstoff entweder, in der flüssigen Phase gemischt oder auf eine von der gewünschten Behandlungstempe¬ ratur abhängige Temperatur verdampft und dann ge mischt wird und danach entweder über einen Vorver¬ dampfer, über eine Nachheizeinrichtung, über einen Vorverdampfer und eine Nachheizeinrichtung oder direkt volumenstromgeregelt der Behandlungskabine zugeführt wird. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Taupunktregelung ein Injektor ange¬ steuert wird, durch den die aus der Behandlungskabine abzusaugende Abluftmenge eingestellt wird. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich¬ net, daß die Sauerstoffkonzentration der Behandlungs¬ atmosphäre während der Therapie durch Einwirkung von Volumenstromreglern verändert wird.
2. 4 Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich¬ net, daß die in die Behandlungskabine eingebrachte Behandlungsatmosphäre auf Bestandteile von Kohlendi¬ oxid überwacht wird.
3. 5 Verfahren nach" Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Mischung in der Gasphase der flüssige Sauer¬ stoff und der flüssige Stickstoff vor Eintritt in eine Mischkammer durch einen Verdampfer geleitet wird.
4. 6 Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer mit einem Wärmeträger in einer inerten beheizten gegenüber der Normalatmosphäre hermetisch abgeschlossenen Atmosphäre beaufschlagt wird.
5. 7 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsatmosphäre vor Eintritt in die Behandlungskabine ionisiert wird.
6. 8 Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7 für die Ganzkδrpertherapie von rheumatischen Erkrankungen , gekennzeichnet durch mindestens zwei Lagertanks (1, 2) für flüssigen Stickstoff und flüssigen Sauerstoff, der jeweils mittels einer Leitung (81, 82) mit Volumenstromreglern (76, 77) mit einer Mischkammer (4) verbunden ist, deren Ausgang mit mindestens einem Lagertank (3) für die Behand lungsatmosphäre sowie über eine geregelte Nachheiz¬ einrichtung mit der Behandlungskabine verbunden ist.
7. 9 Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagertanks (1, 2) und der Mischkammer (4) ein Verdampfer mit einem gegenüber der Normalat¬ mosphäre hermetisch abgeschlossenen inerten beheiz baren Kreislauf für den Wärmeträger angeordnet.ist.
8. 10 Anlage nach Anspurch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreislauf als Wärmeträger ein nichtkondensieren des Gas wie Inertgas oder Edelgas oder eine nicht zu kristallisierende Flüssigkeit aufweist.
9. 11 Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang der Mischkammer (4) ein Meßgerät (61, 62) für die Ermittlung der Sauer stoff onzentration und des Taupunktes angeordnet ist.
10. 12 Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Temperaturregelkammern (7, 8, 9) als Nachheizeinrichtungen für den Sammler (6) ausgebildet sind, dessen Ausgang mit einem Rück¬ laufsammler verbunden ist.
11. 13 Anlage nach Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeich¬ net, daß vor dem Eintritt der Behandlungsatmosphäre und am Ausgang des Vorverdampfers (5) jeweils ein Meßgerät für die Ermittlung der Sauerstoffkonzentra¬ tion (47, 32, 36, 40), für die Ermittlung der Tau¬ punkttemperatur (48, 33, 37, 41) in der Abluft aus den Klimakammern (10, 11, 12) und für die Analyse des C02Gehalts (49, 34, 38, 42) angeordnet ist.
12. 14 Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Vorverdampfer (5) ein Meßgerät (50) für die Ermittlung der Temperatur des Gasgemisches angeordnet ist.
13. 15 Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Eingängen zu den Klimakammern (10, 11, 12) jeweils ein Teraperaturmeßgeber (35, 39, 43) zur Ermittlung der Temperatur der Behandlungsatmosphäre angeordnet ist.
14. 16 Anlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer exakten gewünschten Behandlungs¬ temperatur durch Verdampfung der flüssigen oder Erwärmung der zu kalten gasförmigen Behandlungsat¬ mosphäre die Temperaturregelkammern (7, 8, 9) als Wärmetauscher (101) derart ausgebildet sind, daß das Behandlungsmedium (102) in den Temperaturregelkammern (7, 8, 9) in dem Ringspalt eines Doppelrohrs (112) geführt ist, das aus einem mit dem Behandlungsmedium eintrittstutzen (105) verbundenen Kernrohr (113) und einem mit dem Behandlungsmediumaustrittstutzen (106) verbundenen Mantelrohr (114) besteht, wobei die aus der Temperaturregelkammer (7, 8, 9) austretende Behandlungsatmosphäre mit eingestellter Temperatur der Klimakammer (10, 11, 12) zuführbar ist.
15. 17 Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Kernrohr (113) mit dem Mantelrohr (114) mittels einer Umlenkkammer (115, 116) verbunden ist.
16. 18 Anlage nach Anspruch 16 und 17, dadurch gekennzeich¬ net, daß zur exakten Temperatureinstellung der Wärraeträgerkreislauf vom Heizregister (29, 30, 31) über Temperatursensoren (118, 119, 120) regelbar ist.
17. 19 Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Heizregister (29, 30, 31) eine Bypasschal tung (83) ausgebildet ist.
Description:
Verfahren zur Erzeugung einer Behandlungsatmosphäre für die Kältetherapie rheumatisch erkrankter Personen.

Durchführung des Verfahrens eine Anlage für die Ganzkör- 5 erbehandlung.

Für die Behandlung rheumatisch Erkrankter ist die An¬ wendung der Tieftemperaturtherapie bekannt. So wird zum Beispiel auf rheumatisch erkrankte Glieder kaltes Gas

10 aufgesprüht, wobei im Regelfall Flüssigstickstoff mit einer Temperatur von ca. -180° C verwendet wird. Bekannt ist auch die Ganzkörperbehandlung eines rheumatisch Erkrankten in einer Therapiekabine. Die erforderliche Behandlungsatmosphäre wird wie folgt hergestellt. Zu-

15 nächst wird die Behandlungsatmosphäre auf einen Taupunkt von ca. - 50° C getrocknet. Dann wird die Atmosphäre mittels einer Kälteanlage auf ca. - 60° C gekühlt. Zur Erzielung der gewünschten Behandlungstemperatur wird dann unter Zuhilfenahme von flüssigem Stickstoff als Kühl-

20 medium die Behandlungsatmosphäre auf ca. - 120° C bis -160° C gekühlt. Durch eine besondere Nachregelung der Temperatur der Behandlungsatmosphäre wird dann in der Therapiekabine der gewünschte Wert erzielt. Dieses Verfahren ist mit erheblichen Nachteilen behaftet. Die

25 Zeit vom Start der Anlage bis zur Betriebsbereitschaft ist ungewöhnlich lang. Die Temperatur in der Tieftempera¬ turkammer kann nur mit Mühe auf dem gewünschten Wert gehalten werden und steigt in der Regel nach kurzer Betriebszeit rapide an. Die Restfeuchtigkeit in der

30 Behandlungsatmosphäre ist zu hoch und es kommt nach kurzer Zeit zu starker Nebelbildung im Behandlungsraum, was für die Patienten äußerst unangenehm ist. Dies hat zur Folge, daß Patienten mit zusätzlichen Herz- und Kreislaufbeschwerden diese Behandlung nicht nutzen kön-

35 nen, obwohl der Therapieerfolg erheblich ist. Darüber- hinaus wird durch den mangelnden Luftwechsel in der Kammer und die hohe Feuchtigkeit, die aufgrund der vor-

herrschenden Strδmungsführung nicht ausreichend abgeführt werden kann, eine Keimbildung in der Kammer nicht aus¬ zuschließen sein. Dies kann zu Erkrankungen der Atem¬ wege führen. Dies zu verhindern würde den Kühlmittel¬ bedarf an flüssigem Stickstoff erheblich steigern, da mit einem höheren Anteil an Frischluft gearbeitet werden müßte und der konsequente Kreislaufbetrieb der Behand¬ lungsatmosphäre nicht mehr aufrecht gehalten werden könnte.

Ferner ist der apparative Aufwand für die Trocknung der Behandlungsatmosphäre und deren Temperaturerzielung außergewöhnlich hoch. Auch dies führt zur weiteren Steigerung der Betriebskosten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem eine für die Behandlung rheumatisch Erkrankter geeignete Behandlungsatmosphäre geschaffen werden kann, ohne daß es zu den aufgeführten Nachteilen insbesondere der Nebelbildung, Temperaturschwankung und der zu hohen Behandlungskosten kommt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anlage für eine Ganzkδrperbehandlung, insbesondere auch zur Erzielung einer stabilen exakten Behandlungstemperatur unter An- wendung des Verfahrens aufzuzeigen.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung der Aufgabe dadurch, daß zur örtlichen Behandlung rheumatisch erkrankter Glieder der tiefkalte Gasstrom die zu behandelnde Kδrper- fläche trifft und daß für die Ganzkδrperbehandlung zur Ausbildung der Behandlungsatmosphäre in einem etwa der Normalluft entsprechenden Verhältnis flüssiger Stickstoff und flüssiger Sauerstoff entweder in der flüssigen Phase gemischt oder auf eine von der gewünschten Behandlungs- temperatur abhängigen Temperatur verdampft und dann gemischt wird und danach entweder üb p .r einen Vorverdamp-

fer, über eine Nachheizeinrichtung, über einen Vorver¬ dampfer und eine Nachheizung oder direkt volumenstrom- geregelt der Behandlungskabine zugeführt wird.

Hierdurch ist sichergestellt, daß nur tiefkaltes Gas die zu behandelnden Körperteile erreicht. Für die Ganzkörper¬ therapie kann auf die Trocknung der Atmosphäre und den zusätzlichen Einsatz von Kältemaschinen verzichtet wer¬ den. Von besonderem Vorteil ist es, daß die Behandlungs- atmosphäre einen weitaus tieferen Taupunkt besitzt und es dadurch nicht zu Vereisungen und Nebelbildungen in der Therapiekabine kommt. Außerdem wird in der Anlage die Ein- und Abströmsitutation von der Behandlungsatmosphäre so durchgeführt,, daß mit Sicherheit die eingetragene Feuchtigkeit über die Atmung der Patienten ungestört abgeführt werden kann und die frische Behandlungsatmos¬ phäre so- in die Behandlungskabine eingebracht wird, daß es "zu keinen Randeffekten hinsichtlich der Strδmungs¬ führung kommen kann. Dies ist erforderlich, um einen Temperaturanstieg in der Kabine zu verhindern und den Taupunkt auf dem niedrigen Niveau zu halten. Außerdem führt eine exakte Strδmungsführung in der Behandlungs¬ kabine zur Reduzierung des Gasverbrauches bei gleich¬ zeitiger Einhaltung der Behandlungsatmosphärenqualität. Diese Art der Strδmungsführung gewährleistet die Ein¬ haltung einer hygienischen Atmosphäre, da bei der Anlage keine keimbildende Atmosphäre vorhanden ist. Außerdem ist die Zeit vom Start der Anlage bis zu ihrer Betriebsbe¬ reitschaft um ein Vielfaches geringer als bei bekannten Anlagen. Sofern erforderlich, kann auch eine mit Sauer¬ stoff angereicherte Atmosphäre zur Behandlung verwendet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung besteht die Anlage zur Durchführung der Ganzkörperbehandlung aus mindestens zwei Lagertanks für flüssigen Stickstoff und

flüssigen Sauerstoff, die jeweils mittels einer Leitung mit Volumenstromregler mit einer Mischkammer verbunden sind, deren Ausgang mit mindestens einem Lagertank für die Behandlungsatmosphäre sowie über eine geregelte Nachheizeinrichtung mit der Behandlungskabine verbunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben und nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Schaltbild einer Anlage für eine Ganzkδrper- therapie,

Fig. 2 einen Wärmetauscher für eine exakte Temperaturregelung

Fig. 3 die Ausbildung des Wärmetauscherrohrs eines Wärme- ' tauschers für die Vorrichtung nach Fig. 2,

Fig. 4 den Temperaturverlauf an einem Wärmetauscherrohr nach Fig. 3 f

Das Verfahren für eine Ganzkörpertherapie wird nach¬ stehend anhand der in Fig. 1 schematisch dargestellten Anlage 80 erläutert. Die zur Herstellung der Behandlungs¬ atmosphäre benötigten Gase Stickstoff und Sauerstoff werden in den Lagertanks 1, 2 bevorratet. Die Lagertem¬ peratur dieser Gase ist für Sauerstoff - 183 'C und für Stickstoff - 196° C. Die Lagertanks 1, 2 sind vorzugs- weise vakuumisoliert, um die Verdampfungsverluste so gering wie möglich zu halten. Die Konstantdruckregulie¬ rung beider Lagertanks 1 , 2 erfolgt über die Regler 56", 57, damit eine exakte Vermischung beider Gase erreicht wird. Der Volumenstrom der Sauerstoff- und Stickstoffa - mosphären wird mittels der Volumenstromregler 76, 77 geregelt. Es sind zwei Mischvarianten möglich, einmal die

Mischung von Stickstoff und Sauerstoff in der flüssigen Phase und zum anderen das Mischen der Behandlungsat¬ mosphäre in der Gasphase.

Bei der Mischung von Stickstoff und Sauerstoff in der flüssigen Phase sind die Absperrventile 63, 64 geschlos¬ sen, der Kreislaufventilator 66 und der Verdampfer 65 außer Betrieb und das Heizregister 67 für den Verdampfer 65 ausgeschaltet. Die Absperrventile 59, 60 sind geöffnet und der flüssige Sauerstoff und Stickstoff durchströmt die Mischkammer 4 mit konstantem geregelten Druck und Volumenstrom. Nach Austritt aus der Mischkammer 4 wird durch Meßgeräte 61, 62 die Sauerstoffkonzentration und der Taupunkt des flüssigen Gemisches analysiert und nach Bedarf mittels der Volumenstromregler 76, 77 korrigiert, so daß der Sollwert erreicht wird.

Der Lagertank 3 wird mit der gewünschten Behandlungsat¬ mosphäre befüllt, wobei das Absperrventil 55 geschlossen und das Absperrventil 55a geöffnet ist. Nach Erreichen des Füllniveaus, das von einer Mindestniveaukontrolle ^ bzw. einer Maximumniveaukontrolle 75 angezeigt wird, werden die Absperrventile 59, 60 vor dem Eintritt der Mischkammer 4 geschlossen. Nunmehr ist im Lagertank 3 die ausreichende Menge an gewünschter Behandlungsatmosphäre vorhanden.

Beim Start der Anlage 80 ist folgendes zu beachten. Bevor die Klimakammern 10, 11, 12, auf die gewünschte Tempera- tur abgesenkt werden, muß deren gesamte Atmosphäre mit trockener Behandlungsatmosphäre solange durchspült wer¬ den, bis sich der gewünschte Taupunkt in den Klimakammern eingestellt hat. Dies ist erforderlich um eine Vereisung der Klimakammern zu verhindern. Hierbei sind die Absperr- ventile 54, 53 zu öffnen und das Absperrventil 52 zu schließen. Die noch flüssige Behandlungsatmosphäre durch-

strömt den Sammler 6 und wird gleichmäßig auf die Klima¬ kammern 10, 11, 12 verteilt. Es ist möglich, jede ge¬ wünschte Anzahl von Klimakammern zu betreiben, so daß auch mehr als drei Klimakammern zum Einsatz kommen können.

Die Temperaturregelkammern 7, 8, 9 der Klimakammern 10, 11, 12 werden mit voller Leistung der Kreislaufgebläse 26, 27, 28 betrieben, wobei die Heizregister 29, 30, 31 ihre maximale Leistung erreichen. Die Volumenstromregler 23, 24 ,25 für die Volumenstromregelung der Behandlungs¬ atmosphäre sind voll geöffnet. Die Absperrventile 44, 45, 46 sind ebenfalls offen. Der Gasstrahlventilator 18 wird über den Treibstrahlregler 18a aktiviert und saugt aus den Klimakammern 10, 11, 12 die eintretende Atmosphäre ab. Hierbei muß das Absperrventil 51 geöffnet sein. Die Regelklappen 14, 15, 16 für die Abluft der Klimakammern- 10, 11, 12 sind voll geöffnet. Nach erreichen des ge¬ wünschten Taupunktes, was von den Meßgeräten 33, 37, 41 analysiert wird, sind die Klimakammern 10, 11, 12 be- triebsbereit und können kalt gefahren werden. Hierzu wird das Absperrventil 53 geschlossen. Die flüssige Behand¬ lungsatmosphäre aus dem Lagertank 3 durchströmt den Vorverdampfer 5 und gelangt über das geöffnete Absperr¬ ventil 52 in den Sammler 6. In den als Wärmetauscher ausgebildeten Temperaturregelkammern 7, 8, 9 wird die gewünschte Temperatur für die einzelnen Klimakammern 10, 11, 12 über die Meßgeräte 35, 39, 43 von Temperatur¬ reglern geregelt. Die Absperrventile 44, 45, 46 sind offen. Die Regelklappen 14, 15, 16 für die Abluft sind weiterhin voll geöffnet. Dies gilt auch für das Absperr¬ ventil 51. Die Regelventile 20, 21, 22 für die den Klima¬ kammern 10, 11, 12 zuzuführende Rückluft sind geschlos¬ sen. Der Gasstrahlventilator 18 ist weiterhin in Betrieb. Nach erreichen der Solltemperaturen in den einzelnen Klimakammern 10, 11, 12 ist die Anlage 80 für die Thera¬ pie freigegeben.

Während des Betriebs der Anlage 80 werden permanent die wichtigen Parameter der Behandlungsatmosphäre wie Tempe¬ ratur über Meßgeräte 35, 39, 43, 50, Sauerstoffkonzent¬ ration über Meßgeräte 32, 36, 40, 47, Cθ2-Konzentration über Meßgeräte 34, 38, 42, 49 und auch der Taupunkt über Meßgeräte 33, 37, 41, 48 überwacht und geregelt. Die Abluft aus dem Sammler 13 wird vor Rückführung in die Klimakammern durch Meßgeräte 47, 48, 49, 50 analysiert. Je nach dem, welcher Abluftzustand sich einstellt, be- steht die Möglichkeit, über Rückluftsammler 19 und Rück- luftregelventile 20, 21, 22 einen Teilstrom den Klima¬ kammern 10, 11, 12 zuzuführen. Der Uberschußluftstrom wird über das Absperrventil 51 an die Umgebung ausgebla¬ sen. Der Gasstrahlventilator 18 wird über den Treib- strahlregier 18a derart einreguliert, daß ein minimaler Überdruck in den Klimakammern 10, 11, 12, herrscht. Dies ist erforderlich, um das Ansaugen von Umgebungsluft zu verhindern. Der Vorverdampfer 5 hat zwei Aufgaben zu erfüllen, einmal die optimale Nutzung der vorhandenen Kälteenergie aus der flüssigen Behandlungsatmosphäre und zum andern die Taupunktserniedrigung der bei 17 in den als Wärmetauscher ausgebildeten Vorverdampfer 5 ein strömenden Abluft aus den Klimakammern 10, 11, 12, um eine Rückluftführung zu den Klimakammern 10, 11, 12 zu ermöglichen.

Zum Mischen der Behandlungsphase in der Gasphase ist es theoretisch möglich, Sauerstoff und Stickstoff vor Ver¬ mischung zur Behandlungsatmosphäre aus den Lagertanks 1 , 2 zuvor zu verdampfen. Dies geschied derart, daß die Absperrventile 63, 64 geöffnet werden und gleichzeitig die Absperrventile 59, 60 geschlossen sind. Der Ver¬ dampfer 65 wird derart über den Kreislaufventilator 66, das Heizregister 67 sowie die Temperaturregler 68, 69, eingeregelt, daß gerade beide Gase zu 100 % verdampft sind. Dies ist der Fall, wenn der Sauerstoff auf eine Temperatur in Abhängigkeit des herrschenden Druckes von ca. -180°C und der Stickstoff von ca. -192°C besitzt,

was mittels der Temperaturregler 68, 69 geregelt wird. Das Absperrventil 55a muß dabei geschlossen sein. Danach besteht die Möglichkeit, den tiefkalten Gemischstrom über den Vorverdampfer 5 bei geöffnetem Absperrventil 53 und geschlossenem Absperrventil 78 zu leiten oder aber direkt zum Sammler 6 zu führen. Hierbei muß das Absperrventil 53 geschlossen und das Absperrventil 78 geöffnet sein . Die gesamte Regelung der Anlage 80 erfolgt danach wie oben beschrieben.

Es besteht auch die Möglichkeit, ohne Bevorratung im Lagertank 3 die gemischte Behandlungsatmosphäre direkt über den Vorverdampfer 5 in den Sammler 6 zu leiten. Hierbei müssen die Absperrventile 54, 55a, 8 geschlossen sein. In diesem Fall erfolgt die Regelung der Anlage 80 ebenfalls wie oben beschrieben.

Eine wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche The¬ rapie ist die Vorbereitung der als Klimakammern ausge- bildeten Behandlungskabinen sowie der Patienten. Die Klimakammern 10, 11, 12 werden vor Temperierung mit dem verdampften Gasgemisch bei Normaltemperatur geflutet. Die hierbei noch vorhandene Restfeuchtigkeit wird dadurch ausgetrieben und es treten beim Kaltfahren der Klima- kabine 10, 11, 12 keine Vereisungen mehr auf. Um einen so geringen Feuchtigkeitseintrag in die Klimakammer 10, 11, 12 zu erhalten wie nur irgend möglich, ist es erforder¬ lich, daß der Patient vor Mund und Nase einen Filter hat, der die ausgeatmete Atmosphäre von der Feuchtigkeit befreit. Dies kann z. B. durch ein Filter mit einem geeigneten Adsorbens erfolgen.

Der Volumenstrom des kalten trockenen Gasgemisches kann so bemessen werden, daß ein etwaiger Feuchtigkeitsein- ritt in der Klimakammer 10, 11, 12 mit der Abluft ausge¬ tragen wird. Dieses kann durch eine Taupunktsregelung

erfolgen, die einen Injektor ansteuert, der die abzufüh¬ rende Abluftmenge einreguliert. Zweckmäßig ist es, alle mit tiefen Temperaturen beaufschlagten Anlagenkomponenten vakuumisoliert auszubilden. Dies ermöglicht die Optimie- rung der Betriebskosten und verhindert eine-Kondensatbil¬ dung an den Oberflächen der Anlage. Vorteilhaft ist es, in den Klimakammern 10, 11, 12 mehrere Temperaturzonen auszubilden, die durch geeignete Schleusen voneinander getrennt sind. Hierdurch wird der Therapieablauf opti- miert. Die Behandlungsatmosphäre kann während der Thera¬ pie z. B. durch Sauerstoffkonzentrationsveränderungen variiert werden. Zur Temperierung des Gasgemisches kann ein Verdampfer verwendet werden, der als Wärmeträger einen beheizten Kreislauf besizt, der gegenüber der Normalatmosphare hermetisch abgeschlossen ist. Hierdurch wird ein Vereisen der Verdampferanlage und somit eine Veränderung der Verdampferleistung verhindert. Der Wärme¬ träger kann ein nicht zu kondensierendes Gas wie z. B. Inertgas oder Edelgas sein. Voraussetzung hierbei ist, daß dieses Wärmeträgergas bei den zu erwartenden tiefen Temperaturen weder kondensiert noch kristallisiert. Ferner ist es möglich, als Wärmeträger eine nicht zu kristallisierende Flüssigkeit zu verwenden. Zwischen der Kabineninnenwand und der Kabinenaußenwand einer jeden Klimakammer 10, 11, 12 kann ein Ringspalt ausgebildet sein, der mit einem sehr trockenem Gas durchspült wird, das einen möglichst tiefen Taupunkt aufweist. Hierdurch wird bei in die Klimakammern 10, 11, 12 integrierten Fenstern deren Vereisung verhindert, so daß die Über- wachung der Patienten nicht beeinträchtigt wird. Vor dem Eintritt in die Klimakammern 10, 11, 12 kann die Behand¬ lungsatmosphäre ferner ionisiert werden. Es ist auch möglich, die Ionisierung der Behandlungsatmosphäre in den Klimakammern 10, 11, 12 selbst vorzunehmen.

Um Edelgase oder Gasgemische zu verflüssigen, müssen sehr exakte Kondensationstemperaturen erzeugt werden. In den meisten Fällen ist die Temperatur des Behandlungsraediums 102 unter der Festpunkttemperatur der Edelgase oder aber der Tripelpunkt liegt ungünstig zur' Temperatur des Be¬ handlungsmediums 102. Dieses kann zu einer ungewollten Verfestigung der Edelgase und somit zu einem Vereisen des für die Temperierung des Behandlungsmedium 102 vorge¬ sehenen Wärmetauscher führen. In Fig. 2 ist ein Wärme- tauscher 101 schematisch dargetellt, der zur Erzielung einer exakten Temperatur des Behandlungsmediums 102 dient. Dieser Wärmetauscher 101 ist für alle Gase ge¬ eignet, die von einem tieferen Temperaturniveau auf ein höheres Temperaturniveau gebracht werden müssen. Hierbei ist es ohne Belang, ob das eintretene Medium flüssig oder gasförmig ist. Zweck der relativ aufwendigen Konstruktion ist die möglichst wirkungsvolle Ausnutzung der Wärmeüber¬ gangsparameter. Der Wärmetauscher 101 weist in einem Gehäuse 110 mindestens ein als Wärmetauscherrohr 111 dienendes gebogenes Doppelrohr 112 auf, das aus einem mit dem Behandlungsmediumeintrittsstutzen 105 verbundenen Kernrohr 113 und einem mit dem Behandlungsmediumaus- trittsstutzen 106 verbundenen Mantelrohr 114 besteht. Das Kernrohr 113 ist mit dem Mantelrohr 114 mittels einer Umlenkkammer 115 verbunden. Der Behandlungsmediumaus- trittsstutzen 106 ist mit dem Mantelrohr 114 mittels der Umlenkkammer 116 verbunden.

Das Behandlungsmedium 102 tritt in das Kernrohr 113 eines Mantelrohrs 114 ein und durchströmt das Kernrohr 113. Auf dem Weg zum Behandlungsmediumaustrittstutzen 106 der Umlenkkammer 116 wird über das Mantelrohr 114 Wärme nur im geringen Maße aufgenommen, da die Rückströmung des Behandlungsmediums durch das Mantelrohr 114 gegenüber dem Heizmediumkreislauf 81, 82 als Isolation wirkt. Dies ist für das Regelverhalten in begrenzten Temperaturbereichen

von Vorteil, ohne dabei den Wirkungsgrad des Wärmeüber¬ gangs zu beeinflussen. Das im Mantelrohr 114 im Gegen¬ strom zum Kernrohr 113 befindliche gasförmige Behand¬ lungsmedium wird durch den im Kreuzstrom befindlichen Heizmediumkreislauf 81, 82 weiter erwärmt. Gleichzeitig wird aber ein Teil dieser Wärme auf das im Kernrohr 113 befindliche gasförmige Behandlungsmedium abgegeben. Da der Austritt des Mantelrohrs 114 in der Umlenkkammer 116 im Eintrittsbereich des Behandlungsmediums 102 in das Kernrohr 113 angeordnet ist, besteht die Möglichkeit einer minimalen Rückkühlung des Behandlungsmediums am Behandlungsmediumaustrittstutzen 106, da die tiefste Temperatur im System am Eintritt des Behandlungsmediums 102 vorhanden ist. Dieser Rückkühleffekt verhindert eine Überhitzung der Behandlungsatmosphäre und erleichtert den Regelaufwand. Die für die Regelung erforderlichen Tempe¬ raturfühler 118, 119, 120 sind so angeordnet, daß Tempe¬ raturschwankungen schnell angezeigt werden und dement- sprechende Regelvorgänge ausgelöst werden können. Der geschlossene Heizkreislauf 81, 82 enthält ein Gebläse 26, 27, 28 (Fig. 1) und ein Heizregister 29, 30, 31 (Fig. 1) und darüberhinaus eine Bypaßschaltung 83 mit den erfor¬ derlichen Schließorganen 84, 85, 86 zur raschen Tempera¬ tursenkung bei geänderten Therapiebedingungen.

Bei dem Wärmetauscher " 101 kann mit Hilfe des Doppelrohrs 112 eine exakte Wandtemperatur T2 an der Außenfläche 117 des Mantelrohrs 114 eingeregelt werden (Fig. 3 und 4). Diese Wandtemperatur T2 entspricht der Temperatur des Behandlungsmediums 102 in der gasförmigen Phase und liegt ca. 1° bis 2° C unter der kritischen Verfestigungstem¬ peratur. Damit werden unkontrollierte Kristallbildungen und daraus folgende Veränderungen der Wärmedurchgangs¬ koeffizienten verhindert. Ein optimaler Wärmeübergang ist somit gewährleistet. Darüberhinaus ist es aber auch möglich, eine Kristallisation bewußt herbei zu führen,

indem die Wandtemperatur T2 unter den Festpunkt der Edelgase oder Gasgemische eingestellt wird. Je nach Kapazität des Wärmetauschers (Kg Flüssigkeit/h) können verschiedene Wärmetauscherausführungen gewählt werden, die eine exakte Temperatur erreichen können. Für kleinere Leistungen eignet sich eine Spiralrohrausführung, für mittelgroße Leistungen eine Plattentauscherausfuhrung und für große Leistungen eine Rohrbündelausführung. Der Ausnutzungsgrad und der Behandlungsraediumverbrauch ist jedoch höher und die Variationsmoglichkeiten sind nicht so vielfältig.

Für bewußte Kristallisationen können ergänzend konstruk¬ tive Hilfsmittel verwendet werden. Bei einer doppelten Aggregatausführung im wechselnden Betrieb kann der Ver¬ eisungsgrad über den Druckverlust ermittelt werden. Zum Reinigen vereister Wärmetauscherflächen können Kratzer oder Schaber dienen.

Zur optimalen Regelung der Temperatur im Wärmetauscher müssen die Temperaturen der den Wärmetauscher durchströ¬ menden Mittel aufeinander abgestimmt werden, und zwar die Temperatur T2 zur Grenztemperaturbestimmung und die Temperatur T3 zur Regulierung des Behandlungsmediumein- tritts, wobei bei Erreichung der Solltemperatur T2 die Behandlungsmediumzufuhr unterbrochen wird. Es kann auch die Temperatur T2 zur Grenztemperaturbestimmung und die Temperatur T a zur Regulierung des Behandlungsmediumein- tritts verwendet werden. Wie bereits beschrieben, ist die Temperatur T2 der Temperatur ~~ -^a übergeordnet.

Das Verfahren und die Anlage wie oben beschrieben zeichnet sich durch folgende Vorteile aus:

- Betriebsbereitschaft der Behandlungskabine innerhalb von 30 Minuten,

- Taupunkt der Behandlungsatraosphäre -175' C,

- der Einsatz von Kältemaschinen entfällt,

- Reduzierung der Betriebskosten,

- Reduzierung des Wartungsaufwandes,

- Variationsmoglichkeiten der Sauerstof konzentration der Behandlungsatmosphäre,

- keine Nebelbildung in der Behandlungskabine,

- es können Behandlungstemperaturen bis zu -175° C erreicht werden.

Bevor die Behandlungskabine auf Tiefentemperatur gebracht werden kann, sind folgende Schritte durchzuführen:

- Bereitstellung von flüssigem Sauerstoff und Stickstoff in ausreichender Menge und Qualität. Beide Gase werden in superisolierten Vakuumbehältern gelagert. Beide Lagertanks 1 , 2 müssen mit einer Konstantdruckregelung und Niveauüberwachung ausgerüstet sein, um einen siche¬ ren und störungsfreien Verfahrensablauf zu gewähr¬ leisten.

- Alle Analysengeräte müssen auf ihre Funktionsfähigkeit hin überprüft und falls erforderlich eingeeicht werden.

Dies gilt besonders für die Sauerstoffkonzentrations¬ analyse.

- Mischen beider Gase in einem Verhältnis derart, daß die gewünschte Sauerstoffkonzentration vorliegt. Auch dieses Gemisch muß überprüft und analysiert werden. Das

Gemisch liegt noch in flüssiger Form vor und wird in den dritten Lagertank 3 gefüllt. Auch dieser Lagertank 3 verfügt über eine Konstantdruckregelung und Niveau¬ überwachung .

- Das flüssige Sauerstoff/Stickstoff-Gemisch ' wird über einen Verdampfer geleitet und auf eine Temperatur gebracht, die nicht unter der normalen Umgebungstempe¬ ratur der Behandlungskabine liegt. Mit dieser sehr trockenen Behandlungsatmosphäre wird die Behandlungs¬ kabine geflutet. Der Flutvorgang wird solange durchge¬ führt, bis der Taupunkt der Kabinenatmosphäre dem gewünschten Wert entspricht. Dies ist erforderlich, um ein Vereisen und Nebelbildung in der Behandlungskabine zu vermeiden.

Nach diesen Maßnahmen ist die Kabine für das Kaltfahren auf Behandlungstemperatur vorbereitet, für das folgende Verfahrensschritte erforderlich sind:

- Überprüfung der Behandlungsatmosphäre auf Sauerstoff¬ konzentration, Taupunkt und Füllniveau Lagertank.

- Verdampfen der Behandlungsatmosphäre auf die gewünschte Therapietemperatur.

- Einregulierung der Kabinenabluft derart, daß in der Behandlungskabine ein minimaler Überdruck zum Umge¬ bungsdruck herrscht. Dies ist erforderlich, um eine Ansaugung feuchter Luft aus der Umgebung zu verhindern.

- Die Behandlungskabine ist nach Erreichung der Therapie¬ temperatur einsatzbereit.

Die durchströmende Menge an Behandlungsatmosphäre ist so ausgelegt, daß ein mindestens 3-facher Atmosphärenwechsel pro Stunde erreicht wird. Kälteaggregate zur Erzeugung der Tieftemperatur werden nicht benötigt. Dies gilt auch für die Taupunktserniederung der Behandlungsatraosphäre. Für einen störungsfreien Ablauf der Therapie ist es erforderlich, alle mit der Behandlungsatmosphäre zusam¬ menhängenden Phänomene permanent zu überwachen und gege¬ benenfalls automatisch regelnd einzugreifen. Folgende Schritte sind dafür erforderlich:

- Überwachung der Sauerstoffkonzentration permanent und falls erforderlich Nachregulierung über Steuerventile zur Zugabe von Sauerstoff oder Reduzierung von Stick- stoff.

- Überwachung des Cθ2-Gehaltes der Behandlungsatmosphäre und falls erforderlich Erhöhung des Volumenstroraes der Behandlungsatmosphäre und gleichzeitige Erhöhung der Abluftmenge unter Aufrechterhaltung des Überdrucks in der Behandlungskabine.

- Überwachung des Drucktaupunktes und wenn erforderlich Erhöhung des Volumenstromes der Behandlungsatmosphäre wie oben .

- Überwachung der Therapietemperatur und falls erfor¬ derlich Regulierung über die Verdampfereinheit.

- Überwachung der Rückluftqualität hinsichtlich Sauer- stoffkonzentration , CC>2-Konzentration, Taupunkt und Temperatur. Falls erforderlich kann die Rückluftmenge entsprechend ihrer Qualität eingeregelt werden.

Die Überwachung der Behandlungsatraosphäre ist für den Erfolg der Therapie und Sicherheit der Patienten von großer Bedeutung. Außerdem wird mit diesen Regelmöglich¬ keiten ein Vereisen und Nebelbildung in der Kabine ver- hindert. Die Flexibilität der Flüssiggasversorgung läßt einen breiten Leistungsbereich zu. Dies bedeutet, daß eine Erweiterung der Anlagenkapazität ohne weiteres möglich ist. Alle vor Eintritt in die Behandlungskabine angeordneten Aggregate können nicht vereisen und behalten ihre volle Leistung auch beim Langzeitbetrieb bei. Eine individuelle Einregulierung der Sauerstoffkonzentration von 20,9 Vol. % bis zur reinen Sauerstoffatmosphäre ist ohne zusätzlichen Aufwand möglich. Es können beliebig viele Temperaturzonen angesteuert werden ohne eine Ver- anderung in der Flüssigversorgung vorzusehen. Die Nut¬ zung der gesamten zur Verfügung stehenden Kälteenergie aus der Flüssigbevorratung ist gegeben. Es besteht die Möglichkeit zur Behandlungsatmosphäre Wirksubstanzen einzugeben, die ' den Therapieerfolg verbessern können. Die Behandlungsatmosphäre unterliegt ständigen Überwach¬ ungen durch Massenspektralanalysen und kann jederzeit qualitativ und quantitativ beurteilt werden.

Besonders bei kleineren Anlagen zur Erzeugung einer Behandlungsatmosphäre ist es auch möglich, statt einer getrennten Lagerung von O2 und N2 in den Lagertanks 1 , 2 mit anschließender Mischung der Gase einen Luftverflüssi- ger vorzusehen. In diesem Fall kann der verflüssigten Luft O2 beigemischt werden, damit das Mischungsverhältnis der Behandlungsatmosphäre optimiert wird.




 
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