DE2524242A1 - Vakuum-extraktionssystem fuer ein sauerstoff-anreicherungsgeraet mit membranen - Google Patents

Vakuum-extraktionssystem fuer ein sauerstoff-anreicherungsgeraet mit membranen

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DE2524242A1
DE2524242A1 DE19752524242 DE2524242A DE2524242A1 DE 2524242 A1 DE2524242 A1 DE 2524242A1 DE 19752524242 DE19752524242 DE 19752524242 DE 2524242 A DE2524242 A DE 2524242A DE 2524242 A1 DE2524242 A1 DE 2524242A1
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Description

Dr. Horst Schüler Patentanwalt
6 Frankfurt/ Main 1
Niddastr. 52
30. Mai 1975
WK/cs.
360? -15MD-115
GENERAL ELECTRIC COMPANY
1 River Ro?d
Schenectadv, N.Y., U.S.A.
Vakuum-Extraktionssvstem für ein
Sauerstoff-Anreicherungsgerät mit Membranen
Bei der Behandlung von Patienten, die an Atembeschwerden leiden, beispielsweise an einem Emphysem, bei dem die Lungenkapazität eines Patienten stark eingeschränkt ist, ist es allgemein üblich, dem Patienten eine Sauerstoffquelle zur Verfügung zu stellen. Typischerweise erhält man diese SauerstoffVersorgung aus einem Sauerstoffdruckzylinder, der in einem Krankenhaus entfernt von dem Patienten angeordnet sein kann und durch geeignete Leitungen zugeführt werden kann (zentrale Speicherung); es kann auch ein einzelner Zylinder sein der neben dem Bett des Patienten angebracht ist. Da viele dieser Krankheiten chronisch sind und eine längere Behandlung erfordern, wurden tragbare
Sauerstoff zvl Inder entwickelt^ welche der Patient zu Hause benutzen kann.
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Obwohl die Verwendung von einzelnen ZvIindem für diese Patienten die erforderliche lebenserhaltende Behandlung ermöglicht, ergeben die Zylinder selbst bei der Benutzung im Haushalt mehrere Probleme. Da diese Zylinder Sauerstoff unter hohem Druck (etwa
ο
140 kg/cm ) (2000 U.S. Pfund pro Quadratzoll) enthalten, bilden sie während ihres Gebrauchs eine ständige Feuergefahr und Explosionsgefahr. Die einzelnen Zylinder besitzen nur ein be grenztes Fassungsvermögen und ,müssen daher routinemäßig ,gewartet
wodurch die Kosten einer Behandlung erlibht werden.
und ausgetauscht werde~n"7Y""Weiterhin können Leckprobleme auftreten, die in unerwarteter Weise die Füllung eines Zylinders verringern können, so daß dem Patienten nur eine ungenügende Menge des zur Behandlung dienenden Gases verbleibt.
Die atmosphärische Luft enthält etwa 2i% Sauerstoff und 7S% Stickstoff und stellt eine riesige unerschöpfliche Sauerstoffquelle dar. Bis in die jüngste Zeit fehlte es jedoch an einer Technologie zur wirtschaftlichen Gewinnung von Sauerstoff für eine individuelle Verwendung. Es wurden jedoch nunmehr Membranen entwickelt die eine sinnvolle Fxtraktion von Gasen gestatten.
Die Abtrennung von Gasen durch Verfahren unter Verwendung von Membranen ist bekannt und beruht auf der selektiven Permeabilität (Durchlässigkeit) von bestimmten Materialien. Der Ausdruck "selektive Permeabilität" bedeutet hier, daß ein Gas in einer Mischung· durch eine Membran schneller hindurchgeht als ein zweites Gas; dies soll jedoch nicht bedeuten, daß ein Gas unter völligem Ausschluß aller anderen Gase durch die Membran hindurchtritt. Es ergibt sich vielmehr eine verschiedene Durchflußgeschwindigkeit durch eine solche permeable Membran für zwei Molekülarten, so daß das G sgemisch an einer Seite der Membran bezüglich der Konzentration des leichter hindurchtretenden Bestandteils abgereichert und das Gas auf der anderen Seite der Membran bezüglich dieses Bestandteils angereichert wird.
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Die vorliegende Erfindung betriff! die Gnsabtrennung mit Hilfe von permeablen Filmen oder Membranen und insbesondere ein tragbares Sauerstoff -Anreicherungsgerät für die Umgebungsluft, das *.ur Verwendung in einem Krankenhaus und außerhalb desselben geeignet ist, beispielsweise in der Wohnung des Patienten.
Dieses tragbare Sauerstoff-Anreicherungsgerät enthält eine Vielzahl von Zellen mit selektiv permeabler Membran, die eine große Permeabilität für Sauerstoff relativ zu Stickstoff besitzt. Geeignet sind mehrere Arten von Membranen, einschließlich Silikongummi und Polvphenvlenäther, wobei das letztere Material bevorzugt ward. Die Membranzellen sind parallel zueinander beabstandet gehaltert und die Innenräume der Zellen sind über einen Verteilerkopf mit einer Vakuumquelle verbunden um über den Zellmembranen eine Druckdifferenz zu erzeugen und das Gas abzuziehen, das durch die Zellen dringt. Atmosphärische Luft mit einer gesteuerten Temperatur wird in einem Parallelstrom so über die Zellen geleitet, daß ein Teil des Stroms durch die Zellen dringt und man ein mit Sauerstoff angereichertes Gas erhält. Typischerweise strömt eine Menge von etwa O.42F Normalkubikmeter/Minute (15 s.c.f.m.) (15 Normalkubikfuß pro Minute) der Umgebungsluft
über die Zellen und eine Menge von etwa R,F χ 10 Normalkubikmeter/Minute (0,3 s.c.f.m. = 0.3 Standard cubic foot per minute) (0,3 Normalkubikfuß pro Minute) dringt durch die Zellen und ergibt ein Gas. das auf etwa 40* Sauerstoff angereichert ist. Das an Sauerstoff abgereicherte Gas oder Raffinat strömt an der Zellenanordnung vorbei und wird in uie Umgebung abgelassen.
Das von der Vakuumeinrichtung abgezogene mit Sauerstoff angereicherte Gas wird durch eine Wascheinrichtung geleitet, um Stickstoffdioxyd und Schwefeldioxvd zu entfernen, die ebenfalls durch die Membranzellen über den in der Atmosphäre vorhandenen Gehalt angereichert werden können Kohlenmonoxvd wird von
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Membranen aus Polvphenvläther nicht über den Gehalt in der Atmosphäre angereichert; und teilchenförmige Verunreinigungen dringen nicht durch die Membranen.
Das mit Sauerstoff angereicherte und durch Waschen gereinigte Gas wird dann in einem Wärmeaustauscher durch die Einlaßluft des Gerätes gekühlt und der durch die Zellen angereicherte Wasserdampf wird durch eine sich selbst leerende Falle entfernt und in die von dem Gerät abgegebene Kühlluft verdampft. Das angereicherte Gas strömt dann durch ein Steuersystem und ein Bakterienfilter zu einer Gesichtsmaske oder zu einer anderen Einrichtung zur Inhalation durch den Patienten.
Das Sauerstoffanreicherungs^erät gemäß der Erfindung stellt eine Einheit dar, die gemäß den Bedürfnissen des Patienten mit Sauerstoff angereichertes Gas erzeugt ohne die inhärenten Gefahren von Gaszylindem mit gespeichertem Sauerstoff. Das Anreicherungsgerät ergibt eine Duelle von angereichertem Gas, die nur die Verfügbarkeit elektrischer Energie und die Lebensdauer der Bauteile des Gerätes begrenzt und die Speicherkapazität einzelner ZvIinder weit übersteigt. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit und die Sicherheit des Gerätes erhöht und man erhält auch noch eine wirtschaftliche Quelle für Sauerstoff für solche" Patienten, die eine länger währende Behandlung von Atembeschwerden benötigen.
Die Abbildung zeigt eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften Form eines Sauerstoff-Anreicherungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung kann in den verschiedenartigsten Formen ausgeführt werden. In der Abbildung und in der nachstehenden Beschreibung wird im einzelnen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die vorliegende Offenbarung soll ,jedoch nur eine
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Veranschaulichung der Grundkonzeption der Erfindung beinhalten, und eine Beschränkung der"Erfindung auf die abgebildete Ausführungsform ist nicht beabsichtigt.
Die Abbildung zeigt ein Sauerstoff-Anreicherungsgerät 10, in dem atmosphärische Luft über eine Anzahl von selektiv permeablen Membranen geleitet wird, welche den Sauerstoff mit einer größeren Geschwindigkeit durchdringen lassen als Stickstoff, um einen mit Sauerstoff angereicherten Gasstrom zu erhalten. Das Anreicherungsgerät 10 enthält einen Rahmen 12 mit einem allgemein rechteckförmigen Querschnitt und einem Oberteil 14, einem Unterteil 15, Endwandteilen 16 und die Seitenwandteile (nicht gezeigt), wobei die Teile ein geschlossenes Gehäuse bilden.
im Gehäuse
Der Innenraunp12 ist horizontal mit Hilfe eines horizontal angeordneten Teils 20 unterteilt, das sich zwischen den Endwänden 16 erstreckt. Ein quer angeordnetes Wandteil 22 erstreckt sich vom
Tonten
Teil 20 aus nach»und bildet mit diesem zusammen eine Einlaßstruk-
. tür 24. Das Wandteil 22 enthält eine Auslaßöffnung 22a, in der ein Axialgebläse 26 angeordnet ist. Das Gebläse 26 erhält elektrische Leistung von den Zuleitungen 27 und saugt Umgebungsluft in die Einlaßstruktur 24 und durch das Anreicherungsgerät, wie dies noch nachstehend beschrieben wird. Eine Einlaßöffnung 30 ist im Bodenteil IP vorgesehen. Ein nach oben verlaufendes Wandteil 32, das unterhalb der unteren Oberfläche des Teils 20 endet, definiert zusammen mit den Seitenwandteilen und dem rechten End-Wandteil 16 einen Strömungsweg in Form eines umgekehrten L, um die Umgebungsluft in die Einlaßstruktur zu lenken.
Die durch das Gebläse 26 durch die Einlaßstruktur gesaugte Umgebungsluft tritt in eine zweite Kammer oder Struktur 3£ ein, die benachbart zur Einlaßstruktur ist. Die Kammer 35 ist durch untere und horizontale Teile 15 und 20, die Seitenwände (nicht gezeigt), das Wandten 22 An einem Ende und durch ein zweites
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vertikales Teil 36 gebildet, welches von dem Teil 20 aus am· anderen Ende nach unten ragt. Die Kammer 3F bildet ein Gehäuse für eine Vakuumquelle 3*, beispielsweise eine Vakuumpumpe, die ebenfalls elektrische Leistung von den Leitungen 27 erhält.
Die Pumpe 3« wird durch den um sie herum fließenden Einlaßluftstrom gekühlt. Die von der Pumpe 3** kommende erhitzte Luft wird dazu verwendet, eine Möglichkeit zur Steuerung der Temperatur der auf die Membranen gerichteten Umgebungsluft zu erhalten. Zu diesem Zweck endet das Teil 36 an seinem unteren Ende oberhalb der Oberfläche des Bodenteils IF und bildet einen Warmluftauslaß 40, durch den die erhitzte Luft aus der Kammer 3F abgegeben wird. Die Temperatur der den Zellen zugeführten Luft wird dadurch gesteuert, daß die von der Pumpe 3R erwärmte Luft mit kalter Einlaßluft gemischt wird. Zu diesem Zweck bildet das Teil 20 einen Kaltluftauslaß 42 benachbart zum Gebläse 26, so daß die in die Kammer 35 eintretende Luft durch den Kaltluftauslaß in eine Ströraungskammer 44 umgeleitet werden kann, welche den Luftstrom auf die Membranzellenanordnung 60 richtet. Die durch die Öffnung 40 fließende Warmluft wird mit Hilfe einer senkrechten Wand 42a nach oben gerichtet, die beabstandet von der linken Endwand 16 angebracht ist. Die Wand 4?a bildet zusammen mit dem Bodenteil IF, in dem bei 43 eine Öffnung angebracht ist, einen Auslaßkanal 4!^ für die warme Luft. Das horizontale Teil 20 bildet eine zweite Öffnung 46 zwischen den vertikalen Teilen 36 und 42a und ergibt hierdurch eine Möglichkeit zum Ablassen warmer Auslaßluft in den Strömungskanal 44.
Der Strömungskanal 44 ist begrenzt durch ein L-förmiges Teil FO, das an der oberen Oberfläche des horizontalen Teils 20 befestigt ist. und gemäß der Darstellung in der Abbildung öffnet sich der Kanal nach rechts an einer Stelle mit einem Abstand von der KaItluftöffnung 42, so daß die Luft in dem Kanal auf die Anordnung 60 gerichtet ist.
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Es wurde gefunden, daß es erwünscht ist die der Membrananordnung zugeführte Luft auf etwa 3F°C (OF0F) zu halten. Zu diesem Zweck ist auf der oberen Oberfläche des horizontalen Teils 20 eine gleitende Ventil platte Fl angeordnet. Die Platte Fl enthält eine Steueröffnung F2 benachbart zu ihrem rechten Ende. Die Steueröffnung F2 besitzt eine solche Lage in der Platte 51, daß bei Verschiebung der Platte in ihre äußerste rechte Lage (die Stellung für vollkommen warme Luft) die Öffnung F2 über dem Teil 20 liegt und von ihm gesperrt wird und das linke Ende der Platte Fl vollständig von der Öffnung 46 abgezogen ist, so daß nur warme Luft auf die Membra nanordnung gerichtet wird. Wenn andererseits die Platte Fl in ihre am weitesten links gelegene Stellung bewegt wird (Stellung für völlig kalte Luft), dann ist die Öffnung 46 durch das linke Ende der Ventilplatte verschlossen und die Öffnung F2 ist mit der Kaltluftöffnung 42 ausgerichtet, so daß nur kalte Einlaßluft gegen die Anordnung 60 gerichtet wird. Die Ventilplatte Fl kann entweder von Hand oder durch thermische Betätigung zwischen den oben aufgeführten Extremlagen verschoben werden, um die Temperatur der auf die Membranzellen 60 gerichteten Luft gleichbleibend zu halten. Auf diese Weise wird mindestens ein Teil der vom Gebläse 26 eingesaugten Luft der Anordnung zugeführt und die übrige Luft wird durch die Öffnung 43 abgegeben. Durch richtige Benutzung der gleitenden Ventil platte Fl ergeben die Teilströme durch die Öffnungen 42 und 46 eine Luftzufuhr zu der Anordnung mit der gewünschten Temperatur.
Die Membranzellenanorduung 60 ist zwischen dem oberen Teil 14 und der oberen Oberfläche des L-förmigen Teils 50 angeordnet, die zusammen einen Strömungskanal für die der Anordnung zugeführte Luft bilden. Sie enthält eine Vielzahl von horizontal, parallel und beabstandet zueinander angeordneten Membranzellen 70. Die Zellen 70 sind durch einen Verteilerkopf 72 mit dem Einlaß einer Leitung 74 der Vakuumpumpe 38 verbunden. Die
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Membranzelle 70 kann verschiedenste Bauformen besitzen, einschließlich solcher Membranen aus Silikongummi und Polvphenvlenäther. Die Membranen können durch an sich bekannte Verfahren hergestellt werden. Da die vorliegende Erfindung auf die Verwendung der Einrichtung als Quelle für angereicherten Sauerstoff zur Inhalationsbehandlung gerichtet ist, sollte das mit Sauerstoff angereicherte Gas etwa 4ö% Sauerstoff enthalten. Für diesen Anreicherungsgrad werden Membranen aus Polvphenvlenäther bevorzugt. Vorzugsweise besitzt .jede Membranzelle eine Permea t ionsd icke (permeation thickness) in der Größenordnung von etwa 1000 Angstrom oder darunter.
Die Luft wird der Anordnung 60 durch den Kanal 44 zugeführt und strömt über die Anordnung in einem Parallelstrom von rechts nach links gemäß der Darstellung in der Abbildung. Das Raffinat oder die an Sauerstoff abgereicherte Luft tritt durch eine Auslaßöffnung 75 in der linken Endwand 16 aus. Während des Vorbeiströmens der Luft über die Zellen 70 dringt ein Teil von weniger als etwa 3% des Gesamtluftstroms durch die Zellen zur Erzeugung eines mit Sauerstoff angereicherten Gases mit einem Gehalt von etwa 40% Sauerstoff. Die Struktur jeder Zelle 70 enthält eine mittlere Stützeinrichtung, die eine strukturelle Integrität für die Zelle ergibt, und noch eine Einrichtung zur Leitung des mit Sauerstoff angereicherten Gases zum Verteilerkopf 72. Die selektiv permeable Membran ist an einer Oberfläche der Stütz- oder Trageinrichtung so angeordnet, daß ,jede Zelle eine Oberfläche für die Permeation besitzt. Die Zellen 70 werden auch Finnen (fins) genannt und sind in der Abbildung eben und rechteckförmig wiedergegeben; es können ,jedoch auch andere Formen verwendet werden, beispielsweise zylindrische Formen.
Die Vakuumpumpe 3R besitzt die Aufgabe, das Innere ,jeder Zelle auf einem Vakuum von etwa 3*1 mm Quecksilbersäule (etwa 15 Zoll Hg Vakuum) zu halten bei einer Lieferung von angereichertem Gas
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mit einem Druck von 762 mm Quecksilbersäule absolut (30 Zoll Hg absolut) von S Liter pro Minute. In einer Erprobung des Gerätes an einer bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung von 40 Zellen wurden 5,3 Liter pro Minute einer auf 44,«% Sauerstoff angereicherten Luft erzeugt.
Bei dem Absaugen des mit Sauerstoff angereicherten Gases durch die Leitung 74 strömt es durch eine Wascheinrichtung 76, die zwischen der Anordnung 60 und der Vakuumpumpe 38 angeordnet ist. Die Wascheinrichtung 76 besitzt die Aufgabe, die Konzentration von Stickstoffdioxvd und Schwefeldioxvd zu verringern, welche infolge ihrer selektiven Permeabilität in den Membranzellen über den Gehalt in der Umgebungsluft hinaus angereichert werden können. Nachdem das angereicherte Gas gewaschen wurde, wird es durch die Vakuumpumpe 3* geleitet und wird dann auf einen mit Fahnen versehenen Wärmeaustauscher 78 für Luft gerichtet, der in der Einlaßstruktur 24 angeordnet ist so daß das mit Sauerstoff angereicherte Gas durch die vom Gebläse 26 eingesaugte Einlaßluft gekühlt wird. Der Austauscher 78 ist so ausgelegt, daß er das Gas auf eine Temperatur in einem Bereich von etwa 2,R0C (5°F) um die Umgebungstemperatur abkühlt, so daß der Patient das Gas etwa mit der gleichen Temperatur wie die Umgebungsluft erhält. Nachdem das mit Sauerstoff angereicherte Gas gekühlt wurde, strömt es durch einen Abscheider 80, der Wasserdampf abscheidet, welcher durch die Membranzellen noch stärker angereichert wird als Sauerstoff. Das Kondensat wird in der Falle des Abscheiders 80 so lange gesammelt, bis durch den Pegelstand des Kondensats das Schwimmerventil 82 geöffnet wird und das Wasser durch eine Schlauchleitung 80 auf einen mit einem Schwamm oder einer Schale ausgestatteten Verdampfer «6 entweichen kann, der in einem Auslaßkanal 45 angeordnet ist.
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Das angereicherte Gas strömt vom Abscheider RO durch die Leitung SS und wird zwischen einer Drosselstelle 89 und einem einstellbaren Entlastungsventil 90 aufgeteilt. Man erkennt, daß die Strömungsgeschwindigkeit durch die Drosselstelle 89 eine Funktion des Staudruckes ist, der durch das Entlastungsventil eingestellt wird. Der Gasstrom durch die Drosselstelle 89 ist der zum Patienten zu leitende Gasstrom und sollte etwa zwischen 4 bis 8 Liter pro Minute liegen. Der Gasstrom zum Patienten wird durch einen Strömungsmesser 92 gemessen.
Das angereicherte Gas strömt durch ein Bakterienfilter 94 und dann zu einer Anschlußtülle zur Verbindung mit einem Sauerstoff-Versorgungssatz einschließlich einer vom Patienten getragenen Maske oder Kanüle. Um eine mögliche Verschmutzung des Anreicherungsgerätes durch schwebende Feststoffe zu vermeiden, ist im Einlaßkanal 30 ein Staubfilter 100 angeordnet.
Die Arbeitsweise des Anreicherungsgerätes 10 wird durch ein Vakuummeßgerät 102 überwacht, das in der Einlaßleitung 74 zur Vakuumpumpe 3R angeordnet ist. Wenn in der Membrananordnung ein Leck entsteht oder die Vakuumpumpe ausfällt, dann wird der Druck in der Leitung 74 ansteigen. Dieser Druckanstieg wird auf dem Vakuummeßgerät 102 wiedergegeben und ergibt eine Anzeige für einen Zustand mit einem kleineren Leck. Wenn jedoch die Sicherheitsgrenzen überschritten werden oder ein grober Defekt auftritt , dann schließt sich ein pneumatisch betätigter und mit der Leitung 74 verbundener Schalter 104 und betätigt eine Warnlampe 105 und einen Summer 106, wodurch der Patient ein hörbares und sichtbares Warnsignal erhält.
Die elektrische Leitung zu der Warnlampe 105 und dem Summer und die Leitungen 27 sind an einen doppe]pol igen Schalter lüR und an einen Schaltungsunterbrecher 109 angeschlossen. Weiterhin
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ist noch eine Anzeigelampe ItO vorgesehen und gibt eine Sichtanzeige für den Patienten dnfür. daß die Netzversorgung zum Anreicherungsgerät vorhanden ist.
Das gesamte Anreicherungsgerat ist so bemessen, daß es tragbar ist und ein leichtes Gewicht besitzt, und es kann Laufrollen, enthalten, so daß es in der Wohnung eines Patienten von einem Zimmer zum anderen gefahren werden kann. Die erforderliche Leistung ist so bemessen, daß sie in den meisten Haushaltsnetzen zur Verfügung steht.
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Claims (1)

  1. Pa tent? nsp rüche
    Gerät zur Erzeugung von mit Sauerstoff angereicherter Luft, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
    eine Anordnung (60) von selektiv permeablen Membranzellen (70), wobei diese Zellen (70) so eingerichtet sind, daß sie Sauerstoff mit einer größeren Geschwindigkeit als Stickstoff durchlassen, Einrichtungen (24, 26) zur Erzeugung eines Stroms von Umgebungsluft, eine Einrichtung (44) zur Richtung mindestens eines Teils dieses Luftstroms über die Anordnung (60) zur Permeation in die Zellen (70), Einrichtungen (38) zur Aufrechterhaltung eines Teilvakuums in den Zellen (70) zum Abziehen des mit Sauerstoff angereicherten Gases, Wasch- oder Reinigungseinrichtungen (76, SO), die so aufgebaut und angeordnet sind, daß Verunreinigungen pus dem angereicherten Gas entfernt werden können, sowie Einrichtungen (RO, 90) zur Leitung des angereicherten Gases zur weiteren Verwendung.
    2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net . daß die Einrichtung zur Richtung der Strömung Einrichtungen zur Aufteilung der Strömung in zwei Teilströmungen enthält, wobei eine Teil strömung durch eine Heizeinrichtung nuf eine erhöhte Temperatur erhitzbar ist, und Mischeinrichtungen (Fl) zur Kombination vorgewählter Anteile der Teilströme zu diesem Teil aufgebaut und angeordnet sind, wodurch die Temperatur des auf die Zellen (70) gerichteten Teils steuerbar ist.
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    3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da ß die Einrichtung zur Erzeugung eines Teilvakuums eine Vakuumpumpe (3*) enthält und der zu erhitzende Teilstrom um diese Pumpe herum gerichtet ist, wobei die Pumpe (3S) eine Heizeinrichtung für den sie umströmenden Teilstrom bildet.
    4. Gerät nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet , daß es noch einen Wärmeaustauscher (7S) zur Verringerung der Temperatur des angereicherten Gases auf eine vorgewählte Gebrauchstemperatur besitzt.
    5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur des angereicherten Gases auf eine Temperatur im Bereich von etwa 2,7°C (F0F) um die Temperatur der Umgebungsluft durch den Wärmeaustauscher (7R) absenkbar ist.
    6. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es stromabwärts von dem Wärmeaustauscher (7* )einai Wasserdampf abscheider (80) für das angereicherte Gas enthält.
    7. Gerät nach Anspruch I1 dadurch gekennzeichnet . daß die Anordnung (60) eine Vielzahl von Membranen enthält, die parallel und beabstandet angebracht sind und die Einrichtung (44) zur Leitung des Luftstroms zur Ausrichtung des Stroms parallel über diese Anordnung (60) angeordnet ist.
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    R. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Membranen aus Polvphenyiather bestehen.
    9. Gerät nach Anspruch ä. dadurch g e k e η η zeichnetj daß" .iede der Membranen eine Dicke von etwa tOOO Angstrom oder darunter besitzt.
    10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Zellenanordnung (60) zur Erzeugung eines angereicherten Gases mit etwa 40% Sauerstoff eingerichtet ist.
    11. Gerät zur Erzeugung von mit Sauerstoff angereicherter Luft, dadurch gekennzeichnet, daß es umfaßt:
    .;inen Rahmen (12), eine Anordnung (60) von selektiv permeablen Membranzellen (70) in dem Rahmen (12), wobei die Anordnung (60) eine Vielzahl von parallel und beabstandet zueinander angeordneten Zellen (70) im Innern einer Strömungskammer . (44) besitzt, die durch den Rahmen (12) gebildet wird, wobei die Zellen (70) eine solche Permeabilität besitzen, daß Sauerstoff durch sie schneller durchdringt als Stickstoff, eine geschlossene Lufteinlaßstruktur (24), die von dem Rahmen (12) gebildet ist, und eine Lufteinlaßöffnung (30) und eine Luftauslaßftffnung (22a) enthält, ein in der Auslaßöffnung (2?a) angeordnetes Gebläse (26) zum Durchsaugen von Luft von der Einlaßöffnung (30), eine zur Einlaßstruktur (24) benachbarte zweite Struktur (35) zur Aufnahme von Luft aus derselben, eine in dieser zweiten Struktur (3F) stromabwärts von der Auslaßöffnung (22a)
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    angeordnete und mit der Anordnung (60) zur Erzeugung eines Teilvakuums in den Zellen (70) und zum Abziehen von mit Sauerstoff angereichertem Gas aus denselben verbundene Vakuumpumpe (3R), wobei die zweite Struktur (35) eine KaItluftöffnung (42) benachbart zur Auslaßöffnung (22a) und eine Warmluftöffnung (46) stromabwärts von der Pumpe (3R) besitzt, einen zu den Kalt- und Warmluftöffnungen (42, 46) an einem Ende und zum stromabwärts gelegenen Ende der Strömungskammer (44) an dem anderen Ende offenen Kanal, eine Einrichtung (Fl) zur Einstellung des Luftstroms von der Kalt- und Warmluftöffnung (42, 46); wodurch die Temperatur der zur Anordnung (60) geführten Luft auf einen vorgewählten Wert einstellbar ist. eine zwischen die Anordnung (60) und den Einlaß der Pumpe (?8) eingefügte Wasch- oder Reinigungseinrichtung (76) zur Entfernung von Verunreinigungen aus dem mit Sauerstoff angereicherten Gas, eine mit dem Auslaßende der Pumpe (3S) gekoppelte und in die Einlaßstruktur (24) hineinragende Leitung, ein mit Leitblechen ausgesteuerter Luftwärmeaustauscher (7R) in der Leitung in der Einlaßstruktur (24), wobei der Austauscher (7R) durch die durch die Einlaßstruktur eingesaugte Luft gekühlt ist, eine Abscheidereinrichtung (RO) stromabwärts vom Wärmeaustauscher (78) zum Abscheiden von Wasserdampf aus dem angereicherten Gas, ein Bakterienfilter (94) stromabwärts von dem Abscheider (SO) und eine Strömungssteuereinrichtung (89, 90) stromabwärts von der Filtereinrichtung zur Steuerung der Strömung des angereicherten Gases zur weiteren Verwendung.
    12. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daßdie Membranzellen aus Polyphenylenäther bestehen.
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    -l.fi- ·
    13. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Membran^ine Dicke von etwa 1000 Angstrom oder darunter besitzt.
    14. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Zellenanordnung (60) ein angereichertes Gas mit etwa 4ö% Sauerstoff erzeugbar ist.
    IP. Gerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Einstellung der Strömung eine gleitende Ventilplatte (Fl) enthält.
    16. Gerät nach Anspruch Il dadurch gekennzeichnet daß die Strömungssteuereinrichtung (RO, 90) zur Abgabe von angereichertem Gas für weitere Verwendung in einem Durchflußmengenbereich von etwa 4 bis 8 Liter pro Minute eingerichtet ist.
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DE2524242A 1974-06-04 1975-05-31 Vorrichtung zur Erzeugung von mit Sauerstoff angereicherter Luft Expired DE2524242C2 (de)

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