Beademingsapparatuur

Hedendaagse beademingsapparatuur moet in ambulances en buiten in het veld in alle omstandigheden kunnen blijven werken. Dit is niet alleen belangrijk bij extreem droge en warme omstandigheden maar ook bij slagregen of vorst. Voor de ontwikkeling van een compacte luchtdichte respirator moest de interne warmtehuishouding gesimuleerd worden, met de eis dat de lucht niet warmer aangeboden wordt dan 40 °C bij de patiënt, in alle omstandigheden. Omdat de elektronische behuizing luchtdicht is, kan het overgrote deel van de ontwikkelde warmte alleen via convectie naar de buitenwereld worden afgevoerd.
Draeger-medical.001

CFD en warmte simulatie

Bij Dräger bestonden al vele ideeën rondom het compacte draagbare beademingsapparaat. Belangrijk was de inventarisatie van de totale energie huishouding. Dit gold voor kleine ventilatoren, interne warmte productie van verschillende elektronische componenten, luchtpomp en de overdracht van warmte naar de omgeving. Accent van de simulatie lag op een non-isothermal berekening, waarbij de luchtbewegingen in het apparaat en warmte overdracht naar de omgeving meegenomen worden. De dimensies het de draagbare apparaat werden strikt voorgeschreven, en binnen deze condities moest het design optimaal werken. Tijdens de FEM (Finite Element Method) simulatie zijn enkele veel voorkomende koelvinnen en systemen getest, om inzicht te krijgen in de totale efficiency van de warmte afvoer.

Koeling beademingsapparaat

De berekeningen toonden aan dat het concept van het beademingsapparaat voldeed, nadat enkele verander voorstellen werden gedaan op het gebied van warmte afvoer via convectie naar de buitenlucht. Zelfs onder de extreme weer condities zoals door Dräger waren opgesteld werd de werking met FEM aangetoond. Omdat er met FEM enkele kansrijke ontwerpen werden gesimuleerd, kon een keuze worden gemaakt om het meest optimale design te bouwen en in de praktijk te testen.  Een belangrijke stap, als het om noodsituaties gaat.