DE2808499C2

DE2808499C2 - Gerät zum Erzeugen eines fein verteilten Flüssigkeitsnebels

Info

Publication number: DE2808499C2
Application number: DE2808499A
Authority: DE
Inventors: Robert Storey 22101 McLean Va. Babington
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1978-02-28
Publication date: 1983-03-24
Also published as: AU3337978A; ES467631A1; JPS53112512A; DE2808499A1; PT67680A; SE7802509L; JPS553018B2; CA1117391A; BE864627A; IT7867409A0; FR2382945A1; NL184149C; NL7802280A; GB1601727A; MX144961A; US4228795A; NL184149B; SE443521B; ZA781164B; CH626809A5

Description

Die Erfindung geht aus von einem Gerät zum Erzeugen eines fein verteilten Flüssigkeitsnebels mit einer ersten, einen Flüssigkeitsvorrat aufweisenden Kammer, einer zweiten Kammer und einem die beiden Kammern miteinander verbindenden Steigrohr, durch

das Flüssigkeit von der ersten zur zweiten Kammer gelangt, die über eine Verbindung von der zweiten zur ersten Kammer zurückzufließen vermag. In der zweiten Kammer ist eine Zerstäuberkammer angeordnet, die eine äußere glatte Oberfläche mit einer kkinen in ihr Inneres führenden öffnung aufweist Die Zerstäuberkammer ist mit einem Druckluftanschluß versehen. Die zweite Kammer ist düsenförmig mit einer Ein- und Ausströmöffnung gestaltet Die Zerstäuberkammer und das obere Ende des Steigrohres sind im eingeschnürten Bereich der däsenförmigen zweiten Kammer angeordnet

Wird die Zerstäuberkammer mit Drudduft beaufschlagt, dann strömt dia Druckluft aus der öffnung der Zerstäuberkammer und erzeugt im Bereich dieser öffnung, wo das Steigrohr endet, einen Unterdruck. Ist dieser Unterdruck ausreichend groß, wird Flüssigkeit über das Steigrohr angesaugt, die über die Zerstäuberkammer fließt und teilweise durch die über die öffnung austretende Druckluft in einen fein verteilen Flüssigkeitsnebel verwandelt wird, der durch die Ausströmöffnung abströmt und eingeatmet werden kann.

Die erste Kammer muß eine ins Freie führende Entlüftungsöffnung aufweisen und die zweite Kammer als Düse gestaltet sein. Das Ansaugen von Flüssigkeit über das Steigrohr und die angesaugte Menge ist abhängig vom vorerwähnten Unterdruck und damit u. a. abhängig vom Druck der Druckluft. Um einen ausreichend großen Unterdruck zu erhalten, ist es. erforderlich, die Einströmöffnung ganz oder teilweise von Hand zu verschließen.

Die Verbindung von der zweiten zur ersten Kammer muß aus einem in die Flüssigkeit ragenden Rohr bestehen. Herrscht in der ersten Kammer ein ausreichend großer Unterdruck, dann ist infolge der Druckdifferenz zwischen der ersten und zweiten Kammer ein Rückfluß der nicht zerstäubten Flüssigkeit zur zweiten Kammer unterbunden.

Bekannt ist weiterhin ein Inhalationsgerät mit einem Steigrohr, dessen unteres Ende in die zu versprühende Flüssigkeit ragt und nahe dessen oberem Ende eine Luftdüse endet. Tritt Luft aus der Luftdüse, dann wird durch den dabei erzeugten Unterdruck Flüssigkeit über das Steigrohr angesaugt und zersprüht. Auch hier ist die angesaugte Flüssigkeitsmenge abhängig vom Unterdruck im Bereich der Luftdüse.

Bei einem weiteren Inhalationsgerät ist in einem oben öffnungen aufweisenden Gefäß ein oben eine Inhalationsöffnung aufweisender Kolben angeordnet, der unten in eine Flüssigkeit ragt und dort öffnungen aufweist Wird Luft über die Inhalationsöffnurig angesaugt, dann strömt Luft durch die oberen öffnungen des Gefäßes, durch die Flüssigkeit und durch die unteren öffnungen des Kolbens, wodurch Flüssigkeitströpfchen mitgerissen werden, die jedoch «ine für Inhalationszwecke ungeeignet große Tröpfchengröße aufweisen.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Flüssigkeitsströmung zwischen den Kammern unabhängig vom Unterdruck im Bereich der Zerstäuberkammer zu machen.

Mit dem Gerät nach der Erfindung ist es möglich, während der Zerstäuberphase das Äußere der Zerstäuberkammer mit einem konstanten Flüssigkeitsstrom zu benetzen. In diesem Flüssigkeitsstrom sind keine Gasblasen enthalten, welche eine Unterbrechung des Flüssigkeitsfilms auf der Zerstäuberkammer bewirken könnten. Das Gerät ist geeignet, viskose Flüssigkeiten zu zerstäuben, wie beispielsweise Medikamente, Haarspray usw. Mit ihm können kleine Volumen von Flüssigkeit periodisch oder intermittierend versprüht werden. Weiterhin ist es möglich, die Größe des Geräts handlich zu gestalten. Von großem Vorteil ist, daß bei medizinischer Anwendung ein feines Aerosol entsteht, welches tief in die Lunge eingebracht werden kann.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 im Schnitt eine erste Ausführungsform;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in F i g. 1;

F i g. 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform;

Fig.4 eine im Schnitt dargestellte dritte Ausführungsform;

F i g. 5 den Schnitt einer vierten Ausführungsform;

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 5;

Fig.7 eine im Schnitt dargestellte fünfte Ausführungsform und

Fig.8 eine sechste im Schnitt dargestellte Ausführungsform.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den F i g. 1 und 2 weist das Gerät eine erste, untere Kammer 21 und eine zweite obere Kammer 32 auf, die über ein Steigrohr 17 miteinander verbunden sind. Weiterhin ist eine öffnung 19 zwischen den Kammern 21, 32 vorgesehen, welche durch die nach innen springenden Wandungsteile 18 gebildet wird. In die untere Kammer 21 mündet eine öffnung 20, die mit einer Aspiratorsteuerkappe 31 versehen ist, deren Funktion später beschrieben wird. Die obere Kammer 32 endet in einer Inhalationsöffnung 22. Weiterhin ist in ihr eine Zerstäuberkammer 24 angeordnet, welche eine kleine Durchgangsöffnung 25 aufweist In der oberen Kammer 32 ist weiter eine an der Inhalationsöffnung 22 angeordnete Prallplatte 27 vorgesehen. Gas wie beispielsweise Luft wird über den Anschluß 23 und die Leitung 23/4 dem Inneren der Zerstäuberkammer 24 unter Druck zugeführt. An den Anschluß 23 ist hierbei entweder eine konstant strömende Gasquelle angeschlossen oder ein von Hand bedienbarer Druckballon.

Der Zerstäuber nach den F i g. 1 und 2 ist mit einem Prallteil 26 versehen, welches direkt vor der öffnung 25 der Kammer 24 angeordnet ist Ein derartiges Prallteil zeigt auch die US-PS 38 64 326.

Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels ist wie folgt:

Die untere Kammer 21 wird mit einer Flüssigkeit gefüllt, die inhaliert werden soll. Komprimiertes Gas, wie beispielsweise Luft oder Sauerstoff wird über den Anschluß 23 in die Zerstäuberkammer 24 gepreßt, wobei eine Gasströmung über die Öffnung 25 austritt. Der Patient plaziert die öffnung 22 in seinem Mund und inhaliert. Hierdurch wird in der Kammer 32 ein Unterdruck erzeugt. Während der Inhalation strömt Raumluft über die Öffnung 20 in die untere Kammer 21, welche sich hierdurch auf Atmosphärendruck befindet. Die resultierende Druckdifferenz zwischen den Kammern 21 und 32 bewirkt eine Flüssigkeitsströmung über das Steigrohr 7 von der unteren Kammer 21 zur oberen Kammer 32. Die Flüssigkeit strömt hierbei über die äußere Oberfläche der Zerstäuberkammer 24 und bildet auf deren Oberfläche einen dünnen Film, wobei dieser dünne Film im Bereich der öffnung 25 durch das dort austretende Gas zerstäubt wird. Die Öffnung 25 verläuft horizontal. Die zerstäubte Flüssigkeit gelangt sodann als Nebel in den Mund des Patienten. Irgendwelche große Flüssigkeitsteilchen prallen auf die Prallplatte 27 auf und

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fließen in die Kammer 32 zurück. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 2 ist vor der öffnung 25 ein Prallteil 26 vorgesehen, das weiterhin dazu beiträgt, die Teilchengröße zu vermindern. Durch dieses Prallteil 26 ist es insbesondere möglich, Flüssigkeitsteilchen zu erhalten, deren Durchmesser unterhalb von 5 Mikron liegt.

Wahlweise kann das Gerät an der Öffnung 20 mit einer Aspiratorsteuerkappe 31 versehen sein. Wenn diese Kappe so betätigt wird, daß nur wenig Raumluft in die Kammer 21 strömt, dann ist es erforderlich, daß der Patient tiefer inhaliert, um das gewünschte Medikament als Aerosol zu erhalten. Ein solches tiefes Durchatmen ist dort wünschenswert, wo daß Aerosol tief in die Lungen eindringen soll. Während der Inhalation strömt Luft durch die Öffnung 19 nach oben, die verhindert, daß hierbei Flüssigkeit von der oberen in die untere Kammer zurückfließt. Ist der Inhalationszyklus beendet, dann herrscht in beiden Kammern Atmosphärendruck, da die obere Kammer nunmehr über die öffnung 22 an Umgebungsdruck liegt. Die untere Kammer wird über die Kappe 31 und die öffnung 20 entlüftet. Die Flüssigkeit, welche sich in der oberen Kammer 32 gesammelt hat und die nicht zerstäubt wurde, fließt nunmehr infolge ihrer Schwerkraft zurück in die untere Kammer 21. Damit die öffnung 19 als aerodynamischer Abschluß wie vorbeschrieben wirkt, muß sie ausreichend klein sein, damit durch das Ansaugen des Patienten in der oberen Kammer ein ausreichender Unterdruck entsteht, der eine -Flüssigkeitsströmung über die Zerstäuberkammer 24 ermöglicht Ist die Öffnung 19 zu groß, dann würde sich in der oberen Kammer 32 ein Druck einstellen, der etwa demjenigen in der unteren Kammer 21 ist, da beide Kammern über die öffnung 19 zueinander entlüftet sind. Andererseits sollte die öffnung 19 nicht zu klein sein, da sonst die Gefahr besteht, daß bestimmte zähflüssige Medikamente nach dem Inhalationszyklus nicht in die untere Kammer 21 zurückzuströmen vermögen. Die Größe der öffnung 19 ist jedoch leicht dem jeweiligen Verwendungszweck anpaßbar.

In einigen Fällen soll dem Patienten eine bestimmte Dosis eines Medikaments verabreicht werden, die kontinuierlich zu inhalieren ist In einem solchen Fall hält der Patient die Öffnung 22 im Mund und kann hierbei auch in die öffnung 22 ausatmen. Beim Ausatmen entsteht in der oberen Kammer 32 ein Überdruck, der den Rückfluß des Medikaments Ober die Rückflußöffnung 19 begünstigt

Erfolgt über die öffnung 22 ein Ein- und Ausatmen, entsteht eine wechselnde Flüssigkeitsströmung von der unteren Kammer 21 zur oberen Kammer 32 und von dort zurück in die untere Kammer 21. Die öffnung 19 wirkt hierbei als aerodynamischer Verschluß, durch den während der Inhalation Luft nach oben in die Kammer 32 strömt und durch den während des Ausatmens Flüssigkeit in die iuntere Kammer 21 zurückströmt

Die Art des Aerosols, insbesondere dessen Partikelgröße, kann gesteuert werden durch die Größe und Form der Prallplatte 27 und durch die Anordnung des oberen Endes des Steigrohres 17 in bezug auf die Zerstäuberkammer 24 und ihre öffnung 25.

Der notwendige Differenzdruck zwischen der oberen Kammer 32 und der unteren Kammer 21 wird durch das Einatmen des Patienten erzeugt In den Fällen, wo dies nicht möglich ist, wird über die öffnung 20 ein Überdruck in die untere Kammer 21 gegeben. Dieser Überdruck kann hierbei durch einen Respirator erzeugt werden. Wird das Gerät an einen Respirator angeschlossen, dann entsteht in der unteren Kammer 21 ein wechselnder Überdruck im Atemrhythmus.

Wird die Auslaßöffnung 22 entsprechend klein ausgeführt, dann ist die Vorrichtung geeignet, den Nebel über die Nase einzuatmen. Das in der oberen Kammer 32 benötigte Vakuum wird hierbei durch Inhalation über die Nase des Patienten erzeugt.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig.3 und 4 wird das Zerstäuben der Flüssigkeit bewirkt durch Handbetätigung entweder eines Druckballons oder durch Zusammenpressen des Flüssigkeitsbehälters.

Gemäß F i g. 3 ist das Gerät durch eine Trennwand 49 in eine obere und untere Kammer 52 und 40 unterteilt. Diese Trennwand 49 weist eine Rücklauföffnung 53 auf und durch sie geht eine Druckleitung 42 hindurch, die eine Beipaßöffnung 41 aufweist, welche in der unteren Kammer 40 mündet. Oberhalb der Rücklauföffnung 53 ist eine Prallplatte 54 angeordnet Die Druckleitung 42 endet in der oberen Kammer in einer hohlen, konvexen Zerstäuberkammer 43, weiche an ihrem höchsten Punkt eine öffnung 44 aufweist. Oberhalb dieser öffnung 44 verläuft die Kammer 52 in eine Ausströmöffnung 46. Der Querschnitt dieser Ausströmöffnung 46 kann verändert werden durch aufgesteckte Verlängerungsstücke 57, welche einen Düseneffekt bewirken können. Die Kammer 52 ist mit der Umgebung über eine öffnung 50 verbunden. Durch öffnen oder Schließen dieser öffnung 50 kann die Sprühkapazität und das Sprühmuster verändert werden.

Die beiden Kammern 40 und 52 sind über ein Steigrohr 45 miteinander verbunden. Das untere Ende des Steigrohres mündet unterhalb des Flüssigkeitsspiegels, während das obere Ende mit einem Verlängerungsrohr 48 versehen ist Das obere Ende 51 des Verlängerungsrohres kann somit höhenmäßig eingestellt werden. In Fig.3 ist das obere Ende 51 so eingestellt, daß es sich in der Höhe befindet, wo die Druckleitung 42 in die halbkugelförmige Zerstäuberkammer 43 übergeht Es ist hierbei durchaus beabsichtigt, daß die Mündung 51 sich in irgendeiner beliebigen Höhe befindet unterhalb der öffnung 44. Durch diese Einstellung der öffnung 51 in bezug auf die Zerstäuberkammer 43 ist es möglich, die Filmdicke der Flüssigkeit zu verändern und damit die Teilchengröße des Nebels einzustellen. Eine weitere Einsteilung der Teilchengröße ist möglich durch Verändern des Querschnitts der Ausströmöffnung 46 mittels aufsteckbarer Ringhülsen 57 und ebenso durch Verändern der Länge der Ausströmöffnung 46 mittels Verlängerungsstücken 57. Wird beispielsweise der Öffnungsquerschnitt vermindert oder die Länge erhöht dann hat dies die Wirkung, daß größere Nebelteilchen abgeschieden und zurück zur oberen Kammer 52 gefördert werden. Hierdurch wird der Nebel feiner. 3n entsprechender Weise wird durch Kürzen der Länge der Austrittsöffnung 46 oder durch Erhöhen von deren Querschnitt ein Nebel erzeugt, dessen Tröpfchen größer sind
Die Arbeitsweise des Geräts ist wie foigt:
An den Anschluß 47 ist ein Zerstäuberballon 53 mit einem Ventil 56 angeschlossen. Wird der Ballon zusammengedrückt, dann schließt das Ventil 56 und komprimierte Luft wird über die Leitung 42 in die Zerstäuberkammer 43 eingepreßt Weiterhin strömt Luft über die öffnung 41 in die untere Kammer 40 ein. Diese öffnung ist so kalibriert, daß ein Druckanstieg in der unteren Kammer 40 erzeugt wird, der bewirkt, daß Flüssigkeit von der unteren Kammer 40 über das

Steigrohr 45 und die Verlängerung 48 zur oberen Kammer 52 gedruckt wird. Vom Austrittsende 51 gelangt die Flüssigkeit als dünner Film auf die Zerstäuberkammer 43, wobei dieser Film aufgerissen wird durch die Luft, die aus der Öffnung 44 strömt. Hierdurch wird ein Nebel erzeugt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird bewirkt, daß beim Zusammendrücken des Ballons 45 sowohl ein Druckanstieg in der unteren Kammer 40 als auch eine Strömung durch die Öffnung 44 bewirkt wird.

Wird der Ballon 55 losgelassen, dann füllt sich der Ballon teilweise über das Ventil 56. Zusätzlich wird jedoch Luft angesaugt durch die öffnungen 44 und 41. Dies bewirkt einen Unterdruck in der unteren Kammer 40, der eine Rückströmung der Flüssigkeit von der oberen Kammer 52 zurück zur unteren Kammer 40 über die öffnung 53 begünstigt.

Anstelle des Ballons 55 mit einem Einströmventil 56 kann auch ein solcher verwendet werden, bei welchem kein Ventil vorgesehen ist. Auf diese Weise ist es möglich, den Rückstrom der Flüssigkeit von der oberen Kammer 52 zur unteren Kammer 40 zu beschleunigen. Bei einem geschlossenen Ballon ist die Arbeitsweise während des Zusammendrückens die gleiche wie zuvor beschrieben. Wenn der Ballon jedoch losgelassen wird, dann wird alle Luft über die öffnungen 44 und 41 angesaugt Dies bedeutet, daß in der unteren Kammer 40 ein wesentlich höherer Unterdruck entsteht als zuvor, so daß eine kräftige Rückströmung der Flüssigkeit von der oberen Kammer 52 zur unteren Kammer 40 erfolgt

Diejenige Flüssigkeit, die während des Zerstäubens nicht zerstäubt wird, fließt an der Außenseite der Druckleitung 42 nach unten. Das Rückfließen längs der Leitung 42 zur öffnung 53 dauert üblicherweise langer als der Zerstäuberzyklus dauert Dies bedeutet wiederum, daß während der Druckphase die durch die öffnung 53 in die Kammer 52 strömende Luft durch sich dort sammelnde Flüssigkeit nicht behindert wird. Es werden also dort keine großen Flüssigkeitsteilchen gebildet. Sollte dies trotzdem eintreten, so ist eine Prallplatte 54 vorgesehen, die in der Kammer 52 oberhalb der öffnung 53 angeordnet ist

Während des Zersprühens kann Luft über die öffnung 50 in das Innere der Kammer 52 eintreten.

Die Fig.4 zeigt eine Ausführungsvariante der Ausführungsform nach F i g. 3. Hierbei ist das gesamte Gerät oder zumindest die untere Kammer 40' aus einem flexiblen Material hergestellt Wird die untere Kammer 40' zusammengepreßt entsteht in der unteren Kammer 40* ein Oberdruck, der sich bis in die Sprühkammer 43' fortsetzt und der gleichzeitig bewirkt, daß Flüssigkeit über die Leitungen 45' und 48' in die obere Kammer 52¹ gelangt

Diese Ausführungsform arbeitet im übrigen identisch wie diejenige nach Fig.3 mit einem geschlossenen Zerstäuberballon. Da hierbei die öffnung 41 in Wegfall gekommen ist ist es notwendig, die Größe der Rückflußöffnungen 53' so klein zu halten, daß ein ausreichender Druck im Innern der Zerstäuberkkimncr 43' auftritt Ein relativ kleiner Querschnitt der öffnung 53' ist hierbei möglich, da beim Loslassen des Drucks auf die Kammer 40' die Flüssigkeit unter starkem Druck über die öffnung 53' zurückgesaugt wird. Eine enge öffnung 53' hat hierbei in bezug auf die Druckverteilung und die Luftströmung die gleiche Aufgabe wie die öffnung 41 gemäß F i g. 3.

In den Fällen, wo eine relativ viskose Flüssigkeit zu versprühen ist und insbesondere in den Fällen, wo die Zerstäubung unter möglichst hohem Druck erfolgen

soll, wird die Öffnung 53' in der Trennwand 49' nahe der Wand des Geräts angeordnet. Wird die untere Kammer 40' zusammengedrückt, dann bewirkt die Deformation der Kammerwand, daß während des Zusammenpressens die Rückflußöffnung 53' verschlossen wird, so daß in der unteren Kammer 40' ein hoher Druck entsteht.

Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet für

ίο viskose Flüssigkeiten, da es möglich ist, daß die Öffnung 53' so groß gemacht werden kann, daß beim Loslassen der Kammer 40' ein ungehinderter Rückfluß der Flüssigkeit auftritt. Gemäß dieser Ausführungsform erhält also die Rückströmöffnung 53' eine Ventilfunktion, ohne daß bewegliche Teile hierzu erforderlich sind. Würde an dieser Stelle ein Ventil eingesetzt werden, welches auf Druckänderungen anspricht, würde der Rückfluß der Flüssigkeit hierdurch behindert werden. Die Ausführungsform gemäß F i g. 4 ist insbesondere für Naseninhalation geeignet, da die Strömungsrichtung des Nebels vertikal verläuft. Die Ausströmkapazität und die Partikelgröße kann ebenso eingestellt werden, wie zuvor im Zusammenhang mit F i g. 3 beschrieben wurde.

Bei der Ausführungsform nach den Fig.5 und 6 handelt es sich um ein Gerät, das als rhythmisch arbeitender Respirator ausgebildet ist. Es weist eine obere und eine untere Kammer 101 und 102 auf, die durch eine Trennwand 108 voneinander abgetrennt sind. Die zu zerstäubende Flüssigkeit und die hohle Zerstäuberkammer 103 mit einer Öffnung 104 sind in der unteren Kammer 101 angeordnet. Die Trennwand 108 ist mit einer Abflußöffnung 109 versehen, weiterhin geht durch sie ein Steigrohr 106 hindurch. Das Austrittsende des Rohres 106 ist oberhalb der Trennwand 108 angeordnet und das untere Ende des Rohres taucht in der Kammer 101 in die Flüssigkeit ein. Die untere Kammer 101 ist mit einem nach oben gekrümmten Inhalationsrohr 112 versehen, welches in einem abnehmbaren Mundstück 110 endet Die obere Kammer 102 ist über das Rohr 115 nach außen hin entlüftet, welches eine Entlüftungsöffnung 114 aufweist, die einen Durchlaß von Luft gestattet jedoch das Austreten von Flüssigkeitsteilchen verhindert

Die Zerstäuberkammer 103 wird über eine Leitung 111 an eine Gasdruckquelle angeschlossen. Ein Prallteil 105 ist vor der Öffnung 104 der Zerstäuberkammer 103 angeordnet

Dieses Gerät wird vorzugsweise in der gleichen Weise verwendet wie das Gerät nach den F i g. 1 und 2.

Bei dem Gerät nach den F i g. 1 und 2 kann der Patient die gewünschte Nebelmenge inhalieren und sodann das Mundstück aus seinem Mund nehmen. Es ist weiterhin möglich, in das Gerät auszuatmen, wenn dies der Patient wünscht Bei dem Gerät nach den Fig.5 und 6 wird dieses während der gesamten Behandlungszeit mit dem Mund des Patienten verbunden. Es kann an eine kontinuierliche Gasquelle oder an einen Druckballon angeschlossen werden.

Im Falle des Anschlusses an eine Druckluft- oder Dnicksauerstoffquelle tritt eine Gasströmung von der Öffnung 104 der Zerstäuberkammer 103 aus, was zu einem Druckanstieg in der unteren Kammer 101 führt Hierdurch wird die Flüssigkeit über das Steigrohr 106 in die obere Kammer 102 gebracht wobei die Flüssigkeit über das nach unten gekrümmte obere Ende 113 des Rohres 106 austritt Die Flüssigkeit sammelt sich an der Trennwand 108.
Solange der Patient nicht inhaliert, d. h. wenn er den

ίο

Atem anhält oder ausatmet, bleibt der Überdruck im unteren Reservoir 101 erhalten und Flüssigkeit steigt kontinuierlich über das Rohr 106 in die obere Kammer 102, welche über die öffnung 114 an Atmosphärendruck liegt. Sobald der Patient inhaliert, fällt der Druck in der unteren Kammer 101 auf Atmosphärendruck oder darunter ab, wodurch Flüssigkeit von der oberen Kammer 102 über die öffnung 109 in die untere Kammer 101 zurückzufließen vermag. Da die Zerstäuberkammer 103 in der unteren Kammer 101 direkt unter der öffnung 109 angeordnet ist, verteilt sich die Flüssigkeit über die äußere Oberfläche der Zerstäuberkammer 103 als kontinuierlicher dünner Film. Das aus der öffnung 104 austretende Gas zerreißt diesen Film in kleine Flüssigkeitspartikel, solange Flüssigkeit von der oberen Kammer 102 in die untere Kammer 101 zurückfließt.

In den F i g. 5 und 6 ist ein Prallteil 105 vor der öffnung 104 vorgesehen. Dieses Prallteil ist jedoch nicht unbedingt notwendig, begünstigt jedoch die Erzeugung eines sehr feinen Aerosols.

Das Aerosol gelangt durch die Inhalationsröhre 112, welche wie ein Pfeifenhals ausgebildet ist. Die Aerosolströmung führt hierbei einen S-förmigen Weg aus, bevor es in den Mund des Patienten eintritt, wodurch sichergestellt ist, daß alle großen Flüssigkeitsteilchen an den Wänden des Rohres 112 ausgeschieden werden.

Sobald also der Patient inhaliert, wird die obere Kammer 102 entleert. Findet kein Inhalieren statt, wird die obere Kammer 102 gefüllt In den meisten Fällen wird der Patient während der gesamten Behandlung das Mundstück 110 im Mund behalten. Durch das Wechselspie! zwischen Einatmen und Ausatmen ergibt sich sodann die vorbeschriebene Wechselwirkung.

Die Öffnung 109 in der Trennwand 108 ist so dimensioniert, daß während des Ausatmens ein Gasbläschenstrom durch die öffnung 109 hindurch nach oben austritt, wodurch die öffnung 109 als Ventil wirkt, die verhindert, daß ein Flüssigkeitsstrom von oben nach unten in die untere Kammer 101 fließt, da in dieser ein höherer Druck herrscht als in der oberen Kammer 102. Während des Ausatmens wird also kein Nebel erzeugt Werden hierbei irgendwelche großen Flüssigkeitsteilchen mitgerissen, dann verhindert die öffnung 114, daß diese Flüssigkeitsteilchen austreten. Sie werden vielmehr an den Wandungen der öffnung 114 abgeschieden.

Die vorbeschriebene Arbeitsweise kann auch ausgeführt werden unter Verwendung eines Druckballons. In diesem Fall jedoch muß der Patient in das Mundstück 110 ausatmen oder blasen, damit die Flüssigkeit von der unteren ίναΐΠΠΐεΓ ivi ΐΠ uic Ου€Γ€ £ναΐϊΐΐΐΐ€Γ iv£ gelängt Der vom Ballon erzeugte Druck reicht wohl aus, die Flüssigkeit zu vernebeln, reicht jedoch nicht aus, um die Flüssigkeit von der unteren Kammer 101 völlig in die obere Kammer 102 über das Steigrohr 106 zu drücken. Hat der Patient einmal die Flüssigkeit in die Kammer 102 gefördert, entsteht ein Nebel, sobald der Ballon gedruckt wird.

Eine weitere Ausführungsform ist in F i g. 7 gezeigt Diese Ausführungsform entspricht etwa den Ausführungsformen nach den Fig.5 und 6, jedoch mit bestimmten Modifikationen, insbesondere in der Hinsicht, ein intermittierendes von Hand bedienbares Spraygerät zu erhalten. Es ist hierbei kein Prallteil vorgesehen und der Nebel strömt über ein gerades kurzes Austrittshorn 212 aus.

Das Gerät arbeitet mit einem konventionellen Druckballon 216 zwischen dem Rohr 2115 und dem Lufteinlaßrohr 211. Das Rohr 215 ist an der Saugseite des Ballons 216 angeordnet, wo sich auch ein konventionelles Ventil 217 befindet, während die Druckseite am Lufteinlaßrohr 211 angeschlossen ist.

Wird der Ballon 216 gedrückt, dann strömt Luft über die öffnung 204 der Zerstäuberkammer 203 aus. Wird der Ballon losgelassen, dann wird von der oberen

ίο Kammer 202 Luft in den Ballon 216 über das Rohr 215 und das Ventil 217 gezogen. Hierdurch entsteht in der oberen Kammer 202 ein Unterdruck, der bewirkt, daß über das Steigrohr 206 Flüssigkeit von der unteren Kammer 201 in die obere Kammer 202 gefördert wird.

Der in der oberen Kammer 202 erzeugte Unterdruck hält die Flüssigkeit in der oberen Kammer 202, bis der Ballon 2ib abermals eingedrückt wird. Die Düsenwirkung des aus der öffnung 204 ausströmenden Gases bewirkt, daß in der unteren Kammer 2011 der Druck vermindert wird, so daß nunmehr die in der oberen Kammer 202 befindliche Flüssigkeit über die äußere Oberfläche der Zerstäuberkammer 203 fließt Der Flüssigkeitsfilm über der Zerstäuberkammer 203 wird durch die aus der öffnung 204 ausströmende Luft zerrissen und somit vernebelt Diese Rücksitrömung der Flüssigkeit in die untere Kammer 201 wird noch verstärkt durch Luft, welche in geringfügigem Maße über das Ventil 217 in die Kammer 202 einströmt.

Wird der Ballon 216 losgelassen, dann wird von neuem Flüssigkeit in die obere Kammer 202 gesaugt die beim nächsten Zusammendrücken des Ballons wieder in die untere Kammer 201 zurückfließt und hierbei einen Film über der Zerstäuberkammer 203 bildet.

Diese intermittierende Arbeitsweise kann fortgesetzt werden, bis alle Flüssigkeit bis auf einen geringen Rest von beispielsweise 1 bis 2 ecm vernebelt ist. Durch geeignete Wahl der Größe der Öffnung 209 kann die Flüssigkeitsmenge, welche in die obere Kammer 202 gesaugt wird, gleich oder geringfügig geringer gehalten werden als die Flüssigkeitsmenge, die bei jedem Zusammendrücken des Ballons in die untere Kammer zurückgeführt wird. Um ein gutes Abfließen von der oberen Kammer 202 in die untere Kammer 201 sicherzustellen, kann eine kleine Entlüftungsöffnung 218 in der oberen Kammer 202 vorgesehen sein. Diese Öffnung ist nicht groß genug, um während der Saugphase den Unterdruck in der oberen Kammer 202 wesentlich abzubauen. Andererseits stellt diese Öffnung 218 sicher, daß ausreichend Luft in die obere Kammer 202 einströmt und damit der Unterdruck in der oberen Kammer vermindert wird, wenn der Ballon zusammengedrückt wird. Durch diese öffnung 218 ist außerdem sichergestellt, daß alle Flüssigkeit zurück in die untere Kammer 201 fließt, wenn das Gerät nicht in Gebrauch ist.

Der Druckballon 216 kann hierbei ein Zusatzteil

darstellen oder es ist integraler Bestandteil des Geräts.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 8 ist es möglich,

zwei verschiedene Aerosolströme zu erzeugen. Diese Aerosolströme werden kontinuierlich erzeugt Das Gerät nach F i g. 8 weist eine obere Kammer 302 und eine untere Kammer 301 auf, die durch eine Trennwand 308 voneinander getrennt sind. Durch diese Trennwand 308 verläuft ein Steigrohr 306 mit einem abgebogenen oberen Ende 313. In der unteren Kammer 301 ist eine Zerstäuberkammer 303 angeordnet, welcher Gas über den Anschluß 317 und die Leitung 311 zugeführt wird. Außerdem sind zwei Ausgangsleitungen 310 und 315

vorgesehen, von denen eine in der unteren und die andere in der oberen Kammer angeordnet ist.

Durch geeignete Wahl der Größe der öffnung 309 und durch das Vorsehen eines Prallmittels 316 in der Hauptauslaßleitung 312 ist es möglich, nicht nur einen kontinuierlichen Nebel zu erzeugen, vielmehr ist es möglich, zwei verschiedene Nebel herzustellen.

Das Aerosol, welches aus der oberen Kammer 302 ausströmt, hat eine Teilchengröße, welche wesentlich geringer ist als diejenige des Aerosols, welches aus der unteren Kammer 301 austritt. Diese Doppelfunktion wird erreicht durch die vom Prallmittel 316 bewirkte yuerschnittsverminderung im Auslaß 312 der unteren Kammer 301. Diese Querschnittsverminderung bewirkt einen geringfügig höheren Druck in der unteren Kammer 301 im Vergleich zur oberen Kammer 302. Strömt ein Gas über die öffnung 304 der Zerstäuberkammer 303 aus, entsteht in der unteren Kammer 301 ein geringfügig höherer Druck, der bewirkt, daß Flüssigkeit von der unteren Kammer 301 über das Steigrohr 306 in die obere Kammer 302 gefördert wird. Da die öffnung 309 in der Trennwand 308 relativ groß ist, wird einmal bewirkt, daß Flüssigkeit von der oberen Kammer 302 in die untere Kammer 301 zurückfließt, gleichzeitig jedoch ein Luftbläschenstrom über die Öffnung 309 von der unteren Kammer 302 in die obere Kammer 301 aufsteigt.

Im Bereich der öffnung 309 tritt also ein nach unten gerichteter Flüssigkeitsstrom und ein nach oben gerichteter Gasstrom auf. Aerosol tritt über den Auslaß 310 der unteren Auslaßleitung 312 aus. Da jedoch der Druck in der unteren Kammer geringer ist als in der oberen Kammer, gelangt ein Teil des Nebels mit den Luftblasen über die öffnung 309 in die obere Kammer. Ein weiterer Teil des Nebels kann über das Steigrohr 306 in die obere Kammer gelangen. Dies tritt auf, wenn alle Flüssigkeit bis auf einen geringfügigen Rest von der unteren Kammer 301 in die obere Kammer 302 gefördert wurde. Da der Leitungsteil 313 in den Flüssigkeitsspiegel der oberen Kammer eintaucht und andererseits die Gasbläschen von der Öffnung 309 diese Flüssigkeit durchwandern, wird erreicht, daß der über die Leitung 315 abströmende Nebel der oberen Kammer 302 nur extrem feine Teilchen aufweist. Die Flüssigkeit in der oberen Kammer 302 wirkt also wie ein Filter. Der normale Betriebszustand besteht darin, daß die gesamte Flüssigkeit von der unteren Kammer 301 in die obere Kammer 302 gefördert ist und lediglich ein geringer Flüssigkeitsstrom über die öffnung 309 auf die Zerstäuberkammer 303 fließt.

In den Ausführungsbeispielen wurden sphärisch oder halbkugelig geformte Zerstäuberkammern dargestellt. Es können jedoch jederzeit auch andere Formen verwendet werden. Es ist lediglich erforderlich, daß deren Oberfläche ausreichend glatt ist, vorzugsweise konvex oder so gekrümmt, daß ein dünner Film mindestens im Bereich der kleinen öffnung entsteht.

Als Materialien werden vorzugsweise solche verwendet, welche nicht porös, nicht korrosiv und nicht absorptionsfähig sind. Vorzugsweise wird ein Material verwendet, das relativ hohen Temperaturen standhält und ausreichend gegenüber Bruch stabil ist. Es hat sich gezeigt, daß Glas und bestimmte Kunststoffe, wie beispielsweise Polycarbonate, Polyacrylate und Polypropylene geeignete Materialien sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Gerät zum Erzeugen eines feinverteilten Flüssigkeitsnebels mit einer ersten, einen Flüssigkeitsvorrat aufweisenden Kammer, zu einer zweiten Kammer führendes Steigrohr zur Zufuhr von Flüssigkeit von der ersten zur zweiten Kammer, einer Öffnung zwischen den Kammern zur Abfuhr von Flüssigkeit von der zweiten zu ersten Kammer, einer hohlen Zerstäuberkammer mit einer glatten äußeren Oberfläche und mindestens einer Durchgangsöffnung, wobei mindestens ein Teil der zwischen den Kammern fließenden Flüssigkeit über die Durchgangsöffnung an der glatten Oberfläche fließt, in das Innere der Zerstäuberkammer Druckluft geleitet wird, die mit hoher Geschwindigkeit aus der Durchgangsöffnung ausströmt, und der sich dabei bildende Flüssigkeitsnebel über ewe Inhalationsöffnung austritt, daduich gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Kammer (21,40,101, 201,301) und der zweiten Kammer (32,52,102,202, 302) abwechselnd und wiederholt eine erste Druckdifferenz und eine zweite Druckdifferenz oder ein Druckausgleich erzeugt wird, bei der ersten Druckdifferenz Flüssigkeit durch das Steigrohr (17, 45,106,206,306) und bei der zweiten Druckdifferenz bzw. bei Druckausgleich Flüssigkeit durch die Öffnung (19, 53, 109, 209, 309) strömt und diese Druckdifferenz bzw. der Druckausgleich unabhängig vom statischen Druck der durch die Durchgangsöffnung (25,44,104,204,304) strömenden Luft gehalten wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberkammer (103, 203, 303) innerhalb der ersten Kammer (101, 201, 301) angeordnet ist und die Öffnung (109, 209, 309) die Flüssigkeit bei ihrem Rückfluß zur ersten Kammer (101, 201, 301) auf die Oberfläche der Zerstäuberkammer (103,203,303) richtet.

3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäuberkammer (24, 43) innerhalb der zweiten Kammer (32,52) angeordnet ist und das Steigrohr (17, 45) die Flüssigkeit bei ihrem Hinfluß zur zweiten Kammer (32,52) auf die Oberfläche der Zerstäuberkammer (24,43) richtet.

4. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (53) ein Verschluß vorgesehen ist, der diese Öffnung (53) mindestens während eines Teils der Zeit abschließt, während der Flüssigkeit zur zweiten Kammer (52) gefördert wird.

5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (53) durch Deformation der Wände der ersten Kammer (40) verschlossen wird.

6. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn Flüssigkeit von der zweiten Kammer (32,52,102,202,302) zur ersten Kammer(21,40,101, 201,301) zurückgefördert wird, über die Öffnung (19, 53, 109, 209, 309) gleichzeitig Gas zur ersten Kammer (21,40,101,201,301) gelangt.

7. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenzen manuell erzeugt werden.

8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckdifferenzen mittels eines Druckballons (55,216) erzeugt werden.

9. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckdifferenz durch Volumenverminderung der ersten Kammer (40) erzeugt wird.

10. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckdifferenz durch einen Unterdruck in der zweiten Kammer (32) erzeugt wird.

11. Gerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß der Unterdruck durch Einatmen des Benutzers erzeugt wird.

12. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckdifferenz durch einen Überdruck in der ersten Kammer (40,101,201,301) erzeugt wird.

13. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckballon (55) an die erste Kammer (40) angeschlossen ist

14. Gerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (40) aus einem deformierbaren flexiblen Material besteht und diese Kammer (40) von Hand zusammendrückbar ist

15. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Druckquelle zur Erzeugung des Druckgases für die Zerstäuberkammer (43, 203) manuell betätigbar ist

16. Gerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet daß die Druckquelle gleichzeitig die Druckdifferenz zwischen der ersten Kammer (40, 201) und der zweiten Kammer (52,202) erzeugt

17. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß zwischen der ersten Kammer (40, 101, 201, 301) und der zweiten Kammer (52,102,202,302) eine Trennwand (49,108,208,308) vorgesehen ist.

18. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckdifferenz durch Überdruck in der ersten Kammer (40) erzeugt wird und die Druckquelle zur Erzeugung dieses Überdrucks auch mit der Zerstäuberkammer (43) verbunden ist.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck durch einen Druckballon (55) erzeugt wird.

20. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Inhalationsöffnung (22, 115, 310) große Flüssigkeitsteilchen aussiebende Mittel aufweist.

21. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Zerstäuberkammer (203) und die Inhalationsöffnung (212) in der ersten. Kammer (201) angeordnet sind und die Saugseite eines Druckballons (216) in der zweiten Kammer (202) und die Druckseite im Inneren der Zerstäuberkammer (203) mündet.

22. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kammer (301) eine erste Inhalationsöffnung (310) und die zweite Kammer (302) eine zweite Inhalationsöffnung (315) aufweisen.

23. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsöffnung (44) am höchsten Punkt der Zerstäuberkammer (43) angeordnet ist.

24. Gerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Öffnung (51) des Steigrohres (45) in bezug auf die Durchgangsöffnung (44) einstellbar ist.