DE69324499T2

DE69324499T2 - Austragevorrichtung

Info

Publication number: DE69324499T2
Application number: DE69324499T
Authority: DE
Inventors: Ronald Alan Surrey Gu27 1Ha Coffee
Original assignee: Electrosols Ltd
Current assignee: Battelle Memorial Institute Inc
Priority date: 1992-12-01
Filing date: 1993-11-26
Publication date: 1999-08-12
Anticipated expiration: 2013-11-27
Also published as: CA2150692A1; GR3030735T3; HK1012301A1; JPH08504126A; ATE178814T1; NZ258174A; WO1994012285A3; AU6351398A; AU685411B2; ES2130393T3; WO1994012285A2; DK0671980T3; NZ314209A; KR100289783B1; US6318640B1; EP0671980A1; TW242576B; ZA938895B; CN1090208A; AU5570294A

Description

Die Erfindung betrifft eine Austragsvorrichtung zum Versprühen (Zerstäuben) einer Flüssigkeit, Mittel zur Zuführung der Flüssigkeit zur Anwendung in einer derartigen Vorrichtung und die Anwendung einer solchen Vorrichtung, insbesondere im Bereich der Medizin.
Austragsvorrichtungen, die durch elektrostatische Mittel (richtiger wird hier von "elektro-hydrodynamischen" Mitteln gesprochen) ein fein verteiltes Spray aus Füssigkeitströpfchen erzeugen, sind bekannt. Elektrohydrodynamische Sprühvorrichtungen finden in vielen Bereichen der Industrie, insbesondere in der Landwirtschaft zum Spritzen von Getreide, in der Automobilindustrie zum Farbspritzen und auch in der Medizin zur Verabreichung von Medikamenten durch Inhalation Anwendung.
Der Tröpfchennebel in solchen Vorrichtungen wird durch Anlegen eines elektrischen Feldes an eine Flüssigkeit, die sich an einem Spraykopf (Sprühkopf) oder einer Spraykante befindet, erzeugt. Das Potential des elektrischen Feldes ist ausreichend groß, um für ein Versprühen der elektrisch geladenen Flüssigkeitströpfchen vom Sprühkopf zu sorgen. Die elektrische Ladung der Tröpfchen hindert diese durch gegenseitige Abstoßung an einer Koagulation.
Das britische Patent Nr. 1569707 beschreibt eine elektrohydrodynamische Sprühvorrichtung, die prinzipiell zum Spritzen von Getreide benutzt wird. Eine in der Sprühvorrichtung nach der GB 1569707 angegebene wesentliche Komponente ist eine Feldverstärkungselektrode, die in der Nähe des Sprühkopfes angeordnet ist und auf dem gleichen Potential wie der Sprühkopf gehalten wird. Die Feldverstärkungselektrode wird nicht mit Flüssigkeit versorgt. Bei der Benutzung wird festgelegt, das Auftreten der Corona-Glimmentladungen zu verringern, die in die Spray-Erzeugung störend eingreift, um dadurch geringere Feldstärken, die während der Spray-Erzeugung angewendet werden sollen, zu ermöglichen.
Das US-Patent Nr. 4703891 beschreibt eine Getreidespritzvorrichtung zum Versprühen von Flüssigkeiten von einem Fahrzeug, wie zum Beispiel einem Flugzeug oder einem anderen sich in der Luft befindenden Fahrzeug, das mindestens zwei Sprühkopfe aufweist, um einen Sprühnebel mit positiver Ladung an dem einen Sprühkopf und einen Sprühnebel mit negativer Ladung an dem anderen Sprühkopf zu erzeugen. Der daraus resultierende Sprühnebel wird dann auf das betreffende Getreide aufgebracht.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, die elektrische Ladung von den durch die elektro-hydrodynamischen Sprühvorrichtungen erzeugten Sprühtröpfchen auf eine kontrollierte Weise zu entfernen. Bis heute ist bei dem hauptsächlichen Verfahren, das zum Bewirken einer Entladungsversprühung angewendet wird, die Verwendung einer Entladeelektrode erforderlich, die eine scharfe oder spitze Kante aufweist und sich in Strömungsrichtung von dem Sprühkopf entfernt befindet. Die Entladungselektrode erzeugt eine ionisierte Ladungswolke aus der umgebenden Luft, die gegenüber der versprühten Flüssigkeit eine entgegengesetzte Ladung von gleicher Größe aufweist. Im Betrieb wird die Ionenwolke zu dem Flüssigkeitsspray hin angezogen, kollidiert mit diesem und neutralisiert dadurch den Sprühnebel.
Das britische Patent Nr. 2018627B offenbart eine elektrohydrodynamische Sprühvorrichtung, bei der die elektrische Ladung auf den Sprühtröpfchen mit Hilfe einer Entladeelektrode teilweise oder vollständig entfernt wird. Die Vorrichtung nach der GB 2018627B ist zur Bereitstellung eines entladenen oder teilweise entladenen Sprays für das Besprühen von Getreide vorgesehen. Das europäische Patent Nr. 0234842 beschreibt einen elektrohydrodynamischen Inhalator, bei dem das aus Ladungströpfchen bestehende Spray auf ähnliche Weise mittels einer Entladeelektrode entladen wird. Die Tröpfchen werden entladen, um deren Ablagerung in den Atmungswegen zu erleichtern, während sie sich andernfalls im Mund oder im Hals des Benutzers absetzen würden.
Ein mit der Anwendung der scharfen Entladeelektrode verbundenes besonderes Problem besteht darin, daß sich die hochbewegliche Ionenwolke von der Entladeelektrode oftmals störend auf das Versprühen des Flüssigkeitsnebels auswirkt. Die Inhalationsvorrichtung nach der EP-A- 0234842 versucht durch Benutzung einer neutralen Schutzschildelektrode (Schirmelektrode), die sich in der Nähe des Sprühkopfes befindet, die Wirkungen der Ionenwolke am Sprühkopf zu verbessern.
Die US-A-4508265 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Sprühvereinigung von Flüssigkeiten, die nicht leicht emulgiert oder aufgelöst werden können, wobei eine erste Flüssigkeit fluidisiert, von ihrer Oberflächenspannung befreit und durch ein elektrisches Feld ionisiert wird, um fein verteilte Partikel auszubilden, und eine zweite Flüssigkeit durch ein poröses Element gesprüht wird, so daß der größere Teil der zweiten Flüssigkeit vor Erreichen einer Entladeelektrode gasifiziert wird, wobei die Teilchen der zweiten Flüssgkeit entgegengesetzt zu den Teilchen der ersten Flüssigkeit aufgeladen werden, so daß sich die entgegengesetzt aufgeladenen Teilchenmassen vereinigen.
Die FR-A-2266584 (die mit der GB-A-1507341 äquivalent ist) beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur elektrostatischen Ablagerung, bei dem erste und zweite Sprühnebel hydrostatisch erzeugt werden und die ersten und zweiten Sprühnebel danach entgegengesetzt aufgeladen werden, um deren Vereinigung zu bewirken und ein Gemisch mit einer Nettoladung zu erzeugen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit geschaffen, die mindestens zwei elektro-hydrodynamische Zerstäubungsmittel (Mittel zum Versprühen, Zerkleinern) einschließt, von denen jedes eine Zerstäubungsstelle, Mittel zum Zuführen von Flüssigkeit zu den Zerstäubungsstellen und Mittel zum elektrischen Aufladen der Zerstäubungsstellen auf ein elektrisches Potential, um die zu versprühende Flüssigkeit an den Zerstäubungsstellen zu veranlassen, Zerkleinerungen (Versprühungen, Zerstäubungen) mit entgegengesetzter Polarität auszubilden, umfaßt, wobei die Zerstäubungsmittel so angeordnet werden, daß im wesentlichen ein Beimischen der eine entgegengesetzte Polarität aufweisenden Zerstäubungen erfolgt.
Eine die Erfindung verkörpernde Vorrichtung zerstäubt die Flüssigkeit mit elektro-hydrodynamischen Mitteln und erzeugt eine teilweise oder vollständig elektrisch entladene Zerstäubung ohne die Notwendigkeit einer scharfen Entladeelektrode, die oben zur Vermeidung der mit der Entladeelektrode verbundenen Probleme beschrieben ist, und daher nicht die Verwendung einer neutralen Schirmelektrode verlangt.
Das elektro-hydrodynamische Zerstäubungsmittel kann ein herkömmliches elektro-hydrodynamisches Zerstäubungsmittel sein, wie es zum Beispiel in der GB-A-1569707, der US-A- 4703891 oder der EP-A-0234842 beschrieben ist.
Das Zerstäubungsmittel kann eine Zerkleinerungsfläche oder - kante (Sprühkante, Zerstäubungskante) aufweisen, die durch ein dünnes Kapillarrohr, eine Düse oder einen von zwei parallelen Platten definierten Schlitz geschaffen wird. Jedoch können auch andere Zerkleinerungsflächen oder -kanten, wie sie in der GB-A-1569707, der UA-A- 4703891 oder der EP-A-0234842 beschrieben sind, angewendet werden.
Eine Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung umfaßt im allgemeinen eine gerade Zahl an Zerstäubungsmitteln, aber das ist nicht wesentlich, vielmehr bestehen die grundsätzlichen Merkmale darin, daß mindestens zwei Zerkleinerungsmittel Zerstäubungen mit entgegengesetzter Polarität schaffen und daß die erzeugten Zerstäubungen angeordnet sind, um im wesentlichen vermischt (beigemischt) zu werden.
Geeigneterweise umfaßt eine Vorrichtung zur Ausführung der Erfindung zwei, vier oder sechs Zerstäubungsmittel, wobei jedoch, falls erforderlich, eine größere Anzahl benutzt werden kann.
Geeignete Mittel zur Zuführung von Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle umfassen mechanisch, elektrisch oder elektronisch angetriebene Mittel, wie zum Beispiel Pumpen, die in der Lage sind, die erforderliche Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle zu erzeugen.
Das Zerstäubungsmittel einer die Erfindung verkörpernden Vorrichtung kann in einem großen Bereich von Strömungsgeschwindigkeiten benutzt werden, arbeitet aber im allgemeinen mit einer Fließgeschwindigkeit im Bereich von 0.1 bis 500uL pro Sekunde, beispielsweise 0.5 bis 5uL pro Sekunde, und zwar speziell bei der Verabreichung durch Inhalation, oder von 10 bis 200 uL pro Sekunde, speziell bei der Anwendung im Bereich der Landwirtschaft.
Eine geeignete Vorrichtung zur Zuführung der Flüssigkeit umfaßt eine Spritzenpumpe oder eine elektrisch angetriebene Pumpe, wie sie in der EP-A-0029301 beschrieben ist.
Geeigneterweise umfaßt jede Zerstäubungsstelle ein Mittel zum elektrischen Laden der betreffenden Zerstäubungsstelle auf ein Potential, das ausreicht, das Versprühen der Flüssigkeit zu bewirken, wobei sich das Potential üblicherweise in der Größenordnung von 1 bis 20 Kilovolt bewegt.
Die Vorrichtung zum elektrischen Laden der Zerstäubungsstelle, zum Beispiel einer Fläche oder Kante, kann mit einem herkömmlichen Hochspannungsgenerator mit einer geeigneten Ausgangsleistung bereitgestellt werden, wobei ein besonders vorteilhafter Spannungserzeuger ein piezoelektrischer Generator ist.
Das piezoelektrische Material für einen derartigen Generator kann von unterschiedlicher Art sein und zum Beispiel aus Bariumtitanat-Keramik oder Polyvinylidenfluorid-Polymeren bestehen, die eine signifikante elektrische Hochspannungs-Ladungsverschiebung bei Ausübung von Druck erzeugen. Die Auswahl kann so erfolgen und die Kapazität kann so gewählt werden, um im Betrieb den Grad des Pumpens oder die Atomisierung (Zerstäubung) zu steuern. Die erforderliche Spannung für den Betrieb wird bereitgestellt, wenn die piezoelektrischen Generatoren zusammengedrückt werden, und noch einmal (mit entgegengesetzter Polarität), wenn der Druck auf die piezoelektrischen Generatoren freigegeben wird.
Die Anordnung, durch welche die Zerkleinerungen (Zerstäubungen, Versprühungen) einander beigemischt werden, ermöglicht der Gesamtladung auf der vermischten Versprühung entweder im wesentlichen neutral, positiv oder negativ zu sein. Die verbleibende positive oder negative Ladung ist geringer als die positive oder negative Ladung auf irgendeiner von den vorgemischten Versprühungen.
Die Gesamtrestladung (verbleibende Nettoladung) auf der beigemischten Versprühung kann für eine gegebene Vorrichtung festgelegt sein, oder die Anordnung kann derart ausgebildet sein, daß die Gesamtrestladung auf der beigemischten Versprühung auf eine kontrollierte Art und Weise reguliert werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt daher optional ein Mittel zur Regelung der elektrischen Ladung auf einer Versprühung, die von irgendeinem der Zerstäubungsmittel vor der Beimischung erzeugt worden ist.
Geeignete Mittel zur Regelung der elektrischen Ladung einer Versprühung können durch eine Vielzahl von Verfahren bereitgestellt werden, zum Beispiel durch Einbauen eines Mittels zum Regeln der Ladevorrichtung, um verschiedene Spannungsausgaben zur Verfügung zu stellen, und/oder durch eine Vorrichtung zur Regelung des Mittels zur Zuführung einer Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle, um die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle zu variieren.
Eine geeignete Anordnung der Zerstäubungsmittel, die ermöglichen, daß die erzeugten Versprühungen (einander) beigemischt werden, umfaßt irgendeine Anordnung, bei der die Zerstäubungsmittel relativ festgelegt sind, um zu ermöglichen, daß die Versprühungen im wesentlichen vermischt werden. Vorteilhafterweise sind die Zerstäubungsmittel so angeordnet, daß die erzeugten Versprühungen (Zerstäubungen) zum Zusammenlaufen in einem Mischbereich ausgerichtet sind. Wenn die Vorrichtung zum Beispiel zwei Zerstäubungsmittel umfaßt, können diese winklig zueinander angeordnet sein, um Versprühungen zu erzeugen, die in der Mischzone ineinander übergehen. Wenn die Vorrichtung drei oder mehr Zerstäubungsmittel umfaßt, können sie derart angeordnet sein, daß die Versprühungen für ein radiales Zusammenlaufen in die Mischzone ausgerichtet sind. Als Alternative ist die jeweilige Anbringung der Zerstäubungsmittel so vorgesehen, daß die gegenseitige Anziehung der erzeugten Versprühungen ausreicht, ein beträchtliches Vermischen zu bewirken; beispielsweise können sie parallel zueinander angeordnet sein.
Es ist vorstellbar, daß ein Flüssigkeitszuführungsmittel ein oder mehrere Zerstäubungsmittel gemäß der Erfindung beschickt. Alternativ kann ein Flüssigkeitszuführungsmittel nur ein Zerstäubungsmittel versorgen.
Aus den vorangegangenen Ausführungen wird deutlich, daß eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage ist, versprühte Sprays aus unterschiedlichen Flüssigkeiten, die in der erforderlichen Art gemischt werden sollen, herzustellen. Solche Flüssigkeiten können mit einer Beimengung ein neues Produkt ergeben, oder sie können Bestandteile umfassen, die zur Bereitstellung eines neuen Erzeugnisses in der Lage sind. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch zum Mischen von zwei Flüssigkeiten benutzt werden, die Reaktionskomponenten einer schnellen chemischen Reaktion sind. In jedem Fall können die vermischten Komponenten dann als ein Spray mit einem Verhältnis von Ladung zu Masse für die Tropfen angewendet werden, das zurückbleibt, nachdem die beiden entgegengesetzten Ladungen benutzt worden sind, um die beiden Flüssigkeiten miteinander zu verbinden.
Auf ähnliche Weise kann eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden, um Komponenten zu vermischen, die nicht miteinander kompatibel sind und daher vorteilhafterweise zum Zeitpunkt der Anwendung einander beigemischt werden.
Geeignete Vorrichtungen sind solche, die für die menschliche und tierische Gesundheitspflege nützliche Komponenten umfassen, wie zum Beispiel Medikamente für die pharmazeutische Anwendung und die allgemeine Anwendung in der Gesundheitspflege oder medizinisch gebräuchliche Verbindungen, wie zum Beispiel Anästhetika.
Geeignet sind des weiteren Flüssigkeiten, die Bestandteile für die Anwendung in der Landwirtschaft, wie zum Beispiel Pestizide oder Biozide, umfassen.
Geeignet sind weiterhin Flüssigkeiten, die flüssige kosmetische Formulierungen einschließen.
Andere geeignete Flüssigkeiten sind Farben oder Duckfarbstoffe. Außerdem sind Flüssigkeiten zur Bereitstellung von Duftstoffen eingeschlossen.
Bevorzugte Stoffe sind pharmazeutisch wirksame Flüssigkeiten.
Das Zerstäubungsmittel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liefert Flüssigkeitströpfchen in einem Durchmesserbereich von etwa 0,1 bis etwa 500 Mikrometer, üblicherweise zwischen 0,1 und 200 Mikrometer, wie zum Beispiel 1,0 bis 200 Mikrometer. Ausführungsbeispiele schließen Tröpfchen in einem Bereich von 5.0 bis 100, 0,1 bis 25, 0,5 bis 10 oder 10 bis 20 Mikrometer, und zwar insbesondere für die Verabreichung in den oberen Atemwegen, ein.
Bei einer gegebenen Flüssigkeit kann der Durchmesser der Tröpfchen durch Variieren der angelegten Spannung und der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit unter Anwendung routinemäßiger experimenteller Verfahren geregelt werden. Die Flüssigkeiten, deren Viskosität in einem Bereich von 1 bis 500 Zentipoise und deren spezifischer elektrischer Widerstand in einem Bereich von 10² bis 10&sup8; Ohmmeter liegt, können durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung versprüht werden.
Eine bevorzugte Anwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist für die Ausgabe einer versprühten Flüssigkeit für die Inhalation vorgesehen.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Versprühen einer Flüssigkeit bereitgestellt, die mindestens zwei elektro-hydrodynamische Zerstäubungsmittel (Zerkleinerungsmittel, Versprühungsmittel) mit jeweils einer Zerstäubungstelle (Zerkleinerungsstelle, Versprühungsstelle), einem Mittel zur Zuführung einer Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle und einem Mittel zum Laden der Zerstäubungsstelle auf ein elektrisches Potential, das ausreicht, die eingesetzte Flüssigkeit zu versprühen, umfaßt, wobei die Zerstäubungsmittel so angeordnet sind, daß im Betrieb Versprühungen (Zerstäubungen) mit entgegengesetzter Polarität gebildet werden, die im wesentlichen nach ihrer Ausbildung einander beigemischt werden.
Eine derartige Vorrichtung kann in irgendeiner Form ausgebildet sein, die sowohl für die medizinische als auch für die nichtmedizinische Anwendung eine versprühte Flüssigkeit zur Inhalation ausgibt. Anwendungen für die nichtmedizinische Inhalation umfassen Parfüm und Duftstoffe. Vorzugsweise ist die Vorrichtung als Inhalator zur Bereitstellung eines Medikaments durch Inhalation ausgebildet.
Eine bevorzugte Flüssigkeit ist daher ein flüssiges Medikament, das zur Verabreichung durch Inhalation ausgebildet ist.
Zur Anpassung für die Inhalationsverabreichung geeignete Medikamente sind solche, die zur Behandlung von Funktionsstörungen der Atemwege, wie zum Beispiel reversible Blockierungen der Luftwege und Asthma, verwendet werden, als auch zur Behandlung und/oder Prophylaxe von Störungen in Verbindung mit Lungenhypertonie und von Störungen in Verbindung mit echtem Herzversagen durch Inhalation verabreichte Medikamente.
Da das Verhältnis von Ladung zu Masse einer elektrohydrodynamischen Versprühung manchmal eine Optimierung auf einen Wert, der irgendwo zwischen dem nicht eingestellten Wert im Moment der Versprühung und Null liegen kann, erforderlich macht, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch verwendet werden, um die Ladung der Tröpfchen optimal einzustellen. Um zum Beispiel durch Inhalation eine Flüssigkeit, die ein therapeutisches Mittel enthält, in spezifischen Luftwegen der Lunge anzuwenden, wäre es in höchstem Maße nützlich, wenn die Masse und die Ladung der Tröpfchen voneinander unabhängig gesteuert werden könnten. Das würde einen noch nie dagewesenen Grad der Steuerung für die Zone der Ablagerung der Tröpfchen innerhalb der Lunge ergeben.
Beispielsweise kann bei einer erfindungsgemäßen Ausgabevorrichtung mit zwei Düsen eine Düse ein Spray des Medikaments, wie zum Beispiel ein Beta-2-Agonist, wie Salbutamol, versprühen, und die durchschnittliche Tröpfchenladung +/-Qa könnte dann durch eine Regelung für deionisiertes Wasser, das von der zweiten Düse mit einer durchschnittlichen Ladung +/-Qb versprüht werden soll, exakt eingestellt werden, so daß der gewünschte Endwert des inhalierten Sprays Qa plus oder minus Qb sein könnte.
Auf ähnliche Weise ist es manchmal beim Besprühen von Getreide mit geladenen Tröpfchen in hohem Maße vorteilhaft, wenn die Ladung der Tröpfchen unabhängig von deren Masse eingestellt werden kann, um ein Eindringen in dichte Blattwerk zu bewirken.
Wie oben dargelegt, sind verschiedene Mittel eingesetzt worden, um die Flüssigkeit vor dem Zerstäuben der Zerstäubungsstelle zuzuführen. Die meisten sind mechanisch ausgebildet, obwohl das europäische Patent 0029301 eine Sprühvorrichtung mit einer eingebauten Pumpe offenbart, bei der der hydrostatische Druck durch ein elektrisches Potential zwischen zwei Elektroden erzeugt wird, die in den Zuführungsstrom der zu versprühenden Flüssigkeit eintauchen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit Mitteln zur Zuführung der Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle versehen sein, die eine Pumpe mit einer elektrisch isolierten Leitung für die Flüssigkeit umfaßt, wobei die Leitung einen für die Flüssigkeit durchlässigen, elektrisch isolierten Festkörper, Mittel zum Zurückhalten des Festkörpers innerhalb der Leitung und Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den Festkörper einschließt, so daß die Flüssigkeit im Betrieb, wenn das elektrische Feld angelegt ist, zum Fließen durch den Festkörper und somit entlang der Leitung angeregt wird.
Die Abmessungen der Leitungen bei einer derartigen Pumpe schränken die erfolgverbürgende Funktion der Vorrichtung nicht ein, sondern das wesentliche Merkmal ist das Vorhandensein eines elektrischen Feldes an dem Festkörper.
Ein geeignetes Mittel zum Aufbringen eines elektrischen Feldes über dem Festkörper wird mit einem Paar permeabler Elektroden geschaffen, die entlang der Leitung im Abstand voneinander angeordnet sind.
Vorzugsweise füllt der Festkörper die Leitung im wesentlichen aus. Eine geeignete Leitung ist eine Rohrleitung, zum Beispiel eine zylindrische Rohrleitung.
Zweckmäßigerweise fungiert das Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den Festkörper auch als Mittel zum Zurückhalten des Festkörpers in der Leitung.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Paar permeabler Elektroden voneinander entfernt entlang der Leitung angeordnet, und der permeable Festkörper füllt im wesentlichen den durch die Elektroden und die Innenwand oder -wände der Leitung definierten Raum aus. Die permeablen Elektroden sind zweckmäßigerweise aus Drahtgewebe (Gaze) oder aus elektrisch leitendem Titanoxid aufgebaut.
Vorzugsweise sind die Elektroden ebene Platten, die zum Zurückhalten des Festkörpers innerhalb der Leitung geformt sind; daher sind die Elektroden, wenn die Leitung eine Rohrleitung ist, als Scheibe ausgebildet.
Geeigneterweise liegt der flüssigkeitsdurchlässige Festkörper in pulverisierter Form vor. Geeignete pulverförmige Formen schließen Pulverkeramik, Pulver- Silika, Pulver-Kunststoff und Tonmehl ein.
Alternativ kann der flüssigkeitsdurchlässige Festkörper ein Faserfestkörper, vorzugsweise eine Faserkeramik oder Polymerfasern, sein.
Als Alternative zu den pulverförmigen und faserigen Formen kann der elektrisch isolierte Festkörper außerdem irgendeine durchlässige Form aus Keramik, Silika, Kunststoff oder Tonmehl sein.
Das Verhältnis zwischen der Fließgeschwindigkeit, der Dimensionierung der Leitung, der angelegten Spannung und der Art des permeablen Festkörpers kann vorteilhaft durch die in der Übersicht I gezeigte Gleichung beschrieben werden, die von der Annahme ausgeht, daß der permeable Festkörper aus einem Bündel paralleler, haarröhrenförmiger Fasern mit dem Radius "r" gebildet ist: Schema (I)
Darin ist
n = Anzahl der Kapillaren mit dem Radius r
V = angelegte Spannung
L = Abstand zwischen den Elektroden
ξ = Zetapotential
&epsi;τ = relative Dielektrizitätskonstante
&epsi;ο = Dielektrizitätskonstante des freien Raums
η = Viskosität der Flüssigkeit.
Obgleich Schema (I) für die Beschreibung der theoretischen Grundlage der Pumpe als nützlich angesehen werden soll, ist die Erfindung nicht auf das in Schema (I) festgelegte Verhältnis beschränkt.
In einer Ausführungsform umfaßt die Pumpe ein elektrisch isoliertes Rohr, ein Paar Elektroden, die flüssigkeitsdurchlässig sind und in dem Rohr voneinander entfernt befestigt sind, und einen für die Flüssigkeit durchlässigen pulverförmigen Festkörper, wobei der Festkörper den durch die Elektroden und durch die Innenwand des Rohrs definierten Raum im wesentlichen ausfüllt, sowie Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes an die Elektroden, so daß im Betrieb, wenn das elektrische Feld angelegt ist, die Flüssigkeit zum Fließen durch den Festkörper und folglich entlang des Rohres angeregt wird.
Das oben beschriebene Flüssigkeitszuführungsmittel gewährleistet einen gleichmäßigen Flüssigkeitsstrom bei genauen Geschwindigkeiten, wobei die gleiche elektrische Energiequelle wie zur Erzeugung der Tröpfchen verwendet wird und keine mechanischen Mittel zur Ausübung von Druck auf die Flüssigkeit benötigt werden. Die gesamte Einheit kann daher mit einer sehr kleinen Spannungsquelle auf Batteriebasis betrieben werden oder sogar durch eine handbetätigte piezoelektrische Vorrichtung, wie zum Beispiel ein Stack aus Polyvinylidenfluorid-Folie (PVDF) oder Bariumtitanat-Keramik. Die Vorrichtung kann daher im Taschenformat ausgebildet werden.
Wenn hier der Ausdruck "Zerstäubung" (Versprühung, Zerkleinerung) gebraucht wird, schließt das ein Flüssigkeitströpfchenspray ein.
Der hier benutzte Ausdruck "Medikament" umfaßt Markenarzneimittel, pharmazeutische und veterinärmedizinische Arzneimittel.
Der hier benutzte Ausdruck "Inhalationsverabreichung" umfaßt, wenn er nicht besonders definiert ist, Verabreichungen zu den und über die oberen Atemwege(n), einschließlich der Nasenschleimhäute, und zu den unteren Atemwegen.
Sofern hier der Ausdruck "elektrisch isoliert" verwendet wird, bezieht sich dieser auf eine Höhe der elektrischen Isolierung, die ausreichend ist, ein elektrisches Feld an den Festkörper anzulegen, wobei das Feld stark genug ist, eine Flüssigkeitsströmung zu induzieren; vorzugsweise umfaßt er halb und vollständig isolierende Stoffe.
Die hier gebrauchten Ausdrücke "flüssigkeitsdurchlässig" oder "permeabel für Flüssigkeit", wie sie zum Beispiel für den Festkörper und die Elektroden angewendet werden, beziehen sich auf den Festkörper und die Elektroden, die im wesentlichen flüssigkeitsdurchlässig sind, oder auf Festkörper und Elektroden, die durch Behandlung durchlässig gemacht werden können, zum Beispiel im Falle eines Festkörpers durch Granulieren oder Pulverisieren, oder im Falle der Elektroden durch Ausbilden in Formen, die den Durchgang einer Flüssigkeit gestatten, wie zum Beispiel in einer Netzform (Maschenformen).
Die flüssigen Arzneimittelformulierungen zur Anwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung können nach bekannten Verfahren hergestellt sein, wie zum Beispiel jene, die in der US-Pharmakopöe, der Europäischen Pharmakopöe, 2. Ausgabe, Martindale The Extra Pharmakopöe, 29. Ausgabe, Pharmazeutische Presse und der Veterinär-Pharmakopöe angegeben sind.
Die zur Anwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehenen flüssigen Formulierungen können entsprechend den herkömmlichen Verfahren, wie sie in Harry's Cosmeticology, 9. Ausgabe, 1982, George Goodwin, London, offenbart sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen erläutert.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen Beispiele von Zerstäubungsstellen zur Ausführung der Erfindung.
Fig. 5 ist eine Draufsicht, die eine Mehrnasen- Zerstäubungsstelle einer Vorrichtung gemäß der Erfindung wiedergibt.
Die Fig. 6 und 7 zeigen Beispiele für Flüssigkeitszuführungsmittel für eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung, die ein Ausführungsbeispiel für eine Ladevorrichtung bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
Fig. 9 und 10 sind schematische Darstellungen, die jeweils ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Vorrichtung wiedergeben.

Zerstäubungsstellen

Fig. 1 zeigt ein dünnwandiges Kapillarrohr 1, das aus leitendem oder halbleitendem Material hergestellt sein kann und das entweder direkt oder über die Flüssigkeit mit einer Gleichstrom-Hochspannungsquelle elektrisch verbunden sein kann. Ein einzelner Strahl 3 wird von einer Spitze aus Flüssigkeit erzeugt, wobei beide bei einer gegebenen Flüssigkeit entsprechend der Spannung und der Strömungsgeschwindigkeit natürlich geformt sind.
Fig. 2 zeigt ein ähnliches Rohr 1, das bei einer niedrigeren Spannung und Durchflußgeschwindigkeit eingesetzt wird, wobei die Spannung und die Durchflußrate so eingestellt werden, daß viele Spitzen 2 und Strahlen 3 erzeugt werden, die von dem Bereich der Enden des dünnwandigen Rohres 1 ausgehen.
Fig. 3 zeigt einen leitenden oder halbleitenden Zylinder 1, der einen größeren Durchmesser als die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Rohre aufweisen kann. Diese Düse verfügt über ein Innenteil 4, das zu dem äußeren Rohr 1 annähernd koaxial verläuft.
Fig. 4 zeigt eine Schlitzdüse, die zwischen zwei parallelen Platten 100 mit leitenden oder halbleitenden Kanten gebildet ist, die elektrisch mit einer Hochspannungs-Gleichstromquelle verbunden sind und von denen die Flüssigkeit zur Ausbildung der Spitzen und Strahlen ausgeht, wenn die Spannungszufuhr und die Strömungsgeschwindigkeit entsprechend der Art der zu versprühenden Flüssigkeit in geeigneter Weise eingestellt sind. Bei einer gegebenen Strahl- (und damit Tröpfchen-)- Größe und einer gegebenen Flüssigkeit kann diese Düse eine höhere zu erreichende Fließgeschwindigkeit ermöglichen als in dem Fall, in dem eine einzelne Spitze und ein einzelner Strahl verwendet werden.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel für eine Anordnung von sechs Düsen 1 in einer kreisringförmigen Form, wobei die Sprays zentrisch gemischt werden.

Flüssigkeitszuführungsmittel

Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung ist in Fig. 6 wiedergegeben, die ein Ionenstromverfahren zeigt, wobei eine Hochspannungselektrode in der Flüssigkeit Paare von Ladungsträgern austreibt, um dadurch jene mit entgegengesetzter Polarität an der Elektrode zu neutralisieren und eine große Population von monoionisierten gleichpoligen Ladungsträgern zurückzulassen, die aufgrund der Coulombschen Kraft von der Hochspannungselektrode weg strömen und dadurch die Flüssigkeit mit Hilfe des Viskositätswiderstands in Richtung der Gegenelektrode 6 bewegen. Diese Pumpvorrichtung macht es erforderlich, daß eine Elektrode 5 in der Lage ist, gleichpolige Ladungsträger wirksam in die Flüssigkeit einzuspritzen, und zwar in der Nähe der Elektrode 5. Das kann wirkungsvoll durch Verwendung einer scharfkantigen leitenden oder halbleitenden Fläche erfolgen, die auf einem ausreichend hohen Potential gehalten wird, um leicht gebundene Ladungsträger zu trennen oder die Flüssigkeit zu ionisieren. Normalerweise ist es nur möglich, ein ausreichend starkes elektrisches Feld sowohl für die Ausbildung der einpoligen Ladungsträger als auch das Pumpen der Flüssigkeit zu schaffen, wenn die Flüssigkeit einen ausreichenden spezifischen (elektrischen) Widerstand aufweist. Typischerweise pumpt ein spezifischer Widerstand von beispielsweise 10&sup8; Ohmmeter bei einigen Milliliter pro Minute mit einem Kopf von bis zu einem Meter bei einer Spannung von 10 bis 20 Kilovolt und einem Gleichstrom von nur wenigen Mikroampere. Stärker leitende Flüssigkeiten ziehen mehr Strom und schaffen ein schwächeres elektrisches Feld. Hochleitende Flüssigkeiten, wie zum Beispiel Leitungswasser, sind daher nicht in der Lage, einen praktischen Antriebsdruck (Widerstandsdruck) zu schaffen.
Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Pumpe, bei der ein Kunststoffrohr 7a mit einer Länge von einem Zentimeter, einem Innendurchmesser von einem Zentimeter und einer Wandstärke von 8 mm ein Paar scheibenförmiger Drahtgewebeelektroden 8a und 8b aufweist und an jedem seiner Enden angeschlossen ist. Mit jeder Elektrode ist eine Gleichspannungsquelle verbunden. Die Flüssigkeit wird dem Rohr 7a über zwei weitere Kunststoffrohre 7b und 7c zugeführt und wieder entnommen, wobei jeweils eins von diesen mit der jeweiligen Drahtgewebeelektrode 8a oder 8b verbunden ist. Das Glasrohr 7a ist mit pulverförmigem Silika gefüllt. Im Betrieb wird nach Anlegen einer Spannung an die Elektroden 8a und 8b eine Nettovorwärtskraft auf die Flüssigkeit ausgeübt, die aufgrund des Vorhandenseins einer doppelten Ladungsschicht an der Fest-Flüssig-Übergangsstelle mit dem Silika 9 eine Grenzfläche bildet. Die Polarität der Gleichstromspannung ist so eingestellt, daß die Flüssigkeit entsprechend der Polarität der Ladungsschicht, die in der Flüssigkeit an der Flüssig-Fest-Grenzfläche vorhanden ist, in die geforderte Richtung gezogen wird. Der entstehende Druck kann durch Verwendung eines Festkörpers mit feinerer Maschenweite erhöht werden, um dadurch n (im obigen Schema I) mit einer maximierten spezifischen Oberfläche und mit einer maximalen Zetapotentialdifferenz an der Fest-Flüssig-Grenzfläche zu vergrößern. Die Elektrodenspannungen können entsprechend der Länge des Strompfades zwischen den beiden Elektroden eingestellt werden, um somit den Stromfluß auf einen gewünschten Wert zu begrenzen.
Bei Verwendung der in Fig. 6 dargestellten Vorrichtung wurde bei Mineralöl mit einem spezifischen Widerstand von 10&sup7; Ohmmeter, einer relativen Dielektrizitätskonstante von 2,5 und einer Viskosität von 22 Zentistoke mit einer angelegten Spannung von 20 kV eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,03 mL/sec erzielt.

Elektrische Ladevorrichtung

Ein Beispiel für eine elektrische Ladevorrichtung ist ein piezoelektrischer Generator. Fig. 8 zeigt ein Paar piezoelektrischer Generatoren 10, 11, die leicht mit Hilfe eines Nockens 12, der durch einen Auslösehebel 13 betätigt wird, zusammengedrückt werden kann. Die gesamte Anordnung kann in einem kräftigen Stahlrahmen 14 untergebracht sein, und das piezoelektrische Paar kann durch eine Einstellschraube 15 eng aneinander gehalten werden. Die Spannungsanschlüsse 16 sind die beiden spannungsführenden Elektroden zur Verbindung mit den Pumpen und Düsen, während der Anschluß 17 geerdet ist, beispielsweise an dem Stahlrahmen.
Wenn der Hebel 13 nach innen gezogen wird, erzeugen die beiden Keramikgeneratoren 10 und 11 eine hohe Spannung an den an den Endflächen befindlichen Anschlüssen 16, die zur Aktivierung sowohl der elektrokinetischen Pumpen als auch der Düsen benutzt werden können.
Typische Ladungswerte von beispielsweise Bariumtitanat- Keramik mit einer Länge von 1,0 cm und einer Fläche von 1,0 cm² würden bei 1,0 oder 2,0 Mikrocoulomb pro Pressung, und zwar bei entweder negativer oder positiver Polarität, liegen. Nach dem Freigeben des Zusammenpreßdruckes fließt eine ähnliche Ladung in entgegengesetzter Richtung. Eine typische Spannung könnte bei 5000 bis 10000 Volt liegen. Sowohl das Pumpen als auch das Atomisieren (Zerstäuben) kann man daher durch eine Handbetätigung eines einzigen Paares von piezoelektrischen Generatoren bei einer geeigneten Spannung von beispielsweise 5000 Volt und einem ausreichenden Strom von beispielsweise zwei Mikrocoulomb pro Sekunde (2,0 Mikroampere) erreichen.
Das piezoelektrische Material kann aus unterschiedlichen Stoffen, wie zum Beispiel Bariumtitanat-Keramik oder PVDF-Polymeren, ausgewählt werden, die durch Ausüben eines Druckes eine signifikante elektrische Hochspannungs-Ladungsverschiebung erzeugen. Diese Auswahl kann so erfolgen und die Kapazität kann so gewählt werden, um im Betrieb den Grad des Pumpens und/oder der Zerstäubung zu steuern. Die Einleitung des Flüssigkeitsstroms und die Düsenzerstäubung tritt auf, wenn der piezoelektrische Generator zusammengedrückt wird, und noch einmal (mit entgegengesetzter Polarität), wenn der piezoelektrische Generator von dem Druck entlastet wird. Die Vorrichtung ist so ausgebildet, daß die Pumpen und Düsen beim Zusammendrücken und Freigeben des Druckes ohne Änderung der Strömungsgeschwindigkeit und der Tröpfchengröße arbeiten. In den beiden Verfahrensschritten der Erhöhung des Druckes und des Freigebens des Druckes wird nur die Polarität geändert (umgekehrt). Daher wird eine Konstanz der Strömung und Tröpfchen erzeugung und des Mischens der Spraysorten und/oder des Verhältnisses von Ladung zu Masse der Sprays während der Ausübung des Druckes und während des Freigebens des Druckes beibehalten.
Ausgewählte Beispiele einer Ausgabevorrichtung gemäß der Erfindung sind unten wiedergegeben.
Fig. 9 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung, bei der die in jedem von zwei Reservoirs 20 vorhandene Flüssigkeit veranlaßt wird, entlang einer geeigneten Leitung, zum Beispiel einer Polyethylen-Rohrleitung 21, aufgrund der Schwerkraft in zwei elektrokinetische Pumpen 22 zu fließen. Danach werden die beiden piezoelektrischen Generatoren 23 zusammengedrückt, so daß an den beiden Flächen des piezoelektrischen Materials eine Hochspannungsladung erzeugt wird. Die hohen Spannungen treten dann an den Anschlüssen der Pumpen 22 auf, die mit dem piezoelektrischen Material über Leiter aus Draht elektrisch verbunden sind.
Zur gleichen Zeit tritt diese hohe Spannung auch an den beiden leitenden oder halbleitenden Kapillarrohr-Düsen 24 auf. Wenn die beiden Flüssigkeiten die beiden Düsen erreichen, werden die Flüssigkeiten daher aus den Düsen als zerkleinerte Tröpfchen mit elektrischen Ladungen von entgegengesetzter Polarität austreten. Die Tröpfchen werden dann durch die Kräfte des elektrischen Feldes gegenseitig angezogen und neigen dazu, sich kräftig zu vermischen.
Die Größe der Tröpfchenladung in jedem der beiden Tröpfchenströme kann unabhängig eingestellt werden, um durch ein oder mehrere Mittel einen optimalen verbleibenden Wert zu erzeugen; die Größe, die Form und/oder das Material der beiden piezoelektrischen Stoffe kann festgelegt werden, um unterschiedliche Werte der Spannung und Ladung zu erhalten; die beiden Fließgeschwindigkeiten der Flüssigkeiten können ebenfalls eingestellt werden, und zwar entweder durch eine geeignete Konstruktion der beiden elektrokinetischen Pumpen oder durch unterschiedliche Werte der an die beiden Pumpen angelegten piezoelektrischen Spannungen, um somit die Tröpfchenladung bei einer gegebenen Spannung und einem gegebenen Pumpenaufbau zu beeinflussen; und die Tröpfchengröße und -ladung der beiden Flüssigkeiten kann unabhängig eingestellt werden, und zwar durch die Formulierungen der beiden Flüssigkeiten, insbesondere durch Einstellung des spezifischen Widerstands der Flüssigkeiten.
Ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Ausgabevorrichtung ist in Fig. 10 dargestellt. Zwei übereinstimmende Spritzen 30a und 30b werden über eine starre Platte 31 betätigt, die mit einer Motor- Antriebseinheit verbunden ist. Die beiden übereinstimmenden Kapillardüsen 32a und 32·b, die jeweils einen Innendurchmesser von 0.5 mm aufweisen, sind jeweils über ein Rohr von einen Paar flexibler Rohre 33a und 33b mit jeweils einer der Spritzen 30a oder 30b verbunden. Die jeweiligen Düsen 32a und 32b sind jeweils an einer nichtleitenden Halterung 32a bzw. 32b so angebracht, daß sie miteinander einen Winkel von 90º bilden. Die eine Düse 32a ist an eine Hochspannungsquelle 35a mit (+)6, 7 Kilovolt angeschlossen, und die andere Düse 32b ist mit einer Hochspannungsquelle 35b von (-)6.7 Kilovolt verbunden.
In einem ausgewählten Versuch unter Anwendung der oben beschriebenen Vorrichtung war die Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit (einer Mischung aus 80% Ethanol und 20% Polyethylenglycol) aus jeder Spritze auf 1.0 uL/sec eingestellt. Die Düsen waren jeweils mit den Hochspannungsquellen von (+) bzw. (-) 6,7 Kilovolt verbunden. Die beiden Spraywolken wurden überwacht, um sich virtuell vollständig zu mischen und ein elektrisch neutrales Spray zur Verfügung zu stellen.

Claims

1. Vorrichtung zum Zerstäuben (Versprühen, Zerkleinern) einer Flüssigkeit, die umfaßt: Mittel (20, 21) zum Zuführen der Flüssigkeit zu ersten und zweiten Auslässen (24; 32A und 32B); ein erstes elektrohydrodynamisches Zerstäubungsmittel (23; 35A), um die von dem ersten Auslaß ausgegebene Flüssigkeit einem elektrischen Potential auszusetzen und dadurch zu bewirken, daß die zu zerstäubende Flüssigkeit eine Zerstäubung in einer Polarität bildet; und ein zweites elektro-hydrodynamisches Zerstäubungsmittel (23; 35B), um die von dem zweiten Auslaß ausgegebene Flüssigkeit einem elektrischen Potential auszusetzen und dadurch zu bewirken, daß die zu zerstäubende Flüssigkeit eine Zerstäubung mit entgegengesetzter Polarität bildet, wobei das erste und das zweite elektro-hydrodynamische Zerstäubungsmittel so angeordnet sind, daß im wesentlichen ein Beimischen der beiden eine entgegengesetzte Polarität aufweisenden Zerstäubungen erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weitere 2 oder 4 Zerstäubungsmittel umfaßt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Zerstäubungsmittel einen piezoelektrischen Generator (10 bis 17) zur Erzeugung des elektrischen Potentials umfassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Zerstäubungsmittel so angeordnet sind, daß im Betrieb die von den eine entgegengesetzte Polarität aufweisenden Zerstäubungen gebildete Vermischung eine bleibende positive oder negative Ladung aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Zerstäubungsmittel so angeordnet sind, daß im Betrieb die von den eine entgegengesetzte Polarität aufweisenden Zerstäubungen gebildete Vermischung keine bleibende Ladung aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ein Mittel zur Regelung der elektrischen Ladung für eine Zerstäubung, die von einem der Zerstäubungsmittel ausgebildet wird, vor der Beimischung umfaßt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der das Mittel zu Regelung der elektrischen Ladung für eine Zerstäubung umfaßt: Mittel zur Regelung der Ladungsmittel, um veränderliche Spannungsausgaben bereitzustellen, und/oder Mittel zur Regelung der Mittel zur Zuführung einer Flüssigkeit zu der Zerstäubungsstelle, um die Fließgeschwindigkeit zur Zerstäubungsstelle zu variieren.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7, bei der die Zerstäubungsmittel so angeordnet sind, daß die erzeugten Zerstäubungen so gerichtet sind, um in einer Mischzone zusammenzulaufen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, die zwei Zerstäubungsmittel umfaßt, die winklig zueinander ausgerichtet sind, um Zerstäubungen zu erzeugen, die in der Mischzone zusammenlaufen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, die drei oder mehr Zerstäubungsmittel umfaßt, die so angeordnet sind, daß die Zerstäubungen für ein radiales Einlaufen in die Mischzone ausgerichtet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der sich die Zerstäubungsmittel derart in gegenseitiger paralleler Anordnung befinden, daß die gegenseitige Anziehung der erzeugten Zerstäubungen ausreichend ist, ein beträchtliches Vermengen zu bewirken.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der das Mittel zur Zuführung der Flüssigkeit eine einzelne Flüssigkeitsquelle für alle Zerstäubungsmittel umfaßt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Zuführungsmittel eine Pumpe umfaßt, die eine elektrisch isolierende Rohrleitung (7a, 7b, 7c) für die Flüssigkeit aufweist, wobei die Rohrleitung einen elektrisch isolierenden, für die Flüssigkeit durchlässigen Festkörper (9), Mittel (7a, 8a, 8b) zum Zurückhalten des Festkörpers innerhalb der Rohrleitung und Mittel (8a, 8b) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den Festkörper einschließt, so daß im Betrieb, wenn das elektrische Feld angelegt ist, eine Doppelschicht der Ladung an dem Fest- Flüssig-Übergang gebildet wird, um eine Nutzkraft (Nettokraft) zu erzeugen und zu bewirken, daß die Flüssigkeit durch den Festkörper und folglich durch die Rohrleitung fließt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Mittel zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den Festkörper aus einem Paar durchlässiger Elektroden (8a, 8b) besteht, die entlang der Rohrleitung (7a, 7b, 7c) voneinander beabstandet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Elektroden (8a, 8b) aus Drahtgaze oder elektrisch leitendem Titanoxid gebildet sind.

16. Vorrichtung nach Anspruch 13, 14 oder 15, bei der das Mittel (8a, 8b) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den Festkörper auch als Haltemittel für den Festkörper in der Rohrleitung dient.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, bei der das Paar durchlässiger Elektroden (8a, 8b) im Abstand voneinander in der Rohrleitung befestigt ist und der durchlässige Festkörper im wesentlichen den Raum, der durch die Elektroden und die Innenwand oder -wände der Rohrleitung definiert ist, ausfüllt.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, bei der sich der elektrisch isolierende Festkörper (9) in einem pulverförmigen Zustand befindet.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, bei der der elektrisch isolierende Festkörper (9) aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus pulverförmiger Keramik, pulverförmigem Silika, pulverförmigem Kunstharz, Ton, faseriger Keramik und Polymerfasern besteht.

20. Inhalator, der eine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19 umfaßt.

21. Inhalator nach Anspruch 20, bei dem die Zerstäubungsmittel zur Bereitstellung von Tröpfchen angeordnet sind, die größenmäßig zur Zuführung zu den oberen Atemwegen, einschließlich den Nasenschleimhäuten, ausgebildet sind.

22. Inhalator nach Anspruch 21, bei dem die Zerstäubungsmittel zur Bereitstellung von Tröpfchen mit einem Durchmesser von etwa 10 bis etwa 25 Mikrometer vorgesehen sind.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, die zur Ausgabe von Parfüm und Duftstoffen ausgebildet ist.

24. Verfahren zur Bereitstellung von Tröpfchen zur Zuführung zu den oberen und unteren Atemwegen, das umfaßt:

Zuführen von Flüssigkeit zu ersten und zweiten Auslässen;

Anwenden eines ersten elektro-hydrodynamischen Zerstäubungsmittels (23; 35A), um die von dem ersten Auslaß ausgegebene Flüssigkeit einem elektrischen Potential auszusetzen und dadurch die zu zerstäubende Flüssigkeit zu veranlassen, eine Zerstäubung mit einer Polarität auszubilden; und

Anwenden eines zweiten elektro-hydrodynamischen Zerstäubungsmittels (23; 35B), um die von dem zweiten Auslaß ausgegebene Flüssigkeit einem elektrischen Potential auszusetzen und dadurch die zu zerstäubende Flüssigkeit zu veranlassen, eine Zerstäubung mit entgegengesetzter Polarität auszubilden, und zwar derart, daß eine beträchtliche Vermischung der beiden Zerstäubungen mit entgegengesetzter Polarität auftritt.

25. Verfahren nach Anspruch 24 zur Bereitstellung von Tröpfchen zur Zuführung zu den oberen Atemwegen einschließlich der Nasenschleimhäute, das das Zuführen der Flüssigkeit und das elektrische Laden der Zerstäubungsstelle unter Verwendung der elektrohydrodynamischen Zerstäubungsmittel umfaßt, um die Flüssigkeit einem elektrischen Potential auszusetzen und Tröpfchen zu erzeugen, die einen Durchmessser im Bereich von etwa 10 bis etwa 25 Mikrometer haben.