AT525636B1

AT525636B1 - Inhalator und Verfahren zur Abgabe eines Aerosols

Info

Publication number: AT525636B1
Application number: ATA50145/2022A
Authority: AT
Original assignee: Denis Robin Cvetkovic
Priority date: 2022-03-08
Filing date: 2022-03-08
Publication date: 2023-05-15
Also published as: AT525636A4; WO2023168474A1

Abstract

Inhalator (1) zur Abgabe eines Aerosols, aufweisend: einen Mischraum (7) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, einen mit dem Mischraum (7) verbundenen Luftkanal (8) für Luft, eine Abgabeöffnung (10) zur Abgabe eines aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols, wobei ein rotierendes Mischelement (13) zur Verwirbelung der Flüssigkeit in dem Mischraum (7) angeordnet ist.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Inhalator, aufweisend:

einen Mischraum zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser,

einen mit dem Mischraum verbundenen Luftkanal für Luft,

eine Abgabeöffnung zur Abgabe eines aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols.

[0002] Im Stand der Technik sind verschiedene Ausführungen von tragbaren Inhalatoren für die Erzeugung von Aerosolen bekannt. So können Inhalatoren als Vernebler ausgeführt sein, um feine Flüssigkeitströpfchen von einem flüssigen Arzneistoffreservoir abzutrennen. Dadurch entsteht ein Aerosol, das durch Mundstücke vom Patienten eingeatmet werden kann. Bei Düsenverneblern erzeugt ein starker Luftstrom an einer Düse einen Unterdruck und zieht so Tröpfchen aus einem kapillaren System. Da die Tröpfchen unterschiedliche Größen aufweisen, hält eine Prallplatte zu große Tröpfchen zurück. Bei Ultraschallverneblern wird mittels eines vibrierenden Piezokristalls Ultraschall generiert, der für die Entstehung der Tropfen verantwortlich ist. Membranvernebler haben eine sehr dünne, aus tausenden Mikrobohrungen bestehende Membran, die im kHz-Bereich schwingt. Durch diese Schwingungen fungiert jede Mikrobohrung als kleine Pumpe und produziert feinste Tröpfchen mit einem definierten MMAD. Bei umfassenden Tests hat sich jedoch herausgestellt, dass die Wirkung solcher Vernebler nicht zufriedenstellend ist. Der allgemeine Stand der Technik wird durch die DE 102009030185 A1, US 4221331 A und EP 0504459 A1 illustriert.

[0003] Andersartige Vorrichtungen sind weiters aus SU 138671 A1, JP 2006242541 A, DE 4338713 A1, US 2018207654 A1 und FR 1242534 A bekannt.

[0004] Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nachteile des Standes der Technik zu lindern bzw. zu beheben. Die Erfindung setzt sich insbesondere zum Ziel, einen tragbaren Inhalator zu schaffen, welcher Aerosole mit einer gesundheitsfördernden Wirkung für den Benutzer bereitstellt.

[0005] Diese Aufgabe wird durch einen Inhalator nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 20 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0006] Erfindungsgemäß ist ein rotierendes Mischelement zur Verwirbelung der Flüssigkeit in dem Mischraum angeordnet.

[0007] Mit Hilfe des rotierenden Mischelementes innerhalb des Mischraums können durch Verwirbelung der Flüssigkeit Aerosole mit Durchmessern von 1 Nanometer (nm) bis 100 nm erzeugt werden, welche besonders positive Auswirkungen auf den Benutzer haben. Größere Aerosole mit Durchmessern von circa 600 nm bis mehr als 1 Mikrometer (um), wie sie zum Beispiel bei Membranverneblern entstehen, können zwar in viele Teile des Bronchialbaums vordringen, jedoch gelangen nur Kleinst-Aerosole mit einer Größe von < 100nm in die filigraneren Bereiche des Bronchialbaums, beispielsweise die Alveolen (Lungenbläschen, sacculi alveolares). Der erfindungsgemäße Inhalator ist daher dazu eingerichtet, durch Rotation des Mischelements Aerosole mit einer gesundheitsfördernden Größenverteilung zu erzeugen, welche über die Abgabeöffnung abgegeben und vom Benutzer eingeatmet werden können.

[0008] Die angegebenen Messwerte LDSA und Aerosolgröße wurden mit einem naneos Partector 2 bestimmt. Dieser nutzt zur Messung die Methode der unipolaren Diffusionsaufladung und kann durch einen zusätzlichen Manipulator (gemäß VDI 3871) die mittlere Partikelgröße und Anzahlkonzentration messen.

[0009] Die negativen und positiven Luftionenkonzentrationen wurden mit einem Alpha Labs AIC („Air Ion Counter") und AIC2 bestimmt. Diese sind lonendichtemessgerät, die auf Basis eines Gerdien-Röhrenkondensator aufgebaut sind.

[0010] Ein weitere wichtige Kenngröße ist die lungendeponierbare Oberfläche (kurz LDSA „Lung depositable surface area"), welche abhängig von der Aerosolgröße und der Anzahlkon-

zentration der Aerosole ist. Die Deponiereffizienz steigt signifikant im Alveolar-Bereich, wenn die Partikelgröße zwischen 1 und ungefähr 100 nm liegt. Ab ungefähr 30 nm Aerosolgröße nimmt die Deponiereffizienz im alveolaren Bereich wieder stark ab.

[0011] Als dritte Kenngröße ist die Ladungselektrizität der Luftionen zu nennen, wobei negativ geladene Luftionen mit NAI und positiv geladene Luftionen mit PAI abgekürzt werden. In Wäldern können beispielsweise Ladungen von 3500 bis 5000 NAI bzw. PAI pro cm*® auftreten, während in Büroräumlichkeiten die Ladung insbesondere für NAI unter 100 pro cm® ausfällt. Die Wirkung der Ladungselektrizität, insbesondere jener der negativ geladenen lonen, auf den Menschen wird in der Wissenschaft seit mittlerweile über 100 Jahren erforscht. Einige wissenschaftliche Arbeiten legen nahe, dass wasserfallähnliche Ladungselektrizitätswerte eine lindernde Wirkung auf SAD („seasonal affective disorder"), Asthma bronchiale (unter anderem Verringerung des FeNO-Wertes) und andere Krankheiten haben können. An vielen Wasserfällen entstehen über 10.000 NAl/cm®. An manchen sogar weit über 100.000 NAl/cm®*. Membranvernebler weisen hier unnatürlich hohe Werte im Bereich mehrerer Millionen NAI pro cm? auf. Bei umfassenden Versuchen hat sich herausgestellt, dass das rotierende Mischelement des erfindungsgemäßen Inhalators eine Ladungselektrizität erzeugen kann, welche die Wirkung von Wasserfällen nachbilden kann.

[0012] Der Inhalator ist bevorzugt als tragbares Handgerät ausgebildet. Zu diesem Zweck kann der Inhalator ein Inhalatorgehäuse aufweisen, welches dazu ausgebildet ist, vom Benutzer ergriffen und hochgehoben zu werden.

[0013] Das rotierende Mischelement kann, je nach Ausführung, zumindest ein Messerpaar, beispielsweise ein Messerkreuz aus zwei Messerpaaren, aufweisen. Diese Ausführung des rotierenden Mischelements ist aus abliegenden Anwendungen, etwa von Küchenmixern, bekannt. Das Mischelement kann als einfach oder mehrfach gebogenes Blechteil ausgeführt sein. Als Mischelement kann weiters ein Propeller, eine Luftschraube, ein Lüfterrad oder ein Rührmischelement vorgesehen sein. Als Rührmischelement ist insbesondere ein, vorzugsweise spritzgegossenes, Formgussteil vorgesehen.

[0014] Um das Mischelement in eine Rotationsbewegung zu versetzen, welche in Verbindung mit der Luftströmung das Aerosol erzeugt, ist das rotierende Mischelement bei einer bevorzugten Ausführungsform, insbesondere über eine Antriebswelle, mit einem Motor verbunden. Als Motor ist bevorzugt ein Elektromotor vorgesehen, welcher über die Antriebswelle das Mischelement rotiert. Die Rotationsgeschwindigkeit des Mischelements beträgt bevorzugt von wenigstens 25000 Umdrehungen pro Minute, vorzugsweise von wenigstens 12000 Umdrehungen pro Minute, insbesondere wenigstens 17500 Umdrehungen pro Minute. Weiters kann der Inhalator einen Energiespeicher, insbesondere einen Akku, aufweisen, welcher mit dem Motor verbunden ist.

[0015] Da möglichst nur das Aerosol, aber nicht die Flüssigkeit zur Abgabeöffnung gelangen soll, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform eine Spritzschutzeinrichtung mit zumindest einem Spritzschutzelement oberhalb des rotierenden Mischelements angeordnet.

[0016] Um die Strömung des Aerosols vorbei am Spritzschutzelement zur Abgabeöffnung zu verbessern, weist das Spritzschutzelement bei einer bevorzugten Ausführungsform eine spitz zulaufende Unter- und/oder Oberseite auf. Somit kann das Spritzschutzelement, an der Ober- und/oder an der Unterseite, tröpfchenförmig ausgebildet sein.

[0017] Für die Zwecke dieser Offenbarung beziehen sich die Orts- und Richtungsangaben, wie „horizontal", „vertikal", „oben", „unten" etc., auf den bestimmungsgemäßen Gebrauchszustand des Inhalators, wobei die Rotationsachse bevorzugt im Wesentlichen vertikal angeordnet ist.

[0018] Um die Luftströmung in den Mischraum zu führen, ist es günstig, wenn der Luftkanal einen, insbesondere mit einer Außenluftzufuhröffnung verbundenen, Luftspalt, insbesondere einen Ringspalt, aufweist, welcher bevorzugt zwischen einem ersten Wandteil und einem zweiten Wandteil ausgebildet ist. Diese Ausführungsform hat insbesondere den Vorteil, dass ein zusätzlicher Lüfter nicht zwingend vorhanden sein muss. Vorteilhafterweise kann mit Hilfe des Luftspalts eine Sogwirkung unterhalb des rotierenden Mischelements, beispielsweise eines Mischelements in der Form eines Propellers oder einer Luftschraube, erzeugt werden. Die Sogwirkung kann ge-

nutzt werden, um die in den Luftspalt stehende Flüssigkeitssäule anzusaugen, bis nur noch Luft angesaugt werden kann. Sobald dies eintritt, saugt der Propeller neben der wieder herabfallenden Flüssigkeit aus dem Mischraum auch Außenluft über die Außenluftzuführöffnung an und führt diese durch die Schubkraft des Propellers durch den Mischraum zur Abgabeöffnung.

[0019] Der Luftspalt kann über zumindest eine Durchtrittsöffnung, vorzugsweise über mehrere Durchtrittsöffnungen, mit dem Mischraum verbunden sein.

[0020] Für eine wirksame und möglichst gleichmäßige Durchmischung ist es günstig, wenn die Durchtrittsöffnungen in regelmäßigen Abständen um den Mischraum herum angeordnet sind.

[0021] Bei umfassenden Tests hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn sich die Durchtrittsöffnung zumindest teilweise unterhalb des rotierenden Mischelements erstreckt. Durch die Luftzufuhr von unten her wird die Aerosolbildung begünstigt.

[0022] Bei einer weiteren Ausführungsform weist der Luftkanal einen weiteren Luftspalt, insbesondere einen weiteren Ringspalt, zwischen dem zweiten Wandteil und einem dritten Wandteil auf. Bei dieser Ausführung wird der Luftstrom, insbesondere ein Außenluftstrom, zuerst durch den Luftspalt und danach durch den weiteren Luftspalt geführt, bevor die Luft insbesondere von oben in den Mischraum gelangt. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass das Mischelement einerseits die Funktion des Mischens, aber andererseits auch den Luftzug durch den Mischraum hindurch erzeugen kann. Wenn das Mischelement beispielsweise als Propeller ausgeführt ist, so wird bei dieser Ausführungsform unterhalb des Mischelements über die Rotation des Mischelements ein Sog erzeugt, welcher solange die Flüssigkeit anzieht, bis diese zumindest teilweise oder komplett aus dem weiteren Ringspalt zwischen dem zweiten und dritten Wandteil gesaugt wurde. Anschließend wirkt die Sogwirkung des rotierenden Mischelements auf die nachströmende Außenluft, sodass Außenluft unterhalb des Mischelements durch den Mischraum gesaugt bzw. oberhalb des Mischelements geschoben wird.

[0023] Bei dieser Ausführungsform ist es zudem von Vorteil, wenn der Luftspalt und der weitere Luftspalt über einen Umlenkabschnitt zur Umlenkung des Luftstroms, insbesondere um im Wesentlichen 180°, miteinander verbunden sind.

[0024] Um das unerwünschte Eindringen von Flüssigkeit in den weiteren Luftkanal zu reduzieren bzw. zu vermindern, weist die Spritzschutzeinrichtung bei einer bevorzugten Ausführungsform eine umlaufende Spritzschutzkante unter einer ringförmigen Austrittsöffnung des weiteren Luftspalts auf. Die Spritzschutzkante verläuft vorzugsweise im Wesentlichen ringförmig um eine vorzugsweise im Wesentlichen mit der Rotationsachse des Mischelements zusammenfallende Mittelachse. Um Luft in den Mischraum einbringen zu können, aber den Flüssigkeitseintritt in den weiteren Luftspalt zu verringern, ist die Spritzschutzkante unter der ringförmigen Austrittsöffnung in einem Abstand dazu angeordnet.

[0025] Um die im Mischraum gebildeten Aerosole zur Abgabeöffnung für den Benutzer zu leiten, ist bevorzugt eine Aerosol-Leiteinrichtung zwischen dem Mischraum und der Abgabeöffnung angeordnet.

[0026] Um den Durchtritt des Aerosols zu ermöglichen, weist die Aerosol-Leiteinrichtung bei einer bevorzugten Ausführungsform mehrere Längsrippen mit Zwischenräumen für das Aerosol auf. Bevorzugt sind die Längsrippen in regelmäßigen Winkelabständen bezüglich einer Zentralachse angeordnet, welche bevorzugt mit der Rotationsachse des Mischelements zusammenfällt.

[0027] Um den Flüssigkeitsaustritt an der Abgabeöffnung möglichst zu reduzieren, ohne die Strömung des Aerosols zur Abgabeöffnung wesentlich zu behindern, weist die Spritzschutzeinrichtung bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Spritzschutzelement, insbesondere einen Spritzschutzteller, auf, welches die Längsrippen miteinander verbindet. Als Spritzschutzelement ist bevorzugt ein durchgängiges, öffnungsfreies Element vorgesehen. Bei der Ausführung als Spritzschutzteller fällt bevorzugt eine Zentralachse des Spritzschutztellers mit der Rotationsachse des Mischelements zusammen.

[0028] Der Spritzschutz kann noch wirksamer gestaltet werden, wenn die Spritzschutzeinrichtung

zwei die Längsrippen der Aerosol-Leiteinrichtung miteinander verbindende Spritzschutzelemente, insbesondere Spritzschutzteller, aufweist. Die zwei Spritzschutzelemente sind in vertikaler Richtung voneinander beabstandet. Vorteilhaft ist auch, dass bei dieser Ausführungsform die Stabilität der Aerosol-Leiteinrichtung verbessert wird.

[0029] Um die Luftströmung durch den Mischraum zu verbessern, ist bevorzugt ein Lüfter, insbesondere mit einem Lüfterrad, zur Erzeugung eines Luftstroms durch den Mischraum vorgesehen. Der Lüfter kann mit einem Antrieb, insbesondere einem Elektroantrieb, verbunden sein, welcher das Lüfterrad in Drehbewegung versetzt. Der zu erzeugende Luftstrom entspricht dabei bevorzugt wenigstens 2 CFM („Kubikfuß pro Minute"), bzw. 3,4 m°}h, besonders bevorzugt wenigstens 5 CFM, bzw. 8,5m%/h.

[0030] Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist der Lüfter separat vom rotierenden Mischelement.

[0031] Bei einer zweiten Ausführungsform ist eine rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung zur Ausbildung sowohl des rotierenden Mischelements als auch des Lüfters vorgesehen. Bei einer Variante weist die rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung zumindest ein Misch- und Lüftungselement mit in entgegengesetzte Richtungen an die Rotationsachse anschließenden Innenabschnitten und an die Innenabschnitte nach außen anschließenden Außenabschnitten auf. Zur Ausbildung des Lüfters sind die Innenabschnitte bevorzugt schräg zur Ebene senkrecht auf die Rotationsachse gestellt und/oder gebogen. Dadurch kann ein Luftzug erzeugt werden. Das unterscheidet die Innenabschnitte von gewöhnlichen Messerpaaren etwa von Mixern, bei denen horizontale Zuführungen für die Messer vorgesehen sind. Zur Ausbildung des Mischelements stehen die Außenabschnitte bevorzugt nach oben oder nach unten ab. Bevorzugt sind mehrere solche Misch- und Lüftungselemente vorgesehen.

[0032] Bei einer ersten bevorzugten Variante ist der Lüfter unterhalb des Mischraums angeordnet. Dadurch wird ein Luftdruck im Mischraum erzeugt. Diese Variante hat den Vorteil, dass der Motor zusätzlich zum Mischelement auch einen separaten Lüfter antreiben kann.

[0033] Es ist auch möglich, dass das Mischelement und der Lüfter ähnliche Bauweisen aufweisen, beispielsweise zwei Propeller.

[0034] Bei einer zweiten bevorzugten Variante ist der Lüfter oberhalb des Mischraums angeordnet. Dadurch kann ein Luftzug durch den Mischraum erzeugt werden. Diese Variante hat den Vorteil, dass der Luftzug durch den Mischraum besser gesteuert und gewählt werden kann, da ein vom Motor unabhängiger Lüfter eingesetzt werden kann. Dies ist insbesondere sinnvoll, wenn das Mischelement (oder eine kombinierte Misch- und Lüftungseinrichtung) keinen ausreichenden Luftzug erzeugt.

[0035] Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Inhalationselement, insbesondere eine Inhalationsmaske, mit der Abgabeöffnung für das Aerosol verbunden. Die Inhalationsmaske weist bevorzugt ein Mund- und Nasenteil zum Aufsetzen auf Mund und Nase des Benutzers auf. Bevorzugt ist die Inhalationsmaske über eine lösbare Verbindung mit einem Gehäuse des Inhalators verbunden. Die Verwendung der Inhalationsmaske hat insbesondere den Vorteil, dass die Abgabe des Aerosols an den Benutzer von der Außenluft abgeschirmt wird, wodurch die vorteilhaften Wirkungen des Aerosols besonders gut beibehalten werden können.

[0036] Bei einem Verfahren zur Erzeugung und Bereitstellung eines Aerosols mit einem Inhalator, vorzugsweise in einer der oben beschriebenen Ausführungsvarianten, werden zumindest die folgenden Schritte durchgeführt:

Aufnehmen einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, in einem Mischraum,

Ausbilden einer Luftströmung durch den Mischraum,

Rotieren eines Mischelementes in dem Mischraum zur Erzeugung des Aerosols, und

Abgeben des aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols über eine Abgabeöffnung.

[0037] Bevorzugt wird ein Aerosol erzeugt, welches eine Aerosolgröße von 1 bis 500nm, bevorzugt eine Aerosolgröße von 1-100 nm und/oder einen Anteil negativ geladener lonen von mehr

als 3.000 NAl/cm®, bevorzugt einen Anteil negativ geladener lonen von mehr als 10.000 NAl/cm® und/oder einen LDSA-Wert von weniger als 1000 um?/cm®, bevorzugt einen LDSA-Wert von weniger als 350 um//cm® aufweist.

[0038] Die Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen weiter erläutert.

[0039] Fig. 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Inhalators.

[0040] Fig. 2 zeigt den Inhalator der Fig. 1 in einer ersten Schnittansicht.

[0041] Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht des Inhalators der Fig. 1 entlang einer um

90° gegenüber Fig. 2 gedrehten Schnittebene, wobei zudem eine Inhalationsmaske ersichtlich ist.

[0042] Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Inhalators.

[0043] Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt des Inhalators gemäß Fig. 4.

[0044] Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht des Inhalators der Fig. 4 und Fig. 5.

[0045] Fig. 7 zeigt eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Inhalators.

[0046] Fig. 8 zeigt einen Längsschnitt des Inhalators der Fig. 7.

[0047] Fig. 9 und Fig. 10 zeigen eine weitere Ausführungsform des Inhalators.

[0048] Fig. 11 und Fig. 12 zeigen eine Ausführungsform eines kombinierten Misch- und Lüftungselements für den Inhalator.

[0049] Fig. 13 zeigt einen Längsschnitt eines Inhalators mit einem kombinierten Misch- und Lüftungselement.

[0050] Fig. 14 zeigt ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen der Deponiereffizienz in den Atemwegen und der Aerosolgröße veranschaulicht.

[0051] Fig. 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform eines als Handgerät ausgeführten Inhalators 1 zur Erzeugung von Aerosolen, die von einem Benutzer eingeatmet werden. Der Inhalator 1 weist ein, hier langgestrecktes, Inhalatorgehäuse 2 auf, welches an der Unterseite mit einer ebenen Abstellfläche 3 zum Abstellen auf einer ebenen Fläche ausgebildet ist. Das Inhalatorgehäuse 2 weist eine Verschlusskappe 4 am unteren Ende, eine Aufsteckkappe 5 am oberen Ende und ein Hauptteil 6 auf. In der gezeigten Ausführung können die Verschlusskappe 4 und die Aufsteckkappe 5 vom Hauptteil 6 des Inhalatorgehäuses 2 abgenommen werden, um Zugang zum Inneren des Inhalatorgehäuses 2 zu erhalten.

[0052] Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich, weist Inhalator 1 im Inneren des Inhalatorgehäuses 2 einen Mischraum 7 zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, auf. In der gezeigten Ausführung ist der Mischraum 7 zylindrisch. Der Mischraum 7 steht in luftleitender Verbindung mit einem Luftkanal 8, welcher in eine Außenluftzufuhröffnung 9 mündet, über welche Außenluft in den Luftkanal 8 geführt werden kann. Am oberen Ende des Inhalatorgehäuses 2 ist eine Abgabeöffnung 10 für ein Aerosol gebildet, welches, wie unten noch näher erläutert werden wird, im Mischraum 7, auch als Mischkammer bezeichnet, erzeugt wird. Die Abgabeöffnung 10 kann zumindest 1 Quadratzentimeter (cm2), insbesondere von 1 bis 7,5 cm? aufweisen.

[0053] Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann ein Inhalationselement 11, hier eine Inhalationsmaske mit einem Mund-Nasen-Teil 12, an die Abgabeöffnung 10 angeschlossen sein, um das an der Abgabeöffnung 10 austretende Aerosol über den Mund-Nasen-Teil 12 an den Benutzer abzugeben.

[0054] Wie aus Fig. 2 und Fig. 3 weiters ersichtlich, ist im Inneren des Mischraumes 7 ein Mischelement 13 angeordnet, welches um eine vertikale Rotationsachse 14 rotiert. Mit Hilfe des

Mischelements 13 wird die Flüssigkeit im Kontakt mit der Luftströmung so verwirbelt, dass Aerosole entstehen, die nach oben zur Abgabeöffnung 10 geführt werden. Das rotierende Mischelement 13 ist über eine Antriebswelle 15 mit einem Motor 16, hier einem Elektromotor, verbunden. Weiters kann ein Energiespeicher vorgesehen sein, welcher über einen Ladeport 17, siehe Fig. 1, aufgeladen werden kann. Mit einem Einschaltknopf 18 wird der Motor eingeschaltet, um das Mischelement 13 in Rotation zu versetzen.

[0055] Der Inhalator 1 weist zudem eine Spritzschutzeinrichtung 19 mit einem Spritzschutzelement 20 oberhalb des rotierenden Mischelements 13 auf.

[0056] In der Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 weist der Luftkanal 8 einen von der Außenluftzufuhröffnung 9 ausgehenden Luftspalt 21 auf, welcher durch einen Ringspalt zwischen einem ersten Wandteil 22 und einem zweiten Wandteil 23 des Inhalatorgehäuses 2 gebildet ist. Am unteren Ende mündet der Luftspalt 21 über Durchtrittsöffnungen 24 in den Mischraum 7. Die DurchtrittsÖffnungen 24 sind länglich, hier in stehender Anordnung, um den Mischraum 7 herum angeordnet. Dabei erstrecken sich die Durchtrittsöffnungen 24 zumindest teilweise unterhalb des rotierenden Mischelements 13.

[0057] Fig. 4 bis 6 zeigen eine weitere Ausführungsform des Inhalators 1. Bei dieser Ausführungsform weist der Luftkanal 8 ebenfalls den Luftspalt 21 zwischen dem ersten Wandteil 22 und dem zweiten Wandteil 23 auf, welche bei dieser Ausführung nach oben kegelförmig erweitert sind. Die Außenluftzufuhröffnung 9 ist, in Form von vielen kleinflächigen Durchtritten 25, an der Unterseite des Inhalatorgehäuses 2 vorgesehen. Um das Einströmen von Außenluft zu ermöglichen, ist die Unterseite mit den Durchtritten 25 über Abstandshalter 26 von der Abstellfläche abgehoben. Bei dieser Ausführungsform weist der Luftkanal 8 einen weiteren Luftspalt 27 auf, welcher als weiterer Ringspalt zwischen dem zweiten Wandteil 23 und einem dritten Wandteil 28 gebildet ist. Der Luftspalt 21 und der weitere Luftspalt 27 sind über einen Umlenkabschnitt 29 miteinander verbunden. Die Luft strömt von unten über die Außenluftzufuhröffnung 9 in den Luftspalt 21 und gelangt über den Umlenkabschnitt 29 in den weiteren Luftspalt 27, welcher in eine ringförmige Austrittsöffnung 30 oberhalb des Mischelements 13 mündet.

[0058] Bei der Ausführungsform der Fig. 4 bis Fig. 6 ist ein Lüfter 31 mit einem Lüfterrad zur Erzeugung eines Luftstroms durch den Mischraum 7 vorgesehen. In der gezeigten Ausführung ist der Lüfter 31 am unteren Ende des Inhalatorgehäuses 2 vorgesehen, um Luft über die Außenluftzufuhröffnung 9 durch einen Zwischenraum 8A in den Luftkanal 8 zu führen. Der Lüfter 31 kann ebenfalls mit einem Antrieb, insbesondere mit dem Motor 16, angetrieben werden. Weiters ist schematisch ein Energiespeicher 32, hier ein Akku, ersichtlich, welcher den Motor 16 bzw. den Antrieb mit Energie versorgt.

[0059] Bei der Ausführungsform der Fig. 4 bis Fig. 6 ist eine Aerosol-Leiteinrichtung 33 zwischen dem Mischraum 7 und der Abgabeöffnung 10 angeordnet. Die Aerosol-Leiteinrichtung 33 weist mehrere Längsrippen 34 mit Zwischenräumen 35 für das Aerosol auf. Bei dieser Ausführungsform weist die Spritzschutzeinrichtung 19 einen unteren Spritzschutzteller 36 und einen oberen Spritzschutzteller 37 auf, welche die Längsrippen 34 miteinander verbinden. Zudem weist die Spritzschutzeinrichtung 19 eine ringförmig umlaufende Spritzschutzkante 38 unter der ringförmigen Austrittsöffnung 30 des weiteren Luftspalts 27 auf. Die Spritzschutzkante 38 läuft zum freien Ende hin kegelförmig zusammen.

[0060] Bei der Ausführungsform der Fig. 4 bis Fig. 6 erstreckt sich die Abgabeöffnung 10 oberhalb der Aerosol-Leiteinrichtung 33 am oberen Ende des Inhalatorgehäuses 2.

[0061] Fig. 7 und Fig. 8 zeigen eine weitere Ausführungsform des Inhalators 1, bei welchem der Lüfter 31 am oberen Ende des Inhalatorgehäuses 2 angeordnet ist. Die Außenluft wird von oben in den Innenraum des Inhalatorgehäuses 2 eingebracht, welcher bei dieser Ausführung den Luftkanal 8 und den Mischraum 7 bildet. Auch bei dieser Ausführungsform ist die Spritzschutzeinrichtung 19 vorgesehen, welche hier ein oben und unten spitz zusammenlaufendes Spritzschutzelement 39 aufweist.

[0062] Fig. 9 und Fig. 10 zeigen eine weitere Ausführungsform des Inhalators 1, bei welchem die

Zuluft über die Außenluftzufuhröffnung 9 seitlich in das Inhalatorgehäuse 2 eingebracht und über die Luftleitung 8 zwischen den Lüfter 31 und das Mischelement 13 eingebracht wird. Die Außenluftzufuhröffnungen 9 sind in dieser Ausführungsform über den Luftkanal 8 mit dem Raum unterhalb des Lüfters 31 verbunden, sodass die Sogwirkung des Lüfters 31 genutzt wird, um die Zuluft durch den Luftkanal 8 direkt anzusaugen. In der gezeigten Ausführung werden der Lüfter 31 und das Mischelement 13 von derselben Antriebswelle angetrieben, welche mit dem Motor 16 in Drehbewegung versetzt wird.

[0063] Fig. 11 und Fig. 12 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher eine von demselben Motor 16 angetriebene Misch- und Lüftungseinrichtung vorgesehen ist, welche sowohl das rotierende Mischelement 13 als auch den Lüfter 31 aufweist. Diese rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung weist mehrere, im gezeigten Beispiel acht, Misch- und Lüftungselemente jeweils mit in entgegengesetzte Richtungen an die (in Fig. 12 strichliert eingezeichnete) Rotationsachse anschlieBenden Innenabschnitten und an die Innenabschnitte nach außen anschließenden Außenabschnitten auf. Anders als etwa bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind die Innenabschnitte zur Ausbildung des Lüfters 31 schräg zur Horizontale gestellt und gebogen. Zur Ausbildung des Mischelements 13 sind die Außenabschnitte, d.h. die freien Enden, der Misch- und Lüftungselemente abwechselnd nach oben bzw. nach unten abgewinkelt.

[0064] Fig. 13 zeigen eine weitere Ausführungsform des Inhalators 1, bei welchem die Zuluft über die Außenluftzufuhröffnung 9 seitlich in das Inhalatorgehäuse 2 eingebracht und über den Luftkanal 8 in die Mischkammer eingebracht wird. Die Außenluftzuführung 9 ist über den Luftkanal 8 mit der in den Mischraum 7 führenden Austrittsöffnung 30 verbunden. Die Ausströmung der Luft über die Austrittsöffnung 30 erfolgt in der gezeigten Ausführung im Wesentlichen in horizontaler Richtung. Ein Eindringen von Flüssigkeit von unten in die Austrittsöffnung 30 in den Luftkanal 8 kann mittels der Spritzschutzeinrichtung 19 vermieden werden, welche sich bevorzugt unterhalb der Austrittsöffnung 30 erstreckt. Die Spritzschutzeinrichtung 19 dient dazu, die Flüssigkeit davon abzuhalten in den Luftkanal 8 einzudringen. Dies kann in der gezeigten Ausführung dadurch erreicht werden, dass beispielsweise vier Spritzschutzelemente an die Innenfläche des Inhalatorgehäuses 2, beispielsweise über jeweils zwei Schraubverbindungen, angelegt sind. In der gezeigten Ausführungsform ist der Inhalator 1 mit der in Fig. 11 und 12 gezeigten Kombination aus Mischelement 13 und Lüfter 31 ausgeführt.

[0065] Fig. 14 zeigt ein Diagramm zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen Aerosolgröße und Deponiereffizienz im Lungensystem. Dabei werden Kennkurven zum alveolaren und der tracheobronchialen Bereich, den Hauptatemwegen, sowie dem gesamten respiratorischen System gezeigt. Ersichtlich ist, dass die Deponiereffizienz im alveolaren Bereich, insbesondere im Bereich von 1 bis ungefähr 30nm (siehe Bereich 10° bis Anfangsbereich 10° bis 107) auf einen Höchstwert von ungefähr 0,5 ansteigt und anschließend wieder abfällt. Bei etwa 130 nm (Bereich 10? bis 107) fällt die Deponiereffizienz unter 0,1, steigt anschließend wieder leicht an, erreicht jedoch im Bereich 107 bis 10’ nur noch eine maximale Deponiereffizienz von 0,15. Für die tracheobronchiale Kennkurve ist eine maximale Deponiereffizienz von etwa 0,3 gezeigt, welche im Bereich 10° bis 10? (1-10 nm) erreicht wird.

BEZUGSZIFFERNLISTE:

1 Inhalator

2 Inhalatorgehäuse 3 Abstellfläche

4 Verschlusskappe 5 Aufsteckkappe

6 Hauptteil 7 Mischraum 8 Luftkanal

8A Zwischenraum

9 Außenluftzufuhröffnung 10 Abgabeöffnung

11 Inhalationselement 12 Mund-Nasen-Teil

13 Mischelement

14 Rotationsachse

15 Antriebswelle

16 Motor

17 Ladeport

18 Einschaltknopf

19 Spritzschutzeinrichtung 20 Spritzschutzelement 21 Luftspalt

22 erstes Wandteil

23 zweites Wandteil

24 Durchtrittsöffnungen 25 Durchtritten

26 Abstandshalter

27 Luftspalt

28 drittes Wandteil

29 Umlenkabschnitt

30 Austrittsöffnung

31 Lüfter

32 Energiespeicher

33 Aerosol-Leiteinrichtung 34 Längsrippen

35 Zwischenräume

36 unterer Spritzschutzteller 37 oberer Spritzschutzteller 38 Spritzschutzkante

39 spitz zusammenlaufendes Spritzschutzelement

Claims

Patentansprüche

1. Inhalator (1), aufweisend: einen Mischraum (7) zur Aufnahme einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser, einen mit dem Mischraum (7) verbundenen Luftkanal (8) für Luft, eine Abgabeöffnung (10) zur Abgabe eines aus der Flüssigkeit und der Luft gebildeten Aerosols, dadurch gekennzeichnet, dass ein rotierendes Mischelement (13) zur Verwirbelung der Flüssigkeit in dem Mischraum (7) angeordnet ist.

2. Inhalator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das rotierende Mischelement (13), insbesondere über eine Antriebswelle (15), mit einem Motor (16) verbunden ist.

3. Inhalator (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spritzschutzeinrichtung (19) mit zumindest einem Spritzschutzelement (20) oberhalb des rotierenden Mischelements (13) angeordnet ist.

4. Inhalator (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzschutzelement (20) eine spitz zulaufende Unter- und/oder Oberseite aufweist.

5. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (8) einen, insbesondere mit einer Außenluftzufuhröffnung (9) verbundenen, Luftspalt (21), insbesondere einen Ringspalt, aufweist, welcher bevorzugt zwischen einem ersten Wandteil (22) und einem zweiten Wandteil (23) ausgebildet ist.

6. Inhalator (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (21) über eine Durchtrittsöffnung (24), vorzugsweise über mehrere Durchtrittsöffnungen (24), mit dem Mischraum (7) verbunden ist.

7. Inhalator (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchtrittsöffnungen (24) in regelmäßigen Abständen um den Mischraum (7) herum angeordnet sind.

8. Inhalator (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die DurchtrittsÖffnung (24) zumindest teilweise unterhalb des rotierenden Mischelements (13) erstreckt.

9. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftkanal (8) einen weiteren Luftspalt (27), insbesondere einen weiteren Ringspalt, zwischen dem zweiten Wandteil (23) und einem dritten Wandteil (28) aufweist.

10. Inhalator (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Luftspalt (21) und der weitere Luftspalt (27) über einen Umlenkabschnitt (29) zur Umlenkung des Luftstroms, insbesondere um im Wesentlichen 180°, miteinander verbunden sind.

11. Inhalator (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (19) eine umlaufende Spritzschutzkante (38) unter einer ringförmigen Austrittsöffnung (30) des weiteren Luftspalts (27) aufweist.

12. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aerosol-Leiteinrichtung (33) zwischen dem Mischraum (7) und der Abgabeöffnung (10) angeordnet ist.

13. Inhalator (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aerosol-Leiteinrichtung (33) mehrere Längsrippen (34) mit Zwischenräumen (35) für das Aerosol aufweist.

14. Inhalator (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (19) ein Spritzschutzelement, insbesondere einen Spritzschutzteller (36, 37), aufweist, welches die Längsrippen (34) miteinander verbindet.

15. Inhalator (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spritzschutzeinrichtung (19) zwei die Längsrippen (34) der Aerosol-Leiteinrichtung (33) miteinander verbindende Spritzschutzelemente, insbesondere Spritzschutzteller (36, 37), aufweist.

16. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfter (31), insbesondere mit einem Lüfterrad, zur Erzeugung eines Luftstroms durch den Mischraum (7) vorgesehen ist.

17. Inhalator (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (31) unterhalb oder oberhalb des Mischraums (7) angeordnet ist.

18. Inhalator (1) nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine rotierende Misch- und Lüftungseinrichtung zur Ausbildung sowohl des rotierenden Mischelements (13) als auch des Lüfters (31) vorgesehen ist.

19. Inhalator (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Inhalationselement (11), insbesondere eine Inhalationsmaske, mit der Abgabeöffnung (10) für das Aerosol verbunden ist.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen