CN1809424A - 具有内建过滤功能的微结构高压喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种微结构喷嘴，它包括大量通道，通道通过板状体的微结构化产生。在喷嘴中通道处于凸块之间，凸块按列并排并从底板伸出。此微结构化的底板用一盖板覆盖。通道在形状、横截面积和长度方面在狭小的界限内规定。喷嘴包含一个设计为一级结构的过滤器和一个连接在过滤器下游的二级结构。喷嘴例如与喷雾器一起使用，借助该喷雾器可由一种含药物的液体形成一种气雾剂。

Description

具有内建过滤功能的微结构高压喷嘴

本发明涉及一种具有内建过滤功能的微结构高压喷嘴，用于雾化药液的高压喷雾器。

吸入疗法在治疗呼吸道疾病如哮喘或COPD(慢性阻塞性肺部疾病)有越来越重要的意义。

自从禁止氟氯烃-压缩气体配方以来，在研制有类似效果或更好的用于产生能吸入肺的气雾剂的方法方面的工作取得越来越多的成果。

国际专利申请WO 91/14468和WO 97/12687介绍了一种用于吸入器的新方法，它们的特征不仅在于，它们提供良好相容的水基的无压缩气体的气雾剂以及它的小滴吸收在肺内的分布是恰当的(maβgeschneidert)，而且它们还有一种轻便的尺寸，这一尺寸类似于已知的用压缩气体工作的吸入器的尺寸。

这种也称为Respimat^的喷雾器可以将优选地小于20微升量的液态药物溶液借助单个行程雾化为平均粒度小于10微米的气雾剂。由此可以借助最小的体积将对治疗有效的药物剂量施投给病人。

在此喷雾器中，药物溶液首先从储罐经具有一个集成的阀体的插管泵入压力腔内，并从那里借助达500bar的高压通过喷嘴转换和雾化为可吸入肺内的气雾剂。在这里压力通过一螺旋弹簧产生，它在每个行程前由病人用很小的力重新压紧。与此压紧运动的同时，压力腔充填药物溶液。有关此机构的详情可以由WO 97/12687的图6a和6b看出。

这种喷雾器的组成部分主要包括

-一个外壳上部，

-在外壳上部的一个喷嘴，

-一个弹簧壳体，它与外壳上部连接以及在弹簧壳体上套装外壳下部，

-一个储罐，它可以插入通过弹簧壳体界定的内腔中，以及

-一个带集成的阀体的空心柱塞，其中，空心柱塞从储罐朝喷嘴方向延伸。

此外，在外壳上部内还有一个泵壳，具有喷嘴或喷嘴装置的喷嘴体处于泵壳的一端。空心柱塞同样通入泵壳内。压力腔处于泵壳与喷嘴之间。

弹簧壳体可转动地与外壳上部连接，以及通过旋转运动借助一个在外壳上部内的压簧制动机构将弹簧最终压紧。

随着弹簧的压紧运动一个从动法兰，它处于弹簧壳体的上部区内以及在从动法兰上悬挂着空心柱塞。

具有阀体的空心柱塞与在WO 97/12687中公开的装置相对应。

作为喷嘴优选地采用一种通过显微技术制造的喷嘴或喷嘴体。例如在WO 94/07607或WO 99/16530中公开了这种微结构的喷嘴体。WO 99/16530的喷嘴是本发明的出发点。因此涉及整个文件WO 99/16530、尤其是通过EP 1017469B1提出权利要求保护要求的实施形式和全部特征。

喷嘴体由两块互相固定连接的板组成，它们优选地用玻璃和/或硅制成，其中至少一块板有一个或多个微结构通道，通道连通喷嘴进口侧与喷嘴出口侧。有喷口的喷嘴出口侧优选地处于喷嘴进口侧的对置侧。

喷嘴进口侧有一个或多个液体进口。一个或多个液体进口可以设计为预滤器。与之不同，预滤器也可以沿流动方向相对于一个/多个进口独立地连接在下游。

液体流经预滤器后通过主过滤器，它由许多凸块构成。

沿流动方向看在主过滤器下游有一个用于已过滤的液体的滤液收集腔。

液体从收集腔到达出口，它优选地设计为具有一个或多个喷口的喷嘴的形式。

主过滤器有许多按列优选地锯齿状排列的凸块，它们从一块优选地平的底板伸出并因而是底板整体的组成部分。底板通过一块优选地平的盖板完全覆盖。因此在凸块，底板与盖板之间形成许多通道。这些通道构成从过滤器喷嘴进口侧到出口侧的通路。在凸块周围区内的底板与在凸块列内部的盖板之间的距离与在凸块一侧的通道宽度大体一样大小，液体在这一侧进入通道列内。未经过滤的液体通过一个或多个细长的进口缝进入过滤器。一个/多个进口缝与在过滤器进口侧从底板伸出的凸块大体有相同的高度。

底板优选地用硅制成。此板从上方优选地用一块玻璃板覆盖。

为制造喷嘴实施下列步骤：

-一个批量的底板结构化；

-一个批量的底板与盖板互相连接；以及

-分离成一个个喷嘴装置。

底板优选地按已知的方式通过蚀刻技术结构化。上述结构的高度在2至40微米之间，通常在大约3与20微米之间，优选地在大约4与14微米之间，以及尤其在5与7微米之间。用作底板的材料优选地是单晶硅，因为它便宜以及可以在一种状态下提供(亦即晶片)，在此状态下它足够平而平行以及有微小的表面粗糙度，而且它可以与盖板在随后的连接过程中连接，无需另外施加粘结剂或其他材料。为了按平行的方式制造许多喷嘴装置，在一块硅的晶片上构成许多结构化的底板。

在结构化后清洗硅板。此硅板然后通过阳极接合法(参见Pomerantz等人1968年8月13日的美国专利3397278)连接在盖板上。

作为盖板例如适用玻璃板，如碱金属硅酸盐玻璃，例如Pyrex(#7740Coming)或Tempax(Schott)。这些可以通过阳极接合法使硅与玻璃复合。

在接合过程结束后，借助高速旋转的金刚石圆锯将此复合结构分割成一个个单元(例如正方形)。

通过这种已知的过滤器想达到的目的是，经济地制成这种用于前言所述类型的吸入器(Respimat^)的喷嘴。

令人意外的是业已证实，只要改变喷嘴内部微结构的构型，则这些喷嘴便能在其整体上显示出一种对于长期使用更有利的和更一致的喷雾形状。

在此背景的前提下，本发明的目的是通过多个喷嘴改进平均喷雾形状。

另一个目的在于不明显地增大喷嘴中的流动阻力。

又一个目的在于将按本发明的喷嘴应用在Respimat^型的吸入器中。

为达到此目的通过在按本发明的喷嘴中在过滤结构与喷嘴出口之间的区域内，亦即在滤液收集腔内设计第二种类型的微结构以及它不同于过滤结构。下文中此第二种类型的微结构称二级结构以及过滤结构简称一级结构。沿流动方向，二级结构连接在一级结构下游。

按本发明为了在滤液收集腔内构成二级结构设计附加的内装元件。在这里优选地涉及圆柱形隆凸，它们从底板的底部延伸到盖板。在这里优选地涉及有圆截面的圆柱体。

有利地内装元件其高度相当于滤液收集腔的高度。

内装元件可以从底板上制成。

优选地按一些结构形式将内装元件排列成ABAB布局的平行的列，以及在列A和B内部以及在列A与B之间优选地等间距。在这里相邻的列A与B沿流动方向优选地错开内装元件的一个直径。通过使用有圆形横截面的内装元件，形成了一种几何结构，其中每个内装元件构成一个等边六角形的中心，以及每个角由相邻内装元件构成(六角形图案)。当然，这对于在边缘位置的内装元件仅部分适用或根本不适用。

内装元件的尺寸选择为，使它们不会导致显著增加流动阻力。这采取下列措施达到：将内装元件之间分别形成通流液体的流动通道的间距设计为，使垂直于流动方向得到的用于流过液体有效的横截面积，大于通过过滤结构形成的通流通道相应的有效横截面积。由此通过主过滤器的结构最大程度地影响喷嘴内部液体流动特性。

内装元件的横截面优选地设计为对于流过的液体其流动阻力最小。为此优选地是圆形或椭圆形横截面。

与上述横截面不同，它们也可以是三角形、梯形或四边形的，在这种情况下角应沿流动方向定向。

一些包括内装元件的尺寸和互相之间距离的实施形式应是有利的，这些实施形式利用液体的表面张力对溶液的雾化能力施加影响。

内装元件特别优选的间距在0.005mm至0.02mm范围内。按一项优选的进一步发展，内装元件本身有直径在0.005mm至0.02mm范围内。在这里，此间距应大于设计成锯齿状态过滤结构的结构最小的距离。

内装元件的密度优选地处于每平方厘米为200000至300000个范围内，特别优选地约为每平方厘米250000个。

然而业已证实比较有利的是，内装元件设计有凹的或与之不同凸的周壁。

主过滤器的结构有利地是凸块，它们按锯齿状构型沿喷嘴内腔的整个宽度延伸。在这里，此构型的齿尖交替地朝进口侧和出口侧方向。一条想象的横向于主流方向的中线将此构型分成两个近似相同大小的区域。

基于主过滤器结构元件的锯齿状布局，所以液体的方向，从原始的流动方向出发观察，可以说是成直角改变。接着在收集腔内实施流动方向的重新改变，这一次按一个小于90度的内角重新回到与第一个旋转方向相反的方向。

上述凸块沿过滤器的整个宽度可以并列地排列，以构成锯齿状构型。

按第一种优选的实施形式，在锯齿状构型沿流动方向的下游，在出口侧设计内装元件。在这里，内装元件可以从锯齿状构型想象的中线一直延伸到喷口。

与之不同，按第二种实施形式，内装元件可以一直设计到过滤系统朝进口方向伸出的齿尖，不过在这种情况下在锯齿状构型前面的区域优选地除外。

按第三种方案，内装元件可以沿流动方向既设在锯齿状构型前也设在锯齿状构型后。

按另一种实施形式，主过滤器的凸块串联状排成多列。设在过滤器进口侧附近的凸块大于设在更靠近过滤器出口侧的凸块。

在每个串联状排列的凸块列周围区域内平的底板与平的盖板之间的距离大体与在凸块侧面通道的宽度大小相同，液体在这一侧进入一系列通道内。这一距离在通道宽度的二分之一与两倍之间。这一距离沿流动方向看可以逐列减小。因此这些通道在其液体的进口侧有一近似正方形的横截面。

在所有的实施形式中，在凸块周围区域内的平的底板与在主过滤器凸块列内部的平的盖板之间的距离可以恒定。在处于过滤器出口侧附近的列的端部区内，所述的距离可以大于处于过滤器进口侧附近的列的端部区内。此距离可以从凸块列的一端到另一端优选地大体线性地递增。

两个相邻的凸块列互相面对的侧面构成一个相关腔的边界，液体从第一列凸块之间的所有通道流入此腔内，以及液体从此腔流入相邻列凸块之间的所有通道内。在主过滤器第一列凸块前有具有细长横截面的收集腔，未经过滤或经粗滤的液体导入其中，以及液体从那里流入第一列凸块之间的所有通道内。在最后一列凸块的后面有具有细长横截面的滤液收集腔，液体从最后一列的所有通道流入其中，以及从那里排出已过滤的液体。

主过滤器的凸块可以有接片的形状，它们沿流动方向看是直或弯的。此外，凸块可以有具有任意横截面的优选地直的支柱的形状，优选地有圆形或多边形横截面。

在接片之间延伸的通道长度在液体进口侧是其高度的至少两倍大。通道的横截面近似正方形或桶形或梯形；在后一种情况下梯形的较长侧可以由盖板构成。这些通道例如长为5至50微米，高为2.5至25微米以及宽为2.5至25微米。通道的宽度可以朝出口侧方向变大。

主过滤器凸块的列之间的距离优选地是进口侧通道宽度的两倍大。凸块列可以互相平行或蛇曲状或优选地锯齿状延伸。锯齿状排列的列可以按一个从2至25度的角度彼此倾斜。

要滤出的颗粒通过锯齿状排列的凸块列首先沉积在处于过滤器出口侧附近的液体进口侧的区域内，从过滤器出口侧的区域开始逐渐积累在凸块列之间的空间内。当每两列凸块之间的进口腔几乎完全被要滤出的颗粒填满时，过滤器才大体上完全阻塞以及耗尽了过滤器的容纳能力。

由于通道的尺寸波动很小，所以过滤器的分离度能比较精确地规定。这种过滤器不需要用于要过滤的液体的入流分配器以及不需要用于已过滤液体的滤液收集器。

已过滤的液体导入喷嘴的滤液收集腔内。喷嘴优选地有两个互相倾斜的口。因此，液体通过喷嘴分成两个射流，它们可以彼此对准，从而使它们在喷口后方相遇。

按优选的实施形式，在喷嘴内部沿流动方向首先设计一次过滤结构，接着设计二级结构。在这里，过滤结构沿在喷嘴内部构成的空腔的整个宽度以及沿在喷嘴内部构成的空腔总长度的优选地30至70％更优选地40至50％的长度延伸。优选地，过滤结构直接在喷嘴进口后或与喷嘴进口一起开始。按特别优选的实施形式，过滤区有两类过滤系统：一个连接在上游的粗滤和一个精细的主过滤器。粗滤可以由若干列结构元件组成，它们沿腔的宽度平行地设计。主过滤器优选地有已论及的锯齿状构型。然后在过滤器端部与喷嘴出口之间的区域内设计二级结构。

按本发明的喷嘴，按上面论及的方法可以用金属、硅、玻璃、陶瓷或塑料制成。对于底板可以使用与盖板相同或不同的材料制造。此过滤器适合用于高压范围，例如达30MPa(300bar)。

在制造按本发明的喷嘴时，与由先有技术已知的方法不同，与底板固定连接的微结构化的硅片底侧在由板制成一个个喷嘴前加上粘附膜。

有特别重要意义的是，按本发明的微结构化过滤喷嘴使用于过滤和雾化一种溶解在溶剂中的药物，以产生吸入性应用的气雾剂。适用的溶剂例如是水或乙醇或它们的混合物。适用的药物例如是备劳喘Berotec(氢溴酸酚丙喘宁Fenoterolhydrobromid)、溴化异丙阿托品Atrovent(异丙托溴铵Ipratropiumbromid)、备喘金Berodual(异丙托溴铵Ipratropiumbromid+氢溴酸酚丙喘宁Fenoterolhydrobromid)、舒喘灵Salbutamol(作为硫酸盐或游离碱)、可必特Combivent(异丙托溴铵Ipratropiumbromid+舒喘灵Salbutamol)、氧托溴铵Oxivent、噻托溴铵Tiotropiumbromid等。

因此，本发明不仅包括上述按本发明的喷嘴，而且还包括其大规模制造方法，用这种制造方法可以得到喷嘴以及优选地Respimat^型的吸入器，这些吸入器含有这种喷嘴以及借助它可以优选地雾化医学上有效的吸入剂配方。

按本发明的微结构化过滤喷嘴除已提及的外还有下列优点：

-由于在小面积上有许多通道，所以即使有些通道被液体的杂质堵塞仍能保持其工作能力。这种特性对于与一个喷嘴组合在一起的过滤器的可用性有决定性意义。当使用于施投药物的喷雾器中时，在声明的使用寿命期内喷雾器的故障会对使用者造成严重后果。

-通道在形状、横截面积和长度等方面在狭窄的界限内规定。在特殊情况下，在过滤器内部所有通道的尺寸均相同。

-通道的横截面可与其他条件相适应，例如与连接在下游的喷嘴的横截面相匹配。

-在小的过滤器体积内部可以安置大的过滤面积。

-液体的流动在其进入锯齿状排列的列之间的通道内之前基本上垂直于在通道中的流动定向。

-敞开的过滤面积(所有通道横截面积之总和)占总过滤面积的至少50％。

-此过滤器尤其在内装元件高密度的同时有很小的死容积。

-这些喷嘴可以大规模和大批量生产，与此同时有低的废品率。

-在滤液收集腔内基于内装元件所以在含药物的液体内减少了结晶和沉淀过程。

-最后，通过按本发明改变喷嘴的结构，在大规模生产时不能持久展示统一喷雾形状的喷嘴份额减小约100倍，从0.1-0.5％减少到0.001-0.005％。

下面借助附图详细说明本发明。

图1表示从起先敞开的一侧看过去的过滤喷嘴实施形式，这一侧接着用(未表示的)盖板覆盖。底板(1)在边缘区(2a、2b)之间微结构化。凸块的列(3)锯齿状排列；这些列按角度α彼此倾斜。在液体进口侧，锯齿状结构之前有另一排起预滤器作用的凸块(4)。进口缝(5)处于凸块(4)之前，未经过滤的液体通过它进入此过滤器。在此实施形式中，与过滤器相连接地设一喷嘴(6)，经过滤的液体从喷嘴排出。喷嘴是底板整体的组成部分。在过滤器列(3)与喷嘴(之间存在的空腔是滤液收集腔。在滤液收集腔内设置处于底板与盖板之间的二级结构(50)。二级结构包括大量内装元件(51)，它们在这两块板之间延伸。在右边表示的局部放大图表示了这一实际情况。内装元件(51)之间的距离按优选的方式从中点到中点约为0.02mm。同样，内装元件(51)的直径理想值为0.01mm。

图2用放大图表示凸块排列成列(3)。在本例中凸块(7)是矩形的接片。

图3表示沿图2中线A-A通过凸块列的截面。凸块(7)有凹弯的纵侧，具有桶形横截面的通道(8)处于纵侧之间。

图4表示凸块的多种实施形式，分别过滤喷嘴起先敞开的一侧看去。图中表示一种矩形接片(11)、有恒定宽度和修圆的窄侧的细长接片(12)、翼状接片(13)、有恒定宽度和一个倾斜延伸的窄侧的接片(14)以及一种圆弧拱状接片(15)。此外表示：一种正方形支柱(16)、一种三角形支柱(17)、一种圆形支柱(18)以及一种八角形支柱(19)。

图5表示通过不同接片的横截面，具体而言一种矩形横截面(21)、一种有凹弯形纵侧的横截面(22)、一种梯形横截面(23)，其中梯形的长侧与底板(1)连接、一种梯形横截面(24)，其中梯形的短侧与底板(1)连接、以及一种有两个修圆的纵棱的接片(25)。

图6表示凸块不同的排列，其中凸块与其形状无关通过不同大小的点示意地表示。凸块可以排列成矩阵状(31)或排列成直线的列(32)或蛇曲状(33)或锯齿状(34)。许多个列状(35)、蛇曲状或锯齿状(36)排列的凸块可以前后串联状排列。

图7表示接片相对于液体流入方向(41)的定向。接片(42)平行于流入方向布置，接片(43)垂直于流入方向布置，以及接片(44)相对于流入方向不同斜度地布置。

在图8a/b(与WO 97/12687的图6a/b一致)中表示喷雾器(Respimat^)，借助它可以有利地吸入按本发明配制的含水气雾剂制品。

图8a表示通过弹簧压紧时的喷雾器纵剖面。

图8b表示通过弹簧松弛时的喷雾器纵剖面。

外壳上部(77)含有泵壳(78)，在其端部安装用于喷雾器喷嘴的支架(79)。按本发明的喷嘴体(80)和过滤器(55)处于支架内。固定在压簧制动机构的从动法兰(56)内的空心柱塞(57)部分伸入泵壳的圆柱缸内。空心柱塞在其端部带一阀体(58)。空心柱塞借助密封装置(59)密封。止挡(60)处于外壳上部的内部，从动法兰在弹簧松弛时贴靠在止挡(60)上。在弹簧压紧后，闭锁件(62)移到外壳上部内止挡(61)与支座(63)之间。释放钮(64)与闭锁件连接。外壳上部终止在喷口(65)内以及用可套上的保护盖(66)封闭。

有压力弹簧(68)的弹簧壳体(67)借助卡子(69)和旋转支承可旋转地装在外壳上部。外壳下部(70)套在弹簧壳体上。用于要雾化的液体(72)的可更换的储罐(71)处于弹簧壳体内部。储罐用塞子(73)封闭，空心柱塞通过塞子插入储罐内并将其端部浸入液体(生物活性物质溶液储备)内。

在弹簧壳体的外表面内安装用于机械计数器的主轴(74)。在主轴面朝外壳上部的那一端有一驱动小齿轮(75)。一个游标(76)装在此主轴上。

一种借助它应将含药物的液体造成气雾剂的喷雾器含有按本发明的与图1所示喷嘴结构类似的喷嘴。

下面介绍一种优选的实施形式。在这里所说明的数值表示包括偏离优选数值20％在内。一个这种喷嘴有一块宽2.6mm和长约5mm的底板。它在约2mm的宽度上包含优选地40个锯齿状排列的凸块列。每一列长1.3mm。这些凸块是矩形接片，接片长10微米以及宽2.5微米；它们从底板伸出5微米。在接片之间是通道，通道高5微米和宽3微米。二次构件的内装元件有直径为0.01mm。内装元件的距离同样是0.01mm。在液体在喷嘴的进口侧有一列10个矩形接片，它们长200微米和宽50微米；这些接片从底板伸出100微米。在这些接片之间有通道，它们高100微米和宽150微米。进口缝处于距离接片列前约300微米处，它宽约22mm和高100微米。

滤液收集腔处于锯齿状排列的接片列之后，它高5微米以及从2mm宽度逐渐缩小，以及汇入具有矩形横截面的喷嘴内，喷嘴高5微米和宽8微米。此喷口随着对于底板的微结构化而同时形成。

在图1中同样可看出中线52，它在进口侧齿尖53和出口侧齿尖54之间的大约二分之一距离处贯穿列3的锯齿状结构。

附图标记清单

1                            底板

2a、2b                       边缘区

3                            凸块(7)的列

4                            凸块(预滤器)

5                            进口缝

6                            喷嘴

7                            凸块

8                            通道

11，12，13，14，15           接片形状的凸块(7)

16，17，18，19               支柱形状的凸块(7)

21                           矩形接片横截面

22                           有凹的纵侧的接片横截面

23                           梯形接片横截面(长侧连接)

24                           梯形接片横截面(短侧连接)

25                           有修圆的纵棱的接片

31                           矩阵状排列的凸块(7)

32                           直线排列的凸块(7)

33                           蛇曲状排列的凸块(7)

34                           锯齿状排列的凸块(7)

35                           多个列状排列的凸块(7)

36                           串联状排列的凸块(7)

41                           液体进口

42                           平行于进口定向的接片

43                           垂直于进口定向的接片

50                           二级结构

50a                          滤液收集腔

51                            内装元件

52                            中线

53                            进口侧齿尖

54                            出口侧齿尖

55                            过滤器

56                            从动法兰

57                            空心柱塞

58                            阀体

59                            密封装置

60                            止挡

61                            止挡

62                            闭锁件

63                            支座

64                            释放钮

65                            喷口

66                            保护盖

67                            弹簧壳体

68                            压力弹簧

69                            卡子

70                            壳体下部

71                            储罐

72                            液体

73                            塞子

74                            主轴

75                            驱动小齿轮

76                            游标

77                            外壳上部

78                            泵壳

79                            支架

80                            喷嘴体

权利要求书

(按照条约第19条的修改)

1.一种微结构喷嘴，它有过滤器、未经过滤的液体的进口和已过滤的液体的出口，其中，喷嘴包括：

-一块基本上平的底板(1)和可固定在其上的一盖板；

-一个设计为一级结构的主过滤器，它有许多并排成列(3)的凸块(7)，它们作为底板(1)整体的部分并分别从底板伸出，其中，凸块(7)彼此通过通道(8)隔开距离，这些通道构成从进口到出口通过喷嘴的流动路径，以及，盖板当它固定在底板上时覆盖凸块(7)和通道(8)；以及

-一个沿流动方向设在主过滤器下游的滤液收集腔(50a)，

其特征为：

在滤液收集腔(50a)内设计一种二级结构(50)，它包括许多作用于底板(1)和/或盖板上的内装元件(51)，这些内装元件的直径在0.005mm至0.02mm之间。

2.一种微结构喷嘴，它有过滤器、未经过滤的液体的进口和已过滤的液体的出口，其中，喷嘴包括：

-一块基本上平的底板(1)和可固定在其上的一盖板；

-一个设计为一级结构的主过滤器，它有许多并排成列(3)的凸块(7)，它们作为底板(1)整体的部分并分别从底板伸出以及按锯齿状构型排列，其中，凸块(7)彼此通过通道(8)隔开距离，这些通道构成从进口到出口通过喷嘴的流动路径，以及，盖板当它固定在底板上时覆盖凸块(7)及通道(8)；以及

-一个沿流动方向设在主过滤器下游的滤液收集腔(50a)，

其特征为：

在滤液收集腔(50a)内设计一种二级结构(50)，它包括许多作用于底板(1)和/或盖板上的内装元件(51)，它们沿流动方向可以设计在锯齿状构型的前面和较远的后面。

3.按照权利要求2所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)的直径从0.005mm至0.02mm。

4.按照权利要求1至3之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)有圆柱形周壁。

5.按照权利要求1至4之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)彼此有从0.005mm至0.02mm的距离。

6.按照权利要求1至5之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)的直径为0.01mm。

7.按照权利要求1至6之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)有一种凹形周壁。

8.按照权利要求1至6之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)有一种凸形周壁。

9.按照权利要求1至8之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件支柱状从底板向盖板延伸并是盖板的整体组成部分。

10.按照权利要求1至9之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述凸块(7)并列地沿过滤器的整个宽度设置。

11.按照权利要求2至10之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述二级结构(50)设计在锯齿状构型的出口侧直至中线(52)。

12.按照权利要求2至10之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述二级结构(50)设计在锯齿形构型出口侧直至朝进口方向伸出的齿尖内。

13.按照权利要求1至12之一所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块周围区域内的底板与凸块(7)的列(3)内部的盖板之间的距离，它大体与在凸块(7)一侧的通道(8)宽度一样大小，液体在这一侧进入一系列通道(8)内。

14.按照权利要求1至13之一所述的微结构喷嘴，其特征在于：

-许多并排成列(3)的凸块(7)，凸块从底板(1)伸出并是底板整体的组成部分，其中，多个凸块列(3)排列成串联式；

-通道(8)垂直于液体流动方向的横截面沿流动方向看逐列减小；

-设在过滤器进口侧附近的凸块(3)较大或其数量较大，因此它们的间距小于设在更靠近过滤器出口侧的凸块(3)的间距；

-在凸块(7)每个串联式排列的列的周围区域内底板与盖板之间的距离大体与在凸块(7)侧面的通道宽度一样大，液体在这一侧进入一系列通道内；

-一个细长的未经过滤的液体的进口缝(5)，它近似沿整个过滤器宽度延伸以及它的高度大体与在过滤器进口侧从底板伸出的凸块(7)一样；

-一个细长的已过滤液体的出口缝，它近似沿整个过滤器宽度延伸以及它的高度大体与在过滤器出口侧从底板伸出的凸块(7)一样。

15.按照权利要求1至14所述的微结构喷嘴，其特征在于一块平的底板(1)和一块平的盖板。

16.按照权利要求1至15所述的微结构喷嘴，其特征为：过滤器的所有结构仅设计在底板(1)上。

17.按照权利要求1至16所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块(7)周围区域内平的底板(1)与在凸块(7)的列(3)内部平的盖板之间的距离在凸块一侧通道宽度的二分之一与两倍之间，液体在这一侧进入一系列通道(8)内。

18.按照权利要求1至17所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块的多列并排，其中，两个相邻的凸块(7)列互相面对的侧面构成一个相关腔的边界，液体从第一列凸块之间的所有通道流入此腔内，以及液体从此腔流入沿流动方向下一列的凸块之间所有通道内。

19.按照权利要求1至18所述的微结构喷嘴，其特征为：所述收集腔(50a)在进口缝(5)与凸块(4)第一列之间有细长的横截面，未经过滤的液体导入其中以及液体从那里流入第一列凸块之间的所有通道内；以及，收集腔(50a)在最后一列凸块与出口缝之间有细长的横截面，液体从最后一列的所有通道流入其中，以及从那里排出经过滤的液体。

20.按照权利要求1至19所述的微结构喷嘴，其特征在于

-接片(11、12、13、14、15)状的凸块，它们沿流动方向看是直或弯的；或者

-支柱(16、17、18、19)状的凸块。

21.按照权利要求1至20所述的微结构喷嘴，其特征在于通道(8)，其长度在横截面恒定的情况下至少是其在液体进口侧高度的两倍大。

22.按照权利要求1至21所述的微结构喷嘴，其特征在于在接片之间延伸的通道(8)有近似正方形横截面，它沿通道长度恒定，以及长为5微米至50微米，高为2.5微米至25微米，以及宽为2.5至25微米。

23.按照权利要求1至22所述的微结构喷嘴，其特征在于通道，它的横截面是桶形或梯形，其中优选地梯形的较长侧通过盖板构成。

24.按照权利要求1至23所述的微结构喷嘴，其特征在于通道(8)，它们在液体进口侧有近似正方形横截面以及朝液体出口侧有逐渐变宽的横截面。

25.按照权利要求1至24所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块列之间的距离，它优选地是进口侧通道宽度的两倍大。

26.按照权利要求1、4至10或13至25所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块，它们排列成互相平行延伸的列(31)，或排列成蛇曲状延伸按角度α为2度至25度彼此倾斜的列(33)。

27.按照权利要求2至25所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块，它们按一个在2度至25度之间的角度α彼此倾斜。

28.按照权利要求1至27所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块(7)周围区域内平的底板(1)与在凸块列(3)内部平的盖板之间有恒定的间距。

29.按照权利要求1至27所述的微结构喷嘴，其特征在于在底板(1)与盖板之间沿流动方向逐渐缩小的间距。

30.按照权利要求1至29所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块(7)周围区域内的平的底板(1)与一凸块列内部的平的盖板之间的距离，它从处于过滤器进口侧附近的列端部区朝着去往处于过滤器出口侧附近的列端部区方向渐增。

31.按照权利要求1至30所述的微结构喷嘴，其特征在于一块底板(1)，它通过各向同性或各向异性的湿式或干式蚀刻法或这些方法的一种组合而结构化，优选地通过各向异性干式蚀刻法结构化。

32.按照权利要求1至31所述的微结构喷嘴，其特征在于一块用硅制成的底板(1)和一块用玻璃制成的盖板，盖板通过阳极接合法接合。

33.按照权利要求1至30所述的微结构喷嘴，其特征为：所述滤液收集腔(50a)沿流动方向逐渐变成锥形，以及有至少一个喷嘴(6)作为出口。

34.按照权利要求1至31所述的微结构喷嘴，其特征在于一块用硅制成的底板(1)和一块用硅制成的盖板，盖板通过直接接合法接合。

35.按照权利要求1至34所述的微结构喷嘴，其特征为：分别构成用于流过的液体的通道的内装元件之间的距离这样确定，即，使垂直于流动方向得到的有效地用于流过液体的横截面积，大于通过主过滤器的结构构成的流动通道相应的有效横截面积。

36.一种用于吸入疗法的喷雾器，它包括一个按照权利要求1至35之一所述的微结构喷嘴。

37.一种制造如权利要求1至35之一所述喷嘴的方法，其中，在一个步骤中在硅片的一侧为大量喷嘴蚀刻形式上为过滤器结构、二级结构、喷嘴进口和喷嘴出口的微结构，在下一个步骤中在硅片的另一侧牢固地固定一块玻璃板，在一个独立的步骤中将硅片安置在一粘附的膜上，以及在最后一个步骤中，利用由硅片/玻璃板和在硅片下侧上的粘附膜组成的结构单元并借助金刚石锯从玻璃板那一侧开始制成一个个喷嘴。

Claims (36)

1.一种微结构喷嘴，它有过滤器、未经过滤的液体的进口和已过滤的液体的出口，其中，喷嘴包括：

-一块基本上平的底板(1)和可固定在其上的一盖板；

-一个设计为一级结构的主过滤器，它有许多并排成列(3)的凸块(7)，它们分别包括底板(1)的一个整体的部分并分别从底板伸出，其中，凸块(7)彼此通过通道(8)隔开距离，这些通道构成从进口到出口通过喷嘴的流动路径，以及，盖板当它固定在底板上时覆盖凸块(7)及通道(8)；以及

-一个沿流动方向设在主过滤器下游的滤液收集腔(50a)，

其特征为：

在滤液收集腔(50a)内设计一种二级结构(50)，它包括许多作用于底板(1)和/或盖板上的内装元件(51)。

2.按照权利要求1所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)有圆柱形周壁。

3.按照权利要求1或2所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)彼此有从0.005mm至0.02mm的距离。

4.按照权利要求1至3之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)的直径从0.005mm至0.02mm，特别优选地为0.01mm。

5.按照权利要求1所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)有一种凹形周壁。

6.按照权利要求1所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件(51)有一种凸形周壁。

7.按照权利要求1所述的微结构喷嘴，其特征为：所述内装元件支柱状从底板向盖板延伸并是盖板的整体组成部分。

8.按照权利要求1至7之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述主过滤器的凸块(7)设计为从一中面(52)出发朝进口和出口的方向有齿尖(53)的锯齿形构型。

9.按照权利要求1至8之一所述的微结构喷嘴，其特征为：所述凸块(7)并列地沿过滤器的整个宽度设置。

10.按照权利要求8或9所述的微结构喷嘴，其特征为：所述二级结构(50)在锯齿形构型出口侧直至中线(52)设计为底板的整体组成部分。

11.按照权利要求8或9所述的微结构喷嘴，其特征为：所述二级结构(50)设计在锯齿形构型出口侧直至朝进口方向伸出的齿尖内。

12.按照权利要求8或9所述的微结构喷嘴，其特征为：所述二级结构(50)沿流动方向设计在锯齿形构型的前和后。

13.按照权利要求1至12之一所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块周围区域内的底板与凸块(7)的列(3)内部的盖板之间的距离，它大体与在凸块(7)一侧的通道(8)宽度一样大小，液体在这一侧进入一系列通道(8)内。

14.按照权利要求1至13之一所述的微结构喷嘴，其特征在于：

-许多并排成列(3)的凸块(7)，凸块从底板(1)伸出并是底板整体的组成部分，其中，多个凸块列(3)排列成串联式；

-通道(8)垂直于液体流动方向的横截面沿流动方向看逐列减小；

-设在过滤器进口侧附近的凸块(3)较大或其数量较大，因此它们的间距小于设在更靠近过滤器出口侧的凸块(3)的间距；

-在凸块(7)每个串联式排列的列的周围区域内底板与盖板之间的距离大体与在凸块(7)侧面的通道宽度一样大，液体在这一侧进入一系列通道内；

-一个细长的未经过滤的液体的进口缝(5)，它近似沿整个过滤器宽度延伸以及它的高度大体与在过滤器进口侧从底板伸出的凸块(7)一样；

一一个细长的已过滤液体的出口缝，它近似沿整个过滤器宽度延伸以及它的高度大体与在过滤器出口侧从底板伸出的凸块(7)一样。

15.按照权利要求1至14所述的微结构喷嘴，其特征在于一块平的底板(1)和一块平的盖板。

16.按照权利要求1至15所述的微结构喷嘴，其特征为：过滤器的所有结构仅设计在底板(1)上。

17.按照权利要求1至16所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块(7)周围区域内平的底板(1)与在凸块(7)的列(3)内部平的盖板之间的距离在凸块一侧通道宽度的二分之一与两倍之间，液体在这一侧进入一系列通道(8)内。

18.按照权利要求1至17所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块的多列并排，其中，两个相邻的凸块(7)列互相面对的侧面构成一个相关腔的边界，液体从第一列凸块之间的所有通道流入此腔内，以及液体从此腔流入沿流动方向下一列的凸块之间所有通道内。

19.按照权利要求1至18所述的微结构喷嘴，其特征为：所述收集腔(50a)在进口缝(5)与凸块(4)第一列之间有细长的横截面，未经过滤的液体导入其中以及液体从那里流入第一列凸块之间的所有通道内；以及，收集腔(50a)在最后一列凸块与出口缝之间有细长的横截面，液体从最后一列的所有通道流入其中，以及从那里排出经过滤的液体。

20.按照权利要求1至19所述的微结构喷嘴，其特征在于

-接片(11、12、13、14、15)状的凸块，它们沿流动方向看是直或弯的；或者

-支柱(16、17、18、19)状的凸块。

21.按照权利要求1至20所述的微结构喷嘴，其特征在于通道(8)，其长度在横截面恒定的情况下至少是其在液体进口侧高度的两倍大。

22.按照权利要求1至21所述的微结构喷嘴，其特征在于在接片之间延伸的通道(8)有近似正方形横截面，它沿通道长度恒定，以及长为5微米至50微米，高为2.5微米至25微米，以及宽为2.5至25微米。

23.按照权利要求1至22所述的微结构喷嘴，其特征在于通道，它的横截面是桶形或梯形，其中优选地梯形的较长侧通过盖板构成。

24.按照权利要求1至23所述的微结构喷嘴，其特征在于通道(8)，它们在液体进口侧有近似正方形横截面以及朝液体出口侧有逐渐变宽的横截面。

25.按照权利要求1至24所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块列之间的距离，它优选地是进口侧通道宽度的两倍大。

26.按照权利要求1至25所述的微结构喷嘴，其特征在于凸块，它们排列成互相平行延伸的列(31)，或排列成蛇曲状延伸的列(33)，或排列成锯齿状延伸的按角度α为2度至25度彼此倾斜的列(34)。

27.按照权利要求1至26所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块(7)周围区域内平的底板(1)与在凸块列(3)内部平的盖板之间有恒定的距离。

28.按照权利要求1至26所述的微结构喷嘴，其特征在于在底板(1)与盖板之间沿流动方向逐渐缩小的距离。

29.按照权利要求1至28所述的微结构喷嘴，其特征在于在凸块(7)周围区域内平的底板(1)与蛇曲状(33)或锯齿状(34)排列的凸块列内部平的盖板之间的距离，它从处于过滤器进口侧附近的列端部区朝着去往处于过滤器出口侧附近的列端部区方向渐增。

30.按照权利要求1至29所述的微结构喷嘴，其特征在于一块底板(1)，它通过各向同性或各向异性的湿式或干式蚀刻法或这些方法的一种组合而结构化，优选地通过各向异性干式蚀刻法结构化。

31.按照权利要求1至30所述的微结构喷嘴，其特征在于一块用硅制成的底板(1)和一块用玻璃制成的盖板，盖板通过阳极接合法接合。

32.按照权利要求1至31所述的微结构喷嘴，其特征为：所述滤液收集腔(50a)沿流动方向逐渐变成锥形，以及有至少一个喷嘴(6)作为出口。

33.按照权利要求1至27所述的微结构喷嘴，其特征在于一块用硅制成的底板(1)和一块用硅制成的盖板，盖板通过直接接合法接合。

34.按照权利要求1至27所述的微结构喷嘴，其特征为：分别构成用于流过的液体的通道的内装元件之间的距离这样确定，即，使垂直于流动方向得到的有效地用于流过液体的横截面积，大于通过主过滤器的结构构成的流动通道相应的有效横截面积。

35.一种用于吸入疗法的喷雾器，它包括一个按照权利要求1至34之一所述的微结构喷嘴。

36.一种制造如权利要求1至34之一所述喷嘴的方法，其中，在一个步骤中在硅片的一侧为大量喷嘴蚀刻形式上为过滤器结构、二级结构、喷嘴进口和喷嘴出口的微结构，在下一个步骤中在硅片的另一侧牢固地固定一块玻璃板，在一个独立的步骤中将硅片安置在一粘附的膜上，以及在最后一个步骤中，利用由硅片/玻璃板和在硅片下侧上的粘附膜组成的结构单元并借助金刚石锯从玻璃板那一侧开始制成一个个喷嘴。

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