CZ299091B6 - Zpusob generování aerosolu a generátor k vytvorení aerosolu - Google Patents

Abstract

Podle zpusobu generování aerosolu generátorem (21, 121, 221), jehož soucástí je trubicka (23, 123, 223), se dodává tekutý materiál do druhého konce (31, 131, 231) trubicky (23, 123, 223) generátoru (21, 121, 221) a odporový ohrívac (27, 127, 227) generátoru (21, 121, 221) se zásobuje elektrinou dostatecnou k ohrevu a odparování tekutého materiálu v trubicce. Odparený materiál vyskytující se v prvním otevreném konci (25, 125, 225) trubicky (23, 123, 223) se mísí s okolním vzduchem pro vytvorení aerosolu, kde zásobování elektrinou odporového ohrívace (27, 127, 227) je prerušované v závislosti na množství dodávání aerosolu. Generátor (21, 121, 221) k vytvárení aerosolu má trubicku (23, 123, 223) s prvním otevreným koncem (25, 125, 225) a druhým koncem (31, 131, 231), který je uzpusoben pro spojení se zdrojem (33, 133, 233) tekutého materiálu, z nehož se vytvárí aerosol. Dále má odporový ohrívac (27, 127, 227) k ohrevu a odparování tekutiny, privádené do trubicky (23, 123, 223) jejím druhým koncem (31, 131, 231), pricemž odparovaný tekutý materiál vycházející prvním otevreným koncem (25, 125, 225) je mísen s okolním vzduchem pro vytvorení aerosolu. Dále zahrnuje aktivacní cidlo (37, 137, 237) pro snímání množství dodávaného aerosolu aktivizací dodávky el. energie ze zdroje (29, 129,229) elektrické energie do odporového ohrívace (27, 127, 227).

Description

Oblast techniky

Vynález se obecně týká aerosolů, zvláště se týká aerosolů generovaných bez použití stlačeného vzduchu jako vypuzovací látky, a dále se týká způsobů a zařízení ke generování takových aerosolů.

Aerosoly jsou použitelné u širokého rozsahu aplikací. Tak je například často žádoucí léčit respirační onemocnění pomocí léků podávaných aerosolovými spreji ve formě oddělených částic tekutiny a/nebo pevných látek, například práškových léků atd., které se inhalují do pacientových plic. Aerosoly se rovněž používají jako vůně rozprašované do místnosti, na pokožku, stejně jako náplně sprejů k nanášení barev nebo mazadel.

Dosavadní stav techniky

Existuje celá řada technik generování aerosolu. Patenty US 4 811 731 a US 4 627 432 představují zařízení, kterým se mohou zavádět léky do pacientova těla, ve kterých se kapsle s lékem propíchne, čímž se uvolní lék ve formě prášku. Pacient uvolněný lék inhaluje přes otvor v zařízení. Takové zařízení je vhodné pro zavádění práškových léků, není však vhodné pro podávání léků v tekuté formě. Stejné zařízení však není vhodné ani pro podávání léků osobám, které by mohly mít problémy s vyvoláním dostatečného proudu vzduchu ze zařízení, například astmatikům, který je nutný pro dostatečnou inhalaci. Zařízení nejsou vhodná ani pro materiály, které nemají formu léků.

Jiné dobře známé techniky generování aerosolu používají ručně ovládané pumpičky, které čerpají tekutinu z nádržky a ženou ji přes malou trysku, která vytváří jemný sprej. Nevýhodou takových generátorů aerosolu, alespoň u aplikací podávání léků, je obtížná synchronizace inhalace pumpováním.

Nejznámější technika generování aerosolu, ve formě částic tekutiny nebo prášku, zahrnuje, pro dopravu použité látky na principu Venturiho trubice, stlačenou vypuzovací látku, která často obsahuje chloro-fluoro-carbon - CFC nebo methylchloroform. Inhalátory obsahující stlačenou vypuzovací látku, například stlačený kyslík, se často ovládají stlačením tlačítka, čímž se uvolní krátká dávka stlačené vypuzovací látky. Tato látka přenáší z nádobky, při průchodu tryskou, medikament, který je společně s vypuzovací látkou pacientem inhalován. Tento princip používání vypuzovací látky k přenosu medikamentu je výhodný pro osoby, které mají potíže s inhalováním.

U uspořádání s vypuzovací látkou nemusí být medikament správně dopraven do pacientových plic, a to tehdy, když se pro správnou inhalaci požaduje správné načasování stlačování aktivačního prvku - tlačítka s vlastním inhalováním. Kromě toho není takové uspořádání příliš vhodné pro podávání materiálu ve větším množství. Ačkoliv generátory aerosolu na bázi stlačené vypu45 zovací látky mají široké uplatnění jako antiperspirační a deodorantní spreje a barevné spreje, je jejich použití omezeno z hlediska vlivu na životní prostředí, a to zvláště u sprejů, které jsou u generátorů tohoto typu nejvíce používány.

Při podávání léků je důležité, aby podávaný aerosol obsahoval částice s průměrem o střední hod50 notě menší než 2 mikrony, aby částice o této velikosti mohly snadněji pronikat do plic pacienta. Většina známých generátorů nedokáže generovat částice s menším středním průměrem jak 2 až 4 mikrony. U jistých aplikací léků je žádoucí podávat léky při vysoké rychlosti toku, například okolo 1 miligramu/s. Většina známých generátorů aerosolu není schopna této rychlosti, při velikosti částic od 0,2 do 2,0 mikronů, dosáhnout.

- 1 CZ 299091 B6

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky stávajícího stavu techniky jsou odstraněny způsobem generování aerosolu generátorem s trubičkou, jehož podstatou je to, že se dodává tekutý materiál do druhého konce trubičky generátoru, odporový ohřívač generátoru se zásobuje elektřinou dostatečnou k ohřevu a odpařování tekutého materiálu v trubičce, přičemž odpařený materiál vyskytující se v prvním otevřeném konci trubičky se mísí s okolním vzduchem pro vytvoření aerosolu, kde zásobování elektřinou odporového ohřívače je přerušované v závislosti na množství dodávání aerosolu.

Podstatou je rovněž to, že zásobování elektřinou se uskutečňuje v reakci na detekci nasátí uživatelem, nebo že detekce nasátí uživatelem se provádí aktivačním čidlem nasátí, které je umístěné v náustku, blíže k otevřenému konci trubičky, případně že tekutý materiál se dodává v rozsahu větším než 1 mg/s, nebo že dodávaný tekutý materiál se zplyňuje v rozsahu větším než 1 mg/s, jakož i že tekutý materiál zahrnuje propylénglykol a střední průměr pevných částic aerosolu je menší než 2 pm, nebo že střední průměr pevných částic aerosolu je mezi hodnotami 0,2 pm a 2 pm a že střední průměr pevných částic aerosolu je mezi hodnotami 0,5 pm a 1 pm.

Dále je podstatou i to, že se dodává druhý materiál v tekutinové formě do druhé trubičky gene20 rátoru, tento materiál se ohřívá na teplotu dostatečnou k odpaření, přičemž tento odpařený druhý materiál expanduje z otevřeného konce druhé trubičky a mísí se první materiál a odpařený druhý materiál expandovaný z otevřených konců první trubičky a druhé trubičky jednotlivě spolu s okolním vzduchem, přičemž odpařený první a druhý materiál vytváří první a druhý aerosol jednotlivě a první a druhý aerosol se mísí jeden s druhým a vytváří kombinovaný aerosol zahmu25 jící oba dva aerosoly, nebo že první materiál zahrnuje alespoň dvě složky, které se smísí před jeho odpařením.

Rovněž je podstatou to, že se spolu s prvním materiálem dodává do první trubičky další materiál ve formě tekutiny, oba materiály se ohřívají na teplotu dostatečnou k jej ich odpařování tak, že společně expandují z otevřeného konce trubičky, nebo že v roztoku materiálu se vznášejí pevné částice, které jsou puzeny ven z otevřeného konce trubičky, jakmile odpařený materiál expanduje, takže aerosol zahrnuje kondenzované částice materiálu a pevné částice, jakož i to, že pevné částice vznášející se v roztoku mají větší střední hodnotu průměru, než částice v materiálu v aerosolové formě, nebo že pevné částice, když se vytvoří aerosol, mají větší střední hodnotu průměru, než částice materiálu ve formě aerosolu.

Podstatným u generátoru k vytváření aerosolu je to, že trubička má první otevřený konec a druhý konec, kteiý je uzpůsoben pro spojení se zdrojem tekutého materiálu, z něhož se vytváří aerosol, odporový ohřívač k ohřevu a odpařování tekutiny, přiváděné do trubičky jejím druhým koncem, přičemž odpařovaný tekutý materiál vycházející prvním otevřeným koncem je míšen s okolním vzduchem pro vytvoření aerosolu a dále zahrnuje aktivační čidlo pro snímání množství dodávaného aerosolu aktivizací dodávky el. energie ze zdroje el. energie do odporového ohřívače, nebo že aktivační čidlo je čidlo aktivované nasátím, jakož i to, že aktivační čidlo je částí náustku nejblíže otevřenému konci trubičky, přičemž aerosol je generován při nasátí uživatelem, nebo že konstrukce náustku umožňuje nasátí proudu vzduchu v množství alespoň 60 1/min bez podstatného odporu.

Podstatným je také to, že trubička má vnitřní průměr mezi 0,05 mm a 0,53 mm, nebo že trubička má vnitřní průměr 0,1 mm.

Dále je podstatnou skutečností i to, že generátor zahrnuje uspořádání k dodávce kapalného materiálu, který má být aerosolizován, do druhého konce trubičky, nebo že kapalný materiál zahrnuje propylénglykol a střední průměr pevných částic generovaného aerosolu je 2 pm nebo menší, jakož i to, že střední průměr pevných částic generovaného aerosolu je mezi 0,2 pm a 2 pm, nebo mezi 0,5 pm a 1 pm.

-2CZ 299091 B6

Také je podstatným to, že trubička je částí kondenzační křemičité kapilární kolony, nebo že trubička je keramická trubička ze silikátu hliníku, jakož i to, že odporový ohřívač zahrnuje chromniklový ohřívací člen, nebo že odporový ohřívač je připojen ke zdroji stejnosměrného proudu a že zahrnuje prostředky pro dodání tekutého materiálu, nebo že tyto prostředky jsou vytvořeny pro dodávání tekutého materiálu do trubičky v množství větším než 1 mg/s či to, že prostředky pro dodávání tekutého materiálu zahrnují zdroj tekutého materiálu a pumpiěku a že pumpička zahrnuje stříkačku s pístem a válcem a prostředky pohybové sestavy pístu ve válci.

ío Podstatným je také fakt, že prostředky pohybové sestavy pístu zahrnují ozubenou závitovou tyč připevněnou k pístu, prostředky pro otáčení závitové tyče a závitový pevný prvek, skrze nějž prochází závitová tyč, přičemž její otáčení vzhledem k závitovému pevnému prvku posouvá píst ve válci, nebo že prostředky pro dodávání tekutého materiálu zahrnují zdroj tekutého materiálu jakož i to, že zdroj tekutého materiálu je utěsněn vzhledem k vnější atmosféře.

Také je podstatným to, že generátor dále zahrnuje prostředky pro dodávání dalšího materiálu v tekutinové formě do druhého konce první trubičky, přičemž první a další materiál jsou dodávány společně do druhého konce první trubičky a ohřívač je účinný pro ohřev první trubičky na dostatečnou teplotu k odpařování obou materiálů, přičemž oba materiály expandují ven z otevřeného konce první trubičky, mísí se s okolním vzduchem a vytvářejí kombinovaný aerosol.

Rovněž skutečnost, že generátor zahrnuje druhou trubičku, která má první otevřený konec a druhý konec, pumpiěku pro dodávání druhého materiálu ve formě tekutiny do druhé trubičky jejím druhým koncem, přičemž ohřívač je účinný k ohřevu druhé trubičky na dostatečnou teplotu k odpařování druhého materiálu, přičemž druhý materiál expanduje ven otevřeným koncem a dále zahrnuje náustek pro smísení odpařených materiálů spolu s okolním vzduchem, přičemž první a druhý odpařený materiál vytvářejí první a druhý aerosol samostatně, nebo první a druhý aerosol jsou smíšeny jeden s druhým v náustku k vytvoření kombinovaného aerosolu včetně prv30 ního a druhého aerosolu.

Přehled obrázků na výkresech

Příkladné provedení způsobu generování aerosolu a generátoru k vytvoření aerosolu je znázorněno na přiložených výkresech, kde představuje obr. 1 schematický nákres generátoru aerosolu podle druhého provedení tohoto vynálezu včetně ohřívače, rovněž podle provedení tohoto vynálezu, obr. 3 schematické znázornění generátoru aerosolu podle druhého provedení tohoto vynálezu, obr. 4 schematický pohled na generátor aerosolu podle třetího provedení tohoto vynálezu a obr. 5 graf vlivu el. energie přivedené do generátoru aerosolu, podle tohoto vynálezu, a aplikované na částice o střední průměrné hodnotě.

Příklady provedení vynálezu

Generátor 21 aerosolu, podle prvního provedení, je schematicky znázorněn na obr. 1. Generátor 21 aerosolu zahrnuje trubičku 23 s otevřeným koncem 25. Na alespoň části trubičky 23 je umístěn ohřívač 27, nejlépe způsobem, při kterém vzniká okolo trubičky 23 ohřívaná zóna, která maximalizuje stejnosměrný přenos tepla v celé zóně. ohřívač 27 je připojen ke zdroji 29 proudu, nejlépe ke zdroji stejnosměrného proudu, například k baterii.

V době činnosti je do trubičky 23 dodáván materiál v tekuté formě. Ohřívač 27 ohřívá část trubičky 23 na teplotu, která stačí k odpařování tekutého materiálu. V případě organického tekutého materiálu, ohřívač 27 zahřívá tekutý materiál na teplotu bodu varu, a přitom udržuje povrchovou teplotu trubičky 23 pod hodnotou 400 °C, jelikož organické materiály nejsou, při ohřevu nad tuto

-3 CZ 299091 B6 teplotu po delší dobu, stabilní. Odpařený materiál expanduje z otevřeného konce 25 trubičky 23. Mísí se s okolním vzduchem, kondenzuje a vytváří částice aerosolu. U provedení, kterému se dává přednost, je trubičkou 23 kapilární trubička, nebo alespoň její část, která má vnitřní průměr přibližně 1 mm. Trubička 23 je částí kondenzační křemičité kapilární kolony nebo křemičitano5 hlinité keramické trubičky, přičemž lze použít i jiné nereagující materiály schopné vydržet opakované zahřívací cykly a generované tlaky, a které mají dobrou tepelnou vodivost. Pokud je to žádoucí nebo nutné, může být vnitřní strana trubičky 23 pokryta povlakem, který snižuje tendenci materiálu k ulpívání na stěně trubičky, což by mohlo vést k jejímu ucpání.

ío Trubička 23 se může na druhém konci 31 uzavřít a materiál v tekutém stavu se může do trubičky 23 zavést, pokud se má vytvořit aerosol, přes otevřený konec 25. Jestliže se materiál zahřívá ohřívačem 27, může odpařený materiál expandovat opuštěním trubičky 23 přes otevřený konec 25. Přednost se dává tomu, aby byl druhý konec 31 trubičky 23 připojen ke zdroji 33 tekutého materiálu, který je znázorněn přerušovanou čárou na obr. 1. Tekutý materiál se vlivem zahřívání v části trubičky 23 odpařuje, ale je mu zabráněno expandovat směrem k druhému konci 31 trubičky, přitom je vypuzován otevřeným koncem 25, a to pomocí zpětného tlaku tekutiny ze zdroje 33 tekutého materiálu. Zpětný tlak tekutiny by měl mít hodnotu okolo 137,8 až 186,7 kPa.

Ohřívačem 27 je obvykle elektrický odporový ohřívač. Podle provedení, kterému se dává před20 nost, je ohřívačem 27 drát s vnějším průměrem 0,2 mm, hodnotou odporu 13,1 ohmů na stopu a specifickým teplem 0,110BTU/Ib °F. Drát je složen ze 71,1 % železa, 23 % chrómu a 5,3 % hliníku.

Podle jiného provedení, kterému se dává přednost, zahrnuje ohřívač 27A a 27B z obr. 2A a 2B tenkou platinovou ohřívací vrstvu 27A’ a 27B’, která je umístěna vně plátované keramické kapilární trubičky 23, sloužící jako podklad. Jako doplněk ke zmíněné křemičito-hlinité keramické trubičce, může trubička 23 obsahovat keramický materiál, například z TiO₂, ZrO₂, ZrO₂, stabilizovaný oxidem yttria, který při opakovaných cyklech a při normální provozní teplotě nezpůsobuje oxidaci. Přednost se dává oxidu hliníku s čistotou přibližně 99 %, lépe 99,6 %.

Trubička 23 a ohřívací vrstva 27A’ a 27B’ mají zhruba stejný koeficient tepelné roztažnosti, aby se tím snížila teplem vyvolaná delaminace. Keramický materiál má předepsanou hrubost, která vyvolává elektrický odpor a slouží k dosažení přilnavosti položené platinové vrstvy. Platinová vrstva nepůsobí během pracovních cyklů na znehodnocování vlivem okysličování, ani na vznik koroze.

Tenký film ohřívací vrstvy 27A’ a 27B’ je umístěn na keramickou trubičku 23. Ohřívací vrstvou 27A’ a 27B’ je tenký film z platiny o tloušťce menší než 2 mikrometry. Ohřívací vrstva 27A’ a 27B’ je umístěna na trubičku 23 pomocí vhodného způsobu, například nanášením magnetrono40 vým rozprašovačem na stejnosměrný proud, při použití nanášecí jednotky HCR magnetronového rozprašovače, a to v argonu při 10'³ Torrů. Alternativně lze použít k umístění ohřívací vrstvy 27A’ a 27B’ i jiné obvyklé techniky nanášení, například vakuové nanášení, chemické nanášení, elektroplátování a nanášení chemických par.

Morfologie povrchu substrátu tj. podkladové vrstvy keramické trubičky je pro úspěšné nanášení ohřívací vrstvy 27A’ a 27B’ velmi důležitá. Trubička 23 se přeplátovává pomocí obvyklého zoubkovaného nože. K přeplátování používaný oxid hliníku má neleštěný povrch s hrubostí mezi 20,32 a 88,9 cm“⁶, konkrétněji mezi jedním a 254 cm ⁶, nejlépe mezi 30,48 a 55,88 cm“⁶. Pokud se substrát leští, aby se snížila hrubost povrchu, tak jak se to obvykle při přípravě keramického substrátu provádí, to znamená na hodnotu drsnosti povrchu 2,54 cm“⁶, nevytvoří se odpovídající styčná vrstva.

Obr. 2A zobrazuje připojení ohřívací vrstvy 27A’ ke zdroji proudu pomocí příslušných kontaktů 27A”, které slouží kjejímu odporovému ohřevu. Na obr. 2B je znázorněno připojení ohřívací vrstvy 27B’ ke zdroji proudu pomocí vodivých připojení 27B”, které rovněž slouží

-4CZ 299091 B6 k odporovému ohřevu ohřívací vrstvy 27B’. Kontakty 27A” nebo vodivá připojení 27B” mají nižší odpor než připojená ohřívací vrstva 27B’, aby se tím zabránilo nebo snížilo ohřívání těchto spojů před tím, než začne ohřev ohřívací vrstvy 27B’. Na obr. 2A znázorněné kontakty 27A” mohou obsahovat wolframový drát potažený zlatém, který je k dispozici. Alternativně mohou kontakty 27A” obsahovat měděný přívod. Kontakty 27A” spojují platinovou ohřívací vrstvu 27A’ na/v jejím horním povrchu, nebo na kterémkoliv místě a to tak dlouho, dokud se nedosáhne adekvátního elektrického spojení. Kontakty 27A” mohou být elektricky připojeny k hrázím 28A’ platinové ohřívací vrstvy 27A’ , přičemž tato vrstva dále zahrnuje aktivní plochu 28A’ platinové ohřívací vrstvy 27A’, přičemž tato vrstva dále zahrnuje aktivní plochu 28A’ sloužící k ohřevu trubičky 23 mezi nimi. Odpor ohřívací vrstvy 27A’ je realizován morfologií trubičky 23.

Na obr. 2B znázorněná elektricky vodivá kontaktní připojení 27B’ se mohou použít místo již popsaného uspořádání, a mohou se vytvářet tak, aby se zlepšila mechanická odolnost sestavy. Kontaktní místa jsou připojena k vnější části trubičky 23 před nanesením ohřívací vrstvy 27B’ ajsou vodiči připojena ke zdroji proudu. Kontaktní místa mohou být zhotovena zjakéhokoliv materiálu, který má dobrou elektrickou vodivost, například z mědi nebo měděných slitin, například z fosforového bronzu nebo Si bronzu, přednost se dává mědi a slitinám mědi, které obsahují alespoň 80 % mědi. Vodivá připojení 27B” nebo propojovací vrstvy, které budou popsány později, poskytují spojení s malým odporem při požadovaném proudu. Pokud se pro zmíněná místa nepoužije měď nebo její slitiny, potom je mezilehlá neznázorněná propojovací vrstva připojena, jakoukoliv obvyklou technikou, ke konci místa, aby se tím umožnilo propojení mezi místem a trubičkou 23 bez ovlivňování elektrické cesty.

Spojení konců vodivých připojení 27B” s trubičkou 23 je dosaženo eutektickým propojením, přičemž se povrch mědi oxiduje, oxidovaný povrch mědi je kontaktován keramickým substrátem, nebo trubičkou, oxid mědi-mědi se zahřívá za účelem roztavení oxidu mědi, ale nikoliv mědi, a to tak, že roztavený oxid mědi teče do rozhraní zrn keramického materiálu, následuje redukce oxidu mědi zpět do mědi tak, aby se vytvořily pevné vazby. Tohoto spojení lze dosáhnout eutektickým propojovacím procesem.

V příštím krokuje platinová ohřívací vrstva 27B’ nanesena na keramickou trubičku 23. Ohřívací vrstva 27B’ zahrnuje výchozí vrstvu 27C’, kteráje umístěna okolo trubičky 23 a připojení 27B”, dále zahrnuje kontaktní vrstvu 27D’, která elektricky propojuje místa s výchozí vrstvou. Aktivní ohřívací plochaje definována na části ohřívací vrstvy 27B’, která není pokryta kontaktní vrstvou

27D’, což je výsledkem toho, že se před jejím nanesením ohřívací plocha zakryje maskou. Tlustší oblasti 28B’ se vytváří kontaktní vrstvou 27D’ umístěnou okolo ohřívací vrstvy 27B’. která se zvedá nad tato místa, a tím vytváří spoje. Ό provedení na obr. 2A a 2B se provedením hrází, nebo stupňovitých oblastí z platiny v ohřívací vrstvě, kteráje tlustší v místech kontaktu nebo ve zmíněných místech, než v aktivních částech, dosáhne stupňovitého odporového profilu, který maxi40 malizuje odpor v aktivní části ohřívací vrstvy.

Zdroj 29 el. energie je volen tak, aby poskytoval pro ohřívací prvek 27 dostatečný výkon, aby mohl spolehlivě ohřát část trubičky 23. Zdroj 29 el. energie je vyměnitelný s možností dobíjení a může zahrnovat kondenzátor a baterii. V přenosném provedení je to vyměnitelná dobíječi bate45 rie, například čtyřčlánková nikl-kadmiová baterie, sériově zapojená s napětím v nezatíženém stavu 4,8 až 5,6 V. Vlastnosti zařízení dodávky el. energie jsou vybírány podle vlastností jednotlivých komponent generátoru 21 aerosolu, zvláště podle vlastností ohřívače 27. Jedno zařízení dodávky el. energie, které úspěšně generovalo aerosol z tekutého propylenglykolu, je plynule ovládáno při 2,5 V a 0,8 A. Energie, dodávaná na této úrovni, se blíží k požadavkům na minimál50 ní energii potřebnou k odpařování propylenglykolu, a to při rychlosti odpařování 1,5 miligramů/s a při atmosférickém tlaku okolí, což ukazuje na to, že generátor 21 se může ovládat efektivně.

Generátor 21 aerosolu může aerosol generovat okamžitě po požádání, a jak to bude dále popsáno, i plynule. Pokud chceme aerosol generovat pouze občas, může se materiál v tekutém stavu dodat do části trubičky 23 u ohřívače 27, a to vždy, kdy vznikla potřeba aerosol generovat. Materiál

-5CZ 299091 B6 v tekutém stavu teče ze zdroje 33 tekutého materiálu do části trubičky 23 u ohřívače 27 tak, žeje pumpován pomocí pumpičky 35, znázorněné čárkovaně.

Pokud je to žádoucí, mohou se neznázoměné ventilky, potřebné k přerušení proudu aerosolu seřadit do řady mezi částí trubičky 23 u ohřívače 27. Materiál v tekutém stavu je pumpován pumpičkou 35 v odměřeném množství, které dostačuje k naplnění části trubičky 23 u ohřívače 27 tak, že se v podstatě pouze materiál, mezi zdrojem 33 materiálu a částí trubičky 23, brání expanzi odpařeného materiálu ve směru druhého konce 31 trubičky 23.

ío Pokud je při inhalování léku žádoucí generovat aerosol střídavě, je generátor 21 aerosolu opatřen aktivačním snímačem 37 nasátí - znázorněn čárkovaně, který tvoří část náustku 39 - znázorněn čárkovaně, a je umístěn u otevřeného konce 25 trubičky 23, a slouží k aktivaci pumpičky 35 a ohřívače 27, takže materiál v tekutém stavu je dopravován do trubičky 23, kde se působením ohřívače 27 odpařuje. Snímač 37 je snímačem typu, který je citlivý na pokles tlaku, který se objevuje v náustku 39 přitom, když uživatel náustek 39 použije. Generátor 23 aerosolu je opatřen obvodem, takže když uživatel použije náustek 39, pumpička 35 dodá materiál v tekutém stavu do trubičky 23, přičemž se ohřívač 27 dodávanou el. energií zahřívá.

Náustek 39 je umístěn u otevřeného konce 25 trubičky 23 a usnadňuje úplné smísení odpařeného materiálu s chladnějším okolním vzduchem, přičemž odpařený materiál kondenzuje a vytváří částice aerosolu. Pro potřeby podávání léků je náustek 39 konstruován tak, aby umožnil průchod alespoň 60 litrů vzduchu za minutu bez podstatného odporu, což je normální přítokový proud vhodný k inhalování. Náustek 39 může být navržen tak, aby j ím mohlo procházet větší či menší množství vzduchu, což záleží na požadované aplikaci generátoru 21 aerosolu a na jiných fakto25 rech, například na preferencích uživatele. Náustek 39 sloužící k ručnímu ovládání a k použití pro astmatiky, kterému se dává přednost, má průměr okolo 2,54 cm a je dlouhý přibližně 3,81 cm až 5,8 cm, přičemž otevřený konec 25 trubičky 23 je středěn vůči konci náustku 39.

Na obr. 3 je znázorněn generátor 121 aerosolu podle druhého provedení tohoto vynálezu. Zák30 ladní komponenty generátoru 121 aerosolu na obr. 3 zahrnuje sestavu zásoby tekutého materiálu. Generátor 121 aerosolu zahrnuje trubičku 123 s otevřeným koncem 125, ohřívač 127 připojený k části trubičky 123 u otevřeného konce 123 a dále zdroj 129 el. energie pro ohřívač 127.

Druhý konec 131 trubičky 123 vstupuje do nádržky nebo zdroje 133 tekutého materiálu, napří35 klad do válce 133 injekční stříkačky - pumpičky 144, přičemž tekutý materiál je dále dodáván do trubičky 123 přes druhý konec 131 pomocí pístu 135 pumpičky 144. Náustek 139 a snímač 137 oba jsou znázorněny čárkovaně, může být zhotoven stejným způsobem jako u předchozího provedení generátoru 21 aerosolu.

Zobrazená pumpička 141 injekční stříkačky, zahrnující válec 133 a píst 135, ulehčuje dodávku tekutého materiálu do trubičky 123 při stanoveném průtočném množství. Pumpička 141 injekční stříkačky zahrnuje pohybovou sestavu 143 pístu 135 vůči válci 133. Sestava 143 umožňuje, podle potřeby, postupný nebo plynulý dopředný nebo zpětný pohyb pístu 135 z válce 133. Píst 135 může být v případě potřeby ovládán i ručně.

Sestava 143 zahrnuje tyč 145, jejíž alespoň část je opatřena vnějším závitem. Tyč 145 je na jednom konci připevněna ke hřídeli 147 reverzibilního elektromotoru 149, který působí na tyč 145 tak, že se podle potřeby otáčí axiální ve směru pohybu, nebo proti pohybu, hodinových ručiček. Přednost se dává tomu, aby tyč 145 byla k hřídeli 147 připevněna pomocí spojky 151, která by umožňovala axiální pohyb tyče 145 vůči hřídeli 147, ale nikoliv rotační pohyb tyče 145 vůči hřídeli 147.

Konec tyče 145 je spojen s pístem 135. Přednost se dává tomu, aby byla tyč 145 připojena k pístu 135 pomocí sestavy ložiska 153 tak, aby otáčení tyče 145 nevyvolalo otáčení pístu 135, ale pokud by to bylo žádoucí, aby mohla být tyč 145 s pístem 135 spojena napevno. Část tyče 145

-6CZ 299091 B6 s vnějším závitem vstupuje přes vnitřní závit otvoru 155 do pevného prvku 157, kterým může být matice, který je aretován v poloze vůči elektromotoru 149 a válci 133, přičemž jak elektromotor 149, tak i válec 133 může být rovněž aretován v určité poloze.

V době, kdy je elektromotor 149 v provozu, hřídel 147 otáčí tyčí 145, která se otáčí axiálně v otvoru 155 relativně vůči pevnému prvku 157. Jelikož se tyč 145 otáčí v otvoru 155 v axiálním směru, je konec tyče 145 připojený k pístu 135 ve válci 133 posouván v dopředném nebo zpětném směru, což závisí na závitu tyče 145 a otvoru 155 a směru, ve kterém se tyč 145 otáčí. Spojka 151 umožňuje pohyb tyče 145 v axiálním směru vůči hřídeli 147. Jsou zde zařazeny nezío názoměné snímače, které mají zajistit, aby nedošlo k nadměrnému posouvání tyče 145 do, nebo ven z válce 133. Ocenění by si zasloužilo, kdyby uspořádání dodávky tekutiny, například zmíněné pumpičky 141 injekční stříkačky, bylo vhodné k dodání tekutiny při průtoku 1 miligramu/s a větším pokud to bude nutné, a rovněž poskytnutí výkonného ohřívače 127, čímž by se zajistilo generování aerosolu s průtokem 1 miligramu/s a větším, čímž se rozumí mnohem větší rychlost dodávky částic o velikosti středního průměru hmoty mezi 0,2 a 2 mikronů, než je tomu u konvenčního systému podávání léku v aerosolovém stavu.

Často se bude požadovat minimalizace styku tekutiny ve válci 133 s kyslíkem, stejně jako požadavek na vyloučení možnosti kontaminace nebo rozložení tekutiny. Generátor 121 aerosolu je z tohoto důvodu opatřen systémem snadného doplňování válce 133 pumpičky 141, například přívodem 159, který má ventil 161, který se dá při zpětném pohybu pístu 135 ve válci 133 otevřít, a kde tento přívod 159 umožňuje přivádět tekutinu z jiného zdroje. Jiný ventil 163 v trubičce 123 zajišťuje, že tekutina tekoucí do generátoru 121 aerosolu je vedena do válce 133 a není nenávratně ztracena tím, že vytéká z otevřeného otvoru 125 trubičky 123. Pokud je to žádoucí, může se použít třícestný ventil, který střídavě umožní průtok z válce 133 do trubičky 123 a z přívodu 159 do válce 133.

Kromě toho, a jako alternativa, může být válec 133 i píst 135 uspořádán tak, že se dá snadno při vyprázdnění vyměnit, což je zajištěno i odpovídajícím vybavením, kde se konec válce 133 setká30 vá s druhým koncem 131 trubičky 123, a kde je tyč 145 spojena s pístem 135. Náhradou za použitý píst 135 a válec 133 lze poskytnout nový, nejlépe hermeticky utěsněný píst 135 a válec 133. Toto uspořádání je zvláště výhodně u ručně ovládaných inhalačních generátorů aerosolu.

Generátor 121 aerosolu může generovat aerosol plynule, tak jak je plynule ovládán elektromotor

149 a ohřívač 127, přičemž je tekutý materiál plynule dodáván do trubičky 123, kde se plynule odpařuje. Kromě toho, generátor 121 aerosolu může občas generovat aerosol podle toho, jak je občas v činnosti elektromotor 149 a ohřívač 127, přičemž je do trubičky 123 dodáváno po jistou dobu stanovené množství tekutého materiálu a ohřívač 127 pracuje rovněž po jistou dobu, po kterou dochází k odpařování dodané tekutiny a po jejím uplynutí se elektromotor 149 a ohřívač ⁴⁰ 1 27 vypne. Občasná dodávka léku se realizuje aktivací elektromotoru 149 a ohřívače 127 aktivačním snímačem 137 ve spolupráci s příslušným obvodem vzájemného propojení. Mohou se použít i jiné aktivační prostředky, například tlačítka atd.

Na obr. 4 je znázorněn generátor aerosolu podle třetího provedení tohoto vynálezu. Generátor aerosolu 221 zahrnuje dva nebo i více samostatných generátorů, které jsou v podstatě stejné jako již dříve zmíněné generátory 21, 121. Paralelní uspořádání generátorů 221 usnadňuje vytváření kombinací aerosolu smísením dvou a více jednotlivých generovaných aerosolů. Paralelní uspořádání generátoru 221 aerosolu je zvláště užitečné tam, kde se zamýšlí vytvořit aerosol obsahující dva a více materiálů, které se v tekuté formě obtížně mísí.

Každý generátor 221 aerosolu zahrnuje trubičku 223’ a 223”, kdy každá trubička má otevřený konec 225’ a 225”. Každá trubička 223’. 223” má svůj ohřívač 227’. 227”, přičemž je pro obě trubičky 223’, 223” možné použít i jeden společný ohřívač 227’, 227”. Ohřívače 227’, 227” jsou napájeny zdrojem energie. Může se však použít i jeden společný zdroj 229’, 229”.

-7CZ 299091 B6

Každá trubička 223’. 223” je spojena svým druhým koncem 231’. 231” se zdrojem 233’. 233” prvního a druhého tekutého materiálu. První a druhý tekutý materiál postupuje do trubiček 223’. 223” působením pumpiček 235’. 235”. Pumpičky 235’. 235” čerpají první a druhou tekutinu se stejnou nebo různou hodnotou průtoku, mohou přitom být poháněny oddělenými nebo spoieč5 nými prostředky, ale rovněž již popsanou automatickou hnací sestavou. Když je první a druhý tekutý materiál v trubičce 223’, 223” odpařován pomocí ohřívače 227’, 227” a následně otevřeným koncem 225’. 225” ven z trubičky 223’. 223”. oba odpařené materiály se navzájem mísí v mísící komoře, například v náustku 239 a dále se mísí s okolním vzduchem tak, že kondenzují a vytváří aerosol. Aktivační snímač 237 se může použít k aktivaci komponent, například jednoho ío nebo dvou zdrojů el. energie a jednoho nebo dvou elektromotorů sloužících k pohánění pumpiček.

Tam, kde se očekává snadná mísitelnost tekutin, je možné kombinovat dvě nebo více tekutin v jedné nebo více trubiček, a to v místě mezi zdroji 233’, 233” tekutého materiálu a částí trubič15 ky 223’. 223” ohřívané ohřívačem 227’. 227”. Tekutiny se mohou dodávat společně do trubičky 223’ ze zdrojů 233’, 233” pomocí jednotlivých pumpiček 235’. 235”. a to se stejnou nebo rozdílnou hodnotou průtoku, kdy pumpičky 235’, 235” mohou být poháněny samostatnými nebo společnými hnacími prostředky. Ohřívač 227’ ohřívá trubičku 223’ na teplotu, kteráje dostačující k odpařování smíšených tekutých materiálů, které se následně expandují otevřeným koncem 225’ a kondenzují, čímž vytváří kombinovaný aerosol. Pokud je to žádoucí, může být kombinace aerosolu, vytvořená z předem smíšených tekutin, dále kombinována s jinými aerosoly, a vytvářet tak další kombinace aerosolů.

Vlastnosti aerosolů generovaných generátorem aerosolu podle tohoto vynálezu, jsou obecně funkcí různých parametrů generátoru aerosolu a dodávaného tekutého materiálu.. U aerosolu určeného například k inhalaci, je záhodno, aby aerosol měl při inhalování tělesnou teplotu, a aby střední průměr částic hmoty byl menší jak 2 mikrony, lépe mezi 0,2 až 1 mikronem.

Bylo zjištěno, že tekuté materiály, například propylénglykol a glycerol, mohou vytvořit aerosol se středním průměrem částic hmoty a teplotou v požadovaném rozsahu. Jelikož nechceme být svázáni teorií, věříme, že příliš malé střední hodnoty průměru částic hmoty aerosolu, podle tohoto vynálezu lze dosáhnout, alespoň částečně rychlým ochlazováním tekutého materiálu, který se nachází v ohřívané trubičce.

Očekávalo se, že manipulace s parametry generátoru aerosolu, například s vnitřním průměrem trubičky, s rychlostí, se kterou je tekutý materiál dodáván do trubičky, s charakteristikou přenosu tepla, s tepelnou kapacitou ohřívače, ovlivní teplotu aerosolu a střední průměr částic materiálu. Jelikož testování jiného materiálu než propylenglykolu a glycerolu k získání dat bylo omezeno, přepokládá se, že další testování jiných materiálů v tekuté formě, například tekutých léků a práškových léků rozpuštěných v roztoku, například v propylenglykolu nebo glycerolu, včetně materiálu s fyzikálními vlastnostmi, které se liší od vlastností propylenglykolu a glycerolu, přinese výsledky analogické s výsledky u propylenglykolu.

Jisté komponenty v pevné fázi, například ve formě prášku, se mohou smísit s jistou tekutou kom45 ponentou tak, že výsledný roztok se již popsaným způsobem přetvoří v aerosol. Jestliže je pevná komponenta typu, který může s použitým tekutým materiálem vytvářet pouze suspenzi, je pevná komponenta vypuzována z otevřeného konce trubičky společně s odpařovaným materiálem. Výsledný aerosol sestává z částic vzniklých kondenzací odpařeného materiálu a částic pevné komponenty. Jestliže jsou jisté typy částic pevných komponent v roztoku větší než částice vzniklé kondenzací odpařeného materiálu, může výsledný aerosol obsahovat částice pevné komponenty, které jsou větší než částice vzniklé kondenzací odpařeného materiálu.

Způsob generování aerosolu, podle tohoto vynálezu, bude dále popsán s odkazem na generátor aerosolu 221 z obr. 4. Tekutý materiál se zavede do trubičky 223’ s otevřeným koncem 225’.

materiál v trubičce 223’ se zahřívá ohřívačem 227’ na teplotu, která je dostatečná k odpařování

-8CL 299091 B6 zavedeného materiálu, přičemž odpařený materiál expanduje otevřeným koncem 225’ ven z trubičky 223’. Odpařený materiál po smísení s okolním vzduchem kondenzuje, nejlépe v náustku 239, a vytváří aerosol.

Materiál se může přerušovaně zavádět do trubičky 223’, kde se střídavě zahřívá na teplotu, která je dostačující k odpaření materiálu přerušovaným působením ohřívače 227’ a pumpičky 235’. Aktivační snímač 237 se použije k přerušované aktivaci ohřívače 227 a elektromotoru 245’, který aktivuje pumpiěku 235’, jestliže uživatel použije náustek 239. Pumpička 235’ a ohřívač 227’ se může ovládat ručně, a to stlačením tlačítka příslušného obvodu. Přednost se však dává automaío tickému ovládání. Pumpička 235’ a ohřívač 227’ se může aktivovat časovačem, což slouží k pravidelnému podávání leků ve formě aerosolu v respirátoru. Pumpička 235’ a ohřívač 227’ lze ovládat průběžně, přičemž se průběžně vytváří aerosol.

Je-li to žádoucí, může se z příslušného zdroje zavést druhý materiál 233’ do druhé trubičky 233” s otevřeným koncem 225’’. Druhý materiál zavedený do druhé trubičky 223’’ se zahřívá samostatným ohřívačem 227” na teplotu, která dostačuje k odpaření druhého materiálu, který expanduje ven z otevřeného konce 225” druhé trubičky 223”. Pokud je to žádoucí, může být druhý materiál zavedený do druhé trubičky 223” zahříván stejným ohřívačem 227”, který ohříval první trubičku 223’. Odpařený první materiál a odpařený druhý materiál, expandující z otevřených kon20 ců trubičky 223’ a druhé trubičky 223”, se smíchají dohromady s okolním vzduchem tak, že odpařený materiál a odpařený druhý materiál vytvoří první a druhý aerosol. První a druhý aerosol se smíchá dohromady, čímž se vytváří kombinovaný aerosol prvního a druhého aerosolu. Vzájemné míšení prvního a druhého odpařeného materiálu se vzduchem, při kterém vzniká první a druhý aerosol a kombinovaný aerosol, se provádí v mísící komoře, kterou v případě generátorů aerosolů je náustek 239.

Jako doplněk, nebo jako alternativa k míšení prvního a druhého aerosolu, tak jak to bylo popsáno, je možné do trubičky 223’ zavádět z třetího zdroje 233”’ tekutého materiálu třetí tekutý materiál společně s prvním materiálem. První a druhý materiál je v trubičce 223’ ohřívačem 227’ zahříván na teplotu dostačující k odpařování prvního a druhého materiálu tak, že odpařený první materiál společně s druhým materiálem expanduje ven z otevřeného konce 225’ trubičky.

Pevné částice mohou s tekutým materiálem, získaným ze zdroje materiálu, vytvořit suspenzi. Jestliže je tekutý materiál, včetně pevných částic v suspenzi, zahříván ohřívačem, jsou pevné částice vypuzovány otevřeným koncem ven z trubičky, a to vlivem expandujícího odpařeného materiálu, přičemž vzniklý aerosol zahrnuje kondenzované částice materiálu a pevné částice. Pevné částice v suspenzi mohou mít větší střední hodnotu průměru, než částice ve formě aerosolu. Kromě toho mohou mít pevné částice, pokud vytvářejí část aerosolu, větší střední hodnotu průměru, než částice materiálu ve formě aerosolu.

Ocenění si zaslouží skutečnost, že provedení generátoru aerosolu, podle tohoto vynálezu, může být dostatečně velké, například pro použití jako stolní zařízení, ale může být rovněž provedeno v miniaturní podobě, která umožní takové zařízení držet v ruce. Možnost miniaturizace generátoru aerosolu je dána vysoce efektivním přenosem tepla mezi ohřívačem a trubičkou, což usnad45 ňuje činnost baterií generátoru, které nemusí být tak výkonné.

Za účelem odzkoušení funkce generátorů aerosolu byla vytvořena laboratorní jednotka, která zahrnuje základní prvky generátoru, ale je konstruována modulárně, což umožňuje výměnu různých součástí po ukončeném provozu. V průběhu mnoha zkušebních běhů bylo možné měřit povrchovou teplotu ohřívače a spotřebované energie. Střední průměr částic hmoty aerosolu se získal použitím kaskádního kompaktoru, kdy hmota byla gravimetricky měřena při sběru z impaktoru.

V následujících příkladech generátor aerosolu zahrnuje sekci kapilárních křemičitých trubic, zvláště pak fenyl-methylové deaktivované kapilární kolony pro plynovou chromatografií, která

-9CZ 299091 B6 je pečlivě obalena ohřívacím drátem, který tvoří 1,0 až 1,5 cm dlouhou ohřívací zónu. Drát je navinut tak, že vytváří těsnou cívku, která zajišťuje dobrý tepelný přenos na trubičku. Špička jehly injekční stříkačky byla odstraněna tak, že vznikl tupý konec. Tento tupý konec byl připojen ke kapilární trubičce pomocí hardwaru běžné chromatografické skleněné kolony. Okolo ohřívací zóny byla umístěna, jako izolační prvek, keramická nebo křemičitá trubička s vnitřním průměrem 0,635 cm, opatřená zářezy pro elektrické spoje.

Injekční stříkačka byla vložena do programovatelné injekční pumpičky. Konec kapilární trubičky byl umístěn do středu náustku a upraven tak, aby zapadl do přívodního otvoru do kaskádového ío impaktoru. Vytvořilo se připojení k ohřívacímu drátu, který vedl od trojitého výstupu elektrického zdroje stejnosměrného proudu, přičemž byla proti jedné z ohřívacích cívek umístěna mikrominiatumí otevřená termospojka, a to ve středu ohřívací zóny. K přesnému nastavení časování počátku činnosti injekční pumpičky a dodávky proudu do ohřívacího drátu, se použily počítačově ovládané polovodičové spínače. Měření hodnot el. energie a teploty se provádělo během každé desetiny sekundy, a to pomocí počítače.

Kaskádový impaktor se ovládal podle pokynů výrobce. Všechny chody byly prováděny při průtoku vzduchu impaktorem s hodnotou 30 1/min a celkové výrobě aerosolu, jejíž hodnota nepřesáhla 100 mg. Zjistilo se, že při dávce od 30 do 40 mg v impaktoru se dosáhlo téměř stejného výsledku, ale s menšími problémy s utěsněním.

V průběhu dalších chodů byla požadována dostatečná el. energie přiváděná do ohřívače, aby se tekutina v kapilární trubičku mohla ohřát tak, aby její teplota dosáhla bodu varu, a aby se mohla před opuštěním trubičky odpařit. Dále se vyžadovalo, aby se pára dostatečně ohřála, aby se tím zabránilo kondenzaci na výstupu z kapilární trubičky. Okolní prostředí může přinášet ztráty závislé na zařízení, které se musí do energetické rovnice započítat.

Konkrétní zařízení pro generování aerosolu, které se použilo v následujících chodech, se několikrát uvedlo v činnost, aby se stanovila potřebná el. energie k udržení teploty ohřívače na jisté úrovni, aby se tím zjistily ztráty v okolí. K hrubému zjištění celkové energie potřebné k ohřátí a k odpaření, bylo ke ztracené energii přidáno teoretické potřebné množství energie, sloužící ke zmíněnému účelu. Bylo provedeno několik pokusných chodů za účelem pozorování odchodu páry z trubičky a vytváření aerosolu. Pokud nebyla pozorována žádná kondenzace páry, snížila se nastavená energie až na hodnotu, při které se kondenzace objevila. Potom se opět energie přidala, což vedlo ktomu, že se přístroj provozoval nad prahem kondenzace. Uvažuje se o provedení několika jemných zlepšeních u komerčních zařízení generování aerosolu a rovněž o způsobu nastavení úrovně energie u těchto zařízení.

Následující příklady se týkají různých chodů prováděných u generátorů aerosolu, které jsou nas40 taveny a ovládány podle následujícího popisu.

Příklad I

Kapilární kolona o vnitřním průměru 0,1 mm byla obalena ohřívacím drátem o délce 11,5 cm, čímž se vytvořila ohřívací zóna dlouhá 1,0 cm, přičemž se na obou koncích ponechal volný drát dlouhý 2 cm, sloužící k realizaci spojení. Kolona zůstala na jednom konci neobalena v délce přibližně 0,5 cm, aby se tím umožnilo spojení s jehlou injekční stříkačky, přičemž na druhém konci se ponechal volný drát dlouhý 0,3 cm. Do injekční stříkačky se natáhl propylénglykol a jednotka se smontovala tak, jak to již bylo popsáno. Pumpička injekční stříkačky byla nastavena tak, aby dodávala 30 mg tekutiny při toku 1,5075 mg/s.

Tabulka I zobrazuje výsledky tohoto chodu.

-10CZ 299091 B6

Tabulka I

Chod č.	Průtok mgzs	El.ener. W	Teplot. °C	Výtěžek reg. výchozí hm. %	| Střed.prům. | mikrony í
1	1,5075	2,92	289	66,1	S 0.56
2	1.5075	2,96	212	66.3	0.66

3	1,5075	3,03	278	60,0	0,62
4	1,5075	2,96	223	68,4	0,56
6	1,5075	4,21	384	40.7	0,91
7	1,5075	4,24	385	51,4	0.99
8	1,5075	4,37	393	40,6	1,10
9	1,5075	4,37	389	56,0	0,86
10	1,5075	3,60	355	58,9	0,61
11	1,5075	3,71	358	63,7	0,62
12	1,5075	3,49	348	47,5	0,67
13	1,5075	2,28	260	20,8	1,42
16	1,5075	2,27	248	22,7	1,22
22	1,5075	3,17	318	44,3	0,55

V chodech 6, 7, 8 a 9 byla do ohřívače přivedena nadměrná el. energie, ale v testech 13 a 16 byla přivedena menší el. energie. Na obr. 5 je znázorněn vliv el. energie na střední průměr částic hmoty aerosolu.

Příklad II

Série chodů byla stejná jako v příkladu 1 s tou výjimkou, že střední průměr částic hmoty se měřil proti změnám v průtoku. Výsledky jsou znázorněny v tabulce II.

-11 CZ 299091 B6

Tabulka II

Chod	Průtok	El.ener.	Teplot.	Výtěžek reg.	Střed.prům.
č.	mg/s	W	Oc	výchozí hm. %	mikrony
17	3,0151	4,74	335	25,4	0,57
18	3.0151	5.12	395	29,6	0,53

19	3,0151	5,05	427	16,8	0,90
20	0,7546	1,92	271	35,5	1,11
21	0,7546	2,07	292	40.4	0.82

Příklad III

Bylo použito stejné zařízení jako v příkladech 1 a 2 s tou výjimkou, že se jako tekutina místo propylenglykolu použil glycerin. Všimněte si, že byly použity dvě hodnoty průtoku, přičemž ío výsledky v tabulce II indukuji menší střední hodnoty průměru u glycerinu, než u propylenglykolu.

Tabulka III

Chod	Průtok	El.ener.	Teplot.	Výtěžek reg.	Střed.prům
č.	mg/s	W	°C	výchozí hm. %	mikrony
23	1,8352	4,68	370	78,0	0,50
24	1,8352	4,56	347	69,7	0,60
25	1,6704	8,07	469	57,4	0,37

Příklad IV

Jeden chod se provedl za účelem stanovení vlivu přidání složky s vyšším bodem varu do tekutiny s nižším bodem varu. Byl vybrán 5% roztok glycerinu v propylenglykolu. Zařízení nebylo stejné jako u předchozích příkladů. Test 10 byl proveden s čistým propylenglykolem aje uveden pro porovnání. Všimněte si nižší hodnoty středních průměrů částic u směsi.

- 12CZ 299091 B6

Tabulka IV

Chod č.	Průtok mg/s	El.ener. W	Teplot. °C	Výtěžek reg. výchozí hm. %	Střed.prům. mikrony
26 (5 % giyc.)	1,5075	3,64	318	48,1	0,35
10 (PG)	1,5075	3,60	355	58,9	0,61

Příklad V

Pro následující chody bylo zhotoveno nové uspořádání zařízení. Trubička s vnitřním průměrem 0,1 mm byla nahrazena trubičkou s vnitřním průměrem 0,05. Jako tekutina byl opět použit propylenglykol. Ostatní procedury zůstaly stejné jako u předchozích příkladů. Tabulka V zobraío zuje všechny série běhů prováděných s trubičkou o vnitřním průměru 0,05 mm. Stejně jako u trubičky s vnitřním průměrem 0,1 mm, byly hodnoty průtoku změněny, aby se optimalizoval střední průměr částic na nejmenší hodnotu.

Tabulka V

Chod č.	Průtok mg/s	El.ener. W	Teplot. °C	Výtěžek reg. výchozí hm. %	Střed.prům. mikrony
27	1,5075	2,75	419	34,8	0,56
28	1,5075	2,09	351	22,9	1,98
30	0,7529	2,43	387	48,9	0,64
31	0,7529	2,40	393	34.2	0,67
32	0,7529	2,11	355	28,0	0,63
n	0.3782	1.24	282	25.9	2.63

- 13 CZ 299091 B6

34	0,3782	1,70	380	60,2	1,58
35	0,3782	2,13	462	25,9	1,74
36	0,3782	2,16	460	36,7	1,63
37	0,3782	2,22	460	59,0	1,36
38	0,7546	1,93	309	30,5	0,90
39	0,7546	2,39	344	34,6	0,64
40	1,5075	3,23	355	23,8	1,38
41	1,5075	3,78,	366	54,3	0,50
42	1,5075	3,79	362	57,7	0,49

Příklad VI

Provedly se chody 44 a 45 s použitím trubičky o vnitřním poloměru 0,53 mm. Standardní ohříva5 ná délka 1,25 cm se ukázala, pro ovlivnění dobrého přenosu tepla, jako nedostačující. U těchto chodů se neprovádělo měření povrchových chodů, jelikož hodnoty se u použitého zařízení pohybovaly mimo rozsah daný hodnotou 500 °C. Vytvořila se nová konfigurace s trubičkou s vnitřním průměrem 0,53 mm a zvětšenou ohřívací zónou na 4,0 cm, a provedly se chody 46 až 48. Ve všech případech se vytvořily aerosoly, se kterými se však objevily velké kapky tekutiny, které ío byly z trubičky vystřikovány v dlouhých proudech. V tabulce Vl jsou znázorněny výsledky zmíněných chodů.

Tabulka VI

Chod č.	Průtok mg/s	El.ener. W	Teplot. θ€	Výtěžek reg. výchozí hm. %	Střcd.prům. mikrony
44	7,9952	12,04	-	0,93	1,52

45	1,5075	4,22	-	24,85	4,24
46	7,9952	4,80	-	12,55	1,62
47	7,9952	6,02	-	21,95	1,76
48	7,9952	13,50	-	11,30	1,54

- 14CZ 299091 B6

Chody realizované tímto generátorem aerosolu odhalily, že konfigurace s trubičkou o vnitřním průměru 0,05 mm a 0,53 mm, které byly použity v příkladu V a VI, jsou provozuschopné. Z praktického hlediska však trubičky s malým průměrem vyžadují, pro vyvolání pohybu tekutiny, velké tlaky, a kromě toho jsou náchylné k ucpávání a poškození. Větší světlost trubic zase klade nárok na vysoké teploty povrchu a/nebo na extrémně dlouhé ohřívací zóny, aby se tím mohlo dosáhnout dobrých výsledků.

Ačkoliv byl tento vynález zobrazen a popsán v souladu s provedením, kterému se dává přednost, je zřejmé, že se mohou realizovat různé variace a změny, aniž by přitom došlo ke vzdálení se od io podstaty vynálezu, tak jak je uvedena v nárocích.

Claims (30)

15 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob generování aerosolu generátorem (21, 121, 221), jehož součástí je trubička (23,123, 223), vyznačující se tím, že se dodává tekutý materiál do druhého konce (31, 131, 231) trubičky (23, 123, 223) generátoru (21, 121, 221), odporový ohřívač (27, 127, 227) generátoru (21, 121, 221) se zásobuje elektřinou dostatečnou k ohřevu a odpařování tekutého materiálu

20 v trubičce, přičemž odpařený materiál vyskytující se v prvním otevřeném konci (25, 125, 225) trubičky (23, 123, 223) se mísí s okolním vzduchem pro vytvoření aerosolu, kde zásobování elektřinou odporového ohřívače (27, 127, 227) je přerušované v závislosti na množství dodávání aerosolu.

2. Způsob podle nároku 1,vyznačuj ící se tím, že zásobování elektřinou se uskuteč25 ňuje v reakci na detekci nasátí uživatelem.

3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tím, že detekce nasátí uživatelem se provádí aktivačním čidlem (37, 137, 237) nasátí, které je umístěné v náustku (39, 139, 239), blíže k otevřenému konci (25, 125, 225) trubičky (23, 123, 223).

4. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že tekutý materiál

30 se dodává v rozsahu větším než 1 mg/s.

5. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že dodávaný tekutý materiál se zplyňuje v rozsahu větším než 1 mg/s.

6. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 5, v y z n a č u j í c í se tím, že tekutý materiál zahrnuje propylénglykol a střední průměr pevných částic aerosolu je menší než 2 pm.

35

7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že střední průměr pevných částic aerosolu je mezi hodnotami 0,2 pm a 2 pm.

8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že střední průměr pevných částic aerosolu je mezi hodnotami 0,5 pm a 1 pm.

9. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 2 až 8, vyznačující se tím, že se dodává druhý

40 materiál v tekutinové formě do druhé trubičky (223”) generátoru (221), tento materiál se ohřívá na teplotu dostatečnou k odpaření, přičemž tento odpařený druhý materiál expanduje z otevřeného konce (225”) druhé trubičky (223”) a mísí se první materiál a odpařený druhý materiál expandovaný z otevřených konců (225’, 225”) první trubičky (223) a druhé trubičky (223”) jednotlivě spolu s okolním vzduchem, přičemž odpařený první a druhý materiál vytváří první a

45 druhý aerosol jednotlivě a první a druhý aerosol se mísí jeden s druhým a vytváří kombinovaný aerosol zahrnující oba dva aerosoly.

10. podle jakéhokoliv z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že první materiál zahrnuje alespoň dvě složky, které se smísí před jeho odpařením.

-15 CZ 299091 B6

11. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se spolu s prvním materiálem dodává do první trubičky (223) další materiál ve formě tekutiny, oba materiály se ohřívají na teplotu dostatečnou k jejich odpařování tak, že společně expandují z otevřeného konce (225) trubičky (223).

5

12. Způsob podle jakéhokoliv z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že v roztoku materiálu se vznášejí pevné částice, které jsou puzeny ven z otevřeného konce trubičky, jakmile odpařený materiál expanduje, takže aerosol zahrnuje kondenzované částice materiálu a pevné částice.

13. Způsob podle nároku 12, vyznačující se tím, že pevné částice vznášející se v rozio toku mají větší střední hodnotu průměru, než částice v materiálu v aerosolové formě.

14. Způsob podle nároku 12 nebo 13, vyznačující se tím, že pevné částice, když se vytvoří aerosol, mají větší střední hodnotu průměru, než částice materiálu ve formě aerosolu.

15. Generátor (21, 121, 221) k vytváření aerosolu způsobem podle nároků 1 až 14, zahrnující trubičku (23, 123, 223), vyznačující se tí m , že trubička (23, 123, 223) má první otev15 řený konec (25, 125, 225) a druhý konec (31, 131, 231), který je uzpůsoben pro spojení se zdrojem (33, 133, 233) tekutého materiálu, z něhož se vytváří aerosol, odporový ohřívač (27, 127, 227) k ohřevu a odpařování tekutiny, přiváděné do trubičky (23, 123, 223) jejím druhým koncem (31, 131, 231), přičemž odpařovaný tekutý materiál vycházející prvním otevřeným koncem (25, 125, 225) je míšen s okolním vzduchem pro vytvoření aerosolu a dále zahrnuje aktivační čidlo

20 (37, 137, 23 7) pro snímání množství dodávaného aerosolu aktivizací dodávky el. energie ze zdroje (29, 129, 229) elektrické energie do odporového ohřívače (27, 127, 227).

16. Generátor podle nároku 15, vy z n a č uj i c i se t í m , že aktivační čidlo (37, 137, 237) je čidlo aktivované nasátím.

17. Generátor podle nároku 15 nebo 16, vyznačující se tím, že aktivační čidlo (37,

25 1 37, 23 7) je částí náustku (39, 139, 239) nejblíže otevřenému konci (25, 125, 225) trubičky (23,

123, 223), přičemž aerosol je generován při nasátí uživatelem.

18. Generátor podle nároku 17, vyznačující se tím, že konstrukce náustku (39, 139, 239) umožňuje nasátí proudu vzduchu v množství alespoň 60 1/min bez podstatného odporu.

19. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 18, vyznačující se tím,

30 že trubička (23, 123, 223) má vnitřní průměr mezi 0,05 mm a 0,53 mm.

20. Generátor podle nároku 19, vyznačující se tím, že trubička (23, 123, 223) má vnitřní průměr 0,1 mm.

21. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 20, vyznačující se tím, že zahrnuje uspořádání k dodávce kapalného materiálu, který má být aerosolizován, do druhého

35 konce (31, 131, 231) trubičky (23, 123,223).

22. Generátor podle nároku 21,vyznačuj ící se tím, že kapalný materiál zahrnuje propylenglykol a střední průměr pevných částic generovaného aerosolu je 2 pm nebo menší.

23. Generátor podle nároku 22, vyznačující se tím, že střední průměr pevných částic generovaného aerosolu je mezi 0,2 pm a 2 pm.

40

24. Generátor podle nároku 23, v y z n a č u j í c i se t í m , že střední průměr pevných částic generovaného aerosolu je mezi 0,5 pm a 1 pm.

25. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 24, v y z n a č u j í c í se tím, že trubička (23, 123, 223) je částí kondenzační křemičité kapilární kolony.

26. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 25, vyznačující se tím,

45 že trubička (23, 123, 223) je keramická trubička ze silikátu hliníku.

27. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 26, vyznačující se tím, že odporový ohřívač (27, 127, 227) zahrnuje chrom-niklový ohřívací člen.

- 16CZ 299091 B6

28. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 27, vyznačující se tím, že odporový ohřívač (27, 127, 227) je připojen ke zdroji (29, 129, 229) stejnosměrného proudu.

29. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků 15 až 28, vyznačující se tím, že zahrnuje prostředky pro dodání tekutého materiálu.

5 30. Generátor podle nároku 29, v y z n a č u j í c í se t í m , že prostředky jsou vytvořeny pro dodávání tekutého materiálu do trubičky (23, 123, 223) v množství větším než 1 mg/s.

31. Generátor podle nároku 29 nebo 30, vy z n a č uj í c í se t í m , že prostředky pro dodávání tekutého materiálu zahrnují zdroj (33) tekutého materiálu a pumpičku (141, 235’, 235”).

32. Generátor podle nároku 31, vy z n a č uj í c í se t í m , že pumpička (141, 235’, 235”) ío zahrnuje stříkačku s pístem (135) a válcem (133) a prostředky pohybové sestavy (143) pístu (135) ve válci (133).

33. Generátor podle nároku 32, vyznačující se tím, že prostředky pohybové sestavy (143) pístu (135) zahrnují ozubenou závitovou tyč (145) připevněnou k pístu (135), prostředky pro otáčení závitové tyče (145) a závitový pevný prvek (157), skrze nějž prochází závitová tyč

15 (145), přičemž její otáčení vzhledem k závitovému pevnému prvku (157) posouvá píst ve válci.

34. Generátor podle jakéhokoliv z nároků 29 až 33,vyznačující se tím, že prostředky pro dodávání tekutého materiálu zahrnují zdroj tekutého materiálu (33, 133, 233’, 233”, 233’”).

35. Generátor podle nároku 34, vyznačující se tím, že zdroj tekutého materiálu (33, 133, 233’, 233”, 233”’) je utěsněn vzhledem k vnější atmosféře.

20 36. Generátor podle nároků 29 až 35, vy zn a č uj í c í se t í m , že dále zahrnuje prostředky pro dodávání dalšího materiálu v tekutinové formě do druhého konce (231’) první trubičky (223’), přičemž první a další materiál jsou dodávány společně do druhého konce (231’) první trubičky (223’) a ohřívač (229’) je účinný pro ohřev první trubičky (223’) na dostatečnou teplotu k odpařování obou materiálů, přičemž oba materiály expandují ven z otevřeného konce (225’)

25 první trubičky (223’), mísí se s okolním vzduchem a vytvářejí kombinovaný aerosol.

37. Generátor podle jakéhokoliv z předchozích nároků, vyznačující se tím, že zahrnuje druhou trubičku (223”), která má první otevřený konec (225”) a druhý konec (231 ”), pumpičku (235”) pro dodávání druhého materiálu ve formě tekutiny do druhé trubičky (223”) jejím druhým koncem (231”), přičemž ohřívač (229”) je účinný k ohřevu druhé trubičky (223”) na

30 dostatečnou teplotu k odpařování druhého materiálu, přičemž druhý materiál expanduje ven otevřeným koncem (225”) a dále zahrnuje náustek (239) pro smísení odpařených materiálů spolu s okolním vzduchem, přičemž první a druhý odpařený materiál vytvářejí první a druhý aerosol samostatně, nebo první a druhý aerosol jsou smíšeny jeden s druhým v náustku (239) k vytvoření kombinovaného aerosolu včetně prvního a druhého aerosolu.