DE2341988B2 - Vorrichtung zur Erzeugung eines dichten Sprühnebels (Aerosols) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines dichten Sprühnebcls (Aerosols) aus einer in einem Gas suspendierten Flüssigkeit, bestehend aus mindestens zwei Zerstäubersystemen, denen jeweils ein Flüssigkeitsstrom und ein primärer Zerstäubergassirom sowie ein durch die Ansaugwirkung dieser beiden Ströme angesaugter zusätzlicher, von einei stromaufwärtigen Stelle herrührender Trägergasstrom zugeführt ist und die derart hintereinander geschallet sind, daß der abgegebene Aerosolstrom eines jeweils vorgeschalteten Systems den zusätzlichen Trägergassirom des jeweils folgenden Systems bildet.

^r> Eine solche Vorrichtung ist bekannt aus der DE-PS 9 27 920, und zwar deren F i g. 7, die eine Mehrzahl von Einzelzersläubersystemen zeigt, die über zum Teil siark gekrümmte Verbindungsschläuche mit einer zweimaligen Strömungsumlenkung bis zu 180° hintereinander

ίο geschaltet sind. Jedes einzelne. Zerstäubersystem besteht dabei aus einem Flüssigkeitsbehälter, aus welchem über eine konzentrische Steigleitung die Flüssigkeil aufgrund einer zentralen Druckgasströmung angesaugt wird. Als wesentlich erkennt die bekannte Vorrichtung

r> die Anordnung eines sogenannten Gasstromsteuers, welches in dem Austrittskegel des Druckgases mit seiner Basis so angeordnet ist, daß eine oder mehrere liasiskantcn den Mantel des Gasaustriltskcgels berühren, so daß die Hauplmenge des Gasstroms an den Kanten fächerförmig ausgebreitet wird. In einer Gegensirömung zu diesen beiden ersten Slrönmngsurlen, nämlich druckfrcie, durch einen Ansaugvorgang bewirkte Flüssigkeitsströmung und die Druckgasströmung kommt dann noch eine durch einen senkrecht

y> nach oben verlaufenden Kamin nach unten angesaugte Zusatztrügergasströmung, die dem eigentlichen Fluß aus primärem Druckgas und nach oben gerissenem Flüssigkeitsgasstrom entgegengesetzt ist. Nach einer erneuten Umlenkung sämtlicher drei miteinander

in nunmehr vermischten .Strömungsarten tritt das so gebildete Aerosol aus einer sich etwa in I lohe der Mitte des Kamins für die Trägergaszuführung befindlichen seitlichen Austrittsöffnung aus.

Durch die Hintereinanderschaltung mehrerer, —

Γι beim Ausführungsbeispiel der F i g. 7 dieser Veröffentlichung, — von drei Einzelzerstäubcrsystemcn in Form einer Zerstäuocrbattcrie wird das Erzeugnis des ersten Zerstäubers in den Sog des zweiten Zerstäubers eingeführt. Die bekannte Zerstäubercinrichtung ist,

■in insbesondere in der eher umständlichen Batterieform, kompliziert aufgebaut, wobei sich durch die starken Krümmungen der die Einzel/.erstäubcrsystcme verbindenden Schläuche nicht ausschließen läßt, daß es an deren Wandungen zu einem erheblichen Abregnen

r. kommt.

Bekannt ist weiterhin aus der DE-PS 74 301 eine Einrichtung zur Wasserzerstäubung, bei der zwei Düsen jeweils gegeneinander gerichtet sind, von denen eine eine kegelförmige Ausnehmung aufweist. Man erzielt so

^r>n "inen kegelförmigen Absprühwinkel, der aber ausschließlich aus Wasserstrahlen besieht, denn diese bekannte Zerstäubereinrichuing arbeitet ohne eine Druekgaszuführung. Durch einen üblichen Ansaugvorgang der Umgebtingsluft ergibt sich dann eine Art

v> Luftzug, der auch zerstäubte Wassertröpfchen enthält, die so in die Umgcbungsluft eingebracht werden können. Diese bekannte Wasserzerstäubungseinrichtung umfaßt auch die Bildung zweier solcher Wasserspriihkegel unter Verwendung von jeweils zwei

mi Diisensprüheinrichtungen, wodurch sich eine doppelte Wirkung erzielen läßt, da doppelt so viel Primärwassersprühtröpfehen in den Raum eingebracht werden. Eine Kombinationswirkung mit anderen Mechanismen ergibt sich aber nicht.

ι«ί Vorrichtungen, mit denen sich geeignete· Substanzen versprühen oder zerstäuben lassen, sind von allgemeinem Interesse und finden ein besonderes Anwendungs gebiet bei der Erzeugung von in einen Aerosolzustand

versetzten Erzeugnissen, wobei es häufig erwünscht ist, eine extrem feine PurtikelgröUe im Aerosolslrom zu i/rz.ielen, die in einer Größenordnung von IO Mikron oder weniger liegen und wobei insbesondere eine beträchtliche Anzahl solcher kleinster Pu likel pro Volumeneinheit des Trägermediums, üblicherweise eines gasförmigen Mediums, vorhanden sein sollten.

Die vorliegende Erfindung ordnet sich bevorzugt in den Rahmen ein, der sich aus einem Zerslüubergrund prinzip ergibt, welches beispielsweise in der US-PS 34 21 692 beschrieben ist und welches im folgenden als sogenanntes »Babington-System« bezeichnet wird. Dieses Babinglon-Systeni entsprechend US-PS 34 21 692 besteht im wesentlichen darin, daß man einen flüssigen dünnen Film über eine geeignete Oberfläche fließen läßt, die eine sehr kleine öffnung aufweist und daß man durch diese öffnung ein Gas austreten läßt, welches den Flüssigkeitsfilm durchquert und winzige Tröpfchen der Flüssigkeit von dem Film abhebt, während es dem Teil des Filmes, der nicht zerstäubt oder versprüh! wird, ermögJichi wild, un der öffnung vorbeizufließen und dann zur Wiederherstellung eines Kreislaufs dem System erneut zugeführt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe /ugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die in der Lage ist, einen Sprühnebel mit extrem hoher Dichte zu schaffen, in welcher sich extrem kleine Partikel in feinster Verteilung befinden.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von der eingangs als bekannt vorausgesetzten Vorrichtung und besteht erfindungsgemäß darin, daß sämtliche /.erstäubersysteme innerhalb einer gemeinsamen, eine im wesentlichen einheitlich geradlinige Wandung aulweisenden Kammer längs der Kammerlängsachse angeordnet sind und daß das jeweilige Zerstäubersystem so ausgebildet ist, daß der von ihm abgegebene Aerosolslrom in Flußrichtung des ankommenden, zusätzlichen Trägergasstroms verläuft.

Untersuchungen haben gezeigt, daß sich mit der crfindungsgcmäßen Vorrichtung Aerosolströme ergeben, die Partikclgrößen in der Größenordnung zwischen 4 bis 5 Mikron bei Dichten von mindestens der Größenordnung von 10 Millionen Partikel pro cm¹ des Trägergases aufweisen.

Dabei ist besonders vorteilhaft, daß bei einer Aufbereitung flüssiger Medikamente ein solches Aerosol direkt in den Atemtrakt eingeführt werden kann, wobei man aufgrund der hohen Nebeldichten und der geringen ParlikclgröUe zu sehr großen Mengen vernebelter Substanz pro Zeiteinheil gelangen kann.

I3ci der Beurteilung vorliegender Erfindung ist von Bedeutung, daß bei sich schnell bewegenden, strömenden Medien, die einer Vielzahl von Turbulenzen und Verwirbelungen ausgesetzt sind, Vorhersagen auf einer deterministischen Grundlage, d.h. also durch Abschätzen der technischen Gegebenheilen bei bekannten Systemen, praktisch nicht möglich sind, da sich solche turbulenten dynamischen Systeme einer Berechnung im wesentlichen entziehen. Man ist daher auf sehr vielen Gebieten der Strömungstechnik auf Untersuchungen mittels Windkammern und ähnlichen Einrichtungen angewiesen, um günstige Formen entwickeln zu können.

Weitere Ausgestaltungen und Verbesserungen der im llauptanspruch niedergelegten Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und können diesen entnommen werden.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Aufbau und Wirkungsweise anhand der Zeichnung im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsforni, bei der innerhalb

einer gemeinsamen Kammer zwei /.erstäubersysteme wirkunpsmüßig hintereinander angeordnet sind, wobei die Zerstäubersysleme auf pneumatischer Grundlage arbeiten,

F i g. 2 ist eine der Darstellung der I i g. 1 ähnliche Aiisführungsform, bei der jedoch die Zerstiiubei system·:

Ki nachdem Babinglon-Prinzip arbeilen:

Fig. 3 stellt eine dritte Ausführungsforni unter Verwendung von Ultraschallzerstäubern dar, während die

Fig.4 als Teilausschnitt eine Ausführungsform zeigt.

i¹· mit welcher sich die Wirkung insbesondere des in I i g. 2 dargestellten Systems verbessern läßt.

Wie die Fig. 1,2 und 3 zeigen, ist eine Veriicbelungs- oder Sprühkammer 1 vorgesehen, die deshalb so genannt ist, weil ihr Zweck darin besteht, das

•d Trägermedium, sei es durch Selbslansaugiing oder durch ein erzwungenes Einsaugen in eine gegebene Richtung zu leiten und um das Trägermedium während der Einführung der vernebelten bzw. zerstäubten oder in einen Aerosolzusland versetzten Substanz durch die

¹. Zerstäubersysteme in der Kammer I auf einen vorgegebenen Bereich zu beschränken. Im folgenden wird ausschließlich noch die Bezeichnung Kammer verwendet.

In der Darstellung der F i g. 1 und 2 sind die Kanunern

in I und 10 selbstansisugend ausgebildet, d. h. daß das Trägermedium, in diesem Falle Luft oder irgendein bekanntes Gas in die Kammer durch öffnungen 2 bzw. 12 aufgrund der Wirkung der Zerstäubersysteme selbst eingesaugt wird, da die Zersläubersysteme in den F i g. I

r. und 2 beide pneumatisch ausgebildet sind u.'id die Freigabe von unter Druck stehender Luft benöligen, um die zu zerstäubende flüssige Substanz zu vernebeln otler zu zerstäuben. In F i g. 1 erfolgt die Zerstäubung mittels des einfachen Doppeldüsensystems, wobei die Flüssig-

im keil unier Druck durch eine Leitung 3 gepreßt wird; in eine Leitung 5 wird ein unter Druck siehenJes Gas eingefüllt und die Zerstäubung der flüssigen Substanz erfolgt dann bei einem Auftreffen bzw. bei einem Zusammenprall des Flüssigkeitsstroms mit dem Gas-

r> strom. Als allgemeine Regel sei erwähnt, daß das Gas unter einem beträchtlichen Druck steht, etwa in der Größenordnung von 3,52 kg pro cm-', daher ist die Geschwindigkeit des Gasstromes ausreichend, um einen Fluß der zerstäubten oder vernebelten Flüssigkeit in der

(i Richtung auf den Auslaß durch die Kammer zu veranlassen, d. h. bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 1 nach rechts.

An einem vorgegebenen Punkt, der in F i g. I mit dem Abstand D bezeichnet ist, passiert der fließende Strom

.. vernebelter, d. h. zerstäubter Partikel ein zweites Zerstäubersystem, das ein Duplikat des ersten Zerstäubersystems sein kann und eine Luftdüse 5' und eine Flüssigkeitsdüse 3' aufweist, wobei dann zusätzliche zerstäubte Flüssigkeit in das Trägermedium eingeführt

Mi wird.

Das Trägermedium, das in diesem Fall einfach als ein geeigneter zusätzlicher Trägergasstrom definiert sein kann, wird durch die Ansaugöffnungen 2 unter der Wirkung der Zerstäubungsdüsen eingesogen, die eine

ι· ι Druckreduzierung innerhalb der Kammer 1 angrenzend an deren abgeschlossenes Ende erzeugen. Der in die Kammer durch die Ansaugöffntingen 2 eingesaugte Trägergasstrom vermischt sich mit der versprühten

Flüssigkeit in der ersten Slufc. Der Trägergasstrom ist nun vorkonditioniert, d. h. er hat zusätzliche Feuehligkeit absorbiert und trägl auch einige freie Flüssigkeit in Aerosolform mit sich, diese Mischung wird dann gegen das /weile Zcrslüubersyslem beschleunigt, d. h. in Richtung auf das Auslaßende der Kammer. Bei ihrem Durchlauf zum Auslaß isl der Trägergassi rom b/w. die dann schon dorl vorliegende Mischung wiederum einer zusälzlichen Sprüherzeugung ausgesetzt, die zusätzliche freie F'lüssigkeilspartikcl in den vorkonditionierlcn Trägcrgasstrom einführt.

Die Beschreibung dieses Phänomens, von welchem eingenommen wird, daß es zu wesentlich verbesserten Ergebnissen führt, sei zum vorliegenden Zeitpunkt noch aufgeschoben (hierauf wird weiter unten noch genauer eingegangen), da zunächst noch auf gegenständliche Ausführungsbeispiele eingegangen werden soll, wobei man sich jedoch vergegenwärtigen soll, daß dieses Phänomen sämtlichen Ausführungsformen von Zcrsiäubungsvorrichtungcn gemeinsam isl, die in der Lage sind, entsprechend dem neuen Grundprinzip zu arbeiten.

Wie I" i g. 2 zeigt, besteht das einfachste Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einer Kammer 10, die auch als Ansaugkammer bezeichnet werden kann und die ein abgeschlossenes Fndlcil 11 und eine Auslaßöffming 13 aufweist. An Stelle der eher konventionellen pneumalischen Zerstäuber, wie weiter vorn beschrieben, umfaßt die Sprühkamnicr 10 sogenannte »Babington-Zcrstäubersysteme«, die das Zerstäubungsprinzip verwenden, welches in dem weiter vorn schon erwähnten US-Patent 34 21 692 beschrieben ist. Bei diesem Sysiem wird ein unter einem verhältnismäßig niedrigem Druck sichcndcs Sprühgas durch Leitungen 15 und 17 einem Paar in Reihe angeordneter horizontal zueinander ausgerichteter hohler Luftkammern bzw. Beriihigiingsräumcn in Form von Sphären 16 und 18 zugeführt. Die Oberflächen der Sphären 16 und 18 sind mit der zu zersprühenden oder zu zerstäubenden Substanz überflutet, beispielsweise Wasser oder einer Salzlösung oder irgend einer anderen flüssigen Substanz, in welcher ein lösbarer Feststoff aufgelöst isl; die Überflutung der Sphären 16 und 18 erfolgt über Leitungen 22 und 24, die auf die oberen Bereiche der Sphären ausgerichtet sind. Die Kontur der Sphären und die Flußraie der Flüssigkeit ist so bemessen, daß die Substanz einen dünnen, dynamisch unter Spannung stehenden bzw. gcdehnlcn Film über jeder Sphäre bildet. Die Sphären sind mit sehr kleinen Schlitzen oder öffnungen 25 und 27 ausgestattet, aus denen der unter relativ niedrigem Druck stehende primäre Zerstäubergasstrom (Luft) austritt und den Film durchquert und dabei gleichzeitig sehr kleine Tropfen von dem Film abhebt und in die Kammer dispergiert. Restteile des Films werden in Auffangschalen 14 und 19 aufgefangen und über geeignete, nicht dargestellte Mittel wieder dem Versorgungssystem für die Flüssigkeit in zyklischer Rückführung zugeführt.

Auch hier erzeugt der aus den Schlitzen oder öffnungen 25 und 27 ausströmende Gasstrom eine Geschwindigkeitskomponente in Richtung auf die Auslaßöffnung 13 mit dem Erfolg, das durch die Ansaugöffnungen 12 angrenzend an das abgeschlossene F.ndc U der Sprühkammer 10 eine Ansaugung des Trägergasstroms erfolgt.

Bevor auf eine Erläuterung der beschriebenen Erscheinung eingegangen wird, soll schließlich noch ein weiteres Ausführungsbeispiel zur Durchführung der Erfindung an Hand der Fig.3 näher erläutert werden.

Line Kammer 20 ist mil einer .Seilenwandung 32 versehen. In Reihe angeordnet, d.h. hintereinander geschaltet innerhalb der Kammer I isl ein Paar von Zerstäubersystemen .34, 36. die hier nach dem

'> I Jltraschallsysleni arbeitend angeordnet sind und die die Vcrnebeliing der Flüssigkeit durch hochfrequente Schwingungen bewirken. Da bei der Zerstäubung eine Ultraschalltechnik verwendet wird, ist es offensichtlich, daß zusätzliche Mittel vorgesehen sein müssen, um den

hi Fluß des Trägcrgassiroms durch die Kammer 20 hervorzurufen. Fs ist offensichtlich, daß zur Urzeugung des gewünschten Frgebnisses verschiedene Mittel verwendet werden können. Bei dem Ausführungsbcispiel der Fig. 2 und lediglich zur Darstellung eines

i^r> solchen Mittels ist ein Ventilator 38 gezeigt, der zur Bewirkung eines l.uftdurehflusses durch die Öffnung 42 am rückwärtigen linde der Kammer 20 von einem Motor 40 angetrieben wird. Auf diese Weise wird dann der Trägergasstrom in einer Weise, die als erzwungene

?<> Ansaugung bezeichnet werden kann, veranlaßt, durch die Kammer 20 und über die in Reihe hintereinander ungeordneten Zerstäubersysicme 34 und 36 zu fließen.

In Fig. 4 ist ein modifiziertes Ausführungsbeispiel einer Sprühquelk dargestellt, die in Verbindung mil

2~> jedem beliebigen pneumatischen Zcrstäubersystem arbeiten kann, aus Gründen der Einfachheit jedoch in Verbindung mil dem weiter vorn schon erwähnten »ßabington«-System beschrieben wird. Die Änderung besteht darin, daß in den Weg des an der Düse oder der

in sphärischen Oberfläche erzeugten Sprühncbels oder Zcrstäubungstrichiers ein Prallelement angeordnet wird. Wie gezeigt ist dieses Prallclcment 48 an einem Träger 46 befestigt, derart, daß es direkt mit der Öffnung 25 in der sphärischen Luftkammer 16

s'> ausgerichtet ist. Auf diese Weise werden die von dem die äußere sphärische Oberfläche der Sphäre 16 umgebenden dynamischen Film weggerissenen oder abgetragenen kleinen Flüssigkeitsparlikel dirckl in Kontakt mil dem Prallclcment 48 gebracht und aufgrund des ihnen innewohnenden Moments bei Kontakleinwirkung mil dem Prallclcment 48 weiter aufgebrochen. Bei dem dargestellten Ausführungsbcispicl ist das Prallelcmcnt eine Kugel. Insgesamt hai sich herausgestellt, daß gerade eine solche Form in

4^r> hervorragender Weise mit dem Babinglon-Sysicm harmoniert. Ls versteht sich jedoch, daß auch andere Formen und Ausbildungsarlen von Parallclementen innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegen, wobei die größeren Abmessungen des Prallelemcntcs,

5() seine Konfiguration und seine Positionen relativ zu dem Vernebelungsstrom und der Düse in Abhängigkeil von dem verwendeten pneumatischen System und damit von der Stromgeschwindigkeit der Partikelformation und dergleichen veränderlich ist.

Im folgenden soll nun genauer auf die zugrunde liegende Theorie hinsichtlich der Wirkungsweise der Erfindung eingegangen werden, wobei sich nach Kenntnisnahme der grundlegenden verwendeten Mittel sofort die Frage stellt, wie der Betrieb einer solchen

mi Vorrichtung verläuft. Durch Beobachtung und vergleichende Resultate und Testergebnissc wird angenommen, daß die vorliegende Vorrichtung deshalb wesentlich bessere Ergebnisse erbringt, weil der Trägergasstrom normalerweise mindestens einen beträchtlichen

b^r> Teil der aus der Sprühqucllc austretenden kleinen Partikel absorbiert. Es wird angenommen, daß eine solche Absorption deshalb auftritt, weil der Trägcrgasstrom ungesättigt ist.d. h. sein Feuchtigkeitsgehalt ist so,

daß die relative Feuchte des Trägergases unterhalb von 100% liegt, bevor er mit der versprühten bzw. vernebelten Flüssigkeit zusammentrifft, die im ersten Kontaktbcreich von Zerstäubersystem erzeugt wird.

Wird dabei ein Sprühncbcl bzw. ein Zerstäubungszustand erzeugt, der sehr kleine Partikel aufweist, dann sind es diese Partikel, die zuerst in den Trägergasstrom absorbieren bzw. verdampfen, um den Feuchtigkeitsgehalt bzw. die relative Feuchte desselben zu erhöhen, während die etwas größeren Sprühpartikel die sind, die körperlich mit dem Trägergasstrom mitgeführt oder mitgerissen werden. Wesentlich größere Partikel, die von Gravitations- oder anderen Kräften beeinflußt werden, werden nicht vom Trägergasstrom mitgeführt und nassen an den umgebenden Objekten aus.

1st dann der Trägergassirom auf diese Weise vorkonditioniert, d. h. befindet er sich nahe seinem Sättigungspunkt, wenn er auf den (näehsten) Sprühnebel auftrifft, dann werden die kleineren Tröpfchen nicht mit hoher Geschwindigkeit absorbiert, sondern werden in dem Trägergasstrom fein verteilt schwebend gehalten und verbleiben bis zu ihrem Aufbringungszeitpunkt in Tröpfchenform.

Die Erkenntnis eines solchen Phänomens führt dann zu der Schlußfolgerung, daß dann, wenn zwei Zerstäubersysteme in Reihe innerhalb einer Kammer so angeordnet werden, daß die erste Sprühanordnung der Vorkonditionierung des Trägergasstroms dient, eine wesentlich verbesserte Wirkungsweise jeder bekannten Sprühapparatur erreicht wird, da es auf diese Weise gelingt, die physische Anzahl schwebender fein verteilter Tröpfchen geringer und sehr geringer Größe zu vergrößern. Dabei wurde weiterhin festgestellt daß ein solcher Vorgang am wirkungsvollsten in der Weise durchgeführt wird, daß die in Reihe hintereinander angeordneten Zerstäubersysteme in einer Kammer positioniert werden, in einer Weise, daß der vorkonditionierte Trägergasstrom dem zweiten bzw. weiter vorne angeordneten Zerstäubersystem von dem ersten bzw. dem rückwärtigen Zerstäubersystem in vollständig vorkonditioniertem Zustand zugeführt wird, mit dem Ergebnis, daß der Sprühnebelauslaß, d. h. die Ausgangszerstäuberleistung des zweiten Zerstäubersystems tatsächlich insgesamt in verwendungsfähiger Tröpfchenform transportiert wird.

Zur weiteren Erläuterung der wesentlich überlegenen Arbeitsweise der beschriebenen Zerstäubervorrichtung sei darauf hingewiesen, daß offensichtlich durch die Verwendung von hintereinander angeordneten Zerstäubersystemen der Sprühnebel des rückwärtigen Zerstäubersystems in den Sprühncbcl gezogen wird, der von dem vorderen Zerstäubersystem erzeugt wird. Auf diese Weise füllt der Sprühnebel von dem hinteren oder ersten Zerstäubersystem in beträchtlich wirkungsvollerer und zweckvollerer Weise die Leerstellen zwischen den Flüssigkeitspartikeln aus, die von dem vorderen Zerstäubersystem erzeugt werden. Gehen im Gegensatz dazu eine Vielzahl von Sprühnebeln von einem einzigen Zerstäubersystem aus, dann treten Turbulenzen auf und die Kollisionsrate, d. h. die Auftreffwahrscheinlichkeit flüssiger Tröpfchen aufeinander ist größer. Beide Faktoren verursachen eine Anhäufung bzw. Agglomeration von Partikeln und ein nachfolgendes »Ausregnen« bzw. ein Niederschlagen der Partikel innerhalb der Anordnung oder der Verteilerleitung bzw. des Sprühschlauches. So ist es beispielsweise bei einem mcdzinischen Nebulisator mit einer einzigen Zerstäuberanordnung, die eine Vielzahl von Schlitzen verwendet, im hohen Maße wahrscheinlich, daß ein großes, nicht atembares Partikel (d. h. größer als 10 Mikron) mit einem in hohem Maße atembaren Partikel von 2 oder 3 Mikron kollidiert und daher das kleinere Partikel daran hindert, vom Verteilcrschlauch freizublciben und von dem Patienten eingeatmet zu werden. Wenn dagegen die beiden Tröpfchen in einer Rcihenschaltungsanordnung erzeugt, wobei das vordere Zerstäubersystem das größere Partikel und das hintere Zerstäubersystem das kleinere Partikel erzeugt, dann ist es im höchsten Maße wahrscheinlich, daß das kleinere Partikel in eine der leeren Zwischenräume des SprUhnebcls eingesaugt wird, der von dem vorderen Zerstäubersystem erzeugt wird. Auf diese Weise wird es dann durch die Verteilerleitung geführt und trägt zur Sprühnebcldichte bei, die von dem gesamten Nebulisator erzeugt wird. Dadurch, daß die Zerstäubersysteme in Reihe d.h.

hintereinander angeordnet werden, erreichen die größeren bzw. nicht atembaren Partikel, die von dem ersten Zerstäubersystem erzeugt werden, niemals den Sprühkegel bzw. den Sprühbereich des vorderen oder zweiten Zerstäubersystems, da ihr abfallender Bahnverlauf ein Ausregnen bewirkt. Dies trägt dazu bei, daß es gelingt, einen solchen Vemebler von einer Anhäufung bzw. Überfüllung nicht atembarer großer Partikeln freizuhalten, was wiederum die Wahrscheinlichkeit verringert, daß sich die Möglichkeit einer Kollision und Agglomeration, wie weiter vorn beschrieben, ergibt. Darüberhinaus wird durch die Hintereinanderanordnung der Zerstäubersystemc die relative Geschwindigkeit der Sprühpartikel, die von den einzelnen Zerstäubersystemen erzeugt werden, reduziert. Dies begünstigt eine wirkungsvollere Mitnahme der Tröpfchen, was es wiederum ermöglicht, daß mehr flüssige Partikel pro Volumenseinheit an Trägerluft transportiert werden.

In der vorhergehenden Erläuterung und Diskussion v/ar jeweils nur die Rede von zwei hintereinander angeordneten Zerstäubersystemen. Es versteht sich jedoch, daß eine beliebige Anzahl von Zerstäubersystemen verwendet werden kann. Je mehr Zerstäubersysteme hinzugefügt werden, die nacheinander von dem Trägergasstrom durchquert werden müssen, umso größer wird die Dichte des schließlich erzeugten Aerosols in Begriffen des Feuchtigkeitsgehaltes, und/ oder umso größer werden die Anzahl flüssiger, pro Einheitsvolumen des Trägergases transportierter Partikel, wobei man sich der theoretischen Maximaldichte annähert. Dabei haben Untersuchungsergebnisse gezeigt, die durch verschiedene Anordnungen von in dieser Weise in Reihe hintereinander positionierter Zerstäubersystemen gewonnen wurden, daß die Aerosoldichte von einer Vielzahl von Zerstäubersystemen beträchtlich und überproportional größer ist als die, die von einem einzigen Zerstäubersystem erzeugt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Erzeugung eines dichten .Sprühnebels (Aerosols) aus einer in einem Gas suspendierten Flüssigkeit, bestehend aus mindestens zwei Zerstäubersystemen, denen jeweils ein Flüssigkeitsstrom und ein primärer Zerstäubergasstrom sowie ein durch die Ansaugwirkung dieser beiden Ströme angesaugter zusätzlicher, von einer stromaufwärtigen Stelle herrührender Trägergasstrom zugeführt ist und die derart hintereinander geschallet sind, daß der abgegebene Aerosolstrom eines jeweils vorgeschalteten Systems den zusätzlichen Trägergasstrom des jeweils folgenden Systems bildet, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Zerstäubersysteme (3,5,3', 5'; 15,16,25, 17, 18, 27; 34, 36) innerhalb einer gemeinsamen, ein,? im wesentlichen einheitlich geradlinige Wandung aufweisenden Kammer (1, 10, 20) längs der Kammerlängsachse angeordnet sind und daß das jeweilige Zerstäubersystem so ausgebildet ist, daß der von ihm abgegebene Aerosolstrom in Flußrichtung des ankommenden, zusätzlichen Trägergasstroms verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Ansaugöffnungen (2, 12, 42) zum Einlaß des zusätzlichen Trägergasstroms für das erste Zerstäubersystctv. im abgeschlossenen, stromaufwärtigen Endbereich der gemeinsamen rohrförmig ausgebildeten Kammer (1, 10, 20) vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hintereinander angeordneten Zerstäubersysteme aus einer hohlen, im Inneren über eine Leitung (15, 17) untci dem Druck eines Gases stehenden Sphäre (16, 18) bestehen, auf welche über darüber angeordnete Leitungen (22, 24) ein Film der zu zerstäubenden Substanz auftropfbar ist und daß in den Sphären (25, 27) in Richtung des Auslaßendes (13) der Kammer (10) öffnungen (25, 27) zur Zerstäubung des Sprühmittels und zum Einbringen in den angesaugten Trägergasstrom vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß stromabwärts mindestens eines der Zerstäubersysteme und ausgerichtet auf die öffnungen (25) ein Prallelement (48) zur feineren Zerstäubung der flüssigen Partikel des Trägcrgasstromes angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, wobei dem Zerstäubersystem lediglich ein FlUssigkeilssirom und ein Trägergasstrom zugeführt isi, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubersysieme Ultraschallzerstäuber (34, 36) sind und der Trägergasstrom mittels eines Ventilators (38) zwangsweise durch die Kammer (20) geführt ist.