DE3049244A1

DE3049244A1 - Vorrichtung zur erzeugung von fluessigkeitsnebel mittels ultraschall

Info

Publication number: DE3049244A1
Application number: DE19803049244
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: HEITLAND MEDICAL INSTRUMENTS GmbH; HEITLAND MEDICAL INSTR GmbH; Heitland Medical Instruments 3100 Celle GmbH
Current assignee: Heitland International Cosmetics 3100 Celle GmbH
Priority date: 1980-12-27
Filing date: 1980-12-27
Publication date: 1982-07-29

Description

~Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsnebel mittels Ultraschall"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsnebel mittels Ultraschall, bei welcher ein piezo-elektrischer Schallschwinger in einem Flüssigkeitsgefäß eine Bodenplatte in Schwingungen hoher Frequenz versetzt und damit die in dem Gefäß enthaltene Flüssigkeit beaufschlagt, wobei oberhalb des Flüssigkeitsspiegels jeweils eine Zuleitung für durch das Gefäß geführte und mittels eines Gebläses erzeugte Luft und eine Ableitung für das so erzeugte Luftnebelgemisch angeschlossen sind.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art arbeiten bei Raumtemperatur, so daß sowohl die Zuluft als auch das abgeführte Luftnebelgemisch Raunteaperatur aufweisen. Geräte dieser Art dienen der Inhalation, also für medizinische Zwecke, wobei es bekannt ist, der Flüssigkeit besondere Inhalationsstoffe zuzusetzen.
Nachteilig bei der bekannten Anordnung ist es, daß Raumtemperatur in vielen Fällen nicht ausreicht, um einen ausreichenden und rasch wirkenden therapeutischen Effekt zu erzielen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der von der zu behandelnden Person auf zunehmende Flüssigkeitsnebel eine höhere Temperatur als Raumtemperatur aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in der Luftzuleitung und/oder in der Luftnebelgemischableitung eine Reisvorrichtung angeordnet ist.
Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die zuströmende Luft bzw. das abströmende Luftnebelgemisch einer direkten und damit auch regelbaren Erwärmung unterworfen wird, so daß der therapeutische Effekt bei Inhalationen oder anderen Behandlungen mit einem solchen Nebel erheblich verbessert und beschleunigt wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung macht es insbesondere möglich, ein so ausgestaltetes Gerät neben medizinischen auch für kosmetische Zwecke einzusetzen, weil die Hautbehandlung mit einen erwärmten Nebel auch für kosmetische Zwecke zu erheblichen Verbesserungen führt, da der Angriff der Wirkstoffe auf die Haut verbessert und die Resorption beschleunigt wird.
In diesem Zusammenhang hat das erfindungsgemäße Gerät insbesondere erhebliche Vorteile gegenüber anderen bekannten Geräten für medizinische und/oder kosmetische Zwecke, bei welchen Wasser erwärmt wird und der sich aus dem Wasser entwickelnde Dampf zur Behandlung herangezogen wird. Mit einem solchen Gerät lassen sich nämlich nicht in ausreichendem Maße Wirkstoffe, Salze oder dergleichen transportieren, da diese vom Dampf nicht aufgenommen werden, sondern vielmehr in den Vorratsgefäßen verbleiben. Mit einem solchen Gerät können mithin der zu behandelnden Person Wirkstoffe nicht zugeführt werden.
Die Erwärmung der zuströmenden Luft bzw. des abströmenden Luitnebelgemisches hat gegenüber einer evtl. in Betracht kommenden Erwärmung der Flüssigkeit selbst den erheblichen Vorteil, daß mit geringem Aufwand die notwendige Temperatur erreicht werden kann. Da das Verhältnis zwischen zugeführter Luft zum vernebelten Wasser bzw. zur vernebelten Flüssigkeit wenigstens etwa 100 s 1 beträgt, würde bei einer Erwärmung der Flüssigkeit der geringe Anteil von Flüssigkeit keinesfalls ausreichen, um eine ausreichende Temperaturerhöhung bis zum Entnahme- oder Zuführung4-ende der Abführleitung aufrechtzuerhalten0 Dies würde es nötig machen, die Flüssigkeit auf mindestens 1000 C (373 Kelvin) zu erhitzen, um minimale Erwärmungen herbeizuführen, was aber wiederum dazu führen würde, daß temperaturempfindlichere Wirkstoffe zerstört würden. Alle diese Nachteile werden mit der erfindungsgemäßen Anordnung vermieden.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform zur Erwärmung der Zuluft besteht darin, daß dem Gebläse Heizspiralen zugeordnet sind. Diese Heizspiralen können saugseitig oder auch druckseitig angeordnet sein, vorteilhaft ist es im allgemeinen, wenn die Eeizspiralen druckseitig angeordnet sind und dem Auslaßkanal des Gebläses zugeordnet sind, da sie dort dem vollen Staudruck der von Gebläse gelieferten Luft ausgesetzt sind. Die Heizung kann in diesem Fall aus in üblicher Weise gewendelten, gegebenenfalls mehrlagig hintereinander angeordneten Ileisdrähten bestehen, die von der Gebläseluft angeströmt werden, so daß auf diese Weise verhindert wird, daß die Heizdrähte vorzeitig durchbrennen.
Eine solche Anordnung ist robust, einfach und billig, kann aber den geringfügigen Nachteil aufweisen, daß eine gewisse Abkühlung der Gebläseluft in der Zuleitung zum Vernebelungsgerät und in diesem selbst auftritt. Dieser Nachteil wird vermieden, wenn die Heizung der Ableitung für das Luftnebelgemisch zugeordnet ist. In diesem Fall muß dafür Sorge getragen werden, daß keine elektrisch beauischlagts Teile, wie ileizipiralen oder dergleichen, mit dem Feuchtigkeit enthaltenden Nebel in Berührung kommen. Andererseit muß auch hier dafür gesorgt werden, daß möglichst einfache, aber auch möglichst große Wärmetauscherflächen den durchströmenden Nebel beaufschlagen.
Diese Wärmetauscherflächen müssen jedoch vorzugsweise so ausgestaltet sein, daß sie die Durchströmung nicht nennenswert behindern, um Kondensationen an Stauflächen oder dergleichen zu vermeiden0 Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht daher darin, daß in die Ableitung ein Rohrstück eingesetzt ist, welches von Heizwendeln umgeben ist, wobei die Wärmetauscherflächen durch in Strömungsrichtung verlaufende in das Rohrstück eingesetzte Einzelrohre gebildet sind. Auf diese Weise wird die von dem Luftnebelgemisch angeströmte Fläche erheblich vergrößert, so daß es zu einer wirksamen Erwärmung des durchströmenden Luftnebelgemisches kommt, Die Einzelrohre können durch Bohrungen in einem Zylinderkörper gebildet sein, so daß nur die Bohrungsinnenwandungen die wirksamen Wärmetauscherflachen bilden. Fine andere Möglichkeit besteht darin, in das Rohrstück einzelne, parallel zueinander verlaufende Röhren kleinen Durchmessers einzusetzen, so daß ein gitterförmiger Querschnitt gebildet wird, wobei die Einzelröhren sowohl an ihren Innen- als auch an ihren Außenflächen von dem Luitnebelgeiisch umströmt werden.
Das Rohrstück einschließlich seiner Wärmetauscherflächen sollte aus einem gut wärmeleitenden aber temperaturbeständigen Material, vorzugsweise aus Messing, bestehen, wobei die dem durchströmenden Luftnebelgemisch zugewandten Tauscherflächen mit einer wärmeleitenden aber physiologisch einwandfreien Beschichtung, wie einer Verchromung oder Vernickelung, versehen sind.
Eine derartig ausgestaltete Heizung kann unmittelbar an das Vernebelungsgefäß anschließend in die Ableitung für das Luitnebelgemisch eingesetzt sein. Hierbei treten selbstverständlich über die Länge der Ableitung, die meist als Schlauch ausgebildet ist, Wärmeverluste auf. Diese können fast ganz ausgeschaltet werden, wenn die beschriebene Heizung in der Nähe der Gebrauchsstelle, also an dem der Vernebelungsgefjjß abgewandten Ende der Ableitung bzw. des Ableitungsschlauchs angeordnet ist.
Das erfindungsgemäße Gerät ist insbesondere universell einsetzbar. Es lassen sich bei dem erfindungsgemäßen Gerät sowohl die Heizleistung als auch der Luftanteil als auch die Dnrchstremmengs als auch der Wirkstoffanteil in weiten Bereichen in jeweils optimaler Abstimmung auf den jeweiligen Verwendungszweck einstellen, indem die Gebläseleistung, die Heizleistung und die Schwingungs amplitude des Schallschwingers sowie die Wirkstoffkonzentration eingestellt werden Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung, teilweise im Schnitt, ein Vernebeleungs gerät, auf welches die Erfindung Anwendung findet.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung im Schnitt eine Ausführungsform der Anordnung einer Heizvorrichtung in dem Gebläse des Gerätes.
Fig. 3 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform zur Anordnung einer Heizvorrichtung in der Zu-oder Ableitung.
Fig. 4 ist der Schnitt IV-IV nach Fig. 3.
Fig. 5 ist ein Schnitt ähnlich Fig. 3 bei einer abgewandelten Ausführungsforin.
Fig. 6 ist der Schnitt VI-VI nach Fig. 5.
Fig. 7 ist der Schnitt ähnlich Fig. 3 bei einer weiteren Ausführungsform.
Fig. 8 ist der Schnitt VIII-VIII nach Fig. 7.
Gemäß Fig. 1 besteht ein Gerät zur Erzeugung von Flüssigkeits nebel mittels Illtragehall aus einem Flüsslgkeitsgefäß 1, welche eine abdichtend und elastisch gelagerte Bodenplatte 2 aufweist, die durch einen piezo-elektrischen Schallschwinger 3 in Schwingungen hoher Frequenz versetzbar ist. Diese Schwingungen übertragen sich auf die die in dem Gefäß 1 enthaltene Flüssigkeit 4, so daß oberhalb eines Flüssigkeitsspiegels 5 ein Flüssigkeitsluftgemisch 6 gebildet wird. Oberhalb des Flüssigkeitsspiegel. 5 ist eine Zuleitung 7 für durch das Gefäß geführte und mittels eine. Gebläses 8 erzeugte Luft angeschlossen, wobei die in Richtung des Pfeile. 8 zugeführte Luft das Flüssigkeitsluftgemisch 6 im Inneren des Gefäßes 1 weiter vernebelt. Ferner ist an das Gefäß 1 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels 5 eine Ableitung 9 für das in der beschriebenen Weise erzeugte Luftnebelgemisch angeschlossen, die in einen Schlauch 10 münden oder aus diesem bestehen kann, der zu einer Gebrauchsstelle hiniührt und beispielsweise mit einem Mundstück 11 oder dergleichen versehen sein kann. Zwischen dem Gebläse 8 und der Zuleitung 7 kann gleichfalls ein Schlauchstück 12 angeordnet sein.
Schließlich weist das Gefäß noch eine Zufuhrleitung 13 für die zu vernebelnde Flüssigkeit auf, die mit einem Schwimmerventil 14 versehen sein kann, welches den Zufluß bei genügender Filllung des Gefäßes 1 unterbricht. Außerdem kann noch eine weitere Leitung 13 für die Zuführung von Wirkstoffen vorgesehen sein.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform zur Erwärmung der durch die Leitung 7 zugeführten Zuluft. Bei dieser Ausführungsform sind dem Gebläse 8 druckseitig gewendelte Heizspiralen 16 zugeordnet, die dem Staudruck der vom Gebläse 8 gelieferten Luft ausgesetzt sind. Saugseitig kann in dem Ansaugstutzen 17 oder dergleichen des Gebläses ein Filter 18 vorgesehen sein, der als Schmutz- und Bakterienfilter dient. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 bestehen die lteizspiralen aus in üblicher Weise gewendelten und - wie dargestellt - mehrlagig hintereinander angeordneten Heizdrähten 19, die über isolierende Halter 20 am Gehäuse des Gebläses 8 befestigt sind.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 tritt im Zuleitungsschlauch 12, in Zuleitungsstutzen 7,im Gefäß 1 sowie im Ableitungsschlauch 10 eine gewisse Abkühlung der Gebläseluft auf. Dies kann teilweise dadurch vermieden werden, daß, wie bei 21 in Fig. 1 schematisch dargestellt, die Heizanordnung gemäß Fig. 2 nicht dem Gebläsegehäuse, sondern dem Zuleitungsstutzen 7 zugeordnet, d.h. in unmittelbarer Nähe des Gefäßes 1 angeordnet wird. Eine noch bessere Ausnutzung der Heizleistung wird jedoch mit der Anordnung nach Fig. 3 erreicht, bei welcher die Heizung der aus dem Ableitungsstutzen 9 und dem Schlauch 10 bestehenden Ableitung für das Luftnebelgemisch zugeordnet wird. Da jenseits des Gefäßes 1 die Heizung mit der Feuchtigkeit enthaltenden Luft angeströmt wird, besteht diese gemäß den Figuren 3 und 4 aus einem Rohrstück 22, welches von Heizwendeln 25 umgeben ist. Die Heizwendel können außerdem, wie dargestellt, von einer hitzebeständigen und möglichst wenig wärmeleitenden Isolierschicht 24 umgeben sein, so daß die so gebildete Gesamtanordnung 25 zwischen dem Ableitungsstutzen 9 und dem Schlauch angeordnet werden kann.
Wie aus Fig 1 hervorgeht, besteht aber außerdem die Möglichkeit, um die Wärmeverluste noch weiter zu verringern, die Heizvorrichtung 25 in unmittelbarer Nähe der Gebrauchsstelle, also im Bereich des Mundstückes 11 am Ende des Schlauches 10 anzuordnen.
Die Figuren 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform, bei welcher die Heizvorrichtung 25 aus einem Zylinderkörper 26 besteht, der einzelne Kanäle 27 in Form von Bohrungen im Zylinderkörper 26 aufweist, so daß die Bohrungsinnenwandungen wirksame Wärmetauscherflächen bilden, die insgesamt größer sind als die Innenfläche des Rohrstückes 22 gemäß der Ausführungsforn nach Fig. 3.
Der Zylinderkörper 26 kann ebenfalls von Heizwendeln 23 und einer Isolierschicht 24 umgeben sein.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 7 und 8 ist ein Rohrstück 28 vorgesehen, in welches Einzelröhren 29 kleineren Durchmessers eingesetzt sind, so daß, wie sich aus Fig. 8 ergibt, ein gitterförmiger Querschnitt gebildet wird, wobei die Einzelröhren sowohl an ihren Innen- als auch an ihren Außenflächen von dem Luftnebelgemisch umströmt werden. Auf diese Weise werden die wirksamen Wärmetauscherflächen weiter erheblich vergrößert.
Die Rohrstücke einschließlich ihrer Wärmetauscherflächen bestehen aus einen gut wärmeleitenden aber temperaturbeständigen Material, vorzugsweise aus Messing, wobei die dem durchströmenden Lnftnebelgemisch zugewandten Tauscherflächen mit einer wärmeleitenden aber physiologisch einwandfreien Beschichtung, wie einer Verchromung oder Vernickelung, versehen sind.
Leerseite

Claims

Ansprüche Vorrichtung zur Erzeugung von Flüssigkeitsnebel mittels Ultraschall, bei welcher ein pi.zo-elektrischer Schallschwinger in einem Flüssigkeitsgefäß eine Bodenplatte in Schwingungen hoher Frequenz versetzt und damit die in dem Gefäß enthaltene Flüssigkeit beaufschlagt, wobei oberhalb des Flüssigkeitsspiegels jeweils eine Zuleitung für durch das Gefäß geführt und mittels eines Gebläses erzeugte Luft und eine Ableitung für das so erzeugt. Luftnebelgemisch angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß in der Luftzuleitung (7,8,12) und/oder in der Luftnebelgemischableitung (9,10) eine Heizvorrichtung (16,25) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erwärmung der Zuluft dem Gebläse (8) Heizspiralen (16) sugeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, daß die Heizspiralen (16) druckseitig im Auslaßkanal (8a) des Gebläses (8) angeordnet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung aus gevendelten und mehrlagig hintereinander angeordneten Heizdrähten (19) besteht, die von der Gebläseluft angeströmt werden.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (21) druckseitig zum Gebläse (8) im Bereich des Zuleitungsitutzens (7) zum Flüssigkeitsgefäß (i) in dessen Nähe angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beizung (25) der Ableitung (9,10) für das Luftnebelgemisch zugeordnet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizspiralen (23) von dem durchströmenden Luftnebelgemisch isoliert angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (25) aus einem in die Ableitung (9,10) eingesetzten Rohrstück (22) besteht1 welches von Jleizwendeln (23) umgeben ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Wärmetauscherflächen im Inneren des Rohrstückes (22) vorgesehen sind, die in Strömungsrichtung verlaufen.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherflächen durch Bohrungen (27) in einem Zylinderkörper (26) gebildet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmetauscherflächen durch einzelne in das Rohrstück (28) eingesetzte prarllel zueinander verlaufende Röhren (29) gebildet sind, die einen gitterförmigen Querschnitt bilden, bei welchen die einzelnen Röhren (29) sowohl an ihren Innen- als auch an ihren Außenflächen von dem Luftnebelgemisch umströmt werden.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrstücke (22,26,28) einschließlich ihrer Wärmetauscherflächen (27,29) aus einem gut wärmeleitenden aber temperaturbeständigen Material, vorzugsweise aus Messing, bestehen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die dem durchatrömenden Luftnebelgemisch zugewandten Tauscherflächen mit einer wärmeleitenden aber physiologisch einwandfreien Beschichtung, wie einer Verchromung oder Vernickelung, versehen sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (25) unmittelbar an das Vernebelungsgefäß (i) anschließend in die Ableitung (9) für das Luftnebelgemisch eingesetzt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Anspruch 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung (25) in der Nähe der Gebrauchsstelle, also an dem dem Vernebelungsgefäß (1) abgewandten Ende der Ableitung bzw. des Ableitungsschlauches (io) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gebläseleistung, die Reizleistung, die Schwingungsamplitude des Schallschwingers sowie die Wirkstoffkonzentration einstellbar sind.