DE3513876C1 - Atomiser for the generation of high aerosol concentrations - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Zerstäuber nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein derartiger Zerstäuber ist in der DE-PS 11 47 355 beschrieben. Mit dem vorbekannten Zerstäuber erreicht man eine zufriedenstellende Zerstäubung von Flüssig­ keiten zur Erzeugung von Aerosolen. Derartige Zer­ stäuber werden vorteilhafterweise in Vernebler zur Inhalation eingesetzt und dienen der Verneblung von Flüssigkeiten, Lösungen, Emulsionen, Suspensionen so­ wie auch von Pulvern und staubförmigen Stoffen mit­ tels Druckluft. Der bekannte Zerstäuber mit einem Gasstromsteuer im Austrittskegel des Druckgases ent­ hält zwei aus dem Zerstäubungsraum nach außen führen­ de Leitungen, wobei die eine der Nebelaustrittsstut­ zen ist, während die andere vom Ende eines in den Zerstäubungsraum eingesetzten Kamins zum Ansaugen von Zusatzluft gebildet ist. Die Zuluftleitung ist erforderlich, um die ausreichende Nebelmenge pro Zeiteinheit in physiologischer Anpassung an den Benutzer, nämlich etwa 15 l/min zu erzeugen. Da die Aerosoltherapie des Patienten immer während einer ge­ wissen Zeitdauer von beispielsweise 20 Minuten durch­ geführt wird, kann der Wirkstoff in relativ niedriger Konzentration im Volumen der Atemluft enthalten sein.

In besonderen Fällen ist es jedoch wünschenswert, hö­ here Aerosol-Konzentrationen pro Atemluftvolumen zu erzeugen. Beispielsweise sollen bei der Allergen-Di­ agnose die aktiven Substanzen in relativ hohen Kon­ zentrationen im Aerosol vorliegen. Bei der inhalati­ ven Provokation wird bekanntlich mit Substanzen gear­ beitet, die eine reversible Erhöhung des Atemwegwi­ derstandes des Patienten zur Folge haben und die in einer genau vorgesehenen Konzentration von beispiels­ weise 100 mg in 10 l Atemluft vorliegen sollen.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Inhalation von Allergenen mit einem Vernebler, an dessen Auslaß ein Nebelsammelbehälter angeschlossen ist, entnimmt der Patient die mit Allergenen angereicherte Atemluft dem Nebelsammelbehälter durch ein besonderes Mundstück. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise in dem DE-GBm 79 23 943 und in der älteren Anmeldung der Anmelderin gemäß P 35 13 628 beschrieben.

Eine Vorläuferkonstruktion eines derartigen Zerstäu­ bers ist auch bereits in der DE-PS 9 27 920 beschrie­ ben. Bei dieser älteren Konstruktion wird im Aus­ trittskegel des Druckgases gleichfalls ein Gasstrom­ steuer angeordnet, dessen Basis so verläuft, daß eine oder mehrere Basiskanten den Mantel des Gasaustritts­ kegels berühren, so daß die Hauptmenge des Gasstromes an den Kanten fächerförmig ausgebreitet wird, wobei die benachbart angeordneten Austrittsöffnungen der Zuleitungen für das Zerstäubungsgut unterhalb dieser Luftfächer so angeordnet sind, daß das Zerstäubungsgut in die sich ausbreitenden Fächer eintritt. Gegenüber dieser älteren Konstruktion verläuft die Basis des Gasstromsteuers bei dem erfindungsgemäßen Zerstäuber jedoch nicht flach, sondern wie bei der vorbeschriebe­ nen Konstruktion gemäß DE-PS 11 47 355 keilförmig, so daß die der Düsenöffnung gegenüberliegende Seite eine keilförmige Prallfläche aufweist, die nahe der Mün­ dungsebene der Düsenöffnung für das Druckmittel liegt.

Da bei der Allergen-Diagnose höhere Aerosol-Konzen­ trationen zur Anwendung kommen, benötigt man einen leistungsfähigen Vernebler.

Es ist daher das Ziel der Erfindung, einen derartigen Vernebler zur Verfügung zu stellen. Gemäß der Erfin­ dung wird dieses Ziel mit einem Vernebler der ein­ gangs genannten Art erreicht, der sich durch die Merkmale von Patentanspruch 1 auszeichnet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zerstäubers sind in den Unteransprüchen angegeben

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Zer­ stäubers dargestellt. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch einen Zerstäuber gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1.

Der in Fig. 1 gezeigte Zerstäuber besteht aus dem Unterteil 1 mit dem Anschlußstutzen 2 für die Druckgasleitung. Die Druckgasleitung kann der Druckluftschlauch eines Kompressors sein. In den Unterteil 1 des Zerstäubers ist ein Behälter 10 in bekannter Weise unter Vermittlung eines Dichtungs­ einsatzes 3 eingeschraubt. Der Behälter 10 ist zy­ lindrisch und enthält in seiner Mitte den Düsenkör­ per 6, der seinerseits gegen den Behälter 10 mit­ tels des Dichtungsringes 9 abgedichtet ist, der in einer Nut am Fuß des Düsenkopfes 6 liegt. Das Druckgas gelangt über den Raum 5 im Unterteil und den Druckgaskanal 4 in die zentrale sich nach oben im Düsenkopf verjüngende Düsenbohrung 8 und saugt das sich im Behälter 10 befindliche Zerstäubungsgut 11 in bekannter Weise durch die seitlichen Ansaug­ kanäle 12, 13 nach oben bis an die Mündungsöffnun­ gen im Bereich der Plattform 30. Aus diesen Aus­ trittsöffnungen wird das Zerstäubungsgut mittels des die verjüngte Düsenbohrung 8 am oberen Ende der Druckgasleitung 7 verlassenden Druckgases mitgeris­ sen und an den Keilflächen 31 des Gasstromsteuers 14 in die beiden seitlichen Aerosolfächer 19 und 20 aufgespalten.

Die in diese beiden Aerosolfächer 19, 20 aufgeteil­ ten Tröpfchen aus dem erzeugten Sprühnebel gelangen nun ihrerseits in Wechselwirkung mit der inneren Stirnfläche 29 der Verneblerkappe 15 sowie mit der inneren Mantelfläche der sich von der Verneblerkap­ pe 15 abwärts erstreckenden zylindrischen Prall­ schürze 18. Dadurch erfolgt eine intensive Ausson­ derung übergroßer Tröpfchen und es verlassen den Ringspalt zwischen dem Düsenkörper 6 und der Prall­ schürze 18 praktisch nur noch Teilchen der ge­ wünschten Teilchengröße. Die größeren, sich an der Stirnfläche 19 und der inneren Mantelfläche der Schürze 18 abscheidenden Tröpfchen tropfen vom Rand der Schürze 18 nach unten zum Zerstäubungsgut 11 im Bodenbereich des Behälters 10 zurück. Der feine Teilchenstrom strömt unter der Wirkung des Druckga­ ses hingegen durch den zylindrischen Ringraum zwi­ schen der Prallschürze 18 und der Innenwandung des zylindrischen Einsatzes 16 weiter nach oben bis in den Bereich des Nebelaustrittsstutzens 17, von wo er beispielsweise bei der Verwendung des Zerstäu­ bers für die Allergeninhalation in einen Nebelsam­ melbehälter weitergeleitet wird. Die Füllung eines derartigen Nebelsammelbehälters ist dann abge­ schlossen, wenn das gewünschte Atemvolumen mit Allergen-Aerosol aufgefüllt ist. Dies kann bei­ spielsweise durch automatisches Abschalten des Kom­ pressors mittels eines Druckfühlers oder auch mit­ tels einer Zeitschaltuhr erreicht werden.

Man vermutet, daß die für die Allergentherapie ge­ wünschte hohe Aerosol-Konzentration mit dem erfin­ dungsgemäßen Zerstäuber dadurch erreicht wird, daß in dem relativ engen begrenzten Raum innerhalb der Prallschürze 18 ein besonders dichtes und feines Aerosol entstehen kann, da hier auch die Luftmenge zur Aufnahme der feinen Aerosolpartikel beschränkt ist. Wie man aus Fig. 1 erkennt, ist auch die freie Weglänge von den keilförmigen Prallflächen 31 am Prallbügel 27 bis zur inneren Stirnfläche 29 der Verneblerkappe 15 nur kurz. Der Abstand von den Keilflächen 31 und der genannten inneren Stirnflä­ che 29 wird bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel praktisch gebildet von der Breite des Prallbügels 27, der mit seinem hinteren Ende in einer entspre­ chenden Nut in der Verneblerkappe 15 eingesetzt ist. Die Verbindung zwischen dem Gasstromsteuer 14 und der Verneblerkappe 15 kann auch auf andere Wei­ se, beispielsweise durch Verkleben, ggf. auch durch Einspritzen des metallischen Gasstromsteuers in das Kunststoffmaterial der Verneblerkappe 15 erfolgen.

Das obere verlängerte Griffende 28 vereinfacht die Manipulation der Verneblerkappe, in dem sie einen Handgriff zur Entfernung dieser Kappe zusammen mit dem Gasstromsteuer 14 bildet. Nach Entfernung des zylindrischen Einsatzes 16, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einfach auf den Behälter 10 aufgeschoben ist und so auch von letzterem wieder entfernbar ist, kann man die Verneblerkappe 15 ohne Schwierigkeiten zusammen mit dem Gasstromsteuer 14 nach oben abziehen. Dabei verbleibt der Düsenkörper 6 im Behälter 10, während die seitlichen Stege 21, 22 am Gasstromsteuer aus den entsprechenden Nuten 23, 24 am Düsenkörper 6 einfach nach oben abgezogen werden.

Zur Reinigung des Gerätes wird der Behälter 10 ein­ fach aus dem Unterteil 1 ausgeschraubt und der Dü­ senkopf nach unten aus dem Behälter 10 abgezogen, worauf die Einzelteile in einfacher Weise gereinigt werden können.

Bei der Anwendung des Zerstäubers zur Allergen­ diagnose kann ein in der Zeichnung nicht darge­ stellter Sammelbehälter mit seinem entsprechend ausgebildeten Mundstück bzw. Beutelanschluß in ein­ facher Weise an den Nebelaustrittsstutzen 17 ange­ schlossen werden. Dieser Sammelbehälter wird dann mittels der vom gleichfalls nicht dargestellten Kompressor zur Drucklufterzeugung während einer be­ stimmten Zeitdauer aufgeblasen, bis das vorgegebene Volumen im Sammelbehälter - beispielsweise 10 l - erreicht ist. Diese mit dem Allergen-Aerosol ange­ reicherte Luft wird dann vom Patienten so lange eingeatmet, bis der zweckmäßigerweise aus einer dünnen Kunststoff-Folie bestehende Sammelbehälter entleert ist.

Claims (7)

1. Zerstäuber zur Erzeugung von Aerosolen hoher Konzentration für Inhalationszwecke, bestehend aus einem Behälter für das Zerstäubungsgut und einem auf den Behälter aufsetzbaren zylindrischen Einsatz, bei welcher das aus einem zentral im Behälter angeordne­ ten Düsenkörper austretende gasförmige Druckmittel das Zerstäubungsgut aus der Düse benachbarten Ansaug­ kanälen ansaugt und bei welcher gegenüber der Düsen­ mündung im Austrittskegel des Druckgases ein auf den Düsenkörper aufsteckbares Gasstromsteuer vorgesehen ist, welches auf seiner der Düsenöffnung gegenüber­ liegenden Seite eine keilförmige Prallfläche auf­ weist, die nahe der Mündungsebene der Düsenöffnung für das Druckmittel liegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Gasstromsteuer (14) eine Verneblerkappe (15) trägt.

2. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verneblerkappe (15) eine sich nach unten bis in den Bereich des Düsenkörpers (6) erstreckende Prallschürze (18) aufweist und daß der Innenmantel der Prallschürze (18) und die innere Stirnfläche (29) der Verneblerkappe (15) den zentra­ len mit Ausnahme des Ringspaltes zwischen Düsenkörper (6) und unterem Rand der Prallschürze (18) geschlos­ senen Verneblerraum bilden.

3. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zylindrische Ein­ satz (16) direkt in einen sich verjüngenden Auslaß­ stutzen (17) übergeht.

4. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kenzeichnet, daß das Gasstromsteuer (14) in an sich bekannter Weise aus dem die keilförmigen Prallflächen (31) für die Erzeugung des Aerosols ent­ haltenden Prallbügel (27) besteht, der seitlich ange­ formte Stege (21, 22 ) mit Abstandshaltern (25, 26) zum Einschieben in entsprechende am Düsenkörper ange­ formte Nuten (23, 24) aufweist und daß der Bügel an der den Prallflächen gegenüberliegenden Seite an der inneren Stirnfläche der Prallkappe befestigt ist.

5. Zerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verneblerkappe (15) lösbar auf dem Gasstromsteuer (14) befestigt ist.

6. Zerstäuber nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Befestigung des Prallbügels (27) an der inneren Stirnfläche (29) der Vernebler­ kappe (15) mittels einer in der Verneblerkappe vorge­ sehenen Nut erfolgt, in welche das Gasstromsteuer (14) mit seinem Bügel (27) einsteckbar ist.

7. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verneblerkappe (15) axial-symmetrisch geformt ist und auf dem sich verjüngenden Ende der Kappe ein Griffende (28) vorge­ sehen ist.