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

Atomiser for the generation of high aerosol concentrations

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Abstract

The invention relates to an atomiser for the generation of highly concentrated aerosols for inhalation purposes as are necessary, in particular, for allergen diagnosis. It comprises in known manner a container for the material to be atomised and an atomiser hood to be placed on the container, in which the gaseous pressure medium emerging from a nozzle head arranged centrally in the container [lacuna] the atomised material from suction channels adjacent to the nozzle and in which a gas flow controller which can be pushed onto the nozzle body is provided opposite the nozzle mouth in the discharge cone for the pressurized gas, the controller having on its side opposite the nozzle opening a wedge-shaped baffle which is located near the opening plane of the nozzle opening for the pressure medium. The novel atomiser is distinguished in that the gas flow controller carries an atomiser cap which has a baffle skirt extending downwards into the region of the nozzle body, the inner jacket of the baffle skirt and the inner front face of the atomiser cap forming the central atomisation space which is closed apart from the annular gap between the nozzle body and the lower part of the baffle skirt. <IMAGE>

Description

Die Erfindung geht aus von einem Zerstäuber nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention is based on an atomizer according to the Preamble of claim 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.Such an atomizer is in DE-PS 11 47 355 described. Reached with the known atomizer a satisfactory atomization of liquid for the production of aerosols. Such Zer dusts are advantageously used in nebulizers Inhalation and used to nebulize Liquids, solutions, emulsions, suspensions so as well as of powders and dusty substances compressed air. The well-known atomizer with one Gas flow control ent in the outlet cone of the compressed gas  keeps two lead out of the atomization chamber de lines, one of which is the fog outlet zen is while the other is from the end of one into the Atomization room used chimney for suction is formed by additional air. The supply air line is required to get the sufficient amount of fog per Unit of time in physiological adaptation to the User, namely to generate about 15 l / min. Since the Aerosol therapy of the patient always during a ge know duration of, for example, 20 minutes is performed, the active ingredient can be in relatively lower Concentration can be contained in the volume of breathing air.

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.In special cases, however, it is desirable to aerosol concentrations per volume of breathing air produce. For example, in the allergen diet agnose the active substances in relatively high con there are concentrations in the aerosol. With the inhalati Ven provocation is known to be done with substances processes a reversible increase in airway result of the patient 's status and that in a precisely planned concentration of example wise, there should be 100 mg in 10 l of breathing air.

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. In a known device for inhalation of Allergens with a nebulizer at the outlet Mist collector is connected, removes the Patient the breathing air enriched with allergens Fog collecting container through a special mouthpiece. Such a device is for example in the DE-GBm 79 23 943 and in the older application of Applicant described in P 35 13 628.  

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. A precursor construction of such an atomizer bers is also already described in DE-PS 9 27 920 ben. With this older construction is in the end cone of pressure gas also a gas flow tax arranged, the base of which runs so that a or several base edges the jacket of the gas outlet touch cone so that the bulk of the gas flow is spread out in a fan shape at the edges, whereby the adjacent openings of the Supply lines for the atomization material below this Air compartments are arranged so that the atomization material enters the spreading subjects. Across from this older construction is the basis of the Gas flow control in the atomizer according to the invention but not flat, but as with the above NEN construction according to DE-PS 11 47 355 wedge-shaped, so that the side opposite the nozzle opening is one has a wedge-shaped baffle near the coin level of the nozzle opening for the pressure medium.  

Da bei der Allergen-Diagnose höhere Aerosol-Konzen­ trationen zur Anwendung kommen, benötigt man einen leistungsfähigen Vernebler.Because in the allergen diagnosis higher aerosol concentrations trations, you need one powerful nebulizer.

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.It is therefore the object of the invention to provide such To provide nebulizers. According to the Erfin This goal is achieved with a nebulizer achieved type mentioned, which is characterized by the Characterized by claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zerstäubers sind in den Unteransprüchen angegebenAdvantageous embodiments of the invention Atomizers are specified in the subclaims

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Zer­ stäubers dargestellt. In der Zeichnung zeigtIn the drawing is an embodiment of the Zer represented dust. In the drawing shows

Fig. 1 einen Mittellängsschnitt durch einen Zerstäuber gemäß der Erfindung; FIG. 1 is a central longitudinal section through an atomiser according to the invention;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1. Fig. 2 shows a section along the line 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.The atomizer shown in Fig. 1 consists of the lower part 1 with the connecting piece 2 for the compressed gas line. The compressed gas line can be the compressed air hose of a compressor. In the lower part 1 of the atomizer, a container 10 is screwed in a known manner using a sealing insert 3 . The container 10 is zy-cylindrical and contains in its center the nozzle body by 6 , which in turn is sealed against the container 10 by means of the sealing ring 9 , which lies in a groove at the foot of the nozzle head 6 . The compressed gas passes through the space 5 in the lower part and the compressed gas channel 4 into the central nozzle bore 8 tapering upward in the nozzle head and sucks the atomizing material 11 located in the container 10 in a known manner through the lateral suction channels 12, 13 up to the Mouth openings in the area of platform 30 . From these outlets, the atomization material is mitgeris sen by means of the pressure gas leaving the tapered nozzle bore 8 at the upper end of the compressed gas line 7 and split on the wedge surfaces 31 of the gas flow control 14 into the two lateral aerosol compartments 19 and 20 .

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.The in these two aerosol compartments 19, 20 th droplets from the spray generated in turn now interact with the inner end face 29 of the nebulizer cap 15 and with the inner circumferential surface of the cylindrical baffle apron 18 extending from the nebulizer cap 15 downward 18th This results in an intensive oversize of oversized droplets and it leaves the annular gap between the nozzle body 6 and the impact apron 18 practically only particles of the desired particle size. The larger droplets deposited on the end face 19 and the inner lateral surface of the apron 18 drip downward from the edge of the apron 18 to the atomizing material 11 in the bottom region of the container 10 . The fine particle stream flows under the action of Druckga ses, however, through the cylindrical annular space between rule the baffle apron 18 and the inner wall of the cylindrical insert 16 further up to the area of the mist outlet connection 17 , from where it, for example, when using the atomizer for the Allergen inhalation is passed into a fog container. The filling of such a mist collecting container is then completed when the desired tidal volume is filled with allergen aerosol. This can be achieved, for example, by automatically switching off the compressor by means of a pressure sensor or by means of a timer.

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.It is believed that the high aerosol concentration desired for allergen therapy is achieved with the atomizer according to the invention by the fact that a particularly dense and fine aerosol can arise in the relatively narrow, limited space within the baffle apron 18 , since the amount of air to be taken in here too the fine aerosol particles is limited. As can be seen from FIG. 1, the free path from the wedge-shaped baffle surfaces 31 on the baffle bracket 27 to the inner end face 29 of the nebulizer cap 15 is only short. The distance from the wedge surfaces 31 and the inner surface 29 mentioned in the illustrated embodiment is practically formed by the width of the impact bracket 27 , which is inserted with its rear end in a corresponding groove in the nebulizer cap 15 . The connection between the gas flow control 14 and the nebulizer cap 15 can also be made in other ways, for example by gluing, possibly also by injecting the metallic gas flow control into the plastic material of the nebulizer cap 15 .

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.The upper elongated handle end 28 simplifies manipulation of the nebulizer cap by forming a handle for removing this cap together with the gas flow control 14 . After removal of the cylindrical insert 16 , which in the exemplary embodiment shown is simply pushed onto the container 10 and can thus also be removed from the latter, the nebulizer cap 15 can be pulled off together with the gas flow control 14 without difficulty. The nozzle body 6 remains in the container 10 , while the side webs 21, 22 on the gas flow control are simply pulled up out of the corresponding grooves 23, 24 on the nozzle body 6 .

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.To clean the device, the container 10 is simply unscrewed from the lower part 1 and the nozzle head is pulled down from the container 10 , after which the individual parts can be cleaned in a simple manner.

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.When using the atomizer for allergen diagnosis, a container not shown in the drawing can be connected with its appropriately designed mouthpiece or bag connection in a simple manner to the fog outlet connection 17 . This container is then inflated by the compressor, also not shown, for generating compressed air for a certain period of time until the predetermined volume in the container - for example 10 l - is reached. This air enriched with the allergen aerosol is then inhaled by the patient until the collection container, which is expediently made of a thin plastic film, is emptied.

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.1. Atomizer for producing aerosols of high concentration for inhalation purposes, consisting of a container for the atomization material and a cylindrical insert that can be placed on the container, in which the gaseous pressure medium escaping from a nozzle body arranged centrally in the container channels the atomization material from the adjacent suction port and in which a gas flow control which can be plugged onto the nozzle body and which has a wedge-shaped baffle surface on the side opposite the nozzle opening, which is close to the mouth plane of the nozzle opening for the pressure medium, is characterized, that the gas flow control ( 14 ) carries a nebulizer cap ( 15 ). 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.2. An atomizer according to claim 1, characterized in that the Verneblerkappe (15) has a downwardly into the region of the nozzle body (6) extending baffle skirt (18) and that the inner shell of the impact apron (18) and the inner face ( 29 ) of the nebulizer cap ( 15 ) form the central parts with the exception of the annular gap between the nozzle body ( 6 ) and the lower edge of the impact apron ( 18 ). 3. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der zylindrische Ein­ satz (16) direkt in einen sich verjüngenden Auslaß­ stutzen (17) übergeht.3. Atomizer according to claim 1, characterized in that the cylindrical insert ( 16 ) directly into a tapered outlet nozzle ( 17 ) merges. 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. 4. Atomizer according to claim 1, characterized in that the gas flow control ( 14 ) consists in a manner known per se from which the wedge-shaped baffle surfaces ( 31 ) for the production of the aerosol ent-containing baffle ( 27 ), the laterally formed webs ( 21st , 22 ) with spacers ( 25, 26 ) for insertion into corresponding grooves formed on the nozzle body ( 23, 24 ) and that the bracket on the side opposite the baffle surfaces is attached to the inner end face of the baffle cap. 5. Zerstäuber nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Verneblerkappe (15) lösbar auf dem Gasstromsteuer (14) befestigt ist.5. Atomizer according to claim 4, characterized in that the nebulizer cap ( 15 ) is releasably attached to the gas flow control ( 14 ). 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.6. Atomizer according to claim 5, characterized in that the attachment of the baffle ( 27 ) on the inner end face ( 29 ) of the nebulizer cap ( 15 ) by means of a provided in the nebulizer cap provided groove in which the gas flow control ( 14 ) with its bracket ( 27 ) can be inserted. 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.7. Atomizer according to one of claims 1 to 4, characterized in that the nebulizer cap ( 15 ) is axially symmetrical in shape and on the tapered end of the cap a handle end ( 28 ) is easily seen.
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