DE3708945A1

DE3708945A1 - INHALING DEVICE

Info

Publication number: DE3708945A1
Application number: DE19873708945
Authority: DE
Inventors: Norbert William Ellmann
Original assignee: Kendall Co
Current assignee: Teleflex Medical Inc
Priority date: 1986-03-18
Filing date: 1987-03-18
Publication date: 1987-09-24
Also published as: GB2190000B; GB2190000A; FR2595948A1; GB8706360D0; CA1284517C; FR2595948B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Inhaliervorrichtung.The present invention relates to an inhalation device.

Derartige Inhaliervorrichtungen sind bekannt, bei denen Sauerstoff in einen Zerstäuber geleitet und dort mit Luft vermischt wird. Dabei wird im Zerstäuber durch den Venturi-Effekt ein Unterdruck erzeugt, um das Wasser aus einem Vorratsbehälter durch eine Heizeinrichtung in den Zerstäuber zu saugen. Die Heizeinrichtung erwärmt die aufsteigende Wassersäule, und der Zerstäuber befeuchtet das Sauerstoff- und Luftgemisch mit dem erhitzten Wasser und leitet das befeuchtete Gas zum Patienten zur Durchführung einer Inhalationstherapie.Such inhalers are known in which Oxygen passed into an atomizer and there with Air is mixed. It is in the atomizer by the Venturi effect creates a vacuum to the water from a storage container through a heating device to suck into the atomizer. The heater warms up the rising water column, and the atomizer moistened the oxygen and air mixture with the heated water and directs the humidified gas to the patient for execution inhalation therapy.

Die Heizeinrichtungen bekannter Inhaliervorrichtungen waren mit Heizelementen ausgestattet, die in hinreichendem Abstand zu dem zu erwärmenden Wasser und zugleich nur auf einer Seite des Durchtrittskanals angeordnet sind, durch welches das Wasser geleitet wird. Dieses ergab einen schlechten Wärmeübergang von dem Heizelement zum Wasser und demnach einen Temperaturgradienten quer zum Durchtrittskanal. Man hat auch Temperaturfühler verwendet, um das gewünschte Aufheizen des Wassers zu kontrollieren; jedoch waren diese Temperaturfühler in erheblichem Abstand zu dem Durchtrittskanal angeordnet, so daß nicht die tatsächliche Temperatur des aufgeheizten Wassers angezeigt wurde. Derartige Heizeinrichtungen sind bespielsweise in den US-PS 38 67 544, 39 03 883, 39 15 386 und Re. 30 046 beschrieben.The heaters of known inhalers were equipped with heating elements that were sufficient Distance to the water to be heated and at the same time arranged only on one side of the passage through which the water is passed. This resulted in poor heat transfer from the heating element to the water and therefore a temperature gradient across to the passage channel. Temperature sensors have also been used to control the desired heating of the water; however, these temperature sensors were in substantial Distance to the passage channel arranged so that not the actual temperature of the heated water was displayed. Such heating devices are examples in U.S. Pat. Nos. 3,867,544, 3,903,883, 3,915,386 and Re. 30 046.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Inhaliervorrichtung zu schaffen, bei welcher eine direktere und schnellere Erwärmung ihrer Heizeinrichtung möglich ist. The invention is therefore based on the object to provide an improved inhaler, in which a more direct and faster heating of your heating device is possible.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.This object is characterized by those in claim 1 Features solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims marked.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert werden; es zeigt.In the following the invention with reference to drawings are explained in more detail; it shows.

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung einer Inhaliervorrichtung mit der Heizeinrichtung; Figure 1 is an exploded view of an inhaler with the heater.

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Heizeinrichtung aus Fig. 1; FIG. 2 shows a partial section through the heating device from FIG. 1;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der Heizeinrichtung; und Fig. 3 is a perspective view of the heater; and

Fig. 4 einen zugehörigen Schaltplan. Fig. 4 shows an associated circuit diagram.

Die in Fig. 1 gezeigte Inhaliervorrichtung 10 weist einen Vorratsbehälter 12, eine Heizeinrichtung 14 und einen Zerstäuber 16 auf. Der Vorratsbehälter 12 enthält steriles Wasser 18 innerhalb seiner Kammer 20 und besitzt einen oberen hohlen Hals 22 mit einem Außengewinde 24 und einer ersten oberen durchtrennbaren Abdichtung 26. Der Vorratsbehälter 12 besitzt ebenfalls eine zweite durchtrennbare Abdichtung 28, die an seiner Seite angeordnet ist.The inhalation device 10 shown in FIG. 1 has a storage container 12 , a heating device 14 and an atomizer 16 . The reservoir 12 contains sterile water 18 within its chamber 20 and has an upper hollow neck 22 with an external thread 24 and a first upper separable seal 26 . The storage container 12 also has a second severable seal 28 which is arranged on its side.

Der obere Teil des Zerstäubers 16 ist mit einer Sauerstoffquelle verbunden. Der Zerstäuber 16 besitzt einen Kragen 30, der durch Drehung einen Fensterausschnitt 32 freigibt, damit Luft eintreten und sich mit Sauerstoff mischen kann. Der Zerstäuber enthält ferner eine Venturi-Einrichtung, in der ein Unterdruck erzeugt wird, um Wasser aus dem Vorratsbehälter 12 durch die Heizeinrichtung 14 in den Zerstäuber 16 zu leiten, wo es das Sauerstoff- und Luftgemisch aufwärmt und befeuchtet, nachdem das Wasser selbst in der Heizvorrichtung 18 erwärmt worden ist. Der Zerstäuber 16 leitet das erwärmte und befeuchtete Gas durch ein gebogenes Anschlußstück 34 zu dem Patienten, an dem die Inhalationstherapie durchgeführt werden soll. Am Zerstäuber 16 ist eine Leitung 36 mit einem hohlen Einstichdorn 38 angeschlossen. Dieser Einstichdorn 38 wird dazu benutzt, die Abdichtung 28 zu zerstören, um eine Verbindung zwischen der Leitung 36 und der Kammer 20 herzustellen. Bei Gebrauch führt der Zerstäuber 16 die Wasserteilchen, die nicht zu dem Patienten gelangen sollen, durch die Leitung 36 und den Einstichdorn 38 in die Kammer 20 des Vorratsbehälters 12 zurück. Der Zerstäuber besitzt außerdem ein unteres ringförmiges Verbindugsteil 40 mit Innengewinde 42 zum Anschluß an den Zerstäuber 16. Der Zerstäuber 16 selbst kann beispielsweise gemäß US-PS 39 15 386 und Re. 30 046 ausgebildet sein.The upper part of the atomizer 16 is connected to an oxygen source. The atomizer 16 has a collar 30 which , by rotation, releases a window cutout 32 so that air can enter and mix with oxygen. The nebulizer also includes a venturi in which a vacuum is created to direct water from the reservoir 12 through the heater 14 into the nebulizer 16 , where it heats and humidifies the oxygen and air mixture after the water itself Heater 18 has been heated. The nebulizer 16 directs the heated and humidified gas through a curved connector 34 to the patient on whom the inhalation therapy is to be performed. A line 36 with a hollow piercing mandrel 38 is connected to the atomizer 16 . This piercing mandrel 38 is used to destroy the seal 28 in order to establish a connection between the line 36 and the chamber 20 . In use, the atomizer 16 returns the water particles which are not intended to reach the patient through the line 36 and the piercing pin 38 into the chamber 20 of the storage container 12 . The atomizer also has a lower annular connecting part 40 with an internal thread 42 for connection to the atomizer 16 . The atomizer 16 itself can, for example, according to US-PS 39 15 386 and Re. 30 046 be trained.

Die in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Heizeinrichtung 14 besitzt ein Außengehäuse 44, welches einen oberen Hals 46 mit einem Außengewinde 48 aufweist, in das das Innengewinde 42 des unteren Verbindungsteils 40 des Zerstäubers 16 paßt, um die Heizeinrichtung 14 an dem Zerstäuber 16 zu befestigen und somit eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Heizeinrichtung 14 und dem Zerstäuber 16 herzustellen. Am Außengehäuse 44 sind ein Schalter 50 und ein Potentiometer 52 angebracht, um die Heizeinrichtung 14 zu regeln. Dazu ist an der Heizeinrichtung 14 ein Kabel 54 angeschlossen, welches Drähte enthält, die mit dem Inneren der Heizeinrichtung 14 verbunden sind. Das Außengehäuse 44 besitzt eine untere Bohrung 56 mit einem Innengewinde 58, um das Außengehäuse 44 mit seinem unteren Teil auf das Außengewinde 24 des oberen Halses 22 des Vorratsbehälters 12 zu befestigen und somit eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Heizeinrichtung 14 und dem Vorratsbehälter 12 herzustellen.The heating device 14 shown in FIGS . 1 to 3 has an outer housing 44 which has an upper neck 46 with an external thread 48 into which the internal thread 42 of the lower connecting part 40 of the atomizer 16 fits in order to close the heating device 14 on the atomizer 16 attach and thus establish a fluid connection between the heater 14 and the atomizer 16 . A switch 50 and a potentiometer 52 are attached to the outer housing 44 in order to regulate the heating device 14 . For this purpose, a cable 54 is connected to the heater 14 , which contains wires that are connected to the interior of the heater 14 . The outer housing 44 has a lower bore 56 with an internal thread 58 in order to fasten the lower part of the outer housing 44 onto the external thread 24 of the upper neck 22 of the storage container 12 and thus to establish a fluid connection between the heating device 14 and the storage container 12 .

Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt, enthält die Heizeinrichtung 14 einen Innenzylinder 60, durch den ein erster Kanal 62 führt. Am Unterteil des Innenzylinders 60 sitzt ein scharfer hohler Dorn 64, der mit dem ersten Kanal 62 in Verbindung steht und zur Durchbohrung der Abdichtung 26 im Behälterhals 22 dient, wenn das Außengehäuse 44 der Heizeinrichtung 14 auf den Behälter 12 gesetzt wird, um eine Flüssigkeitsverbindung zwischen der Kammer 20 des Vorratsbehälters 12 und dem ersten Kanal 62 im Innenzylinder 60 zu ermöglichen. Der Innenzylinder 60 ist aus rostfreiem Stahl gefertigt und somit gegenüber dem durch den ersten Kanal 62 durchtretenden Wasser korrosionsbeständig und hat ferner ausgezeichnete Wärmeleiteigenschaften. Am Innenzylinder 60 ist ein nach außen gerichteter, horizontal angeordneter Block 66 ausgebildet, durch den sich ein zweiter Kanal 68 erstreckt, welcher mit dem ersten Kanal 62 in Verbindung steht.As shown in FIGS. 2 and 3, the heater 14 includes an inner cylinder 60 through which a first channel 62 passes. On the lower part of the inner cylinder 60 there is a sharp hollow mandrel 64 which communicates with the first channel 62 and serves to pierce the seal 26 in the container neck 22 when the outer housing 44 of the heating device 14 is placed on the container 12 in order to ensure a fluid connection between to enable the chamber 20 of the reservoir 12 and the first channel 62 in the inner cylinder 60 . The inner cylinder 60 is made of stainless steel and is thus corrosion-resistant to the water passing through the first channel 62 and also has excellent thermal conductivity. An outwardly directed, horizontally arranged block 66 is formed on the inner cylinder 60 , through which a second channel 68 extends, which is connected to the first channel 62 .

Die Heizeinrichtung 14 weist ferner eine äußere Manschette oder einen Außenzylinder 70 auf, der den unteren Teil des Innenzylinders 60 umgibt. Der Außenzylinder 70 ist aus Messing gefertigt und hat ausgezeichnete Wärmeübergangseigenschaften. Die Heizeinrichtung 14 enthält einen Heizdraht 72, der um den Außenzylinder 70 schraubenförmig gewickelt ist und bei Stromfluß Wärme erzeugt. Die gegenüberliegenden Enden des gewickelten Heizdrahtes 72 sind an einer elektrischen Platine 74 angeschlossen, wodurch der Heizdraht 72 an eine Spannungsquelle gekoppelt ist. Der Heizdraht 72 besteht aus geeignetem Material wie z. B. einer Kupfer/Aluminium-Legierung, die bei Stromfluß Wärme erteugt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besitzt die Heizeinrichtung 14 einen ersten ringförmigen Isolierkragen 76, der zwischen dem aufgewickelten Heizdraht 72 und dem Block 66 liegt, sowie einen zweiten ringförmigen Isolierkragen 78, der zwischen dem aufgewickelten Heizdraht 72 und dem Außengehäuse 44 liegt. Diese Isolierkragen 76 und 78 können aus beliebigem Isoliermaterial hergestellt sein.The heating device 14 also has an outer sleeve or an outer cylinder 70 which surrounds the lower part of the inner cylinder 60 . The outer cylinder 70 is made of brass and has excellent heat transfer properties. The heating device 14 contains a heating wire 72 , which is wound helically around the outer cylinder 70 and generates heat when the current flows. The opposite ends of the coiled heating wire 72 are connected to an electrical circuit board 74 , whereby the heating wire 72 is coupled to a voltage source. The heating wire 72 is made of a suitable material such as. B. a copper / aluminum alloy that generates heat when current flows. In a preferred embodiment, the heater 14 has a first annular insulating collar 76 that lies between the wound heating wire 72 and the block 66 , and a second annular insulating collar 78 that lies between the wound heating wire 72 and the outer housing 44 . These insulating collars 76 and 78 can be made from any insulating material.

Die Heizeinrichtung 14 besitzt ferner eine elastische Dichtung 80, die den Dorn 64 umgibt und das untere Ende des Innenzylinders 60 und des Außenzylinders 70 bedeckt. Diese Dichtung 80 liegt an der oberen Abdichtung 26 des Vorratsbehälters 12 an, wenn die Heizeinrichtung 14 voll aufgeschraubt ist und mit dem Vorratsbehälter 12 verbunden ist, um einen Flüssigkeitsaustritt aus dem Vorratsbehälter 12 während der Benutzung der Inhaliervorrichtung 10 zu verhindern. Die Dichtung 80 kann aus einem beliebigen Material wie Gummi bestehen.The heater 14 also has an elastic seal 80 that surrounds the mandrel 64 and covers the lower end of the inner cylinder 60 and the outer cylinder 70 . This seal 80 bears against the upper seal 26 of the storage container 12 when the heating device 14 is fully screwed on and is connected to the storage container 12 in order to prevent liquid escaping from the storage container 12 during use of the inhalation device 10 . The seal 80 can be made of any material, such as rubber.

Ferner ist in der Heizeinrichtung 14 eine Isolierschicht 82 aus hydrophobem Isoliermaterial vorgesehen, die zwischen dem Heizdraht 72 und dem Außenzylinder 70 liegt. Dabei ist die Isolierschicht 82 gegenüber Wasser absorptionsbeständig oder resistent, um einen Stromfluß aus dem Draht 72 zu verhindern. Bei einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Schicht 72 aus einer Glimmer-Silikat-Verbindung.Furthermore, an insulating layer 82 made of hydrophobic insulating material is provided in the heating device 14 and lies between the heating wire 72 and the outer cylinder 70 . The insulating layer 82 is water-resistant or resistant to prevent current flow from the wire 72 . In a preferred embodiment, layer 72 is made of a mica-silicate compound.

Wie insbesondere in Fig. 3 dargestellt, enthält der Block 66 ein längliches zylindrisches Element 84, das sich durch den zweiten Kanal 68 erstreckt. Innerhalb des zylindrischen Elementes 84 befindet sich ein Temperatursensor 86 wie z. B. ein Thermistor, und zwar im Bereich des ersten Kanals 62 zur korrekten Messung der Temperatur des durch den ersten Kanal 62 fließenden Wassers. Die Wände des zylindrischen Elementes 84 weisen einen Abstand zu den gegenüberliegenden Seiten des ersten Kanals 62 auf, damit das Wasser innerhalb des ersten Kanals 62 um das zylindrische Element 84 herum fließen kann. In einer bevorzugten Auführungsform ist der Temperatursensor 86 von einem Glaskörper 87 umschlossen und weist erste und zweite gegenüberliegende Anschlußleitungen 88 und 90 auf, durch die er mit der Platine 74 verbunden ist.As shown particularly in FIG. 3, block 66 includes an elongated cylindrical member 84 that extends through second channel 68 . Within the cylindrical element 84 is a temperature sensor 86 such as. B. a thermistor, in the area of the first channel 62 for correct measurement of the temperature of the water flowing through the first channel 62 . The walls of the cylindrical member 84 are spaced from the opposite sides of the first channel 62 so that the water within the first channel 62 can flow around the cylindrical member 84 . In a preferred embodiment, the temperature sensor 86 is enclosed by a glass body 87 and has first and second opposite connecting lines 88 and 90 , through which it is connected to the circuit board 74 .

Die Heizeinrichtung 14 enthält ebenfalls eine thermische Sicherung 92 herkömmlicher Art, die innerhalb des Blockes 66 in dichter Nähe zum ersten Kanal 62 untergebracht ist. Die thermische Sicherung 92 besitzt dritte und vierte Anschlußleitungen 94 und 96, durch die sie mit der Platine 74 verbunden ist. Die Heizeinrichtung 14 ist über eine fünfte Anschlußleitung 98, die am Block 66 angeschlossen ist, mit Masse verbunden.The heater 14 also includes a thermal fuse 92 of a conventional type that is housed within the block 66 in close proximity to the first channel 62 . The thermal fuse 92 has third and fourth connecting lines 94 and 96 , through which it is connected to the circuit board 74 . The heating device 14 is connected to ground via a fifth connecting line 98 which is connected to the block 66 .

Für die Benutzung der Inhaliervorrichtung 10 ist die Heizeinrichtung 14 am Vorratsbehälter 12 sowie am Zerstäuber 16 über die zusammengeschraubten Gewinde derart befestigt, wie zuvor beschrieben wurde, um eine Fließverbindung zwischen der Kammer 20 des Vorratsbehälters 12 durch den ersten Kanal 62 der Heizeinrichtung 14 zum Inneren des Zerstäubers 16 herzustellen. Wie ebenfalls zuvor erwähnt, wird während des Betriebes im Zerstäuber 16 durch den Venturi-Effekt ein Unterdruck erzeugt, um Wasser von der Kammer 20 des Vorratsbehälters 12 durch den ersten Kanal 62 der Heizeinrichtung 14 in den Zerstäuber 16 zu saugen, damit die Inhalationstherapie durchgeführt werden kann. Dabei fließt Strom durch den Heizdraht 72, um diesen und somit das durch den ersten Kanal 62 des Innenzylinders 60 fließende Wasser zu erwärmen. Der Heizdraht 72 ist so angeordnet, daß er das Wasser wirkungsvoll erhitzt, wobei er wegen seiner günstigen Lage im ersten Kanal 62 auf eine geringere Temperatur als bei herkömmlichen Geräten erhitzt zu werden braucht. Der Temperatursensor 86 mißt dabei die Temperatur des erhitzten Wassers im ersten Kanal 62 und gibt die Signale an die elektrische Schaltung auf der Platine 74 weiter, welche den Heizdraht 72 regelt, um entsprechend der Einstellung des Potentiometers 52 die Temperatur auf dem gewünschten Wert zu halten. Wie bereits beschrieben, sitzt der Tempertursensor 86 direkt im ersten Kanal 62, so daß eine akkurate Bestimmung der Temperatur des erhitzten Wassers möglich ist. Falls die Inhaliervorrichtung 10 überhitzt wird, schmilzt die thermische Sicherung 92 und unterbricht den Stromfluß zum Heizdraht 72, so daß aus Sicherheitsgründen der Betrieb der Heizeinrichtung 14 eingestellt werden kann.For the use of the inhalation device 10 , the heating device 14 is fastened to the storage container 12 and to the atomizer 16 via the screwed threads in such a way as was previously described in order to ensure a fluid connection between the chamber 20 of the storage container 12 through the first channel 62 of the heating device 14 to the interior of the To manufacture atomizer 16 . As also previously mentioned, during operation in the nebulizer 16, a vacuum is created by the Venturi effect in order to draw water from the chamber 20 of the storage container 12 through the first channel 62 of the heating device 14 into the nebulizer 16 so that the inhalation therapy can be carried out can. Current flows through the heating wire 72 in order to heat it and thus the water flowing through the first channel 62 of the inner cylinder 60 . The heating wire 72 is arranged so that it heats the water effectively, and because of its favorable position in the first channel 62 , it needs to be heated to a lower temperature than in conventional devices. The temperature sensor 86 measures the temperature of the heated water in the first channel 62 and forwards the signals to the electrical circuit on the circuit board 74 , which regulates the heating wire 72 in order to keep the temperature at the desired value in accordance with the setting of the potentiometer 52 . As already described, the temperature sensor 86 is located directly in the first channel 62 , so that an accurate determination of the temperature of the heated water is possible. If the inhalation device 10 is overheated, the thermal fuse 92 melts and interrupts the flow of current to the heating wire 72 , so that the operation of the heating device 14 can be stopped for safety reasons.

In Fig. 4 ist der Aufbau der Schaltung der Inhaliervorrichtung 10 dargestellt, welcher im folgenden beschrieben werden soll. Das Kabel 54 enthält zwei Neztleitungen 54 L und 54 N, die an das gewöhnliche elektrische Netz angeschlossen werden, wobei die Netzleitung 54 N mit dem Null-Leiter verbunden wird. In den Vereinigten Staaten beträgt die Spannung des elektrischen Netzes 110/120 V A.C. Das Kabel 54 enthält ebenfalls eine Masseleitung 54 G, die als fünfte Anschlußleitung 58 am Block 66 angeschlossen ist, welcher in Fig. 4 durch einen gestrichelten Kasten dargestellt ist. Die Netzleitungen 54 L, 54 N und 54 G führen zu einem dreipoligen Stecker.In FIG. 4, the construction of the circuit of the inhaler device 10 is illustrated, which is to be described below. The cable 54 contains two network lines 54 L and 54 N , which are connected to the ordinary electrical network, the network line 54 N being connected to the neutral conductor. In the United States, the voltage of the electrical network is 110/120 V AC. The cable 54 also contains a ground line 54 G , which is connected as a fifth connecting line 58 to the block 66 , which is represented in FIG. 4 by a dashed box. The power cables 54 L , 54 N and 54 G lead to a three-pin plug.

Aufgrund der Natur der Atemschutzgeräte müssen spezielle Vorkehrungen gegen Schockeinwirkungen, Funkenbildung und Überlast getroffen werden. Deshalb ist in jede der Netzleitungen 54 L und N jeweils eine Überstromsicherung 100, 102 vor dem Schalter 50 eingesetzt. Der Schalter 50 ist ein doppelpoliger Schalter mit zwei mechanisch miteinander gekoppelten Schaltkontakten 50 L und 50 N, mit denen nur beide Netzleitungen 54 L und 54 N zusammen zu- oder abgeschaltet werden können. Der Schalter sollte vorzugsweise eine kleine Anzeigelampe 50 L enthalten, die über einen Strombegrenzungswiderstand 54 R an erste und zweite Ausgangsleitungen 104 und 106 des Schalters 50 angeschlossen ist. Diese Anzeigelampe 50 E (vorzugsweise rotes Licht abstrahlend) weist durch ihr Leuchten darauf hin, daß die Inhaliervorrichtung 10 eingeschaltet ist, wenn der Schalter 50 niedergedrückt ist.Due to the nature of the breathing apparatus, special precautions must be taken against the effects of shock, sparking and overload. An overcurrent fuse 100 , 102 is therefore inserted in front of the switch 50 in each of the power lines 54 L and N. The switch 50 is a double-pole switch with two mechanically coupled switch contacts 50 L and 50 N , with which only both mains lines 54 L and 54 N can be switched on or off together. The switch should preferably include a small indicator lamp 50 L connected to first and second output lines 104 and 106 of switch 50 via a current limiting resistor 54 R. When illuminated, this indicator lamp 50 E (preferably emitting red light) indicates that the inhalation device 10 is switched on when the switch 50 is depressed.

Bei geschlossenem Schalter 50 fließt Strom aus dem Kabel 54 durch den Schaltkontakt 50 L, die Überstromsicherung 100 und die dritte Anschlußleitung 94 zu dem einen Kontakt der thermischen Sicherung 92 (deren Anordnung in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist) sowie durch die vierte Anschlußleitung 96 zu einem ersten Schaltkreispunkt 108.When the switch 50 is closed, current flows from the cable 54 through the switch contact 50 L , the overcurrent fuse 100 and the third connecting line 94 to the one contact of the thermal fuse 92 (the arrangement of which is shown in FIGS. 2 and 3) and through the fourth connecting line 96 to a first circuit point 108 .

An diesen Schaltkreispunkt 108 sind parallel ein Triac 110 und ein Varistor 112 geschaltet. Die Anoden des Triacs 110 sind jeweils mit den Kontakten des Varistors 112 zusammengeschaltet und zugleich einerseits am ersten Schaltkreispunkt 108 und andererseits an das eine Ende des Heizdrahtes 72 angeschlossen. Der Heizdraht 72 ist selbstverständlich auch ein Widerstand innerhalb des elektrischen Schaltkreises und somit als solcher in Fig. 4 dargestellt.A triac 110 and a varistor 112 are connected in parallel to this circuit point 108 . The anodes of the triac 110 are each connected to the contacts of the varistor 112 and at the same time connected on the one hand to the first circuit point 108 and on the other hand to one end of the heating wire 72 . The heating wire 72 is of course also a resistor within the electrical circuit and is therefore shown as such in FIG. 4.

Mit dem anderen Ende ist der Heizdraht 72 über eine sechste Anschlußleitung 114 mit der zweiten Ausgangsleitung 106 des Schalters 50 verbunden.At the other end, the heating wire 72 is connected to the second output line 106 of the switch 50 via a sixth connecting line 114 .

Soweit bis hier beschrieben, dient der in Fig. 4 dargestellte Schaltkreis zur Anlegung elektrischer Spannung über die Netzleitungen 54 L und 54 N, die Überstromsicherungen 100, 102, die Schaltkontakte 50 L und 50 N, die thermische Sicherung 94, den Triac 110 und den Varistor 112 an den Heizdraht 72. Dabei sei angemerkt, daß bei durchgeschaltetem Triac 110 Spannung direkt über dem Heizdraht 72 anliegt, damit dieser betrieben werden kann.As far as described here, the circuit shown in FIG. 4 is used to apply electrical voltage via the mains lines 54 L and 54 N , the overcurrent fuses 100 , 102 , the switch contacts 50 L and 50 N , the thermal fuse 94 , the triac 110 and the Varistor 112 to the heating wire 72 . It should be noted that when the triac 110 is switched on, voltage is present directly above the heating wire 72 so that it can be operated.

Ferner sollte angemerkt werden, daß die Daten des Varistors 112 so gewählt werden sollten, daß der Triac 110 vor Stromspitzen und somit die gesamte Inhaliervorrichtung 10 geschützt wird. Bei normaler Netzspannung ist aber die Schaltung betriebsbereit, so daß für normale Betriebszustände durch An- und Abschalten des Triacs 110 ebenfalls der Heizdraht 72 an- ober abgeschaltet wird.It should also be noted that the data of the varistor 112 should be selected such that the triac 110 is protected from current peaks and thus the entire inhalation device 10 . At normal mains voltage, however, the circuit is ready for operation, so that the heating wire 72 is likewise switched off for normal operating states by switching the triac 110 on and off.

Der Triac 110 wird über eine Spannung gesteuert, die an seiner Steuerelektrode 110 G angelegt und von einer Schaltung erzeugt wird, die im folgenden beschrieben werden soll.The triac 110 is controlled by a voltage applied at its control electrode 110 G and generated by a circuit to be described below.

Die Spannung am ersten Schaltkreispunkt 108 liegt ebenfalls über eine Leitung 116 an einer Elektrode eines ersten Kondensators 118 an. Mit der anderen Elektrode ist der erste Kondensator 118 über eine Leitung 120 und einen ersten Widerstand 122 mit der Anode einer Diode 124 verbunden, dessen Kathode wiederum an der zweiten Ausgangsleitung 106 des Schalters 50 angeschlossen ist. Diese Kombination aus Kondensator 118, Widerstand 122 und Diode 124 arbeitet als Halbwellengleichrichter zur Erzeugung einer Gleichspannung über dem ersten Kondensator 118 und somit zwischen den Leitungen 126 und 128.The voltage at the first circuit point 108 is also applied to an electrode of a first capacitor 118 via a line 116 . With the other electrode, the first capacitor 118 is connected via a line 120 and a first resistor 122 to the anode of a diode 124 , the cathode of which is in turn connected to the second output line 106 of the switch 50 . This combination of capacitor 118 , resistor 122 and diode 124 works as a half-wave rectifier for generating a DC voltage across the first capacitor 118 and thus between the lines 126 and 128 .

Zwischen den Leitungen 126 und 128 ist eine Brücke gebildet. Diese Brücke enthält einen zweiten Widerstand 130, der in den ersten Brückenzweig eingeschaltet und mit der ersten Brückenausgangsleitung 132 verbunden ist. Der zweite Brückenzweig enthält einen dritten Widerstand 134 und einen zweiten Kondensator 136, welche zwischen der ersten Brückenausgangsleitung 132 und der Leitung 128 des Temperatursensors 86 (physisch in Fig. 2 dargestellt) parallel geschaltet sind.A bridge is formed between lines 126 and 128 . This bridge contains a second resistor 130 which is switched into the first bridge branch and is connected to the first bridge output line 132 . The second bridge branch includes a third resistor 134 and a second capacitor 136 which are connected in parallel between the first bridge output line 132 and the line 128 of the temperature sensor 86 (physically shown in FIG. 2).

Der dritte Brückenzweig besteht aus einem an die Leitung 126 angeschlossenen vierten Widerstand 138, einem Trimmwiderstand 140 und den bis zum Schleifkontakt 52 A gebildeten WIderstand des Potentiometers 52 (siehe auch in Fig. 1 und 2), wobei diese Bauelemente in Reihe geschaltet sind. Der vierte Brückenzweig besteht aus dem zwischen dem Schleifkontakt 52 A und dem anderen Ende des Potentiometers 52 gebildeten Widerstand und einem in Reihe dazu geschalteten fünften Widerstand 142, wobei diese Bauelemente parallel zu einem dritten Kondensator 144 an die Leitung 128 geschaltet sind.The third bridge branch consists of a fourth resistor 138 connected to line 126 , a trimming resistor 140 and the resistance of potentiometer 52 formed up to sliding contact 52 A (see also in FIGS. 1 and 2), these components being connected in series. The fourth bridge branch consists of the resistor formed between the sliding contact 52 A and the other end of the potentiometer 52 and a fifth resistor 142 connected in series therewith , these components being connected to the line 128 in parallel with a third capacitor 144 .

Schwankungen im Widerstandswert des Temperatursensors 86 erzeugen Verschiebungen in der Spannung zwischen dem Schleifkontakt 52 A und der ersten Brückenausgangsleitung 132. Diese Spannung kann durch Einstellen des Schleifkontaktes 52 A im Potentiometer 52 und insbesondere durch Nachstellen des Trimmwiderstandes 140 justiert werden. Fluctuations in the resistance value of the temperature sensor 86 produce shifts in the voltage between the sliding contact 52 A and the first bridge output line 132 . This voltage can be adjusted by adjusting the sliding contact 52 A in the potentiometer 52 and in particular by adjusting the trimming resistor 140 .

Beide Brückenausgangsleitungen 132 und 146 (von denen die zweite Brückenausgangsleitung 146 am Schleifkontakt 52 A des Potentiometers 52 angeschlossen ist) sind mit dem invertierenden und nicht invertierenden Eingang (Anschlüsse 3 "+" und 4 "-") eines Operationsverstärkers 150 verbunden, der als Komparator oder Trigger geschaltet ist. Dieser Operationsverstärker 150 erzeugt an seinem Ausgang nur zwei Gleichspannungszustände in Abhängigkeit von den Eingangssignalen. Wenn die Spannung am Anschluß 4 größer als die am Anschluß 3 ist, erzeugt er an seinem Ausgang den einen Spannungszustand; wenn dagegen die Spannung am Anschluß 3 größer als am Anschluß 4 ist, erzeugt er den anderen Spannungszustand. Der Ausgang (Anschluß 6) des Operationsverstärkers 150 ist über eine Ausgangsleitung 152 an der Steuerelektrode 110 G des Triacs 110 angeschlossen. Durch die vom Operationsverstärker 150 erzeugten Ausgangssignale wird der Triac 110 an- oder ausgeschaltet. Der "V+"-Eingang (Anschluß 7) des Operationsverstärkers 150 ist an die Leitung 126 und sein "V-"-Eingang (Anschluß 5) an die Leitung 128 angeschlossen.Both bridge output lines 132 and 146 (of which the second bridge output line 146 is connected to the sliding contact 52 A of the potentiometer 52 ) are connected to the inverting and non-inverting input (connections 3 "+" and 4 "-") of an operational amplifier 150 , which acts as a comparator or trigger is switched. This operational amplifier 150 generates only two DC voltage states as a function of the input signals at its output. If the voltage at terminal 4 is greater than that at terminal 3 , it generates the one voltage state at its output; if, on the other hand, the voltage at terminal 3 is greater than at terminal 4 , it generates the other voltage state. The output (connection 6 ) of the operational amplifier 150 is connected to the control electrode 110 G of the triac 110 via an output line 152 . The triac 110 is switched on or off by the output signals generated by the operational amplifier 150 . The "V +" input (terminal 7 ) of operational amplifier 150 is connected to line 126 and its " V -" input (terminal 5 ) is connected to line 128 .

Der Anschluß 8 des Operationsverstärkers 150 ist über einen sechsten Widerstand 154 an die zweite Ausgangsleitung 106 angeschlossen.The connection 8 of the operational amplifier 150 is connected to the second output line 106 via a sixth resistor 154 .

Da Temperaturänderungen Einfluß auf den Widerstand des Temperatursensors 86 haben, verändert sich dementsprechend auch die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen (Anschlüsse 3 und 4) des Operationsverstärkers 150. Bei Änderung des Widerstandswertes im Temperatursensor 86 wird an der Ausgangsleitung 152 des Operationsverstärkers 150 eine Spannung erzeugt, durch die der Triac 110 eingeschaltet wird, so daß nun durch den Heizdraht 72 Strom fließen kann. Dadurch wird die Temperatur im Innenzylinder 60 (siehe Fig. 2) benachbart zum Außenzylinder 70 erhöht, wodurch die durch den ersten Kanal 62 geleitete Flüssigkeit und eventuell auch dadurch der Temperatursensor 86 erwärmt werden. Steigt nun die vom Temperatursensor 86 gemessene Temperatur stark an, verändert sich dementsprechend die Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen des Operationsverstärkers 150, was wiederum eine Änderung des Spannungszustandes auf der Ausgangsleitung 152 des Operationsverstärkers 150 bewirkt, so daß der Triac 110 nun ausgeschaltet und der Stromfluß durch den Heizdraht 72 unterbrochen wird.Since changes in temperature have an influence on the resistance of the temperature sensor 86 , the voltage difference between the inputs (connections 3 and 4 ) of the operational amplifier 150 also changes accordingly. When the resistance value in the temperature sensor 86 changes , a voltage is generated on the output line 152 of the operational amplifier 150 , by means of which the triac 110 is switched on, so that current can now flow through the heating wire 72 . This increases the temperature in the inner cylinder 60 (see FIG. 2) adjacent to the outer cylinder 70 , as a result of which the liquid passed through the first channel 62 and possibly also the temperature sensor 86 are heated. If the temperature measured by the temperature sensor 86 now rises sharply, the voltage difference between the inputs of the operational amplifier 150 changes accordingly, which in turn causes a change in the voltage state on the output line 152 of the operational amplifier 150 , so that the triac 110 is now switched off and the current flows through the Heating wire 72 is interrupted.

Nach einer Weile mißt der Temperatursensor 86 einen Temperaturabfall in der Flüssigkeit im ersten Kanal 62, so daß der Triac 110 wieder angeschaltet wird und sich der Zyklus wiederholt.After a while, the temperature sensor 86 measures a drop in temperature in the liquid in the first channel 62 so that the triac 110 is turned on again and the cycle repeats.

Der zweite und dritte Kondensator 136 und 144 halten die Spannungen an den Eingängen des Operationsverstärkers 150, so daß im Zusammenwirken mit der Wärmespeicherfähigkeit des Innenzylinders 60 und Außenzylinders 70 ein zu häufiges An- und Abschalten des Heizdrahtes 72 und damit eine zu starke Schwankung der Temperatur vermieden wird. Dadurch kann die Temperatur in der Flüssigkeitssäule während des zyklischen An- und Abschaltens des Heizdrahtes 72 in engen Toleranzen auf einem vorgegebenen Sollwert gehalten werden, was vor allem durch die Anordnung des Temperatursensors 86 in der Fließrichtung der Flüssigkeit bewirkt wird.The second and third capacitors 136 and 144 hold the voltages at the inputs of the operational amplifier 150 , so that, in cooperation with the heat storage capacity of the inner cylinder 60 and outer cylinder 70, an excessive switching on and off of the heating wire 72 and thus an excessive fluctuation in the temperature are avoided becomes. As a result, the temperature in the liquid column during the cyclical switching on and off of the heating wire 72 can be kept within narrow tolerances at a predetermined target value, which is primarily caused by the arrangement of the temperature sensor 86 in the direction of flow of the liquid.

Der Test eines Protrotypes des Inhaliergerätes brachte positive Ergebnisse, wobei die Daten der hierbei verwendeten Bauelemente für den elektrischen Schaltkreis nachfolgend aufgelistet sind, wobei diese Werte nur beispielhafte Angaben darstellen und je nach Anwendung verändert werden können:The test of a prototype of the inhaler brought positive results, with the data used here Components for the electrical circuit below are listed, these values are only exemplary Display information and change it depending on the application can:

Bauelemente:Daten:Components: Data:

Schalter 50Modell Nr. 1855
der Fa. Marquart Operations-
verstärker 150UAA 1016 Überstrom-
sicherungen 100, 1025 × 20 mm, 2 A Triac 110TIC 206 M thermische
Sicherung 92135°C, SM 135 A Varistor 112275 V 6 mm
(Matsushita) Heizdraht 72Cronex AT Extra,
Nickel/Chrom 820
mit einer Oxid-Iso-
lationsbeschichtung;
bei 110 V:
51 Windungen,
Draht ⌀ 0,24 mm;
bei 220 V:
102 Windungen;
Draht ⌀ 0,15 mm;
bei 240 V:
121 Windungen,
Draht ⌀ 0,15 mm Potentiometer 52100 kOhm, linear Diode 124IN 4005 Trimmwiderstand 1400-25 kOhm, linear Temperatursensor 86PT 55D1 der
Fa.Fenwal,
500 kOhm bei 20°C 1. Widerstand 122 12 kOhm 2. Widerstand 130 56 kOhm 3. Widerstand 134330 kOhm 4. Widerstand 138100 kOhm 5. Widerstand 142150 kOhm 6. Widerstand 154100 Ohm 1. Kondensator 118220_/µF (25 V) 2. Kondensator 136150_/µF 3. Kondensator 144150_/µFSwitch 50 model no.1855
from Marquart Operations
amplifier 150 UAA 1016 overcurrent
fuses 100 , 102 5 × 20 mm, 2 A Triac 110 TIC 206 M thermal
Fuse 92 135 ° C, SM 135 A varistor 112 275 V 6 mm
(Matsushita) heating wire 72 Cronex AT Extra,
Nickel / chrome 820
with an oxide iso-
lation coating;
at 110 V:
51 turns,
Wire ⌀ 0.24 mm;
at 220 V:
102 turns;
Wire ⌀ 0.15 mm;
at 240 V:
121 turns,
Wire ⌀ 0.15 mm potentiometer 52 100 kOhm, linear diode 124 IN 4005 trimming resistor 140 0-25 kOhm, linear temperature sensor 86 PT 55D1 der
Faenwal,
500 kOhm at 20 ° C 1st resistor 122 12 kOhm 2nd resistor 130 56 kOhm 3rd resistor 134 330 kOhm 4th resistor 138 100 kOhm 5th resistor 142 150 kOhm 6th resistor 154 100 Ohm 1st capacitor 118 220 _/ µF ( 25 V) 2nd capacitor 136 150 _/ µF 3rd capacitor 144 150 _/ µF

Claims

1. Inhaler, characterized by

-a heating device ( 14 ) for heating an ascending liquid column, the heating device ( 14 ) being arranged between a storage container ( 12 ) and an atomizer ( 16 ) and a channel ( 62 ) for passage of the from the storage container ( 12 ) to the atomizer ( 16 ) has flowing liquid;
-a device ( 72 ) for heating the heating device ( 14 );
a temperature sensor ( 86 ) arranged in the channel ( 62 ) for measuring the temperature of the liquid; and
a circuit ( 74 ) which responds to the temperature sensor ( 86 ) to regulate the heating device ( 14 ).

2. Inhaler according to claim 1, characterized in that the temperature sensor ( 86 ) consists of a thermistor.

3. Inhaler according to claim 1 or 2, characterized in that in the heating device ( 14 ) a cylindrical element ( 84 ) is provided which extends across the channel ( 62 ) and in which the temperature sensor ( 86 ) is housed.

4. Inhaler according to claim 3, characterized in that the cylindrical element ( 84 ) is corrosion-resistant.

5. Inhaler according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heating device ( 14 ) consists of stainless steel.

6. Inhaler according to one of claims 1 to 5, characterized in that a thermal fuse ( 92 ) in the heating device ( 14 ) is arranged near the channel ( 62 ); and that a circuit is provided which is responsive to the fuse ( 92 ) to shut down the operation of the heater ( 14 ) in the event of overheating.

7. Inhaler according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the heating device ( 14 ) an inner cylinder ( 60 ) in which the channel ( 62 ) for passage of the liquid from the reservoir ( 12 ) to the atomizer ( 16 ) is formed and which is made of a material which is corrosion-resistant to the liquid, and furthermore an outer cylinder ( 70 ) is provided which comprises a part of the inner cylinder ( 60 ) and is made of a material with good thermal conductivity, the device ( 72 ) for heating the heating device ( 14 ) is attached to the outer surface of the outer cylinder ( 70 ).

8. Inhaler according to claim 7, characterized in that the inner cylinder ( 60 ) consists of stainless steel.

9. inhalation device according to claim 7 or 8, characterized in that the outer cylinder ( 70 ) consists of brass.

10. Inhaler device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the device for heating the heating device ( 14 ) is a heating wire ( 72 ) which is wound around the outer cylinder ( 70 ).

11. Inhaler according to claim 10, characterized in that an insulating layer ( 82 ) between the heating wire ( 72 ) and the outer cylinder ( 70 ), which is resistant to water absorption to prevent current flow from the heating wire ( 72 ).

12. Inhaler according to claim 11, characterized in that the insulating layer ( 82 ) consists of a mica-silicate compound.

13. Inhaler according to one of claims 1 to 12, characterized in that a switch ( 50 ) is provided to switch electrical voltage to the device ( 72 ) for heating the heating device ( 14 ) and thus the liquid.