DE8229863U1 - Einrichtung zur erzeugung eines aerosols - Google Patents

Description

Beschreibung;

Die Neuerung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung eines Aerosols für Inhalationen, bei der eine Flüssigkeit aus einem Vorratsgefäß angesaugt und mittels einem Gas durch eine Düse in den Aerosolkanal vernebelt wird. Die Suspension ist vorzugsweise eine Partikelsuspension.

Es sind Verneble), bekannt, die sich ohne Unterbrechung ca. 30 Minuten lanq betreiben lassen. Bei den meisten Verneblern jedoch ändert sich die Aerosolkonzentration im Lauf der Zeit erheblich. Bei den Ultraschallverneblern ist das Verhältnis zwischen zerstäubten Partikeln und Wassermasse so gering, daß entweder die Aerosolkonzentration minimal ist oder die Luftfeuchte größer als 100 % wird. Die Abscheideverluste in den herkömmlichen Verneblern sind zu groß, so daß die Anzahl der zu zerstäubenden Partikeln in der Suspension wesentlich größer sein muß.

Die der Neuerung gestellte Aufgabe besteht nunmehr darin, durch Anpassung der Verneblergeometrie, Luftstrahlgeschwindigkeit, Flussigkeitsansaugung und durch Konstanz der Suspensionskonzentration ein Aerosol herstellen zu können, das mit einem hohen Zerstäubungswirkungsgrad und einer konstanten Aerosolkonzentration bis über zwei Stunden Dauer zur Verfügung steht.

I ItI β 9 4 tit·

it «!«fit I

t · t t « · I

Die Lösung ist neuerüngsgemäß in den Kennzeichen des 1.Schutzansprüches beschrieben*

Die Weiteren Schützansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Neuerung wieder*

Die besonderen Vorteile der neüerungsgemaßen Ein-= richtung bestehen darin, daß sich bei der Herstellung von Partikeln mit ausgewählten physikalischen und chemischen Eigenschaften, die extrem teuer sein kann, die Kosten reduzieren, Wenn weniger Partikel zur Zerstäubung notwendig werden, wobei im Fall von radioaktiven Partikelsuspensionen die Strahlenbelastung ebenfalls reduziert wird, und daß der Aerosolgenerator mit konstanter Ausgangsleistung nicht nur für die Wissenschaft und Technik, sondern auch für die medizinische Inhalationstherapie von großer Bedeutung wird.

Die Neuerung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Fig. 1-3 näher erläutert, wobei die Fig. 1 einen Schnitt durch einen Aerosolgenerator und die Fig. 2 und 3 Meßergebnisse darstellen.

Die Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch das Gehäuse 1 eines Aerosolgenerators. Das Gehäuse 1 besteht aus zwei Teilen 2 und 3, die dicht miteinander verschraubbar sind. Das untere Teil 2 enthält in der Bodenplatte 4 einen Ultraschallschwinger 5, der die im Teil 2 enthaltene Flüssigkeit 6 (Wasser) in Schwingungen versetzen kann. Diese Schwingungen über-

— 4 -

t i

t Λ Λ

• ·

tragen sich aUf ein Vorratsgefaß 7 für die Partikel-Suspension 8, die damit ebenfalls in Schwingungen versetzt und somit stetig durchmischt Wird. Das Vörratsgefäß 7 sitzt auf einem Tisch 31 auf und wird über einen O-Ring 9 an einen eine Öffnung zum Aeroöolkanai 10 umgebenden Rand 11 am oberen Teil 3 dicht angepreßt.

Im oberen Teil 3 ist neben dem Aerösolkanal 10 mit Zugang zu einer Inhalationsöffnung die Düse 12 zur Erzeugung des Aerosolnebels und ein Nachfüllreservoir 13 von Flüssigkeit 14 für das Vorratsgefäß 7 (Suspension 8) angeordnet.

Die Düse 12 steht sowohl mit einer Zuführungsleitung 15 für Druckluft als auch über eine Leitung 16 mit dem Inhalt 8 des Vorratsgefäßes 7 in Verbindung.

Es wird bei der Aerosolerzeugüng das Düsenverneblerprinzip angewandt. Die Geschwindigkeit des Luftstrahls 15 und die zerstäubte Flüssigkeitsrate (Ansaugung durch Leitung 16) werden durch die geeignete "Wahl der Düsengeometrie und des Druckes so angepaßt, daß die Dispergierung der Suspension 8 fein genug ist. Dies kann evtl. noch verbessert werden durch Zumischen von Luft durch die Leitung 17 in die Flüssigkeit im Ansaugkanal 16 zur Düse 12. Eine Prall-

- 5

if ii·4

platte 18 mit einer Vorrichtung 19 zur Variation des Abstandes zur Düse 12 und austauschbarem Anstellwinkel reduziert den Anteil der großen Tropfen, Oie in das 10 cm Reservoir 7 zurückfließen/ aus dem flie Suspension 8 zur Zerstäubung angesaugt wird. Dieses Reservoir 7 wird ultraschallgeschüttelt, damit die Partikel suspendiert bleiben und nicht koagulieren oder an der Wand abgeschieden werden.

Durch die kompakte Bauweise von Vernebler mit Vorrats-{jefäß 7 und durch Zugeben eines Oberflächenentspannungsmittels in die Suspension 8 sind die Abscheideverluste beim Ansaugen und beim Zurückfließen sehr (per ing.

Die Menge des beim Zerstäuben verdampften Wassers vird über eine Nachfülleinrlchtuhg nachgeführt, Um die Konzentration der Suspension 8 im Vorratsgefäß 7 konstant zu halten. Dies ist ebenfalls eine Voraussetzung für eine konstante Aerosolkonzentration. Hierzu wird die Flüssigkeit 14 (z.B.Wasser) im Nachfüllreservoir 13 über einen Zulauf 20 in das Vorratsgefäß 7 gegeben. Um die Zugabe von Flüssigkeit dosiert vornehmen zu können, ist an der verschließbaren Zulaufleitung 21 zum Nachfüllreservoir 13 eine¹ Vorschubpumpe 22 mit Antrieb 23 für den Pumpenkolben 24 angeschlossen. Durch Verstellen des Pumpenkolbens 24 kann ein vorgebbarer Druck im Nachfüllreservoir 13 erzeugt werden, der die Flüssigkeit 14 über die Leitung 20 in das Vorratsgefäß tropfen läßt.

ί Auf diese Weise kann eine beschränkte Paftikelzahl

über längere Zeit mit konstanter Aerdsolkonzentfatiön P zerstäubt Und die Aerosolkonzentration bei einem

I gewünschten Aerösölflüß und geringer Lüftfeuchte

;; optimiert werden.

I Die Fig. 2 und 3 geben den zeitlichen Verlauf der

'" ^J relativen Aerosolkonzentration wieder, wenn Süspen-

sionenmit 2,8 ,um bzw. 1,1 ,um Partikeln zerstäubt wer- i den. Die Kurven 25 bzw_ä 26 zeigen hierbei den Ver-

I lauf der Aerosolkonzentration mit einer Standardly vernebelüng, die Kurven 27 bzw. 28 den Verlauf

!'; für eina ausschließliche Ultraschallvernebelüng

und im Vergleich dazu die Kurven 29 bzw. 30 den Verlauf für die Aerosolkonzentration mit der neuerungsgemäßen Einrichtung. Er ist von einer ausgeprägten Konstanz. Bei Zerstäubung von 2,8^Um Partikeln ist der Zerstäubungswirkungsgrad größer als 50 H im Fall der 1,1 ,um Partikeln größer als 80 %.

Claims (3)

■ ■ ■ · Gesellschaft für Strahlen- und Neuherberg,den 21.lo.82 Umweltforschung mbH, München PLA 8260 Ga/he ANR 1068083 Schutzansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung eines Aerosols für Inhalationen, bei der eine Flüssigkeit aus einem Vorratsgefäß angesaugt und mittels einem Gas durch eine Düse in den Aerosolkanal vernebelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Ultraschall das Vorratsgefäß (7) schüttelt, daß ein Nachfüllreservoir (13) für die Flüssigkeit (8) vorgesehen ist, und daß die Zugabe von Flüssigkeit in das Vorratsgefäß (7) dosierbar ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosierung über eine Vorschubpumpe (22) erfolgt, die an einer Nachfülleitung (21) des Nachfüllreservoirs (13) angeschlossen ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsgefäß (7), der Ultraschallschwinger (5) mit Übertragungsmedium (6) sowie die Düse (12)

und das Nachfüllreservoir (13) in einem kompakten Gehäusekörper (1, 2, 3) untergebracht sind.

— 2 —

«««·«·>· 4
· «44*4·* ·
♦ 4 i 4 4 4 *