JP2015159991A5 - - Google Patents

Description

ネブライザおよびネブライザキット

この発明はネブライザキットに関し、詳しくは、液体に圧縮気体を物理的に作用させて当該液体の粒子を含んだエアロゾルを生成し排出するネブライザキットに関する。

また、この発明は、そのようなネブライザキットと、そのネブライザキットへ圧縮気体を供給するコンプレッサとを備えたネブライザに関する。

ネブライザは、例えば、霧化された薬液を鼻腔、上気道、気管支などに直接作用させる吸入療法に用いられる。例えば、コンプレッサ式ネブライザ（ジェット式ネブライザ）は、薬液を霧化するために圧縮空気を用いて薬液を粉砕し、薬液のドロプレット（粒子）を含んだエアロゾルを生成し排出する。

従来、この種のネブライザおよびネブライザキットとしては、例えば特許文献１（特開２０１３−１３２４７２号公報）に示されるように、エアロゾルを生成するネブライザキットと、ネブライザキットへ圧縮空気を供給するためのコンプレッサを備えた本体とからなるネブライザがある。

図１７は、特許文献１が示す、従来のネブライザ本体およびネブライザキットの斜視図である。ネブライザ２０００は、本体５１０、圧縮空気管部５１２、ネブライザキット１０００、および、マウスピース５００を備える。本体５１０は、圧縮空気送風口５１１に連結された圧縮空気管部５１２を介してネブライザキット１０００へ圧縮空気を供給するコンプレッサや、電子部品等を内蔵している。

図１８は、上記従来のネブライザキット１０００の断面図である。ネブライザキット１０００は、粒子選別部１１００、流路形成体１１５０、吸上経路形成体１２００、および、ケース体１３００を備える。

ケース体１３００は、ネブライザ本体から圧縮空気Ｇを導入する圧縮空気導入管１３１３、および、薬液を貯留する液体貯留部１３１６を備え、圧縮空気導入管１３１３の上部先端部１３１３ａには、ノズル孔１３１５が設けられる。

吸上経路形成体１２００には液体貯留部１３１６近傍からノズル孔１３１５近傍までにわたり吸上経路形成部１２２０が凹設され、ノズル孔１３１５近傍においては、吸上経路形成部１２２０とケース体１３００の圧縮空気導入管１３１３の外壁とが、薬液を吐出する吸液口１２４０を形成している。

流路形成体１１５０は、ケース体１３００を覆うようにケース体１３００に取り付けられており、外気Ａを導入する外気導入孔１１８０、エアロゾル排出口１１７０、および、上方筒状部１１６４、を備える。

粒子選別部１１００は、エアロゾルＭ１を上方へ誘導する下方筒状部１１１０、下方筒状部１１１０の上方に設けられ、それぞれ下方から上方に向かって旋回しつつ湾曲する４枚の羽根部１１４０、および、４枚の羽根部１１４０を支持する中心軸部１１３０、を備える。

そのような構成を有する従来のネブライザキット１０００においては、ノズル孔１３１５から図面上方に向けて噴出される圧縮空気が吸液口１２４０近傍に負圧を発生させ、負圧の作用により液体貯留部１３１６に貯留されている薬液が吸上経路形成部１２２０を吸い上げられて吸液口１２４０から薬液が吐出される。吸液口１２４０から吐出された薬液は、ノズル孔１３１５から噴き出す圧縮空気により粉砕され、粉砕され微粒子化した薬液は、圧縮空気と混合されて略上向きの運動量を有するエアロゾルＭ１を形成する。

エアロゾルＭ１は下方筒状部１１１０内を上昇し、羽根部１１４０が設けられた領域に進入する。羽根部１１４０は、エアロゾルＭ１に含まれる薬液の粒子のうちで粒子径の大きなものを付着しつつ、エアロゾルの流れを、らせん状に上行するエアロゾルＭ２ａ，Ｍ２ｃ等の流れに変化させる。

らせん状に上行するエアロゾルＭ２ａ，Ｍ２ｃ等の流れは、上方筒状部１１６４において混合され、略上向きの運動量を有するエアロゾルＭ３となってエアロゾル排出口１１７０より排出される。

特開２０１３−１３２４７２号公報

しかしながら、従来のネブライザキットでは次のような課題を有する。これについて、図１９を参照し詳述する。

図１９は、従来のネブライザキット１０００の粒子選別部１１００の拡大斜視図である。粒子選別部１１００の上方筒状部１１２０の４枚の羽根部１１４０との物理的相互作用により上述のように略上向きの運動量を持ったエアロゾルＭ１からは運動量の上向き成分が減殺されつつ水平方向の運動量が付与されて、らせん状に上昇するエアロゾルＭ２ａ，Ｍ２ｂ，Ｍ２ｃ，Ｍ２ｄの流れが生じる。このとき、エアロゾルＭ１は、先ず略垂直な角度で羽根部１１４０と衝突し、その後も羽根部１１４０との衝突を繰り返しながららせん状に上昇するため、エアロゾルＭ１は羽根部１１４０との力学的相互作用によってエアロゾル排出口１１７０（図１８）に到達するのに必要な上向きの運動エネルギのかなりの部分を失ってしまう。換言すれば、従来のネブライザキット１０００では、エアロゾルに含まれる薬液の粒径を調整するためにエアロゾルの流れを阻害する構成となっており、そのため、圧縮空気の利用効率は比較的低いレベルに留まっていた。

そこで、本発明の課題は、圧縮気体の利用効率を改善することができるネブライザキットを提供することにある。

また、本発明の課題は、そのようなネブライザキットと、そのネブライザキットへ圧縮気体を供給するコンプレッサとを備えたネブライザを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の実施形態によるネブライザキットは、
液体を霧化してエアロゾルを発生する霧化部と、
霧化部に連通し、エアロゾルに含まれる液体の粒子を選別して該エアロゾルの粒子の粒径の分布を調整した後、エアロゾルを排出口へ誘導する粒子選別経路と、を有し、
粒子選別経路は、霧化部近傍から第１の方向に延在し、第１の方向に関して実質的に一様な断面積を有する第１の粒子選別経路と、第１の粒子選別経路に連通し、第１の方向から湾曲して第１の方向と実質的に同一平面に含まれる第２の方向へ向かう内端壁を備える第２の粒子選別経路と、を備え、
第１の粒子選別経路は霧化部から第１の方向と実質的に等しい方向へ噴出するエアロゾルを第１の方向に沿って第２の粒子選別経路へ誘導し、
第２の粒子選別経路の内端壁は、エアロゾルの粒子のうち粒径が一定値以上の粒子を吸着しつつエアロゾルを第２の方向へ誘導する、ことを特徴とする。

このネブライザキットでは、霧化部が発生したエアロゾルは、霧化部近傍から第１の方向に延在し、第１の方向に関して実質的に一様な断面積を有する第１の粒子選別経路により第１の方向に実質的に等しい方向に誘導され、第２の粒子選別経路へ到達する。第２の粒子選別経路へ到達したエアロゾルは、第２の粒子選別経路の湾曲した内端壁と衝突し、そのとき、エアロゾルに含まれる粒子のうち粒径が一定値以上の粒子が内端壁に吸着され、残りの粒子は第２の方向に実質的に等しい方向へ誘導される。ここで、内端壁の湾曲は、第１の方向から湾曲して第１の方向と実質的に同一平面に含まれる第２の方向へ向かうように湾曲している。よって、エアロゾルは内端壁との衝突により粒径の選別を受けるがその際にも従来のようならせん状の選別経路を通過する必要がないため、エアロゾルの流れは従来よりもスムースになるとともに、粒子選別経路がエアロゾルの流れを阻害する程度は、従来に比べて小さく抑えることが可能になっている。そのため、本ネブライザキットでは、圧縮気体の利用効率が従来よりも改善される。

一実施形態のネブライザキットでは、粒子選別経路は、さらに、第２の粒子選別経路に連通する第３の粒子選別経路を備え、この第３の粒子選別経路は、第２の粒子選別経路の第１の方向に関する断面積よりも大きい断面積を有し、第２の方向に対して傾いた内壁を備え、該内壁に粒子のうち粒径が一定値以上の粒子を吸着し、エアロゾルを排出口へ流すことを特徴とする。

この一実施形態のネブライザキットでは、第２の粒子選別経路に連通する第３の粒子選別経路は、その断面積が第２の粒子選別経路の断面積よりも大きい。そのため、第２の粒子選別経路を経て第３の粒子選別経路に到達したエアロゾルは減速する。したがって、エアロゾルの第２の方向に向かう速度成分もまた低減される。また、第３の粒子選別経路は、第２の方向に対して傾いた内壁を備える。そのため、適度に減速されたエアロゾルに含まれる粒子のうち粒径が一定値以上の粒子が第３の粒子選別経路の内壁に衝突し吸着され、その余のエアロゾルおよび粒子は、排出口に向かって誘導される。

一実施形態のネブライザキットでは、第２の粒子選別経路と第３の粒子選別経路とは、第１の方向に関してオーバーラップしていることを特徴とする。

この一実施形態のネブライザキットでは、製造が容易になるとともに、オーバーラップしている部分において第３の粒子選別経路の内壁により粒径の選別が可能となっている。

一実施形態のネブライザキットでは、第３の粒子選別経路は、第２の粒子選別経路の内端壁の第１の粒子選別経路と反対側の終端から一定寸法以上にわたり第１の方向に平行な方向に延在していることを特徴とする。

この一実施形態のネブライザキットでは、第３の粒子選別経路の第２の粒子選別経路の内端壁の第１の粒子選別経路と反対側の終端から一定寸法以上にわたり第１の方向に平行な方向に延在している部分において、エアロゾルの流れは第１の方向によく沿うように整えられる。そのため、第１の方向に向かう整った流れのエアロゾルを排出口から排出することができる。したがって、排出口に装着されるマウスピースの開口部の向きによってエアロゾル噴出性能が変化することが抑制される。

一実施形態のネブライザキットでは、霧化部は、実質的に第１の方向に平行な方向へ圧縮気体を噴出する圧縮気体供給部材と、圧縮気体供給部材の開口部の周りで第１の方向に交差する向きで一方の側に配置され、圧縮気体の噴出に伴う負圧に応じて圧縮気体の噴出経路へ向けて液体を供給する液体供給部材と、を備え、圧縮気体供給部材は、開口部の周りの一方の側と反対の他方の側において、圧縮気体供給部材の上記一方の側の外面よりも圧縮気体供給経路の壁面が実質的に第１の方向へ延伸されていることを特徴とする。

この一実施形態のネブライザキットでは、圧縮気体供給部材は、開口部の周りの一方の側と反対の他方の側において、圧縮気体供給部材の上記一方の側の外面よりも圧縮気体供給経路の壁面が実質的に第１の方向へ延伸されている。この延伸された部分により圧縮気体供給部材から噴出された圧縮気体は、その大部分が圧縮気体供給部材から液体供給部材へ向かう方向に方向付けされる。そのため、エアロゾルの生成効率が向上される。

一実施形態のネブライザキットでは、霧化部は、第１の方向と垂直な方向に関するエアロゾルの噴流の速度分布について、第２の方向の速度成分よりも第２の方向と反対の方向の速度成分を多く含むようにエアロゾルを噴出することを特徴とする。

この一実施形態のネブライザキットでは、霧化部が生成したエアロゾルを、効率よく第２の粒子選別経路の内端壁に衝突させることができる。そのため、内端壁による粒子選別が効率よく行われる。

一実施形態のネブライザキットは、
液体を霧化してエアロゾルを発生する霧化部と、
霧化部に連通し、エアロゾルに含まれる液体の粒子を選別して該エアロゾルの粒子の粒径の分布を調整した後、エアロゾルを排出口へ誘導する粒子選別経路と、を有し、霧化部は、実質的に第１の方向に平行な方向へ圧縮気体を噴出する圧縮気体供給部材と、圧縮気体供給部材の開口部の周りで第１の方向に交差する向きで一方の側に配置され、圧縮気体の噴出に伴う負圧に応じて圧縮気体の噴出経路へ向けて液体を供給する液体供給部材と、を備え、圧縮気体供給部材は、開口部の周りの一方の側と反対の他方の側において、圧縮気体供給部材の上記一方の側の外面よりも圧縮気体供給経路の壁面が実質的に第１の方向へ延伸されていることを特徴とする。

このネブライザキットでは、霧化部の圧縮気体供給部材は、開口部の周りの一方の側と反対の他方の側において、圧縮気体供給部材の上記一方の側の外面よりも圧縮気体供給経路の壁面が実質的に第１の方向へ延伸されている。この延伸された部分により圧縮気体供給部材から噴出された圧縮気体は、その大部分が圧縮気体供給部材から液体供給部材へ向かう方向に方向付けされる。そのため、エアロゾルの生成効率が向上される。

一実施形態のネブライザは、圧縮気体を送り出すコンプレッサを有する本体と、コンプレッサから送り出される圧縮気体が導入される圧縮気体管部と、圧縮気体管部を通して供給された圧縮空気を用いてエアロゾルを生成する上記ネブライザキットと、を備えることを特徴とする。

本明細書では、液体の粒子(liquid particle)と液滴(droplet)とはほぼ同義のものとして用いている。また、本明細書では、エアロゾル(aerosol)は、気体(gas)と液体粒子(liquid particle)との混合物である。

以上より明らかなように、この発明のネブライザキットにより、圧縮気体の利用効率を改善することができる。また、同ネブライザキットは、コンプレッサ式ネブライザのネブライザキットとして使用することが可能である。本ネブライザキットを用いたネブライザにおいては、圧縮気体の利用効率を改善することができる。

この発明の一実施形態のネブライザキットを示す斜視図である。 図１の線Ａ−Ａ’に沿ったネブライザキットの断面斜視図である。 図１の線Ａ−Ａ’に沿ったネブライザキットの断面図である。 粒子選別部と吸上経路形成体との係合を示す斜視図である。 粒子選別部と吸上経路形成体との係合を示す斜視図である。 吸上経路形成体とケース体とで形成される霧化部を示す斜視図である。 ケース体の平面図である。 霧化部の構成を示す拡大断面斜視図である。 霧化部の構成を示す拡大断面図である。 気流およびエアロゾル流の流れを示す模式図である。 外気導入孔における外気流の流れを示す模式図である。 第２の粒子選別経路から第３の粒子選別経路へ向かって流れるエアロゾル流の流れを示す模式図である。 排出口におけるエアロゾル流の流れを示す模式図である。 粒子選別経路における粒子選別の効果を示すグラフである。 実施形態の変形例によるケース体の平面図である。 上記変形例による霧化部の構成を示す拡大断面斜視図である。 上記変形例による霧化部の構成を示す拡大断面図である。 従来のネブライザを示す斜視図である。 従来のネブライザキットを示す断面図である。 従来のネブライザキットの粒子選別部を示す斜視図である。を示す図である。

以下、この発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態によるネブライザキット１の斜視図である。ネブライザキット１の素材としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）を使用することができ、また、これに限定されない。ネブライザキット１は、外気導入孔１１０および（エアロゾル）排出口１９０を備えた粒子選別部１００と、粒子選別部１００と密に嵌合可能なケース体３００とを有する。また、ケース体３００には、後述する吸上経路形成体２００が収納されている。ネブライザキット１は、図示しないネブライザ本体と圧縮気体管（チューブ）を介して接続可能であり、ネブライザ本体のコンプレッサより供給される（空気等の）圧縮気体を導入することができる。ネブライザ本体および圧縮気体管は、図１７等に例示されるような従来のネブライザ本体およびチューブでよいため、ここでは説明を省略する。また、排出口１９０には、マウスピース、吸入マスク、ノーズピース等を装着することが可能である。ここでのマウスピース、吸入マスク、ノーズピース等も従来のものでよいため、ここではそれらの説明を省略する。

図２は、ネブライザキット１の図１の線Ａ−Ａ’に沿った断面を示す断面斜視図である。また、図３は、ネブライザキット１の図１の線Ａ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。図２および図３を参照し、ネブライザキット１の構成について説明する。

ケース体３００は、上方が開口され下方が閉じられた筒形状を有し、下方底部は薬液等の液体を貯留する液体貯留部３２０を構成する。その底部中央には、図示しないネブライザ本体から（空気等の）圧縮気体を圧縮気体管（チューブ）を介して導入するための圧縮気体導入管３０１が形成されている。圧縮気体導入管３０１の上部先端は閉じられ、上端面の中央部分にノズル孔３１１が設けられている。ノズル孔３１１は、圧縮気体導入管３０１の上端面を貫通している。ノズル孔３１１と、後述する吸上経路形成体２００の吸液口２１３は、液体貯留部３２０に貯留された（水、生理食塩水、薬液、ワクチンといった）液体を霧化してエアロゾルを発生する霧化部２１０を構成する。

吸上経路形成体２００は、圧縮気体導入管３０１の外壁と一致する内壁を有し、当該内壁の一部に溝（吸上経路形成部２１１）が設けられている。この溝（吸上経路形成部２１１）は、吸上経路形成体２００と圧縮気体導入管３０１とが嵌めあわされたときに圧縮気体導入管３０１の外壁とで管部（吸上経路）を形成する。吸上経路形成体２００は、ケース体３００に被せられたときにケース体３００の圧縮気体導入管３０１のノズル孔３１１が露出されるように、その上端部の一部が開口されている。また、吸上経路形成体２００の上端部には、ノズル孔３１１の近傍に、吸上経路形成部２１１の一端である吸液口２１３が設けられる。吸液口２１３は、吸上経路に沿って吸い上げられた薬液を吐出することができる開口部である。

粒子選別部１００は、霧化部２１０において生成されたエアロゾルを排出口１９０まで誘導する第１、第２、および、第３の粒子選別経路１１１，１２１，１３１を備え、ケース体３００と周方向について位置合わせして密に嵌合可能である。第１、第２、および、第３の粒子選別経路１１１，１２１，１３１は、霧化部２１０に連通し、エアロゾルに含まれる液体の粒子を選別して該エアロゾルの粒子の粒径の分布を調整した後、エアロゾルを排出口へ誘導する粒子選別経路を構成する。また、粒子選別部１００は、ケース体３００と嵌合したとき、後述するケース体３００の圧縮気体導入管３０１のノズル孔３１１の長方形形状（図６、図７等）と所定の位置関係になるように位置合わせして嵌合可能である。所定の位置関係とは、ノズル孔３１１から噴出された気体から生成されるエアロゾルが第１の粒子選別経路１１１へ効率よく誘導される位置関係であればよい。

第１の粒子選別経路１１１は、ｙ−ｚ面に平行な内部隔壁１０１と（図示されないｘが正の領域に隔壁１０１と平行に配置された）対応内部隔壁の２枚の隔壁と粒子選別部１００の筒形状部分内壁１２５とで三方が囲まれ、ｚ軸方向（第１の方向）と垂直な断面が略長方形形状を有する領域である。図に示すように第１の粒子選別経路１１１は、霧化部２１０近傍からｚ方向（第１の方向）に沿って実質的に一様な長方形断面を有して延在する領域である。第１の粒子選別経路１１１は、霧化部２１０において実質的にｚ軸方向（第１の方向）に向かって噴出されるエアロゾルを上方へ誘導する経路として機能することができ、当該経路の断面積はｚ軸方向に沿って一様であるため、エアロゾルの噴流の初期運動量を減殺すること無く高速に上方へ誘導し、上端において連通する第２の粒子選別経路１２１へとエアロゾルを誘導することができる。

第２の粒子選別経路１２１は、内部隔壁１０１と（図示しない）対応内部隔壁の２枚の隔壁と、第１の方向（ｚ軸方向）からｙ−ｚ面内に沿って徐々に湾曲し前記第１の方向と実質的に同一平面（ｙ−ｚ面）に含まれｙ軸マイナス方向と略一致しわずかに＋ｚ方向に傾斜した方向（第２の方向）へと徐々に湾曲した内端壁１２３とで三方が囲まれた領域である。第２の粒子選別経路１２１では、第１の粒子選別経路１１１を通って上昇してきたエアロゾルは、内端壁１２３と衝突することになる。この衝突により、エアロゾルに含まれる液体の粒子のうち粒径が一定値以上の粒子は高確率で内端壁１２３に吸着されたり、あるいは内端壁１２３との衝突によりより粒径がより小さい複数の粒子に分化されたりする。他方、粒径が一定値に満たない粒子は、高確率で第２の方向（ｙ軸マイナス方向と略一致しわずかに＋ｚ方向に傾斜した方向）へ反射される。なお、第２の粒子選別経路１２１は、第１の粒子選別経路１１１と連通する側と反対の側において第３の粒子選別経路１３１と連通しており、霧化部２１０において生成されたエアロゾルを第３の粒子選別経路１３１へ導くことができる。

第３の粒子選別経路１３１は、一部が第２の粒子選別経路１２１と第１の方向に関してオーバーラップして反対側にある内壁１３３によって規定された領域である。第３の粒子選別経路１３１は、ｚ軸方向（第１の方向）と垂直な断面が略半楕円形状を有する。第３の粒子選別経路のｚ軸方向（第１の方向）に関する断面積は、第２の粒子選別経路１２１のｚ軸方向（第１の方向）に関する断面積よりも大きくなっている。また、第３の粒子選別経路１３１を規定する内壁１３３は、ｚ軸方向（第１の方向）に沿って伸びており、よって、内壁１３３は、第２の方向（ｙ軸マイナス方向と略一致しわずかに＋ｚ方向に傾斜した方向）に対して傾斜している。そのため、第２の粒子選別経路１２１から、第２の方向に沿って第３の粒子選別経路１３１に進入したエアロゾルは流路の拡大によりその速度を減じつつその一部が内壁１３３に到達することになる。内壁１３３に到達したエアロゾルは、第２の粒子選別経路１２１での内端壁１２３との物理的相互作用による粒子選別と同様にして、エアロゾルの液体の粒子のうち粒径が一定値以上の粒子が高確率で内壁１３３に吸着されたり、あるいは内壁１３３との衝突によりより粒径がより小さい複数の粒子に分化され、他方、粒径が一定値に満たない粒子は、高確率でｙ軸正方向と略一致しわずかに＋ｚ方向に傾斜した方向へ反射される。このようにして粒子選別を受けたエアロゾルは、第３の粒子選別経路１３１の下方から上方へ向かう外気の流れに乗って排出口１９０へ運搬され排出される。また、第３の粒子選別経路１３１は、第２の粒子選別経路１２１の内端壁１２３の上端からさらに第１の方向（ｚ軸方向）に沿って一定寸法だけ延在する。この構成により、エアロゾルの流れは第１の方向（ｚ軸方向）に向かって一様に流れる、少なくとも乱れが比較的少ない、流れとなり、排出口１９０に装着されるマウスピース等（不図示）の開口部の向きによるエアロゾルの排出量の変化が少なくとも抑制される。

ネブライザキット１では、霧化部２１０が発生したエアロゾルは、第１の粒子選別経路１１１により霧化部２１０から第１の方向（ｚ軸方向）と実質的に等しい方向へ誘導され、第２の粒子選別経路１２１へ到達する。第２の粒子選別経路１２１では、内端壁１２３との物理的相互作用によりエアロゾルの粒子選別がなされ、粒子選別を受けたエアロゾルは、第２の方向へ向かって流れる。ここで、内端壁１２３の湾曲は、第１の方向（ｚ軸方向）から湾曲して第１の方向と実質的に同一平面（ｙ−ｚ平面）に含まれる第２の方向（ｙ軸マイナス方向と略一致しわずかに＋ｚ方向に傾斜した方向）へ向かうように湾曲している。エアロゾルは従来のようにらせん状の選別経路を通過することがなく、エアロゾルの流れは従来よりもスムースになるとともに、粒子選別経路がエアロゾルの流れを阻害する程度は、従来に比べて小さく抑えることが可能になっている。そのため、本ネブライザキットでは、圧縮気体の利用効率が従来よりも改善される。

図４Ａおよび図４Ｂは、粒子選別部１００と吸上経路形成体２００との係合の態様を示すための斜視図である。なお両図ではケース体３００の表示を省略している。吸上経路形成体２００は、２つの固定用ツメ部２２０を有し、粒子選別部１００は、吸上経路形成体２００の固定用ツメ部２２０を受けるためのツメ受け部１４０を有する。ツメ受け部１４０が固定用ツメ部２２０を受けることにより、ネブライザキット１の周方向に関し、粒子選別部１００と吸上経路形成体２００との間の相対的位置関係を固定することができる。つまり、吸上経路形成体２００を粒子選別部１００に固定することにより、各部の寸法誤差による各固体の性能差の発生を抑制し、さらに、固定用ツメ部２２０がツメ受け部１４０に受けられることによって、霧化部２１０と第１、第２、および、第３の粒子選別経路１１１，１２１，１３１との周方向に関する位置関係が固定される。このとき、霧化部２１０は、図５に示されるように、吸液口２１３がノズル孔３１１に関して第１の粒子選別経路１１１と反対側に位置するように位置固定される。

次に、霧化部２１０の構成の詳細について、図６、図７、および、図８を参照して説明する。図６は、ノズル孔３１１近傍におけるケース体３００の構成を示すケース体３００の平面図である。図７は、霧化部２１０近傍の拡大斜視断面図である。図８は、霧化部２１０近傍の拡大断面図である。上述のとおり霧化部２１０は、主として、圧縮気体を実質的に第１の方向（ｚ軸方向）に噴出させる圧縮気体供給部材（ケース体３００のノズル孔３１１）と、圧縮気体の噴出に伴う負圧に応じて圧縮気体の噴出経路へ向けて液体を供給する液体供給部材（吸上経路形成体２００の吸液口２１３）とで構成される。図６に示すように、圧縮気体導入管３０１の上端面には長方形形状のノズル孔３１１が設けられており、図７に示されるように、ノズル孔３１１は、ネブライザキット１が組み上げられたときに、その長辺が吸液口２１３と近接しかつ吸液口傾斜面２１５と平行になるように開口されている。図８を参照し、ノズル孔３１１から噴射される圧縮空気と吸液口２１３から供給される液体との作用について説明する。図８に示されるように、ノズル孔３１１より噴出される圧縮気体Ｇ０の大部分は、矢印Ｇ１の方向から矢印Ｇ２の方向までの範囲に噴射する。ここで、ノズル孔３１１は、図６に示したように、長方形形状の開口部である。そのため、＋ｚ軸方向を中心としてＧ１からＧ２までの範囲で噴出される圧縮空気の流量の分布はｘｙ平面内において異方性を有する。具体的には、圧縮空気の流れは、ノズル孔３１１を通るｙｚ平面およびその近傍の領域で密となり、その余の領域で比較的、疎な流れとなる。つまり、ノズル孔３１１の長方形の長辺が吸液口２１３と近接して吸液口傾斜面２１５と平行に配置されることで、圧縮空気を効率よく吸液口２１３に作用させることができるようになり、結果として、霧化部２１０が生成するエアロゾルの量を効率よく増大させることができるようになる。なお、生成されたエアロゾルは、吸液口２１３近傍の吸上経路形成体２００の壁面によって反射されるため、エアロゾルの噴流の速度分布は、実質的に第１の方向（ｚ軸方向）に等しくかつ第１の方向に垂直な方向の速度成分についてはｙ軸マイナス方向の速度成分よりもｙ軸プラス方向の速度成分を多く含む。そのため、霧化部２１０によって生成されたエアロゾルは、効率よく第２の粒子選別経路１２１の内端壁１２３に衝突させることが可能となっている。

図９、図１０、図１１、および、図１２を参照してネブライザキット１の作用について説明する。図９は、エアロゾルの生成から排出までの説明するための模式図である。図１０は、外気導入孔１１０の作用を示すための模式図である。図１１は、エアロゾルが第２の粒子選別経路１２１から第３の粒子選別経路１３１へ誘導されるときのエアロゾルの流れを示す模式図である。図１２は、排出口１９０から排出されるエアロゾルを示す模式図である。

図９を参照すれば、圧縮気体導入管３０１に導入された圧縮気体Ｇ０は、ノズル孔３１１からｚ軸方向を中心に噴出し、吸液口２１３に向かう方向へ流れる。吸液口２１３近傍を流れる圧縮気体の作用により吸液口２１３近傍に負圧が生じ、当該負圧の作用により液体貯留部３２０に貯留された液体（薬液等）が吸上経路形成部２１１を経て吸液口２１３から吐出される。

吸液口２１３より吐出された液体は、圧縮気体との衝突により微少な液滴（粒子）に粉砕され、粉砕された粒子が圧縮空気と混合されることによってエアロゾルが生成される。生成されたエアロゾルは、直ちに吸上経路形成体２００の吸液口２１３近傍の壁面によって反射され、実質的に第１の方向（ｚ軸方向）に等しくわずかにｙ軸プラス方向に傾斜した方向へ向かう（エアロゾルＳ１）。エアロゾルＳ１は、第１の粒子選別経路１１１を通って上方へ向かい、第２の粒子選別経路１２１の内端壁１２３に衝突し、内端壁１２３との物理的相互作用による粒径に基づく粒子選別を受ける。

このとき、霧化部２１０から第１の粒子選別経路１１１へ向かうエアロゾルの噴流の流れにより、外気導入孔１１０より外気Ａ１が導入される（図１０）。導入された外気Ａ１は、第１の粒子選別経路１１１とは内部隔壁１０１によって隔てられた領域を流れて第３の粒子選別経路１３１の下端に到達する。当該下端に達した外気Ａ１は向きを変え、第３の粒子選別経路１３１を上方へ向かって流れる（外気Ａ２）。

さて、第２の粒子選別経路１２１の内端壁１２３に衝突して粒子選別を受けたエアロゾルは第２の方向（ｙ軸マイナス方向と略一致しわずかに＋ｚ方向に傾斜した方向）に向きを変えて第３の粒子選別経路１３１へ進入する（エアロゾルＳ２）。第３の粒子選別経路１３１において流路は、第２の粒子選別経路１２１のそれよりも拡大されるため、速度を減じつつ拡散し（エアロゾルＳ２ａ，Ｓ２ｂ）、その一部が内壁１３３に到達する（図１１）。内壁１３３に到達したエアロゾルは、第２の粒子選別経路１２１での内端壁１２３との物理的相互作用による粒子選別と同様の粒子選別を受ける。粒子選別を受けたエアロゾルは、第３の粒子選別経路１３１の下方から上方へ向かう外気の流れに乗って排出口１９０へ運搬され排出される（図１２）。

図１３は、ネブライザキット１の霧化部２１０によって生成されたエアロゾルに含まれる液体粒子の粒径分布を示すグラフである。グラフの縦軸は、単位時間当たりの液滴通過量（質量／時間）であり、横軸は液滴の粒径（ミクロン）である。プロットＰ１は、所定条件下霧化部２１０において測定された液滴時間当たり通過量であり、プロットＰ３は、同条件下排出口１９０において測定された液滴時間当たり通過量であり、プロットＰ２は、２つの測定結果（プロットＰ１およびプロットＰ２）より推定した、第２の粒子選別経路１２１と第３の粒子選別経路１３１の接続部分における液滴時間当たり推定通過量である。またプロットＲは、ほぼ同条件下で測定された、従来型ネブライザキット１０００のエアロゾル排出口１１７０（図１５）での液滴時間当たり通過量である。

プロットＰ３とプロットＲとを比較すれば、プロットＰ３の方が、プロットＲよりも、比較的小さい粒径の液滴を多く含んでいることがわかる。このことは、排出口１９０において、本実施形態によるネブライザキット１では比較的粒径が小さい液滴がエアロゾル中によく保持されていることを意味する。また、プロットＰ３やプロットＲと横軸で囲まれる領域の面積は、それぞれ、排出口１９０（またはエアロゾル排出口１１７０）から単位時間に排出される液滴の総量を意味するが、グラフより、本実施形態によるネブライザキット１は、従来型ネブライザキット１０００よりも多くの液滴を排出できることが示されている。このように、本実施形態によるネブライザキット１は、従来型ネブライザキット１０００との比較においてコンプレッサから供給された圧縮気体の利用効率が改善されている。

次に上記実施形態の変形例によるネブライザキットについて説明する。本変形例は、ケース体の構成が異なる点で、上記実施形態のネブライザキットと相違する。本変形例はケース体の構成を除き、上記実施形態のネブライザキット１と同一の構成を有してよい。本変形例においても上記実施形態と同様、ケース体および吸上経路形成体が、液体を霧化してエアロゾルを発生する霧化部２１０ｖを形成する。以下では、本変形例によるケース体３００ｖの構成と、該ケース体３００ｖおよび吸上経路形成体２００を用いて形成される霧化部２１０ｖについて説明する。なお、本変形例の構成のうち上記実施形態と同様の構成でよい部分については適宜説明を省略する。

図１４は、ケース体３００ｖの構成を示す平面図である。図１４に示すように、圧縮気体導入管３０１の上端面にはＤ字形状のノズル孔３１１ｖが設けられ、さらにノズル孔３１１ｖの周りの一部分において、圧縮空気の噴射方向を規定するための指向用延長部３１３が設けられている。粒子選別部１００（図１等）は、ケース体３００ｖと嵌合したとき、指向用延長部３１３が、ノズル孔３１１ｖに関して第１の粒子選別経路１１１等と同じ側に位置するように（第１の粒子選別経路１１１等の真下に位置するように）位置合わせして嵌合可能である。

次に、ケース体３００ｖを用いて構成される霧化部２１０ｖの構成の詳細について説明する。図１５は、霧化部２１０ｖ近傍の拡大斜視断面図である。図１６は、霧化部２１０ｖ近傍の拡大断面図である。上記実施形態による霧化部２１０と同様、霧化部２１０ｖは、主として、圧縮気体を実質的に第１の方向（ｚ軸方向）に噴出させる圧縮気体供給部材（ケース体３００ｖのＤ字形状のノズル孔３１１ｖ）と、圧縮気体の噴出に伴う負圧に応じて圧縮気体の噴出経路へ向けて液体を供給する液体供給部材（吸上経路形成体２００の吸液口２１３）とで構成される。

図１５および図１６に示されるように、指向用延長部３１３は、ノズル孔３１１ｖに関して吸液口２１３と反対側に位置する圧縮気体供給部材（ノズル孔３１１ｖ）の壁面の一部を実質的に第１の方向（ｚ軸方向）へ延伸させることにより形成されている。指向用延長部３１３は、ノズル孔３１１ｖより噴出される圧縮気体Ｇ０に対し、その噴出方向を規制し、圧縮気体の大部分が矢印Ｇ１から矢印Ｇ２ｖまでの方向範囲に向けて噴射されるように作用する（図１６）。これにより、霧化部２１０ｖにおいては、圧縮空気の大部分が吸液口２１３に向かって流れるようになり、吸液口２１３近傍における負圧の生成効率が向上し、吸上経路形成部２１１に沿って吸い上げられる液体の吸い上げ効率が向上されエアロゾルの生成効率が向上される。なお、生成されたエアロゾルは、吸液口２１３近傍の吸上経路形成体２００の壁面によって反射されるため、エアロゾルの噴流の速度分布は、実質的に第１の方向（ｚ軸方向）に等しくかつ第１の方向に垂直な方向の速度成分についてはｙ軸マイナス方向の速度成分よりもｙ軸プラス方向の速度成分を多く含む。そのため、霧化部２１０ｖによって生成されたエアロゾルは、効率よく第２の粒子選別経路１２１の内端壁１２３に衝突させることが可能となっている。

このように、霧化部２１０ｖにおいては、ノズル孔３１１ｖがｚ軸方向を略中心にして圧縮気体Ｇ０を噴出し、指向用延長部３１３の作用により、その大部分が吸液口２１３に向かう方向へ流れる。そのため、本変形例では、エアロゾルの生成効率がさらに向上され、結果として、排出口１９０（図１等）より排出されるエアロゾルの量が増大される。

言い換えれば、所定の同一条件下で、本変形例の霧化部２１０ｖと、指向用延長部３１３が無い点を除いて霧化部２１０ｖと同一の構成を有する比較用霧化部とを比較した場合、本変形例の霧化部２１０ｖの時間当たりエアロゾル生成量が、比較用霧化部の時間当たりエアロゾル生成量を上回る。これは、図１３のプロットを例に挙げて説明すれば、霧化部２１０ｖの構成は、プロットＰ１とｘ軸（横軸）とによって囲まれる領域の面積（霧化部による時間当たりエアロゾル噴射量）をより拡大させる効果を有するものと解される。プロットＰ１とｘ軸（横軸）とによって囲まれる領域の面積の拡大は、とりもなおさず、プロットＰ３とｘ軸（横軸）とによって囲まれる領域の面積（排出口１９０における時間当たりエアロゾル通過量）の増大を意味する。このように、霧化部２１０ｖは、ネブライザキットのエアロゾルの噴出性能の向上に資するものである。

なお、本変形例ではノズル孔３１１ｖをＤ字形状の開口部としたが、上記実施形態と同様に、長方形形状の開口部としてもよい。

なお、言うまでもなく、ノズル孔３１１および３１１ｖの開口面積、すなわち、Ｄ字形状の代表寸法や長方形形状の長辺及び短辺の寸法は、図示しない本体のコンプレッサの能力を勘案して適宜設定すればよい。

なお、ノズル孔３１１および３１１ｖの開口形状としては、Ｄ字形状、長方形形状のほか、真円形状、楕円形状といった曲線的な輪郭を有する幾何形状や、正方形形状、三角形形状等といった多角形形状でもよい。

１ ネブライザキット
１００ 粒子選別部
１０１ 内部隔壁
１１０ 外気導入孔
１１１ 第１の粒子選別経路
１２１ 第２の粒子選別経路
１２３ 内端壁
１２５ 筒形状部分内壁
１３１ 第３の粒子選別経路
１３３ 内壁
１４０ ツメ受け部
１９０ 排出口
２００ 吸上経路形成体
２１０ 霧化部
２１０ｖ 霧化部
２１１ 吸上経路形成部
２１３ 吸液口
２２０ 固定用ツメ部
３００ ケース体
３００ｖ ケース体
３０１ 圧縮気体導入管
３１０ 上部先端部
３１１ ノズル孔
３１１ｖ ノズル孔
３１３ 指向用延長部
３２０ 液体貯留部

Claims (7)

1. 液体を霧化してエアロゾルを発生する霧化部と、
   前記霧化部に連通し、前記エアロゾルに含まれる前記液体の粒子を選別して該エアロゾルの前記粒子の粒径の分布を調整した後、前記エアロゾルを排出口へ誘導する粒子選別経路と、を有し、
   前記粒子選別経路は、前記霧化部近傍から第１の方向に延在し、前記第１の方向に関して実質的に一様な断面積を有する第１の粒子選別経路と、前記第１の粒子選別経路に連通し、前記第１の方向から湾曲して前記第１の方向と実質的に同一平面に含まれる第２の方向へ向かう内端壁を備える第２の粒子選別経路と、を備え、
   前記第１の粒子選別経路は前記霧化部から前記第１の方向と実質的に等しい方向へ噴出する前記エアロゾルを前記第１の方向に沿って前記第２の粒子選別経路へ誘導し、
   前記第２の粒子選別経路の前記内端壁は、前記エアロゾルの前記粒子のうち粒径が一定値以上の粒子を吸着しつつ前記エアロゾルを前記第２の方向へ誘導する、ことを特徴とするネブライザキット。
2. 請求項１に記載のネブライザキットであって、
   前記粒子選別経路は、さらに、前記第２の粒子選別経路に連通する第３の粒子選別経路を備え、この第３の粒子選別経路は、前記第２の粒子選別経路の前記第１の方向に関する断面積よりも大きい断面積を有し、前記第２の方向に対して傾いた内壁を備え、該内壁に前記粒子のうち粒径が一定値以上の粒子を吸着し、前記エアロゾルを前記排出口へ流す、ことを特徴とするネブライザキット。
3. 請求項２に記載のネブライザキットであって、
   前記第２の粒子選別経路と前記第３の粒子選別経路とは、前記第１の方向に関してオーバーラップしている、ことを特徴とするネブライザキット。
4. 請求項２に記載のネブライザキットであって、
   前記第３の粒子選別経路は、前記第２の粒子選別経路の前記内端壁の前記第１の粒子選別経路と反対側の終端から一定寸法以上にわたり前記第１の方向に平行な方向に延在している、ことを特徴とするネブライザキット。
5. 請求項１から４のいずれか１つに記載のネブライザキットであって、
   前記霧化部は、
   実質的に前記第１の方向に平行な方向へ圧縮気体を噴出する圧縮気体供給部材と、
   前記圧縮気体供給部材の開口部の周りで前記第１の方向に交差する向きで一方の側に配置され、前記圧縮気体の噴出に伴う負圧に応じて前記圧縮気体の噴出経路へ向けて液体を供給する液体供給部材と、を備え、
   前記圧縮気体供給部材は、前記開口部の周りの前記一方の側と反対の他方の側において、前記圧縮気体供給部材の上記一方の側の外面よりも圧縮気体供給経路の壁面が実質的に前記第１の方向へ延伸されている、ことを特徴とするネブライザキット。
6. 請求項１から５のいずれか１つに記載のネブライザキットであって、
   前記霧化部は、前記第１の方向と垂直な方向に関する前記エアロゾルの噴流の速度分布について、前記第２の方向の速度成分よりも前記第２の方向と反対の方向の速度成分を多く含むように前記エアロゾルを噴出する、ことを特徴とするネブライザキット。
7. 圧縮気体を送り出すコンプレッサを有する本体と、
   前記コンプレッサから送り出される前記圧縮気体が導入される圧縮気体管部と、
   前記圧縮気体管部を通して供給された圧縮空気を用いて前記エアロゾルを生成する請求項１から６のいずれか１つに記載のネブライザキットと、を備えるネブライザ。

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