JP2565028Y2 - ミスト発生器 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、喉内部などに薬液のミ
ストを噴霧するネブライザーなどに用いられるミスト発
生器に関し、特に、そのミスト粒径の選別技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】喉や呼吸器系の疾病を有する患者に対し
て、その口内または鼻腔から薬液のミストを吸入させ
て、病変部に薬液のミストを沈着させる治療法がある。
この治療法に使用されるネブライザーとして、本願考案
者はすでに図５に示すものを出願している（実願平２−
６１７５６号）。このミスト発生器３０は、貯留された
薬液３１に超音波振動を与えて、薬液のミストを発生さ
せるミスト発生部３２と、このミスト発生部３２に連通
し、そこから立ち上げ部３３ａを介して吐出口３４に連
通する連通管３３と、この連通管３３に立ち上げ部３３
ａで連通する送風管３５とを有している。このミスト発
生器３０において、送風ファン３６から送風管３５を介
して連通管３３に空気流を供給すると、空気流は吐出口
３４の側に流れて、ミスト発生部３２の内部からミスト
と共に空気を引き込む。これにより、減圧状態となった
ミスト発生部３２は、逆に、空気流を引き込もうとす
る。このため、連通管３３の立ち上げ部３３ａでは、吐
出口３４の側への空気流とミスト発生部３２の側への空
気流とが干渉し合うことになる。その故、ミスト発生部
３２の内部の空気層３７のうち、粒径の小さなミストが
滞留している上層のみが、連通管３３に引き込まれる。
また、連通管３３の下端側において、吐出口３４に向か
う空気流の速度が低いため、粒径の大きなミストは下方
へ復流する。その結果、粒径の小さなミストのみが吐出
口３４から放出される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、吸入さ
れる薬液のミストの粒径と体内の沈着部位との関係にお
いては、粒径が小さいミスト程、比較的深い部位に到達
して、そこに沈着するのに対し、粒径が大きなミスト
程、比較的浅い部位に沈着する傾向がある。このため、
粒径が小さなミストを発生させる上述のミスト発生器３
０は、肺胞などの深い部位に病変部を有する患者には有
効であるが、上気道や気管などの比較的浅い部位に病変
部を有する患者に対しての治療効果が低いという問題が
ある。

【０００４】これに対し、粒径が大きなミストを発生可
能なミスト発生器としては、従来より、図６に示すもの
がある。このミスト発生器４０においては、ミスト発生
部４１に対し、送風管４２と吐出口４３に連通する空気
吐出管４４とを、それぞれ独立して連結させて、供給さ
れた空気流によって、ミスト発生部４１の内部に発生し
たミスト全体を吐出口４３から放出する。従って、ミス
ト発生部４１の空気層４５に滞留する大きな粒径のミス
トを放出するので、上気道や気管などに病変部を有する
患者に用いられる。しかしながら、ミストの粒径が大き
いため、肺胞などの深い部位に病変部を有する患者に
は、治療効率が悪い。

【０００５】従って、患者に適応した条件で吸入治療を
行うには、細かなミストを発生するミスト発生器と、粗
いミストを発生する装置の両方を備えておくことが必要
になり、不便である。

【０００６】かかる問題点を解消するために、本願考案
者は、１台のミスト発生器で、条件を変えることによっ
て、いずれの粒径のミストをも選択して発生可能なミス
ト発生器を提案する。この提案を具現化するために、ま
ず、本願考案者は、図５のミスト発生器３０の超音波強
度を高めて、放出されるミストの粒径を大きくする方法
を試みた。この方法によれば、ミスト発生部３１の空気
層３７の上層にも粒径が大きなミストを強制的に滞留さ
せて、放出されるミストの粒径の拡大を図ることができ
たが、超音波強度が高い条件では、ミスト発生部４１の
内部の薬液量によって薬液の超音波振動の度合いが変化
して、発生するミストの粒径分布がばらつくなど、安定
性に問題があった。

【０００７】以上の問題点に鑑み、本考案の課題は、前
述の提案を実現するためのものであり、空気流経路の設
定によって、１台のミスト発生器で、いずれの粒径のミ
ストも選択的に発生可能なミスト発生器を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、貯留された液体からミストを発生させる超音波発生
手段などのミスト発生手段を備えるミスト発生部と、こ
のミスト発生部に連通し、そこから立ち上げ部を介して
吐出口に連通する連通管と、この連通管の立ち上げ部内
に略水平方向から空気流を供給する空気流供給手段とを
有し、この空気流によってミストを吐出口から放出する
ミスト発生器において、本考案が講じた手段は、連通管
内部における空気流供給手段からの空気供給部付近から
ミスト発生部内までのいずれかの位置に、ミスト発生部
側に向かう空気流の第１の気流経路および吐出口側に向
かう空気流の第２の気流経路を形成した状態と、これら
の気流経路を１の気流経路とした状態、すなわち、混流
経路とした状態とに切り換えされて、吐出口から放出さ
れるミストの粒径を調整可能なミスト選別手段を設ける
ことである。

【０００９】ここで、ミスト選別手段としては、例え
ば、連通管内部に配置されて、その一方の面側に第１の
気流経路が形成され、他方の面側に第２の気流経路が形
成されるフラップ部材を利用できる。この場合には、第
１および第２の気流経路を混流経路にするために、この
フラップを取り外すか、その姿勢を変えて配置するかの
いずれであってもよい。

【００１０】本考案においては、ミスト発生部内の液量
が著しく変化して、吐出口から発生するミストの粒径が
ばらつくことがないように監視することなども目的に、
液面監視手段として、ミスト発生部の底面または側面に
設けられた透明部位と、この透明部位の背面側からミス
ト発生部内に向けて配置された反射型光センサとを備え
るセンサ機構を設けておくことが好ましく、この構成の
液面監視手段であれば、内部の洗浄等も容易である。

【００１１】

【作用】本考案に係るミスト発生器においては、まず、
超音波振動などを利用して、ミスト発生部の液体からミ
ストを発生させた状態で、連通管内部に空気流を供給す
る。この状態で、フラップ部材などで、連通管内部にお
ける空気流供給手段からの空気流供給部付近からミスト
発生部内までの間に、ミスト発生部側に向かう空気流の
第１の気流経路と吐出口側に向かう空気流の第２の気流
経路とを形成しておくと、吐出口からは粒径の大きなミ
ストが放出される。その理由は、以下のように考えるこ
とができる。この条件下においては、反対方向へ向かう
気流同士が互いに干渉し合うことがないため、空気流
は、ミスト発生部の空気層のうちの上層から下層にかけ
ての深い領域からミストを引き出す。このミスト発生部
内においては、発生したミストのうち粒径が小さくて軽
いもの程、空気層の上層側に滞留し、粒径が大きくて重
いもの程、空気層の下層側に滞留している。しかも、連
通管の下端側において、吐出口側に向かう空気流の速度
が高いので、粒径が大きくて重いミストも自重によって
ミスト発生部側に復流することなく、吐出口側に供給さ
れる。その結果、吐出口から放出されるミストにおける
粗いミストの比率が、高くなる。

【００１２】これに対し、前述の空気流の気流経路をそ
れぞれ設けず、混流経路とした場合には、吐出口からは
小さなミストが放出される。その理由は、以下のように
考えることができる。連通管内部において、吐出口側へ
向かう空気流の気流経路と、吐出口側に向かう空気流の
気流経路とは、形成領域が画定されていないため、局部
的または時間的に変化する状態、すなわち、混流状態に
あり、この状態で、ミスト発生部からミストを引き出
す。従って、上記の気流同士が干渉し合って、ミスト発
生部の空気層のうち、粒径が小さなミストが滞留してい
る上層のみが引き出される。また、連通管の下端側にお
いて、吐出口側に向かう空気流の速度が低いので、粒径
が大きく重いミストは自重によってミスト発生部側に復
流する。その結果、吐出口から放出されるミストにおけ
る細かなミストの比率が、高くなる。

【００１３】

【実施例】次に、図面を参照して、本考案の実施例を説
明する。

【００１４】図１は実施例１のミスト発生器の断面図で
ある。

【００１５】この図において、ミスト発生器１は、断面
が略Ｌ字状の本体２を有し、その水平本体部２ａの上に
は、横断面が略楕円形状をした透明なミスト発生容器３
（ミスト発生部）を有する。このミスト発生容器３の底
面側には、水平本体部２ａの内部に配置され、超音波強
度が可変の超音波発生部（図示せず）を有し、その超音
波振動子４がミスト発生容器３の底面の窪み３ａに位置
している。一方、ミスト発生容器３の上方は開口端にな
っており、この開口部は蓋材５によって閉鎖されてい
る。この蓋材５には連通管６が固着されており、この連
通管６の下方端側は、蓋材５の下面から突出する開口端
になっている。その開口部７は、先端側７ａが尖端縁と
なるように連通管６が両側から切込みされた形状になっ
ており、一方の傾斜部７ｂの内側には、実線で示すよう
に、傾斜部７ｂの切断面に対応した半円形のフラップ８
が装着されている。ここで、フラップ８は、破線で示す
ように、先端側７ａに保持された状態のまま、直立した
姿勢でも固定可能になっている。また、連通管６の上方
側は、蓋材５から立ち上げされ、この立ち上げ部６ａの
上端側からさらに上方に向かって傾斜をもって延びてお
り、その先端開口が吐出口９になっている。ここで、立
ち上げ部６ａからは、水平方向に送風管１０が延びてお
り、その先端は本体２の垂直本体部２ｂの内部にまで到
達している。ここで、送風管１０の先端側には、送風用
モータ（図示せず）の回転軸に連結された送風ファン１
１が配置されており、この送風ファン１１によって連通
管６の内部に向けて、空気流を圧送可能になっている。

【００１６】一方、ミスト発生容器３の底面側には、液
面監視部１２が配置されており、この液面監視部１２
は、ミスト発生容器３の底面に形成されたアクリル樹脂
からなる透明段差部１２ａと、この段差部１２ａの下方
位置で透明段差部１２ａに向けて配置された反射型光セ
ンサ１２ｂを有している。この反射型光センサ１２ｂ
は、透明段差部１２ａに向けて光を発すると共に、その
反射光を受光する。従って、透明段差部１２ａの上面に
薬液がなくなると、反射光強度が高まることを利用し
て、この透明段差部１２ａの上面に薬液があるか否か、
すなわち、ミスト発生容器３における液面位置を監視可
能になっている。

【００１７】次に、この構成のミスト発生器１の使用態
様を説明する。

【００１８】まず、フラップ８の固定姿勢を、図１に実
線で示す姿勢とした場合（条件１）、すなわち、連通管
６の下端側内部をフラップが仕切っていない場合につい
て、図２を参照して、説明する。

【００１９】ミスト発生容器３の内部に所要の薬液１３
を貯留し、超音波振動子４から薬液１３に対し超音波振
動を伝播させると、薬液１３の液面からミストが発生す
る。

【００２０】これらのミストは、ミスト発生容器３の内
部の空気層１４に滞留する状態となる。この状態で、送
風ファン１１を回転させて、空気流を送風管１０から連
通管６に向けて供給すると、吐出口９からは細かなミス
トが発生して、肺胞など深部に病変部を有する患者に適
した治療を行うことができる。

【００２１】ここで、粒径が小さなミストが選択的に放
出される理由については、以下のとおりと考えられる。

【００２２】供給された空気流は、この送風管１０が対
面する連通管６の内面に衝突して、吐出口９の側（矢印
Ａの方向）に向かうと、ミスト発生容器３の内部の空気
層１４がミストと共に引き出される。これにより、ミス
ト発生容器３の内部は減圧状態となる。このため、ミス
ト発生器３の内部は、逆に、連通管６の側から空気流を
引き込む（矢印Ｂの方向）。このように、連通管６の立
ち上げ部６ａ付近では、矢印Ａの方向に向かう空気流
は、その気流経路が局部的または時間的に変化しなが
ら、ミスト発生容器３の側からミストを引き出す。この
ため、ミスト発生容器３の空気層１４のうちの上層側１
４ａから広く、すなわち、一点鎖線で示す領域Ｉに滞留
しているミストを引き出す。ここで、空気層１４に滞留
するミストの粒径分布は、上層側１４ａには粒径が小さ
く軽いミストが多く滞留している一方、下層側１４ｂに
は、粒径が大きく重いミストが多く滞留している。この
ため、粒径が小さなミストが連通管６の側に向けて選択
的に引き出される。しかも、連通管６の下端側におい
て、吐出口９の側に向かう空気流の速度が遅いため、粒
径が大きく重いミストは自重によってミスト発生容器３
の側に復流する。その結果、この条件１においては、吐
出口９から細かなミストが選択的に放出されると考えら
れる。

【００２３】次に、フラップ８の固定姿勢を、図１に破
線で示す姿勢とした場合（条件２）、すなわち、連通管
６の下端側内部をフラップ８によって仕切った場合につ
いて、図３を参照して、説明する。

【００２４】前述の条件の場合と同様に、ミスト発生容
器３の内部の薬液１３に対して、超音波振動を伝播さ
せ、空気層１４にミストを滞留させた状態で、送風ファ
ン１１によって、送風管１０から連通管６に向けて空気
流を供給する。ここで、フラップ８によって連通管６の
下端側内部を仕切っておくと、吐出口９からは粒径の大
きなミストが発生して、上気管など浅い部位に病変部を
有する患者に適した治療を行なうことができる。

【００２５】ここで、粒径が大きなミストが選択的に放
出される理由については、以下のとおりと考えられる。

【００２６】供給された空気流は、この送風管１０が対
面する連通管６の内面に衝突して、吐出口９の側に向か
い、ミスト発生容器３の内部の空気層１４をミストと共
に引き出す。これにより、減圧状態となったミスト発生
容器３は、空気流を連通管６側から引き込む。ここで、
連通管６の下端側内部は、フラップ８によって仕切られ
ており、連通管６の側の空気は、フラップ８の前面側の
第１の気流経路１５ａを経て、矢印Ｃの方向に引き込ま
れる。一方、空気層１４は、背面側の第２の気流経路１
５ｂを経て、矢印Ｄの方向に引き出される。従って、吐
出口９の側（矢印Ｄの方向）およびミスト発生容器３の
側（矢印Ｃの方向）に向かう気流同士が干渉し合うこと
がないため、ミスト発生容器３の空気層１４のうちの狭
い領域であるが下層側１４ｂのミストまでを、すなわ
ち、一点鎖線で示す領域IIに滞留しているミストを引き
出す。ここで、空気層１４に滞留するミストの粒径分布
は、上層側１４ａには粒径が小さく軽いミストが多く滞
留している一方、下層側１４ｂには、粒径が大きく重い
ミストが多く滞留している。このため、ミスト発生容器
３から引き出されるミストにおいては、粒径の小さなミ
ストが減少し、粒径が大きなミストが増加する。しか
も、連通管６の下端側において、吐出口９の側に向かう
空気流の速度が早いため、粒径が大きく重いミストもミ
スト発生容器３の側に復流することがない。その結果、
この条件２においては、吐出口９から粗いミストが選択
的に放出されるものと考えられる。

【００２７】次に、フラップの姿勢を変えた条件１およ
び条件２について、吐出口９から放出されるミストの粒
径分布を光散乱法により測定した結果を表１に示す。こ
の表中、上段の各数値は各粒径の範囲毎に０．０１立方
フィート中に存在する粒子数であり、下段の各数値は総
粒子数に対する各粒径範囲の粒子数の比率を示す。な
お、表中の比較例は、超音波強度をレベル１からレベル
４まで段階的に高めて、各超音波強度のレベルに対応す
る粒径の調整を行った結果であり、図１に示すミスト発
生器１からフラップ８を取り外した状態で行ったもので
ある。

【００２８】

【表１】

【００２９】表１に示すとおり、条件１に設定して、吐
出口９およびミスト発生容器３に向かう気流経路を、混
流経路とした場合には、粒径が０．３〜０．５μｍのミ
ストが９１．４％を占め、粒径が２．０〜５．０μｍの
ミストはほとんど存在しない。これに対し、条件２に設
定して、吐出口９およびミスト発生容器３に向かう気流
経路を独立して形成した場合には、粒径が０．３〜０．
５μｍのミストが０．８％となり、粒径が２．０〜５．
０μｍのミストは５６．６％も存在し、フラップ８を配
置する条件によって、ミストの粒径を調整することがで
きることが確認された。これに対し、比較例において
は、超音波強度をレベル１からレベル２までの範囲では
ミストの粒径分布に大きな変化がみられないが、超音波
強度をレベル２からレベル４まで高めていくと、粒径が
０．３〜０．５μｍのミストの比率が低下していく一
方、粒径が２．０〜５．０μｍのミストの比率が高まっ
ている。しかしながら、その選択性は、本例のミスト発
生器１に比較して劣る。しかも、ミスト発生容器内の薬
液量が変化して、単位量当たりの薬液に伝播される実質
的な超音波強度が変化すると、ミストの粒径分布も変化
してしまう。従って、超音波強度によるミストの粒径の
制御は安定性に乏しく、本例のように、気流経路の切り
換えによってミストの粒径の制御を行う方が安定してい
る。なお、本例におけるミスト発生器１においては、超
音波強度として、レベル１〜レベル２のように、超音波
強度が変化しても、ミストの粒径が変化しにくい範囲に
設定しておけば、より安定なミストの粒径の制御を行う
ことができる。また、本例のミスト発生器１において
は、ミスト発生容器３の底面側に液面監視部１２を備え
ているので、薬液量が消費されたことを監視することに
利用できる他、薬液量が減少しすぎて、実質的に超音波
強度が高くなって、ミストの粒径分布がばらつくことを
監視することもできる。この液面監視部１２は、ミスト
発生容器３の底面に形成された透明段差部１２ａを利用
したものであるため、ミスト発生容器３の内面に不要な
凹凸などを形成していないので、内部の洗浄等も容易に
なっている。しかも、薬液の導電性を利用するものでは
ないので、薬液種類に対する制限がない。

【００３０】なお、本例のミスト発生器１においては、
フラップ８を連通管６の開口部７に配置しているが、そ
の配置位置は、図４（ａ）に示すように、連通管６と送
風管１０との連結部６ｂ、すなわち、空気流供給部にお
いて、フラップ２８の一方の面を送風管１０に対面する
ように配置してもよく、この連結部（空気流供給部）付
近からミスト発生容器３までのいずれか位置で、第１お
よび第２の気流経路を形成可能であって、かつ、これら
の気流経路を混流経路にも変更可能なものであれば、そ
の固定構造等に限定のないものである。すなわち、第１
および第２の気流経路を形成するときのフラップの向き
は、連通管６の横断面として示した場合に、図４（ｂ）
に示す状態の他、図４（ｃ）および図４（ｄ）に示すよ
うに、送風管１０の配置方向と同方向または所定の角度
をもつように配置してもよい。

【００３１】また、ミスト発生器１の用途はネブライザ
ー用に限定されるものでない。ここで、ミスト発生器１
の各部位の形状、大きさなどは、その用途などに応じ
て、最適なものに設計されるべき性質のものであり、ま
た、ミスト発生手段として、超音波を利用したものに限
らず、遠心力、スプレーノズル、ヒータ加熱、ハロゲン
ランプ、レーザなどを利用したものであってもよい。

【００３２】

【考案の効果】以上のとおり、本考案においては、連通
管に供給された空気流の気流経路を、ミスト発生部側へ
の第１の気流経路と吐出口側への第２の気流経路とを形
成した状態、またはこれらの気流経路を混流経路とした
状態に切り換え可能なフラップなどのミスト選別手段を
有している。従って、このミスト選別手段によって、吐
出口から放出されるミストの粒径を調整できるため、１
台のミスト発生器から粒径が大きなミストから粒径が小
さなミストまで選択的に発生させることができ、必要に
応じて使い分けできるので、便利である。

【００３３】また、ミスト発生部の底面または側面に透
明部位と反射型光センサを備える液面監視手段を備えて
いる場合には、ミスト発生部の液量が減少しすぎて、ミ
ストの粒径がばらつくことなども監視できる。しかも、
ミスト発生部内面に不要な凹凸などを形成しないので、
ミスト発生部内部の洗浄も容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係るミスト発生器の主要部を
示す断面図である。

【図２】図１に示すミスト発生器を細かなミストが発生
する条件に設定した状態を示す断面図である。

【図３】図１に示すミスト発生器を粗いミストが発生す
る条件に設定した状態を示す断面図である。

【図４】本考案の実施例の変形例に係るミスト発生器に
おいて、フラップ部材の配置状態を示す断面図である。

【図５】参考例としてのミスト発生器の断面図である。

【図６】従来のミスト発生器の断面図である。

【符号の説明】

１・・・ミスト発生器 ３・・・ミスト発生容器 ４・・・超音波振動子 ６・・・連通管 ８，２８・・・フラップ（ミスト選別手段） １１・・・送風ファン １２・・・液面監視部 １２ａ・・・透明段差部（透明部位） １２ｂ・・・反射型光センサ １５ａ・・・第１の気流経路 １５ｂ・・・第２の気流経路

Claims (4)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 貯留された液体からミストを発生させる
   ミスト発生手段を備えるミスト発生部と、このミスト発
   生部に連通し、そこから立ち上げ部を介して吐出口に連
   通する連通管と、この連通管の前記立ち上げ部内に略水
   平方向から空気流を供給する空気流供給手段と、を有
   し、この空気流によってミストを前記吐出口から放出す
   るミスト発生器において、前記連通管内部における前記
   空気流供給手段からの空気供給部付近から前記ミスト発
   生部内までのいずれかの位置に、前記ミスト発生部側に
   向かう空気流の第１の気流経路および前記吐出口側に向
   かう空気流の第２の気流経路を形成すべき状態と、これ
   らの気流経路を混流経路とすべき状態とに切り換えされ
   て、前記吐出口から放出されるミストの粒径を調整可能
   なミスト選別手段を有することを特徴とするミスト発生
   器。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記ミスト選別手段
   は、前記連通管内部における前記空気流供給手段からの
   空気供給部付近から前記ミスト発生部との連通部付近ま
   でのいずれかの位置に配置されたフラップ部材であっ
   て、その一方の面側に前記第１の気流経路が形成され、
   他方の面側に前記第２の気流経路が形成されることを特
   徴とするミスト発生器。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
   ミスト発生手段は、前記ミスト発生部内の液体に超音波
   振動を与えて、この液体からミストを発生させる超音波
   発生手段であることを特徴とするミスト発生器。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかの項に
   規定されるミスト器は、前記ミスト発生部内に所定の液
   量があるか否かを判別する液面監視手段を有し、この液
   面監視手段は、前記ミスト発生部の底面および側面の少
   なくともいずれか一方に設けられた透明部位と、この透
   明部位の背面側からミスト発生部内に向けて配置された
   反射型光センサとを備えていることを特徴とするミスト
   発生器。