NO325571B1 - Inhalator - Google Patents

Abstract

Sammendrag Inhalator som omfatter en katalytisk brenner og en brenseltank (6) inneholdende hydrogen, hvor denne er forbundet med nevnte brenner, en beholder (15) for inhalasjonsadditiver som for eksempel aromatiske stoffer og/eller aktive stoffer, minst ett innløp (2) for en oksygenholdig gassblanding, spesielt for luft, og et utløp (3) for en inhalasjonsblanding som inneholder aromatiske stoffer og/eller aktive stoffer.

Description

INHALATOR

Oppfinnelsen vedrører en ny type inhalator.

Inhalatorer brukes for det meste til medisinske eller andre behandlingsformål og utformes på ulike måter avhengig av an-vendelsesområdet .

Det finnes inhalatorer for røykestopp, hvor disse består av et munnstykke og et endestykke og har en luftkanal hvor det kan settes inn en nikotinkapsel. Nikotinet i nikotinkapselen slippes så ut via den luftstrøm som avstedkommes ved å "dampe" på munnstykket. I motsetning til sigarett- eller sigarrøyking har slike inhalatorer den fordel at bruken ikke påvirker luftkvaliteten i rommet og dermed andre menneskers velbefinnende. De egner seg derfor spesielt godt til bruk i områder hvor røyking er forbudt, for eksempel ombord i et fly. Denne type inhalator har imidlertid den ulempe at det frigjorte nikotin fremdeles har en ugunstig innvirkning på røykerens helse. Videre kan den "røykefølelsen" man opplever med inhalatoren neppe sammenlignes med følelsen av å røyke sigaretter eller sigarer, ettersom den inhalerte luft er kald og det på grunn av mangelen på røyk ikke følger noen følelse av tilfredsstillelse.

Det er fra DE 198 54 009 Al kjent en sigarettlignende inhalator som man også hevder gir den fordel, sammenlignet med tra-disjonelle sigaretter, at den ikke produserer sigarettrøyk (sekundærrøyk) som er til besvær for andre. I den tideligere kjente inhalator produseres en aerosol ved oppvarming av et stoff. Varmen som kreves for dette formål, tilveiebringe ved hjelp av flammeløs, katalytisk forbrenning av butangass, pentan eller isopropanol. De gasser som utvikles i forbren-ningsprosessen, spres eller suges inn i strømningskanalen i inhalatoren og blandes med den inhalerte aerosol. Det er derfor ikke til å unngå at forbrenningen av oppvarmingsmiddelet avgir stoffer som for eksempel CO, som er giftige for personen som bruker inhalatoren, og/eller for andre.

Andre inhalatorer for medisinsk behandling av luftveissykdom-mer eller forkjølelse, har en oppvarmbar vannbeholder til hvilken det er festet et nese- og munnstykke. Vannet i vann-beholderen kan tilsettes eteriske oljer eller aktive farma-søytiske stoffer, slik at disse ved oppvarming av vannet kan inhaleres sammen med vanndampen. Denne type inhalator gjør bruk av et spiraloppvarmingselement som kan drives med vek-selstrøm fra stikkontakt eller med likestrøm fra for eksempel et bilbatteri. De har den ulempe at de er omfangsrike. Dessu-ten kan de på grunn av kravet til strømforsyning, ikke benyt-tes overalt.

Disse ulemper gjelder også inhalatorer som produserer aerosoler som skal inhaleres fra løsninger som inneholder aktive farmasøytiske stoffer. Det brukes spesielt to typer innret-ninger for produksjon av aerosoler - ultralydforstøvnings-apparater og pneumatiske forstøvningsapparater. Ultralyd-forstøvningsapparater forstøver løsningen via en membran som settes i vibrasjon ved hjelp av ultralydbølger; i pneumatisk forstøvning strømmer løsningen gjennom en dyse under trykk. Til sammenligning er formålet med oppfinnelse å lage en ny type inhalator som egner seg til de ovennevnte anvendelser, men som ikke har de ovenfor beskrevne ulemper.

Dette formål oppnås ved de kjennetegnende trekk i patentkrav 1.

Den grunnleggende tanke bak oppfinnelsen er å bruke ikke bare den elektriske energi som utvikles under katalytisk forbrenning av hydrogen, men også de resulterende forbrenningsgasser, for å produsere inhalasjonsblandingen som inneholder aromatiske stoffer og/eller aktive stoffer. Således kan den varme som finnes i forbrenningsgassene, brukes til å varme opp inhalasjonsadditivene, for eksempel ved å varme opp beholderen som inneholder inhalasjonsadditivene. Varmen i forbrenningsgassene kan også brukes til å varme opp inhalasjonsblandingen, hvilket gir den fordel at man får en stør-re evne til absorpsjon av vanndamp, slik at de aktive stoffer kan transporteres ved høyere konsentrasjoner enn når man har en kald blanding. Samtidig kan forbrenningsgassene tilføres inhalasjonsblandingen direkte, ettersom de ved forbrenning av hydrogen er helt fri for skadelige stoffer.

Dette gir flere fordeler. På denne måten er en inhalator som forsynes med energi via den katalytiske brenner, uavhengig av eksterne energikilder. Den nødvendige energi avgis på en ikke-forurensende måte via katalytisk forbrenning av hydrogen, ettersom forbrenningsproduktet kun er uskadelig vanndamp som til og med brukes til transport av aromatiske stoffer og aktive stoffer. Dermed er brennstoffet ikke bare en kilde til energi, men utgjør også et middel for transport av de aromatiske stoffer eller aktive stoffer.

I prinsippet kan katalysatoren ifølge oppfinnelsen utformes slik at de varme forbrenningsgasser, når inhalatoren er i bruk, og eventuelt i kombinasjon med omgivelsesluft, sendes gjennom beholderen som inneholder inhalasjonsadditivene, idet forbrenningsgasstrømmen absorberer inhalasjonsadditivene. Inhalasjonsadditivene eller de aktive stoffer kan, avhengig av type, anordnes i flytende, fast eller pulveraktiv form. Dersom inhalasjonsadditivene er flytende, kan de fordampe til forbrenningsgassen ved overflaten. Dersom inhalasjonsadditivene er faste, kan de, med tilstrekkelig høy transportmengde av forbrenningsgass og gjennomstrømningshastighet, rives med av forbrenningsgassen, slik at inhalasjonsblandingen er en aerosol som inneholder faste partikler.

På grunn av det lett kontrollerbare reaksjonsforløp, passer en brenselcelle godt som katalytisk brenner. Moderne brenselceller er svært effektive og kan utformes på en slik måte at mengden luft som blåser forbi brenselcellens katalytiske membran, automatisk regulerer mengden av hydrogenioner som strømmer gjennom den.

I en fordelaktig utførelse av én slik brenselcelle som brukes som katalytisk brenner, er brenselcellen viklet som en spiral. Spiralvikling av brenselcellen vil ikke bare minske plassbehovet betraktelig, men vil også automatisk danne en luftkanal som oksygenet eller den oksygenholdige gassblanding kan sendes gjennom.

Sammenlignet med dosering av pulveraktige inhalasjonsadditiver, er det enklere, og dermed foretrukket, å dosere inhalasjonsadditiver som løses opp i vann eller andre bære-substanser, ettersom det er få eller ingen krav til forbren-ningsgassens transportmengde og hastighet. Avhengig av inha-latorens konstruksjonsform kan en annen fordel være det at det, med en hensiktsmessig konsentrasjon av oppløste inhalasjonsadditiver, ikke er behov for å kontrollere tilsettingen av disse additiver i inhalasjonsblandingen ytterligere.

Inhalatoren ifølge oppfinnelsen kan fortrinnsvis omfatte en oppvarmingsinnretning som drives av den katalytiske brenner, og som vil få den inhalasjonsadditivholdige løsning til å fordampe, slik at inhalasjonsadditivene eksisterer som damp i inhalasjonsblandingen. En slik oppvarmingsinnretning vil for eksempel kunne være en varmespiral i beholderen for de opp-løste inhalasjonsadditiver.

Man kan imidlertid også se for seg en anordning av en varmeveksler, via hvilken varmeveksler varmen i forbrenningsgassen overføres til løsningen.

Inhalatoren kan videre omfatte en forstøver som drives ved hjelp av den katalytiske brenner, spesielt en ultralyds-eller pneumatisk forstøver for omdanning av løsningen til en aerosol. Egentlig er det to prinsipper som kan realiseres for å forstøve løsningen med inhalasjonsadditivene ved bruk av trykk. Det trykk som kreves for å oppnå pneumatisk forstøv--ning av inhalasjonsadditivløsningen i beholderen, kan genere-res enten gjennom å varme opp løsningen, eller fortrinnsvis ved bruk av en kompressor. Man kan imidlertid også se for seg bruken av oppløsende additiver som har et forholdsvis lavt kokepunkt sammenlignet med vann, for å utvikle et trykk, slik'at det kan bygge seg opp tilstrekkelig trykk i beholderen kun ved bruk av litt varme. Dette gjør det mulig å regulere trykket og dermed forstøvningen gjennom en styrt varmetilførsel.

I en annen fordelaktig utførelse omfatter inhalatoren en ekstra vanntank i tillegg til en varmeinnretning som drives av den katalytiske brenner, for fordampning av vannet. I dette tilfellet behøver ikke hele inhalasjonsblandingen lages i den katalytiske brenner. I stedet kan varmen som utvikles under hydrogenforbrenningen, brukes til å varme opp vanndampen, som så settes til vanndampen som strømmer ut av den katalytiske brenner.

I enda en foretrukket utførelse omfatter inhalatoren et reguleringssystem for dosering av tilsettingen av aromatiske stoffer eller aktive stoffer i inhalasjonsblandingen.

Det er også en fordel dersom brenseltanken og alle andre beholdere kan skiftes ut .og/eller er påfyllbare. Dette gjør det mulig å bruke inhalatoren lenge.

Videre kan det være en fordel dersom blandeinnretningen for å mikse inhalasjonsblandingen med omgivelsesluft, befinner seg oppstrøms utløpet. Dette lar brukeren dosere den mengde inhalasjonsblanding som skal inhaleres, etter behov.

Inhalatoren ifølge oppfinnelsen bør fortrinnsvis forsynes med et reguleringssystem som gjør det mulig å regulere oksygen-mengden som føres gjennom brenselcellen. Dette gir en fordel, spesielt der hvor inhalatoren skal frembringe en tidskonstant mengde av inhalasjonsblandingen, i hvilket tilfelle inhalato-rens funksjonalitet er lik den en tradisjonell inhalator for medisinske formål har.

Videre kan en inhalator ifølge oppfinnelsen omfatte et munnstykke. Et slikt munnstykke kan for eksempel formes som et munnstykke for sigaretter, og egner seg spesielt godt til inhalatorer hvor inhalasjonsblandingen kun inhaleres gjennom munnen. Det er imidlertid også mulig å anordne en maske ved inhalatorutløpet i stedet for et munnstykke, hvor brukerens munn og nese kan dekkes av denne maske.

Den strøm som produseres under den katalytiske forbrenning, spesielt i en brenselcelle, kan også utnyttes. På den ene side kan den brukes til å drive en varmespiral for å varme opp additivene eller vannet. Den kan imidlertid også brukes i en lampeenhet som for eksempel kan brukes til å vise når inhalatoren er i bruk. På den annen side kan den også brukes til å imitere en sigar- eller sigarettglo dersom inhalatoren brukes som en sigaretterstatning ved røykeavvenning eller som en ny form for stimulerende middel.

Det alle utførelser av oppfinnelsen har til felles, er at inhalatoren kan brukes uansett sted og tilgang på eksterne strømkilder. Den kan gi en varm inhalasjonsblanding som den inhalerende person oppfatter som behagelig, mens forbren-ningsproduktene og spillvarmen fra disse om nødvendig kan brukes ved klargjøring av inhalasjonsblandingen.

Den foreliggende oppfinnelse beskrives nærmere i det etter-følgende på grunnlag av figur 1, som viser arbeidsprinsippet i et eksempel av en inhalator.

Inhalatoren hvis prinsipper vises på figur 1, omfatter et av-langt, sylindrisk, hult legeme 1 med et innløp 2 for luft og et utløp 3 for en inhalasjonsblanding. Et utskiftbart munnstykke 4 er anordnet ved utløpet 3. På innsiden innbefatter det hule legeme 1 en konsentrisk anbrakt vegg 5 hvor det befinner seg en i det vesentlige sylindrisk brenseltank 6 som inneholder hydrogen, og hvis bunn vender mot luftinntaket 2 og hvis gassutløp vender mot utløpet 3.

En innvendig membran 7 og en utvendig membran 8 som begge danner en brenselcelle, er anordnet konsentrisk og plassert med mellomrom mellom veggen 5 og det hule legemes innvendige vegg. Hulrommet 9 som omsluttes av de to membraner 7, 8, er lukket med en gasstett pakning på den side som vender mot innløpet 2. På den side som vender mot utløpet 3, står hulrommet i forbindelse med gassutløpet ved brenseltank 6, med mulighet for å styre eller avbryte hydrogenstrømmen som strømmer fra brenseltanken 6 til hulrommet 9 gjennom ventiler 10.

Kanalene 12, 13 som fremkommer mellom det hule legemes innvendige vegg og den utvendige membran 8, og også mellom den innvendige membran 7 og veggen 5, er i den ende som vender mot innløpet 2, forbundet med innløpet 2 via et ringformet luftfilter 14. De motsatte ender åpner seg mot et blande-kammer 11 som er anordnet oppstrøms foran utløpet 3 (forbin- deisen mellom kanalen 12, som dannes av den innvendige membran 7 og veggen 5, og blandekammeret 11 er ikke vist).

Plassert konsentrisk inne i brenseltanken 6 er det anordnet en sylindrisk beholder 15 for aktive stoffer, hvor det befinner seg inhalasjonsadditiver som er oppløst i et fluid, for eksempel i vann. Bunnen av beholderen 15 for aktive stoffer er fast forankret i bunnen av brenseltanken 6. Som utløp for de aktive stoffer er det anordnet en hul nål 16 som går gjennom gassutløpet fra brenseltanken 6 og åpner seg mot blandekammeret 11. Åpningen 16 i den hule nålen som vender mot blandekammeret 11, er forsynt med en trykkavlastningsventil 17. Inne i beholderen 15 for aktive stoffer er det anordnet et stempel 18 som skyves mot den hule nål 16 ved hjelp av en fjær 19 som hviler mot bunnen av beholderen 15 for aktive stoffer. Dette trykket driver løsningen som inhalasjonsadditivene er blitt blandet i, inn i den hule nål 16.

Et spiralviklet filament 20 er anordnet inne i den hule nål 16 for å fordampe fluidet som inneholder inhalasjonsstoffene. Det spiralviklede filament 20 kan forsynes med strøm via membranene 7, 8 i brenselcellen, hvilket også gjelder andre komponenter, som for eksempel en kompressor for pneumatisk forstøvning eller en ultralydforstøver.

Videre leverer brenselcellen strøm til to oppladbare batte-rier 21 som befinner seg i veggen 5. Det kan anordnes et ikke vist styringssystem for regulering av hydrogentilførselen via ventilene 10, hvor dette system drives via batteriene 21 eller direkte av strømmen som produseres av brenselcellen. I tillegg kan det anordnes en tilknytning for andre forbrukere, hvor denne får strøm enten direkte fra brenselcellen eller via batteriet (tilknytningen ikke vist her).

For å kunne inhalere må munnstykket 4 føres til munnen og luft suges inn i inhalatoren via innløpet 2. I prosessen strømmer den inntrukne'luft forbi membranene 7, 8 og reagerer på membranene 7, 8 med hydrogenet, slik at det utvikles vanndamp og det fremkommer en blanding av luft og vanndamp.

Samtidig ledes den strøm som produseres av brenselcellen i denne reaksjon, til det spiralviklede filament, slik at fluidet som befinner seg i den hule nål og inneholder inhalasjonsadditivene, fordampes. På grunn av det overtrykk som på denne måten skapes, åpner trykkavlastningsventilen 16 seg, slik at dampen som inneholder inhalasjonsadditiver, kan slippe ut. Denne damp blandes i luft/vanndampblandingen i blandekammeret 11, slik at en blanding av luft, vanndamp og inhalasjonsadditiver kan pustes inn gjennom munnstykket.

For å gjøre det mulig å bruke inhalasjonsinnretningen over lang tid, anbefales det at både brenseltanken 6 og beholderen 14 for aktive stoffer koples til inhalatoren på en slik måte at de kan skiftes ut, eller at det gis mulighet for å fylle på disse. Med dette for øye kan den hule sylinder for eksempel omfatte et ventiltilkoplingsstykke hvor brenseltanken 6, og eventuelt beholderen 14 for aktive stoffer, kan skrus inn.

Den grunnleggende idé bak en inhalator som drives ved hjelp av en katalytisk brenner, kan realiseres i mange andre konst-ruksjonsutførelser. Det er for eksempel ingen tvingende nød-vendighet at membranene, beholderne for brensel og aktive stoffer, samt luftkanaler, anordnes konsentrisk i forhold til hverandre.

Likeledes kan det anordnes flere regulerings- og styrings-mekanismer. Selv om de brenselceller som er tilgjengelige i dag, stort sett er selvregulerende avhengig av den tilførte luftstrøm, kan det, avhengig av bruksområdet, være behov for å regulere hydrogentilførselen. Avhengig av temperaturen og/eller den relative fuktighet i luft/vanndamp/inhalasjonsblandingen, er det for eksempel også mulig å anordne en regu-lerbar tilførsel av friskluft til blandekammeret for kjøling av blandingen i blandekammeret. Eventuell nødvendig kjøling kan selvsagt også oppnås ved hjelp av en varmeveksler.

Claims (13)

1. Inhalator omfattende en katalytisk brenner og en beholder (15) for inhalasjonsadditiver som for eksempel aromatisk stoffer og/eller aktive stoffer, minst ett innløp (2) for en oksygenholdig gassblanding, spesielt for luft, og et utløp (3) for en inhalasjonsblanding som inneholder aromatiske stoffer og/eller aktive stoffer,karakterisert veden brenseltank for å inneholder hydrogen, og som er forbundet med den katalytiske brenner.

2. Inhalator som angitt i krav 1,karakterisert vedat den katalytiske brenner er en brenselcelle (7, 8) .

3. Inhalator som angitt i krav 2,karakterisert vedat brenselcellen (7, 8) er viklet som en spiral.

4. Inhalator som angitt i ett av krav 1 til 3,karakterisert vedat inhalasjonsadditivene løses opp i vann eller et annet løsemiddel.

5. Inhalator som angitt i krav 4,karakterisert veden varmeinnretning (20) som drives ved hjelp av den katalytiske brenner for å fordampe løsningen som inneholder inhalasjonsadditivene.

6. Inhalator som angitt i krav 4 eller 5,karakterisert veden forstøver som drives ved hjelp av den katalytiske brenner, spesielt en ultralyd-forstøver eller en pneumatisk forstøver, for forstøvning av løsningen.

7. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert veden ekstra vanntank.

8. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert veden regulerings-innretning som doserer tilførselen av inhalasjonsadditiver til inhalasjonsblandingen.

9. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert vedat brenseltanken (6) og alle andre beholdere (15) er innrettet for å kunne skiftes ut og/eller fylles på.

10. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert veden blande-innretning (11) som er anordnet oppstrøms foran utløpet (3) for tilførsel av omgivelsesluft til inhalasjonsblandingen.

11. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert vedet reguleringssystem for regulering av mengden oksygen som sendes gjennom brenselcellen.

12. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert vedet munnstykke (4) .

13. Inhalator som angitt i ett av de foregående krav,karakterisert veden lampeenhet som drives ved hjelp av den katalytiske brenner.