Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest inhalator. Inhalatory stosuje si e najcz esciej do celów medycznych lub terapeutycznych i w zale zno sci od przeznaczenia s a one ró znie ukszta ltowane. Do odzwyczajania palaczy s lu za inhalatory, które sk ladaj a si e z ustnika oraz zako nczenia i maj a kana l powietrzny, w który mo zna wstawi c kapsel nikotynowy. „Zaci agni ecie si e” przez ustnik powoduje przep lyw powietrza i uwolnienie nikotyny z kapsla. Zalet a takich inhalatorów jest to, ze ich u zywanie nie powoduje pogorszenia klimatu pomieszczenia ani komfortu odczuwanego przez osoby trzecie, co ma miejsce podczas palenia papierosów lub cygar. Tak wi ec nadaj a si e one w szczególno sci do u zyt- ku palaczy w strefach dla niepal acych, na przyk lad w samolocie. Jednak ze wad a takich inhalatorów jest to, ze uwolniona nikotyna nadal szkodzi zdrowiu palacza. Podczas inhalacji u zytkownik nie ma te z takiej przyjemno sci, jak a odczuwa przy paleniu papierosów lub cygar, gdy z wdychane powietrze z regu ly jest zimne i nie zawiera dymu. Z niemieckiego opisu patentowego nr DE 19854009 A1 jest znany inhalator podobny do papie- rosa, który tak ze ma t e zalet e w porównaniu do zwyk lych papierosów, ze nie wytwarza dymu papiero- sowego (palenie bierne), co jest niedogodno scia dla innych osób. We wcze sniej znanych inhalatorach aerozol jest wytwarzany poprzez podgrzewanie pod loza. Ciep lo potrzebne do tego celu jest dostar- czane dzi eki bezp lomieniowemu katalitycznemu spalaniu butanu, pentanu lub izopropranolu w postaci gazowej. Gazy wytwarzane w czasie procesu spalania s a rozpraszane albo s a zasysane do strumienia w inhalatorze i mieszane z aerozolem inhalacyjnym. Z tego powodu nie da si e unikn ac tego, ze spala- nie czynnika grzejnego emituje substancje, które s a toksyczne dla osób uzywaj acych inhalator i/lub innych osób. Inne inhalatory u zywane w medycynie do leczenia chorób dróg oddechowych lub przezi ebie n maja ogrzewany pojemnik z wod a, na który jest nasadzony ustnik i dozownik wk ladany do nosa. Wo- da w tym pojemniku mo ze by c zmieszana z olejkami eterycznymi albo farmaceutycznymi substancja- mi czynnymi, tak ze te ostatnie, po podgrzaniu wody, mog a by c wdychane razem z par a wodn a. W tego rodzaju inhalatorach do podgrzewania jest wykorzystywana skr etka grzejna, która mo ze by c zasilana pr adem przemiennym z „gniazdka” albo pr adem sta lym na przyk lad z akumulatora samocho- dowego. Wad a tych inhalatorów jest ich du zy rozmiar. Ponadto ze wzgl edu na wymagane zasilanie nie mo zna ich wsz edzie u zywa c. Wady takie wyst epuj a równie z w inhalatorach, które wytwarzaj a inhalowane aerozole z roztwo- rów zawieraj acych farmaceutyczne substancje czynne. Do wytwarzania aerozoli s a wykorzystywane w szczególno sci dwa typy przyrz adów, to jest ultrad zwi ekowy rozpylacz mg lowy i rozpylacz ci snienio- wy. W przypadku rozpylania ultrad zwi ekowego roztwór jest rozpylany przez membran e wprawian a w drgania przez fale ultrad zwi ekowe, natomiast przy rozpylaniu ci snieniowym roztwór jest wypierany pod ci snieniem przez dysz e. Tak wi ec u podstaw tego wynalazku le zy zadanie stworzenia nowego rodzaju inhalatora, który nadaje si e do wy zej wspomnianych celów i nie ma opisanych wad. Zgodny z wynalazkiem inhalator z palnikiem katalitycznym i z pojemnikiem na domieszki inhala- cyjne, jak substancje zapachowe i/lub substancje czynne, z co najmniej jednym wlotem mieszaniny gazów zawieraj acej tlen, w szczególno sci powietrza, i z wylotem mieszaniny inhalacyjnej zawieraj acej substancje zapachowe i/lub substancje czynne, charakteryzuje si e tym, ze ma zawieraj acy wodór zbiorniczek paliwowy po laczony z palnikiem katalitycznym. Podstawowa idea wynalazku polega na tym, ze do wytwarzania mieszaniny inhalacyjnej zawie- rajacej substancje zapachowe i/lub substancje czynne wykorzystuje si e nie tylko energi e elektryczn a wyzwalaj ac a si e przy katalitycznym spalaniu wodoru, lecz tak ze powstaj ace przy tym spaliny. Tak wi ec ciep lo zawarte w spalinach mo ze by c u zyte do nagrzewania domieszek inhalacyjnych, na przy- k lad przez podgrzewanie pojemnika zawieraj acego domieszki inhalacyjne. Ciep lo spalin mo ze by c te z wykorzystane do nagrzewania mieszaniny inhalacyjnej, dzi eki czemu zwi eksza si e korzystnie ch lon- nosc pary, tak ze substancje czynne mog a by c przenoszone w wi ekszym stezeniu ni z w przypadku zimnej mieszaniny inhalacyjnej. Jednocze snie spaliny mog a by c doprowadzane bezpo srednio do mie- szaniny inhalacyjnej, gdy z w przypadku spalania wodoru nie zawieraj a substancji szkodliwych. Wynika st ad wiele korzy sci. Tak wi ec inhalator zasilany poprzez palnik katalityczny jest nieza- le zny od zewn etrznych zróde l energii. Potrzebna energia jest wyzwalana bez szkody dla srodowiska,PL 203 426 B1 3 w przypadku katalitycznego spalania wodoru, poniewa z produktem spalania jest tylko nieszkodliwa para wodna, która jest nawet wykorzystywana do transportu substancji zapachowych i czynnych. Wy- korzystywane paliwo jest nie tylko dostawc a energii, lecz spe lnia te z funkcj e srodka przenoszenia substancji zapachowych i czynnych. Katalizator wed lug wynalazku mo ze by c ukszta ltowany konstrukcyjnie tak, ze podczas dzia lania inhalatora ciep le spaliny, ewentualnie po laczone z powietrzem atmosferycznym, s a prowadzone przez pojemnik zawieraj acy substancje inhalacyjne, przy czym strumie n spalin niesie ze sob a domieszki inhalacyjne. Je zeli takimi domieszkami s a substancje czynne, to mog a one wyst epowa c w postaci p lynnej, ale tak ze w postaci sta lej, sproszkowanej. Gdy domieszki inhalacyjne maj a posta c p lynn a, to mog a one odparowa c na powierzchni. Gdy domieszki te wyst epuj a w postaci sta lej, to mog a by c one porywane przez odpowiednio skierowany i przep lywaj acy z odpowiedni a pr edko sci a strumie n spalin, tak ze mieszanin a inhalacyjn a jest aerozol zawieraj acy cz asteczki sta le. Jako palnik katalityczny nadaje si e dobrze ogniwo paliwowe ze wzgl edu na prosty i kontrolowa- ny sposób prowadzenia reakcji. Nowoczesne ogniwa paliwowe odznaczaj a si e wysok a sprawno scia i mog a by c wykonane tak, ze ilo sc powietrza przep lywaj acego przy katalitycznej membranie ogniwa wysterowuje automatycznie ilosc jonów wodorowych przechodz acych przez t e membran e. W korzystnej postaci wykonania ogniwo paliwowe ma posta c zwini et a. Dzi eki takiemu wykona- niu ogniwo paliwowe zajmuje bardzo ma lo miejsca, a ponadto powstaje automatycznie kana l, przez który mo ze przep lywa c tlen lub mieszanina gazów zawieraj aca tlen. W porównaniu z dozowaniem sproszkowanych domieszek inhalacyjnych, domieszki rozpusz- czone w wodzie lub innych rozpuszczalnikach mog a by c dozowane prosto i korzystnie, gdy z nie sta- wiaj a lub stawiaj a tylko ma le wymagania odno snie kierowania przep lywem i pr edko sci przep lywu spa- lin. W niektórych rozwi azaniach konstrukcyjnych inhalator mo ze mie c te z jeszcze inn a zalet e polega- jac a na tym, ze przy odpowiednim stezeniu rozpuszczonych domieszek inhalacyjnych nie jest ko- nieczna dodatkowa regulacja doprowadzania tych domieszek do mieszaniny inhalacyjnej. Inhalator wed lug wynalazku mo ze korzystnie mie c wspó lpracuj acy z palnikiem katalitycznym grzejnik do odparowania roztworu zawieraj acego domieszki inhalacyjne, przy czym domieszki te s a zawarte jako para w mieszance inhalacyjnej. Takim grzejnikiem mo ze by c przyk ladowo skr etka grzej- na w obr ebie pojemnika na rozpuszczone domieszki inhalacyjne. Jednak ze jest mo zliwe tak ze takie rozwi azanie wymiennika ciep la, za po srednictwem którego ciep lo spalin b edzie oddawane do roztworu. Inhalator mo ze mie c tak ze wspó lpracuj acy z palnikiem katalitycznym rozpylacz mg lowy, w szczególno sci rozpylacz ultrad zwi ekowy albo rozpylacz pneumatyczny do rozpylania roztworu w aerozolow a mg le. Do rozpylania roztworu pod ci snieniem mo zna wykorzysta c w zasadzie dwa spo- soby. Potrzebne do rozpylania ci snienie w pojemniku, który zawiera roztwór z domieszkami inhalacyj- nymi, mo ze by c wytwarzane przez podgrzanie roztworu albo korzystnie za pomoc a spr ezarki. Ale mo zna te z wyobrazi c sobie na przyk lad rozwi azanie polegaj ace na wykorzystaniu do wytwarzania cisnienia dodatków roztworowych o niskiej w porównaniu z wod a temperaturze wrzenia, tak ze w po- jemniku mo ze by c wytworzone dostateczne ci snienie ju z po doprowadzeniu ma lej ilo sci ciep la. Istnieje wi ec mo zliwosc sterowania ci snieniem i przez to rozpylaniem poprzez regulacj e doprowadzania ciep la. W nast epnym korzystnym ukszta ltowaniu inhalator ma dodatkowy zbiorniczek wodny, s lu zacy do odparowania wody grzejnik i wspó lpracuj acy z palnikiem katalitycznym. W tym przypadku w palniku tym nie musi by c wytwarzana ca la mieszanina inhalacyjna. Ciep lo wyzwalaj ace si e przy spalaniu wo- doru mo ze by c u zyte do ogrzewania wody i wytwarzania pary wodnej, która jest potem domieszkowa- na do pary wodnej wychodz acej z palnika katalitycznego. W innej korzystnej odmianie realizacji inhalator ma uk lad regulacyjny do dozowania domieszek inhalacyjnych doprowadzanych do mieszaniny inhalacyjnej. Korzystnie jest te z, gdy zbiorniczek paliwowy i wszystkie pozosta le pojemniki na domieszki inhalacyjne s a wymienne i/lub mog a by c powtórnie nape lniane. Umo zliwia to d lugotrwa le uzywanie inhalatora. Ponadto mo ze by c korzystnie, gdy przed wylotem, patrz ac w kierunku przep lywu, jest umiesz- czony mieszalnik mieszaniny inhalacyjnej i powietrza atmosferycznego. U zytkownik mo ze wtedy do- zowa c w miar e potrzeby ilosc wdychanej mieszaniny inhalacyjnej. Korzystnie inhalator wed lug wynalazku jest wyposa zony w uk lad do regulacji ilo sci tlenu prze- p lywaj acego przez ogniwo paliwowe. Jest to korzystne zw laszcza wówczas, gdy inhalator ma wytwa-PL 203 426 B1 4 rza c sta la w czasie ilosc mieszaniny inhalacyjnej, przy czym w tym przypadku inhalator dzia la podob- nie jak tradycyjny inhalator przeznaczony do celów medycznych. Ponadto inhalator wed lug wynalazku mo ze mie c ustnik, który mo ze by c ukszta ltowany na przy- k lad w postaci ustnika papierosowego i jest przeznaczony w szczególno sci do inhalatorów, w których mieszanina inhalacyjna jest przyjmowana tylko przez usta. Zamiast ustnika mo zna jednak przewidzie c tak ze maseczk e u wylotu inhalatora, która przykrywa usta i nos u zytkownika. Mo zna tak ze wykorzysta c pr ad powstaj acy przy spalaniu katalitycznym, zw laszcza w ogniwie paliwowym. Mo ze on s lu zy c po pierwsze do zasilania skretki grzejnej przeznaczonej do podgrzewania dodatków lub wody, ale mo ze by c tak ze wykorzystany do zasilania elementu swiec acego wspó lpracu- jacego z palnikiem katalitycznym, który sygnalizuje na przyk lad dzia lanie inhalatora. Pr ad ten móg lby te z imitowa c zarzenie si e papierosa lub cygara, gdy inhalator jest wykorzystywany do odzwyczajania sie od palenia albo jako nowego rodzaju u zywka. Dla wszystkich odmian realizacji wynalazku wspólne jest to, ze inhalator nie jest zwi azany z okre slonym miejscem i mo ze by c u zywany niezale znie od zewn etrznych zróde l energii. Ma on mo z- liwo sc wytwarzania ciep lej mieszaniny inhalacyjnej, co jest odczuwane przez osob e inhaluj ac a si e jako przyjemne, podczas gdy produkty spalania i ciep lo jego odpadów mog a zosta c u zyte, je sli jest to konieczne, dla wytwarzania mieszaniny inhalacyjnej. Przedmiot wynalazku jest ukazany w przyk ladzie wykonania na rysunku, na którym jedyna figu- ra obja snia ten wynalazek i zasad e jego dzia lania na podstawie przyk ladowego inhalatora. Inhalator przedstawiony schematycznie na fig. 1 ma wyd lu zony cylindryczny wydr azony korpus 1 z wlotem 2 powietrza i wylotem 3 mieszaniny inhalacyjnej. Przy wylocie 3 jest przewidziany wymienny ustnik 4. Wewn atrz wydrazonego korpusu 1 znajduje si e umieszczona koncentrycznie scianka 5, na której jest osadzony zasadniczo cylindryczny, zawieraj acy wodór zbiorniczek paliwowy 6, którego dno jest usytuowane po stronie wlotu 2, a wyj scie gazu znajduje si e od strony wylotu 3. Mi edzy sciank a 5 i wewn etrzn a sciank a wydr azonego korpusu s a umieszczone koncentrycznie i w odst epie od siebie wewn etrzna membrana 7 i zewn etrzna membrana 8, obie tworz ace ogniwo paliwowe P. Pusta strefa 9 ograniczona tymi dwiema membranami 7, 8 jest szczelnie zamkni eta po stronie wlotu 2, natomiast po stronie wylotu 3 pusta strefa 9 laczy si e z wyj sciem gazu przy zbiornicz- ku paliwowym 6, przy czym strumie n wodoru przep lywaj acy od zbiorniczka paliwowego 6 do strefy 9 mo ze by c sterowany lub przerwany za pomoc a zaworów 10. Kana ly 12, 13, powsta le miedzy wewn etrzn a sciank a wydr azonego korpusu i zewn etrzn a mem- bran a 8 oraz wewn etrzn a membran a 7 i sciank a 5, na ich ko ncu po stronie wlotu 2 s a po laczone z wlotem 2 poprzez ukszta ltowany pier scieniowo filtr 14 powietrza. Ich przeciwleg ly koniec uchodzi do mieszalnika 11 usytuowanego w kierunku przep lywu przed wylotem 3 (nie ukazano na rysunku pola- czenia mi edzy mieszalnikiem 11 i kana lem 12 utworzonym przez wewn etrzn a membran e 7 i sciank e 5). W obr ebie zbiorniczka paliwowego 6 jest usytuowany koncentrycznie cylindryczny pojemnik 15 na domieszki inhalacyjne rozpuszczone w cieczy, na przyk lad w wodzie. Dno pojemnika 15 na do- mieszki inhalacyjne jest zakotwione na sta le na dnie zbiorniczka paliwowego 6. Jako wyj scie dla sub- stancji czynnych przewidziano kaniul e 16, która jest wyprowadzona przez wyj scie gazu zbiorniczka paliwowego 6 do mieszalnika 11 i jest otwarta w tym mieszalniku. Otwarte zako nczenie kaniuli 16 po stronie mieszalnika 11 jest wyposa zone w zawór nadci snieniowy 17. Wewn atrz pojemnika na do- mieszki inhalacyjne jest przewidziany t loczek 18, który jest naciskany w kierunku kaniuli 16 sprezyn a 19 opieraj ac a si e na dnie pojemnika 15 na domieszki inhalacyjne. Pod tym naciskiem wt laczany jest do kaniuli 16 roztwór zmieszany z domieszkami inhalacyjnymi. W kaniuli 16 jest umieszczony grzejnik 20 w postaci skr etki grzejnej s lu zacy do odparowania cieczy zawartej w substancjach inhalacyjnych. Skr etka grzejna mo ze by c zasilana pr adem poprzez membrany 7, 8 ogniwa paliwowego, podobnie jak dodatkowe komponenty, jak na przyk lad sprezarka przeznaczona do rozpylania ci snieniowego albo wyparka ultrad zwi ekowa. Ogniwo paliwowe zasila ponadto pr adem dwa umocowane na sciance 5 ladowane akumulatorki 21. Pr ad wytwarzany przez te akumulatorki albo bezpo srednio przez ogniwo paliwowe mo ze by c wykorzy- stany w nie przedstawionym na rysunku uk ladzie do regulacji dop lywu wodoru za pomoc a zaworów 10. Ponadto mo ze by c tu przewidziane niewidoczne na rysunku przy lacze dla innych odbiorników, które s a zasilane pr adem wprost z ogniwa paliwowego albo z akumulatorka. Podczas inhalacji przystawia si e inhalator do ust jego ustnikiem 4 i zasysa si e powietrze do in- halatora przez wlot 2. Zassane powietrze przep lywa przy membranach 7, 8 i reaguje na nich z wodo- rem, tak ze wytwarza si e para wodna i powstaje mieszanina powietrze/para wodna.PL 203 426 B1 5 Jednocze snie pr ad wytwarzany podczas reakcji przez ogniwo paliwowe jest doprowadzany do skr etki grzejnej, tak ze nast epuje odparowanie znajduj acej si e w kaniuli cieczy zawieraj acej domieszki inhalacyjne. W wyniku powstaj acego przy tym nadci snienia otwiera si e zawór nadci snieniowy 17, co umo zliwia uj scie pary zawieraj acej domieszki inhalacyjne. Para ta w mieszalniku 11 jest dodawana do mieszaniny powietrze/para wodna, tak ze przez ustnik mo ze by c wdychana mieszanina powietrza, pary wodnej i domieszek inhalacyjnych. Zeby umo zliwi c d lugotrwa le u zytkowanie przyrz adu inhalacyjnego, zaleca sie wymian e w inha- latorze zarówno zbiorniczka paliwowego 6, jak i pojemnika 15 na domieszki inhalacyjne, albo mo zna te z przewidzie c ich powtórne napelnianie. W tym celu wydrazony korpus mo ze miec na przyk lad kró- ciec zaworowy, w który mo zna wkr ecic zbiorniczek paliwowy 6 ewentualnie wraz z pojemnikiem 15 na domieszki inhalacyjne. Idea inhalatora dzia laj acego z palnikiem katalitycznym mo ze by c zrealizowana w wielu innych odmianach konstrukcyjnych. Tak wi ec na przyk lad nie jest konieczne wzajemne koncentryczne usytu- owanie membran, zbiorniczka paliwowego i pojemnika na domieszki inhalacyjne oraz kana lów powietrza. Mo zna te z przewidzie c dodatkowe mechanizmy steruj ace lub regulacyjne. Wprawdzie dost epne obecnie ogniwa paliwowe maj a mo zliwo sc samoregulacji w zale zno sci od doprowadzanego strumienia powietrza, ale w pewnych zastosowaniach mo ze by c te z konieczna regulacja dop lywu wodoru. Mo zna równie z przewidzie c regulacj e doprowadzania swie zego powietrza na przyk lad w zale zno sci od tem- peratury i/lub wilgotno sci wzgl ednej powietrza w mieszance inhalacyjnej powietrze/para wodna, dzi eki czemu mo zna ch lodzi c mieszanin e znajdujac a si e w mieszalniku. Oczywi scie potrzebne ewentualnie ch lodzenie mo ze odbywa c si e te z za po srednictwem wymiennika ciep la. PL