TW201338718A - 吸入器組件 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及一種吸入器組件，其作用是透過蒸發液態材料(17)及必要時將所產生的蒸汽冷凝，以形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠，此種吸入器組件具有：一個外殼(3)；一個電加熱元件，其作用是將一份液態材料蒸發；一個具有毛細結構的燈芯，這個燈芯與加熱元件構成一個複合體(10)，並主動供應液態材料(17)給加熱元件；一個承載板(11)，而且最好是印刷電路板，其作用是承載複合體(10)，並讓加熱元件在其上形成電接觸；一個至少部分由承載板(11)構成的毛細間隙(16)，其作用是主動供應液態材料(17)給複合體(10)，其中燈芯的一個尾端伸入毛細間隙(16)。為了改善複合體供應液態材料的能力，承載板的正面及背面至少有部分段落構成毛細間隙的分界壁。

Description

吸入器組件
本發明涉及一種吸入器組件，其作用是透過蒸發液態材料及必要時將所產生的蒸汽冷凝，以形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠，此種吸入器組件具有：一個外殼；一個電加熱元件，其作用是將一份液態材料蒸發；一個具有毛細結構的燈芯，這個燈芯與加熱元件構成一個複合體，並主動供應液態材料給複合體；一個承載板，而且最好是印刷電路板，其作用是承載複合體，並讓加熱元件在其上形成電接觸；一個至少部分由承載板構成的毛細間隙，其作用是主動供應液態材料給加熱元件，其中燈芯的一個尾端伸入毛細間隙。
名詞定義：在本專利登記中所謂的”吸入器”涉及醫學及非醫學用的吸入器。這個名詞也涉及供給藥物及未經申報為藥物之物質的吸入器。此外，這個名詞還涉及吸煙用品及香煙替代用品，例如歐洲專利A24F47/00B揭示之用品，當然前提是這些用品是用來將蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠供應給使用者。”吸入器”也不應對如何將所形成的蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠輸入使用者及/或使用者之體內造成任何限制。蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠可以被吸入肺部，但也可以只進到口腔，也就是不進入肺部。
所謂”毛細間隙”是指完全依靠其分界壁的毛細作用產生輸送液體之作用的間隙。燈芯、有包層的燈芯、或是有填充燈芯材料的通都不是毛細間隙。
雖然本文使用的是“複合體”一詞的單數形，但並不排除 存在複數個複合體的情況。本發明的範圍明確包括具有複數個複合體的裝置。
WO 2010/045671(專利所有人Helmut Buchberger)揭示一種以間歇性、吸入同步、或吸氣同步之方式形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠的吸入器組件(第9至12圖及第17至18圖)，此種吸入器組件具有一個外殼3、一個位於外殼3內的小室21、以及一個讓環境空氣可以流入盒子21的通風口26，其中所形成的蒸汽在小室21內與從通風口26流入的空氣混合，因而形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠。此外，這種吸入器組件還包括一個具有毛細結構的燈芯，其中燈芯與加熱元件構成一個扁平形複合體22，並在一個蒸發過程結束後主動重新將液態材料17供應給加熱元件。扁平形複合體22的兩個終端安放在兩個導電的盤形接點23上，加熱元件在這兩個接點的表面上同時被電接通。盤形接點23也可以是由印刷電路板或一個共同的印刷電路板構成。扁平形複合體至少有一個加熱段是以無接觸方式設置在小室21內，同時燈芯在這個段落的毛細結構至少在扁平形複合體的一個面24上是露空的。扁平形複合體22及/或其燈芯的一個尾端伸入一個毛細間隙41，這個毛細間隙與裝有液態材料17的液體容器4毛細連結及/或可以毛細連結。液體容器4具有一個可打開的鎖栓18，這個鎖栓在使用前是鎖上的。使用者可以徒手將可打開的鎖栓18打開，使液態材料17流入一個儲液槽45，並將毛細間隙41潤濕。毛細間隙41從液體容器4及/或儲液槽45吸入液態材料17，並將液態材料17運送到複合體22。毛細間隙41是由兩個盤形接點23中的一個接點及一個平放在這個接點上的上部構件42構成，其中這兩個彼此相鄰的元件或元件表面構成毛細間隙41的分界壁。此外，盤形接點23內設有一個通氣道52，其將儲液槽45及/或液體容器4與小室21連接在一起。通氣道52形成一個壓力平衡，其中進入毛細間隙41的每一份液態材料17都直接被一份體積相同的空氣取代。
最後如第11圖及第17圖所示，一個緩衝儲存器53被整合到上部構件42，其中緩衝儲存器53與毛細間隙41聯繫，而且本 身是由毛細管構成。緩衝儲存器53能夠容納及暫存來自毛細間隙41的液態材料17，以及在必要時將液態材送回毛細間隙41。因此至少一直到緩衝儲存器56內還有液態材料17為止，吸入器組件也可以在一個翻轉的位置(濾嘴5朝下)被使用。緩衝儲存器56是由彼此平行排列並延伸到上部構件42內的縫隙54構成。縫隙54一邊經由開口55與毛細間隙41聯繫，另一方面經由一個通風間隙56與小室21聯繫。縫隙54的毛細作用使來自容器45的液態材料17經由毛細間隙41及開口55流入並暫時存放於縫隙54，以便在必要時供應給毛細間隙41。
緩衝儲存器53的構造使其需佔據很大的空間。此外，製造很細小並延伸到整個上部構件42內的縫隙54及開口55是相當麻煩的一件事。另外一個缺點是，開口55會干擾毛細間隙41的毛細作用，因為開口55的存在使毛細間隙41本來可被潤濕的壁面段無法被潤濕。在最嚴重的情況下，毛細作用受到干擾會損及扁平形複合體22供應液態材料17的能力。
本發明的目的是消除以上提及之先前技術的缺點。本發明尤其是要透過結構上的簡單措施使本文開頭提及的吸入器組件能夠緩衝儲存足量的液態材料，而且不會額外明顯增加佔用的空間。此外還要提高複合體22供應液態材料的穩定性。
採用具有申請專利範圍第1項之特徵的吸入器組件即可達到上述目的。根據這些特徵，承載板的正面及背面至少有部分段落構成毛細間隙的分界壁。因此複合體並不是僅在承載板的一個面供應液態材料，而是在兩個面供應。在承載板的兩個面上都有由承載板定界的毛細間隙及/或毛細間隙段落。因此能夠以很簡單且節省空間的方式創造出額外的毛細間隙容積，這個額外的毛細間隙容積可同時作為緩衝儲存之用。另外一個有效的效應是提高供應液態材料的冗餘度：如果某一個毛細間隙段落停止供應液態材料，複合體至少還能夠經由位於承載板的另一個面上的毛細間隙段落供應液態材料。
根據本發明的一種改良方式，承載板邊緣也至少有部分段落構成毛細間隙的一個分界壁。透過這種方式可以進一步擴大緩衝 容積。一種特別有利的情況是毛細間隙將承載板至少部分圍繞住。將承載板圍繞住可以產生的效應是使承載板正面及背面上的毛細間隙段落經由承載板邊緣彼此聯繫。即使毛細管流在毛細間隙的多個位置受阻，在大多數的情況下，毛細管流也能夠在受阻位置附近找到替代路徑。
根據本發明，50%以上的承載板表面構成毛細間隙的分界壁。承載板從外殼向外突出的段落並未被計算到這個比例中。由於大面積的利用承載板表面作為毛細間隙的分界壁，因此能夠極大化前面提及的構成額外的緩衝容積的效應，以及提高供應液態材料的穩定性。此外，供應能力也會變大，此處所謂的供應能力是指單位時間通過毛細間隙最多能夠輸送的液態材料的量。
根據本發明的一種特別有利的實施方式，吸入器組件具有一個裝有液態材料的液體容器，毛細間隙從這個容器吸取液態材料，同時毛細間隙至少有部分段落是由承載板及外殼的一個相鄰的壁構成。。液體容器可以是一個獨立的構件，也可以是外殼的一部分。如果是外殼的一部分，則液體容器是由外殼壁構成。一種特別有利的關係是，毛細間隙經由液體容器的壁面內的一個進料孔與液體容器內的液態材料聯繫，其中液體容器的壁面在進料孔的邊緣形成一個凸肩，承載板的邊緣與這個凸肩鄰接。一種可能的替代方式是將承載板的正面或背面安放在這個凸肩上。這樣就不需另外設置其他的輔助件就能夠將毛細間隙連接到液體容器。這個凸肩使進料孔的一段壁面向外延伸。如果涉及的表面能夠被液態材料充分潤濕，就會有少量的液態材料被作用在延伸的壁面段上的黏著力從進料孔被向外吸出。這個效應足以使液態材料到達邊緣與凸肩鄰接的承載板，或是到達正面或背面安放在凸肩上的承載板，並將承載板潤濕。這樣毛細間隙就會與液體容器內的液態材料連接，並經由作用於毛細間隙內的毛細力使毛細間隙被液態材料充滿。
本發明還包括一種吸入器，此吸入器具有一個如前面所述之本發明的吸入器組件。因此吸入器組件可以只是吸入器的一個組成部分，尤其是一個可更換的組成部分。
1‧‧‧可重複使用的吸入構件
2‧‧‧可更換的吸入器組件
3‧‧‧外殼
3a‧‧‧外殼壁
4‧‧‧濾嘴
5‧‧‧主外殼
6‧‧‧電池
7‧‧‧電路
7a‧‧‧開關
8a‧‧‧插接片
8b‧‧‧插孔
9a‧‧‧導向凸緣
9b‧‧‧導向槽
10‧‧‧扁平形複合體
10a,10b‧‧‧複合體的尾端段
11‧‧‧承載板，印刷電路板，多層印刷電路板
11a‧‧‧印刷電路板的正面
11b‧‧‧印刷電路板的背面
11c‧‧‧印刷電路板邊緣
12‧‧‧缺口
13‧‧‧線路
14‧‧‧上部構件
15‧‧‧空隙
16‧‧‧毛細間隙，毛細間隙系統
16a‧‧‧第一毛細間隙段落
16b‧‧‧第二毛細間隙段落
16c‧‧‧第三毛細間隙段落
17‧‧‧液態材料
18‧‧‧液體容器
18a‧‧‧液體容器壁面
19‧‧‧襯墊
20‧‧‧進料孔
21‧‧‧凸肩
22‧‧‧橋形接片
23‧‧‧通風孔
24‧‧‧通風槽
25a,25b‧‧‧開放氣孔，具有吸收能力的海綿
26‧‧‧小室
27‧‧‧U形支架
27a,27b‧‧‧角型材
27c‧‧‧支腳
28‧‧‧凹陷
29‧‧‧空氣噴嘴
30‧‧‧吸氣管
31‧‧‧孔洞
32‧‧‧扼流器
33‧‧‧充氣室
34‧‧‧冷卻器
35‧‧‧氣墊
以下配合圖式及實施例對本發明的內容做進一步的說明。其中：第1圖：本發明的吸入器的不同視圖。
第2圖：處於退連結狀態的如第1圖的吸入器，此吸入器具有一個可重複使用的吸入構件及一個可更換的吸入器組件。
第3a及3b圖：可更換的吸入器組件的不同視圖。
第4a，4b，4c，4d，4e，4f及4g圖：在不同組裝狀態下的可更換的吸入器組件沿著第3圖中的A-A線的剖面圖。
第5圖：第4a圖之細部a的放大圖。
第6圖：第4b圖之細部b的放大圖。
第7圖：一個由多層印刷電路板構成的承載板。
第8圖：可更換的吸入器組件沿著第3b圖中的B-B線的剖面圖。
第9圖：第8圖之細部c的放大圖。
第10圖：可更換的吸入器組件在進料孔之高度的剖面圖。
第11圖：可更換的吸入器組件在複合體之高度的剖面圖。
第12圖：細部c的一種替代方案(比較第9圖)。
第1圖顯示本發明的一個吸入器，其形狀及大小讓吸入器的使用者可以很容易且舒適的操作。吸入器的體積大約只有一個香煙盒的一半。這個作為例子的吸入器基本上是由兩個部分構成，也就是由一個吸入構件1及一個吸入器組件2構成。
吸入器組件2是由外殼3構成，在外殼3的一個端面上有一個煙斗狀的濾嘴4。外殼3最好是以塑膠製成。吸入器組件2含有一種液態材料，這種液態材料會在外殼3內被電熱蒸發，因而形成可吸入的蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠。所形成的蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠是經由濾嘴4被使用者吸入。基本上所有在大氣條件 下可以完全被蒸發的物質及調劑均可作為液態材料。如果將物質或調劑稀釋，例如溶解在水及/或乙醇中稀釋，同時所形成的溶液可以完全被蒸發，則亦視為符合這個條件。只要放到易揮發的溶劑(例如水及/或乙醇)中進行足夠的稀釋，也可以使不易蒸發的物質符合前面提及的條件，並避免或大幅降低液態材料的熱分解。經過冷凝產生的氣溶膠微粒的質量中位數氣動直徑(MMAD)通常小於2μm，因此也能夠到達肺泡。本發明的吸入器特別適於用來提供系統作用物質，尤其是主要作用是針對中樞神經系統的生物合成物質。例如尼古丁，其沸點為246℃。含有尼古丁的氣溶膠微粒主要是沉積到支氣管及肺泡，生物合成物質在此處會如同閃電般快速的進入人體的血液循環。幾秒鐘之後相當高濃度的尼古丁就會到達腦部，並對腦部造成影響。
吸入構件1是由一個最好也是塑膠製成的主外殼5構成。主外殼5具有至少一個電池6及一個包括開關7a在內的電路7(在第1圖中以虛線表示)。電池6及電路7供應蒸發液態材料所需的電能。電池6最好是一種可重複充電的蓄電池，例如CGR18650K型蓄電池(製造商Panasonic，www.industrial.panasonic.com)。
這是一種尺寸18650的圓柱形鋰離子電池，蓄電量1650mAh，電流負載能力最高達30A。其他的製造商，例如Sony、Samsung、LG Chem也有量產類似的電池。
在第2圖顯示的具體實施例中，吸入構件1及吸入器組件2是可以分開的。這種配置方式使吸入構件可以被重複使用，這樣做是有利的，第一個理由是吸入構件1與液態材料並無接觸，也就是說不會被液態材料污染，第二個理由是吸入構件1的元件的使用壽命比吸入器組件2的元件要長。在液態材料用完後，使用者即可按正確的方式將整個吸入器組件2清除，然後裝上新的吸入器組件。就這方面而言，吸入器組件2是一種可更換的一次性用品。按正確的方式清除吸入器組件2是很重要的，尤其是在液態材料含有藥品或毒性物質(例如尼古丁)的情況下。原則上當然也可以將吸入構件1及吸入器組件2製作成一個整體，也就是說彼此無法分開。但是這種實施方式並不經濟，因為在這種情況下，吸入器的所有零件及元件(也就是整個吸入器) 都變成只能使用一次的一次性用品。當然本發明的範圍也包括這種實施方式，但是在這種情況下應將整個吸入器理解成吸入器組件。
可更換的吸入器組件2及可重複使用的吸入構件1之間的機械連結是經由插接片8a及外殼3上的導向凸緣9a所形成，插接片8a及導向凸緣9a可嵌入在可重複使用的吸入構件1的主外殼5上形成的與其搭配的插孔8b及導向槽9b。插接片8a及插孔8b的另一個作用是將電能導入可更換的吸入器組件2，以便將液態材料蒸發，此部分將在本文後面詳細說明。
第3a及3b圖顯示可更換的吸入器組件的不同視圖。第4圖至第11圖是用於說明吸入器組件2的內部構造。吸入器組件2的外殼3的形狀基本上是一個正方形。形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠的主要元件位於正方形外殼3內。這些元件包括將液態材料蒸發的複合體10。根據一個具體的實施例，共有6個並排在一起的複合體10，而且這些複合體的形狀都是扁平的。每一個扁平形複合體10都是由一個灯芯及一個電加熱元件構成，其中燈芯及電加熱元件彼此平面連接或是平面結合。例如可以由一個金屬膜及燒結在其上的金屬網襯面構成扁平形複合體10。也可以用帶有開放氣孔的金屬泡沫取代金屬網。燒結在金屬膜上的金屬網襯面或金屬泡沫的帶有開放氣孔的毛細結構構成燈芯，金屬的電阻構成加熱元件。例如材料編號AISI 304或AISI 316的高級鋼及熱敏電阻合金(尤其是NiCr合金)都是適當的金屬電阻材料。這種扁平形複合體10的製造屬於先前技術，例如WO 2010/045671(專利所有人Helmut Buchberger)有揭示詳細的製造方法。此處要指出的是，扁平形複合體10並非一定必須是平坦的，而是也可以是彎曲的。
如第4b圖及第7圖所示，扁平形複合體10的兩個尾端段10a，10b安放在承載板11上。承載板11具有一個很大的缺口12，複合體10跨越這個缺口12，而且未與其接觸。在具體的實施例中，承載板11是一個印刷電路板，尤其是多層印刷電路板。原則上所有已知的印刷電路板材料，尤其是材料型號FR1至FR5，均可作為製造印刷電路板11的材料。扁平形複合體10的尾端段10a，10b與印刷電路板 11的線路13電接通。第7圖中的黑色面積部分就是線路13。如果是前面描述的金屬膜複合體，則較佳是透過金屬膜的焊接(必要時可先用焊劑進行預處理)形成電接觸。例如可以用型號為“5050S-Nirosta”的濃縮焊料(製造商：Stannol GmbH，www.stannol.de)焊接AISI304及AISI316等級的高級綱。另外一種形成電接觸的方法是利用導電黏著劑形成黏著劑接合，例如使用以環氧化物為基的含銀黏著劑。印刷電路板工業使用的製造方法能夠以全自動的方式將印刷電路板11及扁平形複合體10配置在一起，並形成二者之間的電接觸，這種方法亦可用於大量製造。
如前面所述，印刷電路板11上的插接片8a從外殼3向外突出。兩個插接片8a的一個作用是將電能導入吸入器組件2。電能經由線路13進入複合體10。根據第7圖，印刷電路板11的正面11a及背面11b均設有線路13，其中正面11a是安裝面，也就是與複合體10接觸的那一面。也可以選擇性的在中間層中配置其他的線路。先前技術是以所謂的壓力接觸方式使各個線路層彼此連接。第7圖有繪出電流通過路線。在這個具體的實施例中，每3個複合體10彼此串接在一起。因此能夠對所產生的加熱電阻、加熱功率及蒸發速率產生一定程度的影響。也可以使6個複合體10分別具有不同大小的電阻，例如金屬膜的厚度隨電阻大小作相應的變化。透過這個措施，使蒸發過程像在香煙裡一樣可以根據現場的情況改變。
在印刷電路板11的正面11a上有一個盤狀且較佳是以塑膠製成的上部構件14(見第4c圖及第8至10圖)。上部構件14帶有一個空隙15，這個空隙的大小及配置方式均與印刷電路板11上的缺口12相配合。在最簡單的情況下，上部構件14直接安放在扁平氣複合體10的尾端段10a，10b上。因此上部構件14與印刷電路板11共同構成一個毛細間隙16，其淨寬度或間隙寬度基本上相當於扁平形複合體10的厚度(見第9圖及第11圖)。毛細間隙16的典型間隙寬度是0.2mm。第4f圖中的黑色區域是第一毛細間隙段落16a的平面範圍。上部構件14被黏合固定在印刷電路板11上。第4d圖中的黑色區域就是黏合位置。印刷電路板11及上部構件14較佳是連接在外殼3之外，也就是 一個預組裝的構造單元。
印刷電路板11的背面11b至少有部分段落是安放在裝有液態材料17的正方形液體容器18上(見第4a/4b圖，第8，9圖及第11圖)。液體容器18及/或其壁面18a是由外殼3構成。但是印刷電路板11並非直接安放在液體容器壁面18a，而是安放在襯墊19上。如第4a圖中的黑色區域所示，襯墊19一部分是液體容器壁面18a構成，另外一部分是由其他的外殼段構成。透過這種方式形成第二毛細間隙段落16b。印刷電路板11的背面11b及相鄰的液體容器壁面18a構成第二毛細間隙段落16b的分界壁。第4c圖中的黑色面積部分就是第二毛細間隙段落16b的範圍。間隙寬度是由襯墊19的高度決定，典型的間隙寬度為0.3mm。印刷電路板11較佳是以黏合方式固定在襯墊19上。工廠在製造過程的最後階段，較佳是以全自動的方式利用插管及配料單元經由液體容器壁面18a(未繪出)上的一個小孔將液態材料18裝到液體容器18內。
液體容器18的底端具有一個細縫狀的進料孔20(見第5，6圖及第9，10圖)。第二毛細間隙段落16b經由進料孔20將所有的液態材料吸出。毛細連結是經由液體容器壁面18a構成的凸肩21形成。凸肩21使進料孔20的一段壁面向外延伸(參見第9圖)。作用在延伸的壁面段上的黏著力會將少量的液態材料17從進料孔20向外吸出。這個效應足以使液態材料到達邊緣11c與凸肩21鄰接的印刷電路板11。一種可能的替代方式是將印刷電路板11的背面11b安放在凸肩21上(參見第12圖)。一旦液態材料17將印刷電路板11的背面11b潤濕，第二毛細間隙段落16b就可以發揮其抽吸作用，以吸取液態材料。為了使凸肩21更為緊固，凸肩21經由一個橋形接片22支撐在外殼3上。
細縫形進料孔20靠近中心的部分有一個擴展區。這個擴展區構成一個通風孔23。通風孔23連繫一個在印刷電路板背面11b被置入印刷電路板11的通風槽24，其中通風槽24經由缺口12與一個處於大氣壓力下的內腔連繫。通風孔23及通風槽24產生一個壓力平衡，其中被第二毛細間隙段落16b吸取的每一份液態材料18都直接被 一份體積相同的空氣取代。
如第10圖及第11圖所示，第一毛細間隙段落16a及第二毛細間隙段落16b經由第三毛細間隙段落16c彼此連接。第三毛細間隙段落16c是由印刷電路板邊緣11c及一個相鄰的外殼壁3a所構成。與印刷電路板11連接的板狀上部構件14將第三毛細間隙段落16c精確定位，其中上部構件14與外殼壁3a相鄰，並從印刷電路板邊緣11c向外突出一精確的尺寸。這個尺寸相當於第三毛細間隙段落16c的間隙寬度，典型的間隙寬度為0.3mm。如前面所述，印刷電路板11及板狀的上部構件14構成一個預組裝的構造單元，因此其接合必須非常精確。
3個毛細間隙段落16a，16b，16c共同構成毛細間隙16。因此毛細間隙16是由一個將印刷電路板11部分圍繞住的伸展且連貫的毛細間隙系統所構成。在這個具體的實施例中，如果不考慮印刷電路板11突出於外殼之外的段落(也就是插接片8a)，則有明顯多於50%的承載板表面構成毛細間隙16的分界壁。因此而產生的有利效應包括液態材料17的緩衝儲存，以及液態材料的供應穩定性及供應能力。要產生這些有利的效應的一個先決條件是，液態材料17必須將所有涉及的表面充分潤濕。為了確保能夠達到這個先決條件，所有相關的構件(包括液體容器18、印刷電路板11及複合體10、上部構件14、以及外殼3的至少一部分)在組裝之前都必須經過適當的親水化處理。例如以氧氣-電漿進行親水化處理及利用電漿聚合進行親水化處理均為適當的處理方式。例如Diener electronic GmbH u.Co.KG,www.plasma.de有提供這兩種處理方式的服務。此外，這家公司還有能力為客戶量身設計、製造及安裝大量生產所需的設備。
在對本發明之吸入器組件的作用方式做進一步的說明之前，以下將先描述吸入器組件2的其他組成構件。即使這些組成構件對本發明可能並無直接的重要性，以下的描述對於理解本發明之吸入器組件的作用方式以及進一步確保本發明的可行性也會有所幫助：在上部構件14及外殼3之間有兩個開放氣孔且具有吸收能力的海綿25a，25b(見第4圖及第11圖)。海綿之間的空間與空隙15共同構成一 個小室26(比較第8圖)，蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠就是在這個小室中形成。海綿25a，25b吸收在其氣孔中由蒸汽相形成的冷凝沉積物，並防止在吸入器組件2內形成可自由移動的冷凝堆積物，以免吸入器組件的功能受到妨礙。從衞生觀點來看，這種冷凝堆積物也可能造成問題，尤其是當其經由濾嘴4進到使用者的口腔時。海綿25a，25b較佳是由一種細氣孔的複合物構成。Filtrona Fibertec GmbH,www.filtronfibertec.com是一家製造這種纖維複合物的專業公司，不論是以甘油酸醋酸酯結合的醋酸纖維素纖維或熱結合的聚烯纖維及聚酯纖維為原料製作的纖維複合物，該公司都有生產。
海綿25a，25b安放在由U形支架27構成的角型材27a，27b上(第4圖及第11圖)。支架27與上部構件14黏合在一起。包括角型材27a，27b在內的支架27較佳是由疏水性塑膠製成。疏水性材料具有阻水的作用，並能確保不會有液態材料18經由毛細作用流到海綿25a，25b。在與角型材27a，27b連接的支腳27c內面對上部構件14的那一個面上有一個凹陷28，這個凹陷28與上部構件14共同構成一個空氣噴嘴29(見第9圖及第10圖)。空氣噴嘴29的作用是環境空氣帶入小室26，此部分在本文後面有更詳細的說明。為了避免冷凝沉積物將空氣噴嘴29堵塞住，建議用一種薄的疏水性膠帶(未繪出)將位於空氣噴嘴29範圍內的上部構件14的表面貼住。
向吸入器組件2供應環境空氣，以形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠的工作是由外殼3構成的一個吸氣管30進行(見第3a/3b圖及第8圖)。吸氣管30位於吸入器組件2與濾嘴4相對而立的兩個面上。這個位置主要是為了防止雨水進入。在連接狀態下，吸入器組件2的吸氣管30會突出穿過一個由吸入器1的主外殼5構成的孔洞31(見第2圖)。在吸氣管30內有一個扼流器32。扼流器32的作用是產生一個與香煙類似的流動阻力，這樣當使用者在使用吸入器組件時就會感覺到一股類似於吸香煙時的抗吸阻力。具體而言，流量為1.05L/min時，流動阻力應在8-16mbar，並應盡可能具有線性特性。如果要將所形成的蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠像吸入香煙一樣吸入，也就是吸入口腔(吸入體積約20-80mL)，且必要時還吸入肺部，則 扼流器32的存在是必要的。如果液態材料18含有尼古丁，則建議使用這種操作方式。但如果要以吸入器在一個步驟內直接完成吸入肺部的動作(絕大多數的醫療用吸入器都是如此)，則不需要有扼流器32。扼流器32較佳是由一種類似於香煙濾嘴的纖維複合物構成，其中材料的密度應與前面提及的流動特性配合。可以使用Filtrona Fibertec GmbH,www.filtronfibertec.com公司生產的材料。
以下將詳細描述吸入器的作用：使用者將一個新的吸入器組件2連接到一個可重複使用的吸入構件1。電路7登錄到這個連接，並伺動執行特定的準備動作，例如一或多個蒸發循環，以供應複合體10新鮮的液態材料18及/或形成穩定的條件。一旦這個操作結束，電路7就會透過適當的裝置(例如發光二極體)向吸入器發出已準備就緒的信號。使用者將吸入器的濾嘴移動到嘴邊，並按下開關7a。因此而產生的負壓使環境空氣流入吸氣管30。在空氣通過扼流器32後，氣流會轉動90度(見第8圖及第9圖中的箭頭)，並流入一個充氣室33，空氣聚集在充氣室33中，然後均勻的流入縫隙狀的空氣噴嘴29。氣流在空氣噴嘴29內被加速，然後以很高的噴出速度流入小室26。
按下開關7a會使電路7接通加熱電流。加熱電流較佳是經由功率MOSFET被接通，其中輸入的功率可以經由一個責任週期(duty cycle)與需求匹配。在一定的限度內，使用者也可以經由一個界面實現這個匹配，使其能夠對所形成的氣溶膠量及/或煙氣量產生影響。加熱電流被接通一個預先設定的時間週期(“加熱週期”)，典型的時間週期是1.0-1.8秒。加熱電流經由插接片8a及印刷電路板11的線路13流入複合體10，使複合體10及儲存在燈芯中的液態材料18如同閃電般快速的被加熱，因而將液態材料18蒸發。蒸汽被噴送到小室26內，並與從空氣噴嘴29流入的空氣混合。空氣噴嘴29的配置及尺寸能夠使複合體達到均勻且快速的溢流。這樣就可以確保從複合體10釋出的蒸汽在任何地方都擁有幾乎相同的混合條件，同時蒸汽與空氣的混合是密切的。空氣會將蒸汽冷卻，因此還可以形成冷凝氣溶膠外，但前提是蒸發的液態材料18含有蒸汽壓足夠低的物質(所謂的氣溶膠形成物質)。甘油是這種氣溶膠形成物質的一個典型的例子。
在這個實施例中，在小室26內形成的蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠在經由濾嘴4供使用者吸入之前，會先流經一個冷卻器34(見第4g圖及第8圖)。例如，冷卻器34可以是由具有氣孔的填充材料、絨毛類纖維材料、或開放氣孔的泡沫材料構成，而且蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠能夠通過這些材料的氣孔。冷卻器34也可以是一種多階段式的冷卻器，而且每一個冷卻階段都具有不同的特性。如果要蒸發的材料含有尼古丁，則一種有利的方式是，至少有一個冷卻階段的冷卻材料塗有一種適當的吸收劑(例如檸檬酸)。吸收劑會從流過的冷凝氣溶膠中將易揮發的尼古丁成分吸出，以免尼古丁成分進入口腔，然後沉積在咽喉，因為這不論是對藥理學或感覺器官而言都是不好的。此外也可以將芳香物質(例如薄荷醇)加到冷卻材料中。
例如，可以向Freudenberg Vliesstoffe KG,www.freudenberg-filter.com公司購得適當的絨毛類纖維材料。該公司的一種以Viledon®-Filtermatten為名銷售的材料(以聚酯纖維為原料製成)可以按照客戶的需求量身訂製，其材料特性可以調整到以其製成的產品能夠讓所形成的氣溶膠的最細微粒通過。例如從DunlopEquipment,www.dunlop-equipment.com公司可以購得一種適當的泡沫材料。這家公司提供產品名稱為Retimet®(Grade 80)的Ni泡沫及NiCr泡沫，其孔隙率為90-95%，氣孔直徑約為300μm(圓盤形，最大厚度不超過15mm)。根據該公司代表的口頭告知，他們還可以提供比這個氣孔直徑更小一些的泡沫材料。另外還可以對金屬泡沫進行滾壓處理，使其變得更緊密。可以用雷射切割或線切割對所形成的圓片進一步加工。Ni泡沫及NiCr泡沫的特徵是強度大及耐高溫且抗氧化性強。這些特性指出，在吸入器組件2的使用期限結束時值得將相對較貴的金屬泡沫加以回收及再利用。如果液態材料18含有尼古丁，則原則上在將吸入器組件2賣給消費者時應收取適當的押金。以確保受尼古丁污染的冷卻器34、海綿25a，25b、以及液體容器18在使用過後大多數都會以合乎環保要求的方式被清除及再處理。
加熱週期快結束時，電路7會使開關7a停止作用數秒鐘。例如此時發光二極體會被點亮，以告知使用者關開被暫停作用， 這樣做有其必要性，因為可以讓複合體有時間可以冷卻，並讓燈芯可以重新吸足液態材料17。複合體10及/或燈芯的毛細作用產生液體的輸送。燈芯經由複合體的尾端段10a，10b從第一毛細間隙段落16a(見第4b/4f圖及第11圖)吸入液態材料17。因此燈芯從兩邊被浸潤。從第一毛細間隙段落16a吸取液態材料18會在毛細間隙16內感應生成一個毛細壓力，這個毛細壓力會反作用在液體容器18上。毛細壓力使液態材料17能夠從液體容器18經由細縫形進料孔20補注到第二毛細間隙段落16b(見第4a圖中的箭頭)。液態材料17從該處經由第三毛細間隙段落16c流入第一毛細間隙段落16a，並在該處取代被吸取的液體量。如果毛細管流在毛細間隙系統內的多個位置受阻，在這多數的情況下，毛細管流也能夠在受阻位置附近找到替代路徑。
在吸入器組件2的一個反過來的使用位置(濾嘴4朝下)，毛細間隙16與液體容器18內的液態材料17失去毛細連結，原因是由於浮力的關係，一個始終存在於液體容器18內的氣墊35不在任何位置都會向上升，因此在反過來的使用位置會跑到進料孔20的範圍。但是在這種情況下仍可使用吸入器，至少仍可吸入一定次數，這是因為在伸展的毛細間隙系統16內有緩衝儲存足夠的液態材料17。
最後還要揭示液態材料18的一種含尼古丁的調劑，並將這種調劑的原型蒸發(見表1)。因此形成及供應的冷凝氣溶膠不論是從藥理學、藥效學或感覺器官的角度來看，都與吸傳統的香煙非常近似。所列出的所有的成分都會在吸香煙時出現。
此處要指出的是，本發明並不受限於以上描述之具有一或多個扁平形複合體10的實施例。也可以將複合體製作成直線形或絲線形。此外複合體能夠以任何方式彼此電接通。此外，複合體也可以用任意方式彼此電接通。本發明還包括可以將液體容器18與外殼3分開的裝置，這樣當液體容器18變空的時候，就可以換上另一個液體容器。
3‧‧‧外殼
4‧‧‧濾嘴
10‧‧‧複合體
12‧‧‧缺口
15‧‧‧空隙
17‧‧‧支撐角材
18‧‧‧液態材料
19‧‧‧液體容器
26‧‧‧空氣體積，氣墊
28‧‧‧小室
32‧‧‧吸氣管
34‧‧‧扼流器
36‧‧‧冷卻器

Claims (9)

  1. 一種吸入器組件，其作用是透過蒸發液態材料(17)及必要時將所產生的蒸汽冷凝，以形成蒸汽-空氣混合物及/或冷凝氣溶膠，此種吸入器組件具有：一外殼(3)；一電加熱元件，其作用是將一液態材料蒸發；一具有毛細結構的燈芯，該燈芯與該加熱元件構成一複合體(10)，並主動供應該液態材料(17)給該加熱元件；一承載板(11)，而且最好是印刷電路板，其作用是承載該複合體(10)，並讓該加熱元件在其上形成電接觸；一至少部分由該承載板(11)構成的一毛細間隙(16)，其作用是主動供應該液態材料(17)給該複合體(10)，其中該燈芯的一尾端伸入該毛細間隙(16)；其特徵為：該承載板(11)的一正面(11a)及一背面(11b)至少有部分段落構成該毛細間隙(16)的一分界壁。
  2. 如申請專利範圍第1項的吸入器組件，其中：一承載板邊緣(11c)也至少有部分段落構成該毛細間隙(16)的一分界壁。
  3. 如申請專利範圍第2項的吸入器組件，其中：該毛細間隙(16)至少將該承載板的邊緣(11c)部分圍繞住。
  4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項的吸入器組件，其中：50%以上的該承載板的表面構成該毛細間隙(16)的分界壁。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項的吸入器組件，其中：該毛細間隙(16)至少有部分段落是由該承載板(11)及該外殼(3)的一相鄰的外殼壁(3a)構成。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項的吸入器組件，具有一裝 有該液態材料(17)的液體容器(18)，該毛細間隙(16)從該液體容器(18)吸入該液態材料(17)，其中：該毛細間隙(16)至少有部分段落是由該承載板(11)及該液體容器(18)的一相鄰的壁面(18a)構成。
  7. 如申請專利範圍第6項的吸入器組件，其中：該毛細間隙(16)經由該液體容器(18)的一壁面(18a)內的一進料孔(20)與該液體容器(18)內的該液態材料(17)聯繫，其中該液體容器(18)的壁面(18a)在該進料孔(20)的邊緣形成一凸肩(21)，該承載板(11)的邊緣(11c)與該凸肩(21)鄰接。
  8. 如申請專利範圍第6項的吸入器組件，其中：該毛細間隙(16)經由該液體容器(18)的壁面(18a)內的一進料孔(20)與該液體容器(18)內的該液態材料(17)聯繫，其中該液體容器(18)的壁面(18a)在該進料孔(20)的邊緣形成一凸肩(21)，該承載板(11)的正面(11a)或背面(11b)安放在該凸肩(21)上。
  9. 一種吸入器，具有如申請專利範圍第1項至第8項中任一項的吸入器組件(2)。
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