WO2005079997A1 - Zerstäuber - Google Patents

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WO2005079997A1
WO2005079997A1 PCT/EP2005/001947 EP2005001947W WO2005079997A1 WO 2005079997 A1 WO2005079997 A1 WO 2005079997A1 EP 2005001947 W EP2005001947 W EP 2005001947W WO 2005079997 A1 WO2005079997 A1 WO 2005079997A1
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WO
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atomizer
mouthpiece
supply air
valve
atomizer according
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PCT/EP2005/001947
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French (fr)
Inventor
Gilbert Wuttke
Hubert Kunze
Original Assignee
Boehringer Ingelheim International Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0012—Apparatus for achieving spraying before discharge from the apparatus
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    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M11/00—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes
    • A61M11/006—Sprayers or atomisers specially adapted for therapeutic purposes operated by applying mechanical pressure to the liquid to be sprayed or atomised
    • A61M11/007—Syringe-type or piston-type sprayers or atomisers
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    • A61M2016/0021—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure inhalation detectors electrical with a proportional output signal, e.g. from a thermistor
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    • A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0039—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the inspiratory circuit
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    • B05B11/00—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use
    • B05B11/01—Single-unit hand-held apparatus in which flow of contents is produced by the muscular force of the operator at the moment of use characterised by the means producing the flow
    • B05B11/10—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle
    • B05B11/109—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle the dispensing stroke being affected by the stored energy of a spring
    • B05B11/1091—Pump arrangements for transferring the contents from the container to a pump chamber by a sucking effect and forcing the contents out through the dispensing nozzle the dispensing stroke being affected by the stored energy of a spring being first hold in a loaded state by locking means or the like, then released

Definitions

  • the present invention relates to an atomizer according to the preamble of claim 1 and a mouthpiece for an atomizer or other inhaler.
  • the starting point of the present invention is an atomizer offered under the trade name "Respimat" in the form of an inhaler, as in the basic principle in WO 91/14468 AI and in a specific embodiment in WO 97/12687 AI (FIGS. 6a, 6b) and in FIG 1 and 2 of the accompanying drawing.
  • the atomizer As a reservoir for a fluid to be atomized, the atomizer has an insertable container with the fluid and a pressure generator with a drive spring for conveying and atomizing the fluid.
  • the disclosure there preferably relates to an atomizer with a spring pressure of 5 to 60 MPa, preferably 10 to 50 Pa to the fluid, with a fluid volume of 10 to 50 ⁇ l, preferably 10 to 20 ⁇ l, preferably 10 to 20 ⁇ l, most preferably about 15 ul.
  • the fluid is transferred into an aerosol, the droplets of which have an aerodynamic diameter of up to 20 ⁇ m, preferably 3 to 10 ⁇ m.
  • the disclosure there preferably relates to an atomizer with a cylinder-like shape and a size of approximately 9 cm to approximately 15 cm in length and approximately 2 cm to approximately 5 cm in width and of a jet jet fan of 20 ° to 160 ° , preferably from 80 ° to 100 °.
  • a jet jet fan of 20 ° to 160 ° , preferably from 80 ° to 100 °.
  • Such values also apply to the atomizer according to the teaching of the invention as particularly preferred values.
  • the drive spring By rotating an actuating part in the form of a lower housing part of the atomizer, the drive spring can be tensioned and fluid can be sucked into a pressure chamber of the pressure generator. After manual actuation of a locking element, the fluid in the pressure chamber is pressurized by the drive spring and is dispensed as an aerosol into a mouthpiece without a propellant gas or the like via a nozzle.
  • the speed of the aerosol cloud is very low, so that the aerosol cloud is almost in the mouthpiece.
  • a user should then inhale the generated aerosol slowly over a long period of time, for example 10 s or more.
  • the mouthpiece has at least one supply air opening through which the user sucks in air from the environment together with the aerosol generated when inhaling. This ensures that the air flow required for inhalation is built up from supplied air and aerosol and that the volume of aerosol required for the inhalation process is available.
  • the present invention has for its object to provide an atomizer and a mouthpiece with improved operator safety, so that it is ensured that the aerosol can be inhaled or inhaled safely even if a user has coordination difficulties between operating the atomizer and inhaling.
  • a basic idea of the present invention is that the atomizer or the mouthpiece has a valve device which is assigned to the supply air opening or the supply air openings, so that a backflow - ie blowing out - can be blocked through the supply air opening or supply air openings. In this way, it is possible in a cost-effective and effective manner to prevent a user from exhaling to an undesired discharge of the atomized fluid or aerosol from the mouthpiece through the supply air opening or supply air openings into the environment.
  • the valve device provided preferably leads to an overpressure when the user (undesired) exhales into the mouthpiece, which indicates to the user that it has been operated incorrectly in order to encourage the user to inhale exclusively when using the atomizer in the future.
  • inhaling can be continued after an accidental, premature exhalation, since the atomized fluid or aerosol still present in the mouthpiece can be inhaled further.
  • the solution shown is not only applicable to the atomizer or inhaler of the Respimat type described above, but to any type of inhaler in which an aerosol produced must be supplied with air from the environment via a mouthpiece with supply air openings in order to do this for to achieve the necessary inhalation volume for the user.
  • the invention is preferably used in devices of the Respimat type.
  • atomizers in which propellant-free aqueous or alcoholic solutions are atomized with active substances are particularly suitable.
  • the invention can also be used with conventional propellant-operated atomizers or inhalers, in particular so-called MDIs (metered dose inhalers), and other atomizers.
  • a sensor is assigned to the valve device in order to detect an opening or closing or a movement of a valve element of the valve device. Correct use of the nebulizer - for example a sufficiently long and / or strong inhalation - can thus be detected.
  • the atomizer preferably has a corresponding monitoring device or the like.
  • Figure 1 is a schematic section of a known atomizer in the untensioned state.
  • FIG. 2 shows a schematic section of the known atomizer rotated by 90 ° with respect to FIG.
  • FIG. 3 shows a partial, schematic sectional illustration of a mouthpiece of a proposed atomizer according to a first embodiment with a valve device in the closed state; 4 shows a detail of FIG. 3 along the dashed line in an enlarged representation;
  • FIG. 5 shows a sectional illustration of the valve device according to FIG. 3 in the open state
  • FIG. 6 shows a detail of FIG. 5 along the dashed line in an enlarged representation
  • Fig. 7 is a partial, schematic sectional view of a mouthpiece of a proposed atomizer according to a second embodiment with a valve device in the closed state;
  • FIG. 8 shows a sectional illustration of the valve device according to FIG. 7 in the open state
  • FIG. 9 is a sectional, schematic sectional view of a mouthpiece of a proposed atomizer according to a third embodiment with a valve device in the closed state;
  • FIG. 10 shows a sectional illustration of the valve device according to FIG. 9 in the open state
  • FIG. 11 shows a sectional illustration corresponding to FIG. 9 of a valve device according to a fourth embodiment in the closed state
  • FIG. 12 shows a sectional illustration of the valve device according to FIG. 11 in the open state
  • FIG. 13 shows a sectional illustration corresponding to FIG. 9 of a valve device according to a fifth embodiment in the closed state; 14 shows a detail of FIG. 13 along the dashed line in an enlarged representation;
  • FIG. 15 shows a sectional illustration of the valve device according to FIG. 13 in the open state
  • FIG. 16 shows a detail of FIG. 15 along the dashed line in an enlarged representation
  • FIG. 17 is a partial, schematic sectional view of a mouthpiece of a proposed atomizer according to a sixth embodiment with a valve device in the closed state;
  • FIG. 18 shows a top view of the atomizer according to FIG. 17;
  • FIG. 19 shows a sectional illustration of the valve device according to FIG. 17 in the open state
  • FIG. 20 shows a top view of the atomizer according to FIG. 19;
  • FIG. 21 shows a piece of material for forming valve elements of the valve device according to the sixth embodiment
  • FIG. 22 shows a schematic sectional illustration of a proposed atomizer according to a seventh embodiment with a valve device in the open state and with an assigned sensor;
  • FIG. 23 shows a partial, schematic sectional illustration of a mouthpiece of a proposed atomizer according to an eighth embodiment with a valve device in the closed state;
  • FIG. 24 is a sectional view according to FIG. 23 with the valve device open; and 25 is a plan view of the valve element of the valve device according to FIG. 23.
  • FIG. 1 and 2 show a known atomizer 1 for atomizing a fluid 2, in particular a highly effective medicament or the like, in a schematic illustration in the untensioned state (FIG. 1) and in the tensioned state (FIG. 2).
  • the atomizer 1 is designed in particular as a portable inhaler and preferably works without a propellant.
  • an aerosol is formed which can be inhaled or inhaled by a user (not shown). Inhalation usually takes place at least once a day, in particular several times a day, preferably at predetermined time intervals.
  • the atomizer 1 has an insertable and preferably exchangeable container 3 with the fluid 2, which forms a reservoir for the fluid 2 to be atomized.
  • the container 3 preferably contains a sufficient amount of fluid 2 which contains sufficient amounts of the active ingredient formulations, for example, to be able to provide up to 100 dosing units.
  • the container 3 is essentially cylindrical or cartridge-like and can be inserted into the atomizer 1 from below, after opening, and, if necessary, exchanged. It is preferably rigid, in particular with the fluid 2 being received in a collapsible bag 4 in the container 3.
  • the atomizer 1 also has a pressure generator 5 for conveying and atomizing the fluid 2, in particular in each case in a predetermined, possibly a adjustable dosage amount.
  • the pressure generator 5 has a holder 6 for the container 3, an associated drive spring 7, only partially shown, with a locking element 8 which can be actuated manually for unlocking, a delivery pipe 9 with a check valve 10, a pressure chamber 11 and a discharge nozzle 12 in the region of a mouthpiece 13 on.
  • the container 3 is fixed via the holder 6 in the atomizer 1 so that the delivery pipe 9 is immersed in the container 3.
  • the bracket 6 can be designed such that the container 3 can be replaced.
  • the holder 6 with the container 3 and the delivery pipe 9 is moved downward in the illustrations and fluid 2 is sucked out of the container 3 into the pressure chamber 11 of the pressure generator 5 via the check valve 10. Since the discharge nozzle 12 has a very small flow cross-section and is designed in particular as a capillary, the throttling effect is so strong that even without a non-return valve, suction of air is reliably ruled out at this point.
  • the fluid 2 is pressurized in the pressure chamber 11, in which the delivery tube 9 with its check valve 10, which is now closed, is moved up again by relaxing the drive spring 7 and now serves as a pressure stamp.
  • This pressure drives the fluid 2 through the discharge nozzle 12, where it is atomized into an aerosol 14.
  • a user can inhale the aerosol 14, with supply air being able to be sucked into the mouthpiece 13 via at least one supply air opening 15.
  • the atomizer 1 has an upper housing part 16 and an inner part 17 which can be rotated by comparison, with an upper part 17a and a lower part 17b, an inner part 17, in particular a manually operable housing part 18, preferably being detachably fastened, in particular plugged, by means of a holding element 19 ,
  • the housing part 18 can be detached from the atomizer 1.
  • the housing part 18 can be rotated against the housing part 16, taking the lower part 17b of the inner part 17 in the illustration.
  • the drive spring 7 is tensioned in the axial direction via a gear, not shown, acting on the holder 6.
  • the container 3 With the clamping, the container 3 is moved axially downwards until the container 3 assumes an end position indicated in FIG. 2. In this state, the drive spring 7 is tensioned.
  • the container 3 is moved back into its starting position by the drive spring 7. The container 3 thus performs a lifting movement during the tensioning process and during the atomization process.
  • the housing part 18 preferably forms a cap-like housing lower part and encompasses or engages over a lower free end region of the container 3.
  • the container 3 moves (further) with its end region into the housing part 18 or towards its front end, whereby an axially acting spring 20 arranged in the housing part 18 comes to rest on the container bottom 21 and pierces the container 3 or a bottom-side seal with a piercing element 22 during the first installation for ventilation.
  • the atomizer 1 has a monitoring device 23, which counts actuations of the atomizer 1, preferably by detecting a rotation of the inner part 17 relative to the upper housing part 16.
  • FIG. 3 to 6 show a schematic, only partial sectional view of a proposed atomizer 1 with a valve device 24 according to a first embodiment.
  • Fig. 3 shows the valve device 24 in the closed state.
  • Fig. 4 shows a section of Fig. 3 along the dashed line.
  • 5 shows the valve device 24 in the open state.
  • FIG. 6 shows a section of FIG. 5 along the dashed line.
  • the valve device 24 allows a supply air flow 25, as indicated by the corresponding arrows in FIGS. 5 and 6, through the supply air openings 15 into the mouthpiece 13 when inhaling, that is to say inhalation, by a user of the atomizer 1 (not shown).
  • the user takes this the mouthpiece 13 into its mouth and should inhale as evenly and slowly as possible - preferably for several seconds, in particular about 10 seconds or more - and thereby inhale the atomized fluid 2 or aerosol 14.
  • the supply air is thus also inhaled, but does not serve to atomize the fluid 2 or to produce the aerosol 14.
  • the latter is done separately or independently, preferably without propellant gas, by the pressure generator 5, as already explained above.
  • valve device 24 is arranged in the mouthpiece 13 and preferably laterally next to the discharge nozzle 12 for the fluid 2 or aerosol 14.
  • the valve device 24 can also be arranged on the outside of the mouthpiece 13 or can be assigned to it in another way. An arrangement on the outside would have the advantage that the valve device 24 is not directly exposed to the aerosol mist in the mouthpiece 13, as a result of which contamination of the valve device 24 can be prevented.
  • the valve device 24 is preferably inserted into the mouthpiece 13 in particular as a structural unit or assembly. Subsequent installation, ie retrofitting, is preferably made possible.
  • valve device 24 is firmly attached to the atomizer 1, in particular the mouthpiece 13, in particular integrally molded, molded, glued or the like.
  • the valve device 24 is exchangeable together with the mouthpiece 13 according to a variant not shown.
  • the mouthpiece 13 is preferably formed in one piece with the atomizer 1, in particular its upper housing part 16, or is formed by the latter.
  • the valve device 24 is designed and assigned to the supply air openings 15 in such a way that a backflow through the supply air openings 15 - i.e. an air flow from the mouthpiece 13 through the supply air openings 15 into the environment (counter to the supply air flow 15), which can be generated in particular by the user exhaling - In particular, can be locked automatically or automatically. This prevents an unwanted discharge of the atomized fluid 2 or aerosol 14 through the supply air openings 15 into the environment by exhaling the user.
  • valve device 24 preferably ensures that, when the mouthpiece 13 is attached, it is only possible to inhale through the mouth of the user (not shown) or via the mouthpiece 13, so that the atomized fluid 2 or aerosol 14 is more likely or more certain is inhaled by the user. In this way, significantly improved operating safety can be achieved.
  • the valve device 24 is preferably designed such that it works at least substantially independently of the spatial orientation of the atomizer 1.
  • the valve device 24 can, if necessary, work electrically, magnetically, pneumatically or in some other way.
  • the valve device 24 preferably works exclusively mechanically, as explained in more detail below with reference to the preferred embodiments.
  • the valve device 24 has a preferably plate-like seat element 26 with passage openings 27 and a movable, preferably likewise plate-like valve element 28.
  • the seat element 26 is preferably formed in one piece and inserted or installed in the mouthpiece 13 in such a way that it seals the connection to the supply air openings 15 in such a way that supply air can only flow into the mouthpiece 13 through the passage openings 27.
  • the movable valve element 28 is assigned to the seat element 26 or the passage openings 27 in such a way that it closes the passage openings 27 in the closed position shown in FIGS. 3 and 4 in such a way that a backflow in the sense explained above is prevented.
  • the seat element 26 and the valve element 28 thus together form at least one valve 29, in particular a check valve or one-way valve.
  • the valve 29 can also be constructed in any other suitable manner.
  • a common seat element 26 and a common valve element 28 are provided for several, in particular all, supply air openings 15.
  • separate seat elements 26, separate valve elements 28 or independently working valves 29 can also be assigned to the supply air openings 15, as explained on the basis of further embodiments.
  • valve element 28 is movable in the longitudinal direction of the atomizer 1 and / or at least essentially in the direction of the supply air flow 25.
  • valve element 28 is prestressed into the closed position, in particular by spring force, in the example shown by springs 30, preferably coil springs.
  • springs 30 preferably coil springs.
  • other suitable springs or prestressing means can also be used instead.
  • valve element 28 can also be biased into the closed position by its own elasticity and / or gravity.
  • valve element 28 can - depending on requirements - also be biased into the open position and / or have two stable positions, in particular on the one hand in the closed position and on the other hand in the open position.
  • valve element 28 preferably has rod-like, in particular integrally molded guide elements 31, which serve both to move and hold the valve element 28 on the atomizer 1, in particular on the seat element 26, and to guide or hold the associated springs 30.
  • the valve device 24 is preferably designed such that the valve device 24 is opened as easily as possible in order to allow unhindered inhalation or inhalation.
  • the supply air flow 25 is therefore not obstructed if possible.
  • the valve element 28 is preferably easy to move and the spring force acting in the closed position in the first embodiment is as low as possible.
  • the supply air flow 25 can at least largely be unhindered through the supply air openings 15 and then through the passage openings 27 into the mouthpiece 13 when the user, not shown, inhales or inhales stream.
  • FIG. 7 and 8 show a second embodiment of the proposed atomizer 1 and the proposed valve device 24.
  • the valve device 24 is closed. 8, the valve device 24 is open.
  • valve elements 28 or valves 29 are assigned to the supply air openings 15.
  • the valve elements 28 are designed like flaps or tongues and are preferably pivotable.
  • the valve elements 28 interact with separate seat elements 26 or directly with the correspondingly shaped inner wall of the mouthpiece 13 to form the valves 29.
  • valve elements 28 can, if necessary, be biased into the open position. This enables the user to inhale or inhale freely. However, if the user exhales into the mouthpiece 13, the valve elements 28 are closed, at least essentially without delay, by the backflow that arises in the process. sen, whereby the reverse flow is blocked.
  • the spring force acting in the open position is chosen to be correspondingly low.
  • valve elements 28 can also be biased into the closed position in the second embodiment in accordance with the first embodiment.
  • FIG. 9 and 10 show a third embodiment of the proposed atomizer 1 and the proposed valve device 24.
  • FIG. 9 shows the valve device 24 in the closed state.
  • 10 shows the valve device 24 in the open state.
  • a plurality of separate or independently working valve elements 28 or valves 29 are again preferably provided, in particular assigned to the supply air openings 15.
  • valve elements 28 are also plate-like or tappet-like.
  • the valve elements 28 are preferably guided in a common seat element 26 in accordance with the first embodiment.
  • valve elements 28 or valves 29 are in turn preferably biased into the closed position by springs 30, in particular helical springs.
  • each valve element 28 preferably has a guide element 31, which in turn - in accordance with the first embodiment - serves on the one hand to guide and hold the valve element 28 preferably on the seat element 26 and on the other hand to guide or hold the associated spring 30.
  • FIG. 11 and 12 show a fourth embodiment of the proposed atomizer 1 and the proposed valve device 24.
  • FIG. 11 shows the valve device 24 in the closed state.
  • 12 shows the valve device 24 in the open state.
  • the fifth embodiment corresponds essentially to the fourth embodiment. Only the springs 30 have been omitted.
  • the valve elements 28 can therefore be moved freely or very easily, in particular not pretensioned by spring force. However, in the arrangement shown and assuming that the atomizer 1 is at least substantially vertically aligned during use, the valve elements 28 can assume a preferred position, namely the closed position, due to gravity.
  • FIG. 13 to 16 show a fifth embodiment of the proposed atomizer 1 or the proposed valve device 24.
  • FIG. 13 shows the valve device 24 in the closed state.
  • FIG. 14 shows a section of FIG. 13 along the dashed line.
  • 15 shows the valve device 24 in the open state.
  • FIG. 16 shows a section of FIG. 15 along the dashed line.
  • the fifth embodiment largely corresponds to the third embodiment, with the spring arrangement having essentially been changed.
  • the springs 30 are preferably again designed as helical springs, in particular as compression springs.
  • the springs 30 are arranged on the side of the seat element 26 facing away from the supply air openings 15, the plates 32 of the valve elements 28 having a suitable recess 33, which in the illustration is annular, for receiving the associated spring 30.
  • valve elements 28 or valves 29 are therefore preferably biased into the open position.
  • the corresponding explanations apply as in the second embodiment.
  • FIGS. 17 to 21 show a sixth embodiment of the proposed atomizer 1 and the proposed valve device 24.
  • FIGS. 17 and 18 show the valve device 24 in the closed state.
  • 19 and 20 show the valve device 24 in the open state.
  • 21 shows a development or a material back 34 which forms the valve elements 28 of the valve device 24 according to the sixth embodiment.
  • the valve elements 28 are designed here to be elastic or flexible. Because of their inherent elasticity, the valve elements 28, which are preferably tongue-like or lobe-like, assume the closed position as the preferred position in the sixth embodiment, that is to say, the supply air openings 15 close.
  • valve elements 28 When inhaling or inhaling, the valve elements 28 are moved or pivoted inward, as indicated in particular in FIG. 19. The supply air openings 15 are thus released, and supply air can flow into the mouthpiece 13.
  • valve elements 28 are preferably formed from the common piece of material 34, in particular from foil or another suitable material. However, the valve elements 28 can also be formed from separate material gaps 34.
  • the top view according to FIG. 18 illustrates the closed state.
  • the valve elements 28 lie flat, that is, they cannot be seen in the plan view.
  • valve elements 28 are shown in the open state and accordingly folded or pivoted inwards.
  • FIGS. 18 and 20 illustrate that the valve device 24 or the material piece 34 can be inserted into the mouth piece 13 all around the inside or at least essentially flat. This allows simple and therefore inexpensive assembly and, in particular, retrofitting of the atomizer 1.
  • valve device 24 or the valve 29 can be designed in such a way that the valve element 28 can only be moved by gravity and / or the supply air flow 25 or an opposite air flow and the associated supply air openings 15 can thereby be released or blocked.
  • the valve element 28 can be designed as a loose sealing element or a loose sealing disk, which, for example, adjoins the supply air opening 15. closing supply air duct or the like or is arranged correspondingly movable in the mouthpiece 13.
  • valve element 28 cannot be moved or moved as far away from its assigned supply air opening 15 as it is inhaled from the supply air opening 15, so that when exhaling into the Mouthpiece 13, an initial backflow immediately leads to the valve element 28 closing the associated supply air opening 15 and thereby blocking the undesired backflow.
  • An essential aspect of the present invention is that the atomization of the fluid 2 or the generation of the aerosol 14 takes place independently of the supply air flow 25.
  • the aerosol 14 can also first be dispensed into another receiving space of the atomizer 1 and then transported by inhalation or inhalation through the supply air flow 25 to the actual mouthpiece 13 and inhaled through it.
  • the term “mouthpiece” should preferably also be understood in a broader sense in that it has such a receiving or collecting space for aerosol 14 produced, to which supply air can be supplied via supply air openings 15 and to which a preferably tubular section is connected which is then actually put in the mouth by the user for inhalation or inhalation.
  • the atomizer 1 has a sensor 35 which is assigned to the valve device 24, in particular the movable valve element 28 or at least one valve 29.
  • the sensor 35 serves to detect the open position, the closed position and / or a movement of the valve device 24, in particular the valve element 28.
  • the sensor 35 thus serves to detect movements or at least one position of the valve element 28, this being done mechanically, optically, electrically, inductively, capacitively and / or otherwise without contact.
  • the sensor 35 is designed as a microswitch or reed contact.
  • the senor 35 is arranged in the immediate vicinity or adjacent to the valve element 28 and / or in the mouthpiece 13.
  • the supply air flow 25 is preferably indirectly detected by means of the sensor 35, in that the opening of the valve device 24, at least the opening of at least one valve element 28 or valve 29, can be detected. An actual inhalation of the aerosol 14 generated with the atomizer 1 can thus be detected.
  • a so-called flow sensor can also be provided for the direct detection of an air flow and, in particular, can be arranged adjacent to the supply air openings 15.
  • the monitoring device 23 is preferably arranged in the housing part 18 and / or configured such that it can detect and evaluate signals from the sensor 35.
  • the monitoring device 23 preferably operates electrically, the sensor 35 preferably being connected electrically or wirelessly to the monitoring device 23.
  • the detection of an actual inhalation of the fluid 2 or aerosol 14, which is possible by means of the sensor 35, can be evaluated by the monitoring device 23 to determine whether inhalation is sufficiently long, the inhalation time being able to be stored and / or displayed as required. Furthermore, this actual inhalation, especially in combination nation with an actual atomization or lifting movement of the container 3 as actuation or use of the atomizer 1 can be detected and counted, displayed and / or stored.
  • the monitoring device 23 can also be provided independently of the sensor 35 and - depending on the need - can work, for example, mechanically or electrically or electronically.
  • the proposed atomizer 1 is preferably designed to use a liquid as the fluid 2, which is atomized.
  • the present invention relates generally to inhalers 1 which produce a practically standing aerosol cloud or an aerosol cloud with such a low exit speed that the spread of the aerosol cloud practically comes to a standstill after a few centimeters.
  • the exit speed or at least the initial spreading speed of the Aerosol cloud is preferably about 5 to 20 m / min, in particular essentially 10 to 15 m / min and very preferably about 12.5 m / min.
  • the supply air flow 25 is required to absorb the aerosol 14 by inhalation.
  • a small supply air flow 25 is preferably sufficient to absorb the aerosol 14 by inhalation.
  • the valve device 24 or its valve element 28 or the valve 29 is relatively easy to move and can be closed with a particularly low force.
  • the closing force is preferably only a few cN or less.
  • the closing force is less than 1 cN, very preferably less than 0.5 cN.
  • the closing force can be particularly in the case of the flap-like Formation result solely from its own weight, from its own elasticity and / or from the spring preload, that is to say in particular from the spring 30.
  • the spring force is preferably only a few cN, in particular a maximum of 1 cN, very preferably a maximum of 0.5 cN or less.
  • FIG. 23 and 24 additionally show an eighth embodiment of the proposed atomizer 1 and the proposed valve device 24.
  • FIG. 23 shows the valve device 24 in the closed state.
  • 24 shows the valve device 24 in the open state.
  • FIG. 25 shows in a top view the valve element 28, which is expensive or plate-like here.
  • the valve element 28 here is in particular rigid or rigid. In the eighth embodiment, it has a central recess or opening which is adapted such that it can be penetrated by the central projection with the discharge nozzle 12 at least when the valve device 24 is closed, as indicated in FIG. 23.
  • the inner contour is therefore adapted with the required play to the projection carrying the discharge nozzle 12 or other parts of the atomizer 1 within the mouthpiece 13.
  • the outer contour of the valve element 28 is adapted to the inner contour of the mouthpiece 13 and has an elliptical shape in the example shown.
  • an inner O-ring 36 and an outer O-ring 37 which are arranged concentrically around or below the discharge nozzle 12 in the illustrated example, form a sealing valve seat for the valve element 28 when the valve device 24 is closed
  • Valve element 28 by its own weight on the O-rings 36, 37 or other suitable seals in order to be able to prevent an undesired backflow through the supply air openings 15 (in the closed state).
  • valve element 28 When inhaling, the valve element 28 is raised by the negative pressure, as indicated in FIG. 24, whereby the valve device 24 or the valve 29 formed by the valve element 28 is opened.
  • the supply air flow 25 can then flow into the mouthpiece 13, in particular between that at Representative example flow through the central projection, which includes the discharge nozzle 12, and the central recess of the valve element 28.
  • the O-rings 36, 37 are held on suitable ring shoulders, shoulders or the like in the atomizer 1 or mouthpiece 13.
  • suitable ring shoulders, shoulders or the like are also possible here, especially when using other suitable seals.
  • the atomizer 1 in the eighth embodiment preferably has an insert 38 or the like within the mouthpiece 13, as indicated in FIGS. 23 and 24.
  • This insert 38 can, if necessary, be circumferential and is particularly adapted to the preferably elliptical inner contour of the mouthpiece 13.
  • the insert 38 is injection molded, for example in the so-called 2-component process, that is to say in a 2-component injection molding process.
  • other constructive solutions are also possible here.
  • valve element 28 within the mouthpiece 13 and the mass of the valve element 28 are adapted such that the desired smoothness of the valve device 24 or the valve 29 is achieved.
  • the absorption of an active ingredient by inhalation in the proposed atomizer 1 is preferably carried out with only one breath.
  • the atomizer 1 is designed accordingly.
  • the atomizer 1 can generate a sufficiently high droplet or aerosol density and thus active ingredient density.
  • the valve device 24 provided for preventing a backflow through the supply air openings 15 is particularly important in order to avoid the risk that the entire amount of active substance can be blown out unintentionally if a user exhales or the like.
  • the proposed atomizer 1 is preferably designed to be portable, in particular it is a mobile hand-held device.
  • the fluid 2 is preferably a liquid, as already mentioned, in particular an aqueous pharmaceutical formulation. However, it can also be another pharmaceutical formulation, a suspension or the like.
  • the fluid 2 can also be particles or powder.
  • another feed device in particular a discharge opening (not shown) or a feed channel (not shown), is provided for feeding the fluid 2 or powder or the like into the mouthpiece 13.
  • the optional supply air opening 15 then serves to supply ambient air, preferably in parallel, in order to generate or enable an air flow with sufficient volume for inhalation or inhalation in the mouthpiece 13.
  • the supply device in particular the discharge opening or the discharge nozzle 12, is designed separately from the supply air opening 15 or another channel for supplying ambient air.
  • the fluid 2 or of powder or the like optionally together with conveying gas, propellant gas, transport air or the like, on the one hand, and of ambient air on the other hand to produce an air flow with a sufficient volume.
  • this feed can also take place together or together, in particular by means of a common opening (not shown) into the mouthpiece 13.
  • the discharge nozzle 12 can be integrated into the supply air opening 15 or vice versa.
  • the valve device 24 can be assigned to the supply air opening 15 and / or the discharge opening or the feed channel in the aforementioned embodiment variants in order to avoid an undesired backflow.
  • the valve device 24 is preferably designed like a flap and / or as a check valve.
  • the fluid 2 can also be atomized by means of a propellant gas if necessary.
  • the proposed valve device 24 can accordingly also be used in atomizers or inhalers operated with propellant gas.
  • valve device 24 or the mouthpiece 13 provided with it can be used not only with the atomizer 1 described in detail here but also with other atomizers or inhalers, for example powder inhalers or so-called “metered dose inhalers”.

Abstract

Es wird ein Zerstäuber (1) für ein Fluid (2), insbesondere zur medizinischen Aerosol­-Therapie vorgeschlagen. Um eine einfache Bedienung zu ermöglichen, weist der Zerstäuber eine Ventileinrichtung (24) auf, so daß Zuluftöffnungen (15) in einem Mundstück (13) sperrbar sind.

Description

Zerstäuber
Der vorliegende Erfindung betrifft einen Zerstäuber gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Mundstück für einen Zerstäuber oder sonstigen In- halator.
Ausgangspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein unter dem Handelsnamen "Respimat" angebotener Zerstäuber in Form eines Inhalators, wie im Grundprinzip in der WO 91/14468 AI und in konkreter Ausgestaltung in der WO 97/12687 AI (Fig. 6a, 6b) sowie in Fig. 1 und 2 der anliegenden Zeichnung dargestellt. Der Zerstäuber weist als Reservoir für ein zu zerstäubendes Fluid einen einsetzbaren Behälter mit dem Fluid und einen Druckerzeuger mit einer Antriebsfeder zur Förderung und Zerstäubung des Fluids auf.
Zur Vervollständigung der Offenbarung der vorliegenden Patentanmeldung wird vorsorglich auf den kompletten Offenbarungsgehalt sowohl der WO 91/14468 AI als auch der WO 97/12687 AI verwiesen. Generell bezieht sich die dortige Offenbarung bevorzugt auf einen Zerstäuber mit einem Federdruck von 5 bis 60 MPa, bevorzugt 10 bis 50 Pa auf das Fluid, mit pro Hub ausgebrachtem Fluid- Volumen von 10 bis 50 μl, bevorzugt 10 bis 20 μl, ganz bevorzugt etwa 15 μl. Dabei wird das Fluid in ein Aerosol überführt, dessen Tröpfchen einen aerodynamischen Durchmesser von bis zu 20 μm, bevorzugt 3 bis 10 μm, haben. Ferner bezieht sich die dortige Offenbarung bevorzugt auf einen Zerstäuber mit zylinderähnlicher Form und einer Größe von etwa 9 cm bis etwa 15 cm in der Länge und etwa 2 cm bis etwa 5 cm in der Breite sowie von einer Düsen-Strahlfächerung von 20° bis 160°, bevorzugt von 80° bis 100°. Derartige Werte gelten auch für den Zerstäuber nach der Lehre der Erfindung als besonders bevorzugte Werte.
Durch Drehen eines Betätigungsteils in Form eines Gehäuseunterteils des Zerstäubers ist die Antriebsfeder spannbar und Fluid in eine Druckkammer des Druckerzeugers saugbar. Nach manueller Betätigung eines Sperrelements wird das Fluid in der Druckkammer von der Antriebsfeder unter Druck gesetzt und ohne Treibgas od. dgl. über eine Düse in ein Mundstück als Aerosol aus- gegeben. Die Geschwindigkeit der Aerosolwolke ist dabei sehr niedrig, so daß die Aerosolwolke in dem Mundstück nahezu steht. Ein Benutzer soll dann das erzeugte Aerosol langsam über eine möglichst lange Zeitspanne von beispielsweise 10 s oder mehr inhalieren. Das Mundstück weist mindestens eine Zuluftöffnung auf, durch die der Benutzer beim Inhalieren zusammen mit dem erzeugten Aerosol Luft aus der Umgebung einsaugt. Dadurch wird gewährleistet, daß der für die Inhalation notwendige Luftstrom aus zugeführter Luft und Aerosol aufgebaut wird und daß das für den Inhalationsvorgang notwendige Volumen an Aerosol zur Verfügung steht.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zerstäuber und ein Mundstück mit verbesserter Bediensicherheit anzugeben, so daß gewährleistet wird, daß das Aerosol auch dann sicher eingeatmet bzw. inhaliert werden kann, wenn ein Benutzer Koordinationsschwierigkeiten zwischen dem Bedienen des Zerstäubers und dem Einatmen hat.
Die obige Aufgabe wird durch einen Zerstäuber gemäß Anspruch 1 oder ein Mundstück gemäß Anspruch 28 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine grundlegende Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Zerstäuber bzw. das Mundstück eine Ventileinrichtung aufweist, die der Zuluftöffnung bzw. den Zuluftöffnungen zugeordnet ist, so daß ein Rückstrom - also Ausblasen - durch die Zuluftöffnung bzw. Zuluftöffnungen sperrbar ist. So kann auf kostengünstige und wirkungsvolle Weise verhindert werden, daß ein Ausatmen eines Benutzers zu einem ungewollten Austrag des zerstäubten Fluids bzw. Aerosols aus dem Mundstück durch die Zuluftöffnung bzw. Zuluftöffnungen in die Umgebung erfolgt.
Die vorgesehene Ventileinrichtung führt vorzugsweise dazu, daß beim (uner- wünschten) Ausatmen des Benutzers in das Mundstück ein Überdruck entsteht, der dem Benutzer die Fehlbedienung anzeigt, um diesen anzuregen, zukünftig beim Gebrauch des Zerstäubers ausschließlich einzuatmen.
Des weiteren kann nach einem versehentlichen, vorzeitigen Ausatmen das In- halieren fortgesetzt werden, da das noch im Mundstück vorhandene, zerstäubte Fluid bzw. Aerosol weiter eingeatmet werden kann. Die dargestellte Lösung ist nicht nur auf den eingangs beschriebenen Zerstäuber bzw. Inhalator vom Respimat-Typ anwendbar, sondern auf jede Art von Inhalator, bei dem einem erzeugten Aerosol über ein Mundstück mit Zuluft- Öffnungen Luft aus der Umgebung zugeführt werden muß, um das für den Benutzer notwendige Inhalationsvolumen zu erreichen. Bevorzugt wird die Erfindung in Geräten vom Respimat-Typ eingesetzt. Neben dem eingangs detaillierter beschriebenen und bevorzugten Respimat selbst, kommen hierbei besonders auch Zerstäuber in Frage, bei denen treibgasfreie wäßrige oder al- koholische Lösungen mit Wirkstoffen zerstäubt werden. Daneben kann die Erfindung jedoch auch bei herkömmlichen treibgasbetriebenen Zerstäubern bzw. Inhalatoren, insbesondere sogenannten MDIs (metered dose inhalers), und anderen Zerstäubern verwendet werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist der Ventileinrichtung ein Sensor zugeordnet, um ein Öffnen bzw. Schließen oder eine Bewegung eines Ventilelements der Ventileinrichtung zu detektieren. So ist eine korrekte Benutzung des Zerstäubers - beispielsweise ein ausreichend langes und/oder starkes Inhalieren - erfaßbar. Vorzugsweise weist der Zerstäuber eine entspre- chende Uberwachungseinrichtung od. dgl. auf.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen anhand der Zeichnung. Es zeigt:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt eines bekannten Zerstäubers im ungespannten Zustand;
Fig. 2 einen schematischen, um 90° gegenüber Fig. 1 gedrehten Schnitt des bekannten Zerstäubers im gespannten Zustand;
Fig. 3 eine ausschnittsweise, schematische Schnittdarstellung eines Mundstücks eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers gemäß einer ersten Ausführungsform mit einer Ventileinrichtung im geschlos- senen Zustand; Fig. 4 einen Ausschnitt von Fig. 3 entlang der gestrichelten Linie in vergrößerter Darstellung;
Fig. 5 eine Schnittdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Fig. 3 im geöffneten Zustand;
Fig. 6 einen Ausschnitt von Fig. 5 entlang der gestrichelten Linie in vergrößerter Darstellung;
Fig. 7 eine ausschnittsweise, schematische Schnittdarstellung eines Mundstücks eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers gemäß einer zweiten Aus führungs form mit einer Ventileinrichtung im geschlossenen Zustand;
Fig. 8 eine Schnittdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Fig. 7 im geöffneten Zustand;
Fig. 9 eine aus Schnitts weise, schematische Schnittdarstellung eines Mundstücks eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers gemäß einer dritten Aus führungs form mit einer Ventileinrichtung im geschlossenen Zustand;
Fig. 10 eine Schnittdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Fig. 9 im geöffneten Zustand;
Fig. 11 eine zu Fig. 9 korrespondierende Schnittdarstellung einer Ventileinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform im geschlossenen Zustand;
Fig. 12 eine Schnittdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Fig. 11 im geöffneten Zustand;
Fig. 13 eine zu Fig. 9 korrespondierende Schnittdarstellung einer Ventileinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform im geschlos- senen Zustand; Fig. 14 einen Ausschnitt von Fig. 13 entlang der gestrichelten Linie in vergrößerter Darstellung;
Fig. 15 eine Schnittdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Fig. 13 im geöffneten Zustand;
Fig. 16 einen Ausschnitt von Fig. 15 entlang der gestrichelten Linie in vergrößerter Darstellung;
Fig. 17 eine ausschnittsweise, schematische Schnittdarstellung eines Mundstücks eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers gemäß einer sechsten Aus führungs form mit einer Ventileinrichtung im geschlossenen Zustand;
Fig. 18 eine Draufsicht des Zerstäubers gemäß Fig. 17;
Fig. 19 eine Schnittdarstellung der Ventileinrichtung gemäß Fig. 17 im geöffneten Zustand;
Fig. 20 eine Draufsicht des Zerstäubers gemäß Fig. 19;
Fig. 21 ein Materialstück zur Bildung von Ventilelementen der Ventileinrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform;
Fig. 22 eine schematische Schnittdarstellung eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers gemäß einer siebten Ausführungsform mit einer Ventileinrichtung im geöffneten Zustand und mit einem zugeordneten Sensor;
Fig. 23 eine ausschnittsweise, schematische Schnittdarstellung eines Mundstücks eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers gemäß einer achten Ausführungsform mit einer Ventileinrichtung im geschlossenen Zustand;
Fig. 24 eine Schnittdarstellung gemäß Fig. 23 mit geöffneter Ventileinrichtung; und Fig. 25 eine Draufsicht des Ventilelements der Ventileinrichtung gemäß Fig. 23.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Teile dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei entsprechende oder vergleichbare Eigenschaften und Vorteile erreicht werden, auch wenn eine wiederholte Beschreibung weggelassen ist.
Fig. 1 und 2 zeigen einen bekannten Zerstäuber 1 zur Zerstäubung eines Flu- ids 2, insbesondere eines hochwirksamen Arzneimittels oder dgl., in einer schematischen Darstellung im ungespannten Zustand (Fig. 1) und gespannten Zustand (Fig. 2). Der Zerstäuber 1 ist insbesondere als tragbarer Inhalator ausgebildet und arbeitet vorzugsweise ohne Treibgas.
Bei Zerstäubung des Fluids 2, vorzugsweise einer Flüssigkeit, insbesondere eines Arzneimittels, wird ein Aerosol gebildet, das von einem nicht dargestellten Benutzer eingeatmet bzw. inhaliert werden kann. Üblicherweise erfolgt das Inhalieren wenigstens einmal täglich, insbesondere mehrmals täg- lieh, vorzugsweise in vorbestimmten Zeitabständen.
Der Zerstäuber 1 weist einen einsetzbaren und vorzugsweise wechselbaren Behälter 3 mit dem Fluid 2 auf, der ein Reservoir für das zu zerstäubende Fluid 2 bildet. Vorzugsweise enthält der Behälter 3 eine ausreichende Menge an Fluid 2 das ausreichende Mengen der Wirkstofformulierungen enthält, um beispielsweise bis zu 100 Dosiereinheiten zur Verfügung stellen zu können. Ein typischer Behälter 3, wie in der WO 96/06011 AI offenbart, nimmt ein Volumen von ca. 2 bis 10 ml auf.
Der Behälter 3 ist im wesentlichen zylindrisch bzw. kartuschenartig ausgebildet und von unten, nach Öffnen des Zerstäubers 1 , in diesen einsetzbar und ggf. wechselbar. Er ist vorzugsweise starr ausgebildet, insbesondere wobei das Fluid 2 in einem kollabierbaren Beutel 4 im Behälter 3 aufgenommen ist.
Der Zerstäuber 1 weist ferner einen Druckerzeuger 5 zur Förderung und Zerstäubung des Fluids 2, insbesondere jeweils in einer vorbestimmten, ggf. ein- stellbaren Dosiermenge, auf. Der Druckerzeuger 5 weist eine Halterung 6 für den Behälter 3, eine zugeordnete, nur teilweise dargestellte Antriebsfeder 7 mit einem zur Entsperrung manuell betätigbaren Sperrelement 8, ein Förderrohr 9 mit einem Rückschlagventil 10, eine Druckkammer 11 und eine Aus- tragsdüse 12 im Bereich eines Mundstücks 13 auf. Der Behälter 3 wird über die Halterung 6 so in dem Zerstäuber 1 fixiert, daß das Förderrohr 9 in den Behälter 3 eintaucht. Die Halterung 6 kann dabei derart ausgebildet sein, daß der Behälter 3 ausgetauscht werden kann.
Beim axialen Spannen der Antriebsfeder 7 wird die Halterung 6 mit dem Behälter 3 und dem Förderrohr 9 bei den Darstellungen nach unten bewegt und Fluid 2 aus dem Behälter 3 in die Druckkammer 11 des Druckerzeugers 5 über das Rückschlagventil 10 gesaugt. Da die Austragsdüse 12 einen sehr geringen Strömungsquerschnitt hat und insbesondere als Kapillare ausgebildet ist, ergibt sich eine so starke Drosselwirkung, daß auch ohne Rückschlagventil an dieser Stelle ein Einsaugen von Luft sicher ausgeschlossen ist.
Beim anschließenden Entspannen nach Betätigung des Sperrelements 8 wird das Fluid 2 in der Druckkammer 11 unter Druck gesetzt, in dem das Förder- röhr 9 mit seinem nun geschlossenen Rückschlagventil 10 durch Entspannen der Antriebsfeder 7 wieder nach oben bewegt wird und nun als Druckstempel dient. Dieser Druck treibt das Fluid 2 durch die Austragsdüse 12, wo es in ein Aerosol 14 zerstäubt wird. Die Tröpfchengröße der Partikel für ein Gerät vom Respimat-Typ wurde bereits eingangs beschrieben.
Ein nicht dargestellter Benutzer kann das Aerosol 14 inhalieren, wobei Zuluft über mindestens eine Zuluftöffnung 15 in das Mundstück 13 saugbar ist.
Der Zerstäuber 1 weist ein Gehäuseoberteil 16 und ein demgegenüber drehba- res Innenteil 17 mit einem oberen Teil 17a und einem unteren Teil 17b auf, wobei an dem Innenteil 17 ein insbesondere manuell betätigbares Gehäuseteil 18 vorzugsweise mittels eines Halteelementes 19 lösbar befestigt, insbesondere aufgesteckt, ist. Zum Einsetzen und/oder Auswechseln des Behälters 3 ist das Gehäuseteil 18 vom Zerstäuber 1 lösbar. Das Gehäuseteil 18 kann gegen das Gehäuseteil 16 gedreht werden, wobei es den in der Darstellung unteren Teil 17b des Innenteils 17 mitnimmt. Dadurch wird die Antriebsfeder 7 über ein nicht dargestelltes, auf die Halterung 6 wirkendes Getriebe in axialer Richtung gespannt. Mit dem Spannen wird der Be- hälter 3 axial nach unten bewegt, bis der Behälter 3 eine in Fig. 2 angedeutete Endlage annimmt. In diesem Zustand ist die Antriebsfeder 7 gespannt. Während des Zerstäubungsvorgangs wird der Behälter 3 von der Antriebsfeder 7 wieder in seine Ausgangslage zurückbewegt. Der Behälter 3 führt also eine Hubbewegung während des Spannvorgangs und während des Zerstäubungs- Vorgangs aus.
Das Gehäuseteil 18 bildet vorzugsweise ein kappenartiges Gehäuseunterteil und um- bzw. übergreift einen unteren freien Endbereich des Behälters 3. Beim Spannen der Antriebsfeder 7 bewegt sich der Behälter 3 mit seinem Endbereich (weiter) in das Gehäuseteil 18 bzw. zu dessen stirnseitigem Ende hin, wobei eine axial wirkende, im Gehäuseteil 18 angeordnete Feder 20 am Behälterboden 21 zur Anlage kommt und mit einem Anstechelement 22 den Behälter 3 bzw. eine bodenseitige Versiegelung bei der erstmaligen Anlage zur Belüftung ansticht.
Der Zerstäuber 1 weist eine Überwachungseinrichtung 23 auf, die Betätigungen des Zerstäubers 1 zählt, vorzugsweise indem sie ein Drehen des Innenteils 17 zum Gehäuseoberteil 16 erfaßt.
Nachfolgend werden der Aufbau und die Funktionsweise eines vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 näher erläutert, wobei auf die Fig. 3 bis 22 bezug genommen wird, jedoch nur wesentliche Unterschiede gegenüber dem Zerstäuber 1 gemäß Fig. 1 und 2 herausgestellt werden. Die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 gelten also entsprechend.
Fig. 3 bis 6 zeigen in schematischen, nur ausschnittsweisen Schnittdarstellungen einen vorschlagsgemäßen Zerstäuber 1 mit einer Ventileinrichtung 24 gemäß einer ersten Ausführungsform. Fig. 3 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geschlossenen Zustand. Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt von Fig. 3 entlang der gestrichelten Linie. Fig. 5 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geöffneten Zustand. Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt von Fig. 5 entlang der gestrichelten Linie. Im geöffneten Zustand gestattet die Ventileinrichtung 24 einen Zuluftstrom 25, wie durch entsprechende Pfeile in Fig. 5 und 6 angedeutet, durch die Zuluftöffnungen 15 in das Mundstück 13 beim Inhalieren, also Einatmen, durch einen nicht dargestellten Benutzer des Zerstäubers 1. Der Benutzer nimmt hierzu das Mundstück 13 in seinen Mund und sollte möglichst gleichmäßig und langsam - vorzugsweise für mehrere Sekunden, insbesondere etwa 10 Sekunden oder mehr - einatmen und hierdurch das zerstäubte Fluid 2 bzw. Aerosol 14 inhalieren. Die Zuluft wird dabei also mit eingeatmet, dient jedoch nicht der Zerstäubung des Fluids 2 bzw. der Erzeugung des Aerosols 14. Letzteres erfolgt vielmehr separat bzw. unabhängig, vorzugsweise treibgasfrei durch den Druckerzeuger 5, wie bereits oben erläutert.
Beim Darstellungsbeispiel ist die Ventileinrichtung 24 im Mundstück 13 und vorzugsweise seitlich neben der Austragsdüse 12 für das Fluid 2 bzw. Aerosol 14 angeordnet. Alternativ kann die Ventileinrichtung 24 auch außen am Mundstück 13 angeordnet oder diesem in sonstiger Weise zugeordnet sein. Eine außenseitige Anordnung hätte den Vorteil, daß die Ventileinrichtung 24 nicht direkt dem Aerosolnebel im Mundstück 13 ausgesetzt wird, wodurch ei- ner Verschmutzung der Ventileinrichtung 24 vorgebeugt werden kann.
Vorzugsweise ist die Ventileinrichtung 24 insbesondere als Baueinheit bzw. Baugruppe in das Mundstück 13 eingesetzt. Vorzugsweise wird ein nachträglicher Einbau, also eine Nachrüstung, ermöglicht.
Alternativ ist zumindest ein Bauteil der Ventileinrichtung 24 am Zerstäuber 1, insbesondere Mundstück 13, fest angebracht, insbesondere angeformt, angespritzt, angeklebt oder dergleichen.
Die Ventileinrichtung 24 ist gemäß einer nicht näher dargestellten Ausführungsvariante zusammen mit dem Mundstück 13 austauschbar. Beim Darstellungsbeispiel ist das Mundstück 13 jedoch vorzugsweise einstückig mit dem Zerstäuber 1, insbesondere dessen Gehäuseoberteil 16 ausgebildet bzw. von diesem gebildet. Die Ventileinrichtung 24 ist derart ausgebildet und den Zuluftöffnungen 15 zugeordnet, daß ein Rückstrom durch die Zuluftöffnungen 15 - also eine Luftströmung aus dem Mundstück 13 durch die Zuluftöffnungen 15 hindurch in die Umgebung (entgegen der Zuluftströmung 15), die insbesondere durch Ausatmen des Benutzers erzeugbar ist - insbesondere selbsttätig bzw. automatisch sperrbar ist. So wird verhindert, daß durch Ausatmen des Benutzers ein ungewollter Austrag des zerstäubten Fluids 2 bzw. Aerosols 14 durch die Zuluftöffnungen 15 in die Umgebung erfolgen kann. Vielmehr stellt die Ventileinrichtung 24 vorzugsweise sicher, daß bei angesetztem Mundstück 13 le- diglich ein Einatmen durch den Mund des nicht dargestellten Benutzers bzw. über das Mundstück 13 möglich ist, so daß das zerstäubte Fluid 2 bzw. Aerosol 14 mit größerer Wahrscheinlichkeit bzw. Sicherheit vom Benutzer inhaliert wird. So kann eine wesentlich verbesserte Bediensicherheit erreicht werden.
Die Ventileinrichtung 24 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß sie zumindest im wesentlichen unabhängig von der räumlichen Orientierung des Zerstäubers 1 arbeitet.
Die Ventileinrichtung 24 kann bedarfsweise elektrisch, magnetisch, pneumatisch oder in sonstiger Weise arbeiten. Vorzugsweise arbeitet die Ventileinrichtung 24 ausschließlich mechanisch, wie nachfolgend anhand der bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.
Bei der ersten Ausführungsform weist die Ventileinrichtung 24 ein vorzugsweise tellerartiges Sitzelement 26 mit Durchlaßöffnungen 27 und ein bewegliches, vorzugsweise ebenfalls tellerartiges Ventilelement 28 auf. Das Sitzelement 26 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet und derart in das Mundstück 13 eingesetzt bzw. eingebaut, das es die Verbindung zu den Zuluftöffnungen 15 hin derart abdichtet, daß Zuluft nur noch durch die Durchlaßöffhungen 27 in das Mundstück 13 strömen kann.
Das bewegliche Ventilelement 28 ist dem Sitzelement 26 bzw. den Durchlaßöffnungen 27 derart zugeordnet, daß es die Durchlaßöffhungen 27 in der Fig. 3 und 4 gezeigten Schließstellung derart verschließt, daß ein Rückstrom im oben erläuterten Sinn verhindert wird. Das Sitzelement 26 und das Ventilelement 28 bilden also zusammen mindestens ein Ventil 29, insbesondere ein Rückschlagventil bzw. Einwegventil. Jedoch kann das Ventil 29 auch in sonstiger geeigneter Weise aufgebaut sein.
Bei der ersten Ausführungsform sind ein gemeinsames Sitzelement 26 und ein gemeinsames Ventilelement 28 für mehrere, insbesondere alle Zuluftöffnungen 15 vorgesehen. Jedoch können auch separate Sitzelemente 26, separate Ventilelemente 28 bzw. unabhängig voneinanderarbeitende Ventile 29 den Zuluftöffnungen 15 zugeordnet sein, wie anhand weiterer Ausführungsformen erläutert.
Bei der ersten Ausführungsform ist das Ventilelement 28 in Längserstreckung des Zerstäubers 1 und/oder zumindest im wesentlichen in Richtung des Zu- luftstroms 25 beweglich.
Bei der ersten Ausführungsform ist das Ventilelement 28 in die Schließstellung vorgespannt, insbesondere durch Federkraft, beim Darstellungsbeispiel durch Federn 30, vorzugsweise Schraubenfedern. Jedoch sind statt dessen auch sonstige geeignete Federn oder Vorspannmittel einsetzbar.
Alternativ oder zusätzlich kann das Ventilelement 28 auch durch Eigenelastizität und/oder Schwerkraft in die Schließstellung vorgespannt sein.
Weiter kann das Ventilelement 28 - je nach Bedarf - auch in die Öffnungsstellung vorgespannt sein und/oder zwei stabile Lagen, insbesondere einerseits in der Schließstellung und andererseits in der Öffhungsstellung, aufweisen.
Bei der ersten Ausführungsform weist das Ventilelement 28 vorzugsweise stabartige, insbesondere einstückig angeformte Führungselemente 31 auf, die sowohl einer beweglichen Führung und Halterung des Ventilelements 28 am Zerstäuber 1, insbesondere am Sitzelement 26, als auch einer Führung bzw. Halterung der zugeordneten Federn 30 dienen.
Die Ventileinrichtung 24 ist vorzugsweise derart ausgebildet, daß das Öffnen der Ventileinrichtung 24 möglichst leicht erfolgt, um ein zumindest weitge- hend unbehindertes Inhalieren bzw. Einatmen zu ermöglichen. Der Zuluftstrom 25 wird also möglichst nicht behindert. Entsprechend ist das Ventilelement 28 vorzugsweise leichtgängig und die bei der ersten Ausführungsform in Schließstellung wirkende Federkraft möglichst gering.
Bei geöffneter Ventileinrichtung 24 - also bei in den Darstellungen gemäß Fig. 5 und 6 angehobenem Ventilelement 28 - kann der Zuluftstrom 25 zumindest weitgehend unbehindert durch die Zuluftöffnungen 15 und anschließend durch die Durchlaßöffnungen 27 in das Mundstück 13 beim Einatmen bzw. Inhalieren des nicht dargestellten Benutzers strömen.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24 anhand der weiteren Figuren erläutert. Hierbei werden insbesondere nur wesentliche Un- terschiede gegenüber der ersten Ausführungsform hervorgehoben. Ansonten ergeben sich die gleichen Eigenschaften und Vorteile, wie bei der ersten Ausführungsform und beim bekannten Zerstäuber 1.
Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Aus führungs form des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24. In Fig. 7 ist die Ventileinrichtung 24 geschlossen. In Fig. 8 ist die Ventileinrichtung 24 geöffnet.
Bei der zweiten Ausführungsform sind separate Ventilelemente 28 bzw. Ven- tile 29 den Zuluftöffnungen 15 zugeordnet. Die Ventilelemente 28 sind hier klappen- oder zungenartig ausgebildet und vorzugsweise schwenkbar. Vorzugsweise wirken die Ventil elemente 28 mit separaten Sitzelementen 26 oder unmittelbar mit der entsprechend geformten Innenwandung des Mundstücks 13 zusammen, um die Ventile 29 zu bilden.
Die Ventilelemente 28 können bei der zweiten Ausführungsform bedarfsweise in die Öffnungsstellung vorgespannt sein. Dies ermöglicht ein unbehindertes Einatmen bzw. Inhalieren des Benutzers. Falls der Benutzer jedoch in das Mundstück 13 ausatmet, werden die Ventilelemente 28 durch den dabei ent- stehenden Rückstrom zumindest im wesentlichen verzögerungsfrei geschlos- sen, wodurch der Rückstrom gesperrt wird. Hierzu ist die in die Öffhungs- stellung wirkende Federkraft entsprechend niedrig gewählt.
Alternativ können jedoch auch bei der zweiten Ausführungsform die Ventil- elemente 28 entsprechend der ersten Ausführungsform in die Schließstellung vorgespannt sein.
Fig. 9 und 10 zeigen eine dritte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24. Fig. 9 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geschlossenen Zustand. Fig. 10 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geöffneten Zustand.
Bei der dritten Ausführungsform sind wiederum vorzugsweise mehrere separate bzw. unabhängig voneinander arbeitende Ventilelemente 28 bzw. Ventile 29 vorgesehen, insbesondere den Zuluftöffnungen 15 zugeordnet.
Die Ventilelemente 28 sind wie bei der zweiten Ausführungsform ebenfalls tellerartig oder stößelartig ausgebildet. Vorzugsweise sind die Ventilelemente 28 in einem gemeinsamen Sitzelement 26 entsprechend der ersten Ausfüh- rungsform geführt.
Die Ventilelemente 28 bzw. Ventile 29 sind wiederum vorzugsweise durch Federn 30, insbesondere Schraubenfedern, in die Schließstellung vorgespannt.
Bei der dritten Ausführungsform weist jedes Ventilelement 28 vorzugsweise ein Führungselement 31 auf, das wiederum - entsprechend der ersten Ausführungsform - einerseits einer Führung und Halterung des Ventilelements 28 vorzugsweise am Sitzelement 26 und andererseits einer Führung bzw. Halterung der zugeordneten Feder 30 dient.
Fig. 11 und 12 zeigen eine vierte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24. Fig. 11 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geschlossenen Zustand. Fig. 12 zeigt die Ventil- einrichtung 24 im geöffneten Zustand. Die fünfte Ausführungsform entspricht im wesentlichen der vierten Ausführungsform. Lediglich die Federn 30 wurden weggelassen. Die Ventilelemente 28 sind also frei bzw. sehr leicht bewegbar, insbesondere nicht durch Federkraft vorgespannt. Jedoch können die Ventilelemente 28 bei der dargestellten Anordnung und davon ausgehend, daß eine zumindest im wesentlichen vertikale Ausrichtung des Zerstäubers 1 bei der Benutzung erfolgt, aufgrund der Schwerkraft eine Vorzugslage, nämlich die Schließstellung, einnehmen.
Fig. 13 bis 16 zeigen eine fünfte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24. Fig. 13 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geschlossenen Zustand. Fig. 14 zeigt einen Ausschnitt von Fig. 13 entlang der gestrichelten Linie. Fig. 15 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geöffneten Zustand. Fig. 16 zeigt einen Ausschnitt von Fig. 15 entlang der gestrichelten Linie.
Die fünfte Ausführungsform entspricht weitgehend der dritten Ausführungsform, wobei im wesentlichen die Federanordnung geändert wurde. Die Federn 30 sind vorzugsweise wieder als Schraubenfedern, insbesondere als Druckfedern, ausgebildet. Bei der fünften Ausführungsform sind die Federn 30 jedoch auf der den Zuluftöffnungen 15 abgewandten Seite des Sitzelements 26 angeordnet, wobei Teller 32 der Ventilelemente 28 eine geeignete, beim Darstellungsbeispiel ringförmige Ausnehmung 33 zur Aufnahme der zugeordneten Feder 30 aufweisen.
Bei der fünften Aus führungs form sind die Ventilelemente 28 bzw. Ventile 29 also vorzugsweise in die Öffnungsstellung vorgespannt. Hinsichtlich der Auslegung und Einstellung der Federkraft gelten die entsprechenden Ausführungen wie bei der zweiten Ausführungsform.
Fig. 17 bis 21 zeigen eine sechste Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24. Fig. 17 und 18 zeigen die Ventileinrichtung 24 im geschlossenen Zustand. Fig. 19 und 20 zeigen die Ventileinrichtung 24 im geöffneten Zustand. Fig. 21 zeigt eine Abwicklung bzw. ein Materialsrück 34, das die Ventilelemente 28 der Ventil- einrichtung 24 gemäß der sechsten Ausführungsform bildet. Die Ventilelemente 28 sind hier elastisch bzw. flexibel ausgebildet. Aufgrund ihrer Eigenelastizität nehmen die vorzugsweise zungen- oder lappenartig ausgebildeten Ventilelemente 28 bei der sechsten Ausführungsform als Vorzugslage die Schließstellung ein, also verschließen die Zuluftöffnungen 15.
Beim Inhalieren bzw. Einatmen werden die Ventilelemente 28 nach innen bewegt bzw. geschwenkt, wie insbesondere in Fig. 19 angedeutet. So werden die Zuluftöffnungen 15 freigegeben, und Zuluft kann in das Mundstück 13 strömen.
Die Ventilelemente 28 sind vorzugsweise von dem gemeinsamen Materialstück 34, insbesondere aus Folie oder einem sonstigen geeigneten Material, gebildet. Jedoch können die Ventilelemente 28 auch aus separaten Materialslücken 34 gebildet sein.
Die Draufsicht gemäß Fig. 18 veranschaulicht den geschlossenen Zustand. Hierbei liegen die Ventilelemente 28 flach an, sind also in der Draufsicht nicht erkennbar.
Bei der Draufsicht gemäß Fig. 20 sind die Ventilelemente 28 im geöffneten Zustand dargestellt und dementsprechend nach innen geklappt bzw. geschwenkt.
Die Draufsichten gemäß Fig. 18 und 20 veranschaulichen, daß die Ventilein- richtung 24 bzw. das Materialstück 34 innen umlaufend bzw. zumindest im wesentlichen flach in das Mundstück 13 einsetzbar ist. Dies gestattet eine einfache und damit kostengünstige Montage und insbesondere auch eine Nachrüstung des Zerstäubers 1.
Gemäß einer weiteren, nicht dargestellten Variante kann die Ventileinrichtung 24 bzw. das Ventil 29 derart ausgebildet sein, daß das Ventilelement 28 ausschließlich von der Schwerkraft und/oder dem Zuluftstrom 25 oder einer entgegengesetzten Luftströmung bewegbar und dadurch die zugeordneten Zuluftöffnungen 15 freigebbar oder sperrbar sind. Beispielsweise kann das Ven- tilelement 28 hierzu als loses Dichtelement oder lose Dichtscheibe ausgebildet sein, das bzw. die beispielsweise in einem sich an die Zuluftöffnung 15 an- schließenden Zuluftkanal oder dergleichen oder im Mundstück 13 entsprechend bewegbar angeordnet ist. Hierbei ist es beispielsweise möglich, durch geeignete Gitter, Halterungen, Führungen, Schultern, Verengungen oder dergleichen sicherzustellen, daß das Ventilelement 28 beim Einatmen vom Zuluftstrom 25 nicht beliebig weit von seiner zugeordneten Zuluftöffnung 15 abrückbar bzw. wegbewegbar ist, so daß beim Ausatmen in das Mundstück 13 ein anfänglicher Rückstrom umgehend dazu führt, daß das Ventilelement 28 die zugeordnete Zuluftöffnung 15 verschließt und dadurch den unerwünschten Rückstrom sperrt.
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen zeigen verschiedene konstruktive Lösungen. Jedoch sind auch andere geeignete konstruktive Lösungen möglich, wobei bedarfsweise anstelle rein mechanisch arbeitender Ventileinrichtungen 24 auch sonstige Ventileinrichtungen 24 einsetzbar sind.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die Zerstäubung des Fluids 2 bzw. Erzeugung des Aerosols 14 unabhängig vom Zuluftstrom 25 erfolgt. Anstelle der unmittelbaren Ausgabe des Aerosols 14 durch die Austragsdüse 12 in das Mundstück 13 kann das Aerosol 14 auch in einen sonstigen Aufnahmeraum des Zerstäubers 1 zunächst ausgegeben und dann beim Inhalieren bzw. Einatmen durch den Zuluftstrom 25 zum eigentlichen Mundstück 13 transportiert und darüber inhaliert werden. Entsprechend ist der Begriff "Mundstück" in einem weitergehenden Sinne vorzugsweise auch dahingehend zu verstehen, daß er einen solchen Aufnahme- bzw. Sam- melraum für erzeugtes Aerosol 14 aufweist, dem Zuluft über Zuluftöffnungen 15 zuführbar ist und an den ein vorzugsweise rohrförmiger Abschnitt angeschlossen ist, der dann tatsächlich vom Benutzer zum Inhalieren bzw. Einatmen in den Mund genommen wird.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Weiterbildung anhand einer siebten Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 unter Bezugnahme auf den nur sehr schematischen Schnitt gemäß Fig. 22 näher erläutert. Diese Weiterbildung ist insbesondere mit den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen bzw. Ventileinrichtungen 24 bei Bedarf kombinierbar. Der Zerstäuber 1 weist einen Sensor 35 auf, der der Ventileinrichtung 24, insbesondere dem beweglichen Ventilelement 28 bzw. mindestens einem Ventil 29, zugeordnet ist. Der Sensor 35 dient einer Detektion der Öffhungsstellung, der Schließstellung und/oder einer Bewegung der Ventileinrichtung 24, insbe- sondere des Ventilelements 28.
Der Sensor 35 dient also einer Detektion von Bewegungen oder mindestens einer Position des Ventilelements 28, wobei dies mechanisch, optisch, elektrisch, induktiv, kapazitiv und/oder anderweit berührungslos erfolgt. Insbe- sondere ist der Sensor 35 als Mikroschalter oder Reedkontakt ausgebildet.
Beim Darstellungsbeispiel ist der Sensor 35 in unmittelbarer Nähe bzw. benachbart zum Ventilelement 28 und/oder im Mundstück 13 angeordnet.
Mittels des Sensors 35 wird vorzugsweise der Zuluftstrom 25 indirekt detek- tiert, indem das Öffnen der Ventileinrichtung 24, zumindest das Öffnen mindestens eines Ventilelements 28 bzw. Ventils 29, erfaßbar ist. So ist ein tatsächliches Inhalieren des mit dem Zerstäuber 1 erzeugten Aerosols 14 erfaßbar.
Zusätzlich oder alternativ kann auch ein sogenannter Strömungssensor zur unmittelbaren Erfassung einer Luftströmung vorgesehen und insbesondere benachbart zu den Zuluftöffnungen 15 angeordnet sein.
Bei der siebten Ausführungsform ist die Überwachungseinrichtung 23 vorzugsweise im Gehäuseteil 18 angeordnet und/oder derart ausgebildet, daß sie Signale des Sensors 35 erfassen und auswerten kann. Hierzu arbeitet die Überwachungseinrichtung 23 vorzugsweise elektrisch, wobei der Sensor 35 vorzugsweise elektrisch oder drahtlos an die Überwachungseinrichtung 23 an- geschlossen ist.
Die mittels des Sensors 35 mögliche Erfassung einer tatsächlichen Inhalation des Fluids 2 bzw. Aerosols 14 kann von der Überwachungseinrichtung 23 dahingehend ausgewertet werden, ob ein ausreichend langes Inhalieren erfolgt, wobei die Inhalationszeit bedarfsweise gespeichert und/oder angezeigt werden kann. Weiter kann erst diese tatsächliche Inhalation, insbesondere in Kombi- nation mit einer tatsächlichen Zerstäubung oder Hubbewegung des Behälters 3 als Betätigung bzw. Benutzung des Zerstäubers 1 erfaßbar sowie zählbar, anzeigbar und/oder speicherbar sein.
Die Überwachungseinrichtung 23 kann jedoch auch unabhängig vom Sensor 35 vorgesehen sein und - je nach Bedarf - beispielsweise mechanisch oder elektrisch bzw. elektronisch arbeiten.
Der vorschlagsgemäße Zerstäuber 1 ist vorzugsweise zur Verwendung einer Flüssigkeit als Fluid 2 ausgebildet, das zerstäubt wird.
Die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen - insbesondere einzelne Elemente und Aspekte der Ausführungsformen - können je nach Bedarf miteinander kombiniert und/oder kinematisch umgekehrt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf Zerstäuber 1 zum Inhalieren, die eine praktisch stehende Aerosolwolke oder eine Aerosolwolke mit einer derart geringen Austrittsgeschwindigkeit, daß die Ausbreitung der Aerosolwolke nach wenigen Zentimetern praktisch zum Stillstand kommt, erzeu- gen. Die Austrittsgeschwindigkeit oder zumindest anfängliche Ausbreitungsgeschwindigkeit der Aerosolwolke beträgt vorzugsweise etwa 5 bis 20 m/min, insbesondere im wesentlichen 10 bis 15 m/min und ganz bevorzugt etwa 12,5 m/min.
Insbesondere aufgrund der geringen Austrittsgeschwindigkeit bzw. Ausbreitungsgeschwindigkeit ist der Zuluftstrom 25 zur Aufnahme des Aerosols 14 durch Inhalation erforderlich. Vorzugsweise ist jedoch bereits ein geringer Zuluftstrom 25 zur Aufnahme des Aerosols 14 durch Inhalation ausreichend.
Um die gewünschte Funktion des Zerstäubers 1 auch bei geringen Strömungsgeschwindigkeiten und/oder Volumenströmen zu ermöglichen bzw. sicherzustellen, ist die Ventileinrichtung 24 bzw. deren Ventilelement 28 oder das Ventil 29 verhältnismäßig leichtgängig und mit insbesondere geringer Kraft schließbar. Die Schließkraft beträgt vorzugsweise nur einige cN oder weniger. Insbesondere beträgt die Schließkraft weniger als 1 cN, ganz bevorzugt weniger als 0,5 cN. Die Schließkraft kann sich insbesondere bei der klappenartigen Ausbildung allein durch das Eigengewicht, durch die Eigenelastizität und/oder durch die Federvorspannung, also insbesondere durch die Feder 30 ergeben. Insbesondere beträgt die Federkraft vorzugsweise nur einige cN, insbesondere maximal 1 cN, ganz bevorzugt höchstens 0,5 cN oder weniger.
Fig. 23 und 24 zeigen ergänzend eine achte Ausführungsform des vorschlagsgemäßen Zerstäubers 1 bzw. der vorschlagsgemäßen Ventileinrichtung 24. Fig. 23 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geschlossenen Zustand. Fig. 24 zeigt die Ventileinrichtung 24 im geöffneten Zustand. Fig. 25 zeigt in einer Drauf- sieht das hier teuer- bzw. plattenartige Ventilelement 28.
Das Ventilelement 28 ist hier insbesondere starr bzw. steif ausgebildet. Es weist bei der achten Ausführungsform eine mittige Ausnehmung bzw. Durchbrechung auf, die derart angepaßt ist, daß sie von dem zentralen Vorsprung mit der Austragsdüse 12 zumindest bei geschlossener Ventileinrichtung 24 durchgriffen werden kann, wie in Fig. 23 angedeutet. Die Innenkontur ist also mit dem erforderlichen Spiel an den die Austragsdüse 12 tragenden Vorsprung oder sonstige Teile des Zerstäubers 1 innerhalb des Mundstücks 13 angepaßt.
Die Außenkontur des Ventilelements 28 ist an die Innenkontur des Mundstücks 13 angepaßt und weist beim Darstellungsbeispiel eine elliptische Form auf.
Innerhalb des Mundstücks 13 bilden insbesondere ein innerer O-Ring 36 und ein äußerer O-Ring 37, die beim Darstellungsbeispiel konzentrisch um bzw. unterhalb der Austragsdüse 12 angeordnet sind, ein dichtenden Ventilsitz für das Ventilelement 28 bei geschlossener Ventileinrichtung 24. Insbesondere legt sich das Ventilelement 28 durch sein Eigengewicht auf die O-Ringe 36, 37 oder sonstige geeignete Dichtungen, um einen unerwünschten Rückstrom durch die Zuluftöffnungen 15 (im geschlossenen Zustand) verhindern zu können.
Beim Inhalieren wird das Ventilelement 28 durch den Unterdruck angehoben, wie in Fig. 24 angedeutet, wodurch die Ventileinrichtung 24 bzw. das von dem Ventilelement 28 gebildete Ventil 29 geöffnet wird. Der Zuluftstrom 25 kann dann in das Mundstück 13 strömen, insbesondere zwischen dem beim Darstellungsbeispiel zentralen Vorsprung, der die Austragsdüse 12 beinhaltet, und der zentralen Ausnehmung des Ventilelements 28 hindurch, strömen.
Beim Darstellungsbeispiel sind die O-Ringe 36, 37 auf geeigneten Ring- schultern, Absätzen oder dgl. im Zerstäuber 1 bzw. Mundstück 13 gehalten. Jedoch sind hier auch andere konstruktive Lösungen möglich, insbesondere beim Verwenden sonstiger geeigneter Dichtungen.
Um das Bewegungsspiel bzw. den Hub des Ventilelements 28 zu begrenzen, weist der Zerstäuber 1 bei der achten Ausführungsform vorzugsweise einen Einsatz 38 oder dgl. innerhalb des Mundstücks 13 auf, wie in Fig. 23 und 24 angedeutet. Dieser Einsatz 38 kann bedarfsweise umlaufend ausgebildet sein und ist insbesondere an die vorzugsweise elliptische Innenkontur des Mundstücks 13 angepaßt. Bedarfsweise ist der Einsatz 38 angespritzt, beispielswei- se im sogenannten 2K- Verfahren, also in einem 2-Komponenten- Spritzverfahren. Jedoch sind hier auch andere konstruktive Lösungen möglich.
Das Radialspiel des Ventilelements 28 innerhalb des Mundstücks 13 und die Masse des Ventilelements 28 sind derart angepaßt, daß die gewünschte Leichtgängigkeit der Ventileinrichtung 24 bzw. des Ventils 29 erreicht wird. Insbesondere gelten hinsichtlich der Schließ- oder Öffhungskraft die obigen Ausführungen.
Es ist anzumerken, daß die Aufnahme eines Wirkstoffs durch Inhalation bei dem vorschlagsgemäßen Zerstäuber 1 vorzugsweise mit nur einem Atemzug erfolgt. Der Zerstäuber 1 ist entsprechend ausgebildet. Insbesondere kann der Zerstäuber 1 eine ausreichend hohe Tröpfchen- bzw. Aerosoldichte und damit Wirkstoffdichte erzeugen. Gerade bei einem solchen Zerstäuber 1 ist die vorgesehene Ventileinrichtung 24 zur Verhinderung eines Rückstroms durch die Zuluftöffnungen 15 besonders wichtig, um das Risiko zu vermeiden, daß im Falle eines Ausatmens eines Benutzers oder dergleichen die gesamte Wirkstoffmenge ungewollt ausgeblasen werden kann.
Im Gegensatz zu Standgeräten oder dergleichen ist der vorschlagsgemäße Zer- stäuber 1 vorzugsweise transportabel ausgebildet, insbesondere handelt es sich um ein mobiles Handgerät. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fluid 2 um eine Flüssigkeit, wie bereits erwähnt, insbesondere um eine wäßrige Arzneimittelformulierung. Es kann sich jedoch auch um eine sonstige Arzneimittelformulierung, eine Suspension oder dgl. handeln.
Gemäß einer Ausführungsvariante kann es sich bei dem Fluid 2 auch um Partikel oder Pulver handeln. In diesem Fall ist dann anstelle der Austragsdüse 12 eine sonstige Zuführungseinrichtung, insbesondere eine nicht dargestellte Austragsöffhung oder ein nicht dargestellter Zuführkanal, zur Zuführung des Fluids 2 bzw. von Pulver oder dgl. in das Mundstück 13 vorgesehen. Die optionale Zuluftöffnung 15 dient dann der vorzugsweise parallelen Zuführung von Umgebungsluft, um einen Luftstrom mit ausreichendem Volumen zum Einatmen bzw. Inhalieren im Mundstück 13 zu erzeugen bzw. zu ermögli- chen.
Bei den bisherigen Darstellungsbeispielen und der vorgenannten Ausführungsvariante ist die Zuführungseinrichtung, insbesondere die Austragsöff- nung oder die Austragsdüse 12, separat zu der Zuluftöffnung 15 oder einem sonstigen Kanal zur Zuführung von Umgebungsluft ausgebildet. Es erfolgt also eine parallele Zuführung des Fluids 2 bzw. von Pulver oder dgl., ggf. zusammen mit Fördergas, Treibgas, Transportluft oder dgl., einerseits und von Umgebungsluft zur Erzeugung eines Luftstrom mit ausreichendem Volumen andererseits. Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante kann diese Zufüh- rung jedoch auch gemeinsam bzw. zusammen, insbesondere mittels einer nicht dargestellten gemeinsamen Öffnung in das Mundstück 13 erfolgen. Beispielsweise kann hierzu die Austragsdüse 12 in die Zuluftöffnung 15 integriert sein oder umgekehrt.
Die Ventileinrichtung 24 kann bei den genannten Ausführungsvarianten der Zuluftöffnung 15 und/oder der Austragsöffhung bzw. dem Zuführkanal zugeordnet sein, um einen unerwünschten Rückstrom zu vermeiden. Insbesondere im Falle von Pulver bzw. bei der Erzeugung eines Partikelaerosols 14 ist die Ventileinrichtung 24 vorzugsweise klappenartig und/oder als Rückschlagven- til ausgebildet. Es ist anzumerken, daß das Fluid 2 bedarfsweise auch mittels Treibgas zerstäubt werden kann. Die vorschlagsgemäße Ventileinrichtung 24 ist entsprechend auch bei treibgasbetriebenen Zerstäubern bzw. Inhalatoren einsetzbar.
Weiter ist anzumerken, daß die vorschlagsgemäße Ventileinrichtung 24 bzw. das damit versehene Mundstück 13 nicht nur bei dem hier im einzelnen beschriebenen Zerstäuber 1 sondern auch bei sonstigen Zerstäubern oder Inhalatoren, beispielsweise Pulverinhalatoren oder sogenannten "metered dose in- halers", eingesetzt werden kann.
Bezugszeichenliste
Zerstäuber Fluid Behälter Beutel Druckerzeuger Halterung Antriebsfeder Sperrelement Förderrohr Rückschlagventil Druckkammer Austragsdüse Mundstück Aerosol Zuluftöffnung Gehäuseoberteil Innenteila oberes Teil des Innenteilsb imteres Teil des Innenteils Gehäuseteil (Unterteil) Halteelement Feder (im Gehäuseunterteil) Behälterboden Anstechelement Überwachungseinrichtung Ventileinrichtung Zuluftstrom Sitzelement Durchlaßöff ungen Ventilelement Ventil Feder (Ventileinrichtung) Führungselemente Teller Ausnehmung Materialstück Sensor innerer O-Ring äußerer O-Ring Einsatz

Claims

Patentansprüche :
1. Zerstäuber (1) für ein Fluid (2), mit einem Mundstück (13) und mindestens einer dem Mundstück (13) zugeordneten Zuluftöffnung (15), wobei das Fluid (2) in das Mundstück (13) hinein einstäubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuluftöffnung (15) oder den Zuluftöffnungen (15) wenigstens eine Ventileinrichtung (24) zugeordnet ist, durch die ein Rückstrom durch die Zuluftöffnung (15) oder die Zuluftöffnungen (15) sperrbar ist.
2. Zerstäuber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (24) im Mundstück (13) und/oder seitlich neben einer Austragsdüse (12) für das Fluid (2) angeordnet ist.
3. Zerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung vorzugsweise als Baueinheit in das Mundstück (13), insbesondere nachträglich, einsetzbar ist.
4. Zerstäuber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bauteil der Ventileinrichtung (24) am Zerstäuber (1), insbesondere Mundstück (13), fest angebracht ist.
5. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (24) vorzugsweise zusammen mit dem Mundstück austauschbar ist.
6. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Ventileinrichtung (24) zumindest im wesentlichen unabhängig von der räumlichen Orientierung des Zerstäubers (1) arbeitet.
7. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (24) nur mechanisch arbeitet.
8. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (24) mindestens ein Ventil (29) und/oder ein bewegliches Ventilelement (28) aufweist.
9. Zerstäuber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (28) in Längserstreckung des Zerstäubers (1) und/oder in Richtung eines Zuluftstroms (25) durch die Zuluftöffnung (15) oder Zuluftöffnungen (15) beweglich ist.
10. Zerstäuber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß mehreren oder allen Zuluftöffnungen (15) ein gemeinsames Ventil (29) und/oder ein gemeinsames Ventilelement (28) zugeordnet ist bzw. sind.
11. Zerstäuber nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuluftöffnung (15) ein separates Ventil (29) und/oder ein separates Ventilelement (28) zugeordnet ist bzw. sind.
12. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (28) tellerartig oder klappenartig ausgebildet ist.
13. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (28) zumindest im wesentlichen starr ausgebildet ist.
14. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (28) flexibel, insbesondere folienartig, ausgebildet ist.
15. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (28) in die Öffnungs- oder Schließstellung, insbesondere durch Federkraft, Eigenelastizität und/oder Schwerkraft, vorgespannt ist.
16. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) einen Sensor (35) aufweist, der der Ventileinrichtung (24), insbesondere einem Ventilelement (28) der Ventileinrichtung (24), insbesondere zur Detektion des Öffnens und/oder Schließens zugeordnet ist.
17. Zerstäuber nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (35) Bewegungen oder mindestens eine Position des Ventilelements (28) mechanisch, optisch, elektrisch, induktiv, kapazitiv und/oder anderweit berührungslos detektiert.
18. Zerstäuber nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (35) als Mikroschalter oder Reedkontakt ausgebildet ist.
19. Zerstäuber nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) eine Überwachungseinrichtung (23) aufweist, die Betätigungen des Zerstäubers (1) zählt und/oder auswertet bzw. erfaßt, ob der Sensor (35) ein Schließen und/oder Öffnen der Ventileinrichtung (24) oder des Ventilelements (28) detektiert.
20. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstäubung rein mechanisch, insbesondere treibgasfrei, vorzugsweise durch Federkraft, erfolgt.
21. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Zerstäuber (1) einen Behälter (3) aufweist, der das Fluid (2), insbesondere eine Flüssigkeit, enthält und während der Druckerzeugung bzw. Zerstäubung vorzugsweise hubartig bewegbar ist.
22. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Zerstäuber (1) als Inhalator, insbesondere zur medizinischen
Aerosol-Therapie, ausgebildet ist.
23. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) derart ausgebildet ist, daß das Fluid (2) unab- hängig von einem Zuluftstrom (25) durch die Zuluftöffnung (15) oder Zuluftöffnungen (15) zerstäubbar ist.
24. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zerstäuber (1) eine Zuführeinrichtung, insbesondere eine Austragsöffhung oder -düse (12), zur Einstäubung des Fluids (2) in das Mundstück (13) aufweist.
25. Zerstäuber nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhreinrichtung getrennt von der Zuluftöffnung (15) oder den Zuluftöffnungen (15) in das Mundstück (13), vorzugsweise parallel dazu, mündet, insbesondere getrennt dazu angeordnet und/oder ausgebildet ist.
26. Zerstäuber nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuluftöffnungen) (15) in die Zuführeinrichtung integriert ist bzw. sind, insbesondere die Zuluftöffnung(en) (15) und die Zuführeinrichtung eine gemeinsame Öffnung in das Mundstück (13) aufweisen.
27. Zerstäuber nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mundstück (13) gemäß einem der nachfolgenden Ansprüche ausgebildet ist.
28. Mundstück (13) für einen Inhalator oder einen vorzugsweise nach einem der voranstehenden Ansprüche ausgebildeten Zerstäuber (1), mit einem Kanal oder einer Zuluftöffnung (15) zur Zuführung von Umgebungsluft, um einen Luftstrom mit ausreichendem Volumen zum Einatmen bzw. Inhalieren zu er- zeugen, und mit einer Ventileinrichtung (24), durch die ein Rückstrom durch den Kanal bzw. die Zuluftöffnung (15) sperrbar ist.
29. Mundstück nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (24) klappenartig und/oder als Rückschlagventil ausgebildet ist.
30. Mundstück nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführungseinrichtung, insbesondere eine Austragsöffnung oder -düse (12), für ein zu zerstäubendes Medium, vorzugsweise für ein Pulver oder Fluid (2) bzw. Aerosol (14), insbesondere parallel zu dem Kanal oder der Zuluftöffnung (15), in das Mundstück (13) mündet.
31. Mundstück nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführeinrichtung getrennt von dem Kanal oder der Zuluftöffnung (15) in das Mundstück (13), vorzugsweise parallel dazu, mündet, insbesondere getrennt dazu angeordnet und/oder ausgebildet ist.
32. Mundstück nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal oder die Zuluftöffnung (15) in die Zuführeinrichtung integriert ist, insbesondere wobei der Kanal bzw. die Zuluftöffnung (15) und die Zuführeinrichtung eine gemeinsame Öffnung in das Mundstück (13) aufweisen.
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