DE69637458T2

DE69637458T2 - Zerstäubungsvorrichtung und Verfahren die akustische Oberflächenwellen anwenden

Info

Publication number: DE69637458T2
Application number: DE69637458T
Authority: DE
Inventors: Kei Asai; Takanobu Yamauchi
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 1995-08-07
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2016-08-06
Also published as: KR19990036166A; EP0844027A1; EP0844027A4; KR100268533B1; JP3341023B2; DE69637458D1; EP1602414A3; US5996903A; EP1602414B1; WO1997005960A1; EP0844027B1; EP1602414A2; DE69635206T2; DE69635206D1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Zerstäuber und ein Zerstäubungsverfahren, welche akustische Oberflächenwellen verwenden, gemäß den Merkmalen der Oberbegriffe von Ansprüchen 1 und 4 und insbesondere bezieht sie sich auf einen Ultraschallzerstäuber zur Heilung von Asthma- oder Lungenerkrankungen.
Stand der Technik
Ein akustische Oberflächenwellen verwendender Zerstäuber und mit den Merkmalen der Oberbegriffe von Ansprüchen 1 und 4 ist in „Surface Acoustic Wave Atomizer with Pumping Effect" aus Proceedings of 8th IEEE International Workshop an Micro-Mechanical Systems, 30. Januar – 2. Februar 1995, Amsterdam, Niederlande, im Einzelnen beschrieben ist. 1 veranschaulicht den Zerstäuber, der in dieser Literaturstelle beschrieben wird. Der Zerstäuber umfasst einen Oszillator 3 mit einem Paar von Interdigitalelektroden 5 und 5 auf seiner Oberfläche zur Erzeugung von akustischen Oberflächenwellen, eine auf der Seite der oszillierenden Oberfläche des Oszillators 3 angeordnete Abdeckung 4 und ein Rohr 1. Eine zu zerstäubende Flüssigkeit 2 durchläuft das Rohr 1, wie durch Pfeil A gezeigt, und wird einem Zwischenraum zwischen Oszillator 3 und Abdeckung 4 zugeführt. Die aus dem Zwischenraum zwischen Oszillator 3 und Abdeckung 4 austretende Flüssigkeit 2 wird durch akustische Oberflächenwellenschwingung zerstäubt und versprüht.
Bei dem in 1 gezeigten Zerstäuber treten verschiedene Probleme auf, wenn die zugeführte Flüssigkeitsmenge und die Zerstäubungsmenge im Ungleichgewicht sind. Wenn die zugeführte Flüssigkeitsmenge übermäßig ist, tritt ein Überlaufen auf und die Zerstäubung hört möglicherweise auf. Wenn andererseits die zugeführte Flüssigkeitsmenge unzureichend ist, erfolgt die Zerstäubung so mit Unterbrechun gen, dass eine kontinuierliche und gleichmäßige Zerstäubung nicht erzielt werden kann. Ferner ist zum Zerstäuben und Versprühen der Flüssigkeit durch allein die Schwingung von akustischen Oberflächenwellen hohe elektrische Energie erforderlich, wobei es schwierig ist, einen gewünschten Vorgang unter Betrieb mit einer Batterie kleiner Leistung durchzuführen.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Zerstäuber sowie ein Zerstäubungsverfahren zu schaffen, welche das Gleichgewicht zwischen zugeführter Flüssigkeitsmenge und Zerstäubungsmenge in ausgezeichneter Weise aufrecht erhalten und eine stabile Zerstäubung durchführen können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine stabile Zerstäubung bei kleiner Leistung einer Batterie oder dgl. zu ermöglichen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine effiziente Zerstäubung und Versprühung zu ermöglichen.
Der Zerstäuber gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf.
Gemäß der vorgenannten Erfindung wird eine Schwingung durch die akustische Oberflächenwelle über die Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil auf die poröse dünne Platte übertragen. Infolge der Schwingung der porösen dünnen Platte wird eine kleine Menge an Flüssigkeit, die in die Durchgangslöcher eindringt, zerstäubt und versprüht. Der in 1 gezeigte bekannte Zerstäuber ist so eingerichtet, dass er die Flüssigkeit auf dem Oszillator durch Schwingung der akustischen Oberflächenwelle direkt zerstäubt und versprüht, weshalb hohe elektrische Energie erforderlich ist. Bei dem in Anspruch 4 beanspruchten Zerstäubungsverfahren gemäß der Erfindung wird es andererseits möglich, eine Zerstäubung durch Batteriebetrieb mit kleiner Leistung von ungefähr 2 W durchzuführen, was nicht mehr als 1/10 verglichen mit der in 1 gezeigten Vorrichtung ist.
Die poröse dünne Platte weist eine Anzahl von Durchgangslöchern auf. Als Material für die poröse dünne Platte ist eine Keramik aus einem harten Material mit kleiner Dämpfung der Amplitude durch Schwingungsabsorption bevorzugt. Keramik hat ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit, und auch die Sicherheit für den menschlichen Körper ist bestätigt. Bei einem Vernebler, der verschiedene Arten chemischer Lösungen, die beispielsweise zur Asthmaheilung verwendet werden, zerstäubt, ist daher eine dünne Platte (Sieb) aus Keramik optimal.
Der Zerstäuber umfasst einen Halter, der sowohl den Oszillator als auch die poröse dünne Platte mit einem kleinen Zwischenraum hält. Dank des Vorsehens eines solchen Halters wird der Zwischenraum zwischen dem Oszillator und der porösen dünnen Platte regelmäßig konstant gehalten.
Die Flüssigkeitszuführmittel des Zerstäubers umfassen einen Flüssigkeitsbehälter, der die zu zerstäubende Flüssigkeit speichert, Flüssigkeitsliefermittel zur Zwangslieferung der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter in den kleinen Zwischenraumteil bei Bedarf, Flüssigkeitsnachweismittel zur Feststellung des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil und Steuermittel zur Steuerung des Arbeitens der Flüssigkeitsliefermittel ansprechend auf ein Signal von den Flüssigkeitsfeststellungsmitteln. Die Erfindung ist so eingerichtet, dass sie eine Zufuhr der Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil ansprechend auf das Nachweisergebnis des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil durchführt, wodurch ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen der Zufuhrmenge an Flüssigkeit und der Zerstäubungsmenge aufrechterhalten werden kann. Die Flüssigkeitsnachweismittel umfassen beispielsweise eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die auf der schwingenden Oberfläche des Oszillators in dem kleinen Zwischenraumteil mit einem Abstand angeordnet sind, und stellen das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Flüssigkeit beispielsweise durch eine Kapazitätsänderung zwischen den beiden Elektroden fest.
Das Zerstäubungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst einen Schritt des Anordnens einer porösen dünnen Platte mit einer Anzahl von Durchgangslöchern auf der schwingenden Oberfläche eines akustisch Oberflächenwellen erzeugenden Oszillators mit einem kleinen Zwischenraum, einen Schritt des Leitens einer Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil und einen Schritt der Zerstäubung der Flüssigkeit in dem Zwischenraumteil durch akustische Oberflächenwellenschwingung, die durch den Oszillator ausgebreitet wird, und Versprühen derselben durch die Durchgangslöcher der porösen dünnen Platte. Die zu zerstäubende Flüssigkeit wird aus dem die Flüssigkeit speichernden Flüssigkeitsbehälter in den kleinen Zwischenraumteil durch Antreibmittel zwangsgeliefert.
Die vorgenannten Aufgaben und weitere Merkmale sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen vorgenommen wird, deutlicher werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen herkömmlichen Zerstäuber zeigt, der einen akustische Oberflächenwellen erzeugenden Oszillator verwendet.
2 ist einen auseinander gezogene perspektivische Ansicht eines Zerstäubers, der nicht Teil der Erfindung ist.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Zerstäubers, der nicht Teil der Erfindung ist.
4 ist einen Darstellung zur Veranschaulichung eines Benutzungszustands einer Anordnung, die nicht Teil der Erfindung ist.
5 ist eine Darstellung, welche als Beispiel einen Ansauger zeigt, in welchem ein Zerstäuber, der nicht Teil der Erfindung ist, montiert ist.
6 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen akustische Oberflächenwellen erzeugenden Oszillator zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen weiteren Zerstäuber zeigt, der nicht Teil der Erfindung ist.
8 ist eine Darstellung zur Veranschaulichung eines Benutzungszustands des vorgenannten Zerstäubers.
9 ist eine perspektivische Ansicht, welche einen Oszillator mit einem vorspringenden Nicht-Ausbreitungsteil zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm gemäß der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht eines Zerstäubers gemäß der Erfindung.
12 ist eine Schnittansicht eines Zustands, der einen Oszillator und eine Kappe mit einer porösen dünnen Platte kombiniert.
13 ist eine Schnittansicht, die einen Mechanismus für die Zufuhr von einer Flüssigkeit zeigt.
Beste Ausführungsweisen der Erfindung
Unter Bezug auf 2, 3 und 4 wird eine Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, beschrieben.
Ein Zerstäuber umfasst einen Oszillator 11, der akustische Oberflächenwellen erzeugt, eine dünne Platte 12 mit einem Netz 12a im Wesentlichen in der Mitte und einen Halter 13.
Der Oszillator 11 enthält ein rechteckiges Substrat 14, das beispielsweise aus Lithiumniobat (LiNbO₃) hergestellt ist, und ein Paar von Interdigitalelektroden 15 und 15, die auf einer Oberfläche dieses Sub strats 14 ausgebildet sind. Kammzahnteile 15a des Paares von Interdigitalelektroden 15 und 15 sind so angeordnet, dass sie abwechselnd entlang der Längsrichtung des Substrats 14 positioniert sind. Akustische Oberflächenwellen werden erzeugt, wenn ein Hochfrequenzspannung zwischen dem Paar von Interdigitalelektroden 15 und 15 angelegt wird. Diese akustischen Oberflächenwellen breiten sich in Längsrichtung des Oszillators 11 aus. Das Substrat 14 des Oszillators 11 weist an seinen Seitenabschnitten Positioniervorsprünge 14a und 14a auf.
Die im Wesentlichen vierseitige dünne Platte 12 enthält das eine Anzahl von Löchern ausbildende Netz 12a. Jedes Loch des Netzes 12a ist mit einem ausreichend größeren Durchmesser eingerichtet, als die Durchmesser der durch Schwingung erzeugten zerstäubten Körner.
Keramik wird als Material für das Netz 12a bevorzugt. Keramik absorbiert Schwingungen nicht sehr, weshalb eine Dämpfung der Amplitude gering ist. Ferner hat Keramik ausgezeichnete Korrosionsfestigkeit, und die Sicherheit für den menschlichen Körper ist ebenfalls bestätigt.
Hinsichtlich des Halters 13 ist die Form von vorne gesehen im Wesentlichen U-förmig und von oben gesehen im Wesentlichen rechteckig, wie dargestellt. Der Halter 13 weist ein Paar von Seitenwandabschnitten 13a und 13a auf, und Nuten 16 und 17 sind an Innenwandflächen derselben ausgebildet. Die Nuten 16, welche für ein Aufnehmen und Halten des Oszillators 11 eingerichtet sind, erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu einem Bodenwandteil 13b des Halters 13. Die Nuten 17 sind für ein Aufnehmen und Halten der das Netz aufweisenden dünnen Platte 12 eingerichtet. Die Nuten 17 sind unter einem Winkel in Bezug auf den Bodenwandteil 13b des Halters 13 eingerichtet, weshalb die Räume zwischen den Nuten 17 und Nuten 16 nicht konstant sind. Die Räume zwischen diesen Nuten sind so gemacht, dass sie sich zu den Vorderenden hin allmählich erweitern. Als Abmessungsveranschaulichung sind die Maximalräume zwischen den Nuten 16 und den Nuten 17 an den Vorderen den beispielsweise zu etwa 1 (1 mm) unter der Annahme, dass die Längen der Nuten 16 10 (10 mm) sind, gemacht.
Bei Herstellung des Zerstäubers durch Zusammenbauen des Oszillators 11, der dünnen Platte 12 mit dem Netz und des Halters 13 wird das Vorderende des Substrats 14 des Oszillators 11 zunächst in der durch Pfeil A gezeigten Richtung bewegt und in die Nuten 16 des Halters 13 eingesetzt. Die Bewegung des Oszillators 11 wird durchgeführt, bis die Positioniervorsprünge 14a mit dem Halter 13 in Berührung kommen. Dann wird die das Netz aufweisende dünne Platte 12 in der durch Pfeil B gezeigten Richtung bewegt und in die Nuten 17 des Halters 13 eingesetzt. Damit ist der in 3 gezeigte Zerstäuber erhalten. Zwischen der schwingenden Fläche des vom Halter 13 gehaltenen Oszillators und der das Netz aufweisenden dünnen Platte 12 wird ein kleiner Zwischenraum ausgebildet. Der Raum zwischen dem Oszillator 11 und der dünnen Platte 12 ist so gemacht, dass er sich zum Vorderende hin allmählich erweitert.
Unter Bezug auf 4 wird eine Arbeitsweise des Zerstäubers im Gebrauch beschrieben.
Eine zu zerstäubende Flüssigkeit 19 wird in einem Flüssigkeitsbehälters 18 gespeichert. Das Vorderende des Oszillators 11 und/oder das Vorderende der das Netz aufweisenden dünnen Platte 12 ist in die Flüssigkeit im Behälter 18 eingetaucht. D. h., der Teil mit dem kleinen Zwischenraum zwischen dem Oszillator 11 und der dünnen Platte 12 wird in die Flüssigkeit getaucht. Wenn der Oszillator 11 in diesem Zustand betrieben wird, werden von den Kammzahnteilen 15a des Oszillators 11 akustische Oberflächenwellen erzeugt, und diese akustischen Oberflächenwellen breiten sich auf der schwingenden Oberfläche des Oszillators 11 aus und erreichen die Flüssigkeitsoberfläche des Flüssigkeitsbehälters 18. Infolge der Schwingung durch diese akustischen Oberflächenwellen und der Kapillarität durch Oberflächenspannung wird die Flüssigkeit 19 in den kleinen Zwischenraum zwischen dem Oszillator 11 und der dünnen Platte 12 angesaugt. Die Menge an Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraum ist klein und richtig, so dass die Flüssigkeit durch die mit kleiner Leistung betriebene Schwingungsamplitude der Oberflächenwellen ausreichend zerstäubt wird. Die Schwingung auf der Schwingungsoberfläche des Oszillators 11 wird über die Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraum auf das Netz 12a der dünnen Platte 12 übertragen. Infolge der Schwingung des Netzes 12 wird die kleine Menge an Flüssigkeit, die in die Lochteile eintritt, zerstäubt und versprüht.
5 ist eine Schnittansicht eines nicht Teil der Erfindung bildenden Ansaugers, in welchem der in 2 bis 4 gezeigte Zerstäuber eingebaut ist. Der Ansauger umfasst ein Körpergehäuse 21 und eine Flasche 18 für eine chemische Lösung. In dem Körpergehäuse 21 sind eine Leiterplatte 23, die eine Schaltung zur Ansteuerung des Oszillators 11 trägt, eine Batterie 24 und ein Spannungsversorgungsschalter 25 außer dem aus dem Oszillator 11, der dünnen Platte 12 mit dem Netz und dem Halter 13 bestehenden Oszillator 11 untergebracht. Die Flasche 18 für eine chemische Lösung speichert eine chemische Lösung 19, wenn sie im Gebrauch ist, und ist an einem unteren Abschnitt des Körpergehäuses 21 angebracht. Wie dargestellt, sind die unteren Endabschnitte des Oszillators 11 und der das Netz aufweisenden dünnen Platte 12 in die chemische Lösung eingetaucht. Der kleine Zwischenraum zwischen dem Oszillator 11 und der das Netz aufweisenden dünnen Platte 12 ist mit der Flüssigkeit gefüllt und somit wird durch Schwingung der akustischen Oberflächenwellen die Flüssigkeit aus dem kleinen Zwischenraum in den Löchern des Netzes 12a der dünnen Platte 12 zerstäubt und nach außen versprüht, wenn der Spannungsversorgungsschalter 25 eingeschaltet wird. Bezugszeichen 20 bezeichnet einen Sprühnebel.
Gemäß der vorgenannten Ausführungsform wird die kleine Menge an Flüssigkeit, die in die Löcher des Netzes 12a der dünnen Platte 12 eindringt, durch akustische Oberflächenwellen zerstäubt und versprüht, wodurch eine stabile Zerstäubung auch bei Betreiben mit Batterie durchgeführt werden kann. Ferner wird die Zufuhr der Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraum durch die Schwingung durch die akustischen Oberflächenwellen und/oder Oberflächenspannung automatisch durchgeführt, wodurch Mittel zur Zwangslieferung der Flüssigkeit nicht erforderlich sind, weshalb ein Miniaturzerstäuber erzielt ist. Ferner wird die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter entsprechend der Zerstäubung zugeführt, wodurch das Gleichgewicht zwischen der Zufuhrmenge der Flüssigkeit und der Zerstäubungsmenge auf einem ausgezeichneten gehalten werden kann.
Es wurde eine dünne Platte mit Netz als poröse dünne Platte 12 mit einer Anzahl von Löchern verwendet, die poröse dünne Platte beschränkt sich jedoch nicht auf ein solches Netz, sondern es kann auch eine ebene dünne Platte, die mit einer Anzahl von Durchgangslöchern ausgebildet ist, verwendet werden.
6 zeigt einen nicht Teil der Erfindung bildenden Oszillator 30 mit einem Paar von Interdigitalelektroden 31 und 31. Durch Anlegen einer Spannung zwischen dem Paar von Interdigitalelektroden 31 und 31 erzeugte akustische Oberflächenwellen breiten sich in Längsrichtung des Oszillators 30 auf einer Breite eines Bereichs aus, wo die Kammzahnteile der Interdigitalelektroden einander überlappen. Unter Bezug auf 6 ist ein mit schrägen Linien gezeigter Bereich 32, ein Ausbreitungsteil, wo sich die akustischen Oberflächenwellen ausbreiten, und der verbleibende Bereich 33, ein Nicht-Ausbreitungsteil, wo sich keine akustischen Oberflächenwellen ausbreiten. In einem Zustand, in dem der vordere Endabschnitt des Oszillators 30 nicht in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, werden die akustischen Oberflächenwellen durch eine Endfläche des Oszillators 30 reflektiert und Wechselwirken mit laufenden Wellen, es werden stehende Wellen erzeugt und die Schwingungsamplitude nimmt zu. Wenn das Vorderende des Oszillators 30 in die Flüssigkeit, ähnlich wie bei der vorgenannten Ausführungsform eingetaucht ist, besteht jedoch die Möglichkeit, dass die Belastung der Schwingung zunimmt, die akustischen Oberflächen in der Flüssigkeit zerstreut werden und eine Zunahme der Schwingungsamplitude durch stehende Wellen nicht erwartet werden kann. Anders ausgedrückt, besteht die Möglichkeit, dass die Zerstäubungsleistung oder Zerstäubungseffizienz zurückgeht, wenn der in die Flüssigkeit eingetauchte Abschnitt des Oszillators 30 die Ausbreitungsrichtungsseite der akustischen Oberflächenwellen ist.
In einer in 7 bis 9 gezeigten, nicht Teil der Erfindung bildenden Ausführungsform ist daher ein Nicht-Ausbreitungsteil, wo sich keine akustischen Oberflächenwellen in einem Oszillator 30 ausbreiten, in eine Flüssigkeit getaucht. Konkret liegt eine dünne Platte 34 mit einem Netz 34a sowohl einem Ausbreitungsteil als auch dem Nicht-Ausbreitungsteil des Oszillators gegenüber und bildet so einen kleinen Zwischenraum aus. Der Raum zwischen dem Oszillator 30 und der dünnen Platte 34 mit dem Netz 34a ist so gemacht, dass er sich mit Annäherung an einen Flüssigkeitsbehälter allmählich erweitert.
8 zeigt einen solchen Zustand, dass der an einem Seitenabschnitt des Oszillators 30 positionierte Ausbreitungsteil und das Vorderende der das Netz aufweisenden dünnen Platte 34 in die Flüssigkeit im Flüssigkeitsbehälter 35 getaucht sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Ausbreitungsteil, wo sich die akustischen Oberflächenwellen ausbreiten, nicht in die Flüssigkeit getaucht, wodurch die Schwingungslast nicht zunimmt und auch keine Verminderung der Schwingungsamplitude stattfindet. Eine Verbesserung der Zerstäubungsleistung bzw. der Zerstäubungseffizienz wird also erwartet.
9 zeigt ein weiteres Beispiel eines akustische Oberflächenwellen erzeugenden Oszillators 36, welcher nicht Teil der Erfindung ist. Der dargestellte Oszillator 36 weist einen vorspringenden Teil 36a auf, der seinen Außenrand in einem Bereich ausweitet, wo sich keine akustischen Oberflächenwellen ausbreiten. Dieser vorspringende Teil 36a wird in eine Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter getaucht.
Bei den in 2 bis 9 gezeigten Ausführungsformen wurde die Zufuhr von Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil zwischen dem Oszillator und der porösen dünnen Platte automatisch durch Schwingung durch die akustischen Oberflächenwellen oder durch Kapillarität durch Oberflächenspannung durchgeführt. Andererseits führt ein in den 10 bis 13 gezeigte Ausführungsform der Erfindung eine zwangsweise Zufuhr einer Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil durch Antreibmittel durch. In diesem Fall ist es erforderlich, ein ausgezeichnetes Gleichgewicht zwischen der Zuführmenge an Flüssigkeit und einer Zerstäubungsmenge aufrechtzuerhalten.
Unter Bezug auf 11 umfasst ein Zerstäuber einen Körper 51, welcher einen akustische Oberflächenwellen erzeugenden Oszillator 44 hält, eine Kappe 45 mit einem Sieb, welche so an dem Körper 51 angebracht ist, dass sie den Oszillator 44 in ihrem Inneren aufnimmt, sowie eine Flüssigkeitsflasche 46, welche ein Flüssigkeit speichert, die auf die schwingende Oberfläche des Oszillators 44 zugeführt wird.
Unter Bezug auf 12 umfasst die Kappe 45 eine obere Kappe 45a mit einer Öffnung in ihrer Mitte, eine unter Kappe 45b sowie ein Sieb 48, welches durch die elastische Abstoßungskraft einer Schraubenfeder 50 gehalten wird. Ein Schlitz 49, welcher ein vorstehendes Rohr 56 der Flüssigkeitsflasche 46 aufnimmt, ist an einer Seitenwand der unteren Kappe 45b ausgebildet. Wie aus 12 deutlich wird, ist ein kleiner Zwischenraumteil zwischen dem Sieb (poröse dünne Platte) 48 und der schwingenden Fläche der Membran 44 ausgebildet. Die Flüssigkeit wird aus der Flüssigkeitsflasche 46 über das vorstehende Rohr 56 in diesen kleinen Zwischenraumteil zugeführt.
13 veranschaulicht einen zur Flüssigkeitsflasche in Beziehung stehenden Aufbau. Die Flüssigkeitsflasche 46 speichert eine Flüssigkeit 57 in ihrem Inneren, während ihr oberer Raum abgeschlossen ist. Von einer Druckpumpe 47 gelieferte Druckluft, die in dem Körper 51 gespeichert ist, wird in den oberen Raum der Flüssigkeitsflasche 46 über ein Rohr 53 und ein Rückschlagventil 54 eingeführt. Der Druck in der Flüssigkeitsflasche 46 steigt infolge dieses Einführens der Druckluft an, so dass die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsflasche 46 in den kleinen Zwischenraumteil zwischen dem Oszillator 46 und dem Sieb 48 durch ein Rohr 55 und das vorstehende Rohr 56 geliefert wird.
Der in den 10 bis 13 gezeigte Zerstäuber umfasst Flüssigkeitsfeststellmittel, die das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil zwischen dem Oszillator 44 und dem Sieb 48 feststellen. Konkret sind zwei Elektroden auf der schwingenden Oberfläche des Oszillators 44 in dem kleinen Zwischenraumteil in einem Abstand angeordnet. Was die eine Elektrode anbelangt, wird ihre Funktion durch das vorstehende Rohr 56 ausgeführt. Die andere Elektrode 60 ragt von dem Körper 51 ab. Zwischen dem vorstehenden Rohr 56 (erste Elektrode) und der zweiten Elektrode 60 ist ein Zwischenraum ausgebildet, wobei eine Kapazitätsänderung zwischen beiden Elektroden vom Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Flüssigkeit in diesem Abschnitt abhängt. Das Vorhandensein/Nichtvorhandensein der Flüssigkeit wird durch diese Kapazitätsänderung festgestellt. Der Körper 51 ist mit einem Elektrodenkontakt 59 versehen. Die Flüssigkeitsflasche 46 ist ebenfalls mit einem Elektrodenkontakt 58 zum In-Berührung-Kommen mit dem Elektrodenkontakt 59 versehen. Das vorstehende Rohr 56 und der Elektrodenkontakt 58 sind elektrisch miteinander verbunden.
Keramik ist optimal als Material für das Sieb 48, welches eine poröse dünne Platte ist. Es besteht die Möglichkeit, dass in der Zerstäubungsmenge infolge der Größen der Löcher des Siebs etc. eine Streuung bewirkt wird. Selbst wenn eine solche Streuung der Zerstäubungsmenge stattfindet, ist es wünschenswert, kontinuierlich eine stabile Zerstäubung durchzuführen. Bei der in den 10 bis 13 gezeigten Ausführungsform sind daher die Flüssigkeitsnachweismittel zum Feststellen des Vorhandenseins/Nichtvorhandenseins der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil vorgesehen, um die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsflasche 46 zwangsweise in den kleinen Zwischenraumteil ansprechend auf ein Signal dieser Flüssigkeitsnachweismittel zu liefern. Für diese Steuerung umfasst der Zerstäuber eine Batterie 40, eine Spannungsversorgungsschaltung 41, eine Steuerschaltung 42, eine Oszillationsschaltung 43, die Druckpumpe 47 und die Flüssigkeitsflasche 46, wie in 10 gezeigt. Sein Arbeiten ist folgendermaßen:
Wenn eine geeignete Flüssigkeitsmenge in dem kleinen Zwischenraumteil zwischen dem Oszillator 44 und dem Sieb 48 vorhanden ist, wird die Druckpumpe 47 nicht betrieben. Wenn andererseits die Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil unzureichend wird, ändert sich die Kapazität zwischen der ersten Elektrode 56 und der zweiten Elektrode 60, wodurch das Fehlen der Flüssigkeit festgestellt wird. Die Steuerschaltung 42 steuert die Druckpumpe 47 ansprechend auf das Nachweissignal an. Die von der Druckpumpe 47 gelieferte Druckluft wird in die Flüssigkeitsflasche 46 eingeführt, wodurch die Flüssigkeit aus der Flüssigkeitsflasche 46 in den kleinen Zwischenraumteil zwischen dem Oszillator 44 und dem Sieb 48 durch das Rohr 55 und das vorstehende Rohr 56 geliefert wird. Die Schwingung der auf der oszillierenden Fläche des Oszillators 44 zur Ausbreitung gebrachten akustischen Oberflächenwellen wird auf das Sieb 48 durch die Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil übertragen, um eine kleine Menge an Flüssigkeit, die in die Löcher des Siebs 48 eindringt, zu zerstäuben und diese nach außen zu versprühen. Infolge einer Wiederholung dieses Vorgangs wird das Gleichgewicht zwischen der Zufuhrmenge der Flüssigkeit und der Zer stäubungsmenge ausgezeichnet gehalten. Diese Ausführungsform ist so eingerichtet, dass sie Druckluft in die Flüssigkeitsflasche 46 zur Lieferung der Flüssigkeit einführt, wodurch die Flüssigkeit in der Flüssigkeitsflasche 46 ausreichend verbraucht werden kann. Wenn eine geeignete Menge an Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil vorhanden ist, wird die Druckpumpe 47 nicht angesteuert, so dass folglich eine Zufuhr der Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil intermittierend durchgeführt wird.
Die Elektrodensensoren 56 und 60 zur Feststellung von Trockenheit müssen periodisch abgenommen und gewaschen werden, um Fehlfunktionen zu verhindern. Die dargestellte Ausführungsform verwendet das vorstehende Rohr 56 so, dass es auch als ein Elektrodensensor wirkt, um die Anzahl von Teilen zu verringern und den Aufbau zu vereinfachen.
Es wurden einige Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen veranschaulicht, die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen, vielmehr sind verschiedene Korrekturen und Abwandlungen innerhalb des gleichförmigen Bereichs möglich.
Gewerbliche Verfügbarkeit
Die vorliegende Erfindung kann mit Vorteil auf einen Ansauger zur Zerstäubung einer chemischen Flüssigkeit, die für eine Asthmabehandlung, Behandlung von Lungenkrankheiten und dgl. wirksam ist, angewandt werden.

Claims

Zerstäuber, welcher aufweist: einen Oszillator (11, 30, 36, 44), eine poröse dünne Platte (12a, 34a, 48) mit einer Anzahl von Löchern, die an der schwingenden Fläche des Oszillators unter Einhaltung eines kleinen Zwischenraums angeordnet ist, und Zuführmittel zum Zuführen einer Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil zwischen dem Oszillator und der porösen dünnen Platte, wobei der Oszillator so eingerichtet ist, dass er akustische Oberflächenwellen mittels Doppelkammelektroden (15, 31), die auf der schwingenden Oberfläche ausgebildet sind, zur Zerstäubung der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil durch Schwingung einer akustischen Oberflächenwelle, die durch den Oszillator ausgebreitet wird, und Versprühen der Flüssigkeit durch die Löcher der porösen dünnen Platte hindurch erzeugt, wobei die Zuführmittel aufweisen: einen Flüssigkeitsbehälter (46), der die zu zerstäubende Flüssigkeit speichert, gekennzeichnet durch Flüssigkeitsliefermittel (47), die die Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (46) nach Bedarf in den kleinen Zwischenraumteil zwangsliefern, und Flüssigkeitsfeststellmittel (50, 60), die das Vorhandensein/Fehlen der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil feststellen, und Steuermittel (42), die das Arbeiten der Flüssigkeitsliefermittel ansprechend auf ein Signal von den Flüssigkeitsnachweismitteln steuern.
Zerstäuber nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsfeststellmittel eine erste Elektrode (56) und eine zweite Elektrode (60), die auf der schwingenden Fläche des Oszillators (44) in dem kleinen Zwischenraumteil mit einem Abstand angeordnet sind, zum Feststellen des Vorhandenseins/Fehlens der Flüssigkeit durch eine Kapazitätsänderung zwischen beiden Elektroden aufweisen.
Zerstäuber nach Anspruch 2, wobei die Flüssigkeitsliefermittel ein Abgaberohr (56) mit einer Flüssigkeitsabgabeöffnung in dem kleinen Zwischenraumteil aufweisen, wobei das Abgaberohr als die erste Elektrode verwendet wird.
Zerstäubungsverfahren, welches aufweist: Anordnen einer porösen dünnen Platte (12a, 34a, 48) mit einer Anzahl von Löchern an einer schwingenden Fläche eines Oszillators (11, 30, 36, 44) unter Einhaltung eines kleinen Zwischenraumteils, Führen einer Flüssigkeit in den kleinen Zwischenraumteil, Erzeugen von akustischen Oberflächenwellen auf dem Oszillator mittels Doppelkammelektroden (15, 31), die auf der schwingenden Fläche ausgebildet sind, und Zerstäuben der Flüssigkeit in dem kleinen Zwischenraumteil durch Schwingung einer akustischen Oberflächenwelle, die durch den Oszillator ausgebreitet werden, zum Versprühen der Flüssigkeit durch die Löcher der porösen dünnen Platte hindurch, dadurch gekennzeichnet, dass die zu zerstäubende Flüssigkeit durch Antreibmittel aus einem die Flüssigkeit speichernden Flüssigkeitsbehälter (46) in den kleinen Zwischenraumteil zwangsgeliefert wird.