DE10007591A1

DE10007591A1 - Medical nebulizer

Info

Publication number: DE10007591A1
Application number: DE10007591A
Authority: DE
Inventors: Francis J Clementi; Timothy E Corcoran; Norman Chigier
Original assignee: Carnegie Mellon University; Sunrise Medical HHG Inc
Current assignee: Carnegie Mellon University; Sunrise Medical HHG Inc
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 2000-02-21
Publication date: 2000-11-23
Also published as: ITMI20000300A1; GB0003427D0; IT1316777B1; ITMI20000300A0; GB2347870A

Abstract

Ein Flüssigkeits-Vernebelungsapparat geeignet für die Verwendung in der Atemwegstherapie und anderen Anwendungen. Eine erste Gasdruckröhre ist umgeben von einer zweiten Röhre zur Bildung einer engen, ringförmigen Flüssigkeitszuspeisungspassage. Die Flüssigkeitszuspeisungspassage erstreckt sich von einem Flüssigkeitsbehälter zu einer ringförmigen Öffnung an einem Ende der ersten Röhre. Die zweite Röhre erstreckt sich über die Öffnung hinaus zu einem offenen Ende, um eine Kammer zu bilden. Wenn ein Gas, wie beispielsweise Druckluft oder Sauerstoff, von einer Öffnung am Ende der ersten Röhre abgegeben wird, bildet sich an der ringförmigen Öffnung ein Unterdruck, um Flüssigkeit in die Kammer zu ziehen. Die expandierende Gasströmung in der Kammer veranlasst die Flüssigkeit, von der ringförmigen Öffnung als Film entlang der Innenwand der zweiten Röhre zum offenen Ende zu strömen, wo sie ausgestoßen und atomisiert wird. Der Gasstrom durch die Kammer beschleunigt die Strömung des Flüssigkeitsfilms, um dessen Dicke zu verringern und damit kleinere und gleichmäßigere Tröpfchen herzustellen.A liquid nebulizer suitable for use in airway therapy and other applications. A first gas pressure tube is surrounded by a second tube to form a narrow, annular liquid feed passage. The liquid feed passage extends from a liquid container to an annular opening at one end of the first tube. The second tube extends beyond the opening to an open end to form a chamber. When a gas, such as compressed air or oxygen, is released from an opening at the end of the first tube, a vacuum is created at the annular opening to draw liquid into the chamber. The expanding gas flow in the chamber causes the liquid to flow from the annular opening as a film along the inner wall of the second tube to the open end, where it is expelled and atomized. The gas flow through the chamber accelerates the flow of the liquid film to reduce its thickness and thereby produce smaller and more uniform droplets.

Description

BACKGROUND OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft Flüssigkeits-Vernebelungsapparate, insbesondere einen Vernebelungsapparat zur Herstellung ei nes Aerosols aus kleinen Tröpfchen von einer Flüssigkeit, die beispielsweise geeignet ist, ein einer Inhalationsthe rapie verwendet zu werden.The invention relates to liquid nebulizers, in particular a nebulizer for making egg aerosol from small droplets of a liquid, which is suitable, for example, an inhalation device therapy to be used.

Es wurden bisher unterschiedliche Arten von Vernebelungsap paraten zur Herstellung eines Flüssigmedikament-Aerosols zur Einführung in die Lunge von Patienten konstruiert. Bei der Konstruktion eines Flüssigmedikament-Vernebelungs apparats liegt ein allgemeines Ziel darin, ein Aerosol her zustellen, das flüssige Tröpfchen aufweist, die sehr klein und von gleichmäßiger Größe sind. Vernebelungsapparate pro duzieren von sich aus eine Reihe unterschiedlicher Tröpf chengrößen. Es ist wünschenswert, dass die Tröpfchengrößen so gleichförmig wie nur möglich sind und dass ihre Größe den Tröpfchen ermöglicht, tief in die Lunge des Patienten einzudringen, um einen maximalen Therapieerfolg zu gewähr leisten. Wegen ihrer Masse und Trägheit neigen größere von einem Patienten inhalierte Tröpfchen dazu, miteinander zu kollidieren und sich an den Wänden des Mundes und der Atem wege anzusammeln, bevor sie tiefer in die Lunge vordringen. Im allgemeinen muss das Medikament tief in die Lungen vor dringen, um die gewünschte therapeutische Wirkung hervorzu rufen. Ein Medikament, das die Wirkbereiche in der Lunge nie erreicht, ist verschwendet und erhöht Kosten und Dauer der Behandlung. Die Forschungsarbeiten zur Konstruktion von Vernebelungsapparaten, die ein Aerosol mit gleichmäßigen Tröpfchengrößen produzieren, sind laufend im Gange.So far there have been different types of nebulization ap ready for the preparation of a liquid drug aerosol constructed for patient insertion into the lungs. At the construction of a liquid drug nebulizer apparatus, a general goal is to produce an aerosol deliver that has liquid droplets that are very small and are of uniform size. Nebulizers pro automatically create a number of different droplets sizes. It is desirable that the droplet sizes are as uniform as possible and that their size allows the droplets to penetrate deep into the patient's lungs penetrate to ensure maximum therapeutic success Afford. Because of their mass and inertia, larger ones tend to a patient inhaled droplets to each other collide and stick to the walls of the mouth and breath accumulate pathways before they penetrate deeper into the lungs. In general, the drug needs to go deep into the lungs urge to bring out the desired therapeutic effect call. A drug that affects the active areas in the lungs never achieved is wasted and increases costs and duration treatment. The research work on the construction of Nebulizers that have an aerosol with uniform Producing droplet sizes are ongoing.

Wenn bei einer gebräuchlichen Form von Vernebelungsappara ten ein Patient durch ein Mundstück inhaliert, wird durch eine Kammer Umgebungsluft angezogen und dem Patienten zuge führt. Auch Druckluft wird in die Kammer eingeführt und über eine Flüssigkeitsöffnung geleitet, um das flüssige Me dikament anzusaugen und zu atomisieren, wodurch ein Aerosol gebildet wird. Normalerweise wird das Aerosol mit dem Strom der vom Patienten eingeatmeten Umgebungsluft gemischt. Das Aerosol kann mit Sauerstoff oder mit sauerstoffangereicher ter Luft gemischt werden, wenn dies vom Patienten verlangt wird. Um die Flüssigkeitströpfchen im Aerosol so klein und gleichmäßig groß wie möglich zu machen und um größere Tröpfchen vom Aerosol zu trennen, während die Tröpfchen im Vernebelungsapparat bleiben, wurden unterschiedliche Tech niken angewendet. If with a common form of nebulizer If a patient inhales through a mouthpiece, a chamber attracted ambient air and drawn to the patient leads. Compressed air is also introduced into the chamber passed through a liquid opening to the liquid Me aspirate and atomize, creating an aerosol is formed. Usually the aerosol comes with the flow the ambient air inhaled by the patient. The Aerosol can be oxygenated or oxygenated mixed with air if required by the patient becomes. To keep the liquid droplets in the aerosol so small and to make it as big as possible and to make it bigger To separate droplets from the aerosol while the droplets are in the Diffuser remain different tech niken applied.

In Vernebelungsapparaten älterer Bauweise wird unter Druck stehende Atomisierungsluft durch eine Öffnung abgegeben und so abgelenkt, dass sie über eine ringförmige Flüssig keitsöffnung fließt. Der Luftstrom saugt einen Flüssig keitsstrom von der Öffnung an und atomisiert die Flüssig keit zu Tröpfchen. Häufig werden Luft und Flüssigkeit ver anlasst, gegen eine Ablenk- und/oder Prallfläche zu stoßen, welche die Flüssigkeit in kleinere Tröpfchen aufspaltet und/oder Tröpfchen mit größerem Durchmesser sammelt, die in einen Flüssigkeitsbehälter zurückfließen. Die Flüssig keitströpfchen werden danach immer noch unterschiedliche Größen aufweisen. Das resultierende Aerosol wird mit einer voluminöseren Umgebungsluftströmung gemischt, während es in die Lungen des Patienten gezogen wird, wenn der Patient in haliert. Unterschiedliche Arten von Ablenk- und Prallflä chen wurden benützt, um die Atomisierungsluft über den Flüssigkeitseingang zu lenken und die Flüssigkeit zu atomi sieren.In atomizers of older construction there is pressure atomizing air emitted through an opening and so distracted that it has an annular liquid opening flows. The airflow sucks a liquid current from the opening and atomizes the liquid droplets. Air and liquid are often used causes to hit a deflection and / or impact surface, which splits the liquid into smaller droplets and / or larger diameter droplets collected in flow back a liquid container. The liquid After that, droplet droplets are still different Have sizes. The resulting aerosol is mixed with a voluminous ambient airflow mixed while in the patient's lungs is pulled when the patient is in halved. Different types of deflection and baffle were used to keep the atomizing air above the To direct liquid inlet and atomi the liquid sieren.

In einer älteren Ausführung eines Vernebelungsapparats sind zwei Flüssigkeitsöffnungen an diametral gegenüberliegenden Seiten einer Atomisierungsluftöffnung vorgesehen. Die Ato misierungsluft wird gegen eine Ablenkleiste gelenkt, welche den Luftstrom in zwei Ströme aufteilt, von denen einer im rechten Winkel zu den Öffnungen und über diese hinweg fließt. In einer anderen Vernebelungsapparat-Ausführung äl terer Konstruktion wird die Atomisierungsluft von einer ringförmigen Öffnung abgegeben, die konzentrisch mit einer ringförmigen Flüssigkeitsöffnung ist. Die Luft wird gegen eine runde oder konische Ablenkfläche gelenkt, um die Luft strömung in radialem Muster über die ringförmige Flüssig keitsöffnung zu lenken. In an older version of a nebulizer two liquid openings on diametrically opposite Provided sides of an atomizing air opening. The Ato air is directed against a deflection bar, which divides the airflow into two streams, one of which is in the right angles to and over the openings flows. In another nebulizer version äl The atomization air is built by a given an annular opening concentric with a is annular liquid opening. The air is against a round or conical baffle is directed to the air flow in a radial pattern over the annular liquid steer opening.

Der Luftstrom saugt die Flüssigkeit an, um von einem Behäl ter durch die Flüssigkeitsauslasse zu strömen, und bildet ein Aerosol. Das Aerosol wird mit einer voluminöseren Umge bungsluftströmung gemischt, wenn der Patient inhaliert. Wenn der Patient nicht inhaliert, kondensieren die Tröpf chen im Aerosol an den Innenwänden des Vernebelungsapparats und fließen zurück in den Behälter. In der Regel wird das Aerosol von einer Prallfläche abgelenkt, um entweder nach unten gegen einen Flüssigkeitsbehälter zu fließen oder ra dial nach außen gegen die Wände des Behälters. Das Aerosol fließt dann aufwärts gegen einen Aerosolauslass in einem Mundstück, durch welches der Patient atmet. Wenn das Aero sol dazu gebracht wird, einem gekrümmten Strömungsweg durch den Vernebelungsapparat zu folgen, neigen größere Tröpfchen dazu, an die Wände der Ablenkfläche und der Kammer zu sto ßen und an diesen zu kondensieren, wo sie zurück in den Flüssigkeitsbehälter fließen.The air stream sucks the liquid to from a container to flow through the liquid outlets and forms an aerosol. The aerosol comes with a more voluminous reverse Air flow mixed when the patient inhales. If the patient does not inhale, the droplets condense in the aerosol on the inner walls of the nebulizer and flow back into the container. Usually it will Aerosol deflected from a baffle to either after flow down against a liquid container or ra dial outward against the walls of the container. The aerosol then flows up against an aerosol outlet in one Mouthpiece through which the patient breathes. If the aero sol is caused to pass through a curved flow path Larger droplets tend to follow the nebulizer to bump against the walls of the baffle and chamber eats and condenses on them, where they go back into the Liquid containers flow.

BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Gemäß der Erfindung erstreckt sich eine Röhre für Druck luft, Sauerstoff oder ein anderes Gas aufwärts durch den Mittelpunkt eines Behälters, der dazu dient, eine Menge Flüssigmedikament zu fassen. Ein oberes Ende der Druckgas röhre endet an einer Öffnung, die oberhalb der Oberfläche eines Medikaments im Behälter angeordnet ist. Eine zweite Röhre, deren Innendurchmesser geringfügig größer ist als ein Außendurchmesser der Gasröhre, umfängt die Gasröhre und ist mit dieser koaxial. Auf diese Weise wird eine enge, ringförmige Medikamentenzufuhrpassage zwischen der Gasröhre und der zweiten Röhre geschaffen. According to the invention, a tube for pressure extends air, oxygen or another gas up through the Center of a container that serves a lot To take liquid medication. An upper end of the pressurized gas tube ends at an opening above the surface a drug is arranged in the container. A second Tube whose inner diameter is slightly larger than an outer diameter of the gas tube, encloses the gas tube and is coaxial with this. In this way, a close, circular drug delivery passage between the gas tube and the second tube.

Die zweite Röhre erstreckt sich von angrenzend einem Boden des Medikamentenbehälters zu einem offenen oberen Ende, das sich oberhalb der Gasabgabeöffnung befindet. Innerhalb der zweiten Röhre oberhalb der Öffnung wird eine offene Kammer gebildet. Wenn in dem Behälter ein flüssiges Medikament vorhanden ist und Gas von der Gasöffnung abgegeben wird, wird in der offenen Kammer angrenzend an die Gasöffnung ein Unterdruck geschaffen. Der Unterdruck zieht das Flüssigme dikament nach oben durch die enge, ringförmige Passage zwi schen der Gasröhre und der zweiten Röhre.The second tube extends from an adjacent floor the medication container to an open top end that is located above the gas discharge opening. Within the The second tube above the opening becomes an open chamber educated. If in the container a liquid drug is present and gas is emitted from the gas opening, will be in the open chamber adjacent to the gas opening Created negative pressure. The vacuum draws the liquid dikament up through the narrow, circular passage between between the gas tube and the second tube.

Das unter Druck stehende Gas dehnt sich auf seinem Weg von der Öffnung in die offene Kammer aus. Die zweite Röhre be schränkt die Außenausdehnung des Gases, um einen raschen Geschwindigkeitsverlust zu verhindern. Die Gasströmung durch die offene Kammer und die Oberflächenspannung im flüssigen Medikament veranlassen das flüssige Medikament dazu, als dünner, flüssiger Film entlang der Innenwand der zweiten Röhre von angrenzend an die Gasabgabeöffnung zum offenen Ende der zweiten Röhre zu fließen. Der Gasstrom be schleunigt die Flüssigmedikamentströmung entlang der Innen wand der zweiten Röhre und verursacht damit die Verringe rung der Dicke des Flüssigkeitsfilms bei zunehmender Strö mungsgeschwindigkeit. Der strömende dünne Flüssigkeitsfilm wird vom offenen Ende der zweiten Röhre ausgestoßen. Wenn der Film ausgestoßen wird, streckt er sich infolge der Oberflächenspannung in der Flüssigkeit in kleine Flüssig keitsfinger und teilt sich dann in kleine Tröpfchen, um ein Aerosol zu bilden. Die kleinen Tröpfchen werden durch das Hochgeschwindigkeitsgas ohne Aufprall des Gases und der Flüssigkeit an einer Rückstoßfläche gebildet. The gas under pressure expands on its way from opening into the open chamber. The second tube be limits the external expansion of the gas to a quick one To prevent loss of speed. The gas flow through the open chamber and the surface tension in the liquid medication cause the liquid medication as a thin, liquid film along the inner wall of the second tube from adjacent to the gas discharge opening to open end of the second tube to flow. The gas flow be accelerates the flow of liquid medication along the inside wall of the second tube, causing the rings tion of the thickness of the liquid film with increasing flow speed. The flowing thin film of liquid is expelled from the open end of the second tube. If the film is ejected, it stretches as a result of Surface tension in the liquid in small liquid fingers and then divides into small droplets to Form aerosol. The little droplets are High speed gas without impact of the gas and the Liquid formed on a recoil surface.

Obwohl die Tröpfchengrößen variieren, sind sie doch in ei nem gleichförmig kleinen Größenbereich konzentriert, der für eine Atemwegstherapie wirksam ist. Optional kann auch eine Prallfläche verwendet werden, um größere Tröpfchen zu eliminieren, die in dem Aerosol vorhanden sein können. Der Vernebelungsapparat kann auch für Anwendungen in anderen als medizinischen Gebieten verwendet werden, beispielsweise zur Kraftstoffvernebelung oder in der Malerei.Although the droplet sizes vary, they are in egg concentrated a uniformly small size range that is effective for respiratory therapy. Optionally, too a baffle can be used to make larger droplets eliminate that may be present in the aerosol. The Nebulizer can also be used in other applications used as medical fields, for example for fuel atomization or in painting.

Es ist demnach ein Ziel der Erfindung, einen Vernebelungs apparat zur Herstellung eines flüssigen Aerosols zu schaf fen, das für die Inhalationstherapie oder für andere Anwen dungen geeignet ist.It is therefore an object of the invention, a nebulizer apparatus for producing a liquid aerosol fen, for inhalation therapy or for other applications suitable.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und den begleitenden Zeichnungen offenbar.Other objects and advantages of the invention will become apparent from the following detailed description of the invention and accompanying drawings apparently.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittan sicht eines Flüssigkeits-Vernebelungsapparats gemäß der Er findung; Fig. 1 is an enlarged fragmentary cross-sectional view of a liquid nebulizer according to the invention;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines medi zinischen Vernebelungsapparats gemäß einem ersten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung; und Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view of a medical nebulizer according to a first embodiment of the invention; and

Fig. 3 ist eine vergrößerte Querschnittansicht eines medi zinischen Vernebelungsapparats gemäß einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of a medical nebulizer according to a second embodiment of the invention.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Bezugnehmend auf Fig. 1 der Zeichnungen wird ein Flüssig keitsatomisierer oder Vernebelungsapparat 10 gemäß der Er findung dargestellt. Der Vernebelungsapparat 10 umfasst im allgemeinen zwei koaxial angeordnete Röhren, eine innere oder erste Röhre 11 und eine äußere oder zweite Röhre 12. In der dargestellten Ausrichtung weist die erste Röhre 11 ein oberes Ende 13 auf, das bis auf eine Öffnung 14 ge schlossen ist. Ein unteres Ende 15 der ersten Röhre 11 ist so beschaffen, dass es an eine Druckgasquelle angeschlossen ist, wie beispielsweise Luft, Sauerstoff oder ein anderes Gas, das für eine bestimmte Anwendung des Vernebelungsappa rats 10 ausgewählt wurde. Die zweite Röhre 12 hat ein offe nes oberes Ende 16. Die erste Röhre 11 ist koaxial inner halb der zweiten Röhre 12 angebracht, um eine ringförmige Passage 17 zwischen den Röhren 11 und 12 zu schaffen. Das obere Ende 13 der ersten Röhre 11 ist unterhalb dem oberen Ende 16 der zweiten Röhre 12 beabstandet, um eine Kammer 18 zu bilden, die ein vom Ende 13 der ersten Röhre gebildetes unteres Ende, eine von einer Innenfläche 19 der zweiten Röhre 12 gebildete Seitenwand und ein vom offenen oberen Ende 16 der zweiten Röhre 12 begrenztes oberes Ende auf weist.Referring to Fig. 1 of the drawings, a liquid atomizer or nebulizer 10 according to the invention is shown. The nebulizer 10 generally includes two coaxially arranged tubes, an inner or first tube 11 and an outer or second tube 12 . In the orientation shown, the first tube 11 has an upper end 13 which is closed except for an opening 14 ge. A lower end 15 of the first tube 11 is configured to be connected to a source of pressurized gas, such as air, oxygen or another gas, selected for a particular application of the nebulizer 10 . The second tube 12 has an open top end 16 . The first tube 11 is coaxially mounted within the second tube 12 to create an annular passage 17 between the tubes 11 and 12 . The upper end 13 of the first tube 11 is spaced below the upper end 16 of the second tube 12 to form a chamber 18 which has a lower end formed by the end 13 of the first tube, a side wall formed by an inner surface 19 of the second tube 12 and has an upper end bounded by the open upper end 16 of the second tube 12 .

Die Passage 17 hat ein ringförmiges oberes Ende 20, das die Öffnung 14 umgibt und mit der Kammer 18 in Verbindung ist. Ein unteres Ende 21 der Passage 17 ist so angepasst, dass es mit der Quelle einer zu atomisierenden Flüssigkeit in Verbindung steht. Wie in Fig. 1 dargestellt, kann das un tere Ende der Passage 17 über einen Kanal 22 mit einer ge eigneten (nicht dargestellten) Flüssigkeitsquelle verbunden werden. Alternativ kann das untere Ende 21 der Passage 17 offen sein und sich unterhalb der Oberfläche der Flüssig keit in einem (nicht dargestellten) Flüssigkeitsbehälter zur Ansaugströmung in die Kammer 18 befinden. Im prakti schen Betrieb des Vernebelungsapparats 10 wird Flüssigkeit durch Ansaugen von der Quelle in die Passage 17 gezogen und fließt in die Kammer 18. Für einige Anwendungen ist zu be achten, dass die Flüssigkeit unter Druck in die Passage 17 eingespeist werden kann, um die Strömungsrate der Flüssig keit zu erhöhen oder die Atomisierung von Flüssigkeiten mit höherer Viskosität zu erleichtern.The passage 17 has an annular upper end 20 which surrounds the opening 14 and is in communication with the chamber 18 . A lower end 21 of the passage 17 is adapted so that it is connected to the source of a liquid to be atomized. As shown in Fig. 1, the lower end of the passage 17 can be connected via a channel 22 to a suitable (not shown) liquid source. Alternatively, the lower end 21 of the passage 17 may be open and located below the surface of the liquid in a liquid container (not shown) for suction flow into the chamber 18 . In practical operation of the nebulizer 10 , liquid is drawn by suction from the source into the passage 17 and flows into the chamber 18th For some applications it should be noted that the liquid can be fed under pressure into the passage 17 in order to increase the flow rate of the liquid or to facilitate the atomization of liquids with a higher viscosity.

Im praktischen Betrieb wird unter Druck stehendes Gas von einer geeigneten Quelle zum unteren Ende 15 der ersten Röh re 11 geliefert. Dieses Gas wird von der Öffnung 14 in die Kammer 18 abgegeben, wo es sich ausdehnt und zum offenen oberen Ende 16 der zweiten Röhre 12 strömt und dort ausge stoßen wird. Der Gasstrom durch die Kammer 18 schafft einen Unterdruck am ringförmigen oberen Ende 20 der Passage 17. Infolge des Unterdrucks strömt Flüssigkeit von der Flüssig keitsquelle durch die Passage 17 und in die Kammer 18. Wenn die Flüssigkeit in die Kammer 18 eindringt, bleibt sie in folge der Oberflächenspannung und der Gasströmung durch die Kammer 18 in Kontakt mit der Innenfläche 19 der zweiten Röhre 12.In practical operation, gas under pressure is supplied from a suitable source to the lower end 15 of the first tube 11 . This gas is emitted from the opening 14 into the chamber 18 , where it expands and flows to the open upper end 16 of the second tube 12 and is expelled there. The gas flow through the chamber 18 creates a negative pressure at the annular upper end 20 of the passage 17 . Due to the negative pressure, liquid flows from the liquid source through the passage 17 and into the chamber 18th When the liquid enters the chamber 18 , it remains in contact with the inner surface 19 of the second tube 12 due to the surface tension and gas flow through the chamber 18 .

Das durch die Kammer 18 strömende Gas veranlasst die Flüs sigkeit dazu, entlang der Oberfläche 19 gegen das offene Ende 16 als dünner Film 23 zu strömen. Wenn der flüssige Film 23 gegen das offene Ende 16 strömt, erhöht sich seine Strömungsgeschwindigkeit unter dem Einfluss der schnelleren Gasströmung. The gas flowing through the chamber 18 causes the liquid to flow along the surface 19 against the open end 16 as a thin film 23 . As the liquid film 23 flows against the open end 16 , its flow rate increases under the influence of the faster gas flow.

Wenn die Geschwindigkeit des Filmes zunimmt, geht die Dicke des Films 23 zurück. Der strömende dünne Film 23 wird am offenen Ende 16 der zweiten Röhre 12 aus der Oberfläche 19 ausgestoßen. Wenn die Flüssigkeit die Oberfläche 19 ver lässt, bildet sie anfänglich kleine Finger infolge der Oberflächenspannung. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeits strömung in den Fingern, die Oberflächenspannung der Flüs sigkeit und die expandierende Gasströmung von der Kammer 18 verursachen eine Aufteilung der Finger in kleine Tröpfchen, wodurch die Flüssigkeit atomisiert wird.As the speed of the film increases, the thickness of the film 23 decreases. The flowing thin film 23 is ejected from the surface 19 at the open end 16 of the second tube 12 . When the liquid leaves the surface 19 , it initially forms little fingers due to the surface tension. The speed of the liquid flow in the fingers, the surface tension of the liquid, and the expanding gas flow from the chamber 18 cause the fingers to split into small droplets, thereby atomizing the liquid.

Die zweite Röhre 12 an der Kammer 18 wird mit einem Innen durchmesser A dargestellt, die erste Röhre 11 mit einem Au ßendurchmesser B, die Öffnung 14 mit einem Durchmesser C und die Kammer 18 zwischen dem Ende 13 der ersten Röhre 11 und dem offenen Ende 16 der zweiten Röhre 12 wird mit einer Länge D dargestellt. Der Vernebelungsapparat 10 kann bei spielsweise dazu verwendet werden, ein flüssiges, in der Atemwegstherapie verwendetes Medikament zu atomisieren. Für einen medizinischen Vernebelungsapparat 10 hat sich ein Durchmesser A der Kammer 18 zwischen etwa 1,016 mm und etwa 3,175 mm als vorteilhaft erwiesen. Der Außendurchmesser B der ersten Röhre wird so ausgewählt, dass die Passage 17 eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 1 mm aufweist. Der Durchmesser C der Öffnung 14 beträgt vorzugsweise zwi schen etwa 0,400 mm und etwa 0,711 mm. Die Länge D der Kam mer 18 beträgt vorzugsweise zwischen etwa 0,5 und 2mal den Kammerdurchmesser A, wobei D = A optimal ist.The second tube 12 on the chamber 18 is shown with an inner diameter A, the first tube 11 with an outer diameter B, the opening 14 with a diameter C and the chamber 18 between the end 13 of the first tube 11 and the open end 16 the second tube 12 is shown with a length D. The nebulizer 10 can be used, for example, to atomize a liquid medication used in respiratory therapy. For a medical nebulizer 10 , a diameter A of the chamber 18 between approximately 1.016 mm and approximately 3.175 mm has proven to be advantageous. The outer diameter B of the first tube is selected such that the passage 17 has a thickness between approximately 0.05 mm and approximately 1 mm. The diameter C of the opening 14 is preferably between approximately 0.400 mm and approximately 0.711 mm. The length D of the chamber 18 is preferably between about 0.5 and 2 times the chamber diameter A, with D = A being optimal.

Bezugnehmend auf Fig. 2 wird ein medizinischer Vernebe lungsapparat 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung dargestellt. Referring to FIG. 2 is a medical Vernebe development apparatus 30 according to an embodiment of the dung OF INVENTION shown.

Der Vernebelungsapparat 30 ist mit einem Gehäuse 31 verse hen, das aus einem unteren Gehäuseabschnitt 32 und einem oberen Gehäuseabschnitt 33 gebildet ist. Der untere Gehäu seabschnitt 32 begrenzt einen Behälter 34, der dazu dient, eine bestimmte Menge eines flüssigen, zur Atomisierung vor gesehen Medikaments 35 zu fassen. Eine erste Röhre 36 er streckt sich aufwärts durch die Mitte des Behälters 34 und endet an einer Luftabgabeöffnung 37. Die erste Röhre 36 ist mit einem unteren Ende 38 versehen, das sich unterhalb des Behälters 34 erstreckt und über einen Schlauch 39 mit einem Kompressor oder einer anderen (nicht dargestellten) Quelle von Druckgas verbunden ist. Im Normalfall handelt es sich bei dem Gas um Druckluft, und die Quelle ist ein handelsüb licher medizinischer Luftkompressor. Ja nach Anwendung kann aber auch Sauerstoff oder ein anderes Gas an die erste Röh re 36 geliefert werden.The nebulizer 30 is hen with a housing 31 , which is formed from a lower housing portion 32 and an upper housing portion 33 . The lower housing section 32 delimits a container 34 , which serves to hold a certain amount of a liquid, for atomization before seen medication 35 . A first tube 36 extends up through the center of the container 34 and ends at an air discharge opening 37 . The first tube 36 is provided with a lower end 38 which extends below the container 34 and is connected by a hose 39 to a compressor or other source (not shown) of compressed gas. The gas is usually compressed air and the source is a commercially available medical air compressor. Depending on the application, oxygen or another gas can also be supplied to the first tube 36 .

Innerhalb des ersten Behälters 34 weist die erste Röhre 36 einen bestimmten Außendurchmesser auf. Eine zweite Röhre 40 mit einem Innendurchmesser, der etwas größer ist als der bestimmte Außendurchmesser der ersten Röhre 36, wird koa xial über der ersten Röhre 36 angebracht. Die zweite Röhre 40 weist ein unteres Ende 41 auf, das entweder vom Boden des Behälters 34 beabstandet oder eingekerbt ist, um dem flüssigen Medikament zu ermöglichen, vom Behälter 34 in ei ne enge, ringförmige Passage 42 zwischen der zweiten Röhre 40 und der ersten Röhre 36 zu strömen. Die zweite Röhre 40 weist ein oberes Ende 43 auf, das oberhalb der Öffnung 37 beabstandet ist. Within the first container 34 , the first tube 36 has a certain outer diameter. A second tube 40 having an inner diameter that is slightly larger than the determined outer diameter of the first tube 36 is coaxially attached over the first tube 36 . The second tube 40 has a lower end 41 that is either spaced or notched from the bottom of the container 34 to allow the liquid medicament to pass from the container 34 into a narrow, annular passage 42 between the second tube 40 and the first tube 36 stream. The second tube 40 has an upper end 43 that is spaced above the opening 37 .

Wenn Druckluft vom Schlauch 39 in die erste Röhre 36 gelie fert wird, wird aus der Öffnung 37 Luft abgegeben in eine Kammer 44, die durch einen oberen Abschnitt der zweiten Röhre 40 gebildet wird. Die aus der Öffnung 37 abgegebene Luft dehnt sich (wie durch die Pfeile 45 dargestellt) rasch aus, während sie durch die Kammer 44 strömt. Allerdings ist die Ausdehnung nach außen begrenzt durch das Ende der zwei ten Röhre 40 zwischen der Öffnung 37 und dem offenen Ende 43 der zweiten Röhre. Der Luftstrom dehnt sich weiter aus und verliert an Geschwindigkeit, wenn er durch das offene Ende 43 der zweiten Röhre austritt. Der Luftstrom von der Öffnung 37 schafft einen Unterdruck in der Kammer 44 an grenzend an ein ringförmiges oberes Ende 46 der ringförmi gen Passage 42. Dies veranlasst das flüssige Medikament 35 dazu, vom Behälter 34 aufwärts durch die ringförmige Passa ge 42 zu strömen.When compressed air is supplied from the hose 39 into the first tube 36 , air is discharged from the opening 37 into a chamber 44 which is formed by an upper section of the second tube 40 . The air discharged from opening 37 expands rapidly (as shown by arrows 45 ) as it flows through chamber 44 . However, the outward expansion is limited by the end of the two-th tube 40 between the opening 37 and the open end 43 of the second tube. The air flow continues to expand and lose speed as it exits through the open end 43 of the second tube. The air flow from the opening 37 creates a negative pressure in the chamber 44 adjacent to an annular upper end 46 of the annular passage 42nd This causes the liquid medication 35 to flow upward from the container 34 through the annular passage 42 .

Die Geschwindigkeit des durch die ringförmige Passage 42 strömenden flüssigen Medikaments liegt beträchtlich unter der Geschwindigkeit der aus der Öffnung 37 abgegebenen Luft. Wenn das flüssige Medikament in die Kammer 44 ein dringt, bildet es einen dünnen Film 47 an der Innenwand der zweiten Röhre 40. Anfänglich kann der Film 47 im wesentli chen die selbe Dicke wie die Dicke der ringförmigen Passage 42 haben. Die schneller strömende Luft von der Öffnung 37 gegen das offene Ende 43 wirkt auf den flüssigen Film 47 und beschleunigt diesen, wodurch die Dicke des Films 47 si gnifikant abnimmt. Der Film 47 wird mit der vom offenen En de 43 strömenden Luft aus der Kammer 44 ausgestoßen. Der Film 47 streckt sich anfänglich infolge der innerhalb der Flüssigkeit wirkenden Oberflächenspannung in feine Finger und wird dann instabil und teilt sich in sehr kleine Tröpf chen oder Partikel, die von der expandierenden Luft zur Bildung eines Aerosols mitgerissen werden. Auf diese Weise wird ein Aerosol geschaffen ohne die Notwendigkeit, die Flüssigkeit und die Luft gegen eine Prallfläche stoßen zu lassen.The velocity of the liquid medicament flowing through the annular passage 42 is considerably less than the velocity of the air discharged from the opening 37 . When the liquid medication penetrates into the chamber 44 , it forms a thin film 47 on the inner wall of the second tube 40 . Initially, the film 47 can be substantially the same thickness as the thickness of the annular passage 42 . The faster flowing air from the opening 37 towards the open end 43 acts on the liquid film 47 and accelerates it, whereby the thickness of the film 47 decreases significantly. The film 47 is expelled from the chamber 44 with the air flowing from the open En de 43 . The film 47 initially stretches into fine fingers due to the surface tension acting within the liquid and then becomes unstable and divides into very small droplets or particles which are entrained by the expanding air to form an aerosol. In this way, an aerosol is created without the need to let the liquid and air collide against a baffle.

Das obere Gehäuse 33 begrenzt eine Aerosolkammer 48, die mit einem Auslass 49 verbunden ist, den ein Patient oder eine Patientin in seinen/ihren Mund stecken kann, um das Aerosol zu inhalieren. Ein Inhalations-Rückschlagventil 50 ist vorgesehen, um der Umgebungsluft zu ermöglichen, in die Aerosolkammer 48 eingezogen zu werden und sich mit dem Ae rosol zu mischen, wenn der Patient am Auslass 49 inhaliert. Die Kammer 48 wird über ein Ausatmungs-Rückschlagventil 51 auch an die Atmosphäre entlüftet. Wenn der Patient durch den Auslass 49 ausatmet, wird die verbrauchte Luft durch das Ausatmungs-Rückschlagventil 51 in die Atmosphäre ent lüftet.The upper housing 33 defines an aerosol chamber 48 which is connected to an outlet 49 which a patient can insert into his / her mouth to inhale the aerosol. An inhalation check valve 50 is provided to allow the ambient air to be drawn into the aerosol chamber 48 and to mix with the aerosol when the patient inhales at the outlet 49 . The chamber 48 is also vented to the atmosphere via an exhalation check valve 51 . When the patient exhales through the outlet 49, the expired air is vented to the atmosphere through the exhale check valve 51 .

Eine optionale Prallfläche 52 kann vorgesehen sein, um all fällige größere Partikel zu eliminieren, die im Aerosol vorkommen können. Die dargestellte Prallfläche 52 hat eine Oberfläche 53, die eine Rotationsfläche mit einem konischen Mittelpunkt mit einem nach unten gerichteten Scheitel 54 ist. Der Scheitel 54 ist koaxial an der Luftabgabeöffnung Öffnung 37 ausgerichtet und von dieser beabstandet. Vom Scheitel 54 schwingt die Oberfläche 53 zuerst nach oben und nach außen, dann nach unten und nach außen zu einer Kante 55. Das am offenen Röhrenende 43 gebildete Aerosol wird ge gen die Prallflächenoberfläche 53 gelenkt. Wenn im Aerosol größere Partikel vorhanden sind, stoßen sie gegen die Ober fläche 53 und sammeln sich an dieser an. An optional baffle 52 may be provided to eliminate any due larger particles that may be present in the aerosol. The illustrated baffle 52 has a surface 53 that is a surface of revolution with a conical center with a vertex 54 pointing downward. The apex 54 is coaxially aligned with and spaced from the air discharge opening 37 . From the apex 54, the surface 53 first swings up and out, then down and out to an edge 55 . The aerosol formed at the open tube end 43 is directed against the baffle surface 53 . If larger particles are present in the aerosol, they hit the surface 53 and accumulate on it.

Das Aerosol fließt entlang der Oberfläche 53, um die Kante 55 und wechselt dann die Richtung, um aufwärts gegen den Auslass 49 zu strömen. Flüssigkeiten, die sich an der Ober fläche 53 sammeln, werden durch die Aerosolströmung gegen die Kante 55 bewegt. Während der Film beschleunigt, wird er gestreckt und sehr dünn. Wenn der sich bewegende, dünne Me dikamentenfilm die Kante 55 erreicht, wird er in Form dün ner Finger abgegeben, die sich auf die selbe Weise in klei ne Tröpfchen aufteilen wie die Tröpfchen angrenzend an das offene Röhrenende 43 gebildet wurden. Diese Tröpfchen wer den von dem Aerosol mitgerissen, das zum Auslass 49 strömt. Sollten größere Tröpfchen oder Abtropfungen von der Kante 55 vorhanden sein, so haben diese ausreichende Geschwindig keit und/oder Masse, um sich zum Behälter zu bewegen und sich dort zum Recycling anzusammeln.The aerosol flows along surface 53 around edge 55 and then changes direction to flow upward against outlet 49 . Liquids that collect on the upper surface 53 are moved against the edge 55 by the aerosol flow. As the film accelerates, it becomes stretched and very thin. When the moving thin drug film reaches the edge 55 , it is dispensed in the form of thin fingers that split into small droplets in the same manner as the droplets formed adjacent the open tube end 43 . These droplets are carried away by the aerosol that flows to outlet 49 . If there are larger droplets or drips from the edge 55 , these have sufficient speed and / or mass to move to the container and collect there for recycling.

Die Prallfläche 52 sollte weiter weg vom Ende 43 der Röhre 40 angeordnet sein als Prallflächen älterer Bauweise von der Luftöffnung in Vernebelungsapparaten angeordnet waren. In der älteren Bauweise war die Prallfläche normalerweise von der Luftöffnung in einem Abstand von etwa 1 bis 3mal dem Durchmesser der Luftabgabeöffnung entfernt. Obwohl man annahm, dies würde den Atomisierungsvorgang bei Vernebe lungsapparaten älterer Bauweise erleichtern, folgt daraus eine signifikante Stagnation oder ein Rückgang der Luftge schwindigkeit angrenzend an die Luftabgabeöffnung. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, die Prallfläche 52 weiter vom Ende 43 der zweiten Röhre 40 ent fernt anzuordnen, um die hohe Luftströmungsgeschwindigkeit angrenzend an das Röhrenende 43 aufrecht zu erhalten. The baffle 52 should be located farther away from the end 43 of the tube 40 than baffles of older construction from the air opening were arranged in nebulizers. In the older design, the baffle was normally about 1 to 3 times the diameter of the air discharge opening from the air opening. Although it was believed that this would facilitate the atomization process in older design nebulizers, it results in significant stagnation or a decrease in air velocity adjacent to the air discharge opening. According to a further aspect of the invention, it is preferable to arrange the baffle 52 further from the end 43 of the second tube 40 to maintain the high air flow velocity adjacent the tube end 43 .

Bei einem größeren Abstand wirkt sich die Prallfläche 52 nicht nachteilig auf den Atomisierungsvorgang angrenzend an das Röhrenende 43 aus.At a larger distance, the baffle 52 does not adversely affect the atomization process adjacent to the tube end 43 .

Es ist festzuhalten, dass zum Unterschied vieler Vernebe lungsapparate älterer Bauweise die Gasgeschwindigkeit im Atomisierungsbereich angrenzend an das obere offene Ende 43 der zweiten Röhre 40 auf einem ausreichend hohen Wert ge halten wird, um eine kleinere durchschnittliche Partikel größe zu fördern. In vielen Vernebelungsapparaten älterer Bauweise wird das Gas vor der Atomisierung von einer Ober fläche abgelenkt, wodurch die Gasgeschwindigkeit signifi kant zurückgehen kann. Die niedrigere Gasgeschwindigkeit kann in größeren Partikelgrößen resultieren. In anderen Atomisierern wird die Atomisierung erreicht durch Aufpral len des Gases und eines Flüssigkeitstroms gegen eine Ober fläche. Diese Atomisierer neigen auch zur Produktion einer größeren durchschnittlichen Partikelgröße als der Atomisie rer der Erfindung.It should be noted that, in contrast to many nebulizers of older construction, the gas velocity in the atomization area adjacent to the upper open end 43 of the second tube 40 is kept at a sufficiently high value to promote a smaller average particle size. In many older atomizers, the gas is deflected from a surface prior to atomization, which means that the gas velocity can decrease significantly. The lower gas velocity can result in larger particle sizes. In other atomizers, atomization is achieved by impinging the gas and a liquid flow against a surface. These atomizers also tend to produce a larger average particle size than the atomizer of the invention.

Fig. 3 stellt einen medizinischen Vernebelungsapparat 60 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Der Vernebelungsapparat 60 umfasst ein Gehäuse 61 mit einem oberen Abschnitt 62 und einem unteren Abschnitt 63, die trennbar miteinander verbunden sind, beispielsweise mittels der Gewindeelemente 64. Der untere Gehäuseabschnitt 63 hat eine Basis 65, mit dessen Hilfe der Vernebelungsap parat 60 aufrecht auf einer horizontalen Oberfläche stehen kann. Eine erste Röhre 66 ist im unteren Gehäuseabschnitt 63 einstückig mit diesem gebildet, um sich von einem unte ren Röhrenende 67 außerhalb des unteren Abschnitts 63 zu einem oberen Röhrenende 68 zu erstrecken, das sich inner halb des unteren Abschnitts 63 befindet. Das obere Ende 68 der ersten Röhre 66 begrenzt eine Öffnung mit kleinem Durchmesser. Das untere Ende 67 der ersten Röhre 66 ragt unterhalb eines Bodens 69 des unteren Gehäuseabschnitts 63 zur Anbringung eines (nicht dargestellten) Schlauches her vor, der an eine geeignete Quelle von komprimiertem Gas an geschlossen ist, beispielsweise an einen (nicht dargestell ten) Luftkompressor oder einen Sauerstoffkonzentrator. Die Gehäuseabschnitte 62 und 63 begrenzen eine Kammer 70. Der unterste Teil der Kammer 70 dient als Behälter zur Aufnahme einer Menge Flüssigmedikaments 71, das atomisiert und zu den Atemwegen eines Patienten gebracht werden soll. Die er ste Röhre 66 reicht durch das Medikament 71 und in die Kam mer 70, so dass die Öffnung oberhalb der Oberfläche des Me dikaments 71 angeordnet ist. In die Kammer 70 kann ein Me dikament eingegeben werden, indem die Gehäuseabschnitte 62 und 63 getrennt und zur Verwendung des Vernebelungsapparats 60 wieder vereinigt werden. Fig. 3 illustrates a medical nebulizer 60 according to a preferred embodiment of the invention. The nebulizer 60 includes a housing 61 having an upper portion 62 and a lower portion 63 that are separably connected to each other, for example by means of threaded elements 64. The lower housing section 63 has a base 65 , by means of which the nebulizer 60 can stand upright on a horizontal surface. A first tube 66 is integrally formed in the lower housing portion 63 so as to extend from a lower tube end 67 outside the lower portion 63 to an upper tube end 68 located inside the lower portion 63 . The upper end 68 of the first tube 66 defines a small diameter opening. The lower end 67 of the first tube 66 protrudes below a bottom 69 of the lower housing portion 63 for attachment of a hose (not shown) which is connected to a suitable source of compressed gas, for example an air compressor (not shown) or an oxygen concentrator. The housing sections 62 and 63 delimit a chamber 70 . The lowest part of the chamber 70 serves as a container for holding a quantity of liquid medication 71 which is to be atomized and brought to a patient's airways. The first tube 66 extends through the medication 71 and into the chamber 70 , so that the opening is arranged above the surface of the medicament 71 . A drug can be entered into the chamber 70 by separating the housing sections 62 and 63 and reuniting them to use the nebulizer 60 .

Eine zweite Röhre 72 ist koaxial über dem Teil der ersten Röhre 66 in der Kammer 70 angeordnet, mit Ausnahme eines kleinen Freiraums zwischen einem unteren Ende 73 der zwei ten Röhre 72 und dem Boden 69 des unteren Gehäuseabschnitts 63. Der Teil der zweiten Röhre 72, der die erste Röhre 66 umgibt, weist einen etwas größeren Innendurchmesser auf als der Außendurchmesser der ersten Röhre 66, so dass zwischen den Röhren 66 und 72 eine ringförmige Flüssigkeitspassage 73 gebildet wird. Die zweite Röhre 72 kann beispielsweise Innenrippen oder (nicht dargestellte) Vorsprünge aufweisen, welche mit der Außenseite der ersten Röhre 66 eine Rei bungsverbindung herstellen, so dass die zweite Röhre 72 aus der ersten Röhre 66 herausgezogen werden kann, um den Vernebelungsapparat 60 zu reinigen. Die Rippen oder Vor sprünge sind so angeordnet, dass sie den Durchfluss des Me dikaments durch die Passage 73 nicht behindern.A second tube 72 is coaxially disposed over the portion of the first tube 66 in the chamber 70 , except for a small clearance between a lower end 73 of the second tube 72 and the bottom 69 of the lower housing portion 63 . The part of the second tube 72 which surrounds the first tube 66 has a slightly larger inner diameter than the outer diameter of the first tube 66 , so that an annular liquid passage 73 is formed between the tubes 66 and 72 . The second tube 72 may, for example, have inner ribs or projections (not shown) which establish a friction connection with the outside of the first tube 66 so that the second tube 72 can be pulled out of the first tube 66 to clean the nebulizer 60 . The ribs or projections are arranged so that they do not hinder the flow of the medicament through the passage 73 .

An ihrem unteren Ende 74 ist die Passage 73 mit dem flüssi gen Medikament 71 verbunden, und an ihrem oberen Ende 75 ist die Passage 73 mit einer Kammer 76 verbunden. Die Kam mer 76 ist mit einer Wand versehen, die durch den Teil der Innenfläche der zweiten Röhre 72 begrenzt wird, der sich zwischen dem oberen Ende 68 der ersten Röhre 66 und einem oberen Ende 77 der zweiten Röhre 72 erstreckt. Die Kammer 76 weist einen durch das obere Ende 68 der ersten Röhre 66 begrenzten Boden und eine durch das offene obere Ende 77 der zweiten Röhre 72 begrenzte offene Oberseite auf. Vor zugsweise hat die Kammer 76 einen Durchmesser zwischen etwa 1,016 mm und etwa 3,175 mm und eine Höhe zwischen etwa 0,5mal und etwa 2,0mal den Durchmesser der Kammer 76 auf, wo bei die dem Durchmesser entsprechende Höhe meistens bevor zugt ist. An ihrem oberen Ende 75 angrenzend an die Kammer 76 hat die Passage 73 vorzugsweise eine Dicke zwischen etwa 0,05 mm und etwa 1,0 mm. Das obere Ende 68 der ersten Röhre 66 hat vorzugsweise einen Innendurchmesser zwischen etwa 0,400 m und etwa 0,711 mm, um eine Abgabeöffnung für Druck gas zu bilden, das an das untere Ende 67 der ersten Röhre 66 geliefert wird. Es ist zu beachten, dass die Abmessungen innerhalb dieser Bereiche und der aufgebrachte Gasdruck von Fachleuten so ausgewählt werden können, dass eine gewünsch te Atomisierungsrate für ein flüssiges Medikament mit einer bestimmten Viskosität erzielt wird.At its lower end 74 , the passage 73 is connected to the liquid medicament 71 , and at its upper end 75 the passage 73 is connected to a chamber 76 . The chamber 76 is provided with a wall defined by the part of the inner surface of the second tube 72 which extends between the upper end 68 of the first tube 66 and an upper end 77 of the second tube 72 . The chamber 76 has a bottom defined by the upper end 68 of the first tube 66 and an open top defined by the open upper end 77 of the second tube 72 . Before preferably, the chamber 76 has a diameter between about 1.016 mm and about 3.175 mm and a height between about 0.5 times and about 2.0 times the diameter of the chamber 76 , where the height corresponding to the diameter is mostly preferred. At its upper end 75 adjacent the chamber 76 , the passage 73 preferably has a thickness between approximately 0.05 mm and approximately 1.0 mm. The upper end 68 of the first tube 66 preferably has an inner diameter between about 0.400 m and about 0.711 mm to form a discharge opening for compressed gas, which is supplied to the lower end 67 of the first tube 66 . It should be noted that the dimensions within these ranges and the applied gas pressure can be selected by experts in such a way that a desired atomization rate is achieved for a liquid medicament with a certain viscosity.

Ein Mundstück 78 ist an dem Gehäuse 61 angebracht, um eine Verbindung zwischen der Kammer 70 und einem Patienten her zustellen. Das Mundstück 78 hat ein Ende 79, das in eine Öffnung 80 im oberen Gehäuseabschnitt 62 eingeführt und per Reibungsverbindung fixiert wird. Das Mundstück 78 ist mit einer Atmungsröhre 81 versehen, die so beschaffen ist, dass sie in den Mund des Patient eingeführt werden kann. Die Röhre 81 ist über eine ringförmige Passage 82 im Mundstück 78 mit der Aerosolkammer 70 im oberen Gehäuseabschnitt 62 verbunden. Der obere Gehäuseabschnitt 62 umfasst eine kurze Röhre 83, die koaxial innerhalb der Öffnung 80 angeordnet ist. Das Mundstück 78 hat eine Umgebungsluft-Einlassröhre 84 mit einem unteren Ende 85, das über der Röhre 83 ange ordnet ist. Als Alternative können die Röhren 83 und 84 ei ne einzelne Röhre umfassen, die entweder am oberen Gehäuse abschnitt 62 oder am Mundstück 78 befestigt ist. Ein oberer Abschnitt 86 des Mundstücks 78 bedeckt die Oberseite der Röhre 84. Der obere Abschnitt 86 umfasst eine oder mehrere Lufteinlasspassagen 87, durch welche Umgebungsluft in die Kammer 70 eingezogen werden kann, wenn ein Patient durch die Atmungsröhre 81 inhaliert. Vorzugsweise sind die Inne nenden der Passage 87 mit einer elastischen Gummi- oder Kunststoffklappe bedeckt, die als Rückschlagventil fun giert, um die ausgeatmete Luft und das Aerosol am Ausdrin gen durch die Passagen 87 zu hindern. Der obere Abschnitt 86 kann auch eine oder mehrere Ausstoßpassagen 88 zur Ent lüftung der vom Patienten ausgeatmeten Luft enthalten. Die Ausstoßpassagen 88 können auch Rückschlagventile enthalten, um eine Umkehrströmung von Gas durch die Passagen 88 zu verhindern, damit der Patient keine Umgebungsluft ohne das Aerosol inhaliert. Als Alternative können eine Ausstoßpas sage und ein Rückschlagventil an der Atmungsröhre 81 ange bracht sein. A mouthpiece 78 is attached to the housing 61 to establish a connection between the chamber 70 and a patient. The mouthpiece 78 has an end 79 which is inserted into an opening 80 in the upper housing section 62 and fixed by means of a friction connection. The mouthpiece 78 is provided with a breathing tube 81 , which is designed so that it can be inserted into the patient's mouth. The tube 81 is connected to the aerosol chamber 70 in the upper housing section 62 via an annular passage 82 in the mouthpiece 78 . The upper housing portion 62 includes a short tube 83 that is coaxially disposed within the opening 80 . The mouthpiece 78 has an ambient air inlet tube 84 with a lower end 85 which is arranged above the tube 83 . Alternatively, the tubes 83 and 84 may comprise a single tube which is either attached to the upper housing portion 62 or to the mouthpiece 78 . An upper portion 86 of the mouthpiece 78 covers the top of the tube 84 . The upper section 86 includes one or more air inlet passages 87 through which ambient air can be drawn into the chamber 70 when a patient inhales through the breathing tube 81 . Preferably, the inner ends of the passage 87 are covered with an elastic rubber or plastic flap which functions as a check valve to prevent the exhaled air and aerosol from being expelled through the passages 87 . Upper section 86 may also include one or more exhaust passages 88 for venting the patient's exhaled air. The exhaust passages 88 may also include check valves to prevent reverse flow of gas through the passages 88 so that the patient does not inhale ambient air without the aerosol. Alternatively, a Ausposspas say and a check valve on the breathing tube 81 may be introduced.

Rückschlagventile für den Umgebungslufteinlass und den Aus stoßluftauslass sind gut bekannt und wurden in medizini schen Vernebelungsapparaten älterer Bauweise allgemein ver wendet.Check valves for ambient air intake and off Air exhaust is well known and was used in medicine nebulizers of older construction generally ver turns.

Der untere Gehäuseabschnitt 63 umfasst eine Prallfläche 90, die so angebracht ist, dass das von der Kammer 76 abgegebe ne Gas und Aerosol darauf prallen. Vorzugsweise ist die Prallfläche 90 zwischen 10 mm und 30 mm oberhalb der Kammer 76 angeordnet. Die Prallfläche 90 dient dazu, das Aerosol von der Umgebungslufteinlassröhre 83 weg zu lenken und gro ße Tröpfchen vom Aerosol zu trennen. Die Prallfläche 90 ist vorzugsweise V-förmig mit zwei Seiten 91 und 92, die sich an einem unteren Scheitel 93 treffen. Der Scheitel 93 ist an der Achse der ersten und zweiten Röhre 66 und 72 ausge richtet. Es ist auch vorzuziehen, dass die Prallflächensei ten 91 und 92 in einem Winkel von etwa 60° gebildet sind. Dies soll der optimale Winkel zur Trennung unerwünschter großer Tröpfchen vom Aerosol ohne Abtrennung wünschenswer ter kleiner Tröpfchen sein. Die großen Tröpfchen sammeln sich an den Wänden von Mund und Atemwegen des Patienten an, bevor sie ausreichend weit in die Lunge vordringen können, um eine gewünschte therapeutische Wirkung zu erzielen. Ist der Winkel der Prallflächenseiten wesentlich kleiner als 60°, so fließen die größeren Tröpfchen um die Prallfläche 90 herum, anstatt dagegen zu stoßen und sich daran zu sam meln. Ist der Winkel der Prallflächenseiten 91 und 92 we sentlich größer als 60°, so stoßen die wünschenswerten kleineren Tröpfchen möglicherweise auch gegen die Prallflä che 90 und kondensieren an dieser, wodurch sich die Aero sol-Ausgabe vom Vernebelungsapparat 60 verringert. The lower housing section 63 comprises an impact surface 90 , which is attached in such a way that the gas and aerosol emitted by the chamber 76 impact on it. The baffle 90 is preferably arranged between 10 mm and 30 mm above the chamber 76 . The baffle 90 serves to direct the aerosol away from the ambient air inlet tube 83 and to separate large droplets from the aerosol. The baffle 90 is preferably V-shaped with two sides 91 and 92 that meet at a lower apex 93 . The apex 93 is aligned with the axis of the first and second tubes 66 and 72 . It is also preferable that the baffle sides 91 and 92 are formed at an angle of about 60 °. This is said to be the optimal angle for separating undesirable large droplets from the aerosol without separating desirable small droplets. The large droplets accumulate on the walls of the patient's mouth and airways before they can penetrate far enough into the lungs to achieve a desired therapeutic effect. If the angle of the baffle sides is significantly smaller than 60 °, the larger droplets flow around the baffle 90 instead of bumping against it and collecting on it. If the angle of the baffle sides 91 and 92 is significantly greater than 60 °, the desirable smaller droplets may also bump against the baffle surface 90 and condense on it, thereby reducing the aerosol output from the nebulizer 60 .

In der praktischen Anwendung werden die Gehäuseabschnitte 62 und 63 getrennt, das Medikament wird in den unteren Ge häuseabschnitt 63 eingefüllt und die beiden Gehäuseab schnitte 62 und 63 werden wieder miteinander verbunden. Ei ne Druckgasröhre, wie etwa eine Röhre von einem Luftkom pressor, wird am unteren Ende 67 der ersten Röhre 66 ange schlossen, und die Gasquelle wird eingeschaltet. Ein medi zinischer Luftkompressor von dem Typ, wie er im Handel zum Betrieb von Vernebelungsapparaten erhältlich ist, stellt eine akzeptable Quelle für das Druckgas dar. Typische medi zinische Kompressoren, wie sie zum Betrieb von Vernebe lungsapparaten verwendet werden, erzeugen einen Luftdruck im Bereich zwischen 0,35 und 1,75 Kg/cm². Für Patienten, die zusätzlichen Sauerstoff benötigen, kann für den Betrieb des Vernebelungsapparats 60 ein Schlauch von einer Sauer stoffquelle angeschlossen werden. Gas strömt vom oberen En de 68 der ersten Röhre 66 und durch die Kammer 76. Die Gasströmung erzeugt am oberen Ende 75 der Medikamentpassage 73 einen Unterdruck, wodurch das Medikament 71 aufwärts durch die Passage 73 und in die Kammer 76 strömt. Die Gasströmung durch die Kammer 76 veranlasst das Medikament, nach oben entlang der Innenwand der zweiten Röhre 72 zu strömen und aus dem oberen Ende 77 der zweiten Röhre 72 auszutreten. Wenn das Medikament 71 als dünner Film entlang der Innenwand der zweiten Röhre 72 in der Kammer 76 fließt, beschleunigt die schnellere Gasströmung die Medikamenten strömung. Die erhöhte Strömungsgeschwindigkeit reduziert wiederum die Dicke des Films erheblich. Wenn das Medikament 71 aus dem Ende der zweiten Röhre 72 ausgegeben wird, so dringt es in Form sehr feiner Finger vor, die sich infolge der von Geschwindigkeit und Oberflächenspannung innerhalb des flüssigen Medikaments und schnell strömender Luft ver ursachten Instabilität in Tröpfchen aufteilen. Das resul tierende Aerosol fließt gegen die Prallfläche 90. Das Gas und mitgerissene kleine Medikamententröpfchen werden von der Prallfläche 90 abgelenkt. Größere Tröpfchen haben ein ausreichendes Moment, um gegen die Prallfläche zu stoßen und sich daran zu sammeln. Medikament, das sich an der Prallfläche 90 sammelt, fließt zurück zum Boden 69 des un teren Gehäuseabschnitts 63, wo es erneut vernebelt werden kann. Nachdem der Patient mit der Verwendung des Vernebe lungsapparats 60 fertig ist, können die Gehäuseabschnitte 62 und 63 sowie das Mundstück 78 abgenommen und für eine spätere Wiederverwendung durch den Patienten gereinigt wer den.In practical use, the housing sections 62 and 63 are separated, the medication is filled into the lower housing section 63 and the two housing sections 62 and 63 are connected again. A pressurized gas tube, such as a tube from an air compressor, is connected to the lower end 67 of the first tube 66 and the gas source is turned on. A medical air compressor of the type commercially available to operate nebulizers is an acceptable source of the pressurized gas. Typical medical compressors used to operate nebulizers produce air pressure in the range between 0 , 35 and 1.75 kg / cm ² . For patients who require additional oxygen, a hose from an oxygen source can be connected to operate the nebulizer 60 . Gas flows from the upper end 68 of the first tube 66 and through the chamber 76 . The gas flow generated at the upper end 75 of the medicine passage 73 has a negative pressure, whereby the medicament 71 flows upwardly through the passage 73 and into the chamber 76th The flow of gas through chamber 76 causes the medicament to flow upward along the inner wall of second tube 72 and exit the upper end 77 of second tube 72 . When the drug 71 flows as a thin film along the inner wall of the second tube 72 in the chamber 76 , the faster gas flow accelerates the drug flow. The increased flow rate in turn significantly reduces the thickness of the film. When the medicament 71 is dispensed from the end of the second tube 72 , it penetrates in the form of very fine fingers which are divided into droplets as a result of the instability caused by the speed and surface tension within the liquid medicament and rapidly flowing air. The resulting aerosol flows against the baffle 90 . The gas and entrained small drug droplets are deflected by the baffle 90 . Larger droplets have sufficient moment to hit the baffle and collect on it. Medicament that collects on the baffle 90 flows back to the bottom 69 of the lower housing portion 63 , where it can be nebulized again. After the patient is finished using the nebulizer 60 , the housing sections 62 and 63 and the mouthpiece 78 can be removed and cleaned for later reuse by the patient.

Der Vernebelungsapparat 60 hat sich als höchst wirksam er wiesen. Er produziert einen ausgezeichneten Durchfluss von Tröpfchen in wirksamer therapeutischer Größe bei minimalem Anteil von Tröpfchen in unwirksamer Übergröße. Es ist zu beachten, dass an dem oben beschriebenen, bevorzugten Aus führungsbeispiel eines Vernebelungsapparats unterschiedli che Modifizierungen und Änderungen vorgenommen werden kön nen, ohne deshalb vom Geltungsbereich der folgenden Ansprü che abzuweichen. Obwohl das beschriebene bevorzugte Ausfüh rungsbeispiel des Vernebelungsapparats für den medizini schen Gebrauch vorgesehen ist, ist für einschlägige Fach personen erkennbar, dass der Vernebelungsapparat für andere Anwendungen angepasst werden kann, etwa zur Atomisierung von Kraftstoff, Anstrichfarbe oder anderer Flüssigkeiten.The nebulizer 60 has proven to be most effective. It produces an excellent flow of droplets of effective therapeutic size with a minimal proportion of droplets of ineffective oversize. It should be noted that various modifications and changes can be made to the preferred embodiment of a nebulizer described above without departing from the scope of the following claims. Although the described preferred exemplary embodiment of the nebulizer is intended for medical use, it can be seen by those skilled in the art that the nebulizer can be adapted for other applications, such as for atomizing fuel, paint or other liquids.

Claims

1. Liquid nebulization operated with compressed gas apparatus comprising a first tube for receiving the Compressed gas, the first tube having a certain Au outside diameter and one at a gas discharge opening has a butting end, a second tube with a open end and an inner diameter that is larger than the specific outside diameter, the second tube arranged coaxially above the first tube and the gas discharge opening is within the second Tube a certain distance from the open end of the second tube is removed, creating a chamber inside half of the second tube between the open end of the second tube and the end of the first tube is so that a wall of the chamber through an interior area of the second tube is formed, the he first tube and the second tube between them one annular liquid connected to the chamber form spassage, and further comprehensive means for Delivery of liquid into the annular liquid kessspassage, whereby when compressed gas from the gas dispensing opening is dispensed, liquid from the annular liquid passage drawn into the chamber and is caused to move along the chamber wall as itself accelerating thin film to the open end flow at which the liquid film is expelled and is atomized.

2. Liquid nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 1, characterized in that the chamber a certain ge from the second tube formed diameters and a certain length between about 0.5 times and 2.0 times through the particular chamber knife.

3. Liquid nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 2, characterized in that the chamber has a length that is substantially corresponds to the determined chamber diameter.

4. Liquid nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 2, characterized in that the chamber has a diameter between about 1.016 mm and has about 3.175 mm.

5. Liquid nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 4, characterized in that increase the thickness of the annular liquid passage to the chamber between about 0.05 mm and about 1 mm having.

6. Liquid nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 5, characterized in that the gas discharge opening has a diameter between about 0.400 mm and about 0.711 mm.

7. Liquid nebulization operated with compressed gas The apparatus of claim 1, further comprising one Baffle that is at a distance between about 10 mm and 30 mm from the open end of the second tube and is aligned on this, the Baffle has a V-shape, the apex of which open end of the second tube is directed to this serves the liquid, from the open end of the second To deflect tube-delivered aerosol.

8. Liquid nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 7, characterized in that the V-shaped baffle has a first and a second Side that is at an angle of about 60 ° are arranged one another.

9. Medical nebulization ap operated with compressed gas ready for delivery of a liquid drug aerosol into a patient's airway system, comprising an im general closed housing with an exterior and an inside, the housing being a first tube with one arranged on the outside of the housing first end includes that for receiving pressurized gas serves, and further a second, inside the Housing arranged end, which second End has a certain outer diameter and on one gas discharge opening ends, and a second Tube with an open end and an inner diameter water that is larger than the specific outside diameter ser, the second tube being coaxial over the first Tube is arranged and the gas discharge opening inside half of the second tube a certain distance from the open open end of the second tube, thereby ei ne chamber within the second tube between the open end of the second tube and the end of the first Tube is formed so that one wall of the chamber formed by an inner surface of the second tube with the first tube and the second tube between an annular, connected to the chamber Passage form, and wherein the housing is a container forms, which serves to atomize a liquid of the drug, the ring-shaped pas say a lower end to connect to the container has to remove the liquid medicament from the container record, and a mouth attached to the housing piece.

10. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 9, characterized in that the chamber a certain ge through the second tube formed diameters and a certain length between about 0.5 and 2.0 times the determined chamber diameter having.

11. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 10, characterized in that the chamber has a length that is substantially corresponds to the determined chamber diameter.

12. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 10, characterized in that the chamber has a diameter between about 1.016 mm and has about 3.175 mm.

13. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 13, characterized in that increase the thickness of the annular liquid passage to the chamber between about 0.05 mm and about 1 mm having.

14. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 13, characterized in that the gas discharge opening has a diameter between about 0.400 mm and about 0.711 mm.

15. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 9, characterized in that a baffle is provided at a distance between about 10 mm and 30 mm from the open end of the second tube and arranged aligned with this is, the baffle surface has a V-shape, the Part on the open end of the second tube tet, and serves the liquid, from the open To divert aerosol dispensed at the end of the second tube.

16. Medical nebulization operated with compressed gas Apparatus according to claim 15, characterized in that the V-shaped baffle has a first and a second Side that is at an angle of about 60 ° are arranged one another.