DE20221749U1

DE20221749U1 - Vernebler mit einem Abdeckbereich

Info

Publication number: DE20221749U1
Application number: DE20221749U
Authority: DE
Original assignee: Trudell Medical International
Current assignee: Trudell Medical International
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2012-12-20
Also published as: US7568480B2; CA2820985A1; DE60215046D1; US20030136399A1; CA2761112C; EP1754500A2; CA2820985C; US8844520B2; EP1455871B1; DE60215046T2; US7559322B2; US6994083B2; AU2002353372A1; CA2904480A1; CA2470997C; US8397712B2; ES2317395T3; EP1754500B1; US20060157052A1; ES2271356T3

Abstract

Vernebler umfassend:
ein Gehäuse mit einem Umgebungslufteinlass und einer Kammer zum Halten des Aerosols;
einen Luftauslass, der mit der Kammer in Verbindung steht, um eine Entnahme des Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen;
eine Flüssigkeitsdüse, die neben einem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet ist, wobei der unter Druck stehende Gaseinlass mit der Kammer in Verbindung steht und wobei die Flüssigkeitsdüse in Verbindung mit einem Flüssigkeitskanal steht;
einen Abdeckbereich, der über ein Gelenk mit dem Gehäuse verbunden ist; und
ein Lufteinlassventil, das mit dem Abdeckbereich integriert ausgebildet ist.

Description

VERWEIS
Diese Anmeldung nimmt die Priorität der US Anmeldung No. 60/345,173 mit dem Titel „Nebulizer Apparatus and Method", eingereicht am 21. Dezember 2001 in Anspruch, die durch Verweis in der Beschreibung berücksichtigt wurde.
GEGENSTAND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols zur Abgabe an einen Patienten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Vernebler, der für die Erzeugung eines Aerosols in Übereinstimmung mit der Atmung eines Patienten ausgebildet ist. Die vorliegende Erfindung ist auch unabhängig von der Atmung eines Patienten zur konstanten Erzeugung eines Aerosols sehr gut geeignet.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Medizinische Vernebler, die zur Inhalation durch einen Patienten eine Flüssigkeit zu einem Aerosol vernebeln, sind gut bekannte Vorrichtungen, die häufig zur Behandlung von bestimmten Leiden und Krankheiten verwendet werden. Vernebler finden ihre Anwendung bei Patienten mit Spontanatmung, die bei Bewusstsein sind, und bei überwachten, beatmenden Patienten. Die in dieser Beschreibung verwendete Bezeichnung „Patient" umfasst ohne Ausnahme Menschen und Tiere.
Bei Verneblern wird eine Umleitungsvorrichtung vorwiegend dafür verwendet, ein Gas durch einen Flüssigkeitskanal zur Erzeugung eines Venturieffekts zuführen, der das Mitführen der Flüssigkeit mit dem Gasstrom bewirkt. Die in dieser Beschreibung verwendete Bezeichnung „Umleitungsvorrichtung" umfasst ohne Ausnahme jegliche Aufprallvorrichtung oder Ablenkplatte. Infolge des zuvor beschriebenen Vernebelungsvorganges wird die Flüssigkeit in ein Aerosol umgewandelt, d.h., die Flüssigkeit bildet kleine Teilchen, die in der Luft schwebend gehalten werden und deren Teilchengröße je nach beabsichtigter Behandlung variiert. Eine häufige Behandlungsform ist die Inhalationsbehandlung, wobei ein Patient ein medizinisches Aerosol zur Behandlung einer Erkrankung, wie beispielsweise Asthma, einatmet.
Wichtige Überlegungen bei der Gestaltung eines Verneblers sind eine gute zeitliche Koordination und eine Regulierung der Dosierung der in Aerosolform vernebelten Flüssigkeit. Bei einigen Ausführungen von Verneblern leitet ein ununterbrochener Strom eines Druckgases zur fortlaufenden Erzeugung eines Aerosols die Flüssigkeit gegen die Umleitungsvorrichtung, bis die Flüssigkeit in einem Behälter geleert ist. Eine ununterbrochene Vernebelung kann während der Ausatmung eines Patienten oder während einer Verzögerung zwischen der Einatmung der Ausamtung zu einem Verlust von Aerosol führen. Es ist schwierig, die Menge des verloren gegangenen Aerosols zu messen, und eine gewisse Menge Aerosol kann in der Zeit, in der keine Einatmung erfolgt, durch Kondensation an dem Vernebler oder dem Mundstück verloren gehen. Vernebler, die eine zeitgesteuerte oder keine konstante Vernebelung ausführen, können die Teilchengröße und die Dichte beim Aktivieren und Deaktivieren der Vernebelung nachteilig beeinflussen.
Eine wirksame und wirtschaftliche Behandlung mit einem Vernebler umfasst die schnelle Erzeugung eines Aerosols in einer gewünschten Teilchengrößenordnung. Ein effektiver Vernebler stellt diese Merkmale vorzugsweise zeitgleich mit der Inhalation durch den Patienten bereit. Um einen mechanischen Vernebler zu betätigen, müssen zur Überwindung der Inhalationsanstrengungen durch den Patienten einige Faktoren berücksichtigt werden. In Abhängigkeit von der Bauform des Verneblers können dies ein oder mehr der nachfolgenden Faktoren sein: Der Durchfluss des Fließgases; Lufteintrittsöffnungen in der Einrichtung; die Kraft, die durch das Fließgas auf eine bewegliche Umleitungsvorrichtung ausgeübt wird; und die Reibung zwischen beweglichen Teilen. Je größer der Durchfluss, die Lufteintrittsöffnungen und die Reibung ist, desto größer ist die benötigte Kraftaufwand bei der Inhalation, um die Vorrichtung zu betreiben. Wünschenswerter Weise sollte ein Vernebler eine geeignete Sensitivität aufweisen, um schnell auf einen Inhalationsvorgang reagieren zu können, während die Inhalation durch den Patienten nicht nachteilig eingeschränkt wird.
Heutzutage verwendete Verneblerausführungen bestehen häufig aus zehn oder mehr Einzelteilen, die kostenintensive und zeitaufwendige Fertigungs- und Zusammensetzungsverfahren erfordern. Dem gemäß ist es auch wünschenswert, einen Vernebler bereitzustellen, der kostengünstig herstellbar und zusammensetzbar ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es wird ein Vernebler bereitgestellt, der die Nachteile aus dem Stand der Technik behandelt und eine verbesserte Leistungsfähigkeit bereitstellt. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Vernebler mit einem Gehäuse bereitgestellt, das einen Umgebungslufteinlass und eine Kammer zum Halten des Aerosols umfasst. Ein Luftauslass kommuniziert mit der Kammer, um eine Entnahme des Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen. Eine Flüssigkeitsdüse ist neben einem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet, wobei der unter Druck stehende Gaseinlass mit der Kammer in Verbindung steht und wobei die Flüssigkeitsdüse in Verbindung mit einem Flüssigkeitskanal steht. Ein Abdeckbereich ist über ein Gelenk mit dem Gehäuse verbunden. Ein Lufteinlassventil ist mit dem Abdeckbereich integriert ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Flüssigkeitsdüse vorzugsweise an dem gegenüber liegenden Ende einer Düsenabdeckung von einem Flüssigkeitseinlass angeordnet, wobei der Flüssigkeitseinlass in Flüssigkeitsverbindung mit einem Behälter stehen kann. Eine Umleitungsvorrichtung ist in der Kammer neben dem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet, wobei unter Druck stehendes Gas von dem unter Druck stehenden Gasauslass über die Flüssigkeitsdüse umgeleitet wird. Ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass ist bewegbar über einem Flüssigkeitskanallufteinlass angeordnet, wobei der Flüssigkeitskanallufteinlass mit dem Flüssigkeitskanal und der Flüssigkeitsdüse in Verbindung steht.
In einer Ausführungsform kann das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass eine flexible Membran sein, die auf Inhalation oder physischen Kontakt reagiert, um den Flüssigkeitskanallufteinlass zu schließen und einen negativen Druck über der Flüssigkeit, die zu der Flüssigkeitsdüse geführt werden soll, in dem Flüssigkeitsbehälter zu ermöglichen. Die in dieser Beschreibung verwendete Bezeichnung „Flüssigkeitsdüse" bedeutet entweder Flüssigkeitseinlass oder Flüssigkeitsauslass und kann austauschbar mit diesen Bezeichnungen verwendet werden. Der Vernebler kann einen Betätigungskolben aufweisen, der zumindest mit einem Teil einer Düsenabdeckung verbunden ist, um die ganze oder einen Teil der Flüssigkeitsdüse oder den ganzen oder einen Teil des Flüssigkeitspfades zwischen dem Flüssigkeitsbehälter und der Flüssigkeitsdüse zu bewegen. Zusätzlich kann die Umgebungslufteinlassdüse verwendet werden, um die Anstrengung bei der Inhalation nach einer Inhalationsanfangsphase zu erleichtern. Die Umleitungsvorrichtung kann auch relativ zu dem Verneblergehäuse bewegbar ausgebildet sein, ist jedoch relativ zu der Druckgasdüse oder der Flüssigkeitsdüse fest angeordnet. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass ein Entenschnabelventil oder ein Schirmventil sein. Der Flüssigkeitskanallufteinlass kann aus einem einzigen Materialstück geformt sein, das auch ein Ausatmungsventil und ein Umgebungslufteinlassventil für den Vernebler umfasst. Weitere Ausführungsformen können eine von den Ventilen getrennte oder über einen Haltegurt fest mit den Ventilen verbundene Abdeckung umfassen, die ausgebildet ist, um das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass niederzuhalten und eine fortlaufende Vernebelung zu ermöglichen. Ein schützendes, im Wesentlichen starres Gitter kann ein oder mehre Ventile abdecken, das den Betrieb der Ventile und das Durchströmen von Luft ermöglicht, das jedoch das Ventilmaterial vor versehentlichen Kratzern und vor weiterer Kontamination schützt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst das Bereitstellen eines Verneblers mit einer Umleitungsvorrichtung, die unbeweglich in Bezug auf eine unter Druck stehende Gasdüse in einer Kammer angeordnet ist, einen Flüssigkeitsbehälter, der mit der Kammer in Verbindung steht, und ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass, das auf eine Änderung des Druckes in der Kammer reagiert, um einen Flüssigkeitskanallufteinlass zu verschließen. Bei der Einatmung durch einen mit der Kammer verbundenen Luftauslass schließt das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass an den Flüssigkeitskanallufteinlass und es wird ein negativer Druck über der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal erzeugt, so dass die Medizin durch die Flüssigkeitsdüse geführt wird. Weitere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden im Nachfolgenden in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen besprochen.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einem Lufteinlass und eine Kammer zum Halten des Aerosols; einen Luftauslass, der mit der Kammer in Verbindung steht, um eine Entnahme des Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen; ein unter Druck stehender Gaseinlass, der in der Kammer angeordnet ist; eine Flüssigkeitsdüse, die in der Kammer neben dem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet ist, wobei die Flüssigkeitsdüse mit einem Flüssigkeitskanal in Verbindung steht und sich an einer festgelegten Stelle relativ zu dem unter Druck stehenden Gaseinlass befindet; und ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass, das bewegbar über einem Flüssigkeitskanallufteinlass angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitskanallufteinlass mit dem Flüssigkeitskanal und der Flüssigkeitsdüse in Verbindung steht.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Umleitungsvorrichtung, die neben dem unter Druck stehenden Lufteinlass angeordnet ist und sich an einer festgelegten Stelle relativ zu dem unter Druck stehenden Gaseinlass befindet.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einem Lufteinlass und eine Kammer zum Halten des Aerosols; einen Luftauslass, der mit der Kammer in Verbindung steht, um eine Entnahme des Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen; ein unter Druck stehender Gaseinlass, der in der Kammer angeordnet ist; eine Flüssigkeitsdüse, die an einer festgelegten Stelle in der Kammer relativ zu dem unter Druck stehenden Lufteinlass angeordnet ist, wobei die Flüssigkeitsdüse mit einem Flüssigkeitskanal in Verbindung steht; eine Umleitungsvorrichtung, die in der Kammer an einer festgelegten Stelle relativ zu dem unter Druck stehenden Gaseinlass und der Flüssigkeitsdüse angeordnet ist, wobei unter Druck stehendes Gas aus dem unter Druck stehenden Gaseinlass über die Flüssigkeitsdüse umgeleitet wird; ein Flüssigkeitskanallufteinlass, der mit der Kammer in Verbindung steht; und ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass, das bewegbar neben dem Flüssigkeitskanallufteinlass angeordnet ist, wobei das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass in Erwiderung auf eine Atmung eines Patienten zwischen einer Zerstäubungsposition, in der sich das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass an den Flüssigkeitskanallufteinlass schließt, um zu ermöglichen, dass ein negativer Druck eine Flüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal führen kann, und einer Nichtzerstäubungsposition, in der das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass Luft in den Flüssigkeitskanallufteinlass eindringen lässt, um so die Bildung eines negativen Drucks zu verhindern, der ausreicht, Flüssigkeit durch den Flüssigkeitskanal zu führen, beweglich ist.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass so in dem Gehäuse angeordnet, dass eine erste Seite des Ventils mit der Umgebungsluft außerhalb des Behälters in Kontakt ist und eine zweite Seite des Ventils mit einem Luftkörper innerhalb der Kammer in Kontakt ist, wodurch der Vernebler durch physischen Kontakt mit der ersten Seite des Ventils betätigt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Bereitstellen eines Verneblers mit einem Lufteinlass zur Aufnahme von Luft und einen Auslass zur Abgabe eines Aerosols an einen Patienten, eine mit dem Auslass in Verbindung stehende Kammer, eine mit einem Flüssigkeitskanal in Verbindung stehende Flüssigkeitsdüse, und ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass, das auf eine Änderung des Drucks in der Kammer reagiert, um einen Flüssigkeitskanallufteinlass zu schließen; Einatmen von Luft aus der Kammer durch den aislass; Bewegen des Ventils für den Flüssigkeitskanallufteinlass, so dass sich das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass von einer Anfangsposition, die von dem Flüssigkeitskanallufteinlass beabstandet ist, zu einer zweiten Position bewegt, an der sich das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass an den Flüssigkeitskanallufteinlass schließt; Erzeugen eines negativen Drucks über der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal, indem unter Druck stehendes Gas über die Flüssigkeitsdüse gelenkt wird; und Führen der Medizin durch die Flüssigkeitsdüse mit dem negativen Druck.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einem Umgebungslufteinlass und einer Kammer zum Halten eines Aerosols; einem mit der Kammer in Verbindung stehenden Luftauslass, um das Beziehen eines Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen; einer Flüssigkeitsdüse, die mit einem Flüssigkeitskanal und einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht; einem unter Druck stehender Gaseinlass, der neben der Flüssigkeitsdüse und an einer festgesetzten Stelle relativ zu der Flüssigkeitsdüse angeordnet ist, wobei der unter Druck stehende Gaseinlass mit der Kammer in Verbindung steht; einer Umleitungsvorrichtung, die an einer festgesetzten Stelle in der Kammer relativ zu den unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet ist; und Mittel, die auf eine Inhalation durch den Luftauslass zur Erzeugung eines negativen Drucks über der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal reagieren.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer Kammer zum Halten eines Aerosols; einem mit der Kammer in Verbindung stehenden Luftauslass, um das Beziehen eines Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen; einer Flüssigkeitsdüse, die mit einem Flüssigkeitskanal und einer Flüssigkeit in einem Flüssigkeitsbehälter in Verbindung steht; einem unter Druck stehender Gaseinlass, der neben der Flüssigkeitsdüse und an einer festgesetzten Stelle relativ zu der Flüssigkeitsdüse angeordnet ist, wobei der unter Druck stehende Gaseinlass mit der Kammer in Verbindung steht; und einem Ventil, das auf eine Inhalation durch den Luftauslass zum Schließen an einen Flüssigkeitskanallufteinlass reagiert und ein Eindringen von Umgebungsluft in die Kammer ermöglicht, so dass ein negativer Druck über der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal erzeugt und die Flüssigkeit nach oben gezogen und vernebelt wird.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Umleitungsvorrichtung, die in der Kammer an einer festgesetzten Stelle relativ zu dem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Verneblers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine Querschnittsansicht des Verneblers der 1.
3 zeigt eine explodierte perspektivische Ansicht des Verneblers der 1.
4 zeigt eine explodierte perspektivische Ansicht des Verneblers der 1.
5 zeigt eine Querschnittsansicht einer ersten weitere Düsen- und Umleitungsvorrichtungsanordnung.
6 zeigt eine zweite weitere Ausführungsform der ersten weiteren Düsen- und Umleitungsvorrichtungsanordnung.
7 zeigt eine Querschnittsansicht des Ventils für den Flüssigkeitskanallufteinlass der Ausführungsform der 1 bis 4, das sich in einer Nichtvernebelungsposition befindet.
8 zeigt eine Querschnittsansicht des Ventils für den Flüssigkeitskanallufteinlass der 4, das sich in einer Vernebelungsposition befindet.
9 zeigt eine Querschnittsansicht eines weiteren Lufteinlasses und Flüssigkeitskanallufteinlassventils, das sich in einer Nichtverneblungsposition befindet.
10 zeigte eine Querschnittsansicht des Ventils der 9, das sich in einer Vernebelungsposition befindet.
11A zeigt eine erste weitere Geometrie eines Kammerbodens für die Verwendung in dem Vernebler der 1 bis 4.
11B zeigt eine zweite weitere Geometrie eines Kammerbodens für die Verwendung in dem Vernebler der 1 bis 4.
12 zeigt eine dritte weitere Geometrie eines Kammerbodens für die Verwendung in dem Vernebler der 1 bis 4.
13 zeigt eine vierte weitere Geometrie eines Kammerbodens für die Verwendung in dem Vernebler der 1 bis 4.
14A ist eine Querschnittsansicht des Verneblers der 1, das den Gasfluss und die Position der Ventile darstellt, wenn sich der Vernebler in einer Nichtverneblungsruheposition befindet.
14B zeigt eine Querschnittsansicht des Düsensystems des Verneblers der 14A.
14C ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Verneblers der 14A.
15A ist eine Querschnittsansicht des Verneblers der 1, die den Gasfluss und den Aerosolfluss und die Position der Ventile beim Inhalationsbeginn, wenn der Vernebler betätigt wird, darstellt.
15B ist eine Querschnittsansicht des Düsensystems des Verneblers der 15A.
15C ist eine teilweise vergrößerte Ansicht des Verneblers der 15A.
16 ist eine Querschnittsansicht des Verneblers der 1, die den Gas- und Aerosolfluss und die Position der Ventile in vollständigem Betrieb darstellt.
17 zeigt eine explodierte Ansicht einer ersten weiteren Ausführungsform des Verneblers der 1.
18 zeigte eine Querschnittsansicht des Verneblers der 17.
19 zeigt eine Seitenansicht des Verneblers der 17.
20 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereiches des Verneblers der 18.
21 ist eine Seitenansicht einer zweiten weiteren Ausführungsform des Verneblers der 1.
22 ist eine Querschnittsansicht des Verneblers der 21.
23 ist eine Querschnittsansicht einer weiteren Gasdüsen- und Umleitungsvorrichtungsorientierung.
24 ist eine Querschnittsansicht einer zweiten weiteren Gasdüsen- und Umleitungsvorrichtungsorientierung.
25 ist eine explodierte Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Verneblers der 22.
26 ist eine Querschnittsansicht des zusammengesetzten Verneblers der 25.
27 zeigt einen Teilquerschnitt des Ventils für den Flüssigkeitskanallufteinlass während der Ausatmung.
28 zeigt einen Teilquerschnitt des Ventils der 27 während der Einatmung.
29 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Verneblers der 1 bis 4.
30 ist eine explodierte Ansicht des Verneblers der 29.
31 ist eine perspektivische Ansicht des Verneblers der 29 mit einer Abdeckung, die angeordnet ist, um den Vernebler in einen fortlaufenden Vernebelungsbetrieb zu setzten.
32 ist eine Querschnittsansicht des Verneblers der 29.
33 ist eine perspektivische Ansicht eines Ventilsystems, das zur Verwendung in dem Vernebler der 29 geeignet ist.
34 ist eine Querschnittsseitenansicht des Ventilsystems der 33.
35 ist eine perspektivische Vorderansicht eines nicht zusammengesetzten Düsensystems zur Verwendung in dem Vernebler der 29.
36 ist eine perspektivische Hinteransicht eines nicht zusammengesetzten Düsensystems zur Verwendung in dem Vernebler der 29.
37 zeigt einen atmungsgesteuerten Vernebler und eine abnehmbare Abdeckung, um den atmungsgesteuerten Vernebler zu einem fortlaufend vernebelnden Vernebler zu verbinden.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Eine bevorzugte Ausführungsform eines Verneblers 10 zum Vernebeln einer Flüssigkeit wird in den 1 bis 4 gezeigt. Die in diese Beschreibung verwendete Bezeichnung „Flüssigkeit" umfasst ohne Einschränkung eine Flüssigkeit, die eine Medizin in Form einer Emulsion, einer Suspension, oder einer Lösung enthält, die zu einem Aerosol vernebelt werden kann.
Der Vernebler umfasst ein Gehäuse 12, das eine Kammer 14 umfasst, die eine Flüssigkeit aufnehmen und halten kann. Die Kammer ist im Wesentlichen vorzugsweise zylinderförmig ausgebildet, jedoch kann jede andere Form dafür verwendet werden. Die Kammer 14 umfasst einen abgewinkelten Bodenbereich 16, sodass jegliche Flüssigkeit in der Kammer zur leichteren Entnahme der gesamten Flüssigkeit zu einem Bereich des Kammerbodens geführt wird. In einer Ausführungsform ist der Bodenbereich 16 in einem Winkeln von etwa 45° angeordnet, um durch Maximierung der Flüssigkeitsmenge, die aus der Kammer für die Vernebelung entnommen wird, die Verlustmenge zu reduzieren. Ein Luftauslass 1 erstreckt sich von dem Gehäuse 12 und kommuniziert mit der Kammer 14. Eine Barriere 20 an dem Gehäuse bringt das in der Kammer erzeugte Aerosol dazu, die Barriere 20 hoch und über diese zu fließen, bevor es den Luftauslass 18 durchströmt. Der durch die Barriere gebildete indirekte Pfad und der Luftauslass tragen vorzugsweise zur Begrenzung der Größe der Aerosolteilchen, die aus der Kammer 14 entweichen, bei.
Vorzugsweise ist das Gehäuse über ein Gelenk 24 fest mit einem Abdeckbereich 22 verbunden, sodass der Abdeckbereich 22 das obere Ende des Gehäuses verschließen und zum Befüllen der Kammer 14 mit einer Flüssigkeit erneut öffnen kann. Der Abdeckungsbereich 22 des Gehäuses 12 ist vorzugsweise mit der Kammer 14 aus einem Stück gebildet.
Die Abdeckung 22 umfasst vorzugsweise eine Gruppe von Öffnungen, die jeweils ein Lufteinlassventil 26, ein Ausamtungsventil 28 und ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 aufnehmen kann. Eine erste Öffnung 23 ist zur Aufnahme des Ausatmungsventils 28 ausgebildet, eine zweite Öffnung 34 ist zur Aufnahme des Lufteinlassventils 26 ausgebildet, und eine dritte Öffnung 36 ist zur Aufnahme des Ventils für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 ausgebildet. Das Gehäuse und die Abdeckung können mit Hilfe eines Spritzgussverfahrens aus einem einzigen Materialstück gebildet sein. Geeignete Materialen umfassen ein Plastikmaterial, wie beispielsweise Polypropylen, Polycarbonat oder eine Polycarbonatverbindung, oder ein Metallmaterial.
In einen bevorzugten Ausführungsform ist das Lufteinlassventil 26, das Ausatmungsventil 28 und das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 aus einen einzelnen flexiblen Materialstück fest in ein Ventilsystem 38 eingebaut. Das Ausatmungsventil 28 ist vorzugsweise durch einen Mittelanker 33 in der ersten Öffnung 32 befestigt, sodass das zusammengesetzte Ventil und die Öffnung eine Schmetterlingskonfiguration bilden, die es ermöglicht, dass Luft bei der Ausatmung entweichen kann und die sich bei der Einatmung verschließt, um ein Einatmen von Luft durch die Öffnung zu verhindern.
Das Lufteinlassventil 26 weist vorzugsweise eine Entenschnabelventilkonfiguration auf und ist mit Hilfe von zwei Verankerungen 27, die mit den Befestigungsöffnungen 25 am gegenüberliegenden Seiten der zweiten Öffnung 34 zusammenwirken, in der zweiten Öffnung 34 der Abdeckung befestigt. Die Entenschnabelkonfiguration ist mit dem sich verjüngenden Bereich in Richtung Kammer 14 ausgerichtet, sodass Umgebungsluft beim Einatmen aufgenommen werden kann, und sodass die parallelen Verschlusselemente oder Lippen des Ventils beim Ausatmen jeglichen Luftstrom aus der Kammer verhindern. Eine Umgebungsluftführung 29 ist vorzugsweise fest in dem Abdeckungsbereich 22 ausgebildet oder an diesem befestigt. Die Umgebungsluftführung 29 ist unter der zweiten Öffnung 34 und dem Lufteinlassventil 26 angeordnet, sodass eine distal gelegene Öffnung 35 Umgebungsluft über den Aerosol erzeugenden Aufbau leitet.
Das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 ist vorzugsweise in der dritten Öffnung 36 befestigt und verschließt die dritte Öffnung vollständig. Vorzugsweise ist das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass eine flexible Membran mit einer Dicke, die auf Veränderungen des Luftdrucks innerhalb der Kammer 14 entsprechend der Einatmung und der Ausamtung durch den Luftauslass 18 empfindlich reagiert und in Erwiderung auf diese Veränderungen flexibel bewegbar ist. Wie im Nachfolgenden ausführlich besprochen wird, kann der Flüssigkeitskanallufteinlass 64, der innerhalb der Kammer und direkt neben dem Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass angeordnet ist, synchron mit der Atmung eines Patienten geschlossen und geöffnet werden oder er kann durch physischen Kontakt gegen die Außenseite des Ventils 30 von Hand betätigt werden. In einer Ausführungsform umfasst das Material ein flexibles Gummimaterial. Obwohl einzelne Ventile getrennt voneinander auf einzelnen flexiblen Materialstücken gefertigt werden können, oder die Ventile jeweils aus zahlreichen verschiedenen Bestandteilen gebildet werden können, weist das Ventilsystem 38 vorzugsweise einen integrierten Aufbau aus einem Stück auf, um die Bauteilanzahl und die Fertigungskosten (einschließlich der Kosten für den Zusammenbau) zu verringern.
Mit Bezug auf die 3 bis 4 weist ein Bereich der Kammerwand zur Aufnahme des Düsensystems 42 eine Aussparung 40 auf. Das Düsensystem 42 ist ausgebildet, um eine Reibschlussverbindung oder eine Schnappverschlussverbindung an der Wand der Kammer 12 herstellen zu können. Ein Führungsschlitzpaar 44 auf beiden Seiten der Aussparung 40 kooperiert mit den Vorsprüngen 46 der Düsenanordnung 42, um einen guten, im Wesentlichen luftdichten Verschluss zu bilden. Wenn der Vernebler 10 vollständig zusammengesetzt ist, bildet ein vertiefter Kanal 48, der in der Wand der Kammer 14 direkt unterhalb der Aussparung 40 ausgebildet ist, einen Teil des Flüssigkeitskanals 50 (2).
Das Düsensystem 42 umfasst eine Druckgasdüse 52 die sich an einem proximal gelegenen Ende außerhalb der Kammer 14 erstreckt, sobald sie mit dem Gehäuse 12 zusammengesetzt wird, und die sich an einem distal gelegenen Ende zu einer Druckgasdüse 54 verjüngt, die innerhalb der Kammer angeordnet ist. Eine Düsenabdeckung 56 und ein Flüssigkeitskanalschaft 58 sind durch ein Kunststoffgelenk 60 (3) an den Gasdüsenbereich des Düsensystems 42 angebracht. Wenn die zwei Teile des Düsensystems 42 geschlossen sind, bildet die Düsenabdeckung 56 um einen Bereich der Gasdüse eine Flüssigkeitskammer 62, wobei die Flüssigkeitskammer in Flüssigkeitsverbindung mit dem Flüssigkeitskanalschaft 58 und einem Flüssigkeitskanallufteinlass 64 steht.
Ein Durchgang 55 (2) kann durch einen Abstand zwischen der Gasdüse 52 und der Düsenabdeckung 56, durch eine Einkerbung an dem Innenumfang der Düsenabdeckung, durch eine Einkerbung an der Außenseite der Düse, oder durch eine Kombination von Einkerbungen an der Außenseite der Düse oder der Innenseite der Düsenabdeckung ausgebildet sein. Die Flüssigkeitsdüse 57 ist neben der Druckgasdüse 54 angeordnet. Wie in den 2 und 14C gezeigt, ist die Flüssigkeitsdüse eine ringförmige Düse, die durch einen Spalt zwischen dem Innendurchmesser der Düsenabdeckungsspitze und dem Außendurchmesser der Düsenspitze definiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser der Düsenspitze 2 mm und der Innendurchmesser der Düsenabdeckungsspitze 2,46 mm. Es können auch andere Durchmessergrößen verwendet werden. Obwohl nur eine einzige ringförmige Düse gezeigt ist, können auch Ausführungsformen, in denen der Flüssigkeitsauslass eine andere Form aufweist oder mehr als eine neben der Druckgasdüse angeordnete einzelne Düse umfasst, verwendet werden.
In diese Ausführungsform ist der Flüssigkeitskanallufteinlass 64 in der Nähe des oberen Endes der Kammer 14 und im Wesentlichen parallel zu der Längsachse der Kammer 14 angeordnet. Das distal gelegene Ende der Düsenabdeckung bildet eine Flüssigkeitsdüse, sodass sich die Flüssigkeits- und Gasdüsen 57, 54 im Wesentlichen parallel zueinander befinden. Der Abstand zwischen der Düsenabdeckung 56 und der Druckgasdüse 52 bildet an dem distal gelegenen Ende den Flüssigkeitsdurchgang 55, der zu der Flüssigkeitsdüse 57 führt. Eine nicht bewegliche Umleitungsvorrichtung 66 ist neben dem distal gelegenen Ende angeordnet. Die Umleitungsvorrichtung führt das Gas zur Erzeugung eines Venturieffekts durch die Flüssigkeitsdüse 57 hindurch, sodass die Flüssigkeit zur Erzeugung eines Aerosols mit dem Gasstrom mitgeführt wird. Vorzugsweise ist die Umleitungsvorrichtung 66 an der Düsenabdeckung 56 befestigt oder zusammen mit dieser geformt. Wahlweise kann die Umleitungsvorrichtung mit der Innenseite des Verneblers 10 verbunden werden.
Wie in der 4 gezeigt, verbindet ein Trägerbalken 68 die Umleitungsvorrichtung 66 mit dem Düsensystem 42. Vorzugsweise weist die Umleitungsvorrichtung 66 eine flache Fläche mit einem vorbestimmten Flächenbereich auf und ist in einem bestimmten Abstand von der Gasdüse 54 angeordnet. Der Durchmesser der Gasdüse kann verändert werden, beträgt jedoch vorzugsweise 0,46 mm. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der Abstand zwischen der Umleitungsvorrichtung und Düse in einem Bereich zwischen 0,15 mm und 1,25 mm, und vorzugsweise bei 0,75 mm, und die Breite der Umleitungsvorrichtung beträgt etwa 4,5 mm. Diese Abmessungen können verändert werden, um eine gewünschte dem Fachmann bekannte Teilchengröße und Aerosolbildung zu erzeugen. Auch ist die Fläche der Umleitungsvorrichtung 66 vorzugsweise parallel zu der Fläche des distal gelegenen Endes der Gasdüse 52 und rechtwinklig zum Druckgasstrom durch die Gasdüse 54 angeordnet. Es können auch weitere Ausführungsformen der Umleitungsvorrichtung verwendet werden. Beispielsweise zeigt die 5 eine Umleitungsvorrichtung 70 mit einer rechtwinkligen Fläche, die eine Breite von weniger als 4,5 mm aufweist. In weiteren Ausführungsformen kann eine Umleitungsvorrichtung 72 mit einer Keilform oder einer weiteren nicht rechtwinkligen Ausrichtung, wie in der 6 gezeigt, verwendet werden.
Der Flüssigkeitskanalschaft 58 erstreckt sich im Wesentlichen vertikal entlang der Längsachse der Kammer 14. Der Schaft weist einen ausgehöhlten Bereich 59 auf, der einen umschlossenen Hohlraum bildet, wenn der Schaft mit dem vertieften Kanal 48 an der Kammerwand zusammengefügt und angepasst wird. Die sich daraus ergebende Flüssigkeitskanalform ist im Wesentlichen rechteckig. In weiteren Ausführungsformen können der vertiefte Kanal 48 und der ausgehöhlte Bereich 59 des Flüssigkeitskanalschafts 58 ausgebildet sein, zu kooperieren und entlang deren Längen einen der vielen kontinuierlich verlaufenden oder sich verändernden Querschnitte bilden. In einer weiteren Ausführungsform können der vertiefte Kanal 48 und der Flüssigkeitskanalschaft 58 zur Bildung mehrerer einzelner Flüssigkeitskanäle verbunden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Kammer ein Volumen von etwa 50 Milliliter (ml) auf, wobei die Höchstfüllmenge für die Flüssigkeit 5 ml beträgt. In dieser Ausführungsform beträgt die Länge des Flüssigkeitskanals in etwa 22,8 mm.
Bezugnehmend auf die 1 bis 4 umfasst das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 eine flexible Membran, die im Wesentlichen bei der Einatmung den mit der Flüssigkeitseinlassröhre in Verbindung stehenden Flüssigkeitskanallufteinlass 64 verschließt. Wenn dieser im Wesentlichen verschlossen ist, wird der notwendige Druck in dem Gehäuse erzeugt, um die Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal in den Druckgaspfadhoch zu ziehen, wodurch die Flüssigkeit und das Gas zur Bildung eines Aerosols mit der gewünschten Teilchengrößencharakteristik vermischt werden. Die flexible Membran reagiert vorzugsweise sehr empfindlich auf den Fluss und kann somit bei geringen Flussstärken ausgelöst werden, wodurch die Vorrichtung für Kinder und ältere Personen, die typischerweise eine geringe Inhalationsgeschwindigkeit bzw. -stärke erzeugen, verwendet werden. Des Weiteren kann die Membran auch von Hand niedergedrückt werden. Dementsprechend kann der Patient oder der Pfleger die Vorrichtung von Hand betätigen.
Bezugnehmend auf die 7 und 8 ist in einer bevorzugten Ausführungsform das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 ausgebildet, um sich um einen Strecke G zwischen 0,5 bis 1,0 mm und vorzugsweise um etwa 0,5 mm zu verformen, bevor es das Ende des Flüssigkeitskanallufteinlasses 64 sperrt. Es können auch andere Abstandsabmessungen gemeinsam mit Änderungen der Membranparameter, der Geometrie und des Umfangs, und Änderungen weiterer Aspekte des Verneblers, wie beispielsweise des Flüssigkeitskanallufteinlasses, verwendet werden. Die 7 zeigt die während der Ausatmung oder im Ruhezustand bestehende Beziehung der beabstandeten Bauteile, während die 8 das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 zeigt, das während des Einatmens den Flüssigkeitskanallufteinlass schließt. In dieser Ausführungsform ist das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass ausgebildet, zur Erzielung der Verformung auf einen negativen Druck von etwa 0,5 bis 1,0 cm H₂O zu reagieren. Die Dicke der Membran kann etwa 0,2 mm betragen. Der Außendurchmesser D₁ beträgt 14 mm, der reagierende Membrandurchmesser D₂ beträgt etwa 11 mm, und die Wirkfläche der Membran D₃ beträgt etwa 6,5 mm. Wie gezeigt, wird der Bereich zwischen D₁ und D₂ zur Bildung einer gummidichtungsähnlichen Verbindung verwendet, um die Membran in der Öffnung 36 des Abdeckungsbereichs zu halten. Der Bereich zwischen D₂ und D₃ fungiert als Rollmembran, so dass sich die Membran in Erwiderung auf einen negativen Mindestdruck in der Kammer nach oben und unten bewegen kann. In weiteren Ausführungsformen können weitere Abstandsabmessungen G und Geometrien verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform, die in den 9 und 10 gezeigt ist, wird eine Kombination eines Umgebungslufteinlassventils und eines Ventils für den Flüssigkeitskanallufteinlass anstelle getrennter Umgebungslufteinlass- und Flüssigkeitskanallufteinlassventile verwendet. Das Kombinationsventil 31 kann aus einem flachen flexiblen Material gebildet sein, das während der Ausatmung und im Ruhezustand (9) geschlossen bleibt und sich in Erwiderung auf negativen Druck in der Kammer oder physischen Kontakt mit dem Ventil verformt, um eine Umgebungsluftzufuhr in den Vernebler zu ermöglichen und mit einem Flüssigkeitskanallufteinlass 64 in Kontakt zu treten und zu verschließen, um eine Vernebelung zu beginnen (10). Eine weitere Variante für die Verwendung dieser alternativen Ausführungsform umfasst ein starres Material, das durch ein Gelenk mit dem Gehäuse 12 oder dem oberen Bereich 22 verbunden ist, wobei das Gelenk ein Vorspannungselement aufweist, das das Kombinationsventil während der Ausatmung und im Ruhezustand geschlossen hält, während es das Öffnen des Kombinationsventils bei einem bestimmten negativen Druck ermöglicht und eine Vernebelung beginnt, indem es den Flüssigkeitskanallufteinlass verschließt. Es kann jede Ventilanordnung, die auf einen negativen Druck reagiert und zum Verschließen eines Flüssigkeitskanallufteinlasses angeordnet ist, verwendet werden. Zusätzlich kann das Entenschnabelventil, das als Umgebungslufteinlassventil 26 in den 1 bis 4 verwendet wird, auch ausgebildet sein, sich bei einem Druck im Bereich von 0,5 bis 1,0 cm H₂O zu öffnen.
Obwohl eine flexible Membran und ein Entenschnabelventil jeweils als bevorzugtes Flüssigkeitskanallufteinlassventil und Umgebungslufteinlassventil gezeigt wurden, können diese Ventile jede Art von Druckablassventil umfassen, die sich nicht bewegt oder öffnet, bis der negative Druck in dem Vernebler einen gewünschten Wert erreicht, der in diesem Beispiel 0,5 bis 1,0 cm H₂O beträgt. Zusätzlich wird der Durchmesser des Flüssigkeitskanallufteinlasses vorzugsweise so gewählt, dass der negative Druck, der in dem Flüssigkeitskanal erzeugt wird, wenn sich der Vernebler im Ruhezustand befindet, niedriger ist als der negative Druck, der benötigt wird, um die Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal zu der Flüssigkeitsdüse hoch zu ziehen. Die genauen Abmessungen, die für den Flüssigkeitskanallufteinlass benötigt werden, hängen von dem Abstand zwischen dem Düsenbereich und der Höhe des Flüssigkeitspegels in dem Flüssigkeitsbehälter ab. Wenn der vertikale Abstand zwischen der Flüssigkeitsdüse und der Höhe des Flüssigkeitspegels in dem Behälter beispielsweise 2 cm beträgt, dann muss der negative Druck im Ruhezustand des Verneblers über der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitskanal weniger als 2 cm H₂O betragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Durchmesser des Flüssigkeitskanallufteinlasses 2,5 mm. Um die Empfindlichkeit des Flüssigkeitskanallufteinlasses an die Atmung des Patienten anzupassen, kann das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass aus einem Material oder einer Materialdicke hergestellt sein, das oder die besser auf Änderungen im Luftdruck reagiert. Des Weiteren kann der Abstand zwischen dem Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlassventil und dem Flüssigkeitskanallufteinlass angepasst und der Durchmesser des Flüssigkeitskanallufteinlasses so gewählt werden, dass dieser eine geeigneten Größe für Änderungen in der Empfindlichkeit aufweist. Der Durchmesser, die Dicke, die Geometrie, und das Durometer des Flüssigkeitskanallufteinlassventils sind Faktoren, die für die Sensitivitätsanpassung auswählbar sind. Vorzugsweise sind der Durchmesser und die Position des Flüssigkeitskanallufteinlassventils so gewählt, dass ein Patient oder ein Pfleger den Vernebler auch von Hand betätigen kann, indem durch physischen Kontakt mit der Hand oder einem anderen Hilfsmittel Druck auf das Ventil ausgeübt wird.
Bezugnehmend auf die 11, 12 und 13 können auch der Umriss und die Topologie des Kammerbodens verändert werden. Die 11A zeigt einen flachen Kammerboden 80. Ein konkaver Kammerboden 81 ist in der 11B gezeigt. In der 12 ist ein Kammerabschnitt mit geteiltem Winkel 83 gezeigt, der sich mit einem flachen Winkelabschnitt 84 verbindet, um Flüssigkeit in den steilen Winkelabschnitt 83 zu führen. Ein Kammerboden 85 mit mehr als zwei Winkelabschnitten ist in der 13 gezeigt. Bezugnehmend auf die 14 bis 16 wird im Nachfolgenden die Arbeitsweise des Verneblers beschrieben. In den 14A bis 14C ist die erste Betriebsphase, wenn sich der Vernebler im Ruhezustand befindet, dargestellt. Wenn der Benutzer nicht aktiv ist, d.h. wenn sich der Benutzer beispielsweise zwischen einer Ausatmung und einer Einatmung befindet, oder wenn kein Benutzer durch den Luftauslass 18 atmet, ist der einzige Luftfluss in die Kammer 14 jener über die Gasdüse, an der durch eine Druckgasquelle fortlaufend Gas mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zugeführt wird. Beispielsweise kann die Gaszufuhr so eingestellt sein, dass Luft mit einer Geschwindigkeit von 8 Litern pro Minute zugeführt wird. Wie durch die Flussrichtungspfeile in der 14A gezeigt, verlässt das Druckgas die Gasdüse, trifft auf die Umleitungsvorrichtung und fließt um die Kammer und über die Barriere.
Nach dem Überwinden der Barriere 20 entweicht die Luft von der Druckgasquelle durch den Luftauslass und durch jedes Mundstück, das an dem Luftauslass befestigt ist. Während der Ruhephase bleiben das Entenschnabelventil 26 des Umgebungslufteinlasses sowie das Ausatmungsventil geschlossen. Das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 bleibt jedoch von dem Flüssigkeitskanallufteinlass 64 beabstandet, so dass, wie in der 14C gezeigt, Luft vom Inneren der Kammer 14 zyklisch durch den Flüssigkeitskanallufteinlass und zwischen der Gasdüse und der Düsenabdeckung durch die Flüssigkeitsdüse 57 hinaus fließen kann. Durch den Aufbau wird die Entstehung eines negativen Druckes, der für gewöhnlich durch den Fluss des Druckgases über die Flüssigkeitsdüsenspitze erzeugt werden würde, verhindert oder wesentlich verringert. Da insbesondere Luft aus dem Kammerinneren frei durch den Flüssigkeitskanallufteinlass und aus der Flüssigkeitsdüse hinaus fließen kann, wird keine Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal hochgezogen, da kein negativer Druck über der Flüssigkeit gebildet werden kann. Wie in der 14B gezeigt, wird die Luft aus dem Kammerinneren durch den Flüssigkeitskanallufteinlass 64 und um einen Bereich der Düsenabdeckung herum in die Kammer 62 geführt. Die Luft aus der Kammer 62 fließt dann durch eine Öffnung in dem Boden der Düsenabdeckung und zwischen der Düsenabdeckung und der Düse durch die Flüssigkeitsdüse hinaus. Während der Ruhephase des Verneblers wird kein Aerosol erzeugt und die Luft fließt einfach zyklisch durch den Flüssigkeitskanallufteinlass und die Flüssigkeitsdüse. Der Gesamtluftdruck innerhalb des Verneblers ist aufgrund des fortlaufenden Einströmens von Luft durch den Druckgaseinlass leicht positiv.
Zu Beginn der Inhalation führt die Druckgasdüse 52 fortlaufend Luft mit gleichbleibender Geschwindigkeit zu, wobei jedoch in diesem Moment der Luftdruck innerhalb der Vernebelungskammer 14 leicht negativ ist. Wie in den 15A bis 15C gezeigt, reagiert das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 auf den Beginn der Inhalation, indem es sich zum Verschließen des Flüssigkeitskanallufteinlasses 64 nach unten zur Öffnung des Flüssigkeitskanallufteinlasses verformt. Wenn der Flüssigkeitskanallufteinlass von der Luft innerhalb der Kammer abgesperrt ist, bildet sich in dem Flüssigkeitskanal 50 ein negativer Druck, und es wird Flüssigkeit aus dem Behälter auf dem Boden 16 der Kammer im Flüssigkeitskanal 50 hochgezogen und zwischen der Druckgasdüse und der Düsenabdeckung durch die Flüssigkeitsdüse 57 hinaus geführt. Wie in der 15B gezeigt, wird die Flüssigkeit zwischen dem Flüssigkeitskanalschaft 58 und der Vertiefung 48 in der Kammerwand hoch gezogen, wie durch den Pfeil in den 15B und C gezeigt. Der negative Druck über der Flüssigkeit wird durch den Fluss des Druckgases erzeugt, das von der Umleitungsvorrichtung 66 über die Flüssigkeitsdüse 57 geführt wird. Wenn die Flüssigkeit die Flüssigkeitsdüse erreicht, wird sie hinausgeleitet und mischt sich zur Bildung eines Aerosols mit dem Druckgas. In dieser Ausführungsform wird die Aerosolbildung durch das Auftreffen der Flüssigkeits- und Gasmischung auf die Umleitungsvorrichtung erhöht. Wie in der 15A gezeigt (die gepunktete Linie zeigt die Flüssigkeit bzw. das Aerosol und die durchgezogene Linie zeigt das Gas), wird das Aerosol nach dessen Bildung um die Umleitungsvorrichtung und den Umgebungslufteinlass, über die Barriere und durch den Luftauslass hinaus geführt. Solange die Inhalation bis zu dem Punkt fortschreitet, an dem der durch den inhalierenden Patienten in der Kammer erzeugte negative Druck größer ist als der Schwellenwert, der zur Überwindung der Kraft, die die Lippen des Entenschnabelventils geschlossen hält, benötigt wird, wird keine Umgebungsluft durch den Lufteinlass eintreten. Das Ausatmungsventil 28 bleibt ebenfalls geschlossen.
Wie in der 16 gezeigt, öffnet sich das Entenschnabelventil, um in Erwiderung auf einen fortlaufenden Inhalationsvorgang einen zusätzlichen Luftfluss in die Kammer zu leiten. Die Luft aus dem Umgebungslufteinlass wird über die Gas- und Flüssigkeitsdüse geführt, um eine Vermischung und den Transport des Aerosols zu verbessern. Die Membran des Flüssigkeitskanallufteinlassventils bleibt über dem Flüssigkeitskanallufteinlass verschlossen, und die Flüssigkeit wird weiterhin im Flüssigkeitskanal hoch gezogen und in der Kammer zerstäubt.
Wenn der Patient ausatmet, reagiert das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass 30 auf den positiven Druck in der Kammer, so dass es sich von dem Flüssigkeitskanallufteinlass löst und, auf die selbe Weise wie in der 14B gezeigt, wieder ein zyklisches Fließen der Luft aus dem Kammerinneren durch den Flüssigkeitskanallufteinlass ermöglicht. Das Entenschnabelventil 26 schließt sich bei der Ausatmung, so dass keine Luft aus dem Umgebungslufteinlass entweicht, und das Ausatmungsventil 28 öffnet sich, so dass die Luft bei der Ausatmung durch den Patienten aus der Kammer entweichen kann. Da das Flüssigkeitskanallufteinlassventil vom dem Flüssigkeitskanallufteinlass getrennt ist, kann keine Flüssigkeit nach oben im Flüssigkeitskanal hoch gezogen und während der Ausatmung zerstäubt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verneblers 110 ist in den 17 bis 20 gezeigt. In dieser Ausführungsform ist das Gehäuse 112 von der Abdeckung 122 getrennt und über ein Gewinde an diese anbringbar. In dem Gehäuse ist zwischen dem Kammerboden 116 und der Abdeckung 122 eine Kammer 114 ausgebildet. Der Kammerboden 116 ist vorzugsweise gebogen ausgebildet, so dass die Mitte des Kammerbodens höher als dessen Umfang ist, um die Flüssigkeit in Richtung des Kammerbodenumfangs zu leiten. Eine Saugplatte 120, die fest mit der Düsenabdeckung 124 verbunden ist, liegt direkt über dem distal gelegenen Ende der Druckgasdüse 126, die sich durch den Kammerboden erstreckt. Ein Flüssigkeitskanal 127 ist durch den Abstand zwischen der Bodenfläche der Saugplatte 120 und des Kammerbodens, und dem Abstand zwischen der Druckgasdüse 126 und der Düsenabdeckung 124 gebildet. In einer Ausführungsform kann die Saugplatte eine oder mehrere kleine Öffnungen umfassen, um den Durchfluss von Flüssigkeit über der Saugplatte zu dem Flüssigkeitskanal 127 zu ermöglichen.
Wie in der Ausführungsform der 1 gezeigt, umfasst der Vernebler 110 der 17 bis 20 einen Flüssigkeitskanallufteinlass 128, der in Verbindung mit dem Luftkanal 127 steht, und ein Flüssigkeitskanallufteinlassventil 130, um die Betätigung des Verneblers zu steuern. Der Flüssigkeitskanallufteinlass 128 erstreckt sich von der Seite des Flüssigkeitskanals 127 in Richtung des distal gelegenen Endes der Düsenabdeckung 124. Vorzugsweise ist eine Öffnung 134 in der Seite der Kammer 114, die neben der Düsenabdeckung und dem Flüssigkeitskanallufteinlass ausgebildet ist, zur Aufnahme eines Flüssigkeitskanallufteinlassventils, das flexibel in der Öffnung der Kammerwand befestigt ist, ausgebildet. In einer Ausführungsform umfasst das Flüssigkeitskanallufteinlassventil eine Rollmembran, die mittels eines Schnappverschlusses mit der Öffnung 134 der Kammerwand verbunden werden kann. Eine Lufteinlassführung 132 ist an dem Gehäuse 112 befestigt und erstreckt sich von dem Ende der Öffnung 134, so dass der Flüssigkeitskanallufteinlass 128 beim Zusammenbau des Verneblers in der Mitte der Öffnung 134 angeordnet ist.
Die Abdeckung 122 des Verneblers definiert einen Luftauslassbereich 118, der sich in das Kammerinnere 114 zu einer rauchfangähnlichen Struktur 136 ausweitet, an der am Ende eine Umleitungsvorrichtung 138 angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Gewinde der Abdeckung und des Gehäuses so beschaffen, dass die Umleitungsvorrichtung direkt über der Druckgasdüse 140 in der Kammer angeordnet ist. Die Umleitungsvorrichtung 138 weist eine gebogene Fläche auf und ist durch einige Stützelemente 142 an die rauchfangähnliche Struktur befestigt. In Betrieb nimmt der Vernebler durch die Gasdüse 126 einen fortlaufenden Druckgasfluss auf, der durch die Gasdüse 140 entweicht. Im Ruhezustand oder während der Ausatmung bleibt das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 130 von dem Flüssigkeitskanallufteinlass 128 und der Lufteinlassführung 132 beabstandet, so dass Luft innerhalb der Kammer zyklisch durch den Flüssigkeitskanal und durch die Flüssigkeitsdüse hinaus fließt. Das Flüssigkeitskanallufteinlassventil wird von Hand verformt oder es verformt sich aufgrund eines Druckabfalls in der Kammer durch die Inhalation durch einen Patienten, um das proximal gelegene Ende (d. h. das Ende, das der Membran am nächsten ist) der Flüssigkeitskanallufteinlassführung 132 abzudecken, so dass der Flüssigkeitskanallufteinlass gesperrt ist und ein negativer Druck, der durch den Fluss von Druckgas über der Flüssigkeitsdüse erzeugt wird, ausreichend hoch ist, um die Flüssigkeit im Flüssigkeitskanal 127 hoch zu ziehen. Diese Flüssigkeit wird dann mit dem Druckgas vermischt und gegen die Umleitungsvorrichtung 128 gerichtet, um ein Aerosol zu bilden, das durch den Luftauslass hinausgeführt werden kann. Ein geeignetes Mundstück und ein Ausatmungsventil, das dem Luftauslass 118 angepasst sein kann, sind in dem US-Patent Nr. 6,044,841 dargestellt. Wahlweise kann eine Maske mit einem Ausatmungsventil zur Befestigung an dem Luftauslass 118 ausgebildet sein. Geeignete Masken sind in den US-Patenten Nr. 5,988,160 und 5,645,049 offenbart, wobei deren gesamte Beschreibung durch Verweis hierin berücksichtigt ist. Wie in den 27 und 28 gezeigt und im Nachfolgenden ausführlicher beschrieben wird, kann die Membran, die verwendet wird, auf den negativen Druck zum Einleiten eines Vernebelungsvorganges zu reagieren, einen Umgebungsluftfluss in die Kammer ermöglichen, während sie den Flüssigkeitskanallufteinlass verschließt.
Die 21 bis 22 zeigen eine weitere Ausbildungsform eines Verneblers 210, der ähnlich der in den 8 bis 11 gezeigten Ausführungsform ist. Wie in den 21 bis 22 gezeigt, weist das Gehäuse des Verneblers einen Druckgaseinlass 226 auf, der in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Ausrichtungen zu dem Flüssigkeitskanal 227 in die Kammer 214 führt. In dieser Ausführungsform ist der Flüssigkeitskanal 227 in einer Saugröhre 224 ausgebildet, die getrennt von dem Druckgaseinlass 226 an der Saugplatte 220 befestigt ist. Ein Flüssigkeitskanallufteinlass erstreckt sich aus der Saugröhre 224, um mit einer an das Gehäuse 212 verbundenen Lufteinlassführung 232 zu kooperieren. Eine Öffnung 234 in der Kammerwand nimmt das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 230 auf. In zusammengesetzter Form sind das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 230 und der Flüssigkeitskanallufteinlass 228 so angeordnet, dass das Ventil aufgrund einer äußeren Kraft oder eines negativen Druckes in der Kammer den Flüssigkeitskanallufteinlass abdeckt und die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter auf dem Boden der Kammer im Flüssigkeitskanal hoch gezogen werden kann, die Flüssigkeitsdüse 236 erreicht, und sich mit dem Druckgas, das aus der Gasdüse 240 eintritt, vermischt. Obwohl ein einzelnes Lufteinlassventil verwendet werden kann, ist das Flüssigkeitskanallufteinlassventil vorzugsweise mit einem Umgebungslufteinlassventil verbunden, wie im Nachfolgenden beschrieben und in den 27 bis 28 gezeigt, so dass die Membran 230 mehrfache Verwendung findet.
Wie in der 22 gezeigt, weisen auch die Gasdüse 240 und die Umleitungsvorrichtung 238 einen Aufbau auf, so dass die Umleitungsvorrichtung 238 eine Röhre mit einer Engstelle, die eine stundenglasähnliche Form aufweist, die den Gasfluss aus der Gasdüse 240 nicht vollständig sperrt. Dafür führt die Umleitungsvorrichtung 238 das Gas über die Flüssigkeitsdüse 236 zusammen, so dass Druckgas aus der Druckgasdüse über eine Flüssigkeitsausgangsdüse geleitet wird und während des Zuführens in den Druckgasstrom vernebelt wird. Somit ist im Gegensatz zum Düsen- und Umleitungsvorrichtungsaufbau der Ausführungsform in den 1 bis 4 der Druckgasfluss nicht direkt auf eine Umleitungsvorrichtungsstruktur gerichtet, die in einem Abstand angeordnet und dem Druckgasfluss direkt entgegengesetzt ist, wodurch das Gas im Wesentlichen rechtwinklig zu seinem anfänglichen Fließpfad aus der Gasdüse fließt.
Weitere Gasdüsen- und Umleitungsstrukturen, die für die Verwendung in der Ausführungsform der 21 bis 22 oder in modifizierten Ausführungsformen des Verneblers der 1 bis 4 geeignet sind, sind in den 22 bis 25 gezeigt. In der 23 sind die Flüssigkeitsdüse 250 und die Saugröhre 252 zur Umleitung eines Bereiches des Druckgasflusses ausgebildet, wobei keine separate Aufprallwand oder Umleitungsvorrichtung verwendet wird. Auf ähnliche Weise ist die Gasdüse 256 für die Druckgasdüse in der 24 nicht direkt durch die Umleitungsvorrichtung 254 versperrt. Stattdessen ist die Druckgasdüse 256 dezentriert in einem asymmetrischen Umleitungsvorrichtungskegel 258 und entfernt von der Seite der Umleitungsvorrichtung, in der die Flüssigkeitsdüse 260 ausgebildet ist, angeordnet.
Eine weitere Ausführungsform eines Verneblers 310 ist in den 25 und 26 dargestellt. In dieser Ausführungsform ist der Druckgaseinlass 326 als Teil der Abdeckung 322 parallel zu dem Luftauslass 318 angeordnet. Eine abnehmbare Flüssigkeitskanalanordnung 327 umfasst eine Befestigung 350, die reibschlüssig in das Ende des Gaseinlasses 326, der sich in die Kammer 314 erstreckt, befestigbar ist. Eine Gasdüse 340 ist ausgerichtet, das Druckgas direkt durch eine Flüssigkeitsdüse 336 zu leiten, die neben und rechtwinklig zu der Gasdüse 340 angeordnet ist.
Wie bei den Ausführungsformen der 17 bis 22, verwendet der Vernebler 310 vorzugsweise ein Lufteinlassventil bzw. ein Flüssigkeitskanallufteinlassventil 330 mit mehrfachen Funktionen. Das Ventil 330 wird in einer Öffnung 334 in dem Gehäuse 312 gehalten und ist so angeordnet, dass die Ventilmitte 330 beim Zusammensetzen des Verneblers 310 mit dem Flüssigkeitskanallufteinlass 328 ausgerichtet ist. Obwohl die Flüssigkeitskanalanordnung 327 eine röhrenähnlichen Struktur, die sich zum Kammerboden 316 erstreckt, aufweist, kann die Flüssigkeitskanalanordnung 327 in weiteren Ausführungsformen und wie zuvor beschrieben, mit einer Saugplatte verbunden sein. Ersatzweise können auch weitere Flüssigkeits- und Gasdüsenkonfigurationen als jene speziell in den 25 und 26 gezeigten verwendet werden. Eine Umleitungsvorrichtung kann auch in ganz bestimmten Flüssigkeits- und Gasdüsenanordnungen verwendet werden.
Die Ausführungsform der 25 und 26 wird im Wesentlichen auf ähnliche Weise wie jene der 17 bis 22 betätigt. Im Ruhezustand und bei der Ausatmung bleibt das Ventil 330 von dem Flüssigkeitskanallufteinlass 328 beabstandet, so dass das Gas aus der Gasdüse keinen ausreichend negativen Druck in dem Flüssigkeitskanal 329 erzeugen kann, wenn es die Flüssigkeitsdüse 336 durchläuft, um eine Flüssigkeit aufzunehmen und eine Vernebelung zu initiieren. Bei der Einatmung drückt der negative Druck in der Kammer das Ventil 330 gegen den Flüssigkeitskanallufteinlass, um eine Vernebelung zu initiieren. Während des Inhalationsvorganges wird der äußere Umfang des Ventils 330 nach innen in Richtung der Kammer gerollt und von der Öffnung 334 weg gezogen, so dass Lufteinlässe 338 freigelegt werden und Umgebungsluft in die Kammer fließt.
Die 27 bis 28 zeigen die Arbeitsweise des Lufteinlassbereiches der Kombination aus Lufteinlass- und Flüssigkeitskanallufteinlassventil 230. Wie in der 28 gezeigt, verformen sich bei der Inhalation die umlaufenden Einlässe 250 auf dem Ventil 230 neben der Öffnung 234 in der Kammerwand nach innen, um den Durchlass von Umgebungsluft in die Kammer zu ermöglichen, während die Mitte des Ventils 230 weiter den Luftfluss in den Flüssigkeitskanallufteinlass 228 verhindert. Wie in der 27 gezeigt, verschließen sich diese umlaufenden Einlässe 250 wieder, um bei der Ausatmung den Luftdurchfluss von der Kammer nach außen zu verhindern.
Die 29 bis 36 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Verneblers 410, der sich auf die Ausführungsform der 1 bis 4 bezieht. In dieser Ausführungsform umfasst der Vernebler 410 einen Abdeckungsbereich 422, der mit Hilfe eines Gelenks 424 mit dem Gehäuse 412 verbunden ist. Die Abdeckung kann wiederverschlossen werden, so dass eine Flüssigkeit oder zusätzliche Flüssigkeit zugeführt werden kann. Wie in der Ausführungsform der 1 bis 4 sind eine Reihe von Ventilen 426, 428 und 430 in oder über jeweiligen Öffnungen in dem Abdeckungsbereich 422 angebracht, um den Betrieb des Verneblers 410 zu erleichtern. Ein im Wesentlichen starres Gitter 419 ist unter Verwendung eines Schnappverschlusses oder einer anderen Verbindungsvorrichtung zur Befestigung an der Abdeckung 422 ausgebildet. Wie in der 30 gezeigt, ist jeder Vorsprung 427 auf dem Gitter 419 zur Aufnahme eines Aufnahmeelements 425 auf der Abdeckung 422 ausgebildet. Das Gitter 419 dient sowohl der Befestigung der verschiedenen Ventile 426, 428 und 430 auf der Abdeckung 422 als auch dem Schutz dieser Ventile vor Abnutzung und versehentlichem Kontakt mit den Fingern oder anderen Gegenständen. Aufgrund einer Reihe von Öffnungen auf dem Gitter können die Ventile 426, 428, 430, die zwischen dem Gitter und dem Abdeckungsbereich angeordnet sind, zwischen deren jeweiligen geöffneten oder geschlossenen Positionen frei bewegt werden, wie im Nachfolgenden ausführlicher beschrieben ist. Das Gitter kann aus demselben Material wie das Gehäuse 412 oder aus irgendeinem anderen im Wesentlichen starren Material hergestellt sein.
Der Vernebler der 29 bis 36 umfasst auch eine Abdeckkappe 433 mit einem inneren Durchmesser, der einen reibschlüssigen Verbund um die ringförmige Ventilführung 439 bilden kann. Wie im Nachfolgenden ausführlicher beschrieben wird, kann die Abdeckklappe 433 zum Einstellen des Verneblers von Hand verwendet werden, um fortlaufend eine in dem Gehäuse 412 vorhandene Flüssigkeit zu zerstäuben, indem die Abdeckklappe über die ringförmige Ventilführung 439 in dem Gitter 419 angeordnet ist, wodurch, wie in der 32 gezeigt, das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 430 niedergehalten wird. Der Vernebler kann wieder in seinen atmungsgesteuerten Zustand gebracht werden, indem die Abdeckklappe 433 entfernt wird und sich das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 430 frei bewegen kann.
Ein fest eingebautes Ventilsystem 438, das in dem Vernebler 410 verwendet werden kann, ist in den 30 und 33 bis 34 gezeigt. Das Ventilsystem 438 kann jeweils ein Lufteinlassventil 426, ein Ausatmungsventil 428 und ein Flüssigkeitskanallufteinlassventil als auch die Abdeckklappe 433 und einen Haltegurt 441, die aus einem Stück geformt sind, umfassen. Das verwendete Material ist vorzugsweise flexibel und elastisch. In einer Ausführungsform ist das Material ein flexibles Gummimaterial, wie beispielsweise ein Siliziumgummi. Obwohl die einzelnen Ventile aus einzelnen flexiblen Materialstücken getrennt gefertigt sein können, oder die Ventile jeweils aus zahlreichen Einzelbauteilen gebildet sein können, weist das Ventilsystem 438 vorzugsweise einen integrierten Aufbau aus einem Stück auf. Die Abdeckklappe 433 ist durch einen Haltegurt 441 mit dem Ventilsystem 438 verbunden dargestellt. Die Abdeckklappe kann mit einem oder mehreren Verbindungsmaterialstücken 453 zwischen der Abdeckklappe und dem Hauptkörper des Ventilsystems 438 gefertigt werden, so dass die Abdeckklappe und der Haltegurt beim Verschicken nicht beschädigt werden oder die Benutzung des Verneblers 410 behindern, wenn die Abdeckklappe nicht verwendet wird. Das Verbindungsmaterial 453 kann aus dem selben, und einem dünnen Materialstück, das für den Rest des Ventilsystems verwendet wird, hergestellt werden, so dass es bewusst von einem Benutzer zerschnitten oder zerrissen werden kann.
Die Abdeckklappe und der Haltegurt können getrennt von dem übrigen Ventilsystem hergestellt werden, oder der Haltegurt kann in weiteren Ausführungsformen gänzlich entfernt werden. Eine separate Abdeckklappe ist in dieser Ausführungsform für einen Vernebler 410 verwendbar, um fortlaufend eine Vernebelung zu erzeugen, oder sie ist in einem der atmungsgesteuerten Vernebler, die eine von außen zugängliche Betätigungsvorrichtung aufweisen, verwendbar. Wie in der 37 gezeigt, kann die Größe einer einzelnen Abdeckklappe 533 so ausgebildet sein, dass sie über ein bewegbares Anzeigeelement bzw. Bedienungselement 530 weiterer atmungsgesteuerter Vernebler passt, wie beispielsweise jene, die in dem US-Patent Nr. 6,044,841 offenbart sind. Die abnehmbare Abdeckungskappe dient dazu, ein Bedienungselement festzuhalten, um einen normal atmungsgesteuerten Vernebler in einen Dauervernebler zu verwandeln, der ungeachtet eines Einatmungs- oder Ausatmungsvorganges durch den Patienten fortlaufend eine Flüssigkeit vernebelt. In weiteren Ausführungsformen kann die Abdeckklappe mit einer Schlaufe oder Muffe verwendet werden, die ausgebildet ist, sowohl das Gehäuse zu halten als auch über das Ventil oder ein weiteres Bedienungselement zu passen, das die Vernebelung des Verneblers steuert.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf die 29 bis 36 zeigt das Lufteinlassventil 426 in den 29 bis 34 im Gegensatz zu dem Entenschnabelventil der Ausführungsform der 1 bis 4 ein Schirmventil. Das Schirmventil wird vorzugsweise aus einem Stück in dem Ventilsystem 438 hergestellt. Eine dünne flexible Ventilklappe 443 ist durch beabstandete Schenkel 447 mit dem Ventilsitz 445 verbunden. Vor dem Zusammenbau werden die Ventilklappe 443 und die Schenkel 447 gestreckt, wie in der 33 gezeigt. In Vorbereitung für den Zusammenbau wird die Ventilklappe 443 in den Ventilsitz 445 gedrückt, wobei die Ventilklappe eng gegen den Ventilsitz vorgespannt bleibt und sich die Schenkel, wie in der 32 gezeigt, darunter einrollen.
In einer Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Ventilklappe 15 Millimeter (mm), die einen inneren Bereich mit einem Durchmesser von 11 mm und eine im Wesentlichen konstante Dicke von ungefähr 0,25 mm aufweist. Ein äußerer ringförmiger Bereich 451 der Ventilklappe weist einen Höcker mit einer stärkeren Dicke von etwa 0,55 mm auf, um die Verformung der Ventilklappe zu steuern, wenn diese an dem Vernebler befestigt wird, und um die Lautstärke des Geräusches, das durch die Aufnahme von Luft durch das Ventil 426 erzeugt wird, zu verringern. Die Schenkel 447 sind in dieser Ausführungsform etwa 5 mm dick. Die Abdeckklappe 443 kann aus einem gleichmäßig dicken Material oder aus einem Material mit unterschiedlichen Dicken hergestellt werden. Die Dicke und der Durchmesser der Ventilklappe 443 und die Dicke der Schenkel 447 können je nach Bedarf angepasst werden, um die gewünschte Flexibilität und Empfindlichkeit im Hinblick auf die eingeatmete Luft zu erzielen. Wie in der 32 gezeigt, deckt das Lufteinlassventil 426 die Öffnung in dem Abdeckungsbereich 422 über der Umgebungsluftführung 429 ab. Die Ventilklappe 443 ist nach innen in das Gehäuse 412 gerichtet, so dass der negative Druck, der aufgrund des Einatmens durch den Luftauslass entsteht, bewirkt, dass sich die Ventilklappe von dem Ventilsitz 445 weg bewegt und Luft in die Kammer 414 lässt.
Das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 430 unterscheidet sich von dem der Ausführungsform der 1 bis 4 darin, dass die flexible Membran des Ventils 430 eine zentriert angeordnete Stütze 449 aufweist, die sich in einem rechten Winkel durch die umgebende Membran des Ventils 430 erstreckt, so dass ein Ende der Stütze 449 über dem Flüssigkeitskanallufteinlass 464 angeordnet ist und sich das andere Ende durch die ringförmige Ventilführung 439 in dem Gitter 419 erstreckt. Das Flüssigkeitskanallufteinlassventil ist ausgebildet, sich über dem Abstand zwischen dem Ende der Stütze und der Öffnung des Flüssigkeitslufteinlasskanals zu verformen, wobei der Abstand vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 bis 2,0 mm liegt, und vorzugsweise etwa 1,3 mm beträgt, bevor es das Ende des Flüssigkeitskanallufteinlasses 464 sperrt. Es können weitere Abstandsabmessungen mit Änderungen hinsichtlich der Membranparameter, der Geometrie und des Durchmessers, und mit Änderungen hinsichtlich weiterer Aspekte des Verneblers, wie beispielsweise die Größe des Flüssigkeitskanallufteinlasses, verwendet werden.
Wie in Ausführungsform der 1 bis 4 ist das Flüssigkeitskanallufteinlassventil 430 während der Ausatmung von dem Flüssigkeitskanallufteinlass beabstandet und deckt den Flüssigkeitskanallufteinlass während der Luftinhalation ab, so dass der negative Druck des fortlaufenden Gasflusses in der Gasdüse Flüssigkeit zur Vernebelung im Flüssigkeitskanal hoch ziehen wird. Obwohl die Empfindlichkeit für bestimmte Anwendungen eingestellt werden kann, reagiert das Flüssigkeitskanallufteinlassventil in einer Ausführungsform auf einen negativen Druck von etwa 0,5 bis 1,0 cm H₂O, um eine Ablenkung zu erzielen, die notwendig ist, um den Flüssigkeitskanallufteinlass 464 abzudecken und Flüssigkeit zur Vernebelung hoch zu ziehen. Das Ausatmungsventil 428 kann eine Klappe aus flexiblem Material sein, die sich vom Ende des Ventilsystems 438 erstreckt, und ausreichend dünn ausgebildet ist, um sich von der Abdeckungsöffnung 422 während der Ausatmung wegzubewegen. Des Weiteren ist sie hinreichend groß und starr ausgebildet, um diese Öffnung während dem Einatmen zu verschließen.
Der Vernebler 410 in der Ausführungsform der 29 bis 36 unterscheidet sich auch von dem der 1 bis 4 darin, dass eine Barriere 417 auf der Unterseite des Abdeckungsbereiches 422 neben der rauchfangförmigen Struktur 429 angeordnet ist, damit keine großen Tropfen in den Vernebler gelangen, so dass eine niedrigere Barriere 420 an der Stelle, an der der Luftauslass 418 auf die Gehäusewand 412 trifft, verwendet werden kann, um den Luftfluss durch den Auslass 418 weiter zu verbessern. Zusätzlich unterscheidet sich das Düsensystem 442, wie in den 35 bis 36 gezeigt, von dem in den 1 bis 4 gezeigten System darin, dass sich die Düsenabdeckung 456 nicht bis zum Boden der Gasdüse 452 erstreckt, so dass sich die Flüssigkeitskammer 462 weiter öffnet und den Flüssigkeitsstrom aus dem Hohlraum weniger beeinflusst, wobei der Hohlraum aus der Kombination der vertieften Kanalkammerwand 448 und dem vertieften Bereich 459 des Flüssigkeitskanalstiels 458 gebildet ist. In weiteren Ausführungsformen kann die Wand der Düsenabdeckung 456 unterschiedlich hoch ausgebildet sein und die Flüssigkeitsstrombegrenzungsmenge in der Kammer 462 ändern. Ein weiterer Unterschied zwischen dem in den 35 bis 36 gezeigten Düsensystem 442 und dem in den 1 bis 4 gezeigten Düsensystem 42 ist der Aufbau des Flüssigkeitskanals, der zwischen der Gasdüse 452 und der Düsenabdeckung 456 ausgebildet ist, die zu der Flüssigkeitsdüse 457 (32) führen. Insbesondere in der Ausführungsform der 35 bis 36 behält dieser Flüssigkeitskanal einen konstanten Querschnitt von der Flüssigkeitsdüse 457 bis zum Gasdüsenboden 452 an der Gehäusewand des Verneblers bei oder weitet ihn aus, verglichen mit dem Querschnitt des Flüssigkeitskanals, der durch die Düse und die Düsenabdeckung, die in den 1 bis 4 gezeigt sind, definiert ist, wobei sich der Querschnitt in der Mitte ausdehnt und am Ende wieder verengt.
Auch kann die Leistungsfähigkeit des Verneblers durch Verengen oder Ausweiten des vertieften Bereiches in dem Flüssigkeitskanalschaft angepasst werden. Beispielsweise kann durch Verengen des vertieften Bereiches in dem Schaft der Wirkungsgrad des Verneblers verbessert werden, da weniger Flüssigkeit in dem Behälter zurückbleibt, wenn der Vernebler zu zerstäuben beginnt, und somit kann die Menge der benötigten Flüssigkeit, die der Vernebler zur Produktion einer gewünschten Aerosolmenge benötigt, verringert werden. In einer Ausführungsform weist die Kammer ein Volumen von etwa 40 bis 45 Milliliter (ml) auf, wobei eine Höchstfüllmenge der Flüssigkeit 5 ml beträgt. In dieser Ausführungsform liegt die Flüssigkeitskanallänge L vorzugsweise in einem Bereich von 20 bis 45 mm, und ist vorzugsweise etwa 35 mm lang. Abhängig von ieiner der zahlreichen Faktoren, wie beispielsweise der Viskosität der Flüssigkeit in dem Vernebler, kann die Querschnittsfläche des Kanalendes, der durch den vertieften Bereich 459 des Flüssigkeitskanalstiels 458 und der Gehäusewand gebildet wird, in einem Bereich von 1 bis 16 mm² liegen. Es können wiederum alle zuvor erwähnten Abmessungen angeglichen werden, um einen bestimmten Vernebler auf eine bestimmte Flüssigkeit einzustellen.
In allen zuvor erwähnten Ausführungsformen wurde ein Vernebler offenbart, der sowohl atmungsgesteuert als auch von Hand gesteuert werden kann, und bei dem eine Umleitungsvorrichtung, eine Gasdüse und eine Flüssigkeitsdüse immer eine feste Position zueinander aufweisen. Ein Vernebelungsvorgang wird begonnen, indem ein Ventil über dem Flüssigkeitskanallufteinlass bewegt wird, der in Verbindung mit dem Flüssigkeitskanal steht, der die Flüssigkeitsdüse mit dem Behälter in der Kammer verbindet. Unter Verwendung einer flexiblen Membran als Flüssigkeitskanallufteinlass kann eine sehr schnelle und zuverlässige Reaktion sowohl auf erhöhten als auch gesenkten Druck in der Kammer des Verneblers realisiert werden. Wie in den Ausführungsformen der 1 bis 7 und 29 bis 36 gezeigt, kann dieser Aufbau zur Vereinfachung und Verringerung der Anzahl der Bestandteile, die benötigt werden, um einen Vernebler zusammenzusetzen, verwendet werden. Es werden nur drei einzeln geformte Bauteile mit Hilfe eines Schnappverschlusses ohne die Verwendung zusätzlicher Befestiger verbunden. Des Weiteren sind bei der Gestaltung eines Verneblers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform keine einzelnen Federvorspannungselemente oder irgendwelche Metallbestandteile notwendig. Zusätzlich können mehrere Flüssigkeitskanalkonfigurationen mit der Flüssigkeitskanallufteinlass- und Flüssigkeitskanallufteinlassventilbauform, die hierin beschrieben wurden, verwendet werden. Wie zuvor beschrieben, kann der Flüssigkeitskanal ein von der Druckgasdüse getrenntes Element sein, oder er kann mit der Druckgasdüse kooperierend ausgebildet sein. Ähnlich kann der Flüssigkeitskanal in einem einzelnen Bauteil des Verneblers enthalten oder aus dem Zusammenschluss mehrerer Bauteile in dem Vernebler gebildet sein.
Es ist beabsichtigt, dass die vorangehende ausführliche Beschreibung vielmehr der Erklärung und nicht der Einschränkung dient, und dass offensichtlich die nachfolgenden Ansprüche einschließlich aller äquivalenten Merkmale dazu dienen, den Schutzumfang dieser Erfindung zu definieren.

Claims

Vernebler umfassend: ein Gehäuse mit einem Umgebungslufteinlass und einer Kammer zum Halten des Aerosols; einen Luftauslass, der mit der Kammer in Verbindung steht, um eine Entnahme des Aerosols aus der Kammer zu ermöglichen; eine Flüssigkeitsdüse, die neben einem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet ist, wobei der unter Druck stehende Gaseinlass mit der Kammer in Verbindung steht und wobei die Flüssigkeitsdüse in Verbindung mit einem Flüssigkeitskanal steht; einen Abdeckbereich, der über ein Gelenk mit dem Gehäuse verbunden ist; und ein Lufteinlassventil, das mit dem Abdeckbereich integriert ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine Umleitungsvorrichtung umfasst, die in der Kammer neben dem unter Druck stehenden Gaseinlass angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren ein Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass umfasst, das bewegbar über einem Flüssigkeitskanallufteinlass angeordnet ist, wobei der Flüssigkeitskanallufteinlass mit dem Flüssigkeitskanal und der Flüssigkeitsdüse in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass eine flexible Membran umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die flexible Membran ein Elastomer umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die flexible Membran Silikon oder Gummi umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei der Umgebungslufteinlass ein Umgebungslufteinlassventil umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Umgebungslufteinlassventil ein Einwegventil umfasst, das zur Aufnahme von Umgebungsluft in die Kammer angeordnet ist und ein Entweichen von Luft aus der Kammer verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Umgebungslufteinlassventil ein Entenschnabelventil umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Umgebungslufteinlassventil ein Schirmventil umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Flüssigkeitsdüse eine Öffnung umfasst, die durch einen Außendurchmesser des Druckgaseinlasses und einen Innendurchmesser eines Endes einer Druckgaseinlassabdeckung definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Umleitungsvorrichtung und der Druckgaseinlass in einem festen Abstand voneinander beabstandet sind und wobei die Umleitungsvorrichtung angeordnet ist, einen Druckgasfluss in einer im Wesentlichen rechtwinkligen Richtung zu einer Anfangsrichtung des Druckgasflusses aus dem Druckgaseinlass umzuleiten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Druckgaseinlass in einem rechten winkel zu der Flüssigkeitsdüse ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Druckgaseinlass eine kegelförmige Düse und die Druckgaseinlassabdeckung eine kegelförmige Hülse, die koaxial um die kegelförmige Düse angeordnet ist, umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsdüse mit einem Flüssigkeitsbehälter, der innerhalb des Verneblers angeordnet ist, in Verbindung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine abnehmbare Abdeckkappe umfasst, die das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass in der Zerstäubungsposition hält, in der der Vernebler fortlaufend die Flüssigkeit vernebelt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Abdeckkappe mithilfe eines Haltgurts mit dem Vernebler verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Einweglufteinlassventil über dem Lufteinlass angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, die des Weiteren ein Einwegausatmungsventil umfasst, das an dem Gehäuse angeordnet ist und ausgebildet ist, bei der Ausatmung ein Entweichen der Luft aus der Kammer zu ermöglichen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass, das Lufteinlassventil und das Ausatmungsventil gemeinsam aus einem einzigen Material ausgebildet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren ein im Wesentlichen steifes Gitterelement umfasst, das über dem Gehäuse angeordnet ist, wobei das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass zwischen dem Gitterelement und dem Gehäuse gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 19, die des Weiteren ein im Wesentlichen steifes Gitterelement umfasst, das an dem Gehäuse befestigt ist, wobei das Ventil für den Flüssigkeitskanallufteinlass und/oder das Ausatmungsventil und/oder das Lufteinlassventil zwischen dem Gitterelement und dem Gehäuse gehalten werden, wodurch das Gitterelement eine Beschädigung der Ventile verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitskanal durch einen hohlen Durchgang definiert ist, der durch eine gemeinsam mit dem Gehäuse ausgebildete erste Wand und durch eine mit der ersten Wand beweglich verbindbare zweite Wand definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lufteinlass ausgebildet ist, eine Luftzufuhr von einem Luftzufuhrsystem aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Lufteinlass ausgebildet ist, Umgebungsluft von außerhalb des Gehäuses aufzunehmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkeitsdüse eine Öffnung umfasst, die durch einen Außendurchmesser des Druckgaseinlasses und einen Innendurchmesser eines Endes einer Druckgaseinlassabdeckung definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitspfad mindestens einen Kanal umfasst, der durch eine vertiefte Kerbe in dem Außendurchmesser des Druckgaseinlasses und/oder dem Innendurchmesser der Druckgaseinlassabdeckung definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Druckgaseinlass eine Düse und eine Druckgaseinlassabdeckung eine Düsenabdeckung, die koaxial um die Düse angeordnet ist, umfassen, wobei zumindest ein Bereich der Düsenabdeckung im Hinblick auf die Düse bewegbar ist.