渦輪吸入器的製作方法

2023-06-07 00:45:56 2

專利名稱：渦輪吸入器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種渦輪吸入器，包括活性液體容器，在該活性液體容器中存在液體，該液體包括在其中溶解的活性成分；噴霧器，液體通過該噴霧器能轉變成氣懸體並能引入葉片殼體中，在該葉片殼體中懸掛一限制球冠(Begrenzungskalotte)，該限制球冠的凹入側朝噴霧器指向；排氣管，該排氣管在限制球冠的凸出側的區域內連接到葉片殼體上； 和供氣導向裝置，通過該供氣導向裝置能在葉片殼體與活性成分容器之間導入供氣。
背景技術：
按當前的現有技術，吸入器是目前良好表明可靠的方法，用於將藥物和其他活性成分以液態的形式與呼吸空氣一起輸入到人和動物的肺中，它們從肺中快速且較少損失地傳遞到血管中。至今常用的機械式噴霧器(其通過噴嘴擠壓液體，以便將該液體轉變成氣懸體， 即形成霧)目前經常由大致圓錐形的活性成分容器代替，在該活性成分容器下方設置一壓電晶體作為噴霧器，該壓電晶體產生超聲波振動，並且超聲波振動傳遞到活性液體。由此在液面上形成漩渦，該漩渦將活性液體分離成為氣懸體，亦即分離成為空氣和活性液體的最細小微滴的混合物。對此目標是產生儘可能小的微滴，其直徑不應超過4微米，並且其中微滴的儘可能大的部分具有接近2微米的直徑。按當前的現有技術，DE 19838711披露一種在漩渦上方的限制球冠，其凹入側面向活性成分容器。該限制球冠阻擋來自活性成分容器的飛濺液，這些飛濺液特別是在液面下降時形成，並且這些液體量返回到活性成分容器中。從漩渦排出的氣懸體也被驅進限制球冠的球冠形凹穴中，沿該凹穴的內表面滑動並在離開球冠時很快地變換其方向，即執行約180°的偏轉並接著流過在限制球冠與該限制球冠固定在其中的殼體之間的間隙。通過該快速的方向變換將氣懸體的絕大部分微滴拋到殼體的壁上，其保持粘附在該壁處並附聚成微滴，這些微滴又落回到活性成分容器中。氣懸體的小的微滴相反由呼吸空氣帶走並且從限制球冠上方的排氣管由呼吸空氣吸出。作為該原理的進一步的改善，DE 101 01妨4介紹附加的折流板，其橫向於流動地設置在限制球冠與殼體之間的間隙中，並且將氣懸體擠入到折流板與限制球冠之間的間隙中。這些附加的折流面用於進一步減少微滴的具有較大直徑的部分，其中5微米和大於5 微米的直徑歸入一級。但兩種所述設置的缺點是，在連接到殼體的出口上的管的延伸段中還總是很多大的氣懸體微滴被帶走，使得在管的彎曲處或在兩個管的連接位置上凝聚細小的微滴，與其他的微滴連結並最終形成用肉眼可見的微滴。特別是當管透明時，按這種方式明顯的是，並不是全部的可能非常昂貴的活性成分輸入到肺中，而丟失一部分。另一缺點是，在吸入器的下一次使用之前必須仔細清除管路段中的這些微滴，以便避免與下一次使用的隨後的活性成分相混合。該原理的重要缺點是由於在折流板中的變窄而引起的對於呼吸空氣相當高的氣流阻力，因此在呼吸時妨礙使用者。由於使用者常常因疾病而體弱，因此這不僅對於使用者是不舒適的，而且甚至可以導致呼吸行為的改變(例如淺呼吸和不正常的呼吸)，這又損害吸入器的效力。

發明內容
針對該背景，本發明的目的在於開發一種吸入器，其將過大的氣懸體微滴從氣懸體中剔除並返回到活性成分容器中，同時僅很少地增加用於呼吸的氣流阻力。作為該目的的解決方案，本發明主張至少一個導向葉片安置在限制球冠的凸出側上並在該凸出側上成螺旋形延伸。因此本發明的決定性因素是導向葉片，這些導向葉片給予流動一渦旋，即附加地使流動處於繞其縱軸線的旋轉中。藉此將離心力施加到氣懸體微滴上，微滴越大，則氣懸體微滴的直徑越大並由此質量越大。通過該離心力主要是將較大的氣懸體微滴壓到葉片殼體的邊緣上，從該邊緣處它們可以直接流回到活性成分容器中。不同於已知的現有技術，各導向葉片既不橫向於空氣流定向(如例如DE 101 01 454的衝擊器壁)，它們也不沿空氣流動的方向定向(如由限制球冠的支座已知的那樣)。 更確切地說，各附加的導向葉片傾斜於空氣流定向，從而空氣流必須改變其方向。此外各導向葉片在限制球冠的凸出側上螺旋形地延伸，藉此空氣流和在其中包含的氣懸體的方向在撞到各導向面時不僅僅只改變一次，而且連續改變，因為通過其螺旋形狀也連續改變各折流面的有效傾斜度。通過該連續的方向改變給予空氣流一渦旋。因此空氣流繞其縱軸線旋轉，從而離心力特別是對較大的氣懸體微滴產生作用，該離心力將其從空氣流中壓到葉片殼體的內表面，從而其保持粘附在該內表面處並附聚成微滴，該微滴沿殼體壁流回到活性成分容器中並且稍後作為氣懸體重新返回。用於分離較大的氣懸體微滴的這種效果也可以被解釋為壓縮渦流，該渦流在球冠上方利用各安置的導向葉片形成。當大量導向葉片圍繞圓周大致均勻地分布時，這樣的渦流是同質的並因此是特別有效的。這些導向葉片則例如類似於在渦輪機中、在船或飛機的螺旋漿中的導向葉片一樣起作用，但具有重要的區別在這裡螺旋槳是固定的並被氣懸體繞流。在離開各導向葉片之後，氣懸體流具有一渦旋。因此氣懸體流繞其流動方向的縱軸線旋轉。當該流動在流入排氣管中時從葉片殼體的較大直徑縮小到排氣管的較小直徑時， 該折流運動的動能基本上保持不變。由於直徑的顯著減小，氣懸體微滴的切向於主流動方向的速度分量明顯地增加，由此絕大部分的微滴凝聚在殼體上，在該殼體處附聚成較大的微滴，該較大的微滴通過各導向葉片重新落入到活性液體容器中並在該活性液體容器處重新轉變成氣懸體。這樣的效果當然也適用於僅唯一一個導向葉片。這種唯一的導向葉片可以如同阿基本德螺旋那樣圍繞限制球冠延伸。但該變型方案作為限制具有很長的附聚的氣懸體微滴的「迴路」，因此較多數量的導向葉片是優選的。利用增多數量的導向葉片，還提高其對絕大部分的氣懸體微滴的有利效果。如果葉片殼體的沿流動方向的全部橫截面積被各導向葉片覆蓋，則達到該效果的最大程度。
四至六個導向葉片在實踐中已證明具有很好的價值。繼續增多數量的導向葉片僅提高氣流阻力，而不進一步加強分離的效果。對此在限制球冠上螺旋形延伸的各導向葉片的數量級為約45°的平均斜度是優選的實施變型方案。較大的或較小的平均值同樣是可能的，但一般並不有助於如此好地在空氣流中建立為分離絕大部分的氣懸體微滴所需的渦旋。對此應注意，導向葉片總是螺旋形圍繞球冠延伸並因此以僅一個觀察點看去具有交替的斜度。對此優選地，各導向葉片均勻地在限制球冠的圓周上分布，因為在這種情況下對空氣流產生的作用也是均勻的。通過按照本發明的渦輪吸入器的空氣流在該渦輪吸入器的內部沿一縱軸線延伸， 該縱軸線從噴霧器向排氣管延伸。渦輪吸入器的各元件的關於該縱軸線的橫截面在最普遍的情況下可以是任意的。但優選的是關於縱軸線旋轉對稱的結構。因而葉片殼體、限制球冠和活性成分容器具有圓形的橫截面並且相互同軸地設置。在按照本發明的渦輪吸入器中，限制球冠可通過一支座與葉片殼體連接。但優選地，至少一個導向葉片這樣長地設計，使得其至少以其尖端一直延伸到葉片殼體，並因此除其作為空氣流的導向面的功能外也承擔限制球冠的機械固定。如所述，根據一優選的實施形式，橫向於流動方向看去，在葉片殼體與限制球冠之間的空間完全用各導向葉片填充。在這種情況下，沿縱軸線的方向看去，每一導向葉片的朝排氣管指向的自由邊緣距相鄰的導向葉片的朝噴霧器指向的自由邊緣具有一間距。但可替代地也可能的是，各導向葉片沿縱軸線的方向稍微搭接，從而每一導向葉片以其朝排氣管指向的自由邊緣稍微突出於相鄰的導向葉片的朝噴霧器指向的自由邊緣。在另一變型方案中，通過使各導向葉片可繞橫向於縱軸線定向的轉動軸線偏轉， 各導向葉片可以改變其斜度。通過在各導向葉片與縱軸線之間的銳角的加大，也加大空氣流的旋轉速度。在實踐中該變型方案是相當少見的。


以下藉助示例更詳細地說明本發明的其他細節和特徵。但這並不限制本發明，而只是為了說明，在示意圖中圖1示出渦輪吸入器的剖視圖。
具體實施例方式圖1中沿從排氣管5直到噴霧器2的縱軸線5-2剖切地示出按照本發明的渦輪吸入器。在該渦輪吸入器的最下面設置噴霧器2 (在這裡為壓電晶體)，其產生超聲波，該超聲波傳遞到在該噴霧器上方設置的活性液體容器1中的活性液體。為了清晰起見，在該剖視圖中未示出全部控制元件和其他的用於正確控制噴霧器2的功能。在活性液體容器1中在活性液體中通過採用超聲波的激發構成漩渦，從該漩渦中分離細小的微滴作為氣懸體。在活性液體容器1與在其上方設置的葉片殼體3之間設置環繞的切口，供氣Z通過這些切口進入並與氣懸體相混合。該氣懸體進入限制球冠4中，該限制球冠在其兩個角部剖開地示出，以便顯示出其凹入側41。氣懸體的較大粒子被拋到該凹入側上，在該凹入側處側向地轉向並被引導到
5在限制球冠4與葉片殼體3之間的切口。在圖1中可很好理解的是，在限制球冠4的凹入側41上聚集的較大的氣懸體微滴附聚成微滴，並且還反射來自漩渦的飛濺液，這些飛濺液又下落到活性液體容器1中。其餘留下的較細小的氣懸體微滴由排出的空氣A (其在呼吸時通過排氣管5吸出) 吸入到在限制球冠4的凸出側42與葉片殼體3的內表面之間的空間中。這些微滴在該空間處陷入空氣流的在各導向葉片7上產生的渦旋中，這是本發明的決定性特徵。圖1中很好地看出，各導向葉片7如何在限制球冠4的凸出側42上螺旋形地延伸並由此給予空氣流
一渦旋。同樣在圖1中可很好理解的是，穿過設置成渦輪狀的各導向葉片7的氣懸體如何遭受空氣流的渦旋(其旋轉方向垂直於縱軸線5-2定向)，並由此如何將離心力施加到其上。當處於繞主流動方向旋轉的氣懸體從葉片殼體3的內表面的大直徑減小到排氣管5的小很多的直徑時，氣懸體的圓周速度明顯提高，因為動能基本上保持不變。由此增大有效的離心力，並且在排氣管5的入口位置上其他的較大的氣懸體粒子積聚在排氣管5的壁上。這些氣懸體粒子在該壁處與其他的氣懸體粒子聚集並形成較大的微滴，該較大的微滴接著重新落回到活性液體容器1中。附圖標記列表1 活性液體容器2 噴霧器，在活性液體容器1的下方，將液體轉變成氣懸體3 葉片殼體，在活性液體容器1的上方，容納氣懸體4 限制球冠，在噴霧器2的上方41限制球冠4的凹入側，朝噴霧器2指向42 限制球冠4的凸出側5 排氣管，面對限制球冠4的凸出側42設置5-2從排氣管5到噴霧器2的縱軸線6 供氣導向裝置，在葉片殼體3與活性成分容器1之間導入供氣Z7 導向葉片，安置在限制球冠4的凸出側42上A 排出的空氣，含氣懸體，通過排氣管5排出Z 供氣，通過供氣導向裝置6進入在限制球冠4與活性液體容器1之間的空間中
權利要求
1.渦輪吸入器，包括活性液體容器(1)，在該活性液體容器中存在液體，該液體包括在其中溶解的活性成分；噴霧器O)，液體通過該噴霧器能轉變成氣懸體並能引入葉片殼體(3)中，在該葉片殼體中懸掛一限制球冠G)，該限制球冠的凹入側Gl)朝噴霧器( 指向；排氣管(5)，該排氣管在限制球冠(4)的凸出側02)的區域內連接到葉片殼體(3)上；禾口供氣導向裝置(6)，通過該供氣導向裝置能在葉片殼體C3)與活性成分容器(1)之間導入供氣⑵，其特徵在於，至少一個導向葉片(7)安置在限制球冠⑷的凸出側G2)上並在該凸出側上成螺旋形延伸。
2.按照權利要求1所述的渦輪吸入器，其特徵在於，葉片殼體(3)的內部、限制球冠 (4)和活性成分容器(1)關於從排氣管( 直到噴霧器O)的縱軸線(5- 旋轉對稱地成形，並與該縱軸線(5-2)同軸地設置。
3.按照權利要求2所述的渦輪吸入器，其特徵在於，多個導向葉片(7)均勻地在限制球冠的圓周上分布。
4.按照權利要求3所述的渦輪吸入器，其特徵在於，至少一個導向葉片(7)與葉片殼體 (3)連接，並用作為限制球冠的支座。
5.按照上述權利要求之任一項所述的渦輪吸入器，其特徵在於，每一導向葉片(7)的朝排氣管(5)指向的自由邊緣沿縱軸線(5-2)的方向距相鄰的導向葉片(7)的朝噴霧器 (2)指向的自由邊緣具有一間距。
6.按照上述權利要求之任一項所述的渦輪吸入器，其特徵在於，每一導向葉片(7)以其朝排氣管(5)指向的自由邊緣沿縱軸線(5-2)的方向突出於相鄰的導向葉片(7)的朝噴霧器( 指向的自由邊緣。
7.按照上述權利要求之任一項所述的渦輪吸入器，其特徵在於，葉片殼體(3)的橫向於縱軸線(5-2)的橫截面完全被各導向葉片(7)覆蓋，其中各個導向葉片(7)沿縱軸線 (5-2)的方向相互間隔開。
8.按照上述權利要求之任一項所述的渦輪吸入器，其特徵在於，為了提高空氣流的旋轉速度，能加大在各導向葉片(7)與縱軸線(5-2)之間的銳角。
全文摘要
本發明涉及渦輪吸入器，包括活性液體容器(1)，在該活性液體容器中存在液體，該液體包括在其中溶解的活性成分；噴霧器(2)，液體通過該噴霧器能轉變成氣懸體並能引入葉片殼體(3)中，在該葉片殼體中懸掛一限制球冠(4)，該限制球冠的凹入側(41)朝噴霧器指向；排氣管(5)，該排氣管在限制球冠的凸出側(42)的區域內連接到葉片殼體上；和供氣導向裝置(6)，通過該供氣導向裝置能在葉片殼體與活性成分容器之間導入供氣，其中，至少一個導向葉片(7)安置在限制球冠的凸出側上並在該凸出側上成螺旋形延伸。
文檔編號A61M11/00GK102481421SQ201080036987
公開日2012年5月30日 申請日期2010年6月23日 優先權日2009年6月24日
發明者約阿希姆·克恩 申請人:約阿希姆·克恩