Аэрозольный ингалятор
Изобретение относится к медицинской технике. Аэрозольный ингалятор имеет внутреннюю трубку, образующую часть всасывающего канала, капиллярную трубку, проходящую внутри внутренней трубки и выпускающую из нее раствор одновременно с ингаляцией пользователя, и нагреватель, проходящий в направлении, перпендикулярном оси внутренней трубки, так что пересекает внутреннюю трубку, и выполненный для получения раствора, выпущенного из капиллярной трубки, в котором нагреватель распыляет полученный раствор нагреванием, генерируя внутри внутренней трубки аэрозоль для вдыхания пользователем. Изобретение позволяет облегчить вдыхание аэрозоля. 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 12 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к аэрозольному ингалятору, выполненному с возможностью создавать аэрозоль, который вдыхает пользователь, чтобы снабдить пользователя созданным аэрозолем.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Этот тип аэрозольного ингалятора описан, например, в патентных документах 1-4, указанных ниже.
Аэрозольный ингалятор, описанный в патентном документе 1, содержит всасывающую трубку, снабженную мундштуком, также источник раствора, встраиваемый во всасывающую трубку, и хранящий раствор, который подлежит распылению, дозатор, выполненный с возможностью подачи фиксированного количества раствора из источника в положение раздачи внутри всасывающей трубки, и электрический нагреватель для нагревания и, следовательно, распыления раствора, поданного в положение раздачи для генерирования аэрозоля внутри всасывающей трубки.
[0003] Аэрозольный ингалятор, описанный в патентном документе 2, содержит электрический нагреватель и высокочастотный генератор для распыления жидкости, подаваемой насосом.
Аэрозольный ингалятор, описанный в патентном документе 3, содержит каплеобразующее устройство для распыления жидкости.
Аэрозольный ингалятор, описанный в патентном документе 4, содержит канал подачи жидкости с использованием капиллярности и электрический нагреватель, расположенный в выпускном отверстии канала подачи жидкости.
ПЕРЕЧЕНЬ ИСТОЧНИКОВ
ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА
[0004] Патентный документ 1: Международная публикация РСТ № WO 2008/105918 А1.
Патентный документ 2: Международная публикация в переводе на японский язык РСТ № JP 2006-524494 А.
Патентный документ 3: Международная публикация повторно опубликованная в Японии РСТ № WO 97/48293.
Патентный документ 4: Непрошедшая экспертизу японская патентная публикация № JP H11(1999)-89551.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА
[0005] Аэрозольный ингалятор по патентному документу 1 требует, чтобы пользователь вручную управлял диспенсером перед тем, как вдохнуть через мундштук, или чтобы диспенсер автоматически срабатывал одновременно со вдохом пользователя. Применение диспенсера непосредственно приводит к увеличению размера аэрозольного ингалятора, а также требует ручного управления диспенсером, что затрудняет для пользователя вдыхание аэрозоля.
[0006] Автоматическое управление диспенсером позволяет пользователю легко вдыхать аэрозоль, но в этом случае диспенсер не только требует сложной конструкции, но и потребляет электрическую энергию для автоматической работы. Следовательно, для диспенсера и электрического нагревателя необходим источник питания большой емкости, в результате чего размер аэрозольного ингалятора увеличивается еще больше.
[0007] В случае аэрозольных ингаляторов по патентным документам 2 и 3 сложно уменьшить размеры этих аэрозольных ингаляторов до размера аэрозольного ингалятора по патентному документу 1 из-за их сложных конструкций. С другой стороны, аэрозольный ингалятор по патентному документу 4 имеет простую конструкцию по сравнению с аэрозольными ингаляторами по патентным документам 1-3. Однако, как и в аэрозольных ингаляторах по патентным документам 1-3, жидкость распыляется не за счет непосредственного столкновения с электрическим нагревателем и, таким образом, надежное распыление не гарантируется.
[0008] Целью настоящего изобретения является создание аэрозольного ингалятора небольшого размера, который позволяет пользователю легко вдыхать аэрозоль, а также гарантирует надежное распыление жидкости.
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ
[0009] Вышеописанная цель достигается с помощью аэрозольного ингалятора по настоящему изобретению, который содержит:
всасывающий канал, соединяющий открытое в атмосферу отверстие и мундштук друг с другом и позволяющий воздуху течь из открытого в атмосферу отверстия к мундштуку;
устройство подачи раствора, выполненное с возможностью подачи раствора, из которого создается аэрозоль, содержащее:
источник подачи раствора, в котором хранится раствор; и
капиллярную трубку, соединенную с источником подачи раствора и имеющую выпускной конец, расположенный во всасывающем канале, и открытую в направлении мундштука, при этом капиллярная трубка направляет раствор из источника подачи раствора к выпускному концу, и когда во всасывающем канале возникает поток воздуха, то он позволяет раствору выходить из выпускного конца; и
нагревательное устройство, выполненное с возможностью принимать раствор, вышедший из выпускного конца и распылять полученный раствор с помощью нагрева, при этом нагревательное устройство содержит:
источник питания, и
электрический нагреватель, расположенный непосредственно после выпускного конца и обращенный к выпускному концу на заданном расстоянии от выпускного конца, позволяя проходить потоку воздуха, при этом нагреватель сконфигурирован для генерирования тепла при подаче на него напряжения от источника питания.
[0010] В вышеописанном аэрозольном ингаляторе, когда пользователь осуществляет вдох через мундштук, раствор выходит из выпускного конца капиллярной трубки. Вышедший раствор поступает на внешнюю поверхность нагревателя и в то же самое время полностью распыляется теплом, генерируемым нагревателем так, что в канале всасывания возникает аэрозоль. Таким образом, пользователь может вдыхать аэрозоль через мундштук.
[0011] Более конкретно, нагреватель проходит в направлении, перпендикулярном оси канала всасывания и пересекает его. Предпочтительно, капиллярная трубка проходит соосно с всасывающим каналом.
ПРЕИМУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] В аэрозольном ингаляторе по настоящему изобретению раствор выходит из выпускного конца капиллярной трубки вместе со вдохом пользователя, а вышедший раствор поступает на внешнюю поверхность нагревателя, так что весь вышедший раствор можно распылить на внешней поверхности нагревателя, создавая аэрозоль внутри всасывающего канала. Соответственно, пользователь может легко и эффективно вдыхать аэрозоль.
Детали и другие преимущества аэрозольного ингалятора по настоящему изобретению будут понятны из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Фиг. 1 - схематическое продольное сечение аэрозольного ингалятора по одному варианту настоящего изобретения;
Фиг. 2 - конкретный пример бака для жидкости по фиг. 1;
Фиг. 3 - увеличенный вид в сечении нагревателя по фиг. 1;
Фиг. 4 - нагреватель по фиг. 1 вместе со схемой подачи питания;
Фиг. 5 - схематический вид части аэрозольного ингалятора в состоянии перед генерированием аэрозоля;
Фиг. 6 - схематическое продольное сечение внутренней трубки аэрозольного ингалятора в состоянии, когда генерируется аэрозоль, и продольное сечение нагревателя;
Фиг. 7 - схематическое продольное сечение внутренней трубки аэрозольного ингалятора в состоянии, когда генерируется аэрозоль, и поперечное сечение нагревателя;
Фиг. 8 - неправильная работа аэрозольного ингалятора, вызванная слишком большим расстоянием между капиллярной трубкой и нагревателем;
Фиг. 9 - неправильная работа аэрозольного ингалятора, вызванная слишком коротким расстоянием между капиллярной трубкой и нагревателем;
Фиг. 10 - схематический вид тестового нагрева для определения оптимального нагревателя;
Фиг. 11 - график, показывающий результаты измерений, полученных устройством для проведения тестового нагрева;
Фиг. 12 - модификация элемента оболочки.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Как показано на фиг. 1 аэрозольный ингалятор 10 по одному варианту содержит цилиндрическую внешнюю трубку 12, открытую на обоих концах, и мундштук 14, съемно соединенный с проксимальным концом внешней трубки 12. И внешняя трубка 12 и мундштук 14 изготовлены из термостойкой синтетической смолы. Внешняя трубка 12 имеет крышку 16, расположенную на ее дистальном конце, а крышка 16 выполнена отсоединяемо от внешней трубки 12.
[0015] Внешняя трубка 12 содержит источник 18 питания, являющийся источником электроэнергии, бак 20 для жидкости, являющийся источником раствора, и внутреннюю трубку 22. Источник 18 питания, бак 20 для жидкости и внутренняя трубка 22 расположены последовательно друг за другом в указанном порядке, начиная от стороны крышки и соосно с внешней трубкой 12. Внутренняя трубка 22 сообщается с мундштуком 14.
[0016] Источник 18 питания и бак 20 для жидкости являются сменными, и когда с внешней трубки 12 снята крышка 16, источник 18 питания и бак 20 для жидкости заменяются на новые.
Источник 18 питания содержит держатель 24 батарейки и промышленно доступную батарейку, например батарейку 26 типоразмера АА, удерживаемую держателем 24 батарейки. Батарейка 26 имеет номинальное напряжение 1,5 В и расположена соосно с внешней трубкой 12.
[0017] На фиг. 2 подробно показан бак 20 для жидкости.
Бак 20 для жидкости содержит цилиндрический корпус 28 бака. Корпус 28 бака содержит множество ребер на его внешней периферийной поверхности. Ребра разнесены друг от друг по окружности корпуса 28 бака и проходят в осевом направлении корпуса 28 бака, за исключением торцевой части корпуса 28 рядом с источником 18 питания.
[0018] Ребра служат для формирования множества осевых каналов 27 (см. фиг. 1) между внешней поверхностью корпуса 28 бака и внутренней поверхностью внешней трубки 12, а также служат для крепления кольцевой камеры 29 (см. фиг. 1) между вышеупомянутым торцевым участком корпуса 28 бака и внутренней поверхностью внешней трубки 12. Кольцевая камера 29 соединена с осевыми каналами 27.
[0019] В корпусе 28 бака находится змеевик 30. Змеевик 30 проходит в осевом направлении внешней трубки 12 и имеет противоположные открытые концы. Впускной канал 32 проходит от одного конца змеевика 30 к внешней поверхности корпуса 28 бака и открыт на внешней поверхности корпуса 28 бака для соединения с кольцевой камерой 29. Во впускном канале 32 расположен обратный клапан 34, который открывается только в одном направлении к концу змеевика 30.
[0020] Выпускной канал 36 продолжается от другого конца змеевика 30 и соединен с капиллярной трубкой 40 с помощью муфты 38. Капиллярная трубка 40 выступает из корпуса 28 бака в вышеупомянутую внутреннюю трубку 22 и располагается соосно с внутренней трубкой 22. Выступающий конец капиллярной трубки 40 образует выпускной конец 42, который открыт в направлении мундштука 14. Другой обратный клапан 44 расположен в выпускном канале 36 и открывается только в одном направлении к капиллярной трубке 40.
[0021] Внутренний проточный канал (впускной канал 32, змеевик 30 и выпускной канал 36) бака 22 для жидкости и капиллярная трубка 40 заполнены раствором для распыления и раствор достигает выпускного конца 42 капиллярной трубки 40. Раствор может содержать, например, пропиленгликоль, глицерин или подобные вещества.
[0022] Как видно на фиг. 1, внутренняя трубка 22 проходит от бака 20 для жидкости к мундштуку 14 и соединена с абсорбирующей муфтой 48. Абсорбирующая муфта 48 расположена на одной оси с внутренней трубкой 22 и имеет внутренний диаметр, идентичный внутреннему диаметру трубки 22. Участок внешней трубки 12, окружающий внутреннюю трубку 22 и абсорбирующую муфту 48 имеем большую толщину, чем участок внешней трубки 12, окружающий источник 18 питания и бак 20 для жидкости.
[0023] Более конкретно, внутренняя трубка 22 выполнена из нержавеющей стали или керамики, например. С другой стороны, абсорбирующая муфта 48, например, является бумажной трубкой или полым трубчатым бумажным фильтром, способным абсорбировать раствор. Абсорбирующая муфта 48 имеет объем, достаточный для удержания необходимого количества раствора.
[0024] Как показано на фиг. 1, внешняя трубка 12 имеет множество выполненных в ней отверстий 50, сообщающихся с атмосферой. Сообщающиеся с атмосферой отверстия 50 прилегают к баку 20 для жидкости, например, и разнесены друг от друга по окружности внешней трубки 12. Каждое из отверстий 50, сообщающихся с атмосферой, отходит от внешней периферической поверхности внешней трубки 12 и проходит сквозь внутреннюю трубку 22. Таким образом, отверстия 50, сообщающиеся с атмосферой, образуют открытые в атмосферу отверстия 52, которые открыты на внешней периферической поверхности внешней трубки 12 и соединены с кольцевой камерой 29 с помощью осевых каналов.
[0025] Соответственно, отверстия 50, сообщающиеся с атмосферой, и внутренняя трубка 22 образуют всасывающий канал, соединяющий открытые в атмосферу отверстия 52 с мундштуком 14. Также, отверстия 50, сообщающиеся с атмосферой, служат для поддержания атмосферного давления внутри кольцевой камеры 29 и, как следствие, раствор в баке 20 для жидкости остается в состоянии, когда раствор находится под атмосферным давлением через открытый конец впускного канала 32.
[0026] Когда пользователь вдыхает воздух во внутренней трубке 22 через мундштук 14, во внутренней трубке 22 образуется разрежение, так что окружающий воздух попадает во внутреннюю трубку 22 через отверстия 50, сообщающиеся с атмосферой. Такое поступление окружающего воздуха создает внутри всасывающего канала поток воздуха, направленный к мундштуку 14.
[0027] Разрежение, создаваемое во внутренней трубке 22, заставляет раствор выходить из выпускного конца 42 капиллярной трубки 40 во всасывающий канал, а именно, во внутреннюю трубку 22, и количество выпущенного раствора определяется интенсивностью разрежения. С другой стороны, капиллярная трубка 40 наполняется раствором из бака 20 для жидкости в количестве, соответствующем выпущенному. Так как раствор в баке 20 для жидкости всегда подается при атмосферном давлении, как указано выше, раствор во внутреннем проточном канале бака 20 для жидкости движется по направлению к капиллярной трубке 40, восполняя израсходованный раствор.
[0028] Во внутренней трубке 22 расположен цилиндрический нагреватель 56. Нагреватель 56 расположен сразу за выпускным концом 42 капиллярной трубки 40, если смотреть в направлении потока воздуха, созданного во всасывающем канале.
При условии, что, как показано на фиг. 3, внутренние диаметры внутренней трубки 22 и капиллярной трубки 40 равны Dit и Dcт, соответственно, внешний диаметр D0 нагревателя 56 меньше, чем внутренний диаметр Diт внутренней трубки 22 и в то же время больше, чем внутренний диаметр Dcт или внешний диаметр капиллярной трубки 40.
[0029] То есть, внешний диаметр D0 удовлетворяет следующему отношению:
Diт>D0>Dcт (1)
Нагреватель 56 проходит сквозь внутреннюю трубку 22 в диаметральном направлении трубки 22 и имеет ось, которая перпендикулярно пересекает ось внутренней трубки 22. Нагреватель 56 поддерживается внешней трубкой 12 на обоих концах.
[0030] Учитывая, что капиллярная трубка 40 расположена соосно с внутренней трубкой 22 как указано выше, выпускной конец капиллярной трубки 40 закрыт нагревателем 56, если смотреть на нагреватель 56 с нижнего по потоку конца внутренней трубки 22. Другими словами, поперечное сечение выпускного конца 42 может полностью проецироваться на внешнюю поверхность нагревателя 56.
[0031] Далее, когда раствор выходит из выпускного конца 42 упомянутым выше способом, выходящий раствор образует каплю жидкости на выпускном конце 42 и максимальный диаметр капли жидкости определяется внутренним диаметром Dст капиллярной трубки 40. При условии, что максимальный диаметр капли жидкости равен Dmax, зазор Z между выпускным концом 42 и нагревателем 56 удовлетворяет следующему отношению:
Dmax>Z>Dст (2)
[0032] Таким образом, когда раствор выходит из выпускного конца 42, выпущенный раствор неизбежно попадает на внешнюю поверхность нагревателя 56.
В таблице 1 показано отношение между выпущенным количеством и объемом раствора в форме капли жидкости, и диаметром капли жидкости по отношению к внутреннему диаметру Dст капиллярной трубки 40 и расходом вдыхаемого воздуха, текущего по внутренней трубке 22, наблюдавшееся когда раствором являлся пропиленгликоль (ПГ; плотность: 1,036 г/мм2).
[0033]
| Таблица 1 | ||||||
| Раствор | Капиллярная трубка | Расход вдыхаемого воздуха | Выпущенное количество (мг) | Выпущенный объем (мм3) | Диаметр (мм) | |
| Dст (мм) | Площадь поперечного сечения потока (мм) | |||||
| ПГ | 0,36 | 0,1 | 35 мл/2 с | 2,58 | 2,49 | 0,84 |
| 55 мл/2 с | 3 | 2,90 | 0,88 | |||
| 0,5 | 0,2 | 35 мл/2 с | 5,5 | 5,31 | 1,08 | |
| 55 мл/2 с | 11 | 10,62 | 1,36 |
[0034] Бак 20 для жидкости, показанный на фиг. 3, имеет структуру отличную от той, которую имеет бак для жидкости, описанный выше. А именно, бак 20 для жидкости по фиг. 3 имеет внутренний проточный канал 30а проходящий зигзагом, вместо змеевика 30. Это значит, что змеевик 30 не обязательно должен быть в баке 20 для жидкости.
Далее более подробно описана конструкция нагревателя 56.
Нагреватель 56 содержит, например, нихромовую проволоку 58 в качестве резистивного нагревательного элемента, и цилиндрический элемент 60 оболочки, окружающий нихромовую проволоку 58. В этом варианте, как это видно на фиг. 3, нихромовая проволока 58 аксиально проходит через элемент 60 оболочки три раза и имеет два конца, выступающих из соответствующих противоположных концов элемента 60 оболочки.
[0036] Как показано на фиг. 4, нихромовая проволока 58 последовательно соединена с упомянутой выше батарейкой 26 через схему 63 подачи питания, а схема 63 подачи питания имеет переключатель 64. Хотя на фиг. 1 не показано, схема 63 подачи питания и переключатель 64 расположены на внутренней поверхности внешней трубки 12, а внешняя трубка 12 на внешней поверхности снабжена кнопкой (не показана) для управления переключателем 64.
[0037] Элемент 60 оболочки выполнен из керамики, такой как окись алюминия или нитрид кремния, и составляет внешнюю поверхность нагревателя 56. Далее, как показано на фиг. 4, кольцевая канавка 62 сформирована, например, на части внешней поверхности элемента 60 оболочки, а кольцевая термостойкая сетка 64, которая служит в качестве элемента, повышающего смачивание, предпочтительно, установлена вокруг кольцевой канавки 62. Сетка 64 непосредственно обращена к выпускному концу 42 капиллярной трубки 40, а вышеупомянутый зазор Z зафиксирован между выпускным концом 42 и сеткой 64.
[0038] Элемент 60 оболочки не только защищает нихромовую проволоку 58, но и термически соединяет нихромовую проволоку 58 и сетку 64. А именно, когда батарейка 26 находится в рабочем состоянии, на нихромовую проволоку 58 подается напряжение от 1 до 1,5 В, при этом элемент 60 оболочки выполняет функцию быстрого переноса теплоты от нихромовой проволоки 58 к наружной поверхности нагревателя 56 и поддерживает температуру нагрева внешней поверхности нагревателя 56 в температурном диапазоне, необходимом для распыления раствора. То есть нихромовая проволока 58 и элемент 60 оболочки составляют внутреннюю структуру, с помощью которой температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 поддерживается в требуемом температурном диапазоне, и для этого элемент 60 оболочки имеет заданную толщину и объем.
[0039] На фиг. 5-9 показан принцип работы аэрозольного ингалятора согласно описанному ниже варианту. На фиг. 5-9 не показана сетка 64 нагревателя 56.
На фиг. 5 показано состояние, в котором аэрозольный ингалятор готов к использованию с включенным переключателем 64 схемы 63 подачи питания. Температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 быстро растет и удерживается в требуемом температурном диапазоне, и поскольку вышеупомянутое отношение (2) выполняется, раствор в капиллярной трубке 40 не распыляется теплотой, излучаемой нагревателем 56. То есть аэрозоль не генерируется.
[0040] С другой стороны, когда пользователь делает вдох через мундштук 14 аэрозольного ингалятора, в состоянии, показанном на фиг. 5, раствор выходит из выпускного конца 42 капиллярной трубки 40, как указано выше. Поскольку отношения (1) и (2) сохраняются между капиллярной трубкой 40 и нагревателем 56, выпущенный раствор L надежно попадает на внешнюю поверхность нагревателя 56, как показано на фиг. 6 и 7. Когда вокруг внешней поверхности нагревателя 56 установлена сетка 64, выпущенный раствор попадает на сетку 64, а затем растекается по ней.
[0041] В то же время, поскольку температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 уже находится в требуемом температурном диапазоне, выпущенный раствор L, нагретый нагревателем 56, немедленно распыляется, создавая аэрозоль Х во внутренней трубке 22. Таким образом, пользователь может вдыхать аэрозоль Х через мундштук 14.
[0042] Также, когда нагреватель 56 снабжен сеткой 64, сетка 64 служит для улучшения смачиваемости нагревателя 56 выпущенным раствором L, так что выпущенный раствор L может быть распылен на большей площади, позволяя быстро генерировать аэрозоль.
Как только пользователь прекращает вдох, подача раствора из выпускного конца 42 капиллярной трубки 40 немедленно прекращается. Как ясно из предыдущего описания, когда зазор Z между выпускным концом 42 и внешней поверхностью нагревателя 56 больше чем, по меньшей мере, внутренний диаметр Dст капиллярной трубки 40, раствор в выпускном конце 42 не распыляется с помощью теплоты, излученной нагревателем 56, если температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 поддерживается в упомянутом выше температурном диапазоне.
[0043] Соответственно, генерирование прекращается как только прекращается вдох пользователя, так что раствор в капиллярной трубке 40 не растрачивается.
В результате, пользователь может вдыхать аэрозоль без ошибок, каждый раз, когда он/она вдыхает, и количество вдыхаемого пользователем аэрозоля определяется интенсивностью или продолжительностью вдоха пользователя.
[0044] С другой стороны, даже если температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 сохраняется в требуемом диапазоне температур, выпущенный раствор L не попадает на внешнюю поверхность нагревателя 56, и капает на внутреннюю поверхность внутренней трубки 22, как показано на фиг. 8, если отношение, обозначенное упомянутым выше выражением (2), не соблюдено и зазор Z больше, чем максимальный диаметр Dmax капли жидкости раствора. В этом случае выпущенный раствор L не распыляется, так что пользователь не может вдыхать аэрозоль.
[0045] Наоборот, если зазор Z меньше, чем внутренний диаметр Dст капиллярной трубки 40, раствор в капиллярной трубке 40 может распыляться теплотой, излучаемой нагревателем 56, как показано на фиг. 9. В этом случае, аэрозоль Х генерируется независимо от вдоха пользователя, в результате чего раствор в баке 20 для жидкости расходуется впустую.
[0046] Таким образом, в случае аэрозольного ингалятора по настоящему варианту, выпущенный раствор L не распыляется, то есть, аэрозоль не образуется или напрасный расход аэрозоля неизбежен, если отношения, определенные выражениями (1) и (2), не выполняются, а также температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 не выдерживается в соответствующем температурном диапазоне.
[0047] Более конкретно, необходимо, чтобы отношения, определенные выражениями (1) и (2), выполнялись, а также когда раствором является пропиленгликоль, а температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 должна выдерживаться в температурном диапазоне от 180 до 280°С.
[0048] Аэрозольный ингалятор по настоящему варианту не содержит схемы управления для управления теплотой, создаваемой нихромовой проволокой 58. Таким образом, в целях поддержания температуры нагрева внешней поверхности нагревателя 56 в вышеописанном температурном диапазоне необходимо правильно задать толщину (объем) элемента 60 оболочки.
[0049] Если элемент 60 оболочки имеет большую толщину, требуется больше времени, чтобы перенести теплоту с нихромовой проволоки 58 на внешнюю поверхность нагревателя 56 через элемент 60 оболочки, и поскольку площадь внешней поверхности элемента 60 оболочки увеличена, количество теплоты, излучаемого элементом 60 оболочки, также увеличивается. Таким образом, считается, что чем больше толщина элемента 60 оболочки, тем ниже становится температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56.
[0050] Чтобы подтвердить такое понижение температуры нагрева внешней поверхности нагревателя 56, авторы настоящего изобретения изготовили нагреватели 56а-56g, которые отличаются друг от друга только толщиной элемента 60 оболочки. Элемент 60 оболочки нагревателей 56а-56g имеет постепенно увеличивающуюся на фиксированную величину толщину в порядке от 56а к 56g.
[0051] На фиг. 10 показано устройство для тестирования нагревателя 56х (Х представляет собой любой нагреватель от А до G).
Устройство для тестирования нагревателя содержит схему 66 подачи питания для подачи напряжения на нагреватель 56х, и схема 66 подачи питания содержит источник 68 постоянного тока, способного изменять подаваемое напряжение, шунтирующий резистор 70 (1 mΩ) и вольтметр 72. Нагреватель 56х последовательно соединен с шунтирующим резистором 70.
[0052] Далее, устройство для тестирования нагревателя содержит датчик 74 температуры, который способен измерять температуру нагревателя 56х, то есть температуру внешней поверхности элемента 60 оболочки. Более конкретно, датчик 74 температуры содержит термопару типа К.
[0053] Когда нагреватель 56х соединен со схемой подачи питания, как показано на фиг. 10, от источника 68 постоянного тока на нихромовую проволоку 58 нагревателя 56х подается напряжение, так что нихромовая проволока 58 генерирует теплоту. Теплота, генерируемая нихромовой проволокой 58, передается через элемент 60 оболочки, увеличивая таким образом температуру элемента 60 оболочки, и с другой стороны высвобождается наружу с наружной поверхности элемента 60 оболочки.
[0054] Следовательно, температура нагрева внешней поверхности элемента 60 оболочки определяется разницей между количеством теплоты, генерируемым нихромовой проволокой 58, и количеством теплоты, высвобожденным из элемента 60 оболочки, а скорость роста температуры внешней поверхности элемента 60 оболочки определяется скоростью теплопереноса через элемент 60 оболочки.
[0055] Испытание на нагревание проводилось на нагревателе 56х так, что при подаче напряжения на нихромовую проволоку 58 от источника 68 постоянного тока, которое последовательно изменялось в диапазоне от 0,8 В до 1,6 В, измерялась температура нагрева внешней поверхности элемента 60 оболочки датчиком 74 температуры относительно каждого из поданных на нихромовую проволоку 58 напряжений. Результаты измерений показаны на фиг. 11.
[0056] Как показано на фиг. 11, внешняя поверхность элемента 60 оболочки нагревателя 56х нагревается до тем более высокой температуры, чем большее напряжение подано на нихромовую проволоку 58.
Однако, учитывая обычное использование батарейки 26 типоразмера АА, которая, как ожидается, подает напряжение от 1,0 В до 1,5 В, один только нагреватель 56f способен поддерживать температуру нагрева внешней поверхности элемента 60 оболочки в пределах вышеуказанного температурного диапазона (180-280°С).
[0057] Это означает, что когда нагреватель 56f применяется как нагреватель 56 аэрозольного ингалятора 10 по настоящему варианту, температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 может удерживаться в требуемом температурном диапазоне без необходимости использования схемы управления для управления напряжением, подаваемым на нихромовую проволоку 58.
[0058] Поскольку аэрозольный ингалятор 10 не нуждается в такой схеме управления, нагрузка на батарейку 26 снижается, в силу чего аэрозольный ингалятор 10 может использоваться длительный период времени. Далее, использование батареи 26 позволяет сделать аэрозольный ингалятор 10 меньшего размера и тоньше, улучшая удобство аэрозольного ингалятора 10.
[0059] С другой стороны, если пользователь вдыхает в ситуации, когда температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 ниже, чем указанный выше температурный диапазон из-за снижения напряжения батарейки 26, раствор, выпущенный из капиллярной трубки 40, может быть не достаточно распылен и часть выпущенного раствора может прилипнуть к внутренней поверхности внутренней трубки 22.
[0060] Далее, также возможно, что даже если температура нагрева внешней поверхности нагревателя 56 поддерживается в пределах вышеупомянутого температурного диапазона, образованный аэрозоль конденсируется на внутренней поверхности внутренней трубки 22, в результате чего раствор прилипает к внутренней поверхности внутренней трубки 22.
В этих случаях, при вдохе пользователя прилипший раствор может двигаться в направлении мундштука 14 и может затекать в рот пользователя.
[0061] Однако поскольку между внутренней трубкой 22 и мундштуком расположена абсорбирующая муфта 48, которая является бумажной трубкой или бумажным фильтром, прилипший раствор, если он движется к мундштуку 14, надежно впитывается абсорбирующей муфтой 48 и не течет в рот пользователя.
[0062] Настоящее изобретение не ограничивается аэрозольным ингалятором 10 по вышеуказанному варианту и может быть модифицировано различными способами.
Что касается нагревателя 56, например, резистивный элемент не ограничивается нихромовой проволокой, а форма поперечного сечения нагревателя 56 не ограничивается кругом и может быть овалом, многоугольником и т.д.
[0063] Элемент 60 оболочки может быть выполнен из металла и, как показано на фиг. 12 в качестве примера, может иметь шероховатую внешнюю поверхность 66, выполненную на, по меньшей мере, части ее поверхности, для приема выпущенного раствора, вместо упомянутой выше сетки 64. Шероховатая внешняя поверхность 66 состоит, например, из большего количества узких кольцевых канавок, разнесенных друг от друга в аксиальном направлении элемента 60 оболочки, и когда выпущенный раствор попадает на внешнюю поверхность 66 элемента 60 оболочки, кольцевые канавки служат для растекания выпущенного раствора, как и сетка 64.
[0064] Далее, если элемент 60 оболочки нагревателя 56 и внутренняя трубка 22 выполнены из одинаковой керамики, элемент 60 оболочки и внутренняя трубка предпочтительно выполнены как единая деталь и в этом случае количество деталей аэрозольного ингалятора может быть уменьшено.
СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
[0065] 12: внешняя трубка
14: мундштук
18: источник питания
20: бак для жидкости
22: внутренняя трубка
26: батарейка
40: капиллярная трубка
42: выпускной конец
48: абсорбирующая муфта (бумажная трубка, бумажный фильтр)
50: отверстие, сообщающееся с атмосферой
52: открытое в атмосферу отверстие
56: нагреватель
58: нихромовая проволока (резистивный элемент)
60: элемент оболочки
64: сетка (элемент, повышающий смачивание)
1. Аэрозольный ингалятор, содержащий:
всасывающий канал, соединяющий открытое в атмосферу отверстие и мундштук друг с другом и позволяющий воздуху течь из открытого в атмосферу отверстия к мундштуку;
устройство подачи раствора, выполненное с возможностью подачи раствора, из которого создается аэрозоль, содержащее:
источник подачи раствора, в котором хранится раствор; и
капиллярную трубку, соединенную с источником подачи раствора и имеющую выпускной конец, расположенный во всасывающем канале, и открытую в направлении мундштука, при этом капиллярная трубка направляет раствор из источника подачи раствора к выпускному концу, и когда во всасывающем канале возникает поток воздуха, то он позволяет раствору выходить из выпускного конца; и
нагревательное устройство, выполненное с возможностью принимать раствор, выходящий из выпускного конца, и распылять полученный раствор с помощью нагрева, при этом нагревательное устройство содержит:
источник питания, и
электрический нагреватель, расположенный непосредственно после выпускного конца и обращенный к выпускному концу на заданном расстоянии от выпускного конца, позволяя проходить потоку воздуха, при этом нагреватель сконфигурирован для генерирования тепла при подаче на него напряжения от источника питания, причем расстояние между электрическим нагревателем и выпускным концом короче, чем максимальный диаметр капли жидкости раствора, образованной на выпускном конце поверхностным натяжением раствора.
2. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором нагреватель продолжается в направлении, перпендикулярном оси канала всасывания, и пересекает его.
3. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором капиллярная трубка проходит соосно с всасывающим каналом.
4. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором расстояние между электрическим нагревателем и выпускным концом длиннее, чем внутренний диаметр капиллярной трубки.
5. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором диаметр капиллярной трубки меньше, чем диаметр нагревателя.
6. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором выпускной конец расположен в таком положении, что он скрыт нагревателем, когда внутренняя часть всасывающего канала видна со стороны мундштука.
7. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором нагреватель имеет шероховатую область на, по меньшей мере, части его внешней поверхности и принимает выпущенный раствор на шероховатую область.
8. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором нагреватель содержит внутреннюю структуру, выполненную с возможностью поддержания температуры нагрева внешней поверхности нагревателя в заданном температурном диапазоне, необходимом для распыления выпущенного раствора, только с помощью поданного напряжения и теплоты, излучаемой внешней поверхностью нагревателя.
9. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором нагреватель содержит резистивный нагревательный элемент и элемент оболочки окружает резистивный нагревательный элемент.
10. Аэрозольный ингалятор по п. 9, в котором нагреватель далее содержит элемент, повышающий смачивание, позволяющий выпущенному раствору, попавшему на внешнюю поверхность нагревателя, распространиться по внешней поверхности.
11. Аэрозольный ингалятор по п. 1, в котором источник питания содержит промышленно доступную батарейку.
