CZ20041199A3 - Inhalátor - Google Patents

Description

Inhalátor

Oblast techniky

Vynález se týká nového typu inhalátoru.

Dosavadní stav techniky

Inhalátory se nej častěji používají pro lékařské nebo terapeutické účely a mají různé provedení, které závisí na jejich finálním použití.

Existují inhalátory pro odnaučení kouření, které sestávají náustku a koncového dílu a které mají vzduchový kanálek, do něhož lze vložit nikotinovou kapsli. Díky proudu vzduchu, který vzniká při vdechování náustkem, se z nikotinové kapsle uvolňuje nikotin. Používání takových inhalátorů má oproti kouření cigarety nebo doutníku tu výhodu, že jejich používání neovlivňuje kvalitu vzduchu v místnosti a neobtěžují tedy ostatní přítomné jedince. Proto jsou zvláště vhodné pro použití v nekuřáckých prostorech, například v letadle. Nicméně tento typ inhalátoru má i nevýhodu, která spočívá v tom, že uvolněný nikotin má stále škodlivý vliv na zdraví kuřáka. Navíc zážitek z kouření při vdechování z inhalátoru je těžko srovnatelný se zážitkem, který kuřák zažívá při kouření cigaret nebo doutníků, protože inhalovaný vzduch je zpravidla studený a v důsledku absence kouře se nedostavuje žádný pocit uspokojení.

99 » 9 9 9

I 9 9 9 » 9 ·»· • 9 9 · 9 9 4

9 ··

Z DE 198 54 009 AI je znám inhalátor simulující cigaretu, jenž oproti tradiční cigaretě nabízí rovněž výhodu spočívající v tom, že neprodukuje žádný cigaretový kouř (sekundární kouř), který je jinak nepříjemný pro ostatní. U dříve známého inhalátoru, se aerosol generoval ohříváním substrátu. Teplo potřebné pro tyto účely se získalo bezplamenným katalytickým spalováním butanového plynu, pentanu nebo isopropanolu. Plyny vznikající během procesu spalování se rozptýlí, nebo jsou vtahovány do průtokového kanálku inhalátoru a promíseny s inhalovaným aerosolem. Uvolňování škodlivých látek látky, jako například CO, které jsou pro osobu používající inhalátor a/nebo pro ostatní toxické, je při spalování topné látky tedy nevyhnutelné.

Další typy inhalátorů, které jsou určeny pro léčbu respiračních chorob nebo nachlazení a chřipky, mají ohřivatelný vodní zásobník, ke kterému lze připojit nosní díl a náustek. Do vody ve vodním zásobníku lze přidat esenciální oleje nebo farmaceuticky účinné složky, takže při ohřátí vody je lze inhalovat společně s vodní parou. Tyto typy inhalátorů používají jako zdroj tepla topnou spirálu, kterou lze napájet střídavým proudem z „nástěnné zásuvky nebo stejnosměrným proudem, například, z autobaterie. Nevýhodou těchto inhalátorů je objemnost. Kromě toho je nelze použít kdekoliv, protože potřebují napájení elektrickou energií.

S těmito nevýhodami se rovněž setkáváme u inhalátorů, které produkují aerosoly, jež mají být inhalovány z roztoků obsahujících farmaceuticky účinné složky. Pro výrobu aerosolu se konkrétně používají dva typy zařízení - ultrazvukové nebulizéry a pneumatické nebulízéry. Ultrazvukové nebulizéry » ·

- 3 ·· · ·· *» · • · · · · ·· ·*·· * · · * · · * · ··· · · · · · · *«« ·* · · · · · · »· · » ······· ·· * atomizují roztok přes membránu, která se rozvibruje ultrazvukovými vlnami; při pneumatické nebulizaci roztok proudí pod tlakem skrze trysku.

Cílem vynálezu je vytvořit nový typ inhalátoru, který bude vhodný pro výše zmíněné aplikace, ale který nebude vykazovat výše popsané nevýhody.

Tohoto cíle je dosaženo znaky podle nároku 1.

Podstata vynálezu

Základní myšlenkou, ze které vynález vychází, je využití nejen elektrické energie uvolňované během katalytického spalování vodíku, ale rovněž výsledných odpadních plynů pro výrobu inhalační směsi obsahující aromatické látky a/nebo účinné složky. Teplo přítomné v odpadních plynech lze tedy využít pro ohřev inhalačních aditiv, například pro ohřevem zásobníku obsahujícího inhalační aditiva. Teplo odpadního plynu lze rovněž použít pro ohřev inhalační směsi, což vede k výhodnému zvýšení kapacity pro absorpci vodní páry, a účinné složky tak lze transportovat ve vyšších koncentracích než v případě studené inhalační směsi. Současně lze odpadní plyny přidávat přímo do inhalační směsi protože při hoření vodíku jsou tyto plyny absolutně prosté škodlivých látek.

To má za následek celou řadu výhod. Inhalátor zásobovaný energií pomocí katalytického hořáku je nezávislý na externím zdroji energie. Potřebná energie se při katalytickém spalování vodíku uvolňuje ekologickým způsobem, protože produktem spalování není nic jiného než neškodná vodní pára, ·· ·* · • · · · · • · 9 · >

• » · « ···« • · · · ·» • · · 9 • * · · • · ··« • · · ♦ · ·· která je navíc využita pro transport aromatických látek a účinných složek. Použité palivo není tedy pouze dodavatelem energie, ale rovněž poskytuje prostředek pro transport aromatických látek nebo účinných složek.

Katalytický konvertor podle vynálezu může. být v podstatě navržen tak, že pokud je inhalátor v provozu, potom jsou teplé odpadní plyny, případně v kombinaci s okolním vzduchem, vedeny skrze zásobník obsahující inhalační látky, přičemž proud odpadního plynu absorbuje inhalační aditiva. V závislosti na typu inhalačních aditiv nebo účinných složek, mohou být poskytovány v kapalné, ale rovněž v pevné, práškové, formě. Pokud jsou inhalační aditiva v kapalné formě, potom se mohou ze svého povrchu odpařovat do odpadního plynu. Pokud mají inhalační aditiva pevnou formu, potom mohu být, při odpovídající kondukci a rychlosti proudění proudu odpadního plynu, zachycovány odpadními plyny, takže inhalační směsí je aerosol obsahující pevné částice.

Díky snadnému řízení průběhu reakce, se palivový článek jako takový používá jako katalytický hořák. Moderní palivové články jsou vysoce účinné a lze je navrhnout tak, že množství vzduchu vháněné katalytickou membránou palivového článku automaticky řídí množství vodíkových iontů procházejících touto membránou.

U výhodného provedení jednoho takového palivového článku použitého jako katalytický hořák, je palivový článek stočen spirálovitým způsobem. Spirálovitý palivový článek nejen že výrazně redukuje potřebný prostor, ale rovněž automaticky tvoří vzduchový kanálek, skrze který lze vést kyslík nebo plynnou směs obsahující kyslík.

• 9 ·9 * 9 9 9 • · 9 9

9 999 « · ·

99

99 99 9

9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 • 9 9 9 9 999

9 9 9 9

999 9999 ·· 9

Pokud má být provedeno srovnání s dávkováním práškových inhalačních aditiv, potom je dávkování inhalačních aditiv rozpuštěných ve vodě nebo jiných nosičích jednoduší a tedy výhodné, protože nemá žádné nebo má pouze minimální požadavky na kondukci a rychlost proudění proudu odpadního plynu. V závislosti na provedení a konstrukci inhalátoru, může být další výhodou to, že s výhradou vhodné koncentrace rozpuštěných inhalačních aditiv, není zapotřebí žádné další řízení přídavku těchto aditiv do inhalační směs.

Inhalátor podle vynálezu může výhodně obsahovat topné zařízení poháněné katalytickým hořákem, který bude způsobovat odpařování roztoku obsahujícího inhalační aditiva, takže inhalační aditiva budou obsažena v inhalační směsi ve formě výparů. Takovým topným zařízením by mohla být například topná spirála uvnitř zásobníku pro rozpuštěná inhalační aditiva.

Nicméně rovněž je možné poskytnout tepelný výměník, skrze který by se teplo odpadních plynů přenášelo do roztoku.

Inhalátor může navíc obsahovat nebulizér poháněný katalytickým hořákem, zejména ultrazvukový nebo pneumatický nebulizér pro převádění roztoku na aerosol. Pro nebulizaci roztoku za použití tlaku lze v podstatě použít dva základní principy. Tlak v nádobě obsahující roztok s inhalačními aditivy potřebný pro pneumatickou nebulizaci lze generovat bud' ohřevem roztoku nebo, výhodně, pomocí kompresoru. Nicméně rovněž lze pro vytvoření tlaku použít aditiva rozpouštědla s relativně nízkou, oproti vodě, teplotou varu, a za použití relativně malého množství tepla tak lze v nádobě vytvořit dostatečný tlak. To umožňuje řídit tlak a tak i nebulizaci prostřednictvím řízené dodávky tepla.

U dalšího výhodného provedené, inhalátor obsahuje další zásobník vody a rovněž topné zařízení poháněné katalytickým hořákem určené pro odpařování vody. V tomto případě, není zapotřebí, aby se celá inhalační směs tvořila v katalytickém hořáku. Spíše lze teplo uvolňované při spalování vodíku použít pro ohřev vody na vodní páru, která se následně přidá k vodní páře opouštějící katalytický hořák.

U ještě dalšího výhodného provedení obsahuje inhalátor řídící systém, který je určen pro dávkování přídavku aromatických látek nebo účinných složek do inhalační směsi.

Rovněž je výhodné, pokud jsou palivový zásobník a všechny další zásobníky vyměnitelné a/nebo opakovaně plnitelné. To umožňuje dlouhodobé používání inhalátoru.

Dále může být výhodné, pokud je směšovací zařízení pro míšení inhalační směsi s okolním vzduchem umístěno před výstupem. To umožňuje uživateli dávkovat množství inhalační směsi, která má být inhalována, podle potřeby.

Výhodně by měl být inhalátor podle vynálezu opatřen řídícím systémem, který umožní regulovat objem kyslíku vedený skrze palivový článek. To poskytuje výhodu zejména v případech, kdy má inhalátor generovat časově konstantní množství inhalační směsi. V tomto případě, odpovídá funkčnost inhalátoru funkčnosti tradičního inhalátoru používaného pro lékařské účely.

Kromě toho může inhalátor podle vynálezu obsahovat náustek. Takový náustek může být například tvarován stejně jako náustek pro cigarety, a je zpravidla velmi vhodný u • » · · · · · · · · · • ••0 0 0 0 · « Φ • 0 0000 · 0 0 0 0000 0· 0 00 000

00 000 0000 00 0 inhalátorů, u kterých se inhalační směs inhaluje pouze ústy. Nicméně namísto náustku, může být výstup inhalátoru rovněž opatřen maskou, kterou si může uživatel překrýt ústa a nos.

Rovněž lze použít proud generovaný při katalytickém spalování, zejména v palivovém článku. Na jedné straně může být využit pro provoz topné spirály pro ohřev aditiv nebo vody. Nicméně rovněž jej lze využít pro svítidlo, které lze například použít pro indikaci toho, kdy je inhalátor používán. Na druhé straně jej lze rovněž použít pro imitaci doutnání cigarety nebo doutníku, pokud se inhalátor použije jako náhrada cigarety při odvykání kouření nebo jako nová forma stimulantu.

To, co mají všechna provedení vynálezu společná je skutečnost, že lze inhalátor použít bez ohledu na lokalitě a bez ohledu na dostupnosti externího zdroje energie. Může produkovat teplou inhalační směs, která je vnímána inhalující osobou jako příjemná, zatímco produkty spalování a jejich odpadní teplo lze v případě nutnosti využít pro přípravu inhalační směsi.

V následující části bude vynález podrobněji vysvětlen na provedení, které je znázorněno na obr. 1 a které znázorňuje provozní princip příkladného inhalátoru.

Inhalátor schematicky znázorněný na obrázku 1, obsahuje podlouhlé válcové duté tělo JL se vstupem 2 pro vzduch a výstupem 3 pro inhalaci směsí. Výstup 3_ je opatřen vyměnitelným náustkem 4. Na své vnitřní straně obsahuje válcové duté tělo 1 soustředně uspořádanou stěnu E5, uvnitř které se nachází v podstatě válcovitý vodík-obsahující • · ·· · ·· · · · • · · · ··· · · ·· • · · · · · ···· • · ··· · · · 9 · · ··· ·· · ·· · · 9

9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 · palivový zásobník ý, jehož dno je orientováno ke vzduchovému vstupu 2 a jehož plynový výstup je orientován k výstupu 3.

Vnitřní membrána ý a vnější membrána 8, které společně tvoří palivový článek, jsou uspořádány soustředně a jsou odsazeny mezi stěnou 5 a vnitřní stěnou válcového dutého tělo 1. Dutý prostor 9_, uzavřený mezi dvěma membránami 7_, 8, je zakončen plynotěsným spojem na straně, která je orientována ke vstupu 2. Na straně, která je orientována k výstupu 3, je dutý prostor 9 propojen s plynovým výstupem v palivovém zásobníku 6, s možností řídit nebo přerušit proud vodíku proudící z palivového zásobníku 6_ do dutého prostoru 9_ skrze ventily 10.

Kanálky 12, 13 rezultující mezi vnitřní stěnou dutého těla a vnější membránou 8 a stejně tak mezi vnitřní membránou 7 a stěnou 5 jsou propojeny, na svém konci orientovaném ke vstupu 2, se vstupem 2 přes kruhově tvarovaný vzduchový filtr 14. Jejich opačné konce jsou otevřeny do směšovací komory 11 umístěné před výstupem _3 (spojení mezi kanálkem 12, tvořené vnitřní membránou 7 a stěnou j5, a směšovací komorou 11 není znázorněno).

Uvnitř palivového zásobníku 6 je soustředně umístěn válcovitý zásobník 15 účinné složky pro inhalační aditiva, která jsou rozpuštěna v tekutině, například ve vodě. Dno zásobníku 15 účinné složky je těsně ukotveno ke dnu palivového zásobníku 6. Jako výstup pro účinné složky je poskytnuta dutá jehla 16, která prochází plynovým výstupem 3 palivového zásobníku 6 a je otevřena do směšovací komory 11. Otvor duté jehly 16 orientovaný ke směšovací komoře 11 je opatřen pojistným ventilem 17 . Vnitřek zásobníku 15 účinné • · • φ

- 9 složky je opatřen pístem 18, který je tlačen směrem k duté jehle 16 pružinou 19 spočívající na dně zásobníku 15 účinné složky. Tento tlak tlačí roztok, do kterého byla vmíšena inhalační aditiva, do duté jehly 16.

Spirálovitě vinuté vlákno 20 je uspořádáno uvnitř duté jehly 16 za účelem odpařování tekutiny obsahující inhalační látky. Spirálovitě vinuté vlákno 20 může být napájeno proudem přes membrány 7, 8 palivového článku, a případně další složky, jakými jsou například, kompresor pro pneumatickou nebulizace nebo ultrazvuková odparka.

Kromě toho palivový článek napájí proudem dvě dobíječi baterie 21 umístěné ve stěně 5. Inhalátor může být opatřen řídícím systémem, který zde není znázorněn, pro řízení dodávky vodíku prostřednictvím ventilů 10, který je napájen přes baterie 18 nebo přímo proudem, který je generován palivovým článkem. Kromě toho lze poskytnout kontakt pro další odběratele, který je napájen proudem buď přímo z palivového článku nebo přes baterii (kontakt není znázorněn).

Při inhalaci se náustek 4 inhalátoru přiloží k ústům a přes vstup 2 se do inhalátoru nasává vzduch. Za provozu proudí nasátý vzduch přes membrány 2' θ. ^a reaguje na membránách 7, 2 ^s vodíkem, čímž se generuje vodní pára a vzniká směs vzduchu a vodní páry.

Současně se proud, který je při této reakci generován palivovým článkem vede ke spirálovitě vinutému vláknu, což vede k odpařování tekutiny nacházející se v duté jehle a obsahující inhalační aditiva. V důsledku takto vytvořeného přetlaku se otevře pojistný ventil 16 a pára obsahující • · · · · · · e • · · · · · · · · · · • · · · · · ···· • ····· · · ·· ···· ·· · ·· ··· ·· ·· ······· ·· ·

- 10 inhalační adítiva může unikat. Tato pára se ve směšovací komoře 11 smísí se směsí vzduchu a vodní páry, a tuto směs vzduch, vodní páry a inhalačních aditiv lze vdechovat skrze náustek.

Pro dlouhodobé používání inhalačního zařízení se doporučuje spojit palivový zásobník 6 a stejně tak zásobník 15 účinné složky s inhalátorem tak, aby je bylo možné vyměnit nebo je opatřit možností opakovaného plnění. Aby se dosáhlo tohoto účinku, může například dutý válec obsahovat spojovací díl, do kterého lze našroubovat palivový zásobník 6, případně se zásobníkem 15 účinné složky.

Základní myšlenku inhalátoru poháněného katalytickým hořákem lze realizovat v celé řadě různých provedení. Není například nevyhnutelně nutné, aby byly membrány, palivový zásobník a zásobník účinných složek a stejně tak vzduchové kanálky vzájemně soustředně uspořádány.

Stejně tak může být inhalátor vybaven dalšími řídícími a regulačními mechanizmy. V současné době dostupné palivové články jsou zpravidla samoregulovatelné kromě dodávaného proudu vzduchu, nicméně v závislosti na oblasti použití by mohla vznikat potřeba regulace přívodu vodíku. Rovněž je možné, například v závislosti na teplotě a/nebo relativní vlhkosti vzduchu/vodní páry/inhalační směsi, dodávat do směšovací komory regulovatelnou dodávku čerstvého vzduchu, která může směs ve směšovací komoře chladit. Samozřejmě, že veškeré nutné chlazeni může rovněž zprostředkovat tepelný výměník.

Seznam vztahových značek

1	válcové duté tělo	13	kanálek
2	vstup	14	vzduchový filtr
3	výstup	15	zásobník účinné složky
4	náustek	16	dutá jehla
5	stěna	17	pojistný ventil
6	palivový zásobník	18	píst
7	vnitřní membrána	19	pružina
8	vnější membrána	20	spirálovitě vinuté vlákno
9	dutý prostor	21	baterie
10	ventily
11	směšovací komora
12	kanálek

P\f ΟΟΟΗ - nqq

Claims (14)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Inhalátor obsahující katalytický hořák a palivový zásobník (6) obsahující vodík, který je spojen s uvedeným hořákem, zásobník (15) pro inhalaci aditiv, jakými jsou například aromatické látky a/nebo účinné složky, alespoň jeden vstup (2) pro plynnou směs obsahující kyslík, zejména pro vzduch, a výstup (3) pro inhalaci směsi obsahující aromatické látky a/nebo účinné složky.
2. 2. Inhalátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že katalytickým hořákem je palivový článek (7, 8).
3. 3. Inhalátor podle nároku 2, vyznačující se tím, že palivový článek (7, 8) je svinut spirálovitým způsobem.
4. 4. Inhalátor podle nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že inhalační aditiva jsou rozpuštěna ve vodě nebo jiném rozpouštědle.

   - 13
5. 5. Inhalátor podle nároku 4, vyznačující se tím, že obsahuje topné zařízení (20) napájené katalytickým hořákem pro odpařování roztoku obsahujícího inhalační aditiva.
6. 6. Inhalátor podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že obsahuje nebulizér poháněný katalytickým hořákem, zejména ultrazvukový nebulizér nebo pneumatický nebulizér, pro nebulizaci roztoku.
7. 7. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje další zásobník vody.
8. 8. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje řídící zařízení pro dávkování dopravy inhalačního aditiva do inhalační směsi.
9. 9. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že palivový zásobník (6) a všechny ostatní zásobníky (15) jsou výměnné a/nebo plnitelné.
10. 10. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje směšovací zařízení (
11. 11) umístěné před výstupem (3) pro dodávku okolního vzduchu do inhalační směsi.

    • · ·· • · · · • · · • · · · · • ·

    - 14 11. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje řídící systém pro řízení množství kyslíku vedeného přes palivový článek.
12. 12. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje náustek (4).
13. 13. Inhalátor podle kteréhokoliv z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že obsahuje svítidlo napájené katalytickým hořákem.
14. 14. Použití inhalátoru podle kteréhokoliv z předcházejících nároků jako náhrady cigarety.