WO1995007763A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines aerosols - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Aerosols, bei welchem eine Flüssigkeit unter Druck durch eine enge Düsenöffnung gepresst und dadurch zerstäubt wird. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines aus fein verteilten Flüssigkeitströpfchen bestehenden Aerosols mit einem die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden Behälter, einer Pumpvorrichtung zum Ansaugen eines vorgebbaren Flüssigkeitsvolumens, Einrichtungen, um das Flüssigkeitsvolumen unter Druck zu setzen und aus einer Düse auszuspritzen, wobei die Düse mindestens eine Düsenöffnung (14) mit einem kleinen Durchmesser aufweist. Um ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols zu schaffen, welche zum einen eine genaue Dosierung der als Aerosol zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge erlauben, zum anderen aber auch eine im Durchschnitt kleinere Tröpfchengrösse mit einer sehr schmalen Grössenverteilung sicherstellen, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass gleichzeitig mit dem Herauspressen der Flüssigkeit ein Gasstrom unter Druck in das an der Düsenöffnung (14) entstehende Aerosol eingespritzt wird, bzw., bezüglich der Vorrichtung, dass im Bereich bzw. in der Nähe der Düsenöffnung (14) mindestens eine Öffnung eines separaten Gaskanales (11) mündet, wobei der Gaskanal (11) mit einem unter Druck setzbaren Gasvolumen (10a, 10b) in Verbindung steht, wobei die Einrichtungen zum Unterdrucksetzen und Herausspritzen der Flüssigkeit so ausgestaltet sind, dass sie gleichzeitig auch das Gasvolumen (10a, 10b) Unter Druck setzen.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines Aerosols, bei welchem eine Flüssigkeit unter Druck durch eine enge Düsenöffnung gepreßt und dadurch zerstäubt wird.

Ebenso betrifft die vorliegende Erfindung auch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols, mit einer Pumpvorrichtung zum Ansaugen eines vorgebbaren Flüssigkeitsvolumens und Einrichtungen, um das angesaugte Flüssigkeitsvolumen unter Druck zu setzen, und mit einer Düse, welche eine Düsenöffnung mit kleinem Durchmesser hat, aus welcher die unter Druck stehende Flüssigkeit unter Zerstäubung austritt.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise von Sprühflaschen bekannt, mit denen Mittel zur Linderung von Schnupfensymptomen in Nasenlöcher gespritzt werden sollen. Unter einem Aerosol versteht man dabei einen Sprühnebel aus kleinen, fein verteilten Flüssigkeitströpf¬ chen, die sich wegen ihrer geringen Größe zum einen fein verteilt in der Luft halten und zum anderen hierdurch auch eine sehr große Oberfläche bereitstellen und damit in wirksamer Weise und sehr gleichmäßig Flächen benetzen können, wie im Beispiel des Schnupfensprays die Schläumhäute des Nasen- und Rachenraumes, die unter Umständen Verzweigungen und Taschen bilden können, die ansonsten nur schwer erreichbar sind, durch ein sehr fein verteiltes Aerosol aber gut erreicht werden. Andere Anwendungsfälle für derartige Verfahren und Vorrichtungen sind vor allem das Einsprühen von Inhalationsmitteln und insbesondere auch von Asthma-Medikamenten in den Rachenraum, wobei es erwünscht ist, daß derartige Aerosole möglichst gut und tief in die Lungen eindringen. Weitere Anwendungsmöglichkeiten bestehen beispielsweise im Kosmetikbereich, beim gezielten und sparsamen Aufbringen von Parfüm etc. Die Aerosolbildung geschieht dabei vor allem dadurch, daß, wie bereits erwähnt, die Flüssigkeit unter Druck durch eine sehr enge Düsenöffnung gepreßt wird. Der Öffnungsdurchmesser kann 1/10 mm oder weniger betragen, was dazu führt, daß der austretende Flüssigkeitsstrahl sofort nach dem Verlassen der Düsenöffnung abreißt und entsprechend kleine Tröpfchen entstehen.

Ein Nachteil der bekannten Verfahren und Vorrichtungen besteht jedoch darin, daß der erzeugte Sprühnebel ein sehr weit reichendes Größenspektrum von Flüssigkeitströpfchen aufweist Vor allem zu Beginn und Ende des Sprühvorganges werden auch größere Tröpfchen bis zu 100 μm Tröpfchengröße oder gar noch größer erzeugt. Dies ist im allgemeinen unerwünscht, da hierdurch Flüssigkeit vergeudet wird und der gewünschte und für manche Anwendungsfälle sogar erforderliche Feinverteilungseffekt hierdurch nicht erzielt wird. Insbesondere Asthma-Medikamente und andere Inhalationsmittel, die möglichst gut auch in die Lunge eindringen sollen, müssen eine mittlere Tröpfcheπgröße von unter 5 μm haben, wobei insbesondere auch das Größenspektrum der Tröpfchen sehr eng um einen solch kleinen Mittelwert liegen muß. Auch für Kosmetika oder Parfüm ist eine entsprechende Feinverteilung beim Sprühen erwünscht, da das Auftreffen größerer Tröpfchen auf die Haut ansonsten als Nässe empfunden wird.

Neben den bereits erwähnten Verfahren und Vorrichtungen zum Erzeugen von Aerosolen sind auch bereits seit langem Sprühflaschen bekannt, welche mit Hilfe von Luft einen Sprühnebel erzeugen. Dabei wird beispielsweise ein Gummiball oder dergleichen, der über einen Schlauch mit einer Düse verbunden ist, zusammengepreßt, wbei die Luft aus dem Gummiball ein Düsenrohr durchströmt und dabei nach dem Venturiprinzip Flüssigkeit ansaugt, die beim gemeinsamen Austritt mit der Luft aus einer Düse ebenfalls als Aerosol zerstäubt. Auch hierbei erhält man ein sehr breites Größenspektrum von Flüssigkeitströpfchen, wobei jedoch der entscheidende Nachteil dieser schon sehr lange bekannten Vorrichtungen darin besteht, daß keine exakte Dosierung der Flüssigkeit bzw. des Aerosols hiermit möglich ist. Gerade dies ist jedoch bei der Anwendung von Medikamenten von großer Bedeutung. Die bekannten Verfahren und Vorrichtungen arbeiten daher mit dem Ansaugen der Flüssigkeit in ein genau definiertes, kleines Dosiervolumen, das anschließend unter Druck durch die Düsenöffnung herausgespritzt wird. Hierzu ist ein Pumpmechanismus erforderlich, der ausschließlich Flüssigkeit in das Dosiervolumen pumpt.

Gegenüber dem vorstehend diskutierten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Aerosols zu schaffen, welche zum einen eine genaue Dosierung der als Aerosol zu zerstäubenden Flüssigkeitsmenge erlauben, zum anderen aber auch eine im Durchschnitt kleinere Tröpfchengröße mit einer sehr schmalen Größenverteilung sicherstellen. Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß gleichzeitig mit dem Aussprühen der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung ein Gasstrom unter Druck in das an der Düsenöffnung im Entstehen begriffene Aerosol eingespritzt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß durch diese Maßnahme vor allem die Entstehung größerer Tröpfchen auch zu Beginn und am Ende der Sprühphase unterbunden werden kann und daß im Vergleich zu dem Herauspressen der Flüssigkeit ohne den gezielt zugeführten Gasstrom auch das Maximum der Größenverteilung der Tröpfchen bei deutlich kleineren Tröpfchendurchmessern in der Größenordnung von unter 5 μm liegt, wobei die weitaus überwiegende Menge der Flüssigkeit in Form von Tröpfchen vorliegt, deren Größe relativ nahe bei diesem Mittelwert liegt.

Hinsichtlich der entsprechenden Vorrichtung wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Düsenöffnung mindestens ein Luftkanal vorgesehen ist, welcher mit einem Luftvolumen in Verbindung steht, das gleichzeitig mit dem auszusprühenden Flüssigkeitsvolumen unter Druck setzbar ist, so daß gleichzeitig mit dem Aussprühen der Flüssigkeit auch ein aus dem Gaskanal austretender Gasstrom auf die aus der Düsenöffnung austretende Flüssigkeit einwirkt.

Dabei kann von dem herkömmlichen Verfahren und der herkömmlichen Vorrichtung der Pumpvorgang und das Aussprühen der Flüssigkeit aus der Düsenöffnung im wesentlichen unverändert übernommen werden und es sind teilweise nur geringfügige Modifikationen erforderlich, um den zusätzlichen Gasstrom zu erzeugen. Insbesondere soll die vorliegende Erfindung auch solche Düsen umfassen, die in allen Details herkömmlichen Düsenformen zur Erzeugung von Aerosolen entsprechen, mit Ausnahme der Tatsache, das in bzw, an der Düse zusätzliche Gaskanäie angeordnet sind, die im Bereich der Düsenöffnung, sei es noch innerhalb oder außerhalb einer äußeren Düsenöffnung, münden wobei ein unGasstromm unter Druck aus den Mündungen der Gaskanäle ausströmen kann und auf die im Bereich der Düsenöffnung befindliche Flüssigkeit einwirkt. Der Pumpmechanismus zum Pumpen von Flüssigkeit in ein Dosiervolumen und zum anschließenden Herausdrücken der Flüssigkeit aus dem Dosiervolumen und durch die Düsenöffnung braucht daher hier nicht weiter beschrieben zu werden.

Bevorzugt ist eine Variante des Verfahrens, bei welcher das Gas im wesentlichen koaxial mit dem Flüssigkeitsstrom der Düsenöffnung zugeführt wird. Die Öffnungen eines oder mehrerer entsprechender Gaskanäle können dann in etwa auf gleicher axialer Höhe liegen wie die Flüssigkeitsöffnung und sollten vorzugsweise relativ dicht beieinanderliegen, d.h. soweit dies praktisch bei der zentralen Flüssigkeitszufuhr möglich ist. Dabei ist es unter Umständen zweckmäßig, wenn dem zu dem Flüssigkeitsstrom koaxialen Gasstrom unmittelbar vor der Flüssigkeitsöffnung eine radial einwärts und damit auf die austretenden Flüssigkeitströpfchen gerichtete Komponente mitgegeben wird. Dies kann man beispielsweise dadurch erreichen, daß eine Kappe das Ende einer Flüssigkeitsdüse und der Gaszufuhrkanäle umschließt und ihrerseits eine mit der zentralen Flüssigkeitsdüsenöffnung fluchtende Austrittsöffnung aufweist, durch welche dann sowohl der Gasstrom als auch der Tröpfchenstrom austritt, wobei eine intensive Durchmischung und durch den Gasstrom eine weitere Feinverteilung der Tröpfchen stattfindet

Aus praktischen Gründen ist für Standardanwendungen eine Variante bevorzugt, bei welcher das beigemischte Gas Luft ist. Es mag jedoch Anwendungsfälle, beispielsweise mit besonders hohen Reinheits- oder Hygieneanforderungen geben, bei welchen das betreffende Gas als Reingas und/oder Inertgas aus einem Gasvorratsgefäß, wie z.B. einer Druckflasche, zugeführt wird.

Als Flüssigkeit können, wie bereits erwähnt, Medikamente wie Asthmamittel, Inhalationsmittel, Schnupfenmittel etc., Desinfektionsmittel und Kosmetika nach dem erfindungsgemäßen Verfahren als Aerosol versprüht werden. Dabei hat sich herausgestellt, daß im Hinblick auf eine optimale Größeπverteilung das Volumenverhältnis des Gases bzw. der Luft (bei Normalbedingungen) zu dem Dosiervolumen der Flüssigkeit in einem Verhältnis von mindestens 10:1 , besser noch von mindestens 20:1 stehen sollte, wobei auch größere Volumenverhältnisse von z.B. 100:1 von Gasvolumeπ zu Flüssigkeitsvolumen auf keinen Fall einen nachteiligen Effekt haben und im Zweifelsfalle zu bevorzugen sind.

Wie bereits erwähnt, sollte das Gas, welches im folgenden der Einfachheit halber und ohne Beschränkungsabsicht als Luft angenommen wird, nach Möglichkeit koaxial zu der Flüssigkeit, d.h. ringförmig um die Flüssigkeitsdüse bzw. das von dem Dosiervolumen zu der Austrittsdüse führende Förderrohr zugeführt werden. Dieses kann ein einfacher Ringkanal sein, wobei jedoch eine Variante der Erfindung bevorzugt ist, bei welcher ein Kranz von achsparallelen Kanälen ringförmig um die Flüssigkeitsdüse herum angeordnet ist.

Vorzugsweise ist die Düse als Doppeldüse ausgebildet, d.h. die Flüssigkeit tritt zunächst aus einer ersten Düsenöffnung aus, wird dabei mit einem in diesem Bereich mündenden Gasstrom gemischt und diese Mischung aus Flüssigkeitströpfchen und Gasstrom, die bereits ein Aerosol bildet, durchläuft dann nochmals eine zweite, enge Düsenöffnung, hinter welcher das Aerosol in die Umgebung freigesetzt wird. Für viele Anwendungsfälle ist es zweckmäßig, wenn die betreffende Vorrichtung an einem in der Hand zu haltenden Behälter angeordnet ist, wie dies von Schnupfensprays und Asthmasprays bekannt ist.

Für die spezielle Verwendung als Vorrichtung zur Erzeugung des Sprühnebels eines Schnupfen¬ mittels sollte die Düse so ausgebildet sein, daß sie für die Einführung in ein Nasenloch geeignet ist.

Der Pumpmechanismus der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist bei den vorgenannten Anwendungsfällen an einem in der Hand zu haltenden Behälter eine Fingerpumpe, welche einen federbeaufschlagten Pumpmechanismus mit einem zentralen Förderrohr und einem Dosiervolu¬ men aufweist, wobei das zur Düsenöffnung führende Förderrohr von einem Luftkanal oder einem Kranz von Luftkanälen ringförmig umgeben ist, wobei dieser Luftkanal bzw. diese Luftkanäle mit einer Luftkammer in Verbindung stehen, aus welcher die Luft mindestens teilweise herausgepreßt werden kann.

In der bevorzugten Ausführungsform besteht eine solche Luftkammer aus zwei teleskopartig ineinandergesetzten, zylindrischen Abschnitten, von denen einer fest an einem Behälterhals oder an einem daran angebrachten Übergangsteil und der andere an dem Betätigungsmechanismus der Fingerpumpe angeordnet ist. Es versteht sich, daß die beiden zylindrischen Abschnitte an ihren voneinander abgewandten Stirnseiten jeweils verschlossen sind. Dabei können die zylindrischen Abschnitte teleskopartig ein Stück weit ineinandergeschoben werden, wobei das hierdurch bereitgestellte Verdrängungsvoiumen der Luftkammer mindestens zehnmal, vorzugsweise mindestens zwanzigmal und z.B. auch mehr als hundertmal so groß sein kann wie das Volumen einer Druckkammer für jeweils bei einem Pump- bzw. Spritzvorgang auszusprühen¬ den Flüssigkeitsmenge.

Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, welche, wie in herkömmlicher Weise, aus einem zentralen Pump- und Förderrohr und einem beweglichen Kappenteil besteht, wobei das Kappenteil einen nach innen gerichteten, zylindrischen Ansatz aufweist, der den mit der Düse versehenen Endabschnitt des Förderrohres umgreift, so daß diese Teile aneinander geführt werden, und wobei gemäß der vorliegenden Erfindung Luftkanäle als ein Kranz von Längsnuten in dem sich nach innen erstreckenden, zylindrischen Hülsenabschnitt vorgesehen sind, welcher das Förderrohr in dem Bereich nahe der Düsenöffnung umgreift, während weiter unten im Anschluß an den Fußteii der Kappe die Luftkammer vorgesehen ist, in welcher während des Sprühvorganges Luft unter Druck gesetzt wird, die dann nach oben durch die Kanäle bzw. Nuten der Hülse ausströmt. Der Fußteil der Kappe bzw. des anschließenden, auf den Behälter aufgesetzten Teiles braucht dabei lediglich geringfügig unter Ausbildung zweier teleskopartig ineinander verschiebbarer, zylindrischer Abschnitte, die im wesentlichen dicht ineinander geführt sind, modifiziert zu werden und auch das obere Ende der Kappe wird lediglich durch die Ausbildung der Längsnuten in der Hülse modifiziert.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der gesamte Pump- und Sprühmechanismus einschließlich eines gegebenenfalls erforderlichen Übergangsteils als Einheit zusammenmontiert ist und leicht mit einem Behälter zu verbinden ist. Dabei kann das Übergangsteil z.B. eine Schraubkappe oder auch ein Schnappdeckel sein. Alle Teile der Vorrichtung bestehen, mit Ausnahme einer Rückstellfeder für den Pumpmechanismus und einer Ventilkugel für diesen, aus Kunststoff.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann die Luft in die Luftkammer durch die Ausströmöffnungen zurück angesaugt werden, wenn der Sprühvorgang beendet ist und der Pumpmechanismus bzw. die Fiπgerpumpe freigegeben wird, so daß eine Rückstellfeder die Teile wieder in ihre Ausgangsstellung zurückbringt. Es kann jedoch, insbesondere in Verbindung mit Nasensprays, zweckmäßig sein, wenn ein getrenntes Luftansaugventil für die Luftkammer vorgesehen ist, um zu verhindern, daß Flüssigkeiten von außen durch die Luftkanäle zurückge¬ saugt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Pumpmechanismus ist zweckmäßigerweise an einem äußeren Kappenteil ein sich radial erstreckender Fingerflansch vorgesehen, der das Aufbringen von Druck mit Hilfe der Finger erleichtert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich durch die folgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Figur 1 einen Axialschnitt durch den erfindungsgemäßen Sprühmechanismus in der

Normalposition vor einem Sprühvorgang, und Figur 2 denselben Mechanismus nach Abschluß eines Sprühvorganges.

Man erkennt in Figur 1 unten eine Schraubkappe 1 mit einem zylindrischen Ansatz 2, weiche auf einen Behälterhals aufschraubbar ist. Auf dieses Übergangsstück aufgesetzt ist eine obere Kappe 3, die einen auf dem inneren zylindrischen Ansatz 2 der Schraubkappe 1 dicht geführten äußeren zylindrischen Ansatz 4 aufweist. Der äußere zylindrische Ansatz 4 ist an seinem oberen Ende durch einen Fingerflansch 5 und eine anschließende Düsenhaube 6 abgeschlossen. Eine horizontale Trennwand 7 erstreckt sich außerdem auch zwischen der Schraubkappe 1 und dem daran ansetzenden inneren zylindrischen Ansatz 2. Damit definieren der innere zylindrische Ansatz 2, der äußere zylindrische Ansatz 4 und die an den Fingerflansch anschließende Düsenhaube 6 eine Luftkammer 10, die sich aus den vom äußeren zylindrischen Ansatz umschlossenen Verdrängungsvolumen 10a sowie den vom inneren zylindrischen Ansatz 2 und der Düsenhaube 6 umschlossenen Volumina 10b und 10c. Das zwischen dem oberen Rand des inneren zylindrischen Ansatzes 2 und dem Fingerflansch 5 eingeschlossene Volumen 10a wird hier als "Verdrängungsvolumen 10a" bezeichnet, weil beim Herabdrücken des Fingerflansches bis zum Anschlag, d.h. bis die Innenfläche des Fingerflansches 5 auf den Rand des inneren zylindrischen Ansatzes 2 aufstößt, maximal aus der Luftkammer 10 verdrängt werden kann.

Nicht dargestellt sind in den Figuren 1 und 2 an sich bekannte Elemente eines Pumpmechanis¬ mus, mit welchem Flüssigkeit aus dem an die Schraubkappe 1 unten anschließenden und ebenfalls nicht dargestellten Behälter durch die Trennwand 7 hindurch in die Druckkammer 8 für die auszusprühende Flüssigkeit gefördert wird. In der Druckkammer 8 ist ein hier ebenfalls nicht dargestellter Verdrängungskolben dicht geführt, der ebenfalls Teil des Pumpmechanismus ist Ein Federmechanismus treibt dabei den Kolben und die Druckkammer 8 entsprechend dem vorgesehenen Hub auseinander etwa in die in Figur 1 dargestellte Position. Wie bereits erwähnt, ist dabei zu beachten, daß das Innere der Druckkammer 8 durch den nicht dargestellten Verdrängungskolben von der Luftkammer 10 getrennt und dicht abgeschlossen ist, ebenso wie auch der erwähnte Pumpmechanismus mit dem Förderrohr zum Heraufpumpen der Flüssigkeit aus dem Behälter in die zentrale Öffnung der Trennwand 7 abgedichtet eingesetzt ist, um so die Luftkammer 10 gegenüber dem Innenvolumen des Behälters abzudichten.

Die Luftkammer 10 weist über den Innenraum 10c der Düsenhaube 6 und über an der Innenfläche der zylindrischen Hülse 9 durch gestrichelte Linien angedeutete Kanäle 11 eine Verbindung zu eineroberen Düsenöffnung 13 am Ende der Düsenkappe 6 auf. Die zylindrische Hülse 9 ist dabei einstückig mit der Düsenkappe 6 ausgebildet und erstreckt sich von deren Spitze ausgehend und die äußere Düsenöffnung 13 umgebend ein Stück weit nach innen. Dabei umfaßt die Hülse 9 den Endabschnitt 12 des Förderrohres 15 mit enger Passung, wobei die Kanäle 11 entweder durch Längsnuten oder eine Riffelung an der Innenfläche der Hülse 9 gebildet werden.

Wie man aus den Figuren erkennen kann, verjüngt sich die innere Bohrung der Hülse 9 zur äußeren Düsenöffnung 13 hin stufenförmig unter Anpassung an den Außenquerschnitt des eine enge Düsenöffnung 14 aufweisenden Endabschnittes bzw. Düsenabschnittes 12 des Förderrohres 15. Die Wandstärken und Öffnungsquerschnitte sind insbesondere im Bereich der Hülse 9 und der Düsenöffnungen 13, 14 in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. Insbesondere kann die Düsenöffnung 14 deutlich von der dargestellten Anordnung und Form abweichen und hat im allgemeinen einen wesentlich kleineren Öffnungsdurchmesser im Verhältnis zu den übrigen Teilen als dies in der Zeichnung dargestellt ist. Vorzugsweise wird die Flüssigkeit durch eine entsprechende Formgebung und Anordnung der Düsenöffnung 14 mit Drall und koaxial zur Achse 16 der Düse aus der Düsenöffnung 14 (die auch aus einem Kranz mehrerer Öffnungen bestehen kann) ausgespritzt.

Die durch Riffelungen oder Längsnuten gebildeten Kanäle 11 folgen im übrigen auch den stufenförmigen Verjüngungen der Innenwand der Hülse 9.

Mit der Düsenöffnung 14 des Düsenabschnittes 12 nicht notwendigerweise fluchtend ist eine äußere Düsenöffnung 13 vorgesehen, die sich in relativ dichtem, axialen Abstand (weniger als 2 mm Abstand) vor der Öffnung 14 befindet. Während sich die Kanäle 11 zunächst kranzartig das Förderrohr 15 umgebend und damit koaxial zu diesem bzw. zu dem Düsenabschnitt 12 erstrecken, erhalten die durch diese Kanäle 11 fließenden Luftströme aufgrund der stufenförmigen Verjüngung der Hülse 9 eine radial nach innen gerichtete Komponente und münden schließlich genau zwischen der inneren Düsenöffnung 14 und der äußeren Düsenöffnung 13, so daß die aus den Kanälen 11 austretenden Luftströme unmittelbar auf die aus der Düsenöffnung 14 austretenden Flüssigkeitströpfchen auftreffen und gemeinsam mit diesen durch die äußere Düsenöffnung 13 entweichen, wodurch sichergestellt wird, daß das entstehende Aerosol aus sehr kleinen Flüssigkeitströpfchen mit einem engen Größenspektrum besteht. Dabei hat die Düsenöffnung 13 einen deutlich größeren Durchmesser als die Düsenöffnung 14, z.B. 1 mm gegenüber 1/10 mm.

Auch die Luftkammer 10 bzw. deren Verdrängungsvolumen 10a ist beträchtlich größer als das Verdrängungsvolumen in der Druckkammer 8. Legt man lediglich die aus den Figuren 1 und 2 zu entnehmenden Abmessungen zugrunde, wobei unterstellt wird, daß das gesamte dargestellte Volumen der Kammer 8 während eines Sprühvorganges durch die Düsenöffnung 14 her¬ ausgedrückt wird, so steht die durch die Düsenöffnung 14 herausgedrückte Flüssigkeitsmenge zu der zusätzlich aus der Kammer 10a über 10c und die Kanäle 11 herausgedrückten Luftmenge etwa im Verhältnis 1 :70.

In Figur 2 ist die Düse wiederum ohne den Pumpmechanismus mit herabgedrückter Düsenkappe 3 dargestellt. Wie man erkennt, setzt dabei der untere Rand des äußeren zylindrischen Ansatzes 4 auf den oberen Rand der Schraubkappe 1 auf, so daß durch diesen Anschlag das Ver¬ drängungsvolumen begrenzt wird, was somit etwas geringer ist als das im Zusammenhang mit Figur 1 beschriebene Volumen 10. Es versteht sich jedoch, daß in dieser Hinsicht beliebige Modifikationen vorgenommen werden können, so daß der Anschlag wahlweise auch durch Aufsetzen der Innenfläche des Fingerflansches 5 auf dem oberen Rand des inneren zylindrischen Ansatzes 2 definiert werden kann.

In der dargestellten Position füllt ein hier nicht dargestellter Kolben des Pumpmechanismus die Druckkammer 8 im wesentlichen aus und hat damit die Flüssigkeit durch das Förderrohr 5 nach oben durch die enge Düsenöffnung 14 herausgedrückt, wobei durch den relativ geringen Querschnitt der Druckkammer 8 sichergestellt wird, daß auch bei relativ leichtem Fingerdruck auf den Fingerflansch 5 der Kappe 3 im Inneren der Druckkammer 8 ein beträchtlicher Druck in der Größenordnung von mehreren bar entstehen kann.

Gleichzeitig ist auch aus der Luftkammer 10 Luft in etwa im Umfang des Verdrängungsvolumens 10a durch die Kanäle 11 entwichen, wobei entsprechende Luftstrahlen unmittelbar auf das an der Düsenöffnung 14 entstehende Aerosol einwirkten.

In den Figuren 1 und 2 nicht dargestellt ist ein Ventil, welches beim Loslassen des Fiπgerflan- sches 5 in der in Figur 2 dargestellten Position Luft in die Kammer 10 nachströmen läßt, wenn die Düsenkappe 3 sich unter der Wirkung eines Rückstellelementes, z.B. einer in dem Pumpmechanismus vorgesehenen Druckfeder, zurück in die in Figur 1 dargestellte Ausgangs¬ position bewegt. Allerdings ist ein solches zusätzliches Ventil nicht zwingend erforderlich, da die Luft auch durch Zurückströmen über die Öffnung 14 und die Kanäle 11 in die Luftkammer 10 gelangen kann. Daneben sind am unteren Rand des Ansatzes 4 gestrichelt eingezeichnete Kanäle 17 dargestellt, durch die beim Erreichen der Position gemäß Figur 1 Luft angesaugt werden kann.

Es versteht sich, daß die hier beschriebene Düse im Rahmen der vorliegenden Erfindung erheblich modifiziert werden kann, wobei vor allem die Form der Düsenkappe 3 und eines entsprechenden Betätigungsmechanismus anstelle des Fingerflansches 5 erheblich modifiziert werden kann. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Form der Düsenkappe 3 macht diese besonders geeignet zur Anwendung an Nasensprayflaschen. Für Asthmaspray könnte die Form der Düsenkappe beträchtlich verändert werden, um die Anwendung zu erleichtern.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Verfahren zum Erzeugen eines Aerosols, bei welchem eine Flüssigkeit unter Druck durch eine enge Düsenöffnung gepreßt und dadurch zerstäubt wird, dadurch gekennzeichnet daß gleichzeitig mit dem Herauspressen der Flüssigkeit ein Gasstrom unter Druck in das an der Düsenöffnung entstehende Aerosol eingespritzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Gas im wesentlichen koaxial mit dem Flüssigkeitsstrom der Düsenöffnung zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem koaxialen Gasstrom unmittelbar vor der Düsenöffnung eine radial einwärts gerichtete Komponente mitgegeben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas Luft verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit ein Medikament, ein Inhalationsmittel, ein Desinfektionsmittel, ein Parfüm oder ein sonstiges Kosmetikum ist

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumenverhältnis des im Bereich der Düsenöffnung zugeführten Gases zum Volumen der herausgedrückten Flüssigkeit mindestens 10:1 , vorzugsweise 20:1 oder mehr beträgt.

7. Vorrichtung zum Erzeugen eines aus fein verteilten Flüssigkeitströpfchen bestehenden Aerosols mit einem die zu zerstäubende Flüssigkeit aufnehmenden Behälter, einer Pumpvor¬ richtung zum Ansaugen eines vorgebbaren Flüssigkeitsvolumens, Einrichtungen, um das Flüssigkeitsvoiumen unter Druck zu setzen und aus einer Düse auszuspritzen, wobei die Düse mindestens eine Düsenöffnung mit einem kleinen Durchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich bzw. in der Nähe der Düsenöffnung mindestens eine Öffnung eines separaten Gaskanales mündet, wobei der Gaskanal mit einem unter Druck setzbaren Gasvolumen in Verbindung steht, wobei die Einrichtungen zum unter Druck Setzen und Herausspritzen der Flüssigkeit so ausgestaltet sind, daß sie gleichzeitig auch das Gasvolumen unter Druck setzen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsdüse von einem ringförmigen Gaskanal bzw. einem ringförmig angeordneten Kranz von Gaskanälen umgeben ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse eine Doppeldüse ist, die ein Innenteii und ein Außenteil aufweist wobei das Innenteil eine näherungs¬ weise rohrförmige Flüssigkeitsdüse mit einer kleinen Düsenöffnung an einem Rohrende ist, welche von einem Mantelteii umgeben ist, das eine mit der Düsenöffnung der Flüssigkeitsdüse fluchtende, größere Düsenöffnung aufweist, wobei zwischen der Wand der Flüssigkeitsdüse und einem diese umgebenden Abschnitt des Mantelteiles mindestens ein in Richtung der Öffnung des Mantelteiles mündender Gaskanal vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie an einem in der Hand zu haltenden Behälter angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse an einem Nasenspraybehälter angeordnet ist, wobei die Düse so bemessen ist, daß sie in ein Nasenloch einführbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß sie eine an sich bekannte Fingerpumpe aufweist, welche einen federbeaufschlagten, mit Fingern betätigbaren Pumpmechanismus aufweist sowie ein zentrales Förderrohr und eine Dosierkammer, und wobei ein das Förderrohr und/oder den Pumpmechanismus umgebende, ringförmige Luftkammer vorgesehen ist, welche mit dem mindestens einen, im Bereich der Düsenöffnung mündenden Luftkanal verbunden ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftkammer von zwei teleskopartig ineinandergeführten, zylindrischen Abschnitten gebildet wird, von denen der eine fest an einem Behälterhals und der andere an einem Betätigungsmechanismus für die Pumpe angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängungs¬ volumen der Luftkammer aufgrund der Relativverschiebung der zylindrischen Abschnitte mindestens das Zehnfache, vorzugsweise mindestens das Zwanzigfache des Flüssigkeits¬ volumens in der Dosierkammer des Pumpmechanismus beträgt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß von dem Mantelteil der Düse ausgehend und die äußere Düsenöffnung ringförmig umgebend eine den Endabschnitt der Flüssigkeitsdüse eng umgebende Hülse vorgesehen ist, deren Innenwand als Gaskanäle dienende Längsnuten aufweist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet daß der den Flüssigkeits- und Luftstrom erzeugende Pumpmechanismus mit einem mit einem Behälter zu verbindenden Übergangsteil zusammenmontiert ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet daß das Übergangsteil eine Schraubkappe ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit Ausnahme einer Rückstellfeder der Pumpmechanismus und die Düsenteile aus Kunststoff gefertigt sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet daß ein Ventil für die Ansaugung von Luft in die Luftdruckkammer vorgesehen ist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 19, dadurch gekennzeichnet daß der Pumpmechanismus einen an einen äußeren Düsenaufsatz anschließenden, radialen Fingerflansch aufweist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet daß die innere Düsenöffnung (14) in radialer Richtung versetzt zur äußeren Düsenöffnung (13) angeordnet ist.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Ansatz (4) und/oder der Ansatz (2) der Schraubkappe (1 ) an ihren Berührungsflächen sich axial erstreckende Ventilkanäle (17) zum Ansaugen von Luft aufweisen.