ИНГАЛЯТОРНЫЙ КОМПОНЕНТ Российский патент 2016 года по МПК A24F47/00 

Настоящее изобретение относится к ингаляторному компоненту для образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля путем испарения жидкого материала и при определенных условиях конденсации образовавшегося пара, имеющему электрический нагревательный элемент для испарения порции жидкого материала, фитиль с капиллярной структурой, который образует с нагревательным элементом комбинированную структуру и автоматически снабжает нагревательный элемент жидким материалом, несущую пластину, предпочтительно печатную плату, на которой расположена комбинированная структура и на которой электрически подсоединен нагревательный элемент, по меньшей мере частично образованную несущей пластиной капиллярную щель для автоматического снабжения комбинированной структуры жидким материалом, для чего один концевой участок фитиля входит в эту капиллярную щель, и содержащую жидкий материал емкость, из которой в капиллярную щель поступает жидкий материал.

Определение терминов

В настоящем описании и в формуле изобретения термин "ингалятор" в одинаковой степени относится к ингаляторам медицинского и немедицинского назначения. Данный термин относится далее к ингаляторам для применения лекарственных средств и тех веществ, которые не отнесены к лекарственным средствам. Данный термин относится, кроме того, к курительным изделиям и изделиям-заменителям сигарет, отнесенным, например, по патентной классификации к классу A24F 47/00В, если такие изделия предназначены для применения паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля пользователем. Термин "ингалятор" должен также трактоваться как не накладывающий никаких ограничений на то, как образовавшаяся паровоздушная смесь и/или образовавшийся конденсационный аэрозоль применяется пользователем, соответственно поступает в его организм. Паровоздушная смесь и/или конденсационный аэрозоль могут/может вдыхаться в легкие или же только поступать в ротовую полость без вдыхания в легкие.

Термином "капиллярная щель" обозначается любая щель, которая обеспечивает транспорт или перемещение по ней жидкости исключительно на основании капиллярного действия, создаваемого ограничивающими ее стенками. Фитили, заключенные в кожух фитили или заполненные фитильным материалом каналы не являются капиллярными щелями.

Использование термина "комбинированная структура" в единственном числе не исключает наличия нескольких комбинированных структур. В объем изобретения в явном виде включены системы с несколькими комбинированными структурами.

В WO 2010/045671 (на имя Helmut Buchberger) описан ингаляторный компонент для периодического образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля синхронно с вдыханием или затяжкой, имеющий (фиг. 9-12 и фиг. 17-18) корпус (3), расположенную в нем камеру (21), воздуховпускное отверстие (26) для подвода окружающего воздуха в эту камеру (21) и электрический нагревательный элемент для испарения порции жидкого материала (16), при этом образующийся пар смешивается в камере (21) с поступающем через воздуховпускное отверстие (26) воздухом с образованием паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля. Такой ингаляторный компонент имеет далее фитиль с капиллярной структурой, который образует с нагревательным элементом плоскостную комбинированную структуру (22) и который после испарения порции жидкого материала (16) вновь автоматически снабжает им нагревательный элемент. Плоскостная комбинированная структура (22) двумя своими концевыми участками расположена на двух электропроводных пластинчатых контактах (23), к поверхности которых одновременно электрически подсоединен нагревательный элемент. Такие пластинчатые контакты альтернативно могут быть также образованы печатными платами или общей печатной платой. По меньшей мере один нагревающийся участок плоскостной комбинированной структуры (22) бесконтактно расположен в камере (21), а капиллярная структура фитиля на этом участке плоскостной комбинированной структуры практически обнажена с по меньшей мере одной ее стороны (24). Плоскостная комбинированная структура (22), соответственно ее фитиль одним концом входит в капиллярную щель (41), которая в свою очередь капиллярно связана, соответственно выполнена капиллярно связываемой с содержащей жидкий материал (16) емкостью (4). Емкость (4) имеет открываемую крышку (18), которая перед пользованием ингаляторным компонентом еще закрыта. Такая крышка (18) может быть открыта пользователем вручную, после чего жидкий материал (16) начинает переливаться в резервуар (45) и смачивать капиллярную щель (41). По капиллярной щели (41) жидкий материал (16) всасывается из содержащей его емкости (4), соответственно резервуара (45) и транспортируется к комбинированной структуре (22). Капиллярную щель (41) в принципе образуют один из обоих пластинчатых контактов (23) и плоско наложенная на него верхняя часть (42). Помимо этого в пластинчатом контакте (23) выполнен вентиляционный канал (52), соединяющий резервуар (45), соответственно емкость (4) с камерой (21). Такой вентиляционный канал (52) обеспечивает уравнивание давления тем, что каждая порция жидкого материала (16), попадающая в капиллярную щель (41), непосредственно заменяется такой же по объему порцией воздуха.

Емкость (4) в показанной на фиг. 9 проекции расположена над несущими комбинированную структуру (22) пластинчатыми контактами (23). Такая компоновка зарекомендовала себя как исключительно громоздкая, чем в конечном итоге обусловлены сравнительно большие габариты ингаляторного компонента. Еще один недостаток состоит в том, что капиллярная щель (41) существенно ограничена по своей двумерной протяженности, т.е. протяженности в двух измерениях, поскольку при вертикальном расположении капиллярной щели под действием веса находящегося в ней столба жидкости в резервуаре (45) создается разрежение, которое должно компенсироваться капиллярностью вентиляционного канала (52). Однако в том случае, если капиллярности вентиляционного канала (52) оказывается более недостаточно для поддержания равновесия, возникает опасность вытекания всего жидкого материала (16), находящегося в емкости (4), через капиллярную щель (41). Главным образом в том случае, когда несколько комбинированных структур требуется разместить рядом друг с другом (см. фиг. 29) и/или когда фитиль должен пропитываться жидким материалом через два удаленных один от другого концевых участка, капиллярная щель (41) должна иметь соответственно большую двумерную протяженность, реализовать которую в устройстве с описанной выше компоновкой, известной из WO 2010/045671, едва ли возможно по причине указанных эффектов.

В основу настоящего изобретения была положена задача устранить рассмотренные ниже недостатки, присущие известному из уровня техники устройству. Положенная в основу изобретения задача состояла прежде всего в таком выполнении ингаляторного компонента указанного в начале описания типа, которое позволяло бы добиться сравнительно компактной его компоновки с соответственно малыми габаритными размерами. Помимо этого должна обеспечиваться также возможность предусматривать капиллярные щели с большей двумерной протяженностью.

Указанная задача решается с помощью отличительных признаков, представленных в п. 1 формулы изобретения. В соответствии с этим предлагаемое в изобретении решение состоит в том, что капиллярная щель, если смотреть в направлении перпендикулярно несущей пластине, по меньшей мере частично перекрывает снаружи емкость. Согласно настоящему изобретению термин "перекрывать" справедлив также в том случае, когда между капиллярной щелью и емкостью с жидким материалом расположены еще и другие детали. Приняв во внимание тот факт, что образующие капиллярную щель компоненты занимают лишь мало места в направлении перпендикулярно несущей пластине, становится очевидной возможность сэкономить монтажное пространство благодаря предлагаемой в изобретении компоновке.

В одном из вариантов осуществления изобретения комбинированная структура, если смотреть в направлении перпендикулярно несущей пластине, по меньшей мере частично перекрывает емкость. Согласно настоящему изобретению термин "перекрывать" справедлив также в том случае, когда между комбинированной структурой и емкостью с жидким материалом расположены еще и другие детали. Приняв во внимание тот факт, что комбинированная структура обычно представляет собой сравнительно тонкое образование, становится очевидной возможность дополнительной экономии монтажного пространства благодаря такому еще одному перекрытию.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения несущая пластина по меньшей мере частями расположена на емкости. Таким образом, емкость с жидким материалом и несущая пластина расположены в виде своего рода пакета друг на друге. С конструктивной точки зрения особенно предпочтителен вариант, в котором емкость имеет в основном форму прямоугольного параллелепипеда, а несущая пластина по меньшей мере частями расположена на его боковой поверхности. Благодаря этому возможно оптимальное использование имеющегося монтажного пространства. Несущая пластина в предпочтительном варианте образована печатной платой, прежде всего так называемой многослойной печатной платой. Благодаря этому возможно распределение подводящих, соответственно отводящих электрический ток нагрева токопроводящих дорожек по нескольким слоям, что позволяет передавать также ток нагрева очень большой силы практически без потерь.

Объектом изобретения является, кроме того, ингалятор с его описанным выше предлагаемым в изобретении компонентом. Такой ингаляторный компонент, таким образом, может также представлять собой лишь часть ингалятора, прежде всего его сменную часть.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые к описанию чертежи, на которых показано:

на фиг. 1 - различные виды предлагаемого в изобретении ингалятора,

на фиг. 2 - изображенный на фиг. 1 ингалятор с его многократно используемой частью и с его сменным компонентом в разъединенном состоянии,

на фиг. 3а и 3б - различные виды сменного ингаляторного компонента,

на фиг. 4а, 4б, 4в, 4г и 4д - виды сменного ингаляторного компонента в разрезе плоскостью А-А по фиг. 3б на различных стадиях сборки,

на фиг. 5 - увеличенный фрагмент "а" изображенного на фиг. 4а ингаляторного компонента,

на фиг. 6 - увеличенный фрагмент "b" изображенного на фиг. 4б ингаляторного компонента,

на фиг. 7 - несущая пластина, выполненная в виде многослойной печатной платы,

на фиг. 8 - вид сменного ингаляторного компонента в разрезе плоскостью В-В по фиг. 3б,

на фиг. 9 - увеличенный фрагмент "с" изображенного на фиг. 8 ингаляторного компонента и

на фиг. 10 - вид сменного ингаляторного компонента в разрезе плоскостью С-С по фиг. 3б на уровне комбинированных структур.

На фиг. 1 показан предлагаемый в изобретении ингалятор, который по своим форме и размеру обеспечивает пользователям возможность простого и удобного обращения с ним. По своему объему ингалятор лишь примерно вдвое меньше сигаретной пачки. Показанный на чертежах в качестве примера ингалятор состоит в основном из двух частей, а именно ингаляторной части 1 и ингаляторного компонента 2.

Ингаляторный компонент 2 имеет корпус 3, который с одной своей торцевой стороны образует мундштук 4, подобный мундштуку курительной трубки. Корпус 3 в предпочтительном варианте выполнен из пластмассы. Ингаляторный компонент 2 содержит жидкий материал, который испаряется внутри корпуса 3 при электрическом нагреве и переводится в ингалируемую паровоздушную смесь и/или ингалируемый конденсационный аэрозоль. Образовавшаяся паровоздушная смесь и/или образовавшийся конденсационный аэрозоль при ее и/или его применении пользователем выходит через мундштук 4. В качестве жидкого материала в принципе могут использоваться все вещества и составы, которые практически без остатка испаряются при атмосферных условиях. Данное условие соблюдается уже и в том случае, когда соответствующее вещество или соответствующий состав представлено/представлен в разведенном виде, например в растворенном в воде и/или этаноле виде, и когда раствор испаряется практически без остатка. Путем разведения в достаточно большом количестве легколетучего растворителя, такого как вода и/или этанол, можно также перевести обычно трудноиспаряющиеся вещества в состояние, в котором соблюдается вышеуказанное условие, и предотвратить или существенно уменьшить термическое разложение жидкого материала. Образующиеся в результате конденсации аэрозольные частицы обычно имеют среднемассовый аэродинамический диаметр менее 2 мкм и благодаря этому способны также достигать альвеол. Предлагаемый в изобретении ингалятор пригоден прежде всего для применения веществ системного действия, главным образом тех действующих веществ, которые проявляют свое основное действие в центральной нервной системе. В качестве примера при этом можно назвать никотин, температура кипения которого составляет 246°С. Никотинсодержащие аэрозольные частицы оседают преимущественно в бронхах и альвеолах, где действующее вещество мгновенно попадает в систему кровообращения. Через несколько секунд никотин в суммарной концентрации достигает мозга и может проявлять в нем свое известное действие.

Ингаляторная часть 1 состоит из основного корпуса 5, который в предпочтительном варианте также изготовлен из пластмассы. В основном корпусе 5 расположена по меньшей мере одна батарея 6 и электрическая схема 7 (на фиг. 1 показана штриховой линией) вместе с (кнопочным) выключателем 7а. Батарея 6 и электрическая схема 7 служат источником необходимой для испарения жидкого материала электрической энергии. Батарея 6 в предпочтительном варианте представляет собой перезаряжаемый аккумулятор, например аккумулятор типа CGR18650K, выпускаемый компанией Panasonic (www.industrial.panasonic.com). Речь при этом идет о цилиндрическом литий-ионном аккумуляторе типоразмера 18650 с емкостью 1650 мА·ч и с нагрузочной способностью по току до 30 А. Сопоставимые аккумуляторы в больших количествах выпускаются также другими производителями, в частности компанией Sony, компанией Samsung, компанией LG Chem.

Как показано на фиг. 2, ингаляторная часть 1 и ингаляторный компонент 2 в данном конкретном варианте выполнены отсоединяемыми друг от друга. Благодаря подобной компоновке возможно многократное использование ингаляторной части 1, что в принципе целесообразно, если принять во внимание, что ингаляторная часть 1, во-первых, не контактирует с жидким материалом, т.е. не загрязняется им, а во-вторых, содержит компоненты, которые долговечнее составных частей ингаляторного компонента 2. Ингаляторный компонент 2 после израсходования жидкого материала надлежащим образом целиком утилизируется пользователем как отходы и заменяется новым ингаляторным компонентом 2. В этом отношении ингаляторный компонент 2 представляет собой сменное изделие одноразового пользования. Надлежащая утилизация ингаляторного компонента рекомендуется прежде всего в том случае, когда жидкий материал содержит лекарственные средства или токсины, такие как никотин. Очевидно, что в принципе возможно было бы также цельное выполнение ингаляторной части 1 и ингаляторного компонента 2, т.е. их выполнение неотделяемыми друг от друга. Однако такое конструктивное исполнение оказалось бы неэкономичнее, поскольку в этом случае все части и компоненты ингалятора, т.е. весь ингалятор целиком, образуют изделие одноразового пользования. Очевидно, что объем изобретения охватывает и подобное конструктивное исполнение, при этом в данном случае весь ингалятор следует рассматривать как ингаляторный компонент.

Механическое соединение или сочленение между сменным ингаляторным компонентом 2 и ингаляторной частью 1 многократного использования осуществляется посредством втычных язычков 8а и образованных корпусом 3 направляющих выступов 9а, входящих в соответствующие им, образованные основным корпусом 5 ингаляторной части 1 многократного использования ответные гнезда 8b и направляющие пазы 9b. Вставные язычки 8а и ответные гнезда 8b одновременно служат для ввода электрической энергии в сменный ингаляторный компонент 2 в целях испарения жидкого материала, о чем более подробно сказано ниже.

На фиг. 3а и 3б сменный ингаляторный компонент 2 показан в различных видах. На фиг. 4-9 приведены дополнительные изображения ингаляторного компонента 2, поясняющие его внутреннее устройство. В соответствии с этим корпус 3 ингаляторного компонента 2 имеет в основном параллелепипеидальную форму. Внутри такого параллелепипеидального корпуса 3 находятся компоненты, имеющие существенное значение для образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля. К таковым компонентам относятся прежде всего комбинированные структуры 10, которые обеспечивают испарение жидкого материала. В данном конкретном варианте рядом друг с другом расположено шесть таких комбинированных структур 10, которые имеют плоскостную форму. Каждая из плоскостных комбинированных структур 10 состоит из фитиля и электрического нагревательного элемента, которые плоско соединены между собой или плоско интегрированы друг в друга с образованием плоскостной структуры. Плоскостные комбинированные структуры 10 могут быть образованы, например, фольгой и прикрепленными к ней путем спекания слоями металлической ткани. Вместо металлической ткани могут также использоваться открытопористые пенометаллы. Открытопористая капиллярная структура прикрепленных к фольге путем спекания слоев металлической ткани, соответственно открытопористая капиллярная структура пенометалла образует фитиль, а электрическое сопротивление металла образует нагревательный элемент. В качестве примера пригодных для применения в подобных целях металлических резистивных проводниковых материалов можно назвать высококачественную сталь, такую как сталь марки AISI 304 или марки AISI 316, а также сплавы для электронагревательных элементов, прежде всего хромоникелевые сплавы. Изготовление подобных плоскостных комбинированных структур 10 относится к уровню техники и подробно описано, например, в уже упоминавшейся выше публикации WO 2010/045671 (на имя Helmut Buchberger).

Как показано прежде всего на фиг. 4б и 7, плоскостные комбинированные структуры 10 своими двумя концевыми участками 10а, 10b расположены, соответственно закреплены на несущей пластине 11. Несущая пластина 11 имеет крупное отверстие 12, которое бесконтактно перекрыто комбинированными структурами 10. Несущая пластина 11 в данном конкретном варианте выполнена в виде печатной платы, прежде всего в виде многослойной печатной платы. Для применения в качестве материала для изготовления печатной платы 11 в принципе пригодны все известные материалы, используемые по такому назначению, прежде всего материалы типов от FR1 до FR5. Плоскостные комбинированные структуры 10 в зоне своих концевых участков 10а, 10b электрически соединены с токопроводящими дорожками 13 печатной платы 11. На фиг. 7 токопроводящие дорожки 13 показаны в виде черных прямоугольных участков. При использовании описанных выше комбинированных структур на основе фольги их электрическое подсоединение в предпочтительном варианте осуществляется путем пайки со стороны фольги, при необходимости после предварительной обработки приемлемым флюсом. Высококачественная сталь марок AISI 304 и AISI 316 допускает возможность ее беспроблемной пайки, например, припоем-концентратом, выпускаемым под торговым наименованием "5050S-Nirosta" фирмой Stannol GmbH (www.stannol.de). Альтернативно этому электрическое подсоединение комбинированных структур можно обеспечить путем клеевого соединения электропроводным клеем, например, серебросодержащим клеем на эпоксидной основе. Монтаж плоскостных комбинированных структур 10 на печатную плату 11, а также их электрическое подсоединение происходят в полностью автоматизированном режиме, при этом возможно использование методов, применяемых в промышленности по производству печатных плат и в остальном пригодных также для массового производства.

Печатная плата 11 выступает из корпуса 3 своими уже упоминавшимися выше втычными язычками 8а. Оба этих втычных язычка 8а служат для ввода электрической энергии в ингаляторный компонент 2. Электрическая энергия подводится к комбинированным структурам 10 по токопроводящим дорожкам 13. Согласно фиг. 7 токопроводящие дорожки 13 расположены на лицевой стороне 11а печатной платы 11 и на ее обратной стороне 11b, при этом лицевая сторона 11а является монтажной стороной, т.е. той стороной, на которой электрически подсоединены комбинированные структуры 10. Другие токопроводящие дорожки дополнительно могут быть расположены еще и в промежуточных слоях. Отдельные слои с токопроводящими дорожками целесообразно соединять между собой в соответствии с уровнем техники так называемыми межслойными соединениями. На фиг. 7 условно показано далее прохождение электрического тока. В соответствии с этим в данном конкретном варианте по три комбинированные структуры 10 соединены между собой по последовательной схеме. Благодаря этому можно в определенных пределах влиять на результирующее нагревательное сопротивление, а тем самым и на теплопроизводительность и скорость испарения. Существует также возможность выполнить шесть комбинированных структур 10 с различающимся между собой по величине индивидуальным электрическим сопротивлением путем, например, соответствующего варьирования толщины фольги. Подобная мера позволяет также сделать процесс испарения зависимым от места аналогично тому, как это происходит в сигарете.

На лицевую сторону 11а печатной платы 11 наложена в основном пластинчатая верхняя часть 14 (см. фиг. 4в и 8-10), которая в предпочтительном варианте выполнена из пластмассы. Верхняя часть 14 имеет отверстие 15, которое по своим размерам и расположению сопоставимо с отверстием 12 в печатной плате 11. В простейшем случае верхняя часть 14 прилегает непосредственно к концевым участкам 10а, 10b плоскостных комбинированных структур 10. Благодаря этому верхняя часть 14 совместно с печатной платой 11 образуют капиллярную щель 16, у которой ее размер в свету, соответственно ее ширина соответствует в основном толщине плоскостных комбинированных структур 10 (см. фиг. 9 и 10). Ширина капиллярной щели составляет обычно 0,2 мм. На фиг. 4г двумерная протяженность капиллярной щели 16 обозначена черным участком. Верхняя часть 14 закреплена на печатной плате 11 клеевым соединением на двух выступах 14а, 14b и крепежном уголке 17.

Печатная плата 11 своей обратной стороной 11b прилегает к емкости 19 с жидким материалом 18 (см. фиг. 4а/4б, 8 и 10). Емкость 19, соответственно ее стенка образована корпусом 3 и имеет параллелепипеидальную форму. В предпочтительном варианте печатная плата 11 закреплена на стенке емкости с жидким материалом клеевым соединением. В предпочтительном варианте емкость 19 заполняется жидким материалом 18 на предприятии-изготовителе в конце производственного процесса в полностью автоматизированном режиме с подачей жидкого материала дозатором по трубочке, вставленной в небольшое отверстие в стенке емкости (не показано). Такое отверстие по завершении процесса заполнения емкости жидким материалом герметично закрывают, например путем заплавления, и затем весь ингаляторный компонент 2 упаковывают в воздухонепроницаемую упаковку.

Емкость 19 имеет на своем нижнем конце два расположенных близко друг к другу отверстия, а именно питающее отверстие 20 и вентиляционное отверстие 21 (см. фиг. 5, 6 и 9). Питающее отверстие 20 сообщается с проходным отверстием 22, которое образовано краем печатной платы 11 и продолжением 23 стенки емкости (см. фиг. 6 и фиг. 9). Продолжение 23 одновременно образует упор для верхней части 14. Для повышения жесткости конструкции продолжение 23 опирается через перемычку 24 на корпус 3. Снабжение капиллярной щели 16 жидким материалом 18 осуществляется через питающее отверстие 20 и проходное отверстие 22 и происходит автоматически под действием капиллярных сил, возникающих в капиллярной щели 16. Необходимым условием возникновения таких капиллярных сил является хорошее смачивание жидким материалом 18 всех соприкасающихся с ним поверхностей. С целью обеспечить соблюдение подобного условия соответствующие детали, т.е. емкость 19, печатную плату 11 вместе с комбинированными структурами 10 и верхнюю часть 14, следует еще перед их сборкой гидрофилизировать проведением пригодного для этого процесса. К таким процессам относятся гидрофилизация в кислородной плазме, а также гидрофилизация путем полимеризации в плазме. Услуги по проведению обоих этих процессов предлагаются, например, компанией Diener electronic GmbH u. Co. KG (www.plasma.de) на условиях заказа на переработку давальческого сырья. Данная компания располагает, кроме того, возможностями по проектированию и сооружению на заказ соответствующих установок, пригодных также для массового производства.

Вентиляционное отверстие 21 сообщается с выполненной в печатной плате 11 вентиляционной канавкой 25, которая в свою очередь через отверстие 12 сообщается с внутренним пространством, находящимся под атмосферным давлением. Вентиляционное отверстие 21 и вентиляционная канавка 25 обеспечивают уравнивание давления тем, что каждая порция жидкого материала 18, попадающая в капиллярную щель 16 из емкости, непосредственно заменяется в ней такой же по объему порцией воздуха.

Расположение печатной платы 11 и емкости 19 со взаимным перекрытием, а также описанное выше расположение питающего отверстия 20, проходного отверстия 22 и вентиляционного отверстия 21 позволяют образовать капиллярную щель, занимающую сравнительно большую площадь, которая необходима в том случае, когда жидким материалом 18 требуется снабжать несколько расположенных рядом друг с другом комбинированных структур 10. Благодаря подобной компоновке удается практически полностью предотвратить опасность вытекания жидкого материала 18 наружу в каком-либо месте под действием силы тяжести. В показанном на фиг. 8 вертикальном положении ингаляторного компонента 2 (стрелкой G указано направление действия силы тяжести) в вентиляционном отверстии 21 преобладает давление, приблизительно равное атмосферному, поскольку капиллярная щель 16 не проходит далее вниз за пределы проходного отверстия 22 (см. фиг. 4г). В перевернутом вверх дном положении ингаляторного компонента 2 (мундштук 4 обращен вниз) столб жидкости в капиллярной щели 16 хотя и может индуцировать разрежение, однако оно не может действовать на жидкий материал 18 в содержащей его емкости 19, поскольку имеющаяся в ней воздушная прослойка прерывает капиллярную связь. При заполнении емкости 19 жидким материалом на предприятии-изготовителе необходимо лишь следить за тем, чтобы в емкости оставался небольшой воздушный объем 26 для образования воздушной прослойки.

Перед более детальным описанием принципа работы предлагаемого в изобретении ингалятора ниже сначала рассмотрены другие составные части ингаляторного компонента 2. Даже если такие составные части могут и не иметь непосредственного отношения к объекту изобретения, тем не менее их описание способствует еще лучшему пониманию принципа работы предлагаемого в изобретении ингаляторного компонента в целом, а также более надежному обеспечению осуществимости изобретения. Между верхней частью 14 и корпусом 3 расположены две открытопористые, впитывающие губки 27а, 27b (см. фиг. 4д и 10). Пространство между губками образует вместе с отверстием 15 камеру 28 (см. также фиг. 8), в которой происходит собственно образование паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля. Губки 27а, 27b впитывают в свои поры образующиеся из паровой фазы отложения конденсата и предотвращают образование свободно подвижных скоплений конденсата в ингаляторном компоненте 2, которые могли бы отрицательно сказаться на его работе. Подобные скопления конденсата могут также создавать проблему с гигиенической точки зрения, прежде всего при их попадании в ротовую полость пользователя через мундштук 4. Губки 27а, 27b в предпочтительном материале образованы мелкопористым нетканым волокнистым материалом. На изготовлении подобных нетканых волокнистых материалов специализируется компания Filtrona Fibertec GmbH (www.filtronafibertec.com), которой при этом выпускаются волокнистые материалы из ацетатных волокон с триацетином в качестве связующего, а также из термически скрепленных полиолефиновых и полиэфирных волокон.

Губки 27а, 27b расположены на образованных П-образным держателем 29 угловых профилях 29а, 29b (см. фиг. 4д и 10). Держатель 29 скреплен с верхней частью 14 клеевым соединением. Держатель 29 вместе с угловыми профилями 29а, 29b в предпочтительном варианте выполнен из гидрофобной пластмассы. Гидрофобный материал действует по типу барьера для жидкости и надежно предотвращает возможность попадания жидкого материала 18 к губкам 27а, 27b под действием капиллярных эффектов. В соединяющей между собой угловые профили 29а, 29b поперечине 29с с ее обращенной к верхней части 14 стороны выполнено углубление 30, которое совместно с верхней частью 14 образует воздушное сопло 31 (см. фиг. 9 и 10). Такое воздушное сопло 31 предназначено, о чем более подробно сказано ниже, для впуска окружающего воздуха в камеру 28. Во избежание закупоривания воздушного сопла 31 отложениями конденсата рекомендуется заклеивать верхнюю поверхность верхней части 14 в зоне воздушного сопла 31 тонкой гидрофобной клейкой лентой (не показана).

Снабжение ингаляторного компонента 2 окружающим воздухом для образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля происходит через всасывающий патрубок 32, образованный корпусом 3 (см. фиг. 3а/3б и 8). Такой всасывающий патрубок 32 расположен с противоположной по отношению к мундштуку 4 стороны ингаляторного компонента 2. При таком расположении всасывающего патрубка он наилучшим образом защищен от попадания в него дождевой воды. В соединенном с ингаляторной частью состоянии ингаляторного компонента 2 его всасывающий патрубок 32 выступает через отверстие 33, образованное основным корпусом 5 ингаляторной части 1 (см. фиг. 2). Во всасывающем патрубке 32 находится дроссель 34. Назначение такого дросселя 34 состоит в создании аэродинамического сопротивления, аналогичного аэродинамическому сопротивлению в сигарете, благодаря чему пользователь ощущает при затяжке аналогичное сопротивление потоку, что и при затяжке сигаретой. Говоря более конкретно, аэродинамическое сопротивление должно при расходе 1,05 л/мин составлять от 8 до 16 мбар и иметь характеристику, максимально приближенную к линейной. Наличие дросселя 34 необходимо в том случае, когда образовавшаяся паровоздушная смесь и/или образовавшийся конденсационный аэрозоль должны так же, как при курении сигареты, а именно в виде затяжки, поступать в ротовую полость (объем одной затяжки составляет примерно 20-80 мл), при необходимости с последующим вдыханием в легкие. Подобный режим рекомендуется главным образом в том случае, если жидкий материал 18 содержит никотин. Однако дроссель 34 отсутствует, когда ингалятор должен допускать возможность непосредственного вдыхания в легкие в один прием, как это имеет место у большинства медицинских ингаляторов. В предпочтительном варианте дроссель 34 образован нетканым волокнистым материалом, который подобен сигаретному фильтру и плотность которого следует согласовывать с указанной выше характеристикой расхода. Такой материал также можно приобрести у компании Filtrona Fibertec GmbH (www.filtronafibertec.com).

Ниже детально рассмотрена работа ингалятора. Сначала пользователю необходимо подсоединить новый ингаляторный компонент 2 к ингаляторной части 1 многократного использования. Электрическая схема 7 регистрирует или распознает такое подсоединение ингаляторного компонента к ингаляторной части и при необходимости инициирует выполнение определенных подготовительных операций, например, выполнение одного или нескольких циклов испарения с тем, чтобы снабдить комбинированные структуры 10 свежим жидким материалом 18 и/или обеспечить создание установившихся, или постоянных, условий. Сразу по завершении выполнения этих операций электрическая схема 7 сигнализирует, например, посредством светодиода о готовности ингалятора к работе. Далее пользователю необходимо поднести мундштук 4 ингалятора ко рту и нажать на (кнопочный) выключатель 7а. Одновременно с этим пользователю необходимо начать затяжку через мундштук 4. Под действием создающегося в результате этого разрежения во всасывающий патрубок 32 начинает всасываться окружающий воздух. При этом воздушный поток сначала проходит через дроссель 34, а затем изменяет свое направление под прямым углом (см. стрелки на фиг. 8 и 9) и входит в напорную воздушную (или предсопловую) камеру 35, в которой воздух накапливается и затем равномерно поступает в щелевидное воздушное сопло 31. В воздушном сопле 31 воздушный поток ускоряется и поступает в камеру 28 с высокой входной скоростью.

При нажатии на выключатель 7а электрическая схема 7 включает ток нагрева. В предпочтительном варианте источником тока нагрева служит мощный МОП-транзистор, при этом подводимую мощность можно согласовывать с конкретными требованиями путем подачи тактовых импульсов (задания относительной длительности). Такое согласование может в определенных пределах выполняться также пользователем посредством соответствующего интерфейса, что позволяет пользователю влиять на генерируемое количество аэрозоля, соответственно дыма. Ток нагрева включается на предварительно настроенный период времени ("период нагрева"), продолжительность которого обычно составляет от 1,0 до 1,8 с. Ток нагрева подводится к комбинированным структурам 10 через втычные язычки 8а и по токопроводящим дорожкам 13 печатной платы 11 и вызывает мгновенный нагрев комбинированных структур 10 и запасенного в фитилях жидкого материала 18, который после этого испаряется. Образующийся пар испускается в камеру 28, где он смешивается с воздухом, поступающим через воздушное сопло 31. Благодаря соответствующим расположению и размерам воздушного сопла 31 обеспечивается равномерное и быстрое обтекание комбинированных структур 10 воздухом. Тем самым обеспечивается создание приблизительно одинаковых со всех сторон условий смешения генерируемого комбинированными структурами 10 пара с воздухом с образованием гомогенной смеси пара и воздуха. Воздух вызывает охлаждение пара, вследствие чего возможно, кроме того, образование конденсационного аэрозоля, если испаряемый жидкий материал 18 содержит вещества с достаточно низким давлением паров, так называемые аэрозолеобразующие вещества. Типичным примером подобных аэрозолеобразующих веществ является глицерин.

Образовавшаяся в камере 28 паровоздушная смесь и/или образовавшийся в камере 28 конденсационный аэрозоль до поступления через мундштук 4 в ротовую полость пользователя для вдыхания им в рассматриваемом варианте в заключение проходит еще через охладитель 36 (см. фиг. 4д и 8). Такой охладитель 36 может быть образован, например, пористым наполнителем, холстоподобным волокнистым материалом или пеноматериалом с открытыми порами, через которые проходит поток образовавшейся паровоздушной смеси и/или образовавшегося конденсационного аэрозоля. Охладитель 36 может быть также выполнен многоступенчатым, у которого его отдельные ступени обладают различающимися между собой свойствами. При наличии никотина в испаряемом материале может оказаться предпочтительным снабжать материал по меньшей мере одной ступени охладителя покрытием из приемлемого абсорбента, например покрытием из лимонной кислоты. Такой абсорбент сорбирует из проходящего через охладитель потока конденсационного аэрозоля легколетучие никотиновые фракции, которые в противном случае оседали бы в ротовой полости и глотке, что нежелательно ни с фармакокинетической, ни с органолептической точек зрения. К материалу охладителя можно далее добавлять ароматические вещества, такие как ментол.

Пригодные для применения в указанных целях холстоподобные волокнистые материалы можно приобрести, например, у компании Freudenberg Vliesstoffe KG (www.freudenberg-filter.com). Выпускаемый этой компанией в виде фильтровальных холстов под названием "Viledon^®" материал из полиолефиновых волокон изготавливается в соответствии с определяемой заказчиком спецификацией, при этом возможно такое согласование свойств материала, чтобы конечный продукт был практически полностью проницаем для мелких частиц образовавшегося конденсационного аэрозоля. В качестве примера пригодного для применения в указанных целях пеноматериала можно назвать материал, выпускаемый компанией Dunlop Equipment (www.dunlop-equipment.com). Данная компания выпускает пеноникель и хромоникелевый пеносплав под названием Retimet^® (сорт 80) с пористостью 90-95% и диаметром пор примерно 300 мкм в виде листов толщиной до 15 мм. Согласно устному сообщению представителей данной компании с технологической точки зрения возможно также изготовление таких пеноматериалов с еще несколько более мелкими порами. Пенометаллы можно, кроме того, дополнительно уплотнять путем прокатки. Пенометаллические листы можно подвергать дальнейшей переработке путем лазерной резки или электроэрозионной резки проволокой. Пеноникель и прежде всего хромоникелевый пеносплав отличаются высокой прочностью, а также высокими термостойкостью и стойкостью к окислению. Учитывая подобные свойства таких сравнительно дорогих пенометаллов, их следует по истечении срока службы ингаляторного компонента 2 направлять на вторичную переработку в целях повторного использования. При использовании жидкого материала 18, содержащего никотин, ингаляторный компонент 2 в принципе целесообразно передавать в пользование потребителю лишь под соразмерный залог. Благодаря этому обеспечивается экологичная утилизация и при необходимости вторичная переработка большей части загрязненных остатками никотина охладителя 36, губок 27а, 27b и емкости 19.

В конце периода нагрева электрическая схема 7 деактивирует выключатель 7а на пару секунд. Такая деактивация, о которой пользователь уведомляется, например, посредством светодиода, необходима с тем, чтобы комбинированные структуры 10 могли охладиться, а фитили могли полностью пропитаться новым жидким материалом 18. Транспорт жидкого материала изначально индуцируется капиллярностью комбинированных структур 10, соответственно их фитилей. Фитили впитывают жидкий материал 18 из ветвей 16а, 16b капиллярной щели через концевые участки 10а, 10b комбинированных структур (см. фиг. 4б и 10). Фитили, таким образом, пропитываются жидким материалом с двух сторон. Отбор жидкого материала 18 из ветвей 16а, 16b капиллярной щели 16 приводит к созданию в ней капиллярного давления, действие которого распространяется вплоть до находящегося в емкости 19 жидкого материала 18, который вследствие этого может перетекать из емкости 19 через питающее отверстие 20 и проходное отверстие 22 в капиллярную щель 16 (см. стрелки на фиг. 4б). Отобранный из емкости 19 объем жидкого материала 18 заменяется в процессе уравнивания давления эквивалентным объемом воздуха. Уравнивание давления происходит через вентиляционную канавку 25 и вентиляционное отверстие 21. После полного пропитывания комбинированных структур 10, соответственно фитилей жидким материалом 18 ингалятор готов к следующему циклу испарения.

Ниже дополнительно в качестве примера рассмотрен никотинсодержащий состав жидкого материала 18, который испаряли в опытных образцах (см. таблицу 1). Образовавшийся при этом и применявшийся при ингаляции конденсационный аэрозоль по своим фармакологическому, фармакокинетическому, а также органолептическому действиям вплотную приближался к дыму обычной сигареты. Все указанные ниже вещества обнаруживаются также в сигаретном дыме.

В заключение необходимо также отметить, что изобретение, как очевидно, не ограничено использованием одной или нескольких плоскостных комбинированных структур 10, выполненных в соответствии с рассмотренным выше вариантом. Равным образом комбинированные структуры 10 могут быть выполнены линейными, соответственно нитевидными. Помимо этого комбинированные структуры не обязательно должны быть ровными, соответственно прямолинейными, а более того, могут иметь любую форму. Комбинированные структуры могут быть далее электрически соединены между собой по любой схеме. Кроме того, объем изобретения охватывает также устройства, в которых емкость 19 выполнена отсоединяемой от корпуса 3 и в соответствии с этим после ее опорожнения может быть заменена на новую емкость с жидким материалом.

Перечень ссылочных обозначений

1 ингаляторная часть многократного использования

2 сменный ингаляторный компонент

3 корпус

4 мундштук

5 основной корпус

6 батарея

7 электрическая схема

7а выключатель

8а втычные язычки

8b ответные гнезда

9а направляющие выступы

9b направляющие пазы

10 плоскостные комбинированные структуры

10а, 10b концевые участки комбинированной структуры

11 несущая пластина, печатная плата, многослойная печатная плата

11а лицевая сторона печатной платы

11b обратная сторона печатной платы

12 отверстие

13 токопроводящие дорожки

14 верхняя часть

14а, 14b выступы

15 отверстие

16 капиллярная щель

16а, 16b ветви капиллярной щели

17 крепежный уголок

18 жидкий материал

19 емкость (с жидким материалом)

20 питающее отверстие

21 вентиляционное отверстие

22 проходное отверстие

23 продолжение

24 перемычка

25 вентиляционная канавка

26 воздушный объем, воздушная прослойка

27а, 27b открытопористые, впитывающие губки

28 камера

29 П-образный держатель

29а, 29b угловые профили

29с поперечина

30 углубление

31 воздушное сопло

32 всасывающий патрубок

33 отверстие

34 дроссель

35 напорная воздушная камера

36 охладитель

Изобретение относится к ингаляторному компоненту для образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля. Ингаляторный компонент для образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля путем испарения жидкого материала (18) и при определенных условиях конденсации образовавшегося пара имеет электрический нагревательный элемент для испарения порции жидкого материала (18), фитиль с капиллярной структурой, который образует с нагревательным элементом комбинированную структуру (10) и автоматически снабжает нагревательный элемент жидким материалом (18), несущую пластину (11), предпочтительно печатную плату, на которой расположена комбинированная структура (10) и на которой электрически подсоединен нагревательный элемент, по меньшей мере частично образованную несущей пластиной (11) капиллярную щель (16) для автоматического снабжения комбинированной структуры (10) жидким материалом (18), для чего один концевой участок фитиля входит в эту капиллярную щель (16), и содержащую жидкий материал (18) емкость (19), из которой в капиллярную щель (16) поступает жидкий материал (18), при этом капиллярная щель (16), если смотреть в направлении перпендикулярно несущей пластине (11), по меньшей мере частично перекрывает снаружи емкость (19). Техническим результатом изобретения является выполнение ингаляторного компонента, которое позволяло бы добиться сравнительно компактной его компоновки с соответственно малыми габаритными размерами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 10 ил., 1 табл.

1. Ингаляторный компонент для образования паровоздушной смеси и/или конденсационного аэрозоля путем испарения жидкого материала (18) и при определенных условиях конденсации образовавшегося пара, имеющий электрический нагревательный элемент для испарения порции жидкого материала (18), фитиль с капиллярной структурой, который образует с нагревательным элементом комбинированную структуру (10) и автоматически снабжает нагревательный элемент жидким материалом (18), несущую пластину (11), предпочтительно печатную плату, на которой расположена комбинированная структура (10) и на которой электрически подсоединен нагревательный элемент, по меньшей мере частично образованную несущей пластиной (11) капиллярную щель (16) для автоматического снабжения комбинированной структуры (10) жидким материалом (18), для чего один концевой участок фитиля входит в эту капиллярную щель (16), и содержащую жидкий материал (18) емкость (19), из которой в капиллярную щель (16) поступает жидкий материал (18), отличающийся тем, что капиллярная щель (16), если смотреть в направлении перпендикулярно несущей пластине (11), по меньшей мере частично перекрывает снаружи емкость (19).

2. Ингаляторный компонент по п. 1, отличающийся тем, что комбинированная структура (10), если смотреть в направлении перпендикулярно несущей пластине (11), по меньшей мере частично перекрывает емкость (19).

3. Ингаляторный компонент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что несущая пластина (11) по меньшей мере частями расположена на емкости (19).

4. Ингаляторный компонент по п. 3, отличающийся тем, что емкость (19) имеет в основном форму прямоугольного параллелепипеда, а несущая пластина (11) по меньшей мере частями расположена на его боковой поверхности.

5. Ингалятор с его компонентом (2) по одному из пп. 1-4.