用于吸入器、尤其用于电子香烟产品的蒸发器单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于吸入器、尤其用于电子香烟产品的蒸发器单元（20），该蒸发器单元包括能够电运行的、特别是平面的加热体（60），所述加热体具有入口侧（61）和出口侧（64），并且该蒸发器单元还包括多个微通道（62），所述微通道分别从所述入口侧（61）穿过所述加热体（60）延伸至所述出口侧（64），其中，所述加热体（60）通过施加加热电压而设置用于蒸发通过所述微通道（62）输送的液体。在所述加热体（60）的入口侧（61）上布置有多孔的和/或毛细管状的芯结构（19），所述芯结构面状地且接触地贴靠在所述加热体（60）上并且在所述入口侧（61）上覆盖所有微通道（62）。

Evaporator unit for inhalers, especially for electronic cigarette products

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于吸入器、尤其用于电子香烟产品的蒸发器单元
本专利技术涉及一种用于吸入器、特别是用于电子香烟产品的蒸发器单元，所述蒸发器单元具有能够电运行的、特别是平面的加热体和多个微通道，所述加热体具有入口侧和出口侧，所述多个微通道分别从入口侧延伸通过加热体到出口侧，其中加热体通过施加加热电压被设置用于蒸发通过微通道输送的液体。
技术介绍
在现有技术中，到加热体的流体输入通常借助于芯部以毛细管的方式来实现。所使用的芯部沿着输送方向理想地具有恒定的输送作用。如果输送速率小于所要求的蒸发速率，则芯部在紧邻加热体的附近变干。随后进行干抽（所谓的干式抽吸）并释放有害物质。在平面的加热体的情况下，加热体必须在任何时间和任何地点通过芯部尽可能均匀地润湿，以便确保恒定的温度分布和因此在其表面上确保均匀的无有害物质的蒸发。在当前的现有技术中，提出用于基于Si的电子香烟的加热器。迄今为止，这些系统中没有一个被实施。在同时结构的热解耦和避免过渡损失的情况下，在加热器的电、机械和液压耦合中出现了特殊的困难。
技术实现思路
本专利技术的任务在于，提供一种蒸发器单元，对于该蒸发器单元而言避免了由于在加热体的入口侧形成气泡和干式运转而引起的问题。本专利技术利用独立权利要求的特征来解决该任务。借助于根据本专利技术的芯结构可以抑制在加热体的入口区域中形成气泡。在加热体的微通道中产生的小气泡不能侵入到入口侧上游的区域中并且导致加热体的入口区域的干式运转并且进而导致蒸发器的功能损害。在芯结构的区域中可能存在的小气泡被捕获在其孔或毛细管中并且不能结合成大的气泡。在此重要的是，芯结构面状地并且接触地在入口侧上贴靠在加热体上并且在入口侧上覆盖全部微通道，由此在微通道中形成的各个小气泡不能在错误的方向上、即在朝向液体储存器的入口侧上从微通道中出来。相反，通过根据本专利技术的芯结构阻塞入口侧使得在微通道中形成的小气泡在微通道中朝向出口侧迁移，在此处小气泡从微通道排出并且而后不会再产生问题。为了在加热体的入口侧上给芯结构的部分均匀地供给流体，有利的是，在那里比在芯结构的进一步远离加热体并且更靠近流体容器的区域中更缓慢地并且更均匀地输送流体。因此，芯区域有利地在朝向加热体的方向上具有从大到小的孔/毛细管尺寸的梯度。这导致输送速率沿着芯结构朝加热体的方向有利地降低。芯结构的输送速率在表面张力和流体粘度恒定的情况下仅取决于疏水性和芯材料的孔/毛细管尺寸。芯结构的多孔的或者说毛细管状的材料中的孔或者毛细管的平均尺寸有利地遵守特定的规定。因此，在芯结构中的孔或毛细管的平均的孔/毛细管尺寸在与加热体的接触区域中有利地是最小的，并且特别有利地小于、优选地比两个微通道彼此间的最小间距要小至少一个数量级。以这种方式有利地防止在微通道中产生的气泡在加热体的入口侧上溢流或穿透到相邻的微通道中。换句话说，通过所描述的特征防止了单个微通道能够通过入口区域中的流体彼此连通。否则，单个微通道的稳定蒸发状态不能通过相互作用的微通道来调整。此外，在芯结构中在加热器的入口侧处产生的大的蒸汽气泡可能同时阻塞多个微通道的入口开口，由此可能使得所述微通道过热。同样有利的是，在芯结构中的孔或毛细管的平均的孔/毛细管尺寸在与加热体的接触区域中小于、优选比微通道的最小的净（或液压的）直径要小至少一个数量级。通过这种方式，有效地防止了在微通道中形成的小气泡通过孔或毛细管能够不希望地渗入到芯结构的内部。此外，在芯结构的内部，最大可能的气泡尺寸有利地被限制到孔或毛细管尺寸。在一种特别有利的实施方式中，芯结构上的平均的孔/毛细管尺寸不是恒定的，而是随着距加热体的间距的减小而变化，特别是随其（优选单调地）减小。孔/毛细管尺寸的单调减小在此通常包括如下情况，即，孔/毛细管尺寸局部地保持相同，但是无论如何随着距加热体的间距减小而不增加。从芯结构到微通道中的流体输送通过流体在加热体下方的加热、与此相关的流体表面张力的下降以及此外通过由此增强的毛细管力来实现。在加热体中蒸发的流体导致压力差以及浓度随着沿加热体的出口侧的方向的下降度而变化。压力差加强单个微通道内的毛细管压力，并且类似地导致蒸发的流体仅能够从芯结构蒸发远离，而不影响相邻的微通道。平均的孔/毛细管尺寸在此是指在多个相应的孔或毛细管上平均的尺寸。平均的孔尺寸意指球体的直径的平均值，所述球体分别具有与相应的孔相同的容积。平均毛细管尺寸是指在柱体的直径上的平均值，所述柱体分别具有与相应的毛细管相同的长度和相同的容积。前述的芯结构可以以多种方式有利地实现。在一种有利的实施方式中，所述芯结构可以离散地或者多级地构造并且具有多个相互贴靠的多孔的和/或毛细管状的层，所述多个多孔的和/或毛细管状的层分别具有恒定的平均的孔/毛细管尺寸。该实施方式在制造技术上可以特别简单地制造。在一种替代的实施方式中，芯结构可以构造为具有取决于距加热体的间距的平均的孔/毛细管尺寸的逐渐变化的元件。因此，在该变型方案中，仅存在一个层，该层具有孔/毛细管尺寸的在朝向加热体的方向上逐渐和单调变化、特别是减小。这具有减少部件数量的优点。上述实施方式的混合形式是可行的。例如，在加热体的入口侧的区域中可以设置具有恒定的、小的平均的孔/毛细管尺寸的层并且贴靠在该层上地朝液体储存器设置具有持续或连续增加的平均的孔/毛细管尺寸的层。有利地，芯结构的输送速率至少与加热体的最大蒸发速率一样大。由此随时都保证足够的液体补充输送，从而防止加热器的不利的空运转（Leerlaufen）。蒸发速率在此通过加热体结构的几何形状（容积与表面）和蒸发功率来确定。因此，毛细管状的芯结构设置为将流体在其整个容积上均匀地输送到加热体。芯结构的输送速率和加热体的蒸发速率如此彼此调整，使得输送速率在整个运行范围内至少能够维持（bedienen）蒸发速率。以这种方式防止在蒸发过程期间过少的流体施加在加热体上，由此使该加热体变干。有利地，芯结构可以完全或部分地由棉、纤维素、醋酸纤维素、玻璃纤维织物、玻璃纤维陶瓷、烧结陶瓷、陶瓷纸、铝硅酸盐纸、金属泡沫、金属海绵、其它具有合适的输送速率的耐热的、多孔的和/或毛细管状的材料构成，和/或由两种或更多种上述材料的复合材料构成。优选地，用于加热体的加热电压Uh的频率和/或占空比与在微通道中产生的气泡的振动的固有振动和/或固有频率相匹配。这基于以下认识，即，在本专利技术的情况下借助于芯结构进行被动的毛细管状的流体输入的蒸发与利用主动输入流体的蒸发相比遵守不同的规律。为了在均匀的、无有害物质的蒸汽产生的意义上优化蒸发，这主要取决于流体至加热体的输送速率，用于加热体的加热电压有利地这样以脉冲的方式得到操控，使得输送速率与在微通道中的气泡沸腾期间的气泡产生的固有振动相匹配。在此优选根据待蒸发的液体的混合比最佳地选择加热电压Uh的频率和/或占空比，因为所考虑的液体和液体混合物的气泡振动的固有频率可以变化。但是已经表明，在20Hz到200Hz之间的范围内，优选在25Hz到100Hz之间的范围内，更优选在30Hz到70本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于吸入器、尤其用于电子香烟产品的蒸发器单元，该蒸发器单元具有能够电运行的、特别是平面的加热体（60），所述加热体具有入口侧（61）和出口侧（64），并且该蒸发器单元还具有多个微通道（62），所述微通道分别从所述入口侧（61）穿过所述加热体（60）延伸至所述出口侧（64），其中，所述加热体（60）通过施加加热电压而设置用于蒸发通过所述微通道（62）输送的液体，其特征在于，在所述加热体（60）的入口侧（61）上布置有多孔的和/或毛细管状的芯结构（19），所述芯结构面状地且接触地贴靠在所述加热体（60）上并且在所述入口侧（61）上覆盖所有微通道（62）。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 DE 102017123868.91.一种用于吸入器、尤其用于电子香烟产品的蒸发器单元，该蒸发器单元具有能够电运行的、特别是平面的加热体（60），所述加热体具有入口侧（61）和出口侧（64），并且该蒸发器单元还具有多个微通道（62），所述微通道分别从所述入口侧（61）穿过所述加热体（60）延伸至所述出口侧（64），其中，所述加热体（60）通过施加加热电压而设置用于蒸发通过所述微通道（62）输送的液体，其特征在于，在所述加热体（60）的入口侧（61）上布置有多孔的和/或毛细管状的芯结构（19），所述芯结构面状地且接触地贴靠在所述加热体（60）上并且在所述入口侧（61）上覆盖所有微通道（62）。


2.根据权利要求1所述的蒸发器单元，其特征在于，在所述芯结构（19）中的孔或毛细管的平均的孔/毛细管尺寸在与所述加热体（60）的接触区域中小于、优选地比两个微通道（62）彼此间的最小间距要小至少一个数量级。


3.根据权利要求1或2所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）中的孔的平均的孔/毛细管尺寸在与所述加热体（60）的接触区域中小于、优选地比所述微通道（62）的最小的净直径要小至少一个数量级。


4.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）中的平均的孔/毛细管尺寸随着距所述加热体（60）的间距减小而尤其单调地变化。


5.根据权利要求4所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）中的平均的孔/毛细管尺寸随着距所述加热体（60）的间距减小而尤其单调地减小。


6.根据权利要求4或5中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）具有一个或多个多孔的和/或毛细管状的层，所述层的孔或毛细管分别具有恒定的平均的孔/毛细管尺寸。


7.根据权利要求4或5中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）包括具有带有朝所述加热体的方向逐渐变化、特别是减小的孔/毛细管尺寸的多孔的和/或毛细管状的层。


8.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）的输送速率至少与所述加热体（60）的最大蒸发速率一样大。


9.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构由以下材料组中的一种或多种组成：棉、纤维素、醋酸纤维素、玻璃纤维织物、玻璃纤维陶瓷、烧结陶瓷、陶瓷纸、铝硅酸盐纸、金属泡沫、金属海绵、其他具有合适的输送速率的耐热性的多孔和/或毛细管状的材料，或者两种或更多种上述材料的复合材料。


10.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）具有尤其由微玻璃纤维制成的过滤层（55）。


11.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器单元，其特征在于，所述芯结构（19）具有纤维纸层（56）。


12.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：HK赵，K卡莱江，S博内，
申请(专利权)人：虹霓机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE