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CN115884692A - 带有压力平衡的筒 - Google Patents

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CN115884692A
CN115884692A CN202180021318.6A CN202180021318A CN115884692A CN 115884692 A CN115884692 A CN 115884692A CN 202180021318 A CN202180021318 A CN 202180021318A CN 115884692 A CN115884692 A CN 115884692A
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CN
China
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reservoir
liquid
cartridge
pressure
rubber
Prior art date
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Pending
Application number
CN202180021318.6A
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English (en)
Inventor
N·罗明
L·柯克
A·罗森博姆
C·舒斯特
M·伯格曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kolber Technology Co ltd
Original Assignee
Kolber Technology Co ltd
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Publication date
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    • A24F40/40Constructional details, e.g. connection of cartridges and battery parts
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Abstract

本发明涉及一种用于电子烟或便携吸入器的筒,包括用于接收液体的刚性贮存器,其中,所述贮存器具有至少一个取出开口,所述取出开口被设置用于,能够实现将液体从贮存器中取出,其中,所述贮存器包括用于贮存器内部的一个或多个压力调节元件,这些压力调节元件布置在贮存器的壁上且液体不能通过这些压力调节元件从贮存器排出,其中,所述压力调节元件被彼此无关地从下列列表选出,该列表包括:止回阀、透气但不透液的膜以及能变形的壁区段。

Description

带有压力平衡的筒
技术领域
本发明涉及一种用于电子香烟或便携吸入器的筒,一种包括相应筒的蒸发器单元以及一种蒸发器系统,其包括相应的筒或相应的蒸发器单元。
背景技术
已知的是,通过呼吸道给予作用物质是给人体或动物体输送生理学作用物质的一种有效且温和的方法,其中,尤其是利用最简单的器件可实施的经典吸入法不仅在现代医疗中而且在家庭疗法中都占有一席之地。在这些简单的方法中,通常将溶解在载体物质、常常是水中的作用物质在锅或类似容器中进行加热并由此带至蒸发。
由于世界许多地方对吸烟的评估越来越严格,即,例如以香烟或雪茄的形式通过燃烧烟草制品并吸入所产生的烟雾来消费烟草制品,近年来这样的吸入法越来越成为人们关注的焦点,在这些吸入法中传统上通过烟草烟雾所吸收的生理学作用物质改为通过不燃烧烟草的相应吸入法来应用,其中,该方案也被转移到其他通常与吸烟相关的作用物质。
在此,不断进步的技术发展已能够实现,将用于蒸发包含作用物质的组分的相应蒸发器系统设计得越来越小,使得可提供如今的蒸发器系统,利用这些蒸发器系统可以在便携手持设备中将包含作用物质的组分进行蒸发,该手持设备例如可以具有传统雪茄或香烟盒的大小。针对相应蒸发器系统的最突出的应用是电子香烟和针对医学应用的吸入器。
如今已知的系统大多基于:在贮存器中存储的、一般被称为流体的组分通过或多或少受控地输送的来自加热元件、例如发热线圈的热能被蒸发,使得使用者可以吸入所产生的蒸汽。
为此需要的是,设置用于蒸发的液体可以安全地且经过尽可能长的时间段被储存在贮存器中。为此,由现有技术已知使用闭合的筒。对于实际操作而言,这些筒一般具有用于接收液体的刚性贮存器,该贮存器在蒸发器单元中通过带有芯材的加热单元至少被闭合为,使得液体在没有外部影响的情况下不能经过芯材从贮存器中排出。因此,这些贮存器实际上具有用于存储液体的预先给定的封闭容积。附加于液体,该容积在填充和封闭之后大多包括气泡,该气泡的容积随着液体不断蒸发而增加。
随着环境条件、尤其是压力和温度的变化,贮存器中的液体和气体都经历体积改变或压力改变。在实践中70kPa至108kPa之间的压力和-20°C至+60°C之间的温度的大多重要的领域中,液体可以被假设为几乎不可压缩,但是会受到与温度相关的直至大致5%的体积膨胀。
贮存器中包含的气体、大多是与液体上方存在的少量蒸汽混合的空气的行为可以经由理想气体定律来近似,其中,为简化起见假设为纯空气:
p V = m RS,LT.
其中,p是贮存器中的压力,V是贮存器中的气体容积,m是贮存器中气体的质量,RS,L是空气的比气体常数(RS,L= 287 J/(kg*K)),且T是所包含的气体的温度。在实践中针对电子香烟和医学吸入器符合实际地假设的在60°C下70kPa的压力(例如在楚格峰上或在飞机中具有到筒上的持续直接的太阳入射)和-20°C下108kPa压力(例如在寒冷的高压地域中)之间的环境条件的极端情况之间,预先给定的空气量会在没有压力改变的情况下以大约系数2改变其体积。
在封闭的刚性贮存器中,也就是说在恒定容积中,这些极端情况之间的变换例如可以导致几乎30kPa的压力改变。即使在较不极端的状况下,通过相对于灌装时间点存在的条件来改变压力和/或温度,会导致筒内部和环境压力之间的显著压力差。
因为至少必须存在下列可能性,即,液体可从贮存器出来到达加热单元,因此液体可以在该部位上蒸发并被转变成到达使用者的气溶胶,所以除此之外被闭合的刚性贮存器中仅存在用于压力调节的一种可能性,该可能性在于,液体经由相应的输送装置、大多是芯材朝加热单元方向被挤压,或液体从芯材出来被返回抽吸到贮存器中,也就是说从加热单元离开。这两种情况都是不利的,因为液体到加热单元上的均匀输送是对于蒸发器系统的核心要求,这些蒸发器系统应确保医学作用物质的受控的和不变的输送和/或不变的蒸汽体验。
在贮存器中发展出的负压例如会不利地影响到液体的输送并在最糟糕的情况下甚至阻止该输送,使得太少或完全没有产生气溶胶(所谓的“干抽(Puff)”)。因为每个蒸发过程进一步减少了贮存器中的液体量,所以由此可能出现,再没有液体被蒸发,尽管还有足够的液体存在于贮存器中。
与之相反,液体朝加热单元方向的不希望的压出可能导致,生成太多的气溶胶或气溶胶携带了不希望的大量未蒸发的液体。在常规的芯-线圈系统中,贮存器与加热单元之间的过渡大多通过夹紧芯材来建立。因为芯材大多是毛细状的且具有粗糙的表面,所以密封装置在该区域中一般不能经受可能出现的大的压差。现代的结构例如使用板形加热芯片作为电性加热元件,该加热芯片由多个微通道贯穿并与芯材和合适的密封元件一起被布置在取出开口处,在下置贮存器中由于在加热芯片的微通道中起作用的液体表面张力所造成的过压下,这些现代的结构也只能提供有限的抗渗漏能力。
出于该原因,在蒸发器单元中使用具有刚性封闭贮存器的筒一般导致蒸发性能受损。
在现有技术中,迄今为止没有提供完全令人满意的解决方案来解决该问题。在很多系统中,尤其是在较便宜的系统中大多接受了这些缺点,因为次优的蒸汽体验和在贮存器完全排空之前加热元件的干燥过程通过价格得到补偿。在解决该问题的现有技术的那些系统中,迄今为止仅使用了比较简单的解决方案。在此,常规的筒被有意地实施为不密封,使得除了实际的取出开口之外还存在额定断裂部位和/或非密封部,在贮存器内部的过压超过阈值时液体可以通过它们排出。但是,从贮存器出来的泄露对于高品质的制品来说恰恰是不希望的,其中,现有技术的一些筒方案因此还设置附加的中间腔室用于捕获排出的液体,但是它们没有在源头上解决所述的问题,而是替代于其地仅对抗症状。
一种替换的解决方案设置:贮存器整体上不设计为刚性,而是完全被设计为兜袋的形式,该兜袋由柔性材料制成且能可逆地变形,以便补偿兜袋内部中出现的压力波动。相应的设计虽然解决了压力问题,但是出于很多原因一般被认为是不利的。与刚性贮存器相反,这些兜袋一般在典型的蒸发器系统中被构建得较重且大多要求包围的刚性支架结构,由此提高了所需构件的数量和制作耗费。此外,相应的能可逆变形的兜袋大多是脆弱的且容易受损,例如在与物件接触时或通过使用者作用时。最后但同样重要的是,在一些情况下已证明最终客户对于相应的兜袋系统的接受度较低,其中,尤其是兜袋贮存器的外观和触感被认为是不利的。
发明内容
本发明的最重要任务是一种用于电子香烟或便携吸入器的筒,其消除或至少减少了现有技术的前述缺陷。
在此,本发明的首要任务是提供一种具有刚性贮存器的筒,该筒可以被使用在电子香烟或便携吸入器中,且该筒可以在宽范围的环境条件下使用,尤其是在特别高或低的温度下和/或高或低的压力下能够实现液体至加热单元的均匀输送且由此实现不变的蒸发行为。为此所提出的解决方案在此不应有损向加热单元本身的液体输送。一附加任务在于提供一种筒,该筒在此可靠地阻止了液体从贮存器中的不希望的泄露。在此的一边缘条件是,筒的贮存器应基本上刚性地构造,以便保证良好的可处理性。此外,另一任务是提供一种筒,该筒可以在制作技术上相对简单地制造,且该筒能够实现尽可能长且可靠地储存其中所包含的液态组分。在这一点上,本发明的一补充任务是提供一种针对筒的通风和排气方案。
本发明的第二任务是提供一种蒸发器单元,其包括相应的筒和相应的蒸发器系统。
发明人选择了这样一个前提,即对于无泄漏的筒而言的基本要求必须是除了取出开口之外完全液密地封闭的、基本上刚性的用于接收液体的贮存器,即使较高的压力,在取出开口之外的任何部位上,液体也不能从该贮存器中(即朝向在蒸发器单元中存在的加热单元)漏出。在此情况下,根据本发明从下列情况出发,即,筒在运行中由加热单元遮盖,该加热单元包括芯材和电性加热元件,且该加热单元被设计为,使得其至少在贮存器内部的非常小的过压下阻断了液体通过取出开口的排出。
发明人认识到,在用于解决该任务的这些规定下,一个或多个压力调节元件必须被设置在贮存器内部,这些压力调节元件被布置在贮存器的壁中且没有液体能够通过这些压力调节元件从贮存器中排出,其中,发明人已认定三个可行压力调节元件,这些压力调节元件本身完全或至少部分已经解决了所述任务。在此情况下是止回阀、透气但不透液的膜和能变形的壁区段。
特别令人惊讶的是,发明人从中发现当两个或更多个相应的压力调节元件组合时,可以获得特别有利的筒,因为其特性、尤其是其优点和缺点被协同地补充。
前面提到的任务相应地通过筒、蒸发器单元和蒸发器系统来解决,就像它们在权利要求中所限定那样。优选的根据本发明的设计方案由从属权利要求和随后的实施方案获得。
根据本发明的筒、蒸发器单元和蒸发器系统的随后被表示为优选的那些特征在特别优选的实施方式中与其他被表示为优选的特征组合。由此,完全特别优选的是将随后被表示为特别优选的筒、蒸发器单元和蒸发器系统中的两个或更多个进行组合。
本发明涉及一种用于电子香烟或便携吸入器、尤其是用于医学目的吸入器的筒,包括用于接收液体的刚性贮存器,
其中,所述贮存器具有至少一个取出开口,所述取出开口被设置用于,能够实现将液体从所述贮存器中取出,
其中,所述贮存器包括用于所述贮存器内部的一个或多个压力调节元件,这些压力调节元件布置在所述贮存器的壁中且液体不能通过这些压力调节元件从所述贮存器排出,
其中,所述压力调节元件被彼此无关地从下列列表中选出,所述列表包括:止回阀;透气但不透液的膜;以及能变形的、优选能可逆地变形的壁区段。
根据本发明的筒适用于在电子香烟或便携吸入器中使用并且包括刚性贮存器,在该贮存器中可以储备待蒸发的液体。本领域技术人员基于其一般性专业知识能够评判是否可以将贮存器表示为刚性的。在本发明的范畴内,在此将表述“刚性”尤其表示下列这种贮存器,它们在200kPa压力的面式应用中经受1%或更少、优选0.1%或更少的变形。对于刚性贮存器的例子本领域技术人员是已知的且包括例如由玻璃、金属或非橡胶弹性塑料制成的贮存器。
根据本发明,所述贮存器具有至少一个取出开口,所述取出开口被设置用于,能够实现将液体从所述贮存器中取出。由现有技术已知的贮存器大多具有刚好一个这种取出开口,通过该取出开口在相应的蒸发器单元中大多引入至少一个芯材到贮存器的内部空间中,以便通过该芯材将液体推送至电性加热元件,该加热元件被布置在贮存器之外并与芯材接触。
根据本发明,贮存器具有用于贮存器内部的一个或多个压力调节元件,其根据本发明能够实现没有液体从贮存器中排出。这就是说,元件、例如未封闭的孔或未封闭的间隙(液体可以通过其从贮存器中排出)不是本发明意义上的压力调节元件。根据本发明,相应的压力调节元件也必须适用于引起贮存器内部的压力调节,也就是说至少部分地、优选至少10%、特别优选至少25%地平衡所出现的相对于环境压力的压差。
压力调节元件根据本发明被布置在贮存器的壁中,其中,表述“壁”与贮存器几何结构无关地也可以表示贮存器的底部或顶盖。表述“在贮存器的壁中”在本发明的范畴内不指压力调节元件必须完全处于壁中。与本领域技术人员认知相一致地,如果压力调节元件完全或部分地从壁的平面伸出,也表示压力调节元件布置在贮存器的壁中,例如因为该压力调节元件遮盖了布置在壁中的缺口。
根据本发明,压力调节元件彼此无关地被选出。这就是说,可以将多个不同的压力调节元件布置在贮存器的多个壁中。
一可行的压力调节元件是止回阀,止回阀也被称作1路径阀(1-Wege-Ventile)。止回阀对于本领域技术人员而言在其一般性专业认知的基础上是已知的,且能够实现沿仅一个方向的物质运输。止回阀总是不允许液体从贮存器中排出,如果这些止回阀这样被布置在贮存器的壁中,即,打开的阀方向从外部走向到贮存器的内部空间中,使得在贮存器内部负压的情况下气体可以从外部流到贮存器内部,以能够实现压力平衡。从内向外的反转路径于是相应地是截止方向。在此情况下,对于本领域技术人员而言可理解的是,因为阀仅在压差情况下打开,在止回阀打开的情况下液体也不能从贮存器出来通过止回阀排出。
替选地或附加地,压力调节元件可以是透气并在此不透液的膜。相应的膜对本领域技术人员而言在其一般性专业认知的基础上是可信的且能够在市场上获得,因为它们例如在物理化学分离方法中或在制造功能性服装时被使用。透气且不透液的膜尤其可以在水作为液体的情况下例如通过疏水膜来形成。本领域技术人员可以根据液体组分来选出合适的膜,该液体应被储备在筒中。对膜的明确要求是,该膜至少从贮存器的内部空间的方向出来向外是可透液的,且至少沿一方向、优选沿两个方向是透气的。相应的膜沿至少一个方向,但是大多沿两个方向允许贮存器内部与环境之间的气体交换,且由此能够实现贮存器内部的过压和/或负压的减少。
又附加或替选地,压力调节元件也可以通过优选由柔性材料制成的能变形、优选能可逆地变形的壁区段来形成。这就是说,本身刚性的贮存器在壁中具有一区段,通过选择柔性材料和/或通过构造成足够薄的层厚度,该区段可以不表示为刚性,而是替代地是能变形的。表述“能变形”对于本领域技术人员而言是清楚的且不受限制定性确定的。在本发明的意义上,表述“能变形的壁区段”尤其表示下述壁区段,该壁区段通过选择材料和/或选择层厚度被这样构造,使得该壁区段在施加1kPa压力时可以变形1%或更多、优选5%或更多、特别优选10%或更多,其中,该壁区段优选能可逆地变形。能变形的壁区段能够实现在贮存器内部出现的过压和负压的平衡,其方式是,压差引起相应区段的变形并由此根据需要放大或缩小在贮存器中提供的容积,由此引起压力下降或压力升高。
优选的是根据本发明的筒,其中,所述贮存器由一种或多种材料制成,所述材料由下列分组中选出,所述分组由玻璃、水晶、金属、陶瓷、木材和塑料组成,优选由玻璃和塑料组成,
和/或
其中,所述贮存器被一件式或两件式、优选两件式地实施,
和/或
其中,所述贮存器被设计为,使得在所述贮存器中的内压为120kPa、优选为150kPa、特别优选为180kPa、进一步优选为240kPa、完全特别优选为480kPa或更多且外压为100kPa的情况下,液体仅能够通过所述取出开口从所述贮存器中排出。
前面给出的材料是优选的,因为它们容易提供且利用常规的制作方法可以容易且精确地处理。在此情况下,使用玻璃和塑料是优选的,因为这些材料不仅具有与常见使用的液态组分的特别高的相容性,而且此外还具有比较低的重量并在此一般被认为具有视觉吸引力。
从制作技术的角度来看特别有利的是,贮存器被多件式、优选两件式实施,因为这种贮存器一般能够比一件式贮存器更容易制作,一件式贮存器除了(必要时很小的)取出开口之外完全闭合。例如,仅在一侧敞开的容器可以在使用通常的紧固器件的情况下设有顶盖,该顶盖包括取出开口,使得获得具有取出开口的用于接收液体的刚性贮存器,该贮存器原则上适用于在针对电子香烟或便携吸入器的筒中使用。
完全特别优选的是这样设计包括用于贮存器内部的压力调节元件在内的所述贮存器,在前面限定的压差的情况下,液体仅可以通过取出开口从贮存器中排出。这尤其就是说,贮存器在优选设计方案中不包括有意的不密封性,其中,在压力提高时可能出现有意设置的泄漏。相应的根据本发明的筒是优选的,因为在这些筒中即使在特别高要求的条件下,例如在阳光入射强的情况下或在飞机上也不会出现液体从筒中流出。
优选的是根据本发明的筒,其中,取出开口被设置成,用芯材来填充和/或用加热单元来封闭。
优选的是根据本发明的筒,其中,所述贮存器包括止回阀、优选唇形阀,其中,所述止回阀优选被构造为,使得所述止回阀在所述贮存器中相对于外压的负压为1kPa或更多、优选2kPa或更多、特别优选4kPa或更多的情况下打开,其中,所述止回阀特别优选由柔性材料制成,所述柔性材料包括一种或多种弹性体,所述弹性体由橡胶制造,所述橡胶由下列分组中选出,该分组由天然橡胶和合成橡胶组成,优选由下列分组中选出,该分组由天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶和硅橡胶组成。
相应的根据本发明的筒是优选的,因为使用止回阀能够实现,在贮存器内部出现负压时,例如在蒸发期间能够实现快速且可靠的压力平衡。
典型的止回阀对于本领域技术人员而言是已知的。优选的是唇形阀,其中,尤其如下这种唇形阀已被证实为特别有利,它们由柔性材料制成。相应的根据本发明的筒也因此是优选的,因为止回阀在自己的现场试验中已被证实为特别耐用的压力调节元件,该元件尤其在大的温度波动和/或机械负载的情况下可靠地执行其功能。
在此情况下,在自己的试验中已被证明的是,止回阀在该点上也可以优于使用膜和能变形的壁区段。但是,相对于这里所提到的替选方案,有时被认为不利的是,使用止回阀不适用于抵消贮存器内部空间中产生的过压,因为具有从贮存器内部空间出来的相应流动方向的止回阀布置方案会强制性地导致弱化部位,至少在原则上也可能出现液体通过该弱化部位从贮存器内部排出。在优选的根据本发明的筒中优选使用止回阀,该止回阀被构造为,使得当贮存器中的压力仅略微低于环境压力并由此存在比较小的负压时,这些止回阀于是已经打开。由此也可靠地阻止了小的负压的出现,尽管相应敏感的止回阀有时是与较高的材料成本相关联的。
优选的是根据本发明的筒,其中,所述贮存器包括:透气但不透液、尤其是不透水的膜;优选疏水的塑料膜;尤其是包括了聚四氟乙烯的疏水膜,其中,所述膜优选被构造为,所述膜能够实现气态水和/或气态1,2-丙二醇和/或气态甘油的穿过。
相应的筒是优选的,因为透气但同时不透液的膜可以可靠地留住贮存器中待储备的液体,并在此同时允许贮存器内部与环境之间大多沿两个方向的气体交换。就这方面来说,使用这些膜例如优于仅使用止回阀,因为利用膜可以进行贮存器内部针对过压和负压的压力调节。但是,根据针对压力调节元件而言在本发明范畴内所提供的替选方案,在使用膜时一般比较高的采购价格和比较复杂的处理被认为是不利的,其中,尤其相应的膜的可能减少的热力的和/或化学的和/或机械的可负载性例如与止回阀相比在一些情况下被认为是不利的。
优选的是根据本发明的筒,其中,所述贮存器包括能变形的壁区段、优选能可逆变形的壁区段,优选由薄膜制成或包括薄膜(其中,该薄膜优选是可热力焊接或可摩擦焊接的)、例如是聚乙烯和/或橡胶弹性的塑料,所述橡胶弹性的塑料包括一种或多种弹性体,所述弹性体由橡胶制造,所述橡胶由下列分组中选出,该分组由天然橡胶和合成橡胶组成,优选由下列分组中选出,该分组由天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶和硅橡胶组成,其中,所述能变形的壁区段优选被构造为能变形的兜袋,所述兜袋伸入到所述贮存器中或从所述贮存器伸出,特别优选伸入到所述贮存器中,且其中,所述能变形的兜袋的容积在不存在压差的情况下优选小于所述贮存器的容积,特别优选小于50%、完全特别优选小于25%。
替选优选或附加优选的是根据本发明的筒,其中,贮存器包括能变形的、优选能塑性变形的,也就是说能不可逆或不完全可逆地变形的壁区段,优选包括薄膜,例如包括聚乙烯或一种或多种另外的优选可热力焊接的薄膜。在此,所述能变形的壁区段优选被构造为能变形的兜袋,优选被构造为能塑性变形的兜袋,所述兜袋伸入到所述贮存器中或从所述贮存器伸出,特别优选伸入到所述贮存器中,且其中,所述兜袋的容积在不存在压差的情况下优选小于所述贮存器的容积,特别优选小于50%。
相应的根据本发明的筒是优选的,因为利用优选由柔性材料制成的相应的能变形的壁区段可行的是,通过如下方式抵消作用在贮存器内部的过压或负压,即,能变形的壁区段被变形为,使得内部空间的容积被减小或增大。
即使在使用能不可逆变形的、也就是说能塑性变形的材料时由此也可以实现相对于内部中的强压力变化的至少一次性的保护功能,该保护功能可以在根据本发明的筒中例如被设置作为一次性应急设备。但是,特别优选的是能可逆变形的壁区段,也就是说如下的壁区段,它们可以至少大部分、优选完全弹性形变,并在压差取消之后至少大部分、优选完全返回到其初始状态。由此可行的是,分别根据需要也平衡可变化的压力波动。
原则上可行的是,设置与贮存器壁的其余部分齐平的壁区段,该壁区段通过选择适当的柔性材料和/或通过选择足够薄的壁厚被构造成能变形。但是,在实践中已被证明的是,相应区段的面积出于制作技术的原因经常必须被尺寸设定得太小,无法在保有液密特性的情况下实现足够的变形,该变形能够显著地补偿在运行中出现的压力波动。通过变形而附加可支配的容积在这些系统中一般太小,无法完全阻止压力波动对加热单元上的液体供给的负面影响。
相应地特别优选的是,能变形的壁区段被构造为能变形的、优选能可逆变形的兜袋,该兜袋伸入到贮存器中或从贮存器中伸出。该能变形的兜袋在背离内部空间的侧面上经受外压并可以与贮存器内部出现的压力波动相关地被膨胀或压缩,以补偿所述压力波动。由于压力提高或压力减小出现兜袋的压缩还是膨胀,在此取决于兜袋是伸入贮存器还是从贮存器中伸出。例如,在柔性兜袋伸入的情况下贮存器内部的压力提高导致兜袋的压缩,同时在兜袋的面对环境的侧面上空气无压力地逸出。
在此情况下优选的是,能可逆变形的兜袋伸入到贮存器的内部中,这不仅具有视觉原因。通过布置在贮存器内部,较容易能够保护兜袋不受损坏,就像例如在与外物接触时能够出现的损坏那样。但是,这也就是说,因为兜袋在填充所述筒时应至少部分地膨胀,以在不从贮存器中被压出的情况下能够实现足够的变形,所以在贮存器内部空间中针对待蒸发液体所提供的容积被减少。
一种可能的制造方法优选可以包括下列步骤:成型热塑性薄膜条,其中,形成多个敞开的兜袋区段;将带有多个敞开兜袋区段的成型出的薄膜条与第二薄膜进行焊接,方式为,所述兜袋区段与第二薄膜一起形成处于薄膜条上的多个优选闭合的囊泡;将囊泡从薄膜条中冲制出来。例如,第二薄膜可以具有比薄膜条的厚度更大的厚度。优选地,通过深冲或相关方法来进行所述成型。
替选地或附加地,在以所述制造方法所制造的且存在于薄膜条中的囊泡上可以进行紧固塑料部件、优选刚性塑料部件(例如框架、接收部或法兰)的步骤,其中,优选通过热力焊接或摩擦焊接来进行所述紧固。带有塑料部件的囊泡的冲制可以在该情况下在紧固塑料部件的步骤之后进行。
在该示例性方法之后所制造的囊泡可以如下地被装配在根据本发明的筒中:将至少一个囊泡布置在一贮存器中或在外地布置在贮存器上,其中,囊泡遮盖穿通部,该穿通部在贮存器内部与贮存器之外的与环境压力进行接触的区域之间提供了连通连接;将囊泡和/或(如果存在的话)囊泡的塑料部件在穿通部的区域中进行焊接、优选热力焊接或摩擦焊接,使得经焊接的囊泡和/或经焊接的塑料部件完全密封所述穿通部;在穿通部的区域中打开囊泡,其中,穿通部现在在环境压力与通过囊泡围住的且与贮存器内部分开的容积之间提供了连通连接,并因此在贮存器或者说筒中形成了上面描述的、能变形的兜袋。
优选地可以通过对囊泡打孔、例如利用针或另外的适当的尖锐物品对囊泡进行穿刺来执行所述打开。优选地,带有第二薄膜的囊泡区段是扁平的或者说与穿通部的区域相对应地设计,遮盖所述穿通部并在那里被焊接,可能地与塑料部件一起或彼此无关地焊接。进一步优选地,囊泡或塑料部件可以面式地在穿通部区域中被焊接。替选地,囊泡也可以仅沿着闭合的环绕轮廓围绕穿通部与贮存器进行焊接。
优选地,兜袋和/或通过兜袋围住的容积可以在贮存器内部空间与环境压力之间存在低于10hPa、优选低于5hPa的压差下发生改变,优选可逆地、也就是说弹性地,或完全或部分不可逆地、也就是说塑性地,优选至少不完全可逆地改变。优选地,该容积改变基于压差改变来进行并基本上不受通过兜袋材料所产生的复位力的影响。
当仅使用能变形的壁区段来作为压力调节元件时,根据本发明的筒是优选的,其中,能变形的壁区段的容积在存在38kPa的压差的情况下处在贮存器初始容积的30至90%、优选40至80%、特别优选50至70%的范围内。由此确保了,即使在贮存器几乎完全排空的情况下可以通过能变形的壁区段足够地提供平衡容积,而能变形的壁区段不会占据太多空间,使得留下的液体不再能够不受阻地达到取出开口。
完全特别优选的是根据本发明的筒,其中,所述贮存器包括两个或更多个压力调节元件、优选两个压力调节元件,
和/或
其中,所述贮存器包括两个或更多个不同的压力调节元件、优选两个不同的压力调节元件,
和/或
其中,所述贮存器包括两个或更多个压力调节元件、优选两个压力调节元件,所述压力调节元件被布置在所述贮存器的相同或不同侧上,优选相同侧上。
优选的筒尤其因此是优选的,因为通过将两个或更多个元件、尤其是两个或更多个不同的元件进行组合,可以将压力调节的特征特定地适配于在对应的使用领域中出现的要求,其中,尤其是也可以以协同方式补偿个别压力调节元件所具有的弱点。因此例如特别有利的是,不提供用于贮存器内部空间中过压的解决方案的止回阀与能变形的壁区段或膜进行组合,它们能够实现压力调节。同时,止回阀是一种特别耐用且可靠的解决方案,以在有疑问的情况下也短时地提供大量气体到内部空间中,例如膜在一些情况下不能做到这点。
在自己的试验中在此已被证明的是,使用膜尤其是用于缓冲小的压力改变是特别有利的,其中,有利的是,膜通过如下方式不受机械负载的影响,即,这些膜与止回阀或能变形的壁区段组合,它们可以特别快地也对于大的压力改变做出反应。
止回阀与能变形的壁区段的组合因此是特别有利的,因为兜袋的最大膨胀容积和因此其在贮存器内部的位置需求不必设置得可以补偿甚至很强的负压那么大。在出现较强的负压时,附加的气体可以通过止回阀侵入到内部空间中,使得不需要能变形的壁区段的特别强的膨胀。换句话说这意味着,在两个压力调节元件的组合中,针对止回阀的阈值可以设置得较高,与之相反,能变形的壁区段的最大膨胀容积可以选择得较低。通过这两个方面减少了两个组件的成本和制作耗费。
相应地,根据本发明的筒是优选的,其中,所述贮存器包括止回阀和透气但不透液的膜,
和/或
其中,所述贮存器包括止回阀和能变形的壁区段、优选能可逆地变形的兜袋,
和/或
其中,所述贮存器包括透气但不透液的膜和能变形的壁区段。
优选的是根据本发明的筒,其中,一个或多个压力调节元件被布置在所述贮存器的壁中,所述壁平均具有与取出开口的最大间距,
和/或
其中,所述取出开口和所述一个或多个压力调节元件之间的间距大于所述取出开口的平均直径。
相应的筒是优选的,因为在典型的蒸发器系统中是从下列情况出发的,即,加热单元和/或芯材被布置在取出开口附近和/或甚至穿过取出开口伸入到贮存器的内部中。针对这种蒸发器系统的顺利运行(reibungslosen Betrieb,无摩擦运行)而言经常值得推荐的是,向芯材的液体输送可以不受限地发生,且在芯材和液体之间存在尽可能大的接触面。这点原则上可能会由于通过附近的(nahegelegenes)止回阀而侵入的气泡或在附近强烈膨胀的能变形的壁元件而受损。因此有利的是,压力调节元件不设置在芯材的附近,因为进入的气体或膨胀的能变形的壁区段因此不能阻碍和/或占用液体与芯材之间的接触面。
此外,典型的蒸发器系统一般被结构设计为,使得在规定的使用蒸发时,取出开口被液体覆盖。相应地,在优选的筒中明显更容易实现的是,压力调节元件在使用的时刻不被液体覆盖,且顺利的气体交换(尤其在止回阀和膜中的情况),或未由于组分而受限的膨胀尤其是在能变形的壁区段的情况下是可行的。
优选的是根据本发明的筒,其在贮存器中包括组分,其中,该组分包括至少一种作用物质成分,至少一种沸点高于该作用物质成分的第一载体物质和至少一种沸点低于该作用物质成分的第二载体物质,其中,该作用物质成分优选包括尼古丁或相应物质类别的物质且该组分此外优选包括一种或多种溶剂,该溶剂从下列分组中选出,该分组包括:1,2-丙二醇、甘油和水。
相应的根据本发明的筒是优选的,因为提供已经填充的筒能够实现提供一次性部件,这些一次性部件仅须由相应的蒸发器系统的使用者与多次使用部件进行组合,以产生正常工作的蒸发器系统。在实践中在此已证实前面所限定的组分是特别有利的。
此外,本发明涉及一种蒸发器单元,包括根据本发明的筒,附加地包括加热单元,所述加热单元具有芯材和电性加热元件,所述加热单元被布置为,使得所述芯材被布置在所述取出开口中和/或遮盖所述取出开口,且使得液体能够从所述贮存器出来经由所述芯材到达所述电性加热元件。
通过将根据本发明的筒与包括芯材和电性加热元件的加热单元进行组合,获得了根据本发明的蒸发器单元,该蒸发器单元适用于蒸发贮存器中储备的组分。根据本发明所述芯材被布置在取出开口中或以如下方式遮盖取出开口,即,液体可以从贮存器出来经由芯材到达电性加热元件。在常规的芯-线圈系统中,电性加热元件例如通过加热线圈来形成,通过加热线圈来引导芯材,该芯材的两个端部通过取出开口伸入到液体贮存器中。在填充后的状态中,芯材通过毛细效应吸满待蒸发的组分并相应地具有用液体填充的细孔或毛细管。为了阻断通过取出开口的不希望的泄漏,取出开口一般紧密地用芯材填充或遮盖,使得经过芯材不能有在贮存器内部与贮存器外部之间的导引流体的连接。相应地,液体可以从贮存器出来仅经由芯材到达电性加热元件。这点在常规筒的情况下具有下列效应,即,经由取出开口的压力调节不可行或仅受限地可行,使得贮存器内部的负压导致经由芯材没有足够的组分到达加热芯片,与之相反,贮存器中的过压会导致组分通过芯材以不希望大的量被运输至加热单元。在这两种情况下,蒸发结果都会受损。在包括根据本发明的筒的根据本发明的蒸发器单元中,该不利的效应被抑制,因为通过用于压力平衡的所述一个或所述多个元件可以有利地平衡贮存器内部的过压或负压。
优选的是根据本发明的蒸发器单元,其中,所述电性加热元件是线圈或加热箔或板形加热芯片,优选加热箔或板形加热芯片,特别优选由经掺杂或未掺杂的半导体材料制成的板形加热芯片,所述板形加热芯片由多个微通道贯穿,所述多个微通道提供了所述加热芯片的面对芯材的侧面与所述加热芯片的面对空气通道的侧面之间的导引液体的连接。
所谓的芯-线圈系统(其中,电性加热元件通过线圈来形成)如今无疑是针对蒸发器单元的传播最广泛的系统并至少在下列方面是有利的,即,它们在技术上比较简单以及一般可以容易且成本低廉地制作。在芯-线圈系统中但是一般被认为不利的是,蒸发过程的可重复性和所产生的气溶胶的品质有时被认为是不利的。因此,在最近几年开发出新的技术,其中可以使用板形加热芯片或加热箔作为电性加热元件,它们可以用芯材来遮盖并必要时可以被固定在刚性载体上。由现有技术已知的是,相应的加热箔或板形加热芯片导致特别有效、可受控且可重现的蒸发过程并在此产生具有特别高品质的气溶胶,很多消费者感到该气溶胶特别令人满意。
由加热箔或者说板形加热芯片以及芯材组成的加热单元在这些结构中通常被放置在贮存器的取出开口上,其中,通过密封元件来产生流体密封的连接,使得液体和气体可以从贮存器内部出来仅通过取出开口并在此仅仅穿过芯材和加热单元排出。
相应优选的是根据本发明的蒸发器单元,其中,所述加热单元包括用于围住所述电性加热元件的密封元件并且在所述取出开口上流体密封地与所述贮存器连接,使得液体和/或气体能够从所述贮存器的内部出来通过所述取出开口仅穿过所述加热元件排出。
相应的根据本发明的蒸发器单元是优选的,因为该总体构造在实践中已被证实为特别有效且耐用。同时在这些系统中取出开口流体密封地与加热单元连接且由此除了穿过电性加热元件的穿行之外被流体密封地封闭,这些系统已被证明了针对出现过压或负压的特别大的敏感性。这点由下列情况造成,即,通过取出开口的压力平衡不仅受到芯材的不利影响,而且加热单元也显示出对于压力平衡的另一障碍。相应地,这些蒸发器单元也因此是优选的,因为根据本发明的构型方案的技术效果在这些蒸发器单元中特别明显。
优选的是根据本发明的蒸发器单元,其中,电性加热元件和/或芯材被设计为,使得其直至所述贮存器中的内压与外压之间的1kPa、优选2kPa、特别优选3kPa的压差都不能实现穿过所述取出开口和所述加热元件的液体穿行。
在发明人自己的试验中已被证明的是,特别有利地将电性加热元件和/或芯材设计为,使得至少在贮存器内部与环境之间压差很小的情况下不能实现通过取出开口穿过加热元件的液体穿行。该设定对于本领域技术人员例如可以通过选择针对芯材的合适的细孔大小来设定。替选地,该设定可以在使用板形加热芯片的情况下通过设定微通道的直径来进行。在这些穿过加热芯片的微通道或者说细孔中,出于液体的表面张力产生抵抗液体排出的阻力,该阻力至少在贮存器中内压与外压之间压差很小的情况下阻止液体不希望地流出。相应的蒸发器单元因此是特别优选的,因为由此所设定的相对于贮存器内部压力波动的系统基础允差能够实现的是,只须较少敏感地设计压力调节元件,由此不会太强地损害向电性加热元件的液体输送。由此可行的是,如果所选择的压力调节元件从较高压差起才导致压力平衡,例如在使用止回阀的情况下,和/或在某些情况下对压力变化反应较慢,例如在特定膜的情况下会发生的那样,也可以获得本发明的有利的效果。
优选的是根据本发明的蒸发器单元,其中,所述贮存器被设计为柱体形或直角平行六面体形,且所述取出开口被布置在烟道上,所述烟道优选贯穿整个贮存器从所述柱体或直角平行六面体的基面出发延伸到所述柱体或直角平行六面体的内部中。
在前面描述的布置方案中,取出开口几乎处在贮存器内部,烟道从那里朝向贮存器外侧延伸。相应的结构例如通过如下方式获得,即,由塑料或金属制成的柱体形贮存器(其在其两个基面上分别具有缺口)与带有取出开口的塑料管或金属管进行组合,该塑料管或金属管被引入到第一缺口中并贯穿该柱体被引导通过第二缺口,直至其被固定在该位置中。相应的蒸发器单元在本发明的范畴内是特别有利的,因为由此在贮存器中在烟道侧面上,在背离取出开口的侧面上形成贮存器的一区段,在该区段中可以特别有利地布置压力调节元件,因为排除了取出开口受到压力调节元件的不利影响,例如通过改变其容积的能可逆变形的兜袋或通过穿过止回阀流入的空气。
此外,本发明涉及一种蒸发器系统,用于蒸发组分,优选用于在便携蒸发器装置中、优选手持设备中、特别优选E香烟或用于医学目的的吸入器中使用,所述蒸发器系统包括根据本发明的筒和加热单元或根据本发明的蒸发器单元和用于运行电性加热元件的至少一个电性能量源。
根据本发明的筒以及加热单元的组合或替选地使用根据本发明的蒸发器单元能够实现获得用于蒸发组分的根据本发明的蒸发器系统,其中,电性能量源提供了用于运行电性加热元件所需的能量。
在此情况下完全特别优选的是,将蒸发器系统被两件式实施,其中,筒被布置在第一部件、所谓的一次性部件中,且电性能量源被布置在第二部件、所谓的多次使用部件中。在使用根据本发明的蒸发器系统时,可以将填充后的筒(也就是说具有贮存器中的液态组分)与多次使用部件连接,以便使蒸发器系统准备好使用。在排空贮存器之后可以移除该一次性部件并通过新的填充后的筒来替代,以便直接又建立蒸发器系统的可使用性。
在此情况下,不同的设计是可行的,其中,尤其电性加热元件可以要么布置在第一部件中,要么布置在第二部件中,也就是说要么是一次性部件的组成部件,要么可以与电性能量源一起被多次使用。替选地,在根据本发明的蒸发器系统中也可以设置第三部件,该第三部件包括加热单元和/或其它的元件,例如传感器。
相应优选的是根据本发明的蒸发器系统,其中,根据本发明的筒被布置在第一部件、尤其是一次性部件中,且所述电性能量源被布置在第二部件、尤其是多次使用部件中,其中,所述第一部件和所述第二部件可逆地且无破坏能松开地彼此连接,使得在所述电性能量源和所述电性加热元件之间存在电性接触以及在所述贮存器和所述电性加热元件之间存在导引流体的接触。
相应优选的还有根据本发明的蒸发器系统,附加地包括第三部件,其中,所述加热元件被布置在所述第一部件或所述第二部件或所述第三部件中,其中,所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件可逆地且无破坏能松开地彼此连接,使得在所述电性能量源和所述电性加热元件之间存在电性接触以及在所述贮存器和所述电性加热元件之间存在导引流体的接触。
在本发明的范畴内,由使用者在使用常用的力、也就是说可以用手使用的力的情况下,必要时在使用例如螺丝刀那样的工具的情况下不能可逆且无破坏地彼此松开且再次连接的两个部件不被看作为可逆且无破坏可松开地彼此连接。在本发明的范畴内,表述“可逆且无破坏可松开”涉及用于连接和/或紧固所使用的结构件,例如螺纹。不排除的是,在连接第一和第二部件之前或期间出现第一和/或第二部件中的有意的改变,这些改变但是不影响可连接性和可松开性。例如可能需要在连接之前从第一部件剥除保护薄膜。在一些优选实施方式中,第二部件例如包括刺或类似结构,利用其在连接时故意刺破紧固在第一部件上的保护薄膜。
优选的是根据本发明的蒸发器系统,其中,一个或多个压力调节元件被布置在所述筒中,使得所述压力调节元件没有被布置在所述蒸发器系统的外罩上或中。
相应的根据本发明的蒸发器系统在实践中特别被证明并证实为有利,因为有益的是,将压力调节元件这样布置在筒中,使得这些压力调节元件在获得根据本发明的蒸发器系统时不被布置在蒸发器系统的外罩上。这点例如意味着,压力调节元件被布置在根据本发明的蒸发器系统之内,例如围板和/或外罩下方,使得这些压力调节元件在通过最终消费者使用蒸发器系统时不受尤其由于该消费者的不希望的作用所造成的机械损坏。即使这点针对特定的应用可以是有利的,但是在一些情况下已证实为不利的是,消费者可能在使用根据本发明的蒸发器系统时例如用手指不经意地封闭止回阀或例如可以用手指甲损坏膜或能变形的壁区段。
此外,优选的是根据本发明的蒸发器系统,其中,电性能量源是能量储存器,优选电池或燃料电池,特别优选是锂离子电池、尤其是锂聚合物蓄电池,
和/或
附加地包括电子控制装置,用于控制电性加热单元,
和/或
附加地包括一个或多个传感器单元,其中,该一个或多个传感器单元从下列分组中选出,该分组包括:辐射传感器、尤其是红外传感器、温度传感器、压力传感器、流量传感器、电流测量设备、电压测量设备、位姿传感器、质量流量传感器、体积流量传感器、用于确定罐中的填充位的填充位传感器、光学传感器、化学传感器、化学分析设备。
附图说明
下面,参考附图详细阐释和描述本发明和本发明的优选实施方式。在此,不同的附图中相同的附图标记表示相同的结构件。
附图中:
图1示出了穿过由现有技术已知的筒的横截面的示意图;
图2示出了穿过根据本发明的筒的横截面的示意图;
图3在第一优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒的横截面的示意图;
图4在第二优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒的横截面的示意图;
图5在第三优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒的横截面的示意图;
图6在第四优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒的横截面的示意图;
图7在第五优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒的横截面的示意图;
图8在第一优选实施方式中示出了穿过根据本发明的蒸发器单元的横截面的示意图;
图9在第二优选实施方式中示出了穿过根据本发明的蒸发器单元的横截面的示意图;
图10在第三优选实施方式中示出了穿过根据本发明的蒸发器单元的横截面的示意图;
图11在第四优选实施方式中示出了穿过根据本发明的蒸发器单元的横截面的示意图;
图12在第五优选实施方式中示出了穿过根据本发明的蒸发器单元的横截面的示意图。
具体实施方式
图1示出了穿过由现有技术已知的筒10的横截面的示意图。该筒10在该简单的实施方式中由刚性贮存器12组成,该贮存器的壁20围住贮存器12的内部18。所示的贮存器12具有取出开口14,该取出开口被设置用于能够实现液体从贮存器12中的取出。由现有技术已知的贮存器12不具有用于贮存器12内部18的压力调节元件16。在这些由现有技术已知的筒中,取出开口14在运行中在蒸发器单元中通过芯材被填充和/或利用加热单元30被封闭,使得贮存器12内部18中相对于环境压力出现的压差不利地导致,经由芯材没有足够的组分到达电性加热元件或液体通过芯材以不希望的量被运输至加热元件30。
图2与之相反示出了穿过根据本发明的筒10的横截面的示意图,该筒的刚性贮存器12在壁20中包括用于贮存器12内部18的压力调节元件16。由此可行的是,贮存器12内部18中出现的压差经由压力调节元件16被补偿,使得不损害液体通过取出开口14向加热元件(未示出)的排出。图2中所示的根据本发明的筒10在当前示例中仅通过刚性贮存器12形成,该贮存器在本示例中由塑料制成并一件式实施。
所示的贮存器12不具有在内压增加时出现有意的不密封性的区段。这意味着,贮存器12在120kPa内压和100kPa外压的情况下除了取出开口14外是密封的,使得液体即使在提高的压力下也仅能通过取出开口14从贮存器12中排出。
所示的取出开口14被设置用于,以芯材(未示出)填充和/或用加热单元(未示出)封闭。图2中公开的根据本发明的筒被设计为,使得压力调节元件16被布置在贮存器12的壁20中,该壁具有相对于取出开口14的最大间距,其中,在取出开口14和压力调节元件16之间的间距大于取出开口14的平均直径,使得在某些情况下由压力调节元件16所施加的干扰,例如气体的进入或能变形的壁区段的膨胀尽可能少地影响筒10的对于向加热元件30不变且受控的输送液体而言决定性的区域。
图3在一优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒10的横截面的示意图。作为压力调节元件16,贮存器12包括在贮存器12的壁20中布置的止回阀16a,该止回阀在当前示例中涉及唇形阀。该唇形阀被设计为,使得在贮存器中相对于外压的1kPa或更高的负压的情况下打开且由此能够实现与环境的压力平衡。图3中,止回阀16a由柔性材料制成,该柔性材料包括弹性体,该弹性体由硅橡胶制造。因为止回阀16a仅当贮存器12内部18与环境之间存在压差时才打开,所以通过止回阀16a不能实现液体从贮存器12中的排出。
图4示出了根据本发明的筒10的另一优选实施方式的横截面的示意图,其中,压力调节元件16是透气但不透液的膜16b。图3中,透气但不透液的膜16b涉及由聚四氟乙烯制成的疏水塑料膜,其被构造为,使得其阻止了水、1,2-丙二醇和甘油从贮存器12内部18穿行出来并能够在两个方向上实现贮存器12内部18和环境之间的气体交换。
图5在另一优选实施方式中示出了穿过根据本发明的筒10的横截面的示意图。压力调节元件16在该实施方式中通过能变形的壁区段16c来形成,其中,图3中所示的实施方式包括能可逆地变形的壁区段16c,该壁区段被构造为能变形的兜袋,该兜袋伸入到贮存器12中。在此,能变形的壁区段16c的背离贮存器12内部18的侧面与环境接触并相应具有环境压力,但是没有液体能够贯穿能变形的壁区段16c排出。相应地,能变形的壁区段16c可以根据贮存器12内部18中的压力变化被压缩或膨胀,以平衡该压力变化。
图6和7分别示出了穿过根据本发明的筒10的两个特别优选实施方式的横截面的示意图,这些筒是特别有利的,因为它们能够实现两个压力调节元件16的协同共同作用,这两个压力调节元件涉及不同的压力调节元件16,这些不同的压力调节元件被布置在贮存器12的不同侧面上,也就是说壁20的不同区段中。
在两个所示实施方式中,贮存器12分别包括止回阀16a,该止回阀尤其被设置用于,快速平衡贮存器12内部18中出现的大的负压,以由此辅助或保护各第二压力调节元件16,并在第二压力调节元件16的设计方面获得了较高的灵活性。图6和7中,第二压力调节元件16一次被设计为能变形的壁区段16c,该壁区段被设计为能可逆地变形的兜袋,或被设计为膜,该膜是透气但不透液的。这些压力调节元件16分别归于如下任务,即,补偿贮存器12内部18中出现的压力提高以及截住如下这种负压,这些负压不足以引起止回阀16a的打开。
图8至12分别在优选实施方式中示出了穿过根据本发明的蒸发器单元34的横截面的示意图。蒸发器单元34分别包括根据本发明的筒10。贮存器12在此被两件式实施且是柱体形的。通过贮存器12,在该设计方案中从一基面42向另一基面延伸一烟道40,该烟道围住空气通道36。根据本发明的蒸发器单元34包括一布置在该烟道40上的加热元件30,该加热元件包括芯材和电性加热元件(未示出)。加热单元30被布置在取出开口14中,使得芯材布置在取出开口14中且使得液体可以从贮存器12出来经由芯材到达电性加热元件。
在所示实施方式中,所使用的电性加热元件涉及板形加热芯片,由经掺杂的半导体材料制成,该半导体材料由多个微通道穿过,这些微通道提供了在加热芯片的面对芯材的侧面与加热芯片的面对空气通道36的侧面之间的导引液体的连接。
所公开的加热单元30包括用于围住电性加热元件的密封元件并且在取出开口14上流体密封地与贮存器12连接,使得液体和气体从贮存器12的内部出来穿过取出开口14仅可以贯穿加热单元30、也就是说芯材和电性加热元件排出。在所示实施方式中,电性加热元件和芯材一起被设计为,使得它们直至贮存器12中的内压与外压之间的1kPA的压差都不允许穿过取出开口14和加热元件30的液体穿行。
图8至10中公开的根据本发明的蒸发器单元34分别具有压力调节元件16,其中涉及止回阀16a、即唇形阀;透气但不透液的膜16b、即由聚四氟乙烯制成的疏水膜;或者说能变形的壁区段16c、即由橡胶弹性塑料制成的能变形的兜袋,该塑料包括弹性体,弹性体由硅橡胶制造,且该兜袋伸入到贮存器12中。
与之相反,图11和12中所示的根据本发明的蒸发器单元34分别包括两个前面示出的压力调节元件16,它们被布置在贮存器12的不同侧面上,其中,图11公开了止回阀16a与透气但不透液的膜16b的组合,而图12示出了止回阀16a与能变形的壁区段16c的组合。
图2至6中所示的根据本发明的筒10可以与加热单元30一起同样被使用在根据本发明的蒸发器系统中,如图8至12中所公开的根据本发明的蒸发器单元34那样。为此,这些筒必须与至少一个用于运行电性加热元件的电性能量源进行组合。在此,图8至12中公开的蒸发器单元34被设计为一次性部件,它们可以可逆且无破坏可松开地与包括电性能量源的多次使用部件连接,使得不仅在贮存器12和加热单元30中的电性加热元件之间存在导引液体的接触,而且在电性能量源与电性加热元件之间也存在电性接触。
与之相反,图2至6中公开的根据本发明的筒10以所示的形式被设置用于与可重复使用的加热器一起使用,该加热器例如可以与电性能量源共同地布置在所述多次使用部件中,或在第三部件中作为其它的结构件被提供。为此,根据本发明的筒10在其内部空间18中用待蒸发的组分填充,其中,所述组分包括例如尼古丁、1,2-丙二醇、甘油和水。在填充之后,取出开口14被封闭,例如利用塑料薄膜。在使用之前,在取出开口14之上去除塑料薄膜或将其不可逆地破坏,且将根据本发明的筒10与所述多次使用部件可逆和无破坏可松开地连接,使得取出开口14被布置为与加热单元30接触。在根据本发明的蒸发器单元34的在图8至12中所示的实施方式中,压力调节元件16分别被布置在筒10中,使得它们在装入到蒸发器系统中时没有被布置在蒸发器系统的外罩上或中。由此,这点造成,基面42被设置用于连接根据本发明的蒸发器单元34与所述多次使用部件,或在实践中利用嘴部件来覆盖,该嘴部件遮护了多个压力调节元件。
附图标记列表
10 筒
12 贮存器
14 取出开口
16 压力调节元件
16a 止回阀
16b 膜
16c 能变形的壁区段
18 贮存器的内部
20 贮存器的壁
30 加热单元
34 蒸发器单元
36 空气通道
40 烟道
42 基面

Claims (17)

1.用于电子烟或便携吸入器的筒(10),所述筒包括用于接收液体的刚性的贮存器(12),
其中,所述贮存器(12)具有至少一个取出开口(14),所述取出开口被设置用于,能够实现将液体从所述贮存器(12)中取出,
其中,所述贮存器(12)包括用于所述贮存器(12)内部(18)的一个或多个压力调节元件(16),所述压力调节元件被布置在所述贮存器(12)的壁(20)中且液体不能通过所述压力调节元件从所述贮存器(12)中排出,
其中,所述压力调节元件(16)被彼此无关地从下列列表选出,所述列表包括:
止回阀(16a);
透气但不透液的膜(16b);以及
能变形的壁区段(16c)。
2.根据权利要求1所述的筒(10),其中,所述贮存器(12)由一种或多种材料制成,所述材料由下列分组中选出,所述分组由玻璃、水晶、金属、陶瓷、木材和塑料组成,优选由玻璃和塑料组成,
和/或
其中,所述贮存器(12)被一件式或两件式地、优选两件式地实施,
和/或
其中,所述贮存器(12)被设计为,使得在所述贮存器(12)中的内压为120kPa、优选240kPa、特别优选480kPa或更多且外压为100kPa的情况下,液体仅能够通过所述取出开口(14)从所述贮存器(12)中排出。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的筒(10),其中,所述贮存器(12)包括止回阀(16a)、优选唇形阀,其中,所述止回阀(16a)优选被构造为,使得所述止回阀在所述贮存器中相对于外压的负压为1kPa或更多、优选2kPa或更多、特别优选4kPa或更多的情况下打开,其中,所述止回阀(16a)特别优选由柔性材料制成,所述柔性材料包括一种或多种弹性体,所述弹性体由橡胶制造,所述橡胶由下列分组中选出,该分组由天然橡胶和合成橡胶组成,优选由下列分组中选出,该分组由天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶和硅橡胶组成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的筒(10),其中,所述贮存器(12)包括:透气但不透液的膜(16b);优选疏水的塑料膜;尤其是包括了聚四氟乙烯的疏水膜,其中,所述膜(16b)优选被构造为,所述膜能够实现气态水和/或气态1,2-丙二醇和/或气态甘油的穿过。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的筒(10),其中,所述贮存器(12)包括能变形的、优选能可逆地变形的壁区段(16c),优选由橡胶弹性的塑料制成,所述橡胶弹性的塑料包括一种或多种弹性体,所述弹性体由橡胶制造,所述橡胶由下列分组中选出,该分组由天然橡胶和合成橡胶组成,优选由下列分组中选出,该分组由天然橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶和硅橡胶组成,
其中,所述能变形的壁区段(16c)优选被构造为能变形的兜袋,所述兜袋伸入到所述贮存器(12)中或从所述贮存器(12)伸出,特别优选伸入到所述贮存器(12)中,且其中,所述能变形的兜袋的容积在不存在压差的情况下优选小于所述贮存器(12)的容积,特别优选小于50%、完全特别优选小于25%。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的筒(10),其中,所述贮存器(12)包括两个或更多个压力调节元件(16)、优选两个压力调节元件,
和/或
其中,所述贮存器(12)包括两个或更多个不同的压力调节元件(16)、优选两个不同的压力调节元件,
和/或
其中,所述贮存器(12)包括两个或更多个压力调节元件(16)、优选两个压力调节元件,所述压力调节元件被布置在所述贮存器(12)的相同或不同侧上,优选被布置在相同侧上。
7.根据权利要求6所述的筒(10),其中,所述贮存器(12)包括止回阀(16a)和透气但不透液的膜(16b),
和/或
其中,所述贮存器(12)包括止回阀(16a)和能变形的壁区段(16c)、优选能可逆地变形的兜袋,
和/或
其中,所述贮存器(12)包括透气但不透液的膜(16b)和能变形的壁区段(16c)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的筒(10),其中,所述一个或多个压力调节元件(16)被布置在所述贮存器(12)的壁(20)中,所述壁平均具有与所述取出开口(14)的最大间距,
和/或
其中,所述取出开口(14)和所述一个或多个压力调节元件(16)之间的间距大于所述取出开口(14)的平均直径。
9.蒸发器单元(34),包括根据权利要求1至8中任一项所述的筒(10),附加地包括加热单元(30),所述加热单元具有芯材和电性加热元件,所述加热单元被布置为,使得所述芯材被布置在所述取出开口(14)中和/或遮盖所述取出开口(14),且使得液体能够从所述贮存器(12)出来经由所述芯材到达所述电性加热元件。
10.根据权利要求9所述的蒸发器单元(34),其中,所述电性加热元件是线圈或加热箔或板形加热芯片,优选加热箔或板形加热芯片,特别优选由经掺杂或未掺杂的半导体测量制成的板形加热芯片,所述板形加热芯片由多个微通道穿过,所述多个微通道提供了在所述加热芯片的面对所述芯材的侧面与所述加热芯片的面对空气通道(36)的侧面之间的导引液体的连接。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的蒸发器单元(34),其中,所述加热单元(30)包括用于围住所述电性加热元件的密封元件并且在所述取出开口(14)处流体密封地与所述贮存器(12)连接,使得液体和气体能够从所述贮存器(12)的内部(18)通过所述取出开口(14)仅贯穿所述加热元件(30)排出。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的蒸发器单元(34),其中,所述电性加热元件和/或所述芯材被设计为,使得其直至所述贮存器(12)中的内压与外压之间的1kPa、优选2kPa、特别优选3kPa的压差都不能实现贯穿所述取出开口(14)和贯穿所述加热元件的液体穿行。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的蒸发器单元(34),其中,所述贮存器(12)被设计为柱体形或直角平行六面体形,且所述取出开口(14)被布置在烟道上,所述烟道优选贯穿整个贮存器(12)地从所述柱体或直角平行六面体的基面(42)出发延伸到所述柱体或直角平行六面体的内部(18)中。
14.蒸发器系统,用于蒸发组分,优选用于在便携蒸发器装置中、优选手持设备中、特别优选E香烟或用于医学目的的吸入器中使用,所述蒸发器系统包括根据权利要求1至8中任一项所述的筒(10)和加热单元(30)或根据权利要求9至13中任一项所述的蒸发器单元(34)和用于运行电性加热元件的至少一个电性能量源。
15.根据权利要求14所述的蒸发器系统,其中,根据权利要求1至8中任一项所述的筒(10)被布置在第一部件、尤其是一次性部件中,且所述电性能量源被布置在第二部件、尤其是多次使用部件中,其中,所述第一部件和所述第二部件可逆地且无破坏能松开地彼此连接,使得在所述电性能量源和所述电性加热元件之间存在电性接触以及在所述贮存器(12)和所述电性加热元件之间存在导引流体的接触。
16.根据权利要求15所述的蒸发器系统,附加地包括第三部件,其中,所述加热元件(30)被布置在所述第一部件或所述第二部件或所述第三部件中,其中,所述第一部件、所述第二部件和所述第三部件可逆地且无破坏能松开地彼此连接,使得在所述电性能量源和所述电性加热元件之间存在电性接触以及在所述贮存器(12)和所述电性加热元件之间存在导引流体的接触。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的蒸发器系统,其中,一个或多个压力调节元件(16)被布置在所述筒(10)中,使得所述压力调节元件没有被布置在所述蒸发器系统的外罩上或中。
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