CN102883766A - 面状蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及面状蒸发器，所述面状蒸发器包括面状电阻加热元件，以用于借助面状地流过或可流过电阻加热元件的加热电流，脉冲式地加热和蒸发分布在或可分布在加热元件表面上的、且可吸入地接收的物质，带有至少两个电接触部或极(2、3)，用于将加热电流引导到电阻加热元件内，其中电阻加热元件具有至少一个将形成或可形成在两个极(2、3)之间的原始电场的场线(4)收缩的缝隙形空隙(5)，且与接收或可接收物质的开孔的孔结构面连接。

Description

面状蒸发器

技术领域

本发明涉及面状蒸发器，所述面状蒸发器包括面状电阻加热元件，用于借助面状地流过或可流过电阻加热元件的加热电流，脉冲式地加热和蒸发分布在或可分布在加热元件表面上的、且可吸入地接收的物质，带有至少两个电接触部或极，用于将加热电流引导到电阻加热元件内。

背景技术

概念定义：

概念“可吸入地接收的物质”原则上包括每个可被人或使用者吸入的物质。被蒸发的物质可以以蒸汽-空气-混合物和/或冷凝气溶胶的形式提供给使用者。所述物质可含有药物，或由药物制剂组成，但所述物质也可仅含有不声明为药物的组分。

“脉冲式加热和蒸发”体现为物质在吸入的时间段内、即在数秒内或在几分之一秒内被加热和蒸发。

“面状地流过或可流过电子加热元件的加热电流”可以是直流电流或交流电流。

已知的面状蒸发器，如其在US 4,735,217(Donald L.Gerth等人)，US 2005/0268911(Steven D.Cross等人)，US 5,060,671(Mary E.Counts等人)，US 5,095,921(D.Bruce Losee等人)和US 4,922,901，图4至图8(Johnny L.Brooks等人)中所描述的那样，在宽的蒸发器表面范围内具有大体上恒定的温度环境

参见US 2005/0268911，图17a和图17b。较大的温度梯度至多出现在将电流引入到面状电阻加热元件内的电接触部的区域中，且热量寄生地流出到邻接的结构元件中。除此之外，温度分布是很均匀的。当待蒸发的物质含有不同沸点的组分时，此均匀的温度分布会特别地不利。恒定的面状的温度分布在此情况中具有如下效应，即，带有较低沸点的物质在脉冲式地能量供给的过程中被首先蒸发，且带有较高沸点的物质在较低沸点物质已大体上被蒸发且已离开蒸发区时才开始蒸发。具体而言，当两个物质应在其蒸发或释放之后立即以某种想要的方式相互作用，以便例如发挥一定的药理学和/或药代动力学作用时或有利于这些作用时，所述效应具有不利的影响。这些相互作用的示例是其它挥发物质在气溶胶形成物上的团聚。气溶胶形成物通过特别小的蒸汽压表征。甘油是作为气溶胶形成物的示例。气溶胶形成物的任务是，使其余挥发物质与其结合，且以此方式改善了其肺通过性

以致于例如能够实现全身的有效物质供给。对于这样的相互作用的另一个示例是由酸或由相应的尼古丁盐的形成引起的尼古丁质子化。尼古丁基本上作为游离碱蒸发。但碱形式的游离尼古丁容易挥发，且以此形式几乎不可通过肺。尼古丁碱的大部分已更早地析出。几乎不可以此方式实现通过肺泡的、全身的尼古丁给药。但如果尼古丁在其蒸发或释放之后立即与酸复合，则尼古丁的挥发性可被大大降低，特别是当同时也存在气溶胶形成物时。在闷燃的香烟中，该情况在吸气期间被以最优方式满足。这主要归因于炽烧区与蒸发-蒸馏区之间急剧的温度下降。在此，在数微米内，温度从高于800℃下降到100℃以下。在此条件下，气溶胶形成物、有机酸和尼古丁在最狭窄的空间中实际上被同步地释放，即使气溶胶形成物和有机酸的沸点或释放温度与尼古丁的沸点(246℃)明显不同。在此条件下尼古丁与酸复合并团聚在已冷凝的气溶胶微粒上的可能性相应地高。这些情况在无过滤嘴的香烟中最终容易导致在主流烟中转移的尼古丁大部分实际上到达肺泡，且可在几秒内在中枢神经系统中发挥希望的全身效应。

发明内容

本发明基于的任务在于，消除现有技术中已知的面状蒸发器设备的前述缺点。本发明特别地基于如下任务，即这样地构造前述类型的面状蒸发器，使得在脉冲式电流供给期间沿着面方向且在最狭窄的空间内，在待蒸发的物质中出现尽可能急剧的温度下降或尽可能高的温度梯度，从而使得物质中含有的各个物质被尽可能同步地释放。

此任务通过如下方式解决，即，使得电阻加热元件具有至少一个将形成在或可形成在电极之间的原始电场的场线收缩的缝隙形空隙，且使得电阻加热元件与接收或可接收物质的开孔式(offenzellig)孔结构面连接。

概念定义：“原始电场”是那些当不存在根据本发明的缝隙形空隙时在电阻加热元件内形成的电场。

开孔式孔结构例如可由织物、开放孔的(offenporig)纤维结构、开放孔的烧结结构、开放孔的泡沫或由开放孔的析出结构形成。这些结构的组合也是可能的。此外，这些结构还可分层为多个彼此上下重叠的层。

类似于流动的水体，缝隙形空隙如横向于水道的延伸的隔板那样起作用：在围绕缝隙形空隙的区域内形成了带有增大的电流的区以及带有减小的电流的区。电功率密度与电流密度的平方成比例的情况导致了引入到电阻加热元件内的热在围绕缝隙形空隙的区域内从一点到另一点强烈地波动，且沿着面方向形成了陡的温度梯度。温度下降可在最狭窄的空间内，即在相应于缝隙形空隙的延伸的距离之内实现。所引入的热通过热传导传输到储积在紧邻的孔结构内的物质上。在此，孔结构的两个特性造成对于本具体发明具有决定性意义的现象：一个特征是，孔结构内的导热性随着孔隙度的增加而不成比例地降低；另一个特征是，孔结构也可接收并固定较大的物质量。孔结构因此抵抗沿着面方向的热交换以及物质交换。这些特征的效果是，在电阻加热元件内形成的温度梯度几乎与孔结构无关，且这样的温度梯度也可在该孔结构内和最后在待蒸发的物质中以可比较的尺度形成。最后也还可有利地评价，通过缝隙形的空隙总体上没有提高电阻加热元件的热损失。

在本发明的有利扩展中建议，使得孔结构自身由电阻材料制成，且缝隙形空隙也遍布孔结构。孔结构因此自身成为电阻加热元件的一部分。此布置的有利效果是，热至少部分地直接在孔结构内产生，且在那里直接地传输到待蒸发的物质上。如已提及地，孔结构内的导热性随着孔隙度的增加而不成比例地降低。因此，此特征在沿着面方向形成温度梯度方面被证实是有利的，然而当也由此沿着厚度方向导致温度梯度时，此特征被评价为不利的。在厚度方向上的温度梯度可因易于出现沸腾风险而灵敏地干扰蒸发器的蒸发，并因此干扰蒸发器的效能。这特别地发生在孔结构很大程度上或完全地被待蒸发的物质饱和的情况中。通过使热至少部分地直接在孔结构内产生，可有效地抵抗在厚度方向上形成温度梯度。在根据本发明的特定情况中可建议，电阻加热元件完全地由孔结构构成。在此情况中，热完全在孔结构中产生。此布置当然可实现最大的蒸发率，特别是孔结构的孔在两侧上开放时，即与环境自由连通时，且蒸汽因此可在两侧从面状加热元件流出。此外，孔结构的孔不作为本申请的意义中的空隙，即使当其为缝隙形时亦是如此。根据本发明，缝隙形的空隙仅在其至少延伸越过多个孔时被视作缝隙形的空隙。

特别有利的是，在缝隙形空隙基本上直线地走向，且与被其收缩的原始电场的场线至少近似正交地定向。为判断前述关系是否成立，原始电场的每个未被干扰的场线被几何学地评估，哪些被缝隙形空隙最显著地收缩。可显示出，预先给定尺寸的缝隙形空隙当其满足前述几何条件时具有最大的收缩效果。

根据本发明的优选实施形式，缝隙形空隙由切口形成。切口优选地通过激光切割方法制造。激光切割方法允许制造特别细小的缝隙。因此，可借助于激光切割方法，例如通过Nd:YAG激光器产生宽度从大约50μm起的尺寸精确的且形状精确的缝隙或切口。这样的细小的切口允许，收缩原始电场的场线，而为此不需要要求明显的面，使得从几何方面考虑，几乎全部的原有加热元件表面仍可用于蒸发。

在本发明的另外的有利的构造中，电阻加热元件和孔结构由金属电阻材料制成。面状金属材料的激光切割，例如薄板材、金属薄膜和金属织物的激光切割，目前常规地执行。因此本发明的切口的形成在这些材料中并不是大的技术挑战，即使当材料具有孔结构时也亦是如此。合适的金属电阻材料例如为：不锈钢，如AISI 304或AISI 316，以及导热合金，特别是NiCr合金和CrFeAl-合金(“Kanthal”)，如DIN材料号2.4658，2.4867，2.4869，2.4872，1.4843，1.4860，1.4725，1.4765，1.4767。但本发明决不限制于这些材料及合金。所列举的金属与很多非金属电阻材料相比具有较高的导电性。其结果是相应的高电流。特别地，如果此电流应由电池提供，则可能在技术上已遇到一定的界限。在此方面，根据本发明的缝隙形切口被证明是有利的，因为通过切口提高了加热元件的电阻。此外，缝隙能够实现预先给定的额定电阻值的精确调节。

在本发明的有利扩展中提供了多个或大量缝隙形空隙。通过设置多个或甚至大量缝隙形空隙，可在加热元件表面上提供多个或大量带有局部明显的温度下降的区，且以上所述的有利效果在较大面积上有效。

根据本发明，可将缝隙形空隙密度不均匀地密集分布在加热元件表面上。通过缝隙形空隙的不均匀分布，电阻加热元件或孔结构可具有第二类型的温度下降，这覆盖了带有局部明显的温度下降的区，且由此大范围地起作用。一般而言，可通过缝隙形空隙的不均匀分布影响电流密度分布和功率密度分布。因此，例如较高电流密度的区可通过引入缝隙形空隙而减负荷，因为电流绕行这些区。

在根据本发明的面状蒸发器的特别有利的扩展中设定，孔结构形成芯。芯通过其毛细现象起作用，即，在脉冲式蒸发后，孔结构可被在此情况下为液体的物质重新自动填注。为此目的，孔结构仅与液体源形成接触。孔结构因此在此构造变型中多功能地起作用。

此外，本发明涉及吸入器部件，包括根据本发明的如前所述的面状蒸发器，以及与芯毛细地连通或可连通的、为芯供给液体物质的液体源。根据本发明设定，芯沿着原始电场的场线方向提供液体物质，且缝隙形空隙前后相继地交错(gestaffelt)布置在与场线基本上平行定向的行中。在原始电场的场线方向上以液体物质装载芯可有利地通过电接触支承点实现，以此可避免额外的热损失。通过缝隙形空隙的成行状的分组形成了保留芯的区，所述区尽可能地不具有缝隙形空隙，且通过所述区可尽可能不受阻碍地为孔结构提供以液体物质。缝隙形空隙也可交错在多个行中。

作为以上所述的构造变型的替换，根据本发明也可设定，芯被横向于原始电场的场线地装载液体物质，且缝隙形空隙基本上指向装载方向。此布置的优点是，缝隙形空隙最少地阻碍毛细液体流动，但是除了电接触支承点外要求另一用于芯的毛细接通的支承点。

附图说明

本发明符合目的的和有利的实施例在附图中示出且在下文中详细解释。

各图为：

图1示出了无缝隙形空隙的面状蒸发器；

图2示出了根据本发明的、带有缝隙形空隙的面状蒸发器；

图3示出了根据图2的面状蒸发器的功率密度分布；

图4示出了在脉冲式加热和蒸发期间根据图3的横截面A-A中的温度分布；

图5示出了在脉冲式蒸发期间根据图2的面状蒸发器的物质释放；

图6示出了在脉冲式蒸发期间根据图1的面状蒸发器的物质释放；

图7示出了带有自动的液体供给的蒸发器布置；

图8和图9示出了带有自动的液体供给的另一蒸发器布置。

具体实施方式

表1示出了示例的根据本发明的面状蒸发器的材料规格。据此，面状蒸发器由六层形成，即：一个金属薄膜和五个烧结在其上的金属丝织物。金属在本示例中由导热合金NiCr8020，DIN材料号2.4869构成。当然也可使用另外的导热合金。导热合金作为预制材料可由ThyssenKrupp VDM GmbH公司提供，www.thyssenkruppvdm.de，然后再加工为薄膜、超细丝和金属丝织物。ThyssenKrupp VDM GmbH公司以商品名“Cronix 80”提供前述材料NiCr8020，DIN材料号2.4869，其中也可熔炼成带有＜0.02％的碳含量的非常纯的规格。RecordMetall-Folien GmbH公司www.recordmetall.de与其原供应商协作，可由优选地作为带的预制材料制造厚度从5μm起的金属薄膜。J.G.Dahmen&Co.GmbH&Co.KG公司www.dahmen-draht.de可由优选地作为丝的预制材料拉伸出粗细从18μm起的超细丝。超细丝然后可由丝织厂，例如由Haver&Boecker公司www.baverboeker.com，或

KG公司www.spoerl.de常规地交织为金属丝织物。

金属薄膜和金属丝织物层通过烧结相互结合。烧结优选地在真空中或在氢保护气氛中进行。这样的烧结属于现有技术，且例如由GKNSinter Metals Filters GmbH公司www.gkn-filters.com以及由

KG公司www.spoerl.de常规地执行。烧结有利地以多应用件(Vielfachnutzen)的形式进行，即并非烧结单个的面状蒸发器，而是例如200×200mm的规格的较大面积的应用件。在烧结后通过激光切割或冲压从多应用件中获得单个的面状蒸发器。

作为导热合金的替代，也可替换地使用例如AISI 304L或AISI316L的不锈钢来作为用于根据本发明的面状蒸发器的材料。这相对于NiCr8020具有明显的成本优势，但与NiCr8020相比具有明显更低的电阻。为提高电阻，可选择性地腐蚀由不锈钢制成的面状蒸发器或其初级产品，即多应用件。通过腐蚀均匀地侵蚀材料。腐蚀可有利地在由50％的硝酸和13％的氢氟酸组成的水性的酸洗剂(Beizbad)中进行。此酸洗剂可由Avesta Finishing Chemicals公司www.avestafinishing.com以名称“Avesta 302”提供。腐蚀的有利的副作用在于，通过腐蚀也稍微提高了面状蒸发器的孔隙度，由此使蒸发器更易于接收待蒸发的物质。但是，附加的腐蚀方法步骤又至少部分地抵消了原本相对于导热合金的成本优势。

有趣的选择也在于，将导热合金和不锈钢相互组合，其中优选地较厚重的层由导热合金制成且较精细的层由不锈钢制成。在根据表1的具体实施方式中，根据此选择例如外部的三个织物层、即第3至5织物层也由不锈钢制成。

表1：材料规格

^*)在20℃至400℃的温度范围内

在根据表1构建的面状蒸发器中，孔结构通过相互烧结的金属丝织物层形成。不仅金属丝织物而且金属薄膜都会分担所引起的加热电阻。在表1中列举的、用于电阻率和用于导热性的值显然在面方向上适用。这些值随着孔隙度的增加比例过大地下降。

图1典范性地示出了面状蒸发器的矩形布置。蒸发器的尺寸为：长度＝12mm，宽度＝5.6mm。蒸发器的结构对应于表1中的结构。蒸发器或其电阻材料在其窄端部上被电接触，即在该端部上形成两个极2、极3，加热电流通过所述极2、极3导入且又被导出。只要在极2、极3上施加有电压，就有加热电流流过。在图1中示出的布置也可仅仅是面状蒸发器1的一个被加热的或可被加热的一段(Ausschnitt)。即，电阻材料连同孔结构可超过极2、极3而延续。例如，面状蒸发器1可超过极2、极3，优选地在薄膜侧通过导电的粘合剂或通过焊接连接而面状接触，由此同时也使蒸发器机械固定。线形的极2、极3在此情况中是面状接触的外部边界。如可简单地推算，在图1中示出的面状蒸发器所引起的加热电阻为81mOhm。此外，图1示出了当在极2、极3上施加有电压时，在极2、极3之间形成的原始电场的场线4。相应地，场线直线地延伸且以最短的路径连接两个极。所示出的蒸发器布置具有绝对均匀的电流密度分布和功率密度分布。

图2示出了与图1相同的面状蒸发器，但此时带有根据本发明的缝隙形空隙5。空隙5与原始电场的场线4(参见图1)正交地定向，以此收缩那些(dieselbigen)场线。收缩的场线在图2中以附图标记6标识。总计设有九个缝隙5。缝隙在该具体实施例中构造为切口。切口的长度为1.2mm。切口5从面状蒸发器1的对置的边缘7发出。切口可有利地通过Nd:YAG激光器产生。以此切割方法，可构造具有大约50μm起的宽度的切口。此细小切口的优点已在前文中阐述。通过切口5，所得的面状蒸发器的加热电阻升高到110mOhm，这升高了约35％。

电场线6的收缩导致电场强度的不均匀分布。具体而言，在紧邻切口5的端部8的、场线被最强收缩的区9内，近乎点状地出现了特别高的场强，而在长度侧上邻接切口5的区10内，场强具有相对小的值。因为场强在电功率密度的计算中被平方地使用，所以可估计电功率密度更明显地波动，如在图3中所示的实际的情况。粗略地观察可区分三个区：一个紧邻切口5的端部且又近乎点状地显现的最高功率密度的区11(以黑色图示)。另一个是两个在面状蒸发器1的长度侧上延伸的最低功率密度的边缘区12a和边缘区12b，所述边缘区12a和边缘区12b在宽度方向上大约伸展直至切口5的端部(以白色图示)。最后是中等功率密度的中间区13，所述中间区13基本上在边缘区12a和边缘区12b之间延伸(以虚线图示)。此明显不均匀的功率密度分布与孔结构差的导热性一起导致了，在脉冲式加热期间在孔结构中且由此也在待蒸发的物质内形成了陡的温度梯度。现在，如下的算例和算例的结果基于对图2中描绘的几何形状的导热等式的评估，且基于根据表2和表3的前提条件。

表2描述了待蒸发的物质的组合物。相应地，在该具体示例中，物质由用乙醇和水高度稀释的尼古丁溶液构成。使用甘油作为气溶胶形成物。此外，添加了一系列有机酸，用于质子化尼古丁。孔结构的孔完全地填注以尼古丁溶液，因此在孔结构内总计存储了10.4μL的尼古丁溶液。在蒸发过程中的物质释放基本上通过三元物质体系乙醇-水-甘油来确定。当实现将两个主要物质组，即一方面是溶剂(乙醇和水)且另一方面是气溶胶形成物(甘油)尽可能同步地释放的时候，满足表2中列举的内容物尽可能同步地释放的任务。仅仅是这些物质组的明显不同的物质特性，见表2a，已显示了此任务并不简单。

表2：基于尼古丁的代表性的药物制剂

表2a：乙醇-水-甘油的物质特性

	沸点温度	20℃下的蒸汽压
			乙醇	78℃	5800Pa
水	100℃	2340Pa
			甘油	290℃	＜0.1Pa

在求解导热方程时，涉及图3中图示的电功率密度作为热源。为计算功率密度，基于在极2、极3上施加的1.5V的直流电压，其中根据表3以可变占空系数(占空比(Duty Cycle))进行供电。以此方式，可任意地控制在脉冲式加热和蒸发持续期间的能量供给。所得的使用电压因此是振幅恒定但带有可变占空比的矩形信号。此外，极2、极3上的温度被恒定地设置为环境温度(20℃)，当面状蒸发器1同时也被固定在极上时也大致适用。

表3：加电-占空系数[％]

时间[秒]	[％]
		0.00-0.52	100
0.52-0.55	80
		0.55-0.60	60
0.60-0.70	40
		0.70-1.40	35

1.40-1.50	25
		1.50-1.55	15
1.55-1.60	10
		1.60-2.00	0

图4作为评估的第一结果示出了在根据图3的横截面A-A中，特别是在脉冲式加热开始之后0.5或1.0秒的温度分布。相应地，在孔结构中、且因此也在尼古丁溶液中出现了量级为200℃/mm，局部地甚至高至350℃/mm的温度梯度。此值已完全达到在闷燃的香烟中出现的温度梯度。

图5作为模拟的另一结果示出了在脉冲式蒸发期间累积释放的溶剂(乙醇和水)的量和气溶胶形成物(甘油)的量。此值为百分比且涉及存储在孔结构内的原始输出量。在计算时假设，三元物质体系乙醇-水-甘油的各个组分的释放仅与温度相关，且此相关性可通过指数律被良好地近似。上部曲线表示溶剂，下部曲线表示气溶胶形成物。图6示出了与在使用如图1中描绘的面状蒸发器(即无缝隙的)时的物质释放的直接的比较，其中在极2、极3上施加的电压由于此时较低的加热电阻被减小到1.3V(相同的功率密度)。立即可见，缝隙形空隙或切口5对于释放动态性能的影响是如何地明显。根据图5，物质释放可以说同步地进行，相反在根据图6的示例中溶剂和气溶胶形成物几乎反向地被释放。可由此得出如下结论，即根据图2的被开有缝隙的面状蒸发器1对于通过肺泡的全身的有效物质供给，在用于全身的尼古丁给入的具体示例中明显比无此缝隙的蒸发器表现得更为合适。

缝隙长度可被与面状蒸发器的特定材料特征，特别是与孔结构的导热性相协调，其中在此最后必须实现如下折衷：太长的缝隙或切口导致形成无蒸发或无明显蒸发的局部区。待蒸发的物质在此区域内仅被轻微加热。这样的区也可称为死区，因为它对于蒸发无贡献或无明显的贡献。如果相反，缝隙长度选择得太短，则缝隙的形成温度梯度的潜能未被全面地充分利用。

用电流对根据图2的面状蒸发器1的供电可通过可充电蓄电池进行。根据目前的现有技术，为此目的特别提供了锂离子电池以及锂聚合物电池。此电池类型目前提供使用了最高的能量密度和能流，且长期以来被广泛使用，其中首先广泛地使用在移动电话中。如果将根据图2的两个面状蒸发器1串联地电连接，且基于带有3.7V的额定或空载电压以及在载荷下的大约3V的使用电压的单个锂聚合物电池进行能量供给，则基于欧姆定律计算出流过面状蒸发器的电流为13.6A。此电流强度可由目前的锂聚合物电池毫无问题地提供。作为示例列举了：制造商Kokam Co.，Ltd，www.kokam.com的电池类型SLPB 533459H4。该电池的尺寸为：在重量为19.5g时58.5×33.5×5mm(长L×宽B×高H)。电池具有740mAh的容量且能够连续地提供14.8A的电流。如果基于表3的脉冲式加电，则两个串联连接的蒸发器每次脉冲式蒸发耗用约4.4mAh的电流量。相应地，以前述Kokam电池理论上可进行直至168次蒸发循环或吸入。实际上，此值由于较高的电流强度和脉冲式供电类型而并不能完全地实现。但是，所述电池可非常快地再次充电。

图7示出了在吸入器部件内的蒸发器布置，其中面状蒸发器1具有与图2的布置相同的几何形状和结构。面状蒸发器1以两个端部区段优选地在薄膜侧支承在两个导电的板形接触元件14a和导电的板形接触元件14b上，在其表面上该面状蒸发器也同时被电接触。接触可例如通过使用导电的粘合剂的面状粘合连接实现，所述粘合剂例如来自Epoxy Technology公司www.epotek.com。只要在接触元件14a和接触元件14b上施加电压，则有加热电流流过。因为接触元件14a和接触元件14b的导电性比面状蒸发器1的导电性高数倍，所以接触元件的外部的边界15a和边界15b(在其处面状蒸发器1最初触及接触元件14a和接触元件14b)被理解为极2、极3。极2在图7中通过粗线示意。面状蒸发器1以一个端部区段突出到毛细间隙16内。毛细间隙16通过接触元件14b和面状地放置在其上的上部件17形成，其方式是，在上部件17内加工相应的空隙、例如铣削部。毛细间隙16与液体存储器18(在图7中象征性地示出)连通。液体存储器18包含了待蒸发的物质或待蒸发的液体19。液体19例如可由稀释的药物制剂构成；此制剂示范性地已在表2中描述。此外，在接触元件14b内具有通风孔20，所述通风孔20同样与液体存储器18连通。此布置具有如下的作用：毛细间隙16通过在其内起作用的毛细力将液体从液体存储器18吸出，以此毛细间隙16被液体19填注。液体19在毛细间隙16中与面状蒸发器1的孔结构形成接触。孔结构被液体19润湿且它像芯一样起作用，以此将面状蒸发器1的整个孔结构自动地填注以液体19。为补偿被取走的液体量，来自环境的流动空气经由通风孔20流到液体存储器18内。在每次脉冲式加热和蒸发液体19之后，填注过程再次重复一次。孔结构在此情况中因此起到了多重功能：第一，孔结构由于其低的导热性而支持在待蒸发的液体19内形成陡的温度梯度；第二，孔结构将液体19在蒸发期间固定在其孔内，以此抑制了沿着面方向的物质交换，且不干扰已形成的温度梯度；且第三，孔结构在脉冲式蒸发之后通过在其内作用的毛细力再次被自动填注以待蒸发的液体19。

为毛细结构供给待蒸发的液体19在根据图7的实施例中在原始电场(参见图1)的场线4的方向上进行。缝隙形空隙或切口5在前后相继地交错布置在两个与场线基本上平行地定向的行内。由此提供了保留芯的中心主供给管21，所述主供给管21尽可能地无缝隙形空隙，且通过所述主供给管21孔结构可被尽可能不受阻碍地供给以液体19(在图7中通过箭头示意)。

图8和图9示出了环形的蒸发器布置。面状蒸发器1还如在表1中所示地构建，且在此实施例中还通过毛细间隙16供给以待蒸发的液体19。与先前所图示的实施例不同，毛细结构的装载在此横向于原始电场的场线进行，且缝隙形空隙或切口5指向装载的方向。具体而言，装载径向地从内向外(在图8中通过箭头示意)进行，且切口5也径向地定向。此类型的装载的优点是，在芯内的毛细流动不受切口5的阻碍。切口不仅设置在内周上而且设置在外周上。在内周上的切口形成了舌部22，所述舌部22部分地伸入到毛细间隙16内，且以此方式导致与液体19的毛细联接。毛细间隙16通过电路板23和面状地安放在该电路板上的覆盖板24形成，其方式是，在覆盖板24内加工出相应的空隙，例如铣削部。毛细间隙16又从液体存储器18中吸出待蒸发的液体19(在图9中象征性地图示)，且也还设有用于压力补偿的通风孔20。面状蒸发器1的电接触在两个突起25上实现，其方式是，优选地将所述突起25在薄膜侧借助导电的粘合剂面状地固定在电路板23上。极2、极3在图9中分别通过粗线示意。

在选择用于形成毛细间隙16的部件材料时，应注意该材料与待蒸发的液体19的良好的可润湿性。此条件对于根据图7的布置以及根据图9的布置都适用。

在表1中示范式地示出的根据本发明的面状蒸发器的结构基于，将多个金属织物层(Metallgewebelagen)烧结在金属薄膜上。在此构造类型的蒸发器中，所形成的蒸汽仅可在背离金属薄膜的侧面上从孔结构离开。作为此结构类型的替代，也可使用带有双侧敞开的孔结构的面状蒸发器，其中当电阻加热元件完全由孔结构形成时是特别有利的。此构造类型的面状蒸发器能够实现特别高的蒸发率。此蒸发器例如可由导电的开孔泡沫材料制成。此泡沫材料可考虑为不锈钢构造，例如Mitsubishi Materials Corporation公司www.mmc.co.jp的AISI316L。在此，符合标准的泡沫材料具有0.5mm的厚度，在50μm至150μm的范围内的孔径，且大约为90％的孔隙度。此材料可通过滚压在厚度上任意地降低至大约100μm。然后，压缩的材料任选地再被烧结。通过压缩，孔隙度自然也下降，但孔隙度在需要时可在随后的腐蚀处理中被再次提高。导热合金，特别是来自NiCr合金组，例如NiCr8020，DIN材料号2.4869的导热合金也可被加工为此泡沫材料。面状蒸发器可由一个单一的泡沫层或由多个相互烧结的泡沫层制成。为提高面状蒸发器的稳定性和强度，泡沫任选地被烧结在薄载体层上，例如烧结在金属丝织物上，所述薄载体层由不锈钢或导热合金制成。面状泡沫材料可通过激光切割而具有任意的形状。根据本发明的缝隙形空隙或切口优选地再次借助Nd:YAG激光器引入到泡沫材料内。

在所有前述实施例中，缝隙形空隙或切口从面状蒸发器的边缘发出。当然，本发明并不限制于此布置。实际上，缝隙形空隙或切口也可通过与边缘间隔开地布置。如此布置的缝隙具有双重收缩的作用，因为在此情况中两个缝隙端部收缩了原始电场的场线。

附图标记列表

1面状蒸发器

2第一极

3第二极

4原始电场的场线

5缝隙形空隙；切口

6收缩的场线

7边缘

8缝隙端部

9高电场强度的区

10低电场强度的区

11最高功率密度的区

12最低功率密度的边缘区

13中等功率密度的中间区

14板形接触元件

15边界

16毛细间隙

17上部件

18液体存储器

19液体

20通风孔

21主供给管

22舌部

23电路板

24覆盖板

25突起

Claims (13)

1.一种面状蒸发器，所述面状蒸发器包括面状电阻加热元件，用于借助于面状地流过或可流过所述电阻加热元件的加热电流，脉冲式地加热和蒸发分布在或可分布在加热元件表面上的、且可吸入地接收的物质，其带有至少两个电触点接通部或极(2、3)，用于将所述加热电流引导到所述电阻加热元件内，其特征在于，所述电阻加热元件具有至少一个将形成或可形成在所述两个极(2、3)之间的原始电场的场线(4)收缩的缝隙形空隙(5)，并面状地连接接收或可接收所述物质的开孔式孔结构。

2.根据权利要求1所述的面状蒸发器，其特征在于，所述孔结构本身由电阻材料制成，且所述缝隙形空隙(5)也具有所述孔结构。

3.根据权利要求2所述的面状蒸发器，其特征在于，所述电阻加热元件完全地由所述孔结构形成。

4.根据权利要求1至3中一项所述的面状蒸发器，其特征在于，所述缝隙形空隙(5)基本上直线地延伸，且与被其收缩的所述原始电场的场线(4)至少近似正交地定向。

5.根据权利要求1至4中一项所述的面状蒸发器，其特征在于，所述缝隙形空隙(5)由切口形成。

6.根据权利要求5所述的面状蒸发器，其特征在于，所述电阻加热元件和所述孔结构由金属电阻材料制成。

7.根据权利要求1至6中一项所述的面状蒸发器，其特征在于，所述面状蒸发器具有多个缝隙形空隙(5)。

8.根据权利要求1至6中一项所述的面状蒸发器，其特征在于，所述面状蒸发器具有大量缝隙形空隙(5)。

9.根据权利要求7或8所述的面状蒸发器，其特征在于，所述缝隙形空隙(5)不均匀地密集分布在所述加热元件表面上。

10.根据权利要求7或8所述的面状蒸发器，其特征在于，所述孔结构形成了芯。

11.一种吸入器部件，包括至少一个根据权利要求1至10中一项所述的面状蒸发器(1)。

12.一种吸入器部件，包括根据权利要求10所述的面状蒸发器(1)和与所述芯毛细连通的或可毛细连通的、用于向所述芯供给液体物质(19)的液体源(18)，其特征在于，所述芯沿着所述原始电场的场线(4)的方向被供给所述液体物质(19)，且所述缝隙形空隙(5)前后相继地交错布置在与所述场线(4)基本上平行地定向的行内。

13.一种吸入器部件，包括根据权利要求10所述的面状蒸发器(1)和与所述芯毛细连通的或可毛细连通的、用于向所述芯供给液体物质(19)的液体源(18)，其特征在于，所述芯被横向于所述原始电场的场线(4)地装载所述液体物质(19)，且所述缝隙形空隙(5)基本上指向装载方向。

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