CN111227315A - 蒸发器装置、消耗单元、吸入器和用于制造可电加热的加热体的方法以及密封承载件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于吸入器（10）、尤其是用于电子香烟产品的蒸发器装置（1），该蒸发器装置包括：能够电加热的加热体（60），该加热体具有至少一个用于使位于贯通开口（62）中的液体蒸发的贯通开口（62）；和用于保持所述加热体（60）的承载件（4）。所述蒸发器装置（1）具有密封装置（3），并且所述密封装置（3）被布置在所述加热体（60）和所述承载件（4）之间，并且以密封的方式包围所述至少一个贯通开口（62）。

Description

蒸发器装置、消耗单元、吸入器和用于制造可电加热的加热体 的方法以及密封承载件

技术领域

本发明涉及一种用于吸入器、尤其用于电子香烟产品的蒸发器装置，该蒸发器装置包括可电加热的加热体和用于保持所述加热体的承载件，所述加热体具有至少一个用于使处于贯通开口中的液体蒸发的贯通开口。本发明还涉及一种消耗单元、一种吸入器和一种用于制造多个可电加热的加热体和用于制造多个分别用于蒸发器装置的密封承载件的方法。

背景技术

传统的吸入器基于芯-螺旋-技术（Docht-Wendel-Technologie）。通过毛细力，液体从液体储存器沿着芯被如此程度地输送，直到液体通过可电加热的螺旋被加热并且因此被蒸发。然而，芯-螺旋-技术具有的缺点是，缺少液体供应可能导致局部过热，由此可能释放有害物质。这是所谓的“干抽（Dry Puff）”并且这是应当避免的。

在现有技术中已知的这种类型的蒸发器装置中，液体从液体储存器被输送到如下贯通开口，在该贯通开口处液体被加热和蒸发。与芯-螺旋-技术不同，液体的其它输送可能导致泄漏。

加热体由承载件保持，并且因此，加热体和承载件彼此机械连接。因此，加热体的热量被导出到承载件中。导出到承载件中的热量可不利地影响承载件的机械特性和/或不利地影响用户体验。此外，热量从加热体到承载件中的热量导出或者热量传输对于吸入器的电能储存器而言是不必要的能量负荷。

发明内容

本发明的任务是提供一种改进的蒸发器装置，其用于避免泄漏并且有利地避免不期望的热量输送。

该任务通过独立权利要求的特征解决。

本发明认识到，加热体的面向承载件的侧面典型地具有与不同于与加热体的构件的面向该加热体的表面不同的表面特性，该构件接触加热元件。由于不同的表面特性而产生不平度，液体可以由于所述不平度发生渗透，这导致泄漏。为了补偿在加热体的面向承载件的侧面和与加热体不同的构件的面向加热体的表面之间的不平度并且阻止泄漏，所述蒸发器装置根据本发明具有布置在加热体和承载件之间的密封装置。因此，密封装置用于加热体相对于承载件的改善的流体密封。

密封装置被布置成使得密封装置以密封的方式、特别是以液体密封的方式包围至少一个贯通开口。根据本发明的密封装置及其布置允许液体仅在加热体和承载件之间以及在至少一个贯通开口的区域中自由移动。因此，能够防止液体流出。特别地，在加热体和承载件之间的可能的不平度上阻止泄漏。

此外，本发明认识到，在加热体和承载件之间直接且平面地接触时，可以通过布置在加热体和承载件之间的密封装置来减少在加热体和承载件之间的热耦合。因为密封装置位于加热体和承载件之间，所以抑制承载件和加热体之间的热量输送并且减少了热量从加热体向承载件的导出。

有利地，密封装置在整个圆周上包围至少一个贯通开口，以改善对于至少一个贯通开口的密封。加热体可以包括多个贯通开口，其中密封装置可以在整个圆周上包围一个、多个或所有贯通开口。有利地，密封装置包围所有贯通开口，以便能够提供一种有效的实施方式。

优选地，接触密封装置的表面具有与密封装置的几何形状相对应的用于接入密封装置的凹部，以便在安装时用于引导密封装置或用作接合辅助件，以实现更平坦的结构和/或能够提供更高的液体密封性。特别地，所述承载件可以具有与密封装置的几何形状，特别是密封元件的几何形状相对应的用于接入密封装置的凹部。

有利地，密封装置、尤其密封元件和加热体材料锁合地彼此连接，以便改善或者说确保液体密封性，使得没有液体能够在密封装置和加热体之间穿过。由加热体和密封装置或者密封元件构成的复合体可以简化所述蒸发器装置的安装，并且相对于密封元件形成单独的、也就是说非材料锁合地与所述加热体相连接的构件的实施方式来说，减少了在制造中有待安装的构件的数量。

在一种优选的实施方式中，密封装置包括一个或多个密封元件，以提供本发明的一种有效的实施方式。在一种优选的实施方式中，密封装置包括多个密封元件，所述密封元件例如以径向间隔的方式围绕贯通开口布置，以便在整个圆周上和/或例如在特别暴露的区域中改善密封性。优选地，每个密封元件液体密封地、尤其在整个圆周上和/或至少部分地包围贯通开口。一个或多个另外的密封元件可以与所述加热体材料锁合地连接，或者与接触所述加热体的表面连接。

优选地，所述密封装置、尤其是所述密封元件，比所述加热体和/或所述承载件更软，以便能够尤其通过所述密封装置的变形在所述加热体和所述承载件之间进行力锁合的连接的情况下补偿不平度并且由此改善密封性。特别地，“软的”是指，密封装置最晚在安装状态下具有比加热体和/或承载件更小的弹性模量。在安装状态之前的方法步骤中，例如在安装和/或制造蒸发器装置之前，密封装置也可以是液态的或半液态的，从而密封装置可以通过粘性和/或塑性变形来布置。密封装置可以是便于布置和/或安装的柔性密封元件。

蒸发器装置有利地包括布置在承载件和加热体之间的基底（Substrat），该基底用于加热体和承载件的热解耦。该基底例如可以由耐热的塑料、例如PEEK和/或陶瓷材料制成。基底尤其能够是板状的。如果承载件例如由塑料构成，那么热解耦是特别有利的。该基底可以如上所述具有与密封元件的几何形状相对应的用于接入密封装置的凹部。

在一种优选的实施方式中，蒸发器装置具有布置在承载件和加热体之间的密封承载件，其中，密封承载件包括至少一个密封元件，以便改善液体密封性。密封元件可以布置在密封承载件的接触密封装置和/或面向加热体的表面上。在另一种实施方式中，密封元件也可以附加地或仅仅布置在密封承载件的背离加热体的面上，以便能够接触承载件和/或基底并且能够建立密封承载件与承载件和/或基底之间的液体密封的接触。

优选地，密封装置形成迷宫式密封件（Labyrinthdichtung），以改善液体密封性。在该实施方式中，密封装置、尤其是密封元件、该密封元件和/或优选其它的一个和/或多个密封元件补充成迷宫式密封件。为此，有利地至少将密封元件和例如密封元件布置在加热体的和密封承载件的彼此相对而置的或面向彼此的侧面和/或面上，以便改善液体密封性。

根据本发明的消耗单元包括之前所描述的蒸发器装置，以便提供用于吸入器的有效的、紧凑的且液体密封的构件。

根据本发明的吸入器包括前述的蒸发器装置，以便提供有效、紧凑且液体密封的吸入器。

一种用于制造多个用于蒸发器装置的可电加热的加热体的方法，并且所述加热体具有至少一个用于使处于贯通开口中的液体蒸发的贯通开口，所述方法包括：提供板状的半导体材料；引入（Einarbeiten）多个在半导体材料的面法线的方向上延伸穿过半导体材料的贯通开口，沿着至少一条分离线分离半导体材料以提供多个加热体。

本发明认识到，加热体的面向承载件的侧面典型地具有与面向加热体的与加热元件接触的表面不同的表面特性，所述加热体有利地是无金属的并且进一步有利地由硅构成。根据本发明，该方法包括布置与加热体的数量相应的数量的密封元件，从而每个贯通开口被密封元件在圆周上包围，以便能够利用根据本发明的方法提供用于液体密封的蒸发器装置的加热体。

有利地，在分离半导体材料之前布置密封元件，以便在通过分离产生多个加热体之前加工半导体材料。因此，可以利用待制造的加热体的布置，所述加热体可以精确地布置在半导体材料上。因此，能够有效地制造多个加热体。

优选将密封元件布置在液态状态下，以便能够特别有效地将密封元件施加到加热体上。有利地，密封元件在布置在液态状态中之后硬化并且呈现弹性的、柔性的或柔软的状态。

有利地，在布置时密封元件材料锁合地与半导体材料和/或加热体连接，以便在布置密封元件之后能够提供尽可能有效数量的构件。

根据本发明，提供一种用于制造多个密封承载件的方法，所述密封承载件用于密封蒸发器装置的可电加热的加热体并且具有至少一个用于引导液体的液体开口，提供板状的材料，引入多个沿材料的面法线的方向延伸穿过材料的液体开口，沿着至少一条分离线分离材料以提供多个密封承载件，并且布置至少与密封承载件的数量相应的数量的密封元件，使得每个液体开口在圆周上被密封元件包围。本发明认识到，利用所提出的方法可以特别有效地制造密封承载件。

有利地，在分离材料之前布置密封元件，这实现了密封元件的特别有效的布置或定向。其它有利的实施方案可以直接从电加热体的制造中采用。有利地，材料包括热绝缘的、热稳定的和/或化学惰性的塑料和/或陶瓷材料。

附图说明

下面借助于优选的实施方式参照附图对本发明进行解释。在此示出：

图1至5分别示出了根据本发明的蒸发器装置的分解图；

图6至9分别示出了根据本发明的蒸发器装置的横截面视图；

图10和11以示意性的俯视图和横截面图示出多个加热体；

图12示出了吸入器的示意图；并且

图13示出了具有液体储存器的加热元件的透视性横截面图。

具体实施方式

图1至5分别示出了蒸发器装置1的分解图。蒸发器装置1包括参照图13详细阐述的可电加热的加热体60，所述加热体具有至少一个用于使位于贯通开口62中的液体蒸发的贯通开口62。在图1至图5中的根据本发明的实施方式中，蒸发器装置1包括用于保持加热体60的承载件4。加热体60由承载件4保持。例如，加热体60可以通过夹持、插接、粘接、熔焊和/或钎焊由承载件4保持。

承载件4有利地具有槽或凹口106。在图1中示出的示例中，凹口106的尺寸确定为，使得加热体60在安装状态下与承载件4的限定凹口106的侧壁（Flanke）110齐平地终止。加热体60在凹口106中的布置例如可以有利于蒸发器装置1的安装并且改善液体密封性。

如在图1至图5中所示，承载件4具有用于引导液体的管路开口8。承载件4可以与未示出的液体储存器18以引导液体的方式连接。参照图12和图13对液体储存器18进行描述。液体储存器18通过管路开口8与加热体60以引导液体的方式连接。在一种优选的实施方式中，在液体储存器18和加热体60之间、例如在管路开口8中和/或通过管路开口8延伸有芯状结构（Dochtstruktur）19，该芯状结构参考附图12中的示意图来说明。

加热体60具有多个贯通开口62，在一种有利的实施方式中，由于其尺寸，所述贯通开口尤其可以被称为微通道。在这些示例中，贯通开口62被布置在矩形内。然而，可以考虑贯通开口62的任何其他布置。在说明书中参照附图13给出了加热体60的详细示图。为了制造加热体60，参考附图10和11以及所属的说明。

如图1所示，密封装置3密封地包围贯通开口62。密封装置3被布置在加热体60和承载件4之间。

在图1所示的示例中，密封元件7构成密封装置3。密封元件7在整个圆周上包围贯通开口62。在该示例中，密封元件3的形状是倒圆的矩形，并且在其他实施方式中，其可以是圆形、椭圆形、有角的或其他形状，以便包围贯通开口62。

密封元件7如此布置，使得其接触加热体60的面向承载件4的侧面100和承载件4的面向加热体的表面101。以这种方式，在承载件4的表面101与加热体60的侧面100之间的接触部位上可以补偿可能的不平度，所述不平度由加热体60的和承载件4的表面特性或者侧面100的和表面101的表面特性产生。

根据图2的实施方式在与图1的区别方面进行解释。在图2所示的实施方式中，蒸发器装置1包括布置在承载件4和加热体60之间的基底5。

基底5能够用于加热体60和承载件4之间的热解耦。如果承载件4由塑料构成，则基底5是特别有利的。在这种情况下，基底5可以有利地由热稳定塑料、例如PEEK和/或陶瓷材料形成。陶瓷基底是惰性的并且是耐热的。通过改变基底5的材料厚度，能够匹配在承载件4和加热体60之间的热分离和/或密封作用。

基底5具有用于引导液体的液体开口9。液体开口9有利地布置成与管路开口8重合，以便确保液体输送。因此，从在该图中未示出的液体储存器18通过管路开口8和液体开口9到加热体60的连续的液体输送是可能的。

在该实施方式中，密封元件7布置成使得密封元件7接触加热体60的面向承载件4的侧面100和基底5的面向加热体的表面101。以这种方式，在基底5的表面101与加热体60的侧面100之间的接触部位上可以补偿可能的不平度，所述不平度由加热体60的和基底5的表面特性产生。

在图2中示出的示例中，凹口106的尺寸被确定为，使得基底5和/或加热体60在安装状态下与承载件4的限定凹口106的侧壁110齐平地终止。

在图1和图2中，密封元件7作为单独的组件示出，这尤其可以是根据标准可获得的且耐热的O形环。在其它实施方式中，密封元件7也可以是标准构件。优选地，密封元件7能够与加热体60材料锁合地连接。也可以设置一种以材料锁合的方式与加热体60连接的密封元件和作为密封装置3的单独的密封元件。密封元件7有利地由耐热的塑料、例如硅树脂或橡胶制成。

在图3和图4中分别示出了这样一种实施方式，对于该实施方式来说所述蒸发器装置1具有布置在所述承载件4与所述加热体60之间的密封承载件6。密封承载件6在图3中包括密封元件102并且在图4中包括多个密封元件102a、102b。密封装置3在这些示例中由密封承载件6和/或一个或多个密封元件102、102a、102b构成。图3中的密封元件102或图4中的密封元件102a、102b可以分别与密封承载件6材料锁合地连接。也可能的是，密封承载件106具有凹部105，该凹部类似于在图6中所阐述的凹部105来提供，密封元件102或密封元件102a、102b可以被插入和保持到该凹部中。这是密封承载件6与密封元件102或密封元件102a、102b之间的材料锁合的连接的替代方案。

在该实施方式中，密封元件102或密封元件102a、102b布置成，使得密封元件102或密封元件102a、102b接触加热体60的面向承载件4的侧面100和密封承载件6的面向加热体的表面101。以这种方式，在密封承载件6的表面101与加热体60的侧面100之间的接触部位上可以补偿可能的不平度，所述不平度由加热体60的和密封承载件6的表面特性产生。

在图3和4中示出的密封承载件6具有参照在图2中示出的基底5阐述的用于引导液体的液体开口9。密封承载件6有利地是板状的并且因此也能够称作为密封板。密封承载件6可以与参照图2描述的基底5一样地被确定尺寸和构造。密封承载件6有利地通过例如合适地选择材料和/或几何形状以热绝缘的方式起作用，也参见图8和9及其说明。

在图4中，密封元件102a、102b围绕液体开口9同心地布置。因此，密封元件102a、102b在整个圆周上并且液体密封地包围贯通开口62。密封元件102a、102b从液体开口9出发彼此径向间隔。在其他实施方式中，例如密封元件102a、102b中的一个可以仅部分地、尤其是在特别暴露的区域中包围贯通开口62，其中，特别暴露的区域例如是在其中可能有泄漏的区域。

承载件4的凹口106的尺寸确定为，使得密封承载件6和/或加热体60在安装状态下与承载件4的限定凹口106的侧壁110齐平地终止。

密封元件102或密封元件102a、102b有利地由耐热的塑料、例如硅树脂或橡胶制成。

除了密封元件102和/或密封元件102a、102b之外，还可以设置有密封元件3，如参考图8和图9所阐述的那样。

在图5中示出了这样一种实施方式，在该实施方式中所述蒸发器装置1具有如参照图2所解释的布置在所述承载件4与所述加热体60之间的基质5以及如参照图3和4所解释的布置在所述承载件4与所述加热体60之间的密封承载件6。在此，密封承载件6布置在加热体60和基底5之间。基底5和密封承载件6分别具有一个参照在图2中示出的基底5阐述的用于引导液体的液体开口9a、9b。

在图5中示出的示例中，凹口106的尺寸被确定为，使得基底5、密封承载件6和/或加热体60在安装状态下与承载件4的限定凹口106的侧壁110齐平地终止。

通过加热体60的有利地抛光的、尤其是单侧抛光的单侧抛光的（ssp）、表面或侧面100以及基底5的和承载件4的形状和位置精确的表面101，可以改善构件、尤其是蒸发器装置1的密封。有利地，密封元件102或者密封元件102a、102b在一侧或两侧能够施加到密封承载件6上，和/或一个或多个密封元件7能够施加到加热体60上。

图6至9分别示出蒸发器装置1的示意横截面图。

在图6中，密封装置3具有密封元件7。接触密封元件7的表面101具有一个与密封件7的几何形状相对应的用于接入密封元件7的凹部105。

密封元件7可具有与凹部105的深度对应的高度。有利地，密封元件7具有与凹部105的宽度相应的宽度。因此，密封元件7可以与凹部平面地接触。通过将密封元件7接入到凹部105中，该实施方式是特别液体密封的并且紧凑的。

凹口106由称为侧壁110的表面限定。侧壁110可以具有与加热体60的厚度对应的高度。因此，加热体60可以齐平终止地接入到凹口106中。由此，蒸发器装置1在安装状态中具有齐平的上侧，该上侧通过加热体60和承载件4限定。凹口106的深度可以与加热体60的高度，类似地与加热体60的高度，与加热体60和基底5、加热体60和密封承载件6和/或加热体60和基底5和密封承载件6的高度相匹配。

图7是参照图2阐述的具有布置在加热器60和承载件4之间的基底5的实施方式的横截面。该实施方式特别适用于加热体60和承载件4的热解耦。基底5和密封元件7分别阻止热量从加热体60输送到承载件4。

图8是参照图3阐述的、具有布置在加热体60和承载件4之间的密封承载件6的实施方式的横截面，该密封承载件具有密封元件102。密封装置3包括密封元件7和具有密封元件102的密封承载件6。密封装置3在安装状态中形成迷宫式密封件108的简单实施方式。该实施方式是特别液体密封的，并且使加热体60和承载件特别有效地热解耦。

根据图9的实施方式与在图3和8中所示的实施方式的区别在于，在加热体60与密封承载件6之间布置有多个、在这里是两个密封元件7a、7b。密封装置3包括两个密封元件7a、7b和具有密封元件102的密封承载件6。密封装置3在安装状态中形成迷宫式密封件108。该实施方式是特别液体密封的，并且使加热体60和承载件特别有效地热解耦。

在图9中，密封元件7a、7b围绕贯通开口62同心地布置。因此，密封元件7a、7b在整个圆周上并且液体密封地包围贯通开口62。密封元件7a、7b从贯通开口62开始彼此径向间隔。在其他实施方式中，例如密封元件7a、7b中的一个可以仅部分地、特别是在可能发生泄漏的特别暴露的区域中包围贯通开口62。附加地，密封元件7a、7b中的一个例如也能够在贯通开口62的边缘区域中例如迷宫式地成形，以便实现附加的流体密封作用以防止例如由于压力波动、如短暂的过压而意外流出的流体。

在根据图8和9的实施方式中，也能够在密封承载件6上布置多个密封元件102a、102b（在附图中未示出）。前面所解释的迷宫式密封件108和/或密封元件7到凹部105中的接入可以用作定位或安装辅助和/或加热体60在承载件4上的附加的机械固定。

图10以示意性俯视图示出了多个加热体60，并且图11以在图10中示出的线A所延伸经过的平面中的横截面示图示出了多个加热体60。

加热体60作为半导体芯片存在，所述加热体分别在其中间区域中具有带有多个贯通开口62的范围，利用所述贯通开口以液体可穿透的方式穿过加热体60。贯通开口62在图10中仅在几个加热体60中作为点示出，然而参考图13进一步阐述。

借助于附图10和11阐述了根据本发明的用于制造多个可电加热的加热体60的方法，所述加热体具有至少一个用于使处于贯通开口62中的液体蒸发的贯通开口62。

提供一种板状的半导体材料103。

半导体材料103有利地是无金属的，例如由硅构成，以便避免在通过加热体60蒸发时有害地释放金属成分和/或金属原子或金属离子或者金属成分的有害的催化作用。

板状的半导体材料103基本上是平坦的并且具有在图11中表明的、明确定义的面法线n，所述面法线垂直于板状的半导体材料103。板状的半导体材料103以例如直径为8英寸的晶圆（Wafer）的形式存在，并且具有可被称为上侧和下侧的两个相对而置的侧面。

在两个侧面的至少一个上能够施加至少一个绝缘层，例如由氮化硅和/或氮氧化硅构成的绝缘层。另外的一个或多个绝缘层可以由热氧化物形成。例如，绝缘部可以通过气体沉积来施加。

可以将多晶硅例如同样通过气体沉积而施加到半导体材料103上，以便为待制造的加热体60设置导热层（NTC层）。

例如通过光刻向半导体材料103中引入多个在面法线的方向上延伸穿过半导体材料103的贯通开口62。

半导体材料103沿一条或多条分离线104被分离以提供多个加热体60。该被称为“分割、dicing”的步骤将半导体材料103分离为单个加热体60或加热体60的组。可以从半导体材料103中切割出例如呈8英寸晶圆形式的1000至10000之间、优选2000至6000之间、例如大约4200个加热体60。

根据本发明，至少与加热体60的数量相应的数量的密封元件7布置成使得每个贯通开口62由密封元件7在圆周上包围。因此，在制造加热体60时可以避免以后在包括加热体60的蒸发器装置1的流体输送方向上的泄漏。为此，密封轨或密封元件7围绕相应的贯通开口62的轮廓环绕地施加。

每个加热体60因此例如被有利地热稳定的塑料覆盖。例如，每个加热体60在制造之后具有密封元件7。

由此，参照图1至图9阐述的密封装置3具有密封元件7，其中，所述密封元件7在安装状态下密封地包围所述贯通开口62，并且所述密封装置3在恰当安装时布置在所述加热体60和蒸发器装置1的承载件4之间。

有利地，在分离半导体材料103之前，围绕相应的加热体60的贯通开口62布置或者说施加密封元件7，以便能够尽可能有效地制造加热体60。密封元件7在此模板状地施加到半导体材料103上。在其他实施方式中，密封元件7的施加也可以在半导体材料103的分离之后进行，以便不会由于分离而危及密封元件7的质量。

密封元件7有利地由耐热的硅树脂和/或橡胶制成。密封元件7的材料有利地如此选择，使得其耐高温并且在制造之后足够惰性。所涂覆的密封轨或所涂覆的密封元件7可以通过几何形状的变化，即厚度、宽度、形状、压印图案的变化，与对加热体60和承载件4之间的液体密封性和热解耦的要求相匹配。

对于密封元件7的布置或几何造型有利的是，最佳地设计加热体60和密封元件7，例如其方式是，在加热体60上设置功能区域，所述功能区域被密封元件7空出。

密封元件7的布置可有利地在液态的状态中例如通过喷射、注塑、喷撒、3D打印、浇注和/或涂覆焊道（Schweissraupe）来实现。密封元件7的布置也可以通过印刷方法、例如垫式印刷或丝网印刷方法施加到晶圆或半导体材料103上。

密封元件7有利地在布置时材料锁合地与半导体材料103和/或加热体60连接。

在施加或施覆之后，密封元件7有利地硬化，其中，密封元件7在硬化之后有利地比半导体材料103更软，也就是说，密封元件7在硬化时在施覆之后呈现限定的弹性，所述弹性比半导体材料103的弹性更软。

图12示意性地示出了吸入器10。吸入器10、在此为电子香烟产品，包括如下壳体11，在所述壳体中，在香烟产品10的嘴端32上在至少一个空气入口开口31和空气出口开口24之间设置有空气通道30。香烟产品10的嘴端32在此是指这样的端部，在该端部上消费者为了吸入目的而抽吸并且由此给香烟产品10加载以负压并且在空气通道30中产生空气流34。

香烟产品10有利地由一个基础件16和一个消耗单元17组成，该消耗单元包括蒸发器装置1和液体储存器18并且尤其是构造成一个可更换的盒的形式。通过入口开口31吸入的空气在空气通道30中被引导到所述至少一个蒸发器装置1或者引导穿过所述至少一个蒸发器装置1。蒸发器装置1与液体储存器18连接或可与其连接，在所述液体储存器中储存有至少一种液体50。

蒸发器装置1蒸发液体50，液体有利地借助于毛细力由芯部或芯状结构19从液体储存器18输送到蒸发器装置1，并且在出口侧64上将蒸发的液体作为气溶胶/蒸汽排出到空气流34中。

在加热体60的入口侧61上有利地布置多孔的和/或毛细的、引导液体的芯状结构19，如示意性地在图12中示出的那样。在图12中示出的芯状结构19通过承载件4到液体储存器18和加热体60上的连接仅理解为示例性的。特别地，可以在液体储存器18和芯状结构19之间设置一个液体接口和/或多条液体管路。液体储存器18因此也可以与芯状结构19间隔开地布置。芯状结构19有利地平面地接触加热体60的入口侧61并且在入口侧覆盖所有的贯通开口62。在与加热体60相对而置的侧面上，芯状结构以引导液体的方式与液体储存器18连接。液体储存器18在其尺寸上可以大于芯状结构19。芯状结构19例如可以插入到液体储存器18的壳体的开口中。也可以为液体储存器18分配多个蒸发器装置1。芯状结构19通常可以是一件式的或多件式的。

芯状结构19由多孔和/或毛细材料构成，其由于毛细作用力能够将由加热体60蒸发的液体足够量地从液体储存器18被动地再输送至加热体60，以便防止贯通开口62的空转和由此产生的问题。

芯状结构19有利地由不导电的材料制成，以便避免在芯状结构19中由于电流流动而不期望地加热液体。有利地，芯状结构19具有小的导热性。芯状结构19有利地由一种或多种材料，即棉、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、另一种耐热的、多孔的和/或毛细的具有合适的输送速率的材料构成，或者由两种或更多种上述材料的复合材料构成。在一种有利的实际的实施方式中，芯状结构19可以包括至少一种陶瓷纤维纸和/或多孔陶瓷。芯状结构19的体积优选位于1mm³和10mm³之间的范围内，进一步优选位于2mm³和8mm³之间的范围内，还进一步优选位于3mm³和7mm³之间的范围内并且例如为5mm³。

如果芯状结构19由导电材料和/或导热材料构成，这是不被排除的，那么在芯状结构19和加热体60之间有利地设置有由电和/或热绝缘材料、例如玻璃、陶瓷或塑料构成的绝缘层，所述绝缘层具有延伸穿过该绝缘层的、与贯通开口62对应的开口。

液体储存器18的有利的体积处于0.1ml至5ml的范围中，优选地在0.5ml至3ml的范围中，进一步优选地在0.7ml至2ml的范围中或者为1.5ml。

电子香烟10还包括电能储存器14和电子控制装置15。能量储存器14通常布置在基础件16中并且尤其可以是电化学的一次性电池或可再充电的电化学蓄电池、例如锂离子蓄电池。消耗单元17被布置在能量储存器14与嘴端32之间。电子控制装置15在基础件16（如在图12中所示）中和/或在消耗单元17中包括至少一个数字的数据处理机构、尤其微处理器和/或微控制器。

在壳体11中有利地布置有传感器、例如压力传感器或者压力开关或者流动开关，其中控制装置15可以基于由传感器输出的传感器信号来确定消费者在香烟产品10的嘴端32上抽吸，以便进行吸入。在这种情况下，控制装置15操控蒸发器装置1，以便将液体50从液体储存器18作为气溶胶/蒸汽排出到空气流34中。

蒸发器装置1或者至少一个蒸发器60布置在消耗单元17的背离嘴端32的部分中。由此，蒸发器装置1的有效的电耦合和操控是可能的。空气流34有利地通过轴向地穿过液体储存器18延伸的空气通道70引导至空气出口开口24。

储存在液体储存器18中的待计量的液体50例如是由1，2-丙二醇、甘油、水、至少一种芳香剂（香料）和/或至少一种活性物质、尤其是尼古丁构成的混合物。

然而，液体50的所给出的成分不是强制性的。尤其可以省去芳香物质和/或活性物质、尤其是尼古丁。

消耗单元或盒17或基础件16有利地包括用于储存与消耗单元或盒17有关的信息或参数的非易失性数据储存器。数据储存器可以是电子控制装置15的一部分。在数据储存器中有利地是关于储存在液体储存器18中的液体的成分的信息、关于过程特性的信息、尤其是功率/温度控制；用于状态监控或系统检验的数据、例如密封性检验；涉及防复制和防伪安全性的数据、用于明确标识消耗单元或盒17的ID、序列号、制造日期和/或有效日期、和/或抽吸数量（通过消费者进行的吸入过程（Inhalationszug）的数量）或使用时间。数据储存器有利地与控制机构15电连接或可与其电连接。

在吸入器10中和/或在以合适的且本身已知的方式至少暂时地、在通信技术上与吸入器10连接的外部储存器中，也可储存尤其关于吸烟行为的使用者相关的数据，并且优选也用于控制和调节吸入器。

在图13中示出了蒸发器装置1。蒸发器装置1包括块形的、优选单片的加热体60和承载件4，加热体优选由导电材料、尤其是半导体材料、优选硅制成。不需要整个加热体60由导电材料构成。例如，加热体60的表面是导电的，例如是金属的，经涂层的或优选合适地掺杂就足够了。在这种情况下，不必对整个表面进行涂层，例如可以在不导电的或半导电的基体上设置金属的或优选非金属的或非金属涂层的金属印制导线。也不强制要求对于整个加热体60进行加热；例如，当加热体60的一个区段或一个加热层在出口侧64的区域中加热时，这可以就足够了。

加热体60设有多个微通道或贯通开口62，所述微通道或贯通开口将加热体60的入口侧61与加热体60的出口侧64以引导液体的方式连接。入口侧61通过在图13中未示出的芯状结构19与液体储存器18以引导液体的方式连接。芯状结构19用于借助毛细作用力将液体从液体储存器18被动地输送到加热体60。

贯通开口62的平均直径优选在5µm到200µm之间的范围内，进一步优选在30µm到150µm之间的范围内，更进一步优选在50µm到100µm之间的范围内。基于这些尺寸，有利地产生毛细作用，使得在入口侧61处渗入到贯通开口62中的液体通过贯通开口62向上上升，直至贯通开口62被液体填充。贯通开口62与加热体60的体积比（其可被称为加热体60的孔隙度）例如处于10%与50%之间的范围中、有利地处于15%与40%之间的范围中、还进一步有利地处于20%与30%之间的范围中且例如为25%。

加热体60的设有贯通开口62的面的棱边长度例如在0.5mm到3mm之间的范围内，优选在0.5mm到1mm之间。加热体60的设有贯通开口62的面的尺寸例如能够为：0.95mmx1.75mm或1.9mmx0.75mm。加热体60的棱边长度例如可以位于0.5mm到5mm之间的范围内，优选位于0.75mm到4mm之间的范围内，进一步优选位于1mm到3mm之间的范围内。加热体60的面积（芯片尺寸）例如可以为1mm×3mm、2mm×2mm或2mm×3mm。

加热体60的宽度b（参见图13）优选在1mm到5mm之间的范围内，进一步优选在2mm到4mm之间的范围内，并且例如为3mm。加热体60的高度h（参见图13）优选在0.05mm到1mm之间的范围内，进一步优选在0.1mm到0.75mm之间的范围内，更进一步优选在0.2mm到0.5mm之间的范围内，并且例如为0.3mm。较小的加热体60也还可以被制造、设置并且符合功能地运行。

贯通开口62的数量优选在4至1000的范围内。以这种方式，可以优化向贯通开口62内的热输入，并且可以实现可靠的高蒸发效率和足够大的蒸汽流出面。

贯通开口62以正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或其他形状的阵列的形式布置。阵列可以以具有s列和z行的矩阵的形式构造，其中s有利地处于2到50之间的范围中并且进一步有利地处于3到30之间的范围中和/或z有利地处于2到50之间的范围中并且进一步有利地处于3到30之间的范围中。以这种方式，可以以可靠的高蒸发功率来实现贯通开口62的有效的且以简单方式可制造的布置。

贯通开口62的横截面可以是正方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形或其它形状，和/或在纵向方向上以区段方式变化，尤其是增大、减小或保持恒定。

一个或每个贯通开口62的长度优选在100µm到1000µm之间的范围中，进一步优选在150µm到750µm之间的范围中，更进一步优选在180µm到500µm之间的范围中，并且例如为300µm。以这种方式，在从加热体60到贯通开口62中的足够好的热输入的情况下实现最佳的液体吸收和份额形成。

两个贯通开口62的间距优选为一个贯通开口62的净直径的至少1.3倍，其中，该间距是参照两个贯通开口62的中轴线而言的。该间距可以优选是一个贯通开口62的净直径的1.5倍至5倍、进一步优选2倍至4倍。以这种方式，可以实现到加热体60中的最佳的热输入和贯通开口62的足够稳定的布置和壁厚。

基于上述特征，加热体60也可被称为体积加热器。

蒸发器装置1具有优选地可由控制装置29控制的加热电压源71，该加热电压源通过电极72在加热体60的相对而置的侧面上与该加热体连接，从而由加热电压源71产生的电压Uh导致通过加热体60的电流。由于导电的加热体60的欧姆电阻，电流导致加热体60的加热并且因此导致包含在贯通开口62中的液体的蒸发。以这种方式产生的蒸汽/气溶胶6从贯通开口62朝向出口侧64逸出并且与空气流34混合，参见图12。更具体地，在确定由消费者的抽吸引起的通过空气通道30的空气流34的情况下，控制装置29操控加热电压源71，其中，通过自发加热，位于贯通开口62中的液体以蒸汽/气溶胶6的形式被从贯通开口62中排出。

在此，各个蒸发步骤在不同温度下和/或在液体的各个部分的各个组分的蒸发时的持续时间可以保持得如此短和/或以操控频率节拍式地进行，使得逐步地蒸发不被消费者觉察到并且尽管如此仍可以确保在很大程度上均匀的、与味道一致的、可重复的精确的气溶胶形成。特别地，液体的较低沸点组分有利地首先在第一蒸发间隔中在第一温度A下蒸发，并且然后液体的较高沸点组分在第二蒸发间隔中在超过温度A的第二温度B下蒸发。

加热体60的电子的或电的连接例如能够经由夹紧触头、弹簧触头或压紧触头、导线压接和/或钎焊来进行。

优选地，在吸入器10的数据储存器中储存有与所使用的液体混合物相匹配的电压曲线Uh（t）。这使得可以与所使用的流体相匹配地预先给定电压变化曲线Uh（t），从而可以根据已知的相应流体的蒸发动力学在时间上通过蒸发过程控制加热体60的加热温度并且由此也控制毛细贯通开口62的温度，由此可以实现最佳的蒸发结果。蒸发温度优选在100℃到400℃之间的范围内，进一步优选在150℃到350℃之间，还进一步优选在190℃到290℃之间。

加热体60可以有利地由具有优选小于或等于1000µm、进一步优选为750µm、更优选为小于或等于500µm的层厚度的晶圆的部分件以薄膜层技术制造。加热体60的表面可有利地为亲水性的。加热体60的出口侧64可以有利地微结构化或者具有微型凹口（microgrooves）。

这样来调整蒸发器装置1，使得优选在1µl到20µl之间、更优选在2µl到10µl之间、还更优选在3µl到5µl之间的范围、典型地以4µl针对消费者的每次抽吸来计量液体量。优选地，蒸发器装置1可以在每次抽吸的液体/蒸汽量方面（即，在从1s到3s的每次抽吸持续时间的液体/蒸汽量方面）是可调整的。

下面将示例性地说明蒸发过程的流程。

在初始状态中，电压源71或能量储存器14对于加热过程被关断。

为了蒸发液体50，激活用于加热体60的电压源14、71。在此，电压Uh被这样地调整，使得在加热体60中的蒸发温度和进而在贯通开口62中的蒸发温度与所使用的液体混合物的单独的蒸发特性相匹配。这防止了局部过热的危险，并由此防止有害物质生成。

尤其也可以反作用于或应对流体混合物的不期望的差异蒸发或者避免这样的蒸发。否则，在流体50的贮存器18完全排空之前，由于不同的沸腾温度，流体混合物可能在一系列的蒸发过程中、特别是在“抽”的过程中提前损失组分，这在运行时可能导致不期望的效果，像比如在使用者抽吸时缺少计量的恒定性，特别是对于药学上有效的流体而言。

一旦与贯通开口62的体积对应的或与此相关的液体量被蒸发，则加热电压源71被去激活。因为流体特性和流体量有利地是准确已知的并且加热体60具有可测量的与温度相关的电阻，所以能够非常准确地确定或控制该时间点。因此，与已知的装置相比，蒸发器装置1的能量消耗能够被减少，因为所需的蒸发能量能够被更计量地引入，并且因此被更精确地引入。

在加热过程结束之后，贯通开口62大部分或完全被排空。加热电压71于是如此长时间地保持关断，直至借助于通过芯状结构19再输送液体来再次填充贯通开口62。一旦是这种情况，就可以通过接通加热电压71来开始下一个加热循环。

加热体60的由加热电压源71产生的操控频率通常有利地处于1Hz至50kHz的范围中、优选地处于30Hz至30kHz的范围中、更进一步有利地处于100Hz至25kHz的范围中。

加热体60的加热电压Uh的频率和占空比有利地与在气泡沸腾期间气泡振动的固有振动或固有频率相匹配。因此，加热电压的周期持续时间1/f可以有利地处于5ms到50ms之间的范围内，进一步有利地处于10ms到40ms之间，更进一步有利地处于15ms到30ms之间，并且例如为20ms。根据蒸发的液体50的成分而定，不同于所提及的频率可以最佳地匹配于气泡振动的固有振动或固有频率。

此外，已经表明，由加热电压Uh产生的最大加热电流应当优选不超过7A，更优选不超过6.5A，还更优选不超过6A，并且最佳地处于4A到6A之间的范围内，以便在避免过热的情况下确保浓缩的蒸汽。

芯状结构19的输送速率又最佳地匹配于加热体60的蒸发速率，从而随时能再输送足够的液体并且避免加热体60之前的区域的空转。

蒸发器装置1优选基于MEMS技术、尤其由硅制成，并且因此有利地是微型电子机械系统。

根据前述内容，有利地提出了一种层结构，其由有利地至少在入口侧61上为平面的Si基加热体60和一个或多个位于其下的具有有利地不同孔尺寸的毛细结构19组成。直接布置在加热体60的入口侧61上的芯状结构19防止在加热体60的入口侧61处形成气泡，因为气泡阻碍进一步的输送作用并且同时由于缺少通过再流动的流体的冷却而导致加热体60的（局部）过热。

Claims (16)

1.用于吸入器（10）、尤其是用于电子香烟产品的蒸发器装置（1），该蒸发器装置包括：

- 能够电加热的加热体（60），该加热体具有至少一个用于使位于贯通开口（62）中的液体蒸发的贯通开口（62），和

- 用于保持所述加热体（60）的承载件（4），其特征在于，

- 所述蒸发器装置（1）具有密封装置（3），并且

- 所述密封装置（3）被布置在所述加热体（60）和所述承载件（4）之间，并且以密封的方式包围所述至少一个贯通开口（62）。

2.根据权利要求1所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述密封装置（3）在整个圆周上包围所述至少一个贯通开口（62）。

3.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 与所述密封装置（3）接触的表面（101）具有与所述密封装置（3）的几何形状相对应的、用于接入所述密封装置（3）的凹部（105）。

4.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述密封装置（3）和所述加热体（60）材料锁合地相互连接。

5.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述密封装置（3）包括一个或多个密封元件（7、7a、7b）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述密封装置（3）比所述加热体（60）和/或所述承载件（4）更软，尤其比其具有更小的弹性模量。

7.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述蒸发器装置（1）包括布置在所述承载件（4）与所述加热体（60）之间的基底（5），该基底用于使得所述加热体（60）与所述承载件（4）在热学上解耦。

8.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述蒸发器装置（1）具有布置在所述承载件（4）与所述加热体（60）之间的密封承载件（6），其中，

- 所述密封承载件（6）包括至少一个密封元件（102、102a、102b）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1），其特征在于，

- 所述密封装置（3）形成迷宫式密封件（108）。

10.消耗单元（17），其包括根据前述权利要求中任一项所述的蒸发器装置（1）。

11.吸入器（10），其包括根据前述权利要求1至9中任一项所述的蒸发器装置（1）。

12.用于制造多个能够电加热的加热体（60）的方法，所述加热体用于蒸发器装置并且具有至少一个用于使处于贯通开口（62）中的液体蒸发的贯通开口（62），所述方法包括：

- 提供板状的半导体材料（103），

- 引入多个在所述半导体材料（103）的面法线的方向上穿过所述半导体材料（103）延伸的贯通开口（62），

- 沿着至少一条分离线（104）分离所述半导体材料（103），以提供所述多个加热体（60），

其特征在于，

- 布置至少与加热体（60）的数量相应的数量的密封元件（7、7a、7b），使得每个贯通开口（62）被密封元件（7、7a、7b）在圆周上包围。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，

- 在分离半导体材料（103）之前布置密封元件（7、7a、7b）。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，

- 将所述密封元件（7、7a、7b）布置在液态的状态中。

15.根据前述权利要求12至14中任一项所述的方法，其特征在于，

- 所述密封元件（7、7a、7b）在布置时材料锁合地与所述半导体材料（103）和/或所述加热体（60）连接。

16.用于制造多个密封承载件（6）的方法，所述密封承载件用于密封用于蒸发器装置的能够电加热的加热体（60）并且具有至少一个用于引导液体的液体开口（9），所述方法包括：

- 提供板状的材料，

- 引入多个在材料的面法线的方向上穿过所述材料延伸的液体开口（9），

- 沿着至少一条分离线分离所述材料，以提供所述多个密封承载件（6），并且

- 布置至少与密封承载件（6）的数量相应的数量的密封元件（102、102a、102b），使得每个液体开口（9）被密封元件（102、102a、102b）在圆周上包围。

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