EP4076052A1 - Modular vaporizer system and method for vaporizing a composition - Google Patents

Modular vaporizer system and method for vaporizing a composition

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EP4076052A1
EP4076052A1 EP20835712.9A EP20835712A EP4076052A1 EP 4076052 A1 EP4076052 A1 EP 4076052A1 EP 20835712 A EP20835712 A EP 20835712A EP 4076052 A1 EP4076052 A1 EP 4076052A1
Authority
EP
European Patent Office
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absorber
electromagnetic radiation
radiation
composition
evaporator system
Prior art date
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Pending
Application number
EP20835712.9A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tobias Wuttke
Lasse CORNILS
Christian HANNEKEN
Michael Kleine Wächter
Niklas ROMMING
Björn SCHLÜTER
Tim Ullner
Volkmar Voigtländer
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Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • A61M2205/368General characteristics of the apparatus related to heating or cooling by electromagnetic radiation, e.g. IR waves

Definitions

  • the invention relates to an evaporator system for evaporating a composition, a cartridge for a corresponding evaporator system, a portable evaporation device comprising a corresponding evaporator system, an absorber for a corresponding evaporator system, a composition for a corresponding evaporator system, a spatial juxtaposition of several components of a corresponding Evaporation system and a method for evaporating a composition in an evaporation system.
  • Uses of corresponding cartridges, absorbers and compositions in corresponding evaporator systems are also disclosed.
  • wick-coil systems are often disadvantageous, since they are particularly often perceived as too uncontrolled and too inefficient.
  • the arrangement of wick and heater varies greatly due to the manufacturing process, which means that, depending on the production copy, a different amount of liquid and thus also the active ingredient is evaporated per puff.
  • new evaporator systems have been developed in recent years which eliminate or reduce the disadvantages known for wick-coil systems.
  • Corresponding systems are disclosed, for example, in DE102017111435, whereby it has been shown that many conventional concepts from the wick-coil systems cannot easily be transferred to more modern concepts in many cases.
  • the design of the heating elements and cartridges and their arrangement in an evaporator system in conventional systems is severely restricted by the electrical contacting of the heating element which is absolutely necessary.
  • these systems which require a physical connection between the reusable part and the heating element, are known to often have problems with the tightness of the system, since the heating element is in turn in contact with the liquid, so that relatively complex and expensive seals can be necessary.
  • the heating element is a comparatively complex component which is expensive to manufacture and which in this case can only be disposed of with the cartridge after it has been used, which is disadvantageous from an economic and / or ecological point of view.
  • the heating element and the electronic contact are usually made of other materials (often metals, semiconductors or ceramics) than the reservoir (often glass or plastic) and possibly the casing of the cartridge (often plastic), so that the cartridge can be recycled, for example in the context of recycling, which makes contamination with foreign material difficult.
  • a primary object of the invention was to provide an improved evaporator system for evaporating a composition which eliminates or at least reduces at least one of the disadvantages of the prior art described above.
  • the desired improvement can relate in particular to one or more, preferably all, of the problems listed below: (i) avoiding at least one disadvantage associated with the use of wick-coil systems and specifying an evaporator system that can be better controlled; (ii) specify an evaporation system which causes as little waste as possible when used and is at least largely recyclable; (iii) specify an evaporator system which is particularly easy to make ready for operation again after use and which has a particularly high level of operational safety, minimizes the dangers to the health of the user and maximizes the operational safety and durability of the device; (iv) enable safe storage and easy transport of the evaporator system; (v) to specify an evaporator system which does not require any complex and costly electrical contacting and which shows no signs of wear even with repeated use; (vi) to specify an evaporator system which allows a high degree of flexibility in the design of the elements used for evaporation and the cartridge, as well as with regard to their arrangement in an evaporator system; (Vii) to specify
  • a secondary object of the invention was to provide a cartridge for a corresponding evaporator system, a portable evaporation device comprising a corresponding evaporator system, an absorber for a corresponding evaporator system, a composition for a corresponding evaporator system, a spatial juxtaposition of several components of a corresponding evaporator system and a To specify a method for vaporizing a composition in a vaporizing system and uses of corresponding cartridges, absorbers and compositions in corresponding vaporizing systems.
  • an evaporator system for evaporating a composition, cartridges, a portable evaporation device, an absorber, a composition, the spatial juxtaposition of several components of a corresponding evaporator system, a method and uses, such as them are defined in the independent claims. Preferred embodiments according to the invention emerge from the subclaims.
  • the primary energy is provided in the form of electromagnetic radiation, which is emitted by a radiation source and which is converted into secondary energy by an absorber arranged in the cartridge, which is thermal energy and / or electromagnetic radiation with higher levels than the absorbed electromagnetic radiation Wavelength can act, which then causes the evaporation of the composition.
  • the invention is thus based on the concept of not supplying the composition in the cartridge with energy in the form of direct thermal energy, which was converted by a heating element as primary energy from electrical energy, but via electromagnetic radiation that is generated in the reusable part by means of electrical energy from a radiation source was emitted and which is only converted into thermal energy (or electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation) in an absorber in the cartridge.
  • This structure is fundamentally different to the evaporator systems in the prior art, in which an electrical heating element in the cartridge is mechanically and electrically conductively connected to an electrical energy source in the reusable part in order to convert electrical energy directly into the thermal energy required for evaporation.
  • the invention relates to an evaporator system for evaporating a composition, comprising: a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is set up to emit electromagnetic radiation, and a second element comprising at least one reservoir for Recording of the composition and at least one absorber, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially convert it into thermal energy and / or this at least partially as electromagnetic radiation with increased compared to the absorbed electromagnetic radiation To emit wave length, wherein the first and the second element can be connected to one another in a reversible and non-destructive detachable manner and wherein a radiation conductor is arranged such that when the first and the second element are connected to one another, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber, the evaporator system being set up for this to evaporate the composition by the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorb
  • Vaporizer systems according to the invention are suitable and intended for vaporizing a composition, it being possible for the composition to be solid or liquid.
  • the term evaporation in the context of the present invention also includes sublimation, that is, the direct transfer of a solid by supplying thermal energy into the gas phase.
  • the evaporator system comprises a first and a second element, which represent structurally structurally separate elements.
  • the first element which is typically a reusable part, i.e. H. a part which is used more than once by the future customer comprises a radiation source electrically connected to an electrical energy source, the first element preferably also comprising the electrical energy source.
  • the electrical energy source is arranged in a further, separate element that can be detachably connected to the first or second element in a non-destructive manner.
  • the radiation source is set up to emit electromagnetic radiation.
  • the second element which is typically a disposable part, ie an element which is only used once by the consumer and disposed of after use, is also referred to as a cartridge by those skilled in the art.
  • the second element, or the cartridge comprises at least one reservoir for receiving the composition, the second element in a preferred embodiment also comprising the composition in the reservoir.
  • the second element comprises at least one absorber, the term absorber describing the absorption properties of the material with regard to the absorption of electromagnetic radiation and not assuming that the absorber is suitable for other types of absorption, for example the absorption of liquid.
  • the absorber is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source arranged in the first element.
  • the concept of the absorption of electromagnetic radiation in condensed matter is known to the person skilled in the art.
  • the absorber is set up in such a way that it at least partially converts the electromagnetic radiation into thermal energy.
  • a typical everyday example to illustrate this process is a black surface that heats up when sunlight falls through the absorption of the incident radiation, due to the thermal energy generated by conversion. This principle is also known to the person skilled in the art.
  • the absorber is set up to additionally or alternatively emit the absorbed radiation at least partially as electromagnetic radiation with a wavelength that is greater than that of the absorbed electromagnetic radiation.
  • a corresponding de wavelength shift is sometimes also referred to as a Stokes shift and is known to the person skilled in the art as an effect that can occur, for example, in fluorescence or phosphorescence. Accordingly, evaporator systems according to the invention are preferred which comprise a fluorescent or phosphorescent absorber.
  • Matter usually absorbs electromagnetic radiation at different wavelengths to different degrees. Each matter can have several different absorption maxima along the entire electromagnetic spectrum.
  • An absorption maximum is present when the first derivative of the absorption curve with respect to the wavelength is zero and the second derivative is not equal to zero.
  • the highest absorption maximum is the absorption maximum at which the absorption reaches its maximum value, preferably based on a wavelength interval of 1 cm to 120 nm, particularly preferably between 1 mm and 200 nm, very particularly preferably between 50 pm and 280 nm. Since many radiation sources are not monochromatic and accordingly emit a spectrum, the above statements apply accordingly to emission maxima and the wavelength of the highest emission of the radiation source.
  • the expression “at least partially” means at least 10%, preferably at least 30%, particularly preferably at least 50%, very particularly preferably at least 70%.
  • the above statements mean that the absorber is set up to heat itself and / or the surrounding composition through the thermal energy obtained by converting the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and absorbed by the absorber to heat the emitted electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, or that the absorber is set up to convert the emitted electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation by a Stokes shift from the electromagnetic radiation of the radiation source to create.
  • evaporator systems which include exactly one radiation source and exactly one absorber and exactly one reservoir, since these evaporator systems are particularly inexpensive to manufacture and are particularly simple in their structure.
  • the first and the second element are designed in such a way that they can be connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner.
  • the first and / or the second element preferably comprises fastening means suitable for this, in particular hooks and eyes, click connections, plug connections, clamp connections, bayonet connections or screw connections or any combination thereof.
  • reversible and non-destructively releasable relate to the component used for connection and / or fastening, for example the screw thread. It cannot be ruled out that there may be deliberate changes in the first and / or second element before or during the connection of the first and second elements, which, however, do not affect the connectivity and detachability.
  • the first element comprises, for example, a mandrel or a similar structure with which a protective film attached to the second element or another pierceable component is deliberately punctured during connection.
  • the first element comprises, for example, a mandrel or a similar structure with which a protective film attached to the second element or another pierceable component is deliberately punctured during connection.
  • a radiation conductor is arranged in the evaporator system in such a way that when the first and second elements are used, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber. This means that in the connected state, radiation can reach the absorber in the second element from the radiation source in the first element.
  • a radiation conductor is arranged in such a way that when the first and second elements are connected to one another, a radiation-conducting connection can be formed between the radiation source and the absorber.
  • a vaporizer system according to the invention for vaporizing a composition comprising: a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is set up to emit electromagnetic radiation, and a second element comprising at least one reservoir for Recording the composition and at least one absorber, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially convert it into thermal energy.
  • the first and the second element are reversibly and non-destructively detachably connected to one another and wherein a radiation conductor is arranged so that a radiation-conducting connection between the Radiation source and the absorber is formed, wherein the evaporator system is set up to evaporate the composition by the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation .
  • the radiation guide can in particular be formed by the protective screen or lens of a light-emitting diode or the transparent wall of the reservoir.
  • the radiation conductor can be designed in one piece or have several components.
  • the radiation conductor can have any suitable design that is suitable for guiding the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to the absorber.
  • Both the first element and the second element preferably each comprise a radiation conductor, the two radiation conductors being arranged in such a way that when the first and second elements are connected, they are joined to one another in such a way that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber .
  • the evaporator system according to the invention is set up to evaporate the composition through the thermal energy obtained from the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation. This means that the energy necessary for the evaporation of the composition takes place through the thermal energy given off by the absorber to the composition and / or by the absorption of electromagnetic radiation with an increased wavelength in the composition compared to the absorbed electromagnetic radiation.
  • the radiation source is thus supplied with electrical energy by the electrical energy source and emits electromagnetic radiation with a spectrum that is determined by the construction and function of the radiation source.
  • the electromagnetic radiation is guided via the radiation conductor to the absorber, which absorbs at least part of the electromagnetic radiation, losses being possible, for example, through reflection or scattering.
  • the absorber now converts at least part of the absorbed light into thermal energy, which is also referred to as thermal energy, or emits electromagnetic radiation shifted to longer wavelengths, also referred to as "red-shifted", which is absorbed by the composition and there into thermal Energy can be converted.
  • the composition evaporates and is usually supplied to the user through a chimney or channel, for example by applying negative pressure, i.e. suction.
  • the evaporation of the composition thus takes place causally through the interaction of the radiated electromagnetic radiation with the absorber and thus quasi indirectly.
  • the composition does not evaporate, or almost does not, as a result of the direct interaction of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source with the composition.
  • the composition shows almost no absorption at the wavelength of the highest emission of the radiation source, ie less than 5%, preferably less than 1%, more preferably less than 0.5%, very particularly preferably less than 0.1% of the maximum absorption.
  • the electromagnetic radiation from the radiation source shows almost no interaction with the composition and even reaches the absorber directly if part of the composition is in the beam path.
  • the vaporizer system according to the invention in the absence of sufficient energy transfer between the radiation source and the composition, is not suitable for vaporizing a composition, when the absorber is removed or the absorber does not show absorption at a wavelength that is emitted by the selected radiation source.
  • the further components in the second element ie the radiation-conducting components apart from the absorber, do not have any at the wavelength of the radiated electromagnetic radiation or show only a very low absorption, preferably less than 5%, particularly preferably less than 1%, particularly preferably less than 0.5%, of the maximum absorption.
  • the conversion of the absorbed radiation into thermal energy in the absorber probably makes the greatest contribution to the evaporation of the composition in many cases.
  • the absorber being set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially converting it into thermal energy
  • the evaporator system being set up to convert the composition by the absorber by conversion to evaporate thermal energy obtained from the electromagnetic radiation.
  • the absorber will always also emit at least a small part of the electromagnetic radiation picked up as wavelength shifted radiation.
  • the inventors have recognized that this can be used for particularly efficient evaporation.
  • the idea here is that if the radiation source emits electromagnetic radiation with a wavelength that is not, or almost not, absorbed by the composition, the wavelength shift in the absorber can advantageously lead to the wavelength of the radiation being shifted into a range in which the composition shows sufficient absorption.
  • An example of this would be the use of a blue radiation source with a wavelength of around 450 nm, with which a typical liquid from an e-cigarette shows only a very low level of absorption. Due to the red shift in the absorber, the absorber emits radiation with a longer wavelength, that of the liquid can be absorbed so that the composition can be supplied with energy by this, so to speak secondary, electromagnetic radiation.
  • a person skilled in the art chooses suitable materials for the absorber on the basis of his specialist knowledge, with a dark color, e.g. dark green, dark red or dark blue, or black having a high absorption capacity in the relevant wavelength range for many applications in the area of visible light and adjacent spectral ranges indicates and thus indicates a fundamental suitability as an absorber within the scope of the invention.
  • a dark color e.g. dark green, dark red or dark blue, or black having a high absorption capacity in the relevant wavelength range for many applications in the area of visible light and adjacent spectral ranges indicates and thus indicates a fundamental suitability as an absorber within the scope of the invention.
  • the principle of the invention can be used for a wide range of radiation sources and electromagnetic radiation, whereby the person skilled in the art can select a suitable absorber in case of doubt on the basis of absorption values or absorption spectra tabulated in standard works.
  • Components that are not sufficiently absorbent can be colored, colored through or coated by typical color pigments, black pigments such as carbon black in particular being cheap, readily available and suitable. Accordingly, the absorber particularly preferably comprises colored pigments, natural dyes such as chlorophyll being particularly preferred.
  • the reservoir is preferably a tank.
  • the reservoir can be formed by a suitable holder, e.g., a clamp, or receptacle for the solid.
  • the user can loosen the connection between the first and the second element, so that only the second element is exchanged for a new second element, which in turn is filled with fresh composition got to. Since the durability of most radiation sources, in particular that of the light-emitting diodes preferred in the context of the present invention, is particularly long, the only maintenance task for the first element is regularly recharging the energy store.
  • the evaporator system according to the invention in particular avoids the disadvantages associated with the use of conventional wick-filament systems, since it does not have to use an incandescent filament.
  • the radiation source used can regularly be controlled particularly precisely and, if necessary, can be easily fine-tuned through the use of filters, lenses and similar components.
  • the arrangement according to the invention allows the vaporizer system after use and complete evaporation of the composition in the second element to make this ready for operation again in a particularly simple manner, in that only the second element has to be exchanged.
  • the arrangement can be fixed by fastening elements in such a way that the radiation source arranged in the first element, in the connected state, can radiate onto the absorber through a transparent shell of the reservoir.
  • evaporator systems according to the invention advantageously have a particularly high flexibility in the design of the elements used for evaporation and the cartridge, as well as in terms of their arrangement in the entire evaporator system, which cannot be implemented in conventional systems.
  • cartridges can also be designed, if necessary, so that there is more than one fitting position, ie arrangement position of the cartridge relative to the first element, when connecting to the first element, whereby the number of user errors when connecting can be reduced.
  • the evaporator system according to the invention Since there is no need for an electrically conductive connection between a heating element in direct contact with the composition and the energy store, the evaporator system according to the invention also has a particularly high degree of tightness and enables safe operation even without the use of expensive seals.
  • the most cost-intensive components, in particular the radiation source and the electrical energy store are advantageously arranged in the reusable part.
  • the cartridge, ie the second element instead of a complex heating element, the cartridge, ie the second element, only has to have an absorber, the material of which can also be selected so that there is a high level of compatibility with and / or easy separability from the material of the reservoir, for example when using a colored silicate glass in a reservoir made of silicate glass. This improves the recyclability of the cartridge in a particularly advantageous manner.
  • Evaporator systems according to the invention are very particularly preferred and are accordingly emphasized here, the emitted electromagnetic radiation having the highest intensity maximum below a wavelength of 500 nm, preferably in the range from 410 to 490 nm, preferably 430 to 480 nm, particularly preferably 440 to 470 nm, the electromagnetic radiation particularly preferably having a spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity of 5 to 50 nm, preferably 10 to 40 nm, particularly preferably 20 up to 30nm.
  • the intensity of non-ideally monochromatic electromagnetic radiation is a function of the wavelength.
  • spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity denotes the wavelength difference between the two wavelengths lying on the left and right of the intensity maximum in the spectrum, at which the intensity has dropped to 50% of the maximum value.
  • evaporator systems are preferred because they make the most advantageous use of the fact that with the invention, ie through the use of an absorber and the "indirect" energy input into the composition provided therewith, the use of IR radiation, ie electromagnetic radiation in the IR range can be dispensed with.
  • IR radiation ie electromagnetic radiation in the IR range
  • Corresponding evaporator systems are also preferred because the liquids in use today in the specified radiation range usually show no significant absorption and thus the absorber can also be irradiated without problems when it is arranged in the composition.
  • simple, black absorber materials have often proven to be particularly efficient absorbers at these wavelengths. It was found to be a particularly great advantage that the specified characteristics of the electromagnetic radiation can be implemented particularly easily with particularly inexpensive and at the same time long-lasting radiation sources.
  • evaporator systems according to the invention are preferred, the emitted electromagnetic radiation having the highest intensity maximum below a wavelength of 500 nm, and the composition having almost no absorption at the wavelength of the highest intensity maximum, ie less than 5%, preferably less than 1%, more preferably less than 0.5%, very particularly preferably less than 0.1%, of the maximum absorption and / or wherein the absorber has an absorption of at the wavelength of the highest intensity maximum shows more than 50%, preferably more than 75%, particularly preferably more than 95% of the maximum absorption, evaporator systems according to the invention with the and linkage of the type of conversion of the energy being particularly preferred.
  • an evaporator system for evaporating a composition comprising: at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is configured to emit electromagnetic radiation, at least one reservoir for receiving the composition, and at least one absorber which is configured to do so to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially convert it into thermal energy and / or at least partially emit it as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, a radiation conductor being arranged so that there is a radiation-conducting connection between the radiation source and the absorber, wherein the evaporator system is set up to evaporate the composition using the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with a wavelength greater than the absorber electromagnetic radiation, the emitted electromagnetic radiation has the highest intensity maximum below
  • an evaporator system is preferred, the absorber being a three-dimensional body whose expansion in two spatial directions is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction, preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, where the Absorber preferably has at least one flat or curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces, or wherein the evaporator system comprises a composition and the absorber is formed by particles that are mixed with the composition to be evaporated or in the one to be evaporated Composition are dispersed. Corresponding evaporator systems according to the invention have proven to be particularly advantageous in our own tests.
  • the absorber advantageously has at least one flat or curved surface which can be irradiated particularly efficiently by the radiation source in order to ensure the greatest possible interaction between the electromagnetic radiation and the absorber.
  • flat structures are clearly preferred, with at least one flat or essentially flat surface, by means of which losses due to scattering and reflection can be avoided in the best possible way.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention with a solid, macroscopic absorber are particularly easy to control and allow a particularly fine adjustment of the beam path and the energy transfer.
  • Corresponding absorbers are preferred because they regularly have a high ratio of irradiated area to mass of the absorber.
  • the absorber can be provided directly with the composition to be evaporated. In this case it is sometimes more difficult to irradiate the absorber particles in a targeted manner, but since the absorber is not firmly connected to the cartridge, the absorber can be removed from the cartridge without leaving any residue, which results in particularly favorable recycling properties.
  • an inventive evaporator system is preferred, the absorber being designed so that one or more of its absorption maxima for electromagnetic radiation are at a wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source, preferably at a wavelength within 20%, preferably within of 10%, particularly preferably within 5%, lie around an intensity maximum of the emission of the radiation source.
  • Corresponding evaporator systems are preferred because a particularly high level of efficiency is achieved when the absorber is very precisely matched to the electromagnetic radiation emitted by the radiation source. In appropriate evaporator systems, energy losses can be minimized and the radiation energy used is particularly efficient via the absorber. e ciently incorporated into the composition so that particularly long operating times can be achieved.
  • the absorber has channels, preferably capillary channels, and / or is a porous solid, preferably has capillary channels, so that the absorber is liquid-conductive and a passage of the liquid composition or the evaporated gaseous composition through the absorber is possible, wherein the absorber preferably comprises a membrane which only allows passage of the liquid composition into the absorber or through the absorber when a limit temperature is exceeded.
  • absorbers are sintered, open-pore glass, sintered open-pore ceramics, structured components with channels produced by methods of the semiconductor industry, open-pore foams, loose granular grains in a bed which are held in a suitable liquid-permeable section.
  • a corresponding absorber is particularly advantageous because it has a large surface area that can be wetted by the composition, so that the thermal energy can be transferred to the composition in a particularly efficient manner.
  • Correspondingly designed absorbers can also be used as a partition between the reservoir for storing the composition and the chimney, ie the channel for the vaporized composition, with this preferred embodiment making it possible to obtain second elements that are particularly tight outside of the use in the evaporator system and are secured against the undesired leakage of the composition.
  • the composition conveyed to the absorber can pass through the latter and is vaporized when the radiation source is activated, the resulting vapor being able to pass through the channels into the chimney and to the outlet opening.
  • the absorber having a non-homogeneous absorption behavior along at least one spatial direction, preferably a gradient of absorption along the spatial direction that corresponds to the direction of incidence of the electromagnetic radiation on the Absorber corresponds, the gradient of the absorption preferably being generated by a concentration gradient of pigments with an absorption maximum at the wavelength of the electromagnetic radiation in an absorber which is otherwise transparent or largely transparent at this wavelength.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because they allow a particularly high degree of freedom in the design and arrangement of the components.
  • a corresponding absorber can namely also be exposed to electromagnetic radiation from the side and still absorb over a large area. It is true that the radiation intensity decreases with
  • a corresponding absorption gradient in the absorber also offers the option of setting a desired temperature profile, i.e. a profile of the emitted thermal energy, on the absorber, i.e. deliberately warmer (higher absorption) and colder (lower absorption) areas in the Provide irradiation.
  • a suitable thermal conductivity of the absorber e.g. a lower thermal conductivity compared to the composition.
  • Corresponding absorbers can be produced without great effort by a materials scientist and can be produced, for example, by soot particles or suitable doping in a glass or crystal imatrix.
  • the expression “largely transparent” means in the context of the present invention that at the corresponding wavelength an absorption of less than 5%, preferably less than 2%, more preferably less than 1%, particularly preferably less than 0.5%, the maximum absorption is present.
  • the radiation source being a lamp, a laser or a light-emitting diode, preferably a laser or a light-emitting diode, particularly preferably a light-emitting diode, the laser preferably being a laser diode, a fiber laser or a gas Laser is and where preferably the light-emitting diode is a semiconductor light-emitting diode (LED), an organic light-emitting diode (OLED) or a chip-on-board light-emitting diode (COB-LED).
  • LED semiconductor light-emitting diode
  • OLED organic light-emitting diode
  • COB-LED chip-on-board light-emitting diode
  • Corresponding evaporator systems are preferred because the specified radiation sources have proven to be particularly efficient in practice in implementing the invention.
  • the use of a light-emitting diode has proven to be particularly preferred, since it is not only particularly durable and energy-saving, but also requires comparatively little expenditure on equipment. From the inventors' point of view, it was quite surprising that the use of a light-emitting diode within the scope of the invention is sufficient to enable meaningful evaporation and that a monochromatic and high-energy laser is not necessarily required.
  • an evaporator system according to the invention is preferred, the electromagnetic radiation being generated in the radiation source by induction.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor being opaque to electromagnetic radiation with a wavelength which deviates by more than 50%, preferably more than 30%, particularly preferably more than 10%, from the wavelength of the maximum intensity of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source .
  • the term opaque means that a material is not transparent, or essentially not transparent.
  • opaque means that the absorption at a given wavelength is more than 90%, preferably more than 98%, more preferably more than 99%, particularly preferably more than 99.5%.
  • Corresponding evaporator systems are preferred because they are particularly safe against unwanted energy entry into the composition.
  • Corresponding evaporator systems can be designed in such a way that essentially only the intended electromagnetic radiation provided by the radiation source reaches the absorber, and not, for example, scattered light from the environment. As a result, the energy supply into the composition can be controlled particularly reliably and the storage stability is advantageously increased.
  • An evaporator system is preferred, wherein the absorber has at least one flat surface, preferably two flat surfaces, particularly preferably six flat surfaces, and wherein the radiation source, the radiation guide, any radiation former and the absorber when the first and second elements are connected are arranged with one another in such a way that the electromagnetic radiation strikes one of the flat surfaces of the absorber at an angle of incidence of less than 45 °, preferably less than 20 °, particularly preferably less than 5 °, very particularly preferably essentially perpendicular.
  • the reservoir being transparent at least in one section, preferably transparent to visible light, particularly preferably transparent to electromagnetic radiation whose wavelength is within 20%, preferably within 10%, particularly preferably within 5% the maximum intensity of the emission of the radiation source is.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are advantageous because they not only allow the user to check the fill level in the reservoir from the outside, but they also allow the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to be guided directly through the wall of the reservoir so that the absorber in the or relative to the radiation source behind the reservoir can be arranged, which particularly increases the flexibility in the arrangement of the elemen te.
  • An inventive evaporator system comprising a first absorber and a second absorber as well as a first radiation source and a second radiation source, the first and second absorbers preferably being connected to different, separate sections of the reservoir and wherein the first and second radiation sources have their highest emission maximum preferably at different wavelengths, the absorption capacity of the two absorbers preferably at least one of the wavelengths of the highest emission maximum of the two radiation sources by more than 50%, preferably more than 70%, particularly preferably differ by more than 85%.
  • the use of two or more absorbers, preferably made of different absorber materials, is already preferred in itself, as this makes it possible to either influence the intensity of the evaporation through controlled guidance of the electromagnetic radiation, namely by how many absorbers are irradiated, or a selective control of different absorbers is possible, which are in contact with different reservoirs or spatially separated sections of the same reservoir. For example, it is possible to trigger a first evaporation in a targeted manner on a first absorber in order to trigger a second evaporation on a second absorber during the cooling phase of the first absorber, so that the evaporation system has a very low latency and quasi continuously evaporated composition portions in a precise manner can provide set concentration.
  • the intensity of the evaporation can be controlled by switching the additional radiation source on and off. It is also particularly favorable if the two radiation sources have different emission characteristics, ie if one or more emission maxima are at different wavelengths, since this enables different operating modes (provided the absorber has different absorption capabilities for these wavelengths). If the two absorbers have a different absorption capacity at at least one of the wavelengths of the highest emission maximum of the two radiation sources, preferably at both wavelengths of the highest emission maxima, the resulting evaporator system can be controlled particularly efficiently.
  • the two absorbers can be addressed simultaneously, possibly with different strengths, or individually, and thus, for example, it can be determined from which reservoir an evaporation is to take place.
  • a vaporizer system according to the invention is preferred, the vaporizer system being suitable for use in a portable vaporizing device, preferably a handheld device, preferably in an e-cigarette or an inhaler, e.g. for medical purposes, the first element preferably being designed as a reusable part and the second element is preferably designed as a one-way part, the second element preferably being a cartridge.
  • the use for medical purposes includes in particular the application of drugs against respiratory diseases and painkillers.
  • the two different emission maxima of the two radiation sources which are matched to the two absorbers, are preferably implemented in the form of a single two-color light-emitting diode. As a result, the installation space required for the radiation source is greatly reduced while the advantages described above are used at the same time.
  • a vaporizer system according to the invention can be used for various therapies, for which either the contents of the reservoir is introduced or exchanged accordingly with a view to the therapy to be applied, or expediently an empty or filled with a first drug corresponding to a second element according to the invention Component is exchanged for another component also corresponding to a second element according to the invention.
  • the medicament in the form of vapor is usually completely released into the user's (breathing) air flow used for inhalation, a number of further advantages can be realized: In particular, there are typically none remaining in the inhaler Remnants of the medicament after application because the medicament vapor, at least essentially, only recondenses in the air flow.
  • the function according to the invention enables the maximum amount of medicament that can be absorbed by the patient to be released into the inhalable air stream.
  • an overdosing of the medicament due to the intake of medicament which has not been removed during subsequent use of the inhaler can be avoided, which is advantageous in particular with regard to increased safety for the patient.
  • An increase in the control options in the treatment of the patient can also be achieved in this way, since a more precise dosage is possible.
  • the evaporator system manages without dispersants and propellants (in particular propellant gases), which can often be unfavorable or even hazardous to health, particularly in the medical environment.
  • a propellant gas is to be understood in particular as a gas which has a pressure that is higher than the ambient pressure and which is used in typical conventional inhalers to atomize and accelerate the medicament to be administered.
  • a compression device for generating an air or other gas flow, as well as a dead volume associated therewith in the housing of the inhaler. This makes it possible to reduce the installation space required, since only one air duct is required instead of space-consuming pressure chambers or complex spring systems for pretensioning the inhaler.
  • the lower installation space requirements can, in turn, be advantageous in particular with regard to an increase in design freedom in the design of the inhaler made possible in this way (e.g. smaller, more attractive designs are possible).
  • the user can transfer the drug into the lungs with his own breath, after the drug has evaporated.
  • the drug Owing to the fact that no propellants are used to atomize the medicament, it is possible, when using conventional inhalers with propellants, to effectively avoid problems that patients often encounter, such as irritation of the throat or coughing.
  • the vaporizer system according to the invention in particular its radiation source, is operated electrically, a high degree of dosing accuracy of the drug can be achieved due to the precise controllability of the duration of activity of the radiation source. This particularly promotes the quality of use by the fact that the vaporized amount of the drug can be adapted very well to the individual needs of the user or patient and can in particular be limited in terms of a maximum dose, which in turn increases the safety of use when using the vaporizer system or inhala tors can be used.
  • the reservoir comprising one or more materials selected from the group consisting of glass, crystal, metal, ceramic, wood and plastic, the reservoir preferably having a further outer shell.
  • An inventive evaporator system is preferred, the reservoir being formed by a bag, the bag being completely or partially made of silicone, rubber, latex or another suitable elastic or non-elastic material, preferably a plastic.
  • the use of bags as reservoirs is particularly advantageous because they are inexpensive to manufacture and regularly only small amounts of waste arise.
  • it is advantageously not necessary to provide pressure compensation in the reservoir since the bag contracts if the internal pressure remains the same.
  • bags are advantageous for certain applications because they do not splinter and are therefore associated with less potential for danger.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the preferably rigid reservoir being equipped with an element for pressure equalization.
  • an evaporator system is preferred, the electrical energy source being an energy store, preferably a battery or a fuel cell, particularly preferably a lithium ion battery, in particular a lithium polymer accumulator.
  • An evaporator system is preferred, the radiation source being set up to emit electromagnetic radiation with an intensity that is suitable that the part of the emitted electromagnetic radiation absorbed and converted by the absorber in 1 to 5 s, preferably in 2 to 4 seconds s, particularly preferably in 2.5 to 3.5 s, at least 3 to 9 mg, preferably 5 to 7 mg of the composition evaporate, preferably exactly a predetermined amount of the composition can evaporate.
  • Corresponding vaporizer systems are preferred because extensive tests with consumers who should evaluate the vaping experience with a nicotine-containing liquid have shown that the specified amounts of vaporized composition are mostly perceived as advantageous for the sensation of vapor, especially in comparison to smoking a cigarette .
  • the evaporated amount of composition in the evaporator system according to the invention can advantageously be adjusted very precisely and reliably by adjusting the power of the radiation source.
  • An evaporator system is preferred, the radiation source being set up to be operated continuously and / or pulsed, preferably pulsed, preferably with pulse durations in the range from 0.2 ms to 2000 ms, preferably 1 ms to 1000 ms, more preferably 10 ms to 500 ms, very particularly preferably 10 ms to 100 ms.
  • the pulse duration in the range from 0.5 to 20 ms, preferably 1 to 10 ms.
  • the pulse duration is preferably selected as a function of the thermal time constant of the absorber.
  • the thermal time constant describes the absorber-specific time in which the heat energy emitted by the absorber energy has dropped to 50% of the previously absorbed energy.
  • Our own series of tests has shown that pulsed operation of the radiation sources regularly ensures better energy input into the absorber and thus indirectly enables better energy input into the composition. Without wishing to be bound by this theory, this is attributed to the fact that the absorber has a certain amount of time between the pulses to strive towards equilibrium.
  • the radiation source can preferably be operated continuously during a switch-on period and in a pulsed manner during a period following the switch-on period.
  • the switch-on duration preferably has a duration of 1 ms to 1000 ms, preferably 10 ms to 1000 ms, more preferably 100 ms to 1000 ms.
  • An evaporator system is preferred, the radiation source being set up to function as a radiation sensor, in particular as an infrared sensor, in a second operating mode.
  • the radiation source being set up to function as a radiation sensor, in particular as an infrared sensor, in a second operating mode.
  • Corresponding evaporator systems are particularly advantageous because they can also be used to detect radiation without the addition of a wider component and with only minimal changes in the control of the radiation source used to introduce energy into the absorber. This can be used, for example, to make a statement about the temperature of the components in the first element by detecting infrared radiation.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the evaporator system comprising at least two radiation sources which can preferably be controlled separately and independently of one another.
  • Evaporator systems according to the invention with a radiation source for monochromic electromagnetic radiation can be set particularly precisely and allow the absorber to be matched very precisely to the specific wavelength of the electromagnetic radiation.
  • a radiation source for monochromic electromagnetic radiation can be set particularly precisely and allow the absorber to be matched very precisely to the specific wavelength of the electromagnetic radiation.
  • Such mostly laser-based evaporator systems are, in view of the often complicated apparatus requirements and the susceptibility to vibrations and contamination, currently primarily of interest for stationary evaporator systems in which the first element can be designed to be more stable and also vibrate. can safely accommodate heat-sensitive components. Even if it is in principle conceivable for mobile applications to generate a quasi-monochromatic electromagnetic radiation through the use of filters, this can still be accompanied by undesirable losses in efficiency. It is therefore particularly advantageous to use radiation sources that are not inherently monochromatic, but inherently have a low spectral bandwidth. In practice, however, it has been shown that, from a cost-benefit point of view, it is often not advisable to invest
  • an inventive evaporator system is preferred, the electromagnetic radiation being monochromatic or having at least 90% of the intensity in a wavelength range of + - 20%, preferably + - 10%, particularly preferably + - 5%, around the maximum intensity, very particularly preferably around the intensity maximum has a spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity of 5 to 70 nm, preferably 10 to 50 nm, particularly preferably 15 to 30 nm.
  • an inventive evaporator system is preferred, the electromagnetic radiation having the highest intensity maximum in the wavelength range between 10 cm and 120 nm, preferably between 1 cm and 200 nm, particularly preferably between 1 mm and 280 nm, very particularly preferably between 50 pm and 380 nm, particularly preferably between 500 nm and 350nm.
  • the invention is also so advantageous because the underlying concept can in principle be used for a wide range of electromagnetic radiation. From the point of view of everyday practicality, especially from the point of view of safety, it is clear why the use of radiation in the range specified above, in particular between infrared and UV, is particularly preferred.
  • An evaporator system is preferred, the absorber being set up to absorb at least 50% of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source, preferably at least 75%, particularly preferably agrees to absorb at least 90% and to convert at least 20%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 75%, very particularly preferably at least 90% into thermal energy and / or at least 20%, preferably at least 50% %, particularly preferably at least 75%, very particularly preferably at least 90%, as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, with the proviso that never more than 100% of the absorbed electromagnetic radiation is converted.
  • Corresponding evaporator systems are preferred because they minimize losses due to inadequate absorption, the absorber being set up accordingly by choosing a suitable material or suitable coating, as well as a suitable geometry and surface structure, which should in particular be matched to the arrangement in relation to the radiation source can.
  • the person skilled in the art can also control through the choice of material whether the majority of the radiation goes into thermal energy or into emitted electromagnetic radiation of increased wavelength.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the absorption properties of the absorber being generated and / or modified by a coating.
  • Corresponding evaporator systems are particularly preferred because our own experiments have shown that the absorption properties of the absorber can be controlled in a targeted manner by choosing a suitable coating.
  • an absorber within the meaning of the present invention can be generated from them at least in sections.
  • Suitable coatings are matched to the radiation source by the choice of suitable dyes.
  • Suitable pigments for a corresponding coating are, for example, Vantablack, a material based on carbon nanotubes, or pigments such as Mars Black (an iron oxide pigment), carbon black, charcoal, core black, slate black or Frankfurt black.
  • the surface of the components provided as absorbers can also be selectively increased in their absorption through a suitable surface treatment. by chemical etching of a nickel-phosphorus alloy, the resulting surface being known as super black.
  • the absorber having a structured surface with an average surface roughness Ra in the range from 0.2 pm to 1 mm, preferably 1 pm to 500 pm, preferably in the range from 2 pm to 100 pm, so that the wettability of the absorber and / or the absorption capacity of the absorber in relation to the absorbed electromagnetic radiation is changed, in particular improved.
  • the absorber having a membrane which can be set into mechanical vibration by interaction with the electromagnetic radiation and is therefore suitable for atomizing the liquid composition.
  • the absorber at least in sections having a high thermal conductivity of more than 0.3 W / (m * K), preferably more than 20 W / (m * K), more preferably more than 100
  • the absorber preferably also having a low thermal conductivity of less than 10 W / (m * K), preferably less than 5 W / (m * K), more preferably less than 0.5 W, in sections / (m * K), very preferably less than 0.3 W / (m * K).
  • a high thermal conductivity leads to a preheating of the composition adjacent to the absorber.
  • the viscosity of the composition can advantageously be influenced, preferably to reduce the viscosity.
  • a low thermal conductivity of the absorber leads to an optimized local energy input.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the absorber is arranged in the reservoir, preferably at the bottom of the reservoir, embedded in the ground, on a wall of the reservoir and / or embedded in a wall, the absorber preferably being firmly enclosed by an area of the reservoir .
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber forming part of the outer shell of the reservoir.
  • an evaporator system is preferred, the absorber having a low thermal capacity, particularly preferably a lower thermal capacity than the average thermal capacity of the materials used in the reservoir, particularly preferably the materials which are in contact with the absorber.
  • the absorber having a low thermal capacity, particularly preferably a lower thermal capacity than the average thermal capacity of the materials used in the reservoir, particularly preferably the materials which are in contact with the absorber.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because an absorber with a low thermal capacity can react particularly quickly to temperature changes, since the absorber has what is known as a low thermal mass.
  • Corresponding evaporation systems are accordingly less sluggish than comparable systems and are available again in their original state more quickly after a completed evaporation interval.
  • An evaporator system is preferred, the absorber being connected to an additional heat conductor which is set up to conduct the thermal energy from the absorber to an evaporation area in which the composition can be evaporated, the heat conductor preferably being metal, semiconductor, glass ceramic , Plastic or heat pipes, the heat conductor preferably having a thermal conductivity of more than 0.3 W / (m * K), preferably more than 20 W / (m * K), more preferably more than 100
  • the thermal energy in the absorber may be spatially separate from the evaporation of the composition.
  • Corresponding evaporator systems are accordingly preferred because they allow even greater flexibility with regard to the arrangement of the components used in the evaporator system.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the evaporator system comprising at least two separate absorbers, the two absorbers preferably being in contact with two sections of the reservoir that are separated from one another.
  • composition being solid or liquid, preferably liquid, the composition preferably being a solution, preferably an aqueous solution, an oil, a gel, a powder or a paste.
  • the radiation conduction in the radiation conductor being based on total and / or partial reflection.
  • the radiation conductor can have a material which guides the electromagnetic radiation emitted by the radiation source according to the principle of reflection on the electromagnetic radiation at the interfaces of the radiation conductor. Such materials are known to those skilled in the art in connection with optical waveguide through glass fibers.
  • the radiation conductor can, for example, comprise a glass, e.g. in the form of glass fibers, or a plastic, e.g. PMMA or polycarbonate, which is suitable for the purpose of conducting radiation with respect to electromagnetic radiation.
  • the radiation conductor can have both a pure light-guiding effect and an effect influencing the electromagnetic radiation, in which case it also acts as a beam former.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor being transparent in at least one direction for at least part of the radiation emitted by the radiation source, preferably for radiation with the wavelength at the maximum intensity.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor comprising evacuated sections.
  • the radiation conductor comprising one or more radiation-guiding materials which are selected from the group consisting of solids, liquids and gases, preferably selected from the group consisting of glasses, plastics, Mineral materials, organic liquids, air and aerosols, and are particularly preferably selected from the group consisting of doped and non-doped quartz glasses, synthetic resin, polyethylene, polyurethane, polyethylene terephthalate, polypropylene, polycyclohexylene dimethylene terephthalate, mineral crystals, sapphires, rock crystals, diamond , Ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and air.
  • the radiation conductor comprising one or more radiation-guiding materials which are selected from the group consisting of solids, liquids and gases, preferably selected from the group consisting of glasses, plastics, Mineral materials, organic liquids, air and aerosols, and are particularly preferably selected from the group consisting of doped and non-doped quartz glasses, synthetic resin, polyethylene, polyurethane, polyethylene tere
  • the radiation conductor comprising lenses, in particular concave and / or convex lenses, and / or fully reflecting or partially reflecting mirrors, in particular concave and / or convex mirrors, and / or optical resonators and / or prisms to adapt the radiation line -like and / or segmented into different conductive areas.
  • the radiation conductor at least partially cuboid, spherical, ring-shaped, toroidal, disc-shaped, U-disk-shaped, strip-shaped, cube-shaped, strand-shaped, strand-shaped thickening, strand-shaped tapering, curved, curved, asymmetrical and / or symmetrical is executed.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor being arranged at least in sections in a ring or semicircle around the absorber.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because an at least partially ring-shaped arrangement of the radiation conductor around the absorber leads to a particularly large-area irradiation of the absorber, which results in a particularly efficient use of the surface available from the absorber, and thus in proportion to the mass of the absorber causes a particularly high absorption and thus the generation of ther mix energy and / or electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the radiation guide is controlled produced or statistically produced channels, preferably capillary Channels, which lead through the radiation conductor and / or porous sections from.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the radiation conductor has areas with a higher or lower degree of order, which at least in sections have different physical properties than the rest of the radiation conductor, and / or wherein the radiation conductor is preferably partially opaque.
  • an inventive evaporator system additionally comprising a capillary or porous material, which is arranged between the reservoir and the absorber in such a way that the transport of a liquid composition from the reservoir to the absorber is made possible by capillary forces, preferably at least one side of the absorber is completely covered by the capillary or porous material.
  • the capillary or porous material can be a wick of the kind used in wick-coil systems.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because the transport of the liquid composition from the reservoir to the absorber is promoted by the capillary or porous material.
  • the corresponding porous material soaks up the composition and makes it available in the vicinity of the absorber so that it can be evaporated there. This not only prevents or at least slows down the uncontrolled flow of the composition to the absorber or through it (or even past it) out of the cartridge, but it is also ensured, regardless of the orientation of the evaporator system and the fill level in the reservoir, that there is always enough composition in the vicinity of the absorber to ensure sufficient evaporation and thus also to prevent or reduce the occurrence of the Leidenfrost effect on the absorber.
  • An inventive evaporator system additionally comprising one or more sensor units, is preferred, the one or more sensor units being selected from the group consisting of radiation sensors, in particular Infrared sensors, temperature sensors, pressure sensors, flow sensors, current measuring devices, voltage measuring devices, position sensors, mass flow sensors, volume flow sensors, level sensors for determining the level in the tank, optical sensors, chemical sensors, chemical analysis devices.
  • radiation sensors in particular Infrared sensors, temperature sensors, pressure sensors, flow sensors, current measuring devices, voltage measuring devices, position sensors, mass flow sensors, volume flow sensors, level sensors for determining the level in the tank, optical sensors, chemical sensors, chemical analysis devices.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because they make it possible to obtain comprehensive information about the evaporator system, even during operation. This enables particularly precise monitoring of the system and thus enables, for example, upcoming or already occurring errors to be recognized at an early stage.
  • suitable sensors for example pressure sensors and flow sensors, it can also be ensured, especially in medical applications, that the patient has actually ingested the intended amount of inhalant, i.e. the vaporized composition.
  • Temperature sensors or chemical sensors can also be used to determine whether the operating conditions of the evaporator system may have led to the formation of undesirable, harmful substances or whether this can at least be assumed based on the measured temperature.
  • the one or more sensor units are preferably linked to an emergency stop device which prevents operation from continuing in the event that certain measured values are exceeded.
  • An inventive evaporator system additionally comprising a supplementary tank for receiving clean air, is preferred, the supplementary tank preferably being a pressure vessel.
  • Corresponding evaporator systems according to the invention are very particularly preferred for medical applications.
  • the deep inhalation of the vaporized composition which is often desirable and necessary with a view to the adequate application of the active ingredient, can in principle expose the patient to an increased risk, since of course other, potentially undesirable, constituents with the inhaled air particularly deep into the Lungs.
  • the air quality especially with regard to smog and fine dust pollution, is so bad in some cases that it is difficult for a patient with respiratory diseases. genes can be potentially unhealthy to inhale so deeply.
  • the preferred evaporator system can provide controlled, clean fresh air from a supplementary tank, thereby circumventing these problems.
  • the evaporator system according to the invention has a supply air inlet on which an air filter is arranged, which is set up, for example, to filter out pollen or fine dust. Accordingly, an evaporator system according to the invention is preferred, additionally comprising an air filter, the air filter preferably being arranged at the supply air inlet.
  • An inventive evaporator system additionally comprising an outlet opening and a chimney connected to this outlet opening, is preferred, the chimney being arranged in such a way that the evaporated composition can pass from the absorber to the outlet opening, the chimney preferably being connected to an air inlet through which air passes the chimney can reach the outlet opening so that it serves as a carrier medium for the vaporized composition, the chimney preferably being surrounded coaxially by the reservoir and preferably being formed by the walls of the reservoir, or wherein the chimney is at least partially formed by the absorber or wherein the vent is formed between the first and the second element.
  • An evaporator system according to the invention additionally comprising a printed circuit board and a control device for the radiation source, is preferred.
  • An evaporator system according to the invention additionally comprising a beam shaper, which is suitable for deflecting, reflecting, scattering or focusing the electromagnetic radiation, is preferred.
  • a radiation shaper are optical filters, lenses, mirrors and can be found further below in connection with the design of the radiation guide.
  • Corresponding evaporation Remote systems are preferred because the use of beam formers for deflecting, reflecting, scattering or bundling the electromagnetic radiation increases the flexibility in the arrangement of the first and second elements relative to one another as well as the components in the respective elements.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber being arranged in the evaporator system in such a way that the composition received in the reservoir is in contact with the absorber or can come into contact with it.
  • An evaporator system can preferably have an output quantity control device.
  • This can in particular be a counting device, in particular a counting device for counting doses of the composition that have evaporated in a defined observation period (for example in the period since the last initialization or resetting of the counting device).
  • the doses to be counted here can in particular be (i) a number of evaporated fillings of the reservoir or of different reservoirs, or (ii) a number of bursts of steam or predetermined steam units emitted by the evaporator system in the period under consideration.
  • the output quantity of the vaporized substance can be recorded and thus a simple and reliable monitoring of the dosage can be implemented.
  • the invention also relates to a cartridge for an evaporator system according to the invention for evaporating a composition, comprising: at least one reservoir for receiving the composition, and at least one absorber which is set up to at least partially absorb electromagnetic radiation emitted by an external radiation source and to convert this at least partially into thermal energy and / or to emit this at least partially as electromagnetic radiation with a longer wavelength than the absorbed electromagnetic radiation,
  • the absorber is a three-dimensional body whose expansion in two spatial directions is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction, preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, the absorber preferably being at least one plane or has a curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces, the absorber being arranged in the cartridge in such a way
  • Corresponding cartridges according to the invention are suitable for an evaporator system according to the invention and have the absorber identified above as particularly advantageous, which is arranged in the cartridge in such a way that it can be exposed to electromagnetic radiation from outside the cartridge.
  • the advantages of corresponding cartridges according to the invention emerge from the above explanations.
  • the cartridge according to the invention is preferably designed in such a way that it cannot be refilled and / or recycled without processing.
  • the invention relates to a portable evaporation device comprising an evaporation system according to the invention for evaporating a composition or a cartridge according to the invention. see, wherein the first element and the second element are reversibly and non-destructively releasably connected to one another.
  • the invention also relates to an absorber for an evaporator system according to the invention for evaporating a composition, the absorber being designed to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by a radiation source and to convert this at least partially into thermal energy and / or this to emit at least partially as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, the absorber being a three-dimensional body whose extension in two spatial directions is greater than or at least equal to the extension in the third spatial direction, preferably a plate with any base area, in particular a disk or a cuboid, the absorber preferably having at least one flat or curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces, the absorber via channels, preferably capillary channels, and / or a porous solid body, so that a passage of the liquid composition through the absorber is possible.
  • absorbers according to the invention with a corresponding structure have not only proven to be particularly efficient in terms of evaporation, but are particularly advantageous for use in fiction, contemporary evaporator systems, since they can not only function as an absorber, but also the composition inside the Reservoirs can close off from the outside world, so that it can only penetrate through the absorber from the second element when it is acted upon with electromagnetic radiation is heated so that the evaporating composition emerges.
  • the invention also relates to a composition for an evaporator system according to the invention, comprising at least one active substance component, at least one first carrier substance boiling higher than the active substance component and at least one second carrier substance boiling lower than the active substance component, the composition comprising at least one additive, which increases the absorption capacity of the composition for electromagnetic radiation at a wavelength in the range from 50pm to 700nm and / or wherein the composition comprises at least one type of particle, either as a mixture or dispersion, which is suitable as an absorber material emitted by a radiation source to absorb electromagnetic radiation at least partially and to convert this at least partially into thermal energy and / or this at least partially as electromagnetic radiation with increased compared to the absorbed electromagnetic radiation emit wavelength.
  • compositions according to the invention are preferred because the inventors' extensive tests have shown that the evaporation behavior of a composition is particularly advantageous if, in addition to the active ingredient component that has a certain boiling point, at least two carrier substances are present, whose boiling point is higher and on the other hand is lower than that of the active ingredient component. This achieves an evaporation temperature of the composition that is optimal for the active ingredient, while the higher-boiling component prevents the system from drying out before the remaining active ingredient is evaporated.
  • the composition can in particular comprise at least one active ingredient component, at least one first carrier substance boiling higher than the active ingredient component and at least one second carrier substance boiling lower than the active ingredient component, the active ingredient component preferably comprising nicotine, tetrahydrocannabinol, cannabidiol or substances of the corresponding substance classes and the composition preferably also one or more Solvent includes selected from the group consisting of 1,2-propanediol, glycerin and water.
  • composition according to the invention is specifically tailored to the vaporizer system according to the invention and the method according to the invention and can in particular comprise a dye which increases the absorption capacity of the composition in the wavelength range in which the absorber usually emits the electromagnetic radiation shifted to larger wavelengths.
  • a composition according to the invention can be evaporated particularly efficiently by the absorber, since the electromagnetic radiation emitted by the absorber is absorbed particularly efficiently.
  • the composition according to the invention can comprise, as a mixture or dispersion, particles which, as the sole or additional absorber, can take over the function of the absorber in the evaporator system according to the invention.
  • a corresponding composition not only has advantages in terms of efficient evaporation, but also makes it possible to remove the absorber from the second element without leaving any residue after use, for example by rinsing out the residues of the composition.
  • composition according to the invention for use in the treatment of respiratory diseases or the treatment of pain is preferred, the composition preferably being vaporized by the interaction of the composition with electromagnetic radiation and inhaled by the patient.
  • the invention further relates to a spatial juxtaposition, in particular a kit, of several components of an evaporator system according to the invention or an evaporation device according to the invention, comprising:
  • the first and the second elements being reversibly and non-destructively releasably connectable to one another and with a radiation conductor in the first and / or second element it is arranged that when the first and the second element are connected to one another, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber.
  • the spatial juxtaposition of the listed components according to the invention is preferred because evaporator systems according to the invention and evaporation devices according to the invention can be stored and transported in this form in a substantially safe manner and are therefore more suitable for sale. Storage and sale in an assembled state always involves the residual risk that the evaporator system will be activated unintentionally, which can be ruled out for the spatial juxtaposition of the components.
  • the spatial juxtaposition contains several second elements that are available to the user as exchangeable cartridges as soon as the initial cartridge is empty.
  • the second elements contained include different compositions, for example liquids with different flavors or compositions with different medical active ingredients.
  • spatial juxtaposition is preferred, in addition to a charger for the electrical energy source, and / or additionally comprising an instruction manual, and / or additionally comprising a refill device for filling the composition into a second element, and / or a container comprising the composition, and / or a data carrier comprising a computer program product which, when executed on a data processing device, causes it to do so to perform a method of controlling or adjusting an evaporator system.
  • the invention also relates to a method for evaporating a composition in an evaporator system, comprising the steps: a) providing a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is set up to emit electromagnetic radiation, b) Providing a second element comprising at least one reservoir for receiving the composition and at least one absorber which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and to convert this at least partially into thermal energy and / or at least partially as to emit electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, c) connecting the first element to the second element, so that a radiation-conducting connection between the Radiation source and the absorber is formed, d) Activation of the radiation source and thereby evaporation of the composition by the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or by the electromagnetic radiation emitted by the absorber with a wavelength greater than that of the absorber.
  • the method according to the invention is advantageous because it enables the controlled and safe evaporation of a composition, and that in an evaporation system which can be operated with high operational reliability.
  • the process is particularly simple and can also be carried out by a user with little technical affinity without specific instruction.
  • the evaporation in the method according to the invention is also particularly controlled, since the activation of the radiation source enables a particularly precise introduction of energy into the composition via the absorber.
  • the method according to the invention preferably comprises, after step d), step d1), which is the inhalation of the vaporized composition, preferably a nicotin-containing composition.
  • a method according to the invention is preferred, additionally comprising after step d) the step: e) releasing the first and second elements connected to one another, and one or more of the following steps: f1) providing a further second element and connecting the further second element to the first element for vaporizing the composition, f2) refilling of the reservoir in the second element to produce a filled second element and connecting the filled second element to the first element for vaporizing the filled composition, or f3) recycling of the second element.
  • a corresponding method is preferred because it is particularly resource-saving and at the same time a particularly long-lasting, only briefly allows broken inhalation. If the need arises, a consumed cartridge can be exchanged directly for an unused cartridge and the evaporator system can be used again in the method according to the invention. Additionally or alternatively, the reservoir can be filled up with the used second element. This reduces the need for additional cartridges, but is regularly felt to be disadvantageous in terms of operational safety. It is particularly advantageous to recycle the used cartridge.
  • a method according to the invention is therefore preferred, additionally comprising the step: h) cleaning the reservoir in the second element, the absorber preferably being removed,
  • Corresponding methods are particularly advantageous because the previous cleaning of the reservoir in the second element removes residues of foreign components, for example particles of the absorber material, and thus prepares the second element for later recycling.
  • a radiation source an absorber, preferably an absorber according to the invention, or a composition, preferably a composition according to the invention, in an evaporation system according to the invention is also disclosed.
  • an evaporator system comprising a non-transparent composition whose one or more absorption maxima are at a wavelength that is emitted by the radiation source, preferably at a wavelength that is within 20%, preferably within of 10%, particularly preferably within 5% of the intensity maximum of the emission of the radiation source, so that the absorber is formed by the composition, the composition preferably comprising a dye.
  • FIG. 1 a schematic flow diagram of the energy and mass transport between the components of an evaporator system according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic flow diagram of the energy and mass transport between the components of an inventive evaporator system with visualization of the first and second elements
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through an exemplary evaporator system according to the invention
  • 4a-4c three schematic representations (4a, 4b, 4c) of exemplary relative arrangements of a radiation source and an absorber to one another; 5a-5c three schematic cross-sectional views (5a, 5b, 5c) of exemplary relative arrangements of a radiation source and an absorber to one another in a section of an evaporator system according to the invention;
  • FIG. 6 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention
  • FIG. 7 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention
  • 8 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention with enlargement of the connection area between the first and the second element
  • 9 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention
  • FIG. 10 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention
  • FIG. 11 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention
  • FIG. 12 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention with enlargement of the connection area between the first and the second element; 13 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
  • FIG. 14 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention.
  • FIG. 15 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention.
  • FIG. 16 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention
  • FIG. 17 is a schematic flow diagram of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic flow diagram of the energy and mass transport between the components of an evaporator system 10 according to the invention. This diagram illustrates the mode of operation of the evaporator system according to the invention.
  • the radiation source 18 emits electromagnetic radiation 20 that strikes the absorber 26 through the radiation conductor 30, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18 and at least partially convert it into thermal energy 28 and / or this to emit at least partially as electromagnetic radiation 21 with compared to the absorbed electromagnetic radiation 20 he increased wavelength.
  • the absorber 26 is arranged, for example, in the reservoir 24, which is suitable for receiving the composition 12.
  • the thermal energy 28 is supplied to the composition 12 directly or indirectly via a suitable heat conductor 52, with the electromagnetic radiation 21 also contributing to the energy input into the composition with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation 20.
  • the composition 12 is converted into the gas phase in order to generate steam 54 which can then reach the user via an outlet opening 56.
  • the composition 12 is correspondingly evaporated by the thermal energy 28 obtained by the absorber 26 by conversion from the electromagnetic radiation 20 and / or the electromagnetic radiation 21 emitted by the absorber 26 with a wavelength greater than the absorbered electromagnetic radiation 20.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of an evaporator system according to the invention, which is very similar to the illustration in FIG. In Figure 2, however, the first element 14, which is designed as a reusable part 48, and the second element 22, which is designed as a disposable part 50, as well as an electrical energy source arranged in the first element 14 and connected to the radiation source 18 are also shown 16 registered. Accordingly, it can be seen that the first element 14 comprises a radiation source 18 which is connected to an electrical energy source 16 and is set up to emit electromagnetic radiation 20.
  • the second element 22 comprises a reservoir 24 for receiving the composition 12 and the absorber 26.
  • the radiation conductor 30 is arranged between the first element 14 and the second element 22, whereby the radiation conductor can be designed in two parts, for example as two transparent glass panes, each of which is arranged in one of the elements and together form the radiation conductor 30. It can be seen that the radiation conductor 30 is arranged such that when the first element 14 and the second element 22 are connected to one another, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source 18 and the absorber 26.
  • FIG. 3 shows a schematic cross section through an exemplary vaporizer system 10 according to the invention, which is designed as a portable vaporization device 46, for example as an electronic cigarette, which also contains the composition 12 as a so-called liquid.
  • the vaporizer system comprises a first element 14, which is designed as a reusable part 48, comprising a radiation source 18 which is connected to an electrical energy source 16 via a control device 58 and is set up to emit electromagnetic radiation 20.
  • the evaporator system comprises a second element 22, which is designed as a disposable part 50, comprising a reservoir 24 with the composition 12 and an absorber 26, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18 and at least partially partially convert it into thermal energy 28 and / or at least partially emit it as electromagnetic radiation 21 with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation 20.
  • the first element 14 and the second element 22 can be connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner, wherein in the embodiment shown in FIG. 3 they are reversibly and non-destructively releasably connected to one another, for example by a screw system (not shown).
  • the radiation conductor 30 is arranged in FIG. 3 in the first element 22 in such a way that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source 18 and the absorber 26.
  • the evaporator system 10 or the portable evaporation device 46 is set up to convert the composition 12 through the thermal energy 28 obtained by the absorber 26 through conversion from the electromagnetic radiation 20 and / or the electrical energy emitted by the absorber 26.
  • To evaporate romagnetic radiation 21 with compared to the absorbed electromagnetic radiation's 20 increased wavelength.
  • the radiation source 18 is controlled or regulated by a control device 58.
  • the evaporation takes place in an evaporation region 60, from which the steam reaches the outlet opening.
  • An inlet for supply air, which mixes with the steam in the evaporation region 60, is not shown.
  • the radiation source 18 is controlled by the control device 58 in such a way that the portion of the emitted electromagnetic radiation 20 absorbed and converted by the absorber 26 is sufficient to vaporize a defined amount, for example 6 mg, of the composition 12 in 3 s.
  • the radiation source 18 is an LED in SMT (surface-mounted technology) design with a maximum emission between 444 and 465 nm, with a typical value of 459 nm and a spectral bandwidth of 27 nm.
  • An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation source being set up to be operated continuously or in a pulsed manner; pulsed operation is preferred.
  • composition 12 is a liquid comprising nicotine as an active ingredient component and 1,2-propanediol, glycerol and water.
  • Composition 12 shows almost no absorption at the wavelength from 444 to 465 nm.
  • the reservoir 24 consists of plastic, although other materials can also be used.
  • the radiation conductor 30 is a quaderförmi ger block of quartz glass, which is transparent in all spatial directions for the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18, whereby other radiation conductors 30 can of course also be used.
  • the absorber 26 is a porous three-dimensional body, namely as a plate with 6 flat surfaces, designed copper body, which has been provided with a black coating and the electromagnetic radiation 20 with a wavelength of 459 nm absorbed.
  • the absorber 26 can also be used.
  • the electrical energy store 16 is a lithium ion battery with a capacity of 650 mAh and a maximum discharge current of 6.5 A, but other electrical energy stores 16 can also be used.
  • Figures 4a to 4c show in three schematic representations exemplary relative arrangements of a radiation source 18 and an absorber 26 to one another.
  • the radiation source 18 directs the electromagnetic radiation 20 through a section of the reservoir 40, ie the transparent outer wall, and the composition 12 in such a way that the radiation is perpendicular, in the Y direction, onto the absorber 26 occurs, which has a surface provided with channels 34 on an irradiated upper surface through which the composition 12 can be drawn into the absorber 26 by capillary action.
  • the absorber 26 has the greatest absorption capacity in the area that faces away from the radiation source 18. The evaporation of the composition 12 and thus the formation of the vapor 54 thus takes place on the side facing away from the radiation source 18. This form of orthogonal irradiation of the absorber 26 has proven particularly useful with regard to the efficient use of energy.
  • FIG. 4b shows a structure comparable to FIG. 4a, the electromagnetic radiation 20 being irradiated this time along the X direction so that it strikes the narrower side of the absorber 26.
  • the absorber 26 has a gradient of absorption along the X direction, which is created by a concentration gradient of, in this example black, pigments 36 with an absorption maximum at the wavelength of the electromagnetic radiation 20 in the in this example as an absorber acting silicate glass matrix is generated.
  • FIG. 4c shows an arrangement in which the electromagnetic radiation 20 strikes the absorber 26 at an angle of incidence of approximately 45 °, with these coming together less efficient arrangement always proven when more than one from sorber 26 are to be used, which are to be activated by the same radiation source.
  • Figures 5a to 5c show details of a schematically different relative arrangements of the radiation source 18 and the absorber 26 in an inventive evaporator system 10, as they can be realized structurally by way of example.
  • the first element 14 and the second element 22 are connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner by fastening means (not shown), so that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source 18 and the absorber 26, through the radiation conductor 30 runs, the radiation conductor 30 being designed as a section of the reservoir 40 in FIG. 5b.
  • the liquid composition 12 arrives at the absorber 26 and through the channels 34 arranged on this absorber 26, which in these examples are included in the absorber 26, but can also be designed as a porous wick, for example, by means of capillary forces to the absorbent part of the Absorber 26 (shown dark) transported.
  • the composition 12 is evaporated, so that vapor 54 is formed which is guided to the outlet opening 56 and to the mouthpiece 76 (both not shown) together with air, which is provided by an air supply line 74.
  • electromagnetic radiation 20 is applied to the absorber 26 from above and from below, i.e. once frontally onto the absorbing part of the absorber 26 and once onto the channels 34.
  • FIG. 5c the irradiation takes place as before discussed for FIG. 4b, from the side, a gradient of the absorption again being generated by a concentration gradient of pigments 36, this gradient being shown schematically in FIG. 5c.
  • the pigment density is plotted purely qualitatively on the y-axis, which can represent an indicator for the maximum absorption, whereas the x-axis depicts the location in the absorber 26 and the distance from the radiation source.
  • the schematic representation in FIG. 5c thus shows, by way of example, a linear increase in the pigment concentration with increasing distance from the radiation source 18.
  • one is Decrease in transparency in the absorbing part of the absorber 26 is shown with increasing distance from the radiation source along the steam direction.
  • the gradient shown is a purely qualitative representation which, for the sake of clarity, does not take into account the channels 34 in the absorber 26 in which the pigment density is of course actually zero. In practice, such absorbers 26 have also shown the best properties, which show a non-linear increase in the particle concentration along the x-axis.
  • FIG. 6 shows an evaporator system 10 according to the invention, in which the arrangement shown in FIG. 5c is installed.
  • the assembly known from FIG. 5c establishes the connection between a reservoir 24 and the composition 12 contained therein as well as the chimney 64, which guides the generated steam 54 to the outlet opening.
  • the chimney 64 has a round cross section and is arranged coaxially with the reservoir 24, which is also round.
  • the second element 22 or the disposable part 50, which is reversibly and non-destructively detachable connected to the first element 14, or the reusable part 48, which houses the electrical power source 16, the control device 58 and the radiation source 18, whereby the latter irradiates the absorber 26 provided with the absorption gradient laterally through a section of the reservoir 40 that is transparent to the electromagnetic radiation 20.
  • FIG. 7 shows a section of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, in which the first element 14 and the second element 22 are connected to one another by a form-fitting piercing connection.
  • the illustrated evaporator system 10 is rotationally symmetrical and has a round cross section.
  • the radiation conductor 30, in which the radiation conduction is based on total or partial reflection, is accordingly arranged in a ring around the absorber 26 and thus ensures continuous irradiation of the absorber 26.
  • the disc-shaped absorber 26, which is filled with a wick 66, is provided with channels 34 has, starting from the edge of the pane irradiated by means of the radiation guide 30 to the center of the pane, a radial, inwardly increasing absorption gradient, which is caused, for example, by color particles in an otherwise transparent crystal matrix is formed and thereby, despite the indirect, lateral irradiation of the absorber 26, a uniform temperature profile is generated.
  • Figure 8 shows a detail of a preferred embodiment of the fiction, contemporary evaporator system 10 in cross section, which is a constructive modification of Figure 7, in which the absorber 26 is formed in this case as a porous solid ring made of wick material and also as a Wick 66 is used.
  • the electromagnetic radiation 20 passed over the radiation conductor 30 is spread by scattering over the beam shaper 38 as an extension of the radiation conductor 30, so that the entire outer surface of the absorber 26 is acted upon.
  • FIG. 9 shows a detail of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, the individual components which are arranged in this rotationally symmetrical evaporator system 10 having already been described above.
  • the annular, disk-like absorber 26 is designed as a porous absorber 26 provided with channels 34, which is formed by the lower base of the reservoir 24. Both the reservoir 24 and the absorber 26 surround the chimney, which is arranged coaxially to the reservoir 24 and the absorber 26.
  • the composition 12 enters the absorber from the reservoir 24 through the channels 34 and is evaporated there as a result of the interaction of the absorber 26 with the electromagnetic radiation 20 as described above.
  • the steam is carried along by the supply air 68 and leaves the evaporator system 10 via the chimney 64, e.g. in the direction of a user.
  • FIG. 10 The detail of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention shown in cross section in FIG. 10 differs from the illustration in FIG. 9 essentially in that a hollow cone-shaped absorber 26 is used instead of an annular absorber 26.
  • a hollow cone-shaped absorber 26 is used instead of an annular absorber 26.
  • This makes it possible to set a lower angle of radiation at the radiation source 18 due to the inclined position relative to a longitudinal axis of the chimney 64 and the radiation source 18 with the same passage area for the composition 12 and nevertheless to subject the absorber 26 completely with electromagnetic radiation.
  • FIG. 11 shows a section of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, the composition 12 in the reservoir 24 being fed to the absorber 26 via an at least partially porous section 40 of the reservoir 24, here the bottom, this section also being, for example, separate wick can be executed.
  • the absorber 26 is not irradiated in a straight line from the radiation source 18, son countries the radiation source 18 is aligned in the connected state on a beam shaper 38, which reflects the electromagnetic radiation 20 and deflects it onto the absorber 26.
  • the steam 54 arrives from the absorber via a connection 70 to the chimney (not shown here).
  • Figure 12 shows a section of a preferred embodiment of the fiction, contemporary evaporator system 10 in cross section, wherein the evaporator system 10 comprises two reservoirs 24a and 24b, which are each connected to one of two absorbers 26a and 26b, which are connected via two separate radiation sources 18a and 18b electromagnetic radiation can be irradiated, so that the vapor from the composition 12 from the left and / or right reservoir 24a and 24b via the connection 70 to the chimney (not shown here) can get.
  • the evaporator system 10 accordingly comprises a first absorber 26a and a second absorber 26b as well as a first radiation source 18a and a second radiation source 18b, the first absorber 26a and the second absorber 26b being connected to different, separate sections of the reservoir 24a and 24b.
  • the illustrated embodiment works in principle as described below be.
  • the first absorber 26a is supplied with the composition 12 through the first reservoir 24a, the first absorber 26a being fluidly coupled to the wick 66 in a fluid-conducting manner and being wetted with the composition 12 by this.
  • the first radiation source 18a is controlled in such a way that the first radiation source 18a initially illuminates the first absorber surface 26a during an illumination period.
  • the absorber 26a absorbs the electromagnetic radiation 20 and converts it (among other things) into thermal energy, for example, as described above.
  • the composition absorbs the thermal energy and evaporates.
  • the first radiation source 18a is deactivated and the second radiation source 18b is activated.
  • the second radiation source 18b illuminates the second absorber 26b as described above.
  • composition 12 can flow from the first reservoir 24a into the first absorber 26a.
  • the predetermined duration of illumination of the second radiation source 18b it is switched off.
  • the advantage of this structure is a more or less continuous evaporation of the composition due to the sequential, successive illumination of the various absorbers 26a and 26b.
  • the first absorber 26a can be refilled with composition 12 from the corresponding reservoir 24a.
  • the composition 12 in the reservoir 24a and the composition 12 in the reservoir 24b differ.
  • the reservoir 24a could have a composition 12 with nicotine.
  • the reservoir 24b could have a composition that contains cannabidiol or tetrahydrocannabinol.
  • the radiation sources 18a and 18b can then be operated independently of one another, i.e. for example according to the choice of the desired active ingredient by the user.
  • Another example of two compositions in the reservoir 24a and 24b which differ from one another can be active ingredients which are used in the therapy of respiratory diseases.
  • the reservoir 24a can have a composition 12 with an active substance that a patient regularly takes in accordance with a schedule established by a doctor.
  • the reservoir 24b can have an active ingredient that the patient can use in an emergency.
  • the operation of the radiation sources 18a, 18b would depend on the patient's choice of the active substance to be vaporized in the reservoir 24a or 24b.
  • FIG. 13 shows a preferred embodiment of the evaporation system 10 according to the invention in cross section, which is a stationary structure such as can be used, for example, in inhalers.
  • a beam shaper 38 is used to scatter the relatively focused electromagnetic radiation 20 of a monochromatic laser radiation source 18 so that a relatively large surface of the absorber 26 can be acted upon in order to evenly vaporize the composition 12 with a laser to enable.
  • FIGS. 14, 15 and 16 show a particularly preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, the second element 22 each being designed as a mouthpiece 76 (FIG. 16), or together with the first element 14 forming a mouthpiece 76 (FIG. 14 and 15).
  • FIG. 14 shows a particularly powerful evaporator system 10, which enables particularly intensive and uniform evaporation via the total of three radiation sources 18.
  • the chimney 64 which conducts the steam 54 to the mouthpiece 76, is formed between the first element 14 and the second element 22, which is made possible by the absorber 26 preventing the composition 12 from escaping undesirably from the reservoir 24 prevents.
  • the chimney 64 in the embodiment shown in FIG. 16 is integrated into the cartridge, which is particularly preferred because the reusable part 48 does not come into contact with the composition even if it is unintentionally, e.g. due to mechanical damage to the absorber. Above 26, the composition 12 emerges from the reservoir 24.
  • FIG. 17 shows a schematic flow diagram of the method according to the invention, which comprises the illustrated steps, namely: the provision 100 of a first element 14 comprising at least one radiation source 18 connected to an electrical energy source 16, which is set up to emit electromagnetic radiation 20 that Providing 102 a second element 22 comprising at least one reservoir 24 for receiving the composition 12 and at least one absorber 26, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18 and at least partially convert it into thermal energy 28 and / or this at least partially as electromagnetic radiation 21 with opposite to emit absorbed electromagnetic radiation 20 of increased wavelength, connecting 104 the first element 14 to the second element 22 so that a radiation conductor 30 is formed between the radiation source 18 and the absorber 26, and activating 106 the radiation source 18 and thereby evaporation of the composition 12 through the thermal energy 28 obtained by the absorber 26 by conversion from the electromagnetic radiation 20 and / or through the electromagnetic radiation 21 emitted by the absorber 26 with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation 20.
  • composition 14 first element
  • Control device 60 evaporation area 62 wall (optional)

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Abstract

The invention relates to an evaporator system for evaporating a composition, comprising a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which radiation source is designed to emit electromagnetic radiation, and a second element comprising at least one reservoir for receiving the composition and at least one absorber, wherein the first and the second element are reversibly, non-destructively and detachably connectable to each other and wherein a radiation conductor is arranged such that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber when the first element and the second element are connected to each other, wherein the evaporator system is designed to evaporate the composition by means of the thermal energy obtained from the electromagnetic radiation by the absorber via conversion and/or by means of the electromagnetic radiation emitted by the absorber and having a longer wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation.

Description

Modulares Verdampfersvstem und Verfahren zum Verdampfen einer Zusammensetzung Modular vaporizer system and method for vaporizing a composition
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammen setzung, eine Kartusche für ein entsprechendes Verdampfersystem, eine tragba re Verdampfungsvorrichtung umfassend ein entsprechendes Verdampfersystem, einen Absorber für ein entsprechendes Verdampfersystem, eine Zusammenset zung für ein entsprechendes Verdampfersystem, ein räumliches Nebeneinander von mehreren Komponenten eines entsprechenden Verdampfersystems sowie ein Verfahren zum Verdampfen einer Zusammensetzung in einem Verdamp fungssystem. Offenbart werden zudem Verwendungen entsprechender Kartu schen, Absorber und Zusammensetzungen in entsprechenden Verdampfersys temen. The invention relates to an evaporator system for evaporating a composition, a cartridge for a corresponding evaporator system, a portable evaporation device comprising a corresponding evaporator system, an absorber for a corresponding evaporator system, a composition for a corresponding evaporator system, a spatial juxtaposition of several components of a corresponding Evaporation system and a method for evaporating a composition in an evaporation system. Uses of corresponding cartridges, absorbers and compositions in corresponding evaporator systems are also disclosed.
Seit Jahrhunderten ist bekannt, dass die Verabreichung von Wirkstoffen über die Atemwege eine effiziente und schonende Methode ist, dem menschlichen oder tierischen Körper physiologisch wirksame Substanzen zuzuführen, wobei insbe sondere klassische Inhalationsverfahren, die mit teils einfachsten Mitteln ausge führt werden können, sowohl in der Schulmedizin als auch unter den Hausmitteln einen festen Platz gefunden haben. In diesen einfachen Verfahren wird üblicher weise ein in einer Trägersubstanz, häufig Wasser, gelöster Wirkstoff in einem Topf oder vergleichbaren Gefäß erhitzt und dadurch zum Verdampfen gebracht.It has been known for centuries that the administration of active ingredients via the respiratory tract is an efficient and gentle method of supplying the human or animal body with physiologically active substances, with particular classic inhalation methods, which can be carried out with the simplest means, both in conventional medicine as well as among the home remedies. In these simple processes, an active ingredient dissolved in a carrier substance, often water, is usually heated in a pot or comparable vessel and thereby caused to evaporate.
Bedingt durch die in vielen Teilen der Welt vermehrt kritische Bewertung des Rauchens, also des Konsums von Tabakprodukten durch deren Verbrennung und Inhalation des entstehenden Rauchs, beispielsweise in der Form von Ziga retten oder Zigarren, rückten in den letzten Jahren solche Inhalationsverfahren vermehrt in den Fokus des Interesses, bei denen die physiologisch wirksamen Stoffe, die traditionell über den Tabakrauch aufgenommen werden, stattdessen über entsprechende Inhalationsverfahren appliziert werden, die ohne das Ver brennen von Tabak auskommen, wobei dieses Konzept auch auf weitere Wirk stoffe übertragen wird, die ansonsten häufig mit Rauchen assoziiert werden, wie beispielsweise Tetrahydrocannabinol (THC) und andere Cannabinoide. Due to the increasingly critical evaluation of smoking in many parts of the world, i.e. the consumption of tobacco products through their combustion and inhalation of the smoke produced, for example in the form of cigarettes or cigars, such inhalation methods have increasingly come into focus in recent years Interest, in which the physiologically active substances, which are traditionally absorbed through tobacco smoke, are instead applied via appropriate inhalation methods that manage without burning tobacco, whereby this concept is also transferred to other active substances that are otherwise often associated with smoking such as tetrahydrocannabinol (THC) and other cannabinoids.
Die fortschreitende technische Entwicklung hat es dabei ermöglicht, entspre chende Verdampfersysteme zum Verdampfen einer wirkstoffhaltigen Zusam mensetzung immer kleiner auszulegen, so dass heute Verdampfersysteme ver- fügbar sind, mit denen die Verdampfung einer wirkstoffhaltigen Zusammenset zung in einem tragbaren Handgerät erfolgen kann, welches beispielsweise die Größe einer traditionellen Zigarre oder einer Zigarettenschachtel aufweisen kann.The advancing technical development has made it possible to design corresponding vaporizer systems for vaporizing an active ingredient-containing composition ever smaller, so that today vaporizer systems can be added, with which the evaporation of an active ingredient-containing composition can take place in a portable hand-held device, which can, for example, have the size of a traditional cigar or a cigarette packet.
Die prominentesten Anwendungen für entsprechende Verdampfersysteme sind elektronische Zigaretten und Inhalatoren für medizinische Anwendungen. The most prominent applications for corresponding vaporizer systems are electronic cigarettes and inhalers for medical applications.
Die heute bekannten Systeme basieren zumeist darauf, dass eine in einem Reservoir gespeicherte Zusammensetzung, welche regelmäßig als Liquid be zeichnet wird, durch mehr oder weniger kontrollierte Zuführung thermischer Energie aus einem Heizelement, z.B. einer Glühwendel, verdampft wird, so dass der Nutzer die entstehenden Dämpfe inhalieren kann. Die Zuführung des Liquids aus dem Reservoir zum Heizelement erfolgt dabei häufig durch einen Docht, so dass häufig auch von Docht-Wendel-Systemen gesprochen wird. Ein entspre chendes System ist beispielsweise in der US 20140096782 A1 offenbart. The systems known today are mostly based on the fact that a composition stored in a reservoir, which is regularly referred to as liquid, is evaporated by a more or less controlled supply of thermal energy from a heating element, e.g. a filament, so that the user can use the resulting vapors can inhale. The supply of the liquid from the reservoir to the heating element often takes place through a wick, so that we often speak of wick-coil systems. A corresponding system is disclosed, for example, in US 20140096782 A1.
In den letzten Jahren hat sich bei einigen Fachleuten die Erkenntnis durchge- setzt, dass diese Docht-Wendel-Systeme häufig nachteilig sind, da sie insbeson dere häufig als zu unkontrolliert und zu ineffizient wahrgenommen werden. Bei spielsweise variiert die Anordnung von Docht und Heizer fertigungsbedingt teil weise stark, was dazu führt, dass je nach Produktionsexemplar eine unterschied liche Menge Liquid und damit auch Wirkstoff pro Zug verdampft wird. Zudem treten am Heizer häufig Bereiche auf, an denen kein Liquid zur Verfügung steht. Darüber hinaus bestehen oft Schwachstellen im Heizdraht oder Strukturfehler im Heizgitter, an denen es zu einer ungewollt starken Erhitzung kommt, so dass schädliche Zersetzungsprodukte auftreten. Entsprechend wurden in den letzten Jahren neue Verdampfersysteme entwickelt, die die für Docht-Wendel-Systeme bekannten Nachteile beheben oder vermindern. Entsprechende Systeme sind beispielsweise in der DE102017111435 offenbart, wobei sich gezeigt hat, dass viele herkömmliche Konzepte aus den Docht-Wendel-Systemen in vielen Fällen nicht leicht auf modernere Konzepte übertragbar sind. In recent years, some experts have realized that these wick-coil systems are often disadvantageous, since they are particularly often perceived as too uncontrolled and too inefficient. For example, the arrangement of wick and heater varies greatly due to the manufacturing process, which means that, depending on the production copy, a different amount of liquid and thus also the active ingredient is evaporated per puff. In addition, there are often areas on the heater where no liquid is available. In addition, there are often weak points in the heating wire or structural defects in the heating grid, where undesired excessive heating occurs, so that harmful decomposition products occur. Correspondingly, new evaporator systems have been developed in recent years which eliminate or reduce the disadvantages known for wick-coil systems. Corresponding systems are disclosed, for example, in DE102017111435, whereby it has been shown that many conventional concepts from the wick-coil systems cannot easily be transferred to more modern concepts in many cases.
Im Lichte des zunehmenden Bewusstseins der Bevölkerung für Nachhaltigkeit und einen ressourcenschonenden Umgang mit Wertstoffen besteht ein stetig steigendes Interesse daran, entsprechende Verdampfersysteme zu entwickeln, die möglichst wenig Abfall erzeugen, wobei vor allem Verdampfersysteme mit nachfüllbarem Reservoir am Markt verbreitet sind. Nachfüllbare Systeme werden jedoch aus vielen Gründen regelmäßig als nachteilig angesehen. Insbesondere ist das Nachfüllen durch den Anwender häufig kompliziert und bringt diesen in Kontakt mit dem wirkstoffhaltigen Liquid, wodurch dieses auch verunreinigt wer den kann. Durch die Möglichkeit, dass der Anwender, bewusst oder unbewusst, unzulässige Substanzen in das Reservoir einfüllt und diese verdampft, entsteht nicht nur eine Gefahr für die Gesundheit des Anwenders, sondern auch die Be triebssicherheit und die Haltbarkeit der Vorrichtung können nachteilig reduziert sein. In the light of the population's increasing awareness of sustainability and resource-saving use of recyclable materials, there is a steadily growing interest in developing appropriate evaporator systems that generate as little waste as possible, with evaporator systems in particular refillable reservoir are common on the market. However, refillable systems are regularly viewed as disadvantageous for many reasons. In particular, refilling by the user is often complicated and brings him into contact with the active ingredient-containing liquid, which can also contaminate it. The possibility that the user, consciously or unconsciously, fills inadmissible substances into the reservoir and vaporizes them not only creates a risk to the health of the user, but also the operational safety and durability of the device can be disadvantageously reduced.
Im Stand der Technik wird das vorstehend beschriebene und an sich vorteilhafte Konzept bislang vorwiegend mit elektrischen Heizelementen realisiert. Dies bedeutet, dass dem im Einwegteil angeordneten Heizer aus dem Mehrwegteil elektrische Energie zugeführt wird. Diese etablierte Anordnung hat aus der Sicht des Fachmannes jedoch erhebliche Nachteile. Es ist in diesem Fall nämlich zwingend notwendig, eine zuverlässige und mechanisch belastbare elektrische Kontaktierung zwischen der Kartusche und dem Mehrwegteil vorzusehen, um die Energieversorgung des Heizelements in der Kartusche auch bei mehrmaligem Austausch zu gewährleisten. Dies erfordert eine technisch aufwendige und daher kostenintensive elektrische Kontaktierung, die trotzdem immer eine Schwachstel le des Systems darstellen wird und die große Anforderungen an den Produkti onsbetrieb stellt. Darüber hinaus wird die Ausgestaltung der Heizelemente und Kartuschen sowie deren Anordnung in einem Verdampfersystem in herkömmli chen Systemen durch die zwingend erforderliche elektrische Kontaktierung des Heizelements stark eingeschränkt. Zudem haben diese Systeme, bei denen eine physikalische Verbindung zwischen dem Mehrwegteil und dem Heizelement notwendig ist, bekanntermaßen häufig Probleme mit der Dichtigkeit des Systems, da das Heizelement wiederum in Kontakt mit dem Liquid steht, so dass relativ aufwendige und teure Dichtungen notwendig sein können. Es ist in diesen Sys temen hinsichtlich Kosten und Aufwand bei der Dichtung quasi nicht wirtschaft lich möglich, dass Heizelement im Mehrwegteil vorzusehen. Das Heizelement ist aber ein vergleichsweise komplexes und in der Fertigung aufwendiges Bauteil, welches in diesem Fall nach Verwendung der Kartusche nur mit dieser entsorgt werden kann, was aus ökonomischer und/oder ökologischer Sicht nachteilig ist. Zudem besteht das Heizelement und die elektronische Kontaktierung regelmäßig aus anderen Materialien (häufig Metalle, Halbleiter oder Keramiken), als das Reservoir (häufig Glas oder Kunststoff) und ggf. die Ummantelung der Kartusche (häufig Kunststoff), so dass die Wiederverwertung der Kartusche, beispielsweise im Rahmen eines Recyclings, durch die Kontamination mit Fremdmaterial er schwert wird. In the prior art, the above-described concept, which is advantageous per se, has so far been implemented primarily with electrical heating elements. This means that the heater arranged in the disposable part is supplied with electrical energy from the reusable part. However, from the point of view of the person skilled in the art, this established arrangement has considerable disadvantages. In this case, it is absolutely necessary to provide a reliable and mechanically resilient electrical contact between the cartridge and the reusable part in order to ensure the energy supply of the heating element in the cartridge even when it is replaced several times. This requires a technically complex and therefore costly electrical contact, which will nevertheless always be a weak point in the system and which makes great demands on the production facility. In addition, the design of the heating elements and cartridges and their arrangement in an evaporator system in conventional systems is severely restricted by the electrical contacting of the heating element which is absolutely necessary. In addition, these systems, which require a physical connection between the reusable part and the heating element, are known to often have problems with the tightness of the system, since the heating element is in turn in contact with the liquid, so that relatively complex and expensive seals can be necessary. In these systems it is practically not economically feasible in terms of costs and effort for the seal to provide the heating element in the reusable part. However, the heating element is a comparatively complex component which is expensive to manufacture and which in this case can only be disposed of with the cartridge after it has been used, which is disadvantageous from an economic and / or ecological point of view. In addition, the heating element and the electronic contact are usually made of other materials (often metals, semiconductors or ceramics) than the reservoir (often glass or plastic) and possibly the casing of the cartridge (often plastic), so that the cartridge can be recycled, for example in the context of recycling, which makes contamination with foreign material difficult.
Eine primäre Aufgabe der Erfindung war es, ein verbessertes Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammensetzung anzugeben, welches wenigstens einen der vorstehend beschriebenen Nachteile des Standes der Technik behebt oder zumindest vermindert. A primary object of the invention was to provide an improved evaporator system for evaporating a composition which eliminates or at least reduces at least one of the disadvantages of the prior art described above.
Die angestrebte Verbesserung kann sich insbesondere auf eine oder mehrere, bevorzugt sämtliche, der nachfolgend aufgeführten Problemstellungen beziehen: (i) zumindest einen mit dem Einsatz von Docht-Wendel-Systemen verbundenen Nachteil zu vermeiden und ein besser zu kontrollierendes Verdampfersystem anzugeben; (ii) ein Verdampfersystem anzugeben, welches beim Einsatz mög lichst wenig Abfall verursacht und zumindest in großen Teilen wiederverwertbar ist; (iii) ein Verdampfersystem anzugeben, welches nach Benutzung besonders einfach wieder betriebsbereit zu machen ist und welches dabei eine besonders hohe Bedienungssicherheit aufweist, die Gefahren für die Gesundheit des An wenders minimiert und die Betriebssicherheit und Haltbarkeit der Vorrichtung maximiert; (iv) eine sichere Lagerung und einen einfachen Transport des Ver dampfersystems zu ermöglichen; (v) ein Verdampfersystem anzugeben, welches keine aufwendige und kostenintensive elektrische Kontaktierung benötigt und welches auch bei vielfachem Einsatz keine Verschleißerscheinungen zeigt; (vi) ein Verdampfersystem anzugeben, welches eine hohe Flexibilität bei der Ausge staltung der zur Verdampfung verwendeten Elemente und der Kartusche, sowie hinsichtlich deren Anordnung in einem Verdampfersystem erlaubt; (vii) ein Ver dampfersystem anzugeben, welches eine hohe Dichtigkeit gegen den ungewoll ten Austritt der Zusammensetzung aufweist und auch ohne den Einsatz teurer Dichtungen einen sicheren Betrieb ermöglicht; (viii) ein Verdampfersystem anzu geben, bei welchem vergleichsweise weniger kostenintensive Bauteile in der Kartusche angeordnet werden müssen, wobei vorzugsweise eine hohe Wieder verwertbarkeit und/oder Recyclefähigkeit der Kartusche erzielt werden sollte. Zumindest aber war es die Aufgabe, ein alternatives Verdampfersystem anzuge ben. The desired improvement can relate in particular to one or more, preferably all, of the problems listed below: (i) avoiding at least one disadvantage associated with the use of wick-coil systems and specifying an evaporator system that can be better controlled; (ii) specify an evaporation system which causes as little waste as possible when used and is at least largely recyclable; (iii) specify an evaporator system which is particularly easy to make ready for operation again after use and which has a particularly high level of operational safety, minimizes the dangers to the health of the user and maximizes the operational safety and durability of the device; (iv) enable safe storage and easy transport of the evaporator system; (v) to specify an evaporator system which does not require any complex and costly electrical contacting and which shows no signs of wear even with repeated use; (vi) to specify an evaporator system which allows a high degree of flexibility in the design of the elements used for evaporation and the cartridge, as well as with regard to their arrangement in an evaporator system; (Vii) to specify a vaporizer system which has a high level of tightness against the undesired leakage of the composition and which enables safe operation even without the use of expensive seals; (viii) to specify an evaporator system in which comparatively less cost-intensive components have to be arranged in the cartridge, whereby a high level of reusability and / or recyclability of the cartridge should preferably be achieved. But at least it was the task to specify an alternative vaporizer system.
Eine sekundäre Aufgabe der Erfindung war es, eine Kartusche für ein entspre chendes Verdampfersystem, eine tragbare Verdampfungsvorrichtung umfassend ein entsprechendes Verdampfersystem, einen Absorber für ein entsprechendes Verdampfersystem, eine Zusammensetzung für ein entsprechendes Verdamp fersystem, ein räumliches Nebeneinander von mehreren Komponenten eines entsprechenden Verdampfersystems sowie ein Verfahren zum Verdampfen einer Zusammensetzung in einem Verdampfungssystem und Verwendungen entspre- ehender Kartuschen, Absorber und Zusammensetzungen in entsprechenden Verdampfersystemen anzugeben. A secondary object of the invention was to provide a cartridge for a corresponding evaporator system, a portable evaporation device comprising a corresponding evaporator system, an absorber for a corresponding evaporator system, a composition for a corresponding evaporator system, a spatial juxtaposition of several components of a corresponding evaporator system and a To specify a method for vaporizing a composition in a vaporizing system and uses of corresponding cartridges, absorbers and compositions in corresponding vaporizing systems.
Zumindest je eine der vorstehend genannten Aufgaben wird durch ein Verdamp fersystem zum Verdampfen einer Zusammensetzung, Kartuschen, eine tragbare Verdampfungsvorrichtung, einen Absorber, eine Zusammensetzung, das räumli- che Nebeneinander von mehreren Komponenten eines entsprechenden Ver dampfersystems, ein Verfahren und Verwendungen gelöst, wie sie in den unab hängigen Ansprüchen definiert sind. Bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestal tungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. At least one of the above-mentioned objects is achieved by an evaporator system for evaporating a composition, cartridges, a portable evaporation device, an absorber, a composition, the spatial juxtaposition of several components of a corresponding evaporator system, a method and uses, such as them are defined in the independent claims. Preferred embodiments according to the invention emerge from the subclaims.
Solche Merkmale erfindungsgemäßer Gegenstände, Zusammensetzungen, Verfahren und Verwendungen, die nachfolgend als bevorzugt bezeichnet sind, werden in besonders bevorzugten Ausführungsformen mit anderen als bevorzugt bezeichneten Merkmalen kombiniert. Ganz besonders bevorzugt sind somit Kombinationen von zwei oder mehr der nachfolgend als besonders bevorzugt bezeichneten Gegenstände, Zusammensetzungen, Verfahren und Verwendun- gen. Nachfolgend für erfindungsgemäße Verdampfersysteme als bevorzugt bezeichnete Merkmale sind ebenfalls bevorzugte Merkmale entsprechender Kartuschen, Verdampfungsvorrichtungen, Zusammensetzungen, Verfahren und Verwendungen oder des Nebeneinanders von mehreren Komponenten eines entsprechenden Verdampfersystems. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass die vorliegend beschriebenen Aufgaben gelöst werden können, wenn eine vollständige Tren nung eines Verdampfersystems in einen primärenergie-„erzeugenden" Teil und einen energieumwandelnden sekundärenergie-„erzeugenden“ Teil vollzogen wird. Hierbei wird die Primärenergie in Form von elektromagnetischer Strahlung bereitgestellt, die von einer Strahlenquelle emittiert wird und die von einem in der Kartusche angeordneten Absorber in Sekundärenergie umgewandelt wird, bei der es sich um thermische Energie und/oder elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlän ge handeln kann, die dann die Verdampfung der Zusammensetzung verursacht.Such features of objects, compositions, methods and uses according to the invention, which are designated as preferred below, are combined in particularly preferred embodiments with other features designated as preferred. Combinations of two or more of the objects, compositions, methods and uses designated below as particularly preferred are thus very particularly preferred. Features referred to as preferred below for evaporator systems according to the invention are likewise preferred features of corresponding cartridges, evaporation devices, compositions, methods and uses or des Side by side of several components of a corresponding evaporator system. The inventors of the present invention have recognized that the objects described here can be achieved if a complete separation of an evaporator system into a primary energy "generating" part and an energy-converting secondary energy "generating" part is carried out. The primary energy is provided in the form of electromagnetic radiation, which is emitted by a radiation source and which is converted into secondary energy by an absorber arranged in the cartridge, which is thermal energy and / or electromagnetic radiation with higher levels than the absorbed electromagnetic radiation Wavelength can act, which then causes the evaporation of the composition.
Die Erfindung basiert somit auf dem Konzept, der Zusammensetzung in der Kartusche Energie nicht in Form von direkter thermischer Energie zuzuführen, die von einem Heizelement als Primärenergie aus elektrischer Energie umge wandelt wurde, sondern über elektromagnetische Strahlung, die im Mehrwegteil mittels elektrischer Energie von einer Strahlenquelle emittiert wurde und die erst in einem Absorber in der Kartusche in thermische Energie (bzw. elektromagneti sche Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge) umgewandelt wird. Dieser Aufbau ist fundamental unter schiedlich zu den Verdampfersystemen im Stand der Technik, bei denen ein elektrisches Heizelement in der Kartusche mechanisch und elektrisch leitend mit einer elektrischen Energiequelle im Mehrwegteil verbunden ist, um elektrische Energie direkt in die zur Verdampfung benötigte Wärmeenergie umzuwandeln.The invention is thus based on the concept of not supplying the composition in the cartridge with energy in the form of direct thermal energy, which was converted by a heating element as primary energy from electrical energy, but via electromagnetic radiation that is generated in the reusable part by means of electrical energy from a radiation source was emitted and which is only converted into thermal energy (or electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation) in an absorber in the cartridge. This structure is fundamentally different to the evaporator systems in the prior art, in which an electrical heating element in the cartridge is mechanically and electrically conductively connected to an electrical energy source in the reusable part in order to convert electrical energy directly into the thermal energy required for evaporation.
Die Erfindung betrifft gemäß einem ersten Aspekt ein Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammensetzung, umfassend: ein erstes Element umfassend zumindest eine mit einer elektrischen Ener giequelle verbundene Strahlenquelle, die dazu eingerichtet ist, elektromagneti sche Strahlung zu emittieren, und ein zweites Element umfassend zumindest ein Reservoir zur Aufnahme der Zusammensetzung und zumindest einen Absorber, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teil weise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie um zuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellen länge zu emittieren, wobei das erste und das zweite Element reversibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbindbar sind und wobei ein Strahlungsleiter so angeordnet ist, dass bei Verbindung des ersten und des zweiten Elements miteinander eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle und dem Absorber gebildet wird, wobei das Verdampfersystem dazu eingerichtet ist, die Zusammensetzung durch die vom Absorber durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung erhaltene thermische Energie und/oder die vom Absorber emittierte elektromag netische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strah lung erhöhter Wellenlänge zu verdampfen. According to a first aspect, the invention relates to an evaporator system for evaporating a composition, comprising: a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is set up to emit electromagnetic radiation, and a second element comprising at least one reservoir for Recording of the composition and at least one absorber, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially convert it into thermal energy and / or this at least partially as electromagnetic radiation with increased compared to the absorbed electromagnetic radiation To emit wave length, wherein the first and the second element can be connected to one another in a reversible and non-destructive detachable manner and wherein a radiation conductor is arranged such that when the first and the second element are connected to one another, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber, the evaporator system being set up for this to evaporate the composition by the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation.
Erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind geeignet und bestimmt zum Ver dampfen einer Zusammensetzung, wobei die Zusammensetzung fest oder flüssig sein kann. Entsprechend umfasst der Begriff Verdampfen im Rahmen der vorlie genden Erfindung auch das Sublimieren, also das direkte Überführen eines Feststoffes durch die Zuführung thermischer Energie in die Gasphase. Vaporizer systems according to the invention are suitable and intended for vaporizing a composition, it being possible for the composition to be solid or liquid. Correspondingly, the term evaporation in the context of the present invention also includes sublimation, that is, the direct transfer of a solid by supplying thermal energy into the gas phase.
Das erfindungsgemäße Verdampfersystem umfasst ein erstes und ein zweites Element, die baulich konstruktiv separate Elemente darstellen. Das erste Ele ment, bei welchem es sich typischerweise um ein Mehrwegteil handelt, d. h. ein Teil, welches vom späteren Kunden mehr als nur einmal verwendet wird, umfasst eine mit einer elektrischen Energiequelle elektrisch verbundene Strahlenquelle, wobei das erste Element vorzugsweise auch die elektrische Energiequelle um fasst. Es ist aber auch denkbar, dass die elektrische Energiequelle in einem weiteren, separaten zerstörungsfrei mit dem ersten oder zweiten Element lösbar verbindbaren Element angeordnet ist. Die Strahlenquelle ist dazu eingerichtet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. The evaporator system according to the invention comprises a first and a second element, which represent structurally structurally separate elements. The first element, which is typically a reusable part, i.e. H. a part which is used more than once by the future customer comprises a radiation source electrically connected to an electrical energy source, the first element preferably also comprising the electrical energy source. However, it is also conceivable that the electrical energy source is arranged in a further, separate element that can be detachably connected to the first or second element in a non-destructive manner. The radiation source is set up to emit electromagnetic radiation.
Das zweite Element, bei welchem es sich typischerweise um ein Einwegteil handelt, d.h. ein Element, welches vom Verbraucher nur einmal verwendet und nach Verwendung entsorgt wird, wird vom Fachmann auch als Kartusche be zeichnet. Das zweite Element, bzw. die Kartusche, umfasst zumindest ein Reser voir zur Aufnahme der Zusammensetzung, wobei das zweite Element in einer bevorzugten Ausgestaltung auch die Zusammensetzung im Reservoir umfasst. Darüber hinaus umfasst das zweite Element zumindest einen Absorber, wobei der Ausdruck Absorber die Absorptionseigenschaften des Materials hinsichtlich der Absorption von elektromagnetischer Strahlung beschreibt und nicht voraus setzt, dass der Absorber zu anderen Arten der Absorption, beispielsweise der Aufnahme von Flüssigkeit, geeignet ist. The second element, which is typically a disposable part, ie an element which is only used once by the consumer and disposed of after use, is also referred to as a cartridge by those skilled in the art. The second element, or the cartridge, comprises at least one reservoir for receiving the composition, the second element in a preferred embodiment also comprising the composition in the reservoir. In addition, the second element comprises at least one absorber, the term absorber describing the absorption properties of the material with regard to the absorption of electromagnetic radiation and not assuming that the absorber is suitable for other types of absorption, for example the absorption of liquid.
Der Absorber ist dazu eingerichtet, die von der im ersten Element angeordneten Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu absorbieren. Das Konzept der Absorption von elektromagnetischer Strahlung in kondensierter Materie ist dem Fachmann bekannt. Erfindungsgemäß ist der Absorber so eingerichtet, dass er die elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise in thermische Energie umwandelt. Ein typisches Alltagsbeispiel zur Verdeutlichung dieses Vorganges ist eine schwarze Oberfläche, die sich beim Einfall von Sonnenlicht durch die Absorption der einfallenden Strahlung, bedingt durch die durch Umwandlung erzeugte thermische Energie, aufheizt. Auch die ses Prinzip ist dem Fachmann bekannt. Darüber hinaus ist der Absorber dazu eingerichtet, zusätzlich oder alternativ die absorbierte Strahlung zumindest teil weise als elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektro magnetischen Strahlung erhöhten Wellenlänge zu emittieren. Eine entsprechen de Wellenlängenverschiebung wird teilweise auch als Stokes-Verschiebung bezeichnet und ist dem Fachmann als Effekt bekannt, der beispielsweise bei der Fluoreszenz oder Phosphoreszenz auftreten kann. Entsprechend sind erfin dungsgemäße Verdampfersystem bevorzugt, die einen fluoreszierenden oder phosphoreszierenden Absorber umfassen. The absorber is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source arranged in the first element. The concept of the absorption of electromagnetic radiation in condensed matter is known to the person skilled in the art. According to the invention, the absorber is set up in such a way that it at least partially converts the electromagnetic radiation into thermal energy. A typical everyday example to illustrate this process is a black surface that heats up when sunlight falls through the absorption of the incident radiation, due to the thermal energy generated by conversion. This principle is also known to the person skilled in the art. In addition, the absorber is set up to additionally or alternatively emit the absorbed radiation at least partially as electromagnetic radiation with a wavelength that is greater than that of the absorbed electromagnetic radiation. A corresponding de wavelength shift is sometimes also referred to as a Stokes shift and is known to the person skilled in the art as an effect that can occur, for example, in fluorescence or phosphorescence. Accordingly, evaporator systems according to the invention are preferred which comprise a fluorescent or phosphorescent absorber.
Materie absorbiert elektromagnetische Strahlung bei unterschiedlichen Wellen längen üblicherweise unterschiedlich stark. Dabei kann jede Materie entlang des gesamten elektromagnetischen Spektrums mehrere verschiedene Absorptions- maxima aufweisen. Ein Absorptionsmaximum liegt vor, wenn die erste Ableitung der Absorptionskurve nach der Wellenlänge null ist und die zweite Ableitung ungleich null ist. Das höchste Absorptionsmaximum ist das Absorptionsmaxi mum, bei dem die Absorption ihren maximalen Wert erreicht, bevorzugt bezogen auf ein Wellenlängenintervall von 1 cm bis 120nm, besonders bevorzugt zwi schen 1mm und 200nm, ganz besonders bevorzugt zwischen 50pm und 280nm. Da auch viele Strahlenquellen nicht monochromatisch sind und entsprechend ein Spektrum emittieren, gelten die vorstehenden Ausführungen entsprechend für Emissionsmaxima und die Wellenlänge der höchsten Emission der Strahlenquel le. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „zumindest teil weise“, zumindest 10 %, bevorzugt zumindest 30 %, besonders bevorzugt zu mindest 50 %, ganz besonders bevorzugt zumindest 70 %. Matter usually absorbs electromagnetic radiation at different wavelengths to different degrees. Each matter can have several different absorption maxima along the entire electromagnetic spectrum. An absorption maximum is present when the first derivative of the absorption curve with respect to the wavelength is zero and the second derivative is not equal to zero. The highest absorption maximum is the absorption maximum at which the absorption reaches its maximum value, preferably based on a wavelength interval of 1 cm to 120 nm, particularly preferably between 1 mm and 200 nm, very particularly preferably between 50 pm and 280 nm. Since many radiation sources are not monochromatic and accordingly emit a spectrum, the above statements apply accordingly to emission maxima and the wavelength of the highest emission of the radiation source. In the context of the present invention, the expression “at least partially” means at least 10%, preferably at least 30%, particularly preferably at least 50%, very particularly preferably at least 70%.
Mit anderen Worten bedeuten die vorstehenden Ausführungen, dass der Absor ber dazu eingerichtet ist, sich durch die thermische Energie, welche durch Um- Wandlung der von der Strahlenquelle emittierten und vom Absorber absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhalten wird, zu erwärmen und/oder die umlie gende Zusammensetzung durch die emittierte elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlän ge zu erwärmen, bzw. dass der Absorber dazu eingerichtet ist, die emittierte elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagneti schen Strahlung erhöhter Wellenlänge durch eine Stokes-Verschiebung aus der elektromagnetischen Strahlung der Strahlenquelle zu erzeugen. In other words, the above statements mean that the absorber is set up to heat itself and / or the surrounding composition through the thermal energy obtained by converting the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and absorbed by the absorber to heat the emitted electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, or that the absorber is set up to convert the emitted electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation by a Stokes shift from the electromagnetic radiation of the radiation source to create.
Bevorzugt sind Verdampfersysteme, die genau eine Strahlenquelle und genau einen Absorber und genau ein Reservoir umfassen, da diese Verdampfersyste- me besonders günstig herzustellen und in ihrem Aufbau besonders einfach sind. Preference is given to evaporator systems which include exactly one radiation source and exactly one absorber and exactly one reservoir, since these evaporator systems are particularly inexpensive to manufacture and are particularly simple in their structure.
Das erste und das zweite Element sind so ausgelegt, dass sie reversibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbindbar sind. Vorzugsweise umfasst das erste und/oder das zweite Element hierfür geeignete Befestigungsmittel, insbe sondere Haken und Ösen, Klickverbindungen, Steckverbindungen, Klemmver- bindungen, Bajonettverbindungen oder Schraubverbindungen oder eine beliebige Kombination davon. The first and the second element are designed in such a way that they can be connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner. The first and / or the second element preferably comprises fastening means suitable for this, in particular hooks and eyes, click connections, plug connections, clamp connections, bayonet connections or screw connections or any combination thereof.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden zwei Elemente, die vom Anwen der nicht unter Aufwendung üblicher Kräfte, d.h. Kräfte, die mit den Händen aufgewendet werden können, ggf. unter Einsatz eines Werkzeuges wie bei- spielsweise eines Schraubendrehers, reversibel und zerstörungsfrei voneinander gelöst und wieder verbunden werden können, nicht als reversibel und zerstö rungsfrei lösbar miteinander verbindbar angesehen. Im Rahmen der vorliegen den Erfindung bezieht sich der Ausdruck reversibel und zerstörungsfrei lösbar auf das zur Verbindung und/oder Befestigung verwendete Bauteil, beispielsweise das Schraubgewinde. Es ist nicht ausgeschlossen, dass es vor oder beim Ver binden des ersten und zweiten Elements zu bewussten Veränderungen im ersten und/oder zweiten Element kommt, die aber die Verbindbarkeit und Lösbarkeit nicht beeinflussen. Beispielsweise kann es nötig sein, vor dem Verbinden eine Schutzfolie vom zweiten Element abzuziehen. In einigen bevorzugten Ausfüh- rungsformen umfasst das erste Element beispielsweise einen Dorn oder eine ähnliche Struktur, mit der eine am zweiten Element befestigte Schutzfolie oder ein anderes durchstech bares Bauteil beim Verbinden bewusst zerstochen wird. Eindeutig bevorzugt ist jedoch, dass es beim Verbinden des ersten und zweiten Elements zu keinen strukturellen Veränderungen des ersten Elements kommt. In the context of the present invention, two elements that are not used by the application of the usual forces, ie forces that can be applied with the hands, possibly using a tool such as For example, a screwdriver, reversibly and non-destructively detached from one another and connected again, cannot be viewed as reversible and non-destructively releasable. In the context of the present invention, the term reversible and non-destructively releasable relates to the component used for connection and / or fastening, for example the screw thread. It cannot be ruled out that there may be deliberate changes in the first and / or second element before or during the connection of the first and second elements, which, however, do not affect the connectivity and detachability. For example, it may be necessary to remove a protective film from the second element before connecting. In some preferred embodiments, the first element comprises, for example, a mandrel or a similar structure with which a protective film attached to the second element or another pierceable component is deliberately punctured during connection. However, it is clearly preferred that there are no structural changes in the first element when the first and second elements are connected.
Erfindungsgemäß ist im Verdampfersystem ein Strahlungsleiter so angeordnet, dass bei Verwendung des ersten und des zweiten Elements miteinander eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle und dem Absorber gebildet wird. Dies bedeutet, dass im verbundenen Zustand Strahlung von der Strahlenquelle im ersten Element zum Absorber im zweiten Element gelangen kann. Mit anderen Worten ist ein Strahlungsleiter so angeordnet, dass bei Ver bindung des ersten und des zweiten Elements miteinander eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle und dem Absorber gebildet werden kann. Besonders bevorzugt ist entsprechend auch ein erfindungsgemäßes Ver dampfersystem zum Verdampfen einer Zusammensetzung, umfassend: ein erstes Element umfassend zumindest eine mit einer elektrischen Ener giequelle verbundene Strahlenquelle, die dazu eingerichtet ist, elektromagneti sche Strahlung zu emittieren, und ein zweites Element umfassend zumindest ein Reservoir zur Aufnahme der Zusammensetzung und zumindest einen Absorber, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teil weise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie um- zuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellen länge zu emittieren, wobei das erste und das zweite Element reversibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden sind und wobei ein Strahlungsleiter so angeordnet ist, dass eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle und dem Absorber gebildet wird, wobei das Verdampfersystem dazu eingerichtet ist, die Zusammensetzung durch die vom Absorber durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung erhaltene thermische Energie und/oder die vom Absorber emittierte elektromag netische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strah lung erhöhter Wellenlänge zu verdampfen. According to the invention, a radiation conductor is arranged in the evaporator system in such a way that when the first and second elements are used, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber. This means that in the connected state, radiation can reach the absorber in the second element from the radiation source in the first element. In other words, a radiation conductor is arranged in such a way that when the first and second elements are connected to one another, a radiation-conducting connection can be formed between the radiation source and the absorber. A vaporizer system according to the invention for vaporizing a composition is also particularly preferred, comprising: a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is set up to emit electromagnetic radiation, and a second element comprising at least one reservoir for Recording the composition and at least one absorber, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially convert it into thermal energy. to convert and / or to emit this at least partially as electromagnetic radiation with increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, wherein the first and the second element are reversibly and non-destructively detachably connected to one another and wherein a radiation conductor is arranged so that a radiation-conducting connection between the Radiation source and the absorber is formed, wherein the evaporator system is set up to evaporate the composition by the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation .
Der Strahlenleiter kann insbesondere durch die Schutzscheibe oder Linse einer Leuchtdiode, oder die transparente Wand des Reservoirs gebildet sein. Der Strahlungsleiter kann einstückig ausgestaltet sein oder mehrere Bauteile aufwei sen. Der Strahlungsleiter kann jede geeignete Bauform aufweisen, die geeignet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zum Absorber zu leiten. The radiation guide can in particular be formed by the protective screen or lens of a light-emitting diode or the transparent wall of the reservoir. The radiation conductor can be designed in one piece or have several components. The radiation conductor can have any suitable design that is suitable for guiding the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to the absorber.
Bevorzugt umfassen sowohl das erste Element als auch das zweite Element jeweils einen Strahlungsleiter, wobei die zwei Strahlungsleiter so angeordnet sind, dass sie bei Verbindung des ersten und des zweiten Elements miteinander so aneinandergefügt werden, dass eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle und dem Absorber gebildet wird. Both the first element and the second element preferably each comprise a radiation conductor, the two radiation conductors being arranged in such a way that when the first and second elements are connected, they are joined to one another in such a way that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber .
Das erfindungsgemäße Verdampfersystem ist dazu eingerichtet, die Zusammen setzung durch die vom Absorber durch Umwandlung aus der elektromagneti schen Strahlung erhaltene thermische Energie und/oder die vom Absorber emit tierte elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromag netischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu verdampfen. Dies bedeutet, dass die für das Verdampfen der Zusammensetzung notwendige Energie durch die vom Absorber an die Zusammensetzung abgegebene thermische Energie erfolgt und/oder durch die Absorption von elektromagnetischer Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhten Wellenlänge in der Zusammensetzung erfolgt. The evaporator system according to the invention is set up to evaporate the composition through the thermal energy obtained from the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation. This means that the energy necessary for the evaporation of the composition takes place through the thermal energy given off by the absorber to the composition and / or by the absorption of electromagnetic radiation with an increased wavelength in the composition compared to the absorbed electromagnetic radiation.
Im Betrieb wird die Strahlenquelle somit durch die elektrische Energiequelle mit elektrischer Energie versorgt und emittiert elektromagnetische Strahlung mit einem durch die Bau- und Funktionsweise der Strahlenquelle bestimmten Spekt rum. Die elektromagnetische Strahlung wird über den Strahlungsleiter zum Ab sorber geführt, der wenigstens einen Teil der elektromagnetischen Strahlung absorbiert, wobei Verluste beispielsweise durch Reflexion oder Streuung entste- hen können. Der Absorber wandelt nun wenigstens einen Teil des absorbierten Lichts in thermische Energie, die auch als Wärmeenergie bezeichnet wird, um oder emittiert zu längeren Wellenlängen verschobene, auch als „rot-verschoben“ bezeichnete, elektromagnetische Strahlung, die von der Zusammensetzung absorbiert und dort in thermische Energie umgesetzt werden kann. Infolge des Energieeintrages verdampft die Zusammensetzung und wird üblicherweise durch einen Schlot oder Kanal, beispielsweise durch die Applikation von Unterdrück, d.h. saugen, dem Anwender zugeführt. During operation, the radiation source is thus supplied with electrical energy by the electrical energy source and emits electromagnetic radiation with a spectrum that is determined by the construction and function of the radiation source. The electromagnetic radiation is guided via the radiation conductor to the absorber, which absorbs at least part of the electromagnetic radiation, losses being possible, for example, through reflection or scattering. The absorber now converts at least part of the absorbed light into thermal energy, which is also referred to as thermal energy, or emits electromagnetic radiation shifted to longer wavelengths, also referred to as "red-shifted", which is absorbed by the composition and there into thermal Energy can be converted. As a result of the energy input, the composition evaporates and is usually supplied to the user through a chimney or channel, for example by applying negative pressure, i.e. suction.
Die Verdampfung der Zusammensetzung erfolgt somit kausal durch die Wech selwirkung der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung mit dem Absorber und damit quasi indirekt. Die Verdampfung der Zusammensetzung erfolgt somit nicht oder nahezu nicht durch die direkte Wechselwirkung der von der Strahlen quelle emittierten elektromagnetischen Strahlung mit der Zusammensetzung. In besonders bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verdamp fersystems zeigt die Zusammensetzung bei der Wellenlänge der höchsten Emis- sion der Strahlenquelle nahezu keine Absorption, d.h. weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 1 %, weiter bevorzugt weniger als 0,5 %, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,1 % der maximalen Absorption. In diesen Fällen zeigt die elektro magnetische Strahlung der Strahlenquelle nahezu keine Wechselwirkung mit der Zusammensetzung und gelangt selbst dann direkt zum Absorber, wenn sich ein Teil der Zusammensetzung im Strahlengang befindet. Zum besseren Verständnis bedeutet dies, dass sich das erfindungsgemäße Verdampfersystem, in Ermange lung eines ausreichenden Energieübertrags zwischen der Strahlenquelle und der Zusammensetzung, nicht zur Verdampfung einer Zusammensetzung eignet, wenn der Absorber entfernt wird oder der Absorber nicht bei einer Wellenlänge eine Absorption zeigt, die von der gewählten Strahlenquelle emittiert wird. The evaporation of the composition thus takes place causally through the interaction of the radiated electromagnetic radiation with the absorber and thus quasi indirectly. The composition does not evaporate, or almost does not, as a result of the direct interaction of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source with the composition. In particularly preferred embodiments of the evaporator system according to the invention, the composition shows almost no absorption at the wavelength of the highest emission of the radiation source, ie less than 5%, preferably less than 1%, more preferably less than 0.5%, very particularly preferably less than 0.1% of the maximum absorption. In these cases, the electromagnetic radiation from the radiation source shows almost no interaction with the composition and even reaches the absorber directly if part of the composition is in the beam path. For a better understanding, this means that the vaporizer system according to the invention, in the absence of sufficient energy transfer between the radiation source and the composition, is not suitable for vaporizing a composition, when the absorber is removed or the absorber does not show absorption at a wavelength that is emitted by the selected radiation source.
Da in erfindungsgemäßen Verdampfersystemen eine merkliche Menge an Ener gie über die elektromagnetische Strahlung in das zweite Element vermittelt wird, ist es besonders bevorzugt, wenn die weiteren Bauteile im zweiten Element, d.h. die strahlungsleitenden Bauteile außer dem Absorber, bei der Wellenlänge der eingestrahlten elektromagnetischen Strahlung keine bzw. nur eine sehr geringe Absorption zeigen, bevorzugt von weniger als 5 %, besonders bevorzugt weniger als 1 %, besonders bevorzugt weniger als 0,5 %, der maximalen Absorption. In eigenen Experimenten hat sich bislang gezeigt, dass die Umwandlung der absorbierten Strahlung in Wärmeenergie im Absorber wohl in vielen Fällen den größten Beitrag zur Verdampfung der Zusammensetzung liefert. Entsprechend sind erfindungsgemäße Verdampfersysteme bevorzugt, wobei der Absorber dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strah lung zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermi sche Energie umzuwandeln, wobei das Verdampfersystem dazu eingerichtet ist, die Zusammensetzung durch die vom Absorber durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung erhaltene thermische Energie zu verdampfen.Since in evaporator systems according to the invention a noticeable amount of energy is conveyed into the second element via the electromagnetic radiation, it is particularly preferred if the further components in the second element, ie the radiation-conducting components apart from the absorber, do not have any at the wavelength of the radiated electromagnetic radiation or show only a very low absorption, preferably less than 5%, particularly preferably less than 1%, particularly preferably less than 0.5%, of the maximum absorption. In our own experiments it has been shown so far that the conversion of the absorbed radiation into thermal energy in the absorber probably makes the greatest contribution to the evaporation of the composition in many cases. Accordingly, evaporator systems according to the invention are preferred, the absorber being set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially converting it into thermal energy, the evaporator system being set up to convert the composition by the absorber by conversion to evaporate thermal energy obtained from the electromagnetic radiation.
Trotzdem ist davon auszugehen, dass der Absorber immer zumindest auch einen kleinen Teil der aufgenommenen elektromagnetischen Strahlung als wellenlän genverschobene Strahlung emittieren wird. Die Erfinder haben erkannt, dass sich dies für eine besonders effiziente Verdampfung ausnutzen lässt. Der Gedanke hierbei ist, dass, wenn die Strahlenquelle elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge emittiert, die von der Zusammensetzung nicht, bzw. nahezu nicht, absorbiert wird, die Wellenlängenverschiebung im Absorber vorteilhafterweise dazu führen kann, dass die Wellenlänge der Strahlung in einen Bereich verscho ben wird, in dem die Zusammensetzung doch eine ausreichende Absorption zeigt. Ein Beispiel hierfür wäre die Verwendung einer blauen Strahlenquelle mit einer Wellenlänge von etwa 450nm, bei der ein typisches Liquid einer E-Zigarette nur eine sehr geringe Absorption zeigt. Durch Rotverschiebung im Absorber emittiert der Absorber Strahlung mit einer größeren Wellenlänge, die vom Liquid absorbiert werden kann, sodass der Zusammensetzung durch diese, sozusagen sekundäre, elektromagnetische Strahlung Energie zuführt werden kann. Nevertheless, it can be assumed that the absorber will always also emit at least a small part of the electromagnetic radiation picked up as wavelength shifted radiation. The inventors have recognized that this can be used for particularly efficient evaporation. The idea here is that if the radiation source emits electromagnetic radiation with a wavelength that is not, or almost not, absorbed by the composition, the wavelength shift in the absorber can advantageously lead to the wavelength of the radiation being shifted into a range in which the composition shows sufficient absorption. An example of this would be the use of a blue radiation source with a wavelength of around 450 nm, with which a typical liquid from an e-cigarette shows only a very low level of absorption. Due to the red shift in the absorber, the absorber emits radiation with a longer wavelength, that of the liquid can be absorbed so that the composition can be supplied with energy by this, so to speak secondary, electromagnetic radiation.
Geeignete Materialien für den Absorber wählt der Fachmann ausgehend von seinem Fachwissen zwanglos aus, wobei für viele Anwendungen im Bereich des sichtbaren Lichts und angrenzender Spektralbereiche eine dunkle Farbe, z.B. dunkel Grün, dunkel Rot oder dunkel Blau, oder Schwarz eine hohe Absorptions fähigkeit im relevanten Wellenlängenbereich anzeigt und somit eine grundsätzli che Eignung als Absorber im Rahmen der Erfindung indiziert. In eigenen Versu chen hat sich gezeigt, dass das Prinzip der Erfindung für eine breite Palette von Strahlenquellen und elektromagnetische Strahlungen einsetzbar ist, wobei der Fachmann einen geeigneten Absorber im Zweifelsfall auf der Grundlage von in Standardwerken tabellierter Absorptionswerte, bzw. Absorptionsspektren, aus wählen kann. An sich nicht ausreichend absorbierende Bauteile können durch typische Farbpigmente eingefärbt, durchgefärbt oder beschichtet werden, wobei insbesondere schwarze Pigmente wie Ruß günstig, leicht verfügbar und geeignet sind. Besonders bevorzugt umfasst der Absorber demnach Farbpigmente, wobei insbesondere natürliche Farbstoffe wie beispielsweise Chlorophyll besonders bevorzugt sind. A person skilled in the art chooses suitable materials for the absorber on the basis of his specialist knowledge, with a dark color, e.g. dark green, dark red or dark blue, or black having a high absorption capacity in the relevant wavelength range for many applications in the area of visible light and adjacent spectral ranges indicates and thus indicates a fundamental suitability as an absorber within the scope of the invention. In our own experiments it has been shown that the principle of the invention can be used for a wide range of radiation sources and electromagnetic radiation, whereby the person skilled in the art can select a suitable absorber in case of doubt on the basis of absorption values or absorption spectra tabulated in standard works. Components that are not sufficiently absorbent can be colored, colored through or coated by typical color pigments, black pigments such as carbon black in particular being cheap, readily available and suitable. Accordingly, the absorber particularly preferably comprises colored pigments, natural dyes such as chlorophyll being particularly preferred.
Das Reservoir ist bevorzugt ein Tank. Im Falle einer festen Zusammensetzung kann das Reservoir durch eine geeignete Halterung, z.B. eine Klammer, oder Aufnahme für den Feststoff gebildet werden. The reservoir is preferably a tank. In the case of a solid composition, the reservoir can be formed by a suitable holder, e.g., a clamp, or receptacle for the solid.
Nachdem die im Reservoir enthaltene Zusammensetzung vollständig oder nahe zu vollständig verdampft wurde, kann der Anwender die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Element lösen, sodass lediglich das zweite Element gegen ein neues zweites Element, welches wiederum mit frischer Zusammenset zung gefüllt ist, ausgetauscht werden muss. Da die Haltbarkeit der meisten Strahlenquellen, insbesondere die der im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Leuchtdioden, besonders hoch ist, fällt als Wartungsaufgabe für das erste Element regelmäßig nur das Wiederaufladen des Energiespeichers an. Das erfindungsgemäße Verdampfersystem vermeidet insbesondere die Nachtei le, die mit dem Einsatz von herkömmlichen Docht-Wendel-Systemen verbunden sind, da es keinen Glühwendel einsetzen muss. Insbesondere lässt sich die eingesetzte Strahlenquelle regelmäßig besonders präzise steuern und kann nötigenfalls durch den Einsatz von Filtern, Linsen und ähnlichen Bauteilen leicht feinjustiert werden. Durch die Ausgestaltung als erstes und zweites Element, also als Mehrwegteil und Einwegteil, wird der bei der Verwendung entstehende Abfall minimiert, da ein großer Teil des Verdampfersystems, d.h. wenigstens der Mehr wegteil, wiederverwertbar ist. Darüber hinaus erlaubt es die erfindungsgemäße Anordnung, das Verdampfersystem nach Benutzung und vollständiger Verdamp fung der Zusammensetzung im zweiten Element, dieses besonders einfach wieder betriebsbereit zu machen, indem lediglich das zweite Element ausge tauscht werden muss. Insofern ist es vorteilhafterweise möglich, als zweites Element vorgefertigte und abgeschlossene Kartuschen zu verwenden, bei denen der Anwender keinen Zugriff auf das Reservoir und die darin enthaltene Zusam mensetzung hat und auch nicht gezwungen ist, für den fortgesetzten Betrieb des Verdampfersystems einen Nachfüllschritt durchzuführen. Hierdurch wird eine besonders hohe Bedienungssicherheit erreicht und die Gefahren für die Gesund heit des Anwenders werden minimiert. After the composition contained in the reservoir has been completely or almost completely evaporated, the user can loosen the connection between the first and the second element, so that only the second element is exchanged for a new second element, which in turn is filled with fresh composition got to. Since the durability of most radiation sources, in particular that of the light-emitting diodes preferred in the context of the present invention, is particularly long, the only maintenance task for the first element is regularly recharging the energy store. The evaporator system according to the invention in particular avoids the disadvantages associated with the use of conventional wick-filament systems, since it does not have to use an incandescent filament. In particular, the radiation source used can regularly be controlled particularly precisely and, if necessary, can be easily fine-tuned through the use of filters, lenses and similar components. The design as a first and second element, ie as a reusable part and a disposable part, minimizes the waste generated during use, since a large part of the evaporator system, ie at least the reusable part, can be reused. In addition, the arrangement according to the invention allows the vaporizer system after use and complete evaporation of the composition in the second element to make this ready for operation again in a particularly simple manner, in that only the second element has to be exchanged. In this respect, it is advantageously possible to use prefabricated and sealed cartridges as the second element, in which the user has no access to the reservoir and the composition contained therein and is also not forced to carry out a refilling step for the continued operation of the vaporizer system. This achieves a particularly high level of operational reliability and the dangers to the health of the user are minimized.
Auch unter Gewährleistungsgesichtspunkten ist es für den Hersteller besonders günstig, dass somit auch die Betriebssicherheit und die Haltbarkeit der Vorrich tung maximiert werden können, da insbesondere keine Fremdpartikel in das Verdampfersystem gelangen können. Durch die zweigeteilte Ausführung lassen sich erfindungsgemäße Verdampfersysteme besonders sicher lagern und trans portieren, da eine ungewollte Verdampfung der Zusammensetzung im getrennten Zustand nicht möglich ist. From a warranty point of view, too, it is particularly favorable for the manufacturer that the operational safety and durability of the device can thus also be maximized, since in particular no foreign particles can get into the evaporator system. As a result of the two-part design, evaporator systems according to the invention can be stored and transported particularly safely, since unintentional evaporation of the composition in the separate state is not possible.
Dadurch, dass der Energieeintrag in die Zusammensetzung durch die Wechsel wirkung der von der Strahlenquelle im ersten Element emittierten elektromagne tischen Strahlung mit dem im zweiten Element angeordneten Absorber erfolgt, ist vorteilhafterweise keine aufwendige und kostenintensive elektrische Kontaktie rung nötig, wodurch auch bei starker Benutzung und häufigem Wechsel der Kartusche keine oder kaum Verschleißerscheinungen auftreten, zumindest nicht an den für die Verdampfung zentralen Komponenten des Systems. Im einfachs ten Fall kann die Anordnung durch Befestigungselemente so fixiert werden, dass die im ersten Element angeordnete Strahlenquelle im verbundenen Zustand durch eine transparente Hülle des Reservoirs auf den Absorber strahlen kann. Dadurch weisen erfindungsgemäße Verdampfersysteme vorteilhafterweise eine besonders hohe Flexibilität bei der Ausgestaltung der zur Verdampfung verwen deten Elemente und der Kartusche sowie hinsichtlich deren Anordnung im ge samten Verdampfersystem auf, welche sich in klassischen Systemen nicht reali sieren lässt. Vorteilhafterweise ist es somit lediglich notwendig, dass elektromag netische Strahlung von der Strahlenquelle zum Absorber gelangen kann, was insbesondere bei transparenten Reservoirs besonders leicht und zwanglos zu realisieren ist. Vorteilhafterweise können daher Kartuschen bei Bedarf auch so ausgelegt werden, dass es mehr als eine Passposition, d.h. Anordnungsposition der Kartusche relativ zum ersten Element, bei der Verbindung mit dem ersten Element gibt, wodurch die Zahl von Anwenderfehlern bei der Verbindung redu ziert werden kann. Because the energy input into the composition takes place through the interaction of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source in the first element with the absorber arranged in the second element, no complex and cost-intensive electrical contacting is advantageously necessary, which means that even with heavy use and frequent use Changing the cartridge no or hardly any signs of wear occur, at least not to the central components of the system for evaporation. In the simplest case, the arrangement can be fixed by fastening elements in such a way that the radiation source arranged in the first element, in the connected state, can radiate onto the absorber through a transparent shell of the reservoir. As a result, evaporator systems according to the invention advantageously have a particularly high flexibility in the design of the elements used for evaporation and the cartridge, as well as in terms of their arrangement in the entire evaporator system, which cannot be implemented in conventional systems. Advantageously, it is therefore only necessary that electromagnetic radiation can reach the absorber from the radiation source, which can be implemented particularly easily and without constraint, particularly in the case of transparent reservoirs. Advantageously, therefore, cartridges can also be designed, if necessary, so that there is more than one fitting position, ie arrangement position of the cartridge relative to the first element, when connecting to the first element, whereby the number of user errors when connecting can be reduced.
Da keine elektrisch leitende Verbindung zwischen einem mit der Zusammenset zung im direkten Kontakt stehenden Heizelement und dem Energiespeicher nötig ist, weist das erfindungsgemäße Verdampfersystem zudem eine besonders hohe Dichtigkeit auf und ermöglicht auch ohne den Einsatz teurer Dichtungen einen sicheren Betrieb. Vorteilhafterweise sind in erfindungsgemäßen Verdampfersys temen die kostenintensivsten Bauteile, insbesondere die Strahlenquelle und der elektrische Energiespeicher, im wiederverwertbaren Teil angeordnet. Statt eines komplexen Heizelements muss die Kartusche, d.h. das zweite Element, lediglich einen Absorber aufweisen, dessen Material zudem so gewählt werden kann, dass es eine hohe Verträglichkeit mit und/oder eine leichte Separierbarkeit von dem Material des Reservoirs gibt, beispielsweise bei Verwendung eines einge färbten Silikatglases in einem Reservoir aus Silikatglas. Hierdurch wird die Re- cyclefähigkeit der Kartusche besonders vorteilhaft verbessert. Since there is no need for an electrically conductive connection between a heating element in direct contact with the composition and the energy store, the evaporator system according to the invention also has a particularly high degree of tightness and enables safe operation even without the use of expensive seals. In the evaporator systems according to the invention, the most cost-intensive components, in particular the radiation source and the electrical energy store, are advantageously arranged in the reusable part. Instead of a complex heating element, the cartridge, ie the second element, only has to have an absorber, the material of which can also be selected so that there is a high level of compatibility with and / or easy separability from the material of the reservoir, for example when using a colored silicate glass in a reservoir made of silicate glass. This improves the recyclability of the cartridge in a particularly advantageous manner.
Ganz besonders bevorzugt und hier entsprechend herausgestellt sind erfin dungsgemäße Verdampfersysteme, wobei die emittierte elektromagnetische Strahlung das höchste Intensitätsmaximum unterhalb einer Wellenlänge von 500nm aufweist, vorzugsweise im Bereich von 410 bis 490nm, bevorzugt 430 bis 480nm, besonders bevorzugt 440 bis 470nm, wobei die elektromagnetische Strahlung besonders vorzugsweise eine spektrale Bandbreite bei 50 % der Ma ximalintensität von 5 bis 50nm, bevorzugt 10 bis 40nm, besonders bevorzugt 20 bis 30nm, aufweist. Evaporator systems according to the invention are very particularly preferred and are accordingly emphasized here, the emitted electromagnetic radiation having the highest intensity maximum below a wavelength of 500 nm, preferably in the range from 410 to 490 nm, preferably 430 to 480 nm, particularly preferably 440 to 470 nm, the electromagnetic radiation particularly preferably having a spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity of 5 to 50 nm, preferably 10 to 40 nm, particularly preferably 20 up to 30nm.
Die Intensität von nicht ideal monochromatischer elektromagnetischer Strahlung ist eine Funktion der Wellenlänge. Der Ausdruck spektrale Bandbreite bei 50 % der Maximalintensität bezeichnet den Wellenlängenunterschied zwischen den zwei im Spektrum links und rechts des Intensitätsmaximums liegenden Wellen längen, bei denen die Intensität auf 50% des Maximalwertes abgefallen ist. The intensity of non-ideally monochromatic electromagnetic radiation is a function of the wavelength. The term spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity denotes the wavelength difference between the two wavelengths lying on the left and right of the intensity maximum in the spectrum, at which the intensity has dropped to 50% of the maximum value.
Diese erfindungsgemäßen Verdampfersysteme sind derart bevorzugt, weil sie am vorteilhaftesten ausnutzen, dass mit der Erfindung, d.h. durch den Einsatz eines Absorbers und den damit vorgesehenen „indirekten“ Energieeintrag in die Zusammensetzung auf den Einsatz von IR-Strahlung, d.h. elektromagnetischer Strahlung im IR-Bereich verzichtet werden kann. Entsprechende Verdampfersys teme sind auch bevorzugt, weil die heute gebräuchlichen Liquids im angegebe nen Strahlungsbereich üblicherweise keine nennenswerte Absorption zeigen und damit der Absorber auch dann problemlos angestrahlt werden kann, wenn er in der Zusammensetzung angeordnet ist. Zudem haben sich einfache, schwarze Absorbermaterialien bei diesen Wellenlängen oft als besonders effiziente Absor ber erwiesen. Als besonders großer Vorteil wurde gefunden, dass sich die ange gebenen Charakteristika der elektromagnetischen Strahlung besonders leicht mit besonders kostengünstigen und gleichzeitig langlebigen Strahlenquellen realisie ren lassen. These evaporator systems according to the invention are preferred because they make the most advantageous use of the fact that with the invention, ie through the use of an absorber and the "indirect" energy input into the composition provided therewith, the use of IR radiation, ie electromagnetic radiation in the IR range can be dispensed with. Corresponding evaporator systems are also preferred because the liquids in use today in the specified radiation range usually show no significant absorption and thus the absorber can also be irradiated without problems when it is arranged in the composition. In addition, simple, black absorber materials have often proven to be particularly efficient absorbers at these wavelengths. It was found to be a particularly great advantage that the specified characteristics of the electromagnetic radiation can be implemented particularly easily with particularly inexpensive and at the same time long-lasting radiation sources.
Diese bevorzugten Verdampfersystem erlauben somit, eine gezielte Einstellung des Ortes der Energieerzeugung und ermöglichen es, den Verdampfungsort auch auf der von der Strahlenquelle abgewandten Seite der Zusammensetzung, bzw. des Reservoirs vorzusehen. Zudem ist es vorteilhafterweise möglich, die bevorzugten Verdampfersysteme ohne eine Strahlenquelle für infrarote elektro magnetische Strahlung und dafür mit besonders kostengünstigen Strahlenquellen zu betreiben. Die für erfindungsgemäße Verdampfersysteme als bevorzugt offenbarten Merk male treffen entsprechend auch auf das vorstehend offenbarte Verdampfersys tem zu. These preferred vaporizer systems thus allow the location of energy generation to be set in a targeted manner and also make it possible to provide the evaporation location on the side of the composition or of the reservoir facing away from the radiation source. In addition, it is advantageously possible to operate the preferred evaporator systems without a radiation source for infrared electromagnetic radiation and therefore with particularly inexpensive radiation sources. The features disclosed as preferred for evaporator systems according to the invention also apply accordingly to the evaporator system disclosed above.
Im Lichte dieser Ausführungen ist für den Fachmann ersichtlich, dass erfin dungsgemäße Verdampfersysteme bevorzugt sind, wobei die emittierte elektro magnetische Strahlung das höchste Intensitätsmaximum unterhalb einer Wellen länge von 500nm aufweist, und wobei die Zusammensetzung bei der Wellenlän ge des höchsten Intensitätsmaximums nahezu keine Absorption, d.h. weniger als 5%, bevorzugt weniger als 1 %, weiter bevorzugt weniger als 0,5 %, ganz be sonders bevorzugt weniger als 0,1 %, der maximalen Absorption zeigt und/oder wobei der Absorber bei der Wellenlänge des höchsten Intensitätsmaximums eine Absorption von mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 75 %, besonders bevorzugt mehr als 95% der maximalen Absorption zeigt, wobei erfindungsgemäße Ver dampfersysteme mit der und-Verknüpfung der Umwandlungsart der Energie besonders bevorzugt sind. In the light of these statements, it is apparent to the person skilled in the art that evaporator systems according to the invention are preferred, the emitted electromagnetic radiation having the highest intensity maximum below a wavelength of 500 nm, and the composition having almost no absorption at the wavelength of the highest intensity maximum, ie less than 5%, preferably less than 1%, more preferably less than 0.5%, very particularly preferably less than 0.1%, of the maximum absorption and / or wherein the absorber has an absorption of at the wavelength of the highest intensity maximum shows more than 50%, preferably more than 75%, particularly preferably more than 95% of the maximum absorption, evaporator systems according to the invention with the and linkage of the type of conversion of the energy being particularly preferred.
Vor dem Hintergrund des vorstehend diskutierten Standes der Technik ist für den Fachmann selbstverständlich, dass sich diese Erkenntnis auch vorteilhaft in Verdampfersystemen umsetzen lässt, die lediglich einstückig ausgelegt sind. Entsprechend wird ein Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammenset zung offenbart, umfassend: zumindest eine mit einer elektrischen Energiequelle verbundene Strahlen quelle, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren, zumindest ein Reservoir zur Aufnahme der Zusammensetzung, und zumindest einen Absorber, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlen quelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu absorbie ren und diese zumindest teilweise in thermische Energie umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei ein Strahlungsleiter so angeordnet ist, dass eine strahlenleitende Verbin dung zwischen der Strahlenquelle und dem Absorber besteht, wobei das Verdampfersystem dazu eingerichtet ist, die Zusammensetzung durch die vom Absorber durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung erhaltene thermische Energie und/oder die vom Absorber emittierte elektromag netische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strah- lung erhöhter Wellenlänge zu verdampfen, wobei die emittierte elektromagnetische Strahlung das höchste Intensitätsmaxi mum unterhalb einer Wellenlänge von 500nm aufweist, vorzugsweise im Bereich von 410 bis 490nm, bevorzugt 430 bis 480nm, besonders bevorzugt 440 bis 470nm, wobei die elektromagnetische Strahlung besonders vorzugsweise eine spektrale Bandbreite bei 50 % der Maximalintensität von 5 bis 50nm, bevorzugt 10 bis 40nm, besonders bevorzugt 20 bis 30nm, aufweist, und wobei die Zusammensetzung vorzugsweise bei der Wellenlänge des höchsten Intensitätsmaximums nahezu keine Absorption, d.h. weniger als 5%, bevorzugt weniger als 1 %, weiter bevorzugt weniger als 0,5%, ganz besonders bevorzugt weniger als 0,1 %, der maximalen Absorption zeigt und/oder wobei der Absorber vorzugsweise bei der Wellenlänge des höchsten Intensitätsmaximums eine Absorption von mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 75 %, besonders bevorzugt mehr als 95% der maximalen Absorption zeigt. Against the background of the prior art discussed above, it is obvious to the person skilled in the art that this knowledge can also be advantageously implemented in evaporator systems that are only designed in one piece. Accordingly, an evaporator system for evaporating a composition is disclosed, comprising: at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is configured to emit electromagnetic radiation, at least one reservoir for receiving the composition, and at least one absorber which is configured to do so to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and at least partially convert it into thermal energy and / or at least partially emit it as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, a radiation conductor being arranged so that there is a radiation-conducting connection between the radiation source and the absorber, wherein the evaporator system is set up to evaporate the composition using the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or the electromagnetic radiation emitted by the absorber with a wavelength greater than the absorber electromagnetic radiation, the emitted electromagnetic radiation has the highest intensity maximum below a wavelength of 500 nm, preferably in the range from 410 to 490 nm, preferably 430 to 480 nm, particularly preferably 440 to 470 nm, the electromagnetic radiation particularly preferably having a spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity of 5 to 50 nm 10 to 40 nm, particularly preferably 20 to 30 nm, and wherein the composition preferably has almost no absorption at the wavelength of the highest intensity maximum, ie less than 5%, preferably less than 1%, more preferably less than 0.5%, very particularly prefer If less than 0.1% shows the maximum absorption and / or the absorber preferably shows an absorption of more than 50%, preferably more than 75%, particularly preferably more than 95% of the maximum absorption at the wavelength of the highest intensity maximum.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber ein dreidimensionaler Körper ist, dessen Ausdehnung in zwei Raumrichtungen grö ßer oder zumindest gleich der Ausdehnung in die dritte Raumrichtung ist, vor zugsweise eine Platte mit beliebiger Grundfläche, insbesondere eine Scheibe, oder ein Quader, wobei der Absorber vorzugsweise zumindest eine ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevor- zugt zumindest vier ebene Oberflächen, oder wobei das Verdampfersystem eine Zusammensetzung umfasst und der Absorber durch Partikel gebildet wird, die mit der zu verdampfenden Zusammensetzung vermischt oder in der zu verdampfenden Zusammensetzung dispergiert sind. Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme haben sich in eigenen Tests als besonders vorteilhaft erwiesen. Vorteilhafterweise weist der Absorber zumindest eine ebene oder gekrümmte Oberfläche auf, die von der Strahlenquel le besonders effizient bestrahlt werden kann, um so eine größtmögliche Wech selwirkung zwischen der elektromagnetischen Strahlung und dem Absorber sicherzustellen. Eindeutig bevorzugt sind insoweit flache Strukturen, mit zumin dest einer ebenen oder im Wesentlichen ebenen Oberfläche, durch die Verluste durch Streuung und Reflexion bestmöglich vermieden werden können. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber being a three-dimensional body whose expansion in two spatial directions is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction, preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, where the Absorber preferably has at least one flat or curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces, or wherein the evaporator system comprises a composition and the absorber is formed by particles that are mixed with the composition to be evaporated or in the one to be evaporated Composition are dispersed. Corresponding evaporator systems according to the invention have proven to be particularly advantageous in our own tests. The absorber advantageously has at least one flat or curved surface which can be irradiated particularly efficiently by the radiation source in order to ensure the greatest possible interaction between the electromagnetic radiation and the absorber. In this respect, flat structures are clearly preferred, with at least one flat or essentially flat surface, by means of which losses due to scattering and reflection can be avoided in the best possible way.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme mit einem festen, makro skopischen Absorber sind besonders gut zu kontrollieren und erlauben eine besonders feine Einstellung des Strahlenganges und des Energieübertrages. Entsprechende Absorber sind bevorzugt, weil sie regelmäßig ein hohes Verhält nis von bestrahlter Fläche zu Masse des Absorbers aufweisen. Alternativ kann der Absorber direkt mit der zu verdampfenden Zusammensetzung bereitgestellt werden. In diesem Fall ist es zwar manchmal schwieriger, die Absorberpartikel gezielt zu bestrahlen, dafür lässt sich, da der Absorber nicht fest mit der Kartu sche verbunden ist, der Absorber aber nachträglich rückstandslos aus der Kartu sche entfernen, wodurch besonders günstige Recyclingeigenschaften erhalten werden. Corresponding evaporator systems according to the invention with a solid, macroscopic absorber are particularly easy to control and allow a particularly fine adjustment of the beam path and the energy transfer. Corresponding absorbers are preferred because they regularly have a high ratio of irradiated area to mass of the absorber. Alternatively, the absorber can be provided directly with the composition to be evaporated. In this case it is sometimes more difficult to irradiate the absorber particles in a targeted manner, but since the absorber is not firmly connected to the cartridge, the absorber can be removed from the cartridge without leaving any residue, which results in particularly favorable recycling properties.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber so ausgelegt ist, dass ein oder mehrere seiner Absorptionsmaxima für elektromag netische Strahlung bei einer Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung liegen, die von der Strahlenquelle emittiert wird, bevorzugt bei einer Wellenlänge die innerhalb von 20 %, bevorzugt innerhalb von 10 %, besonders bevorzugt innerhalb von 5 %, um ein Intensitätsmaximum der Emission der Strahlenquelle liegen. An inventive evaporator system is preferred, the absorber being designed so that one or more of its absorption maxima for electromagnetic radiation are at a wavelength of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source, preferably at a wavelength within 20%, preferably within of 10%, particularly preferably within 5%, lie around an intensity maximum of the emission of the radiation source.
Entsprechende Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil eine besonders hohe Effizienz dann erreicht wird, wenn der Absorber ganz präzise auf die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung abgestimmt wird. In entsprechenden Verdampfersystemen lassen sich Energieverluste minimieren und die eingesetzte Strahlungsenergie wird über den Absorber besonders effi- zient in die Zusammensetzung eingebracht, so dass besonders lange Betriebs zeiten erzielt werden können. Corresponding evaporator systems are preferred because a particularly high level of efficiency is achieved when the absorber is very precisely matched to the electromagnetic radiation emitted by the radiation source. In appropriate evaporator systems, energy losses can be minimized and the radiation energy used is particularly efficient via the absorber. e ciently incorporated into the composition so that particularly long operating times can be achieved.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber über Kanäle, vorzugsweise kapillare Kanäle, verfügt und/oder ein poröser Fest- körper ist, bevorzugt über kapillare Kanäle verfügt, so dass der Absorber flüssig keitsleitend ist und ein Durchtritt der flüssigen Zusammensetzung, bzw. der verdampften gasförmigen Zusammensetzung, durch den Absorber möglich ist, wobei der Absorber vorzugsweise eine Membran umfasst, die erst bei Über schreiten einer Grenztemperatur einen Durchtritt der flüssigen Zusammenset- zung in den Absorber hinein oder durch den Absorber hindurch erlaubt. Bevor zugte Beispiele für derartige Absorber sind gesintertes, offenporiges Glas, gesin terte offenporige Keramik, strukturierte Bauteile mit Kanälen hergestellt durch Verfahren der Halbleiterindustrie, offenporige Schäume, lose granuläre Körner in einer Schüttung, die in einem geeigneten flüssigkeitsdurchlässigen Abschnitt gehalten werden. An inventive evaporator system is preferred, wherein the absorber has channels, preferably capillary channels, and / or is a porous solid, preferably has capillary channels, so that the absorber is liquid-conductive and a passage of the liquid composition or the evaporated gaseous composition through the absorber is possible, wherein the absorber preferably comprises a membrane which only allows passage of the liquid composition into the absorber or through the absorber when a limit temperature is exceeded. Before ferred examples of such absorbers are sintered, open-pore glass, sintered open-pore ceramics, structured components with channels produced by methods of the semiconductor industry, open-pore foams, loose granular grains in a bed which are held in a suitable liquid-permeable section.
Ein entsprechender Absorber ist ganz besonders vorteilhaft, weil er eine hohe Oberfläche aufweist, die von der Zusammensetzung benetzt werden kann, so- dass eine Abgabe der thermischen Energie an die Zusammensetzung besonders effizient erfolgen kann. Entsprechend ausgeführte Absorber können zudem als Trennwand zwischen dem Reservoir zur Aufbewahrung der Zusammensetzung und dem Schlot, d.h. dem Kanal für die verdampfte Zusammensetzung, einge setzt werden, wobei durch diese bevorzugte Ausgestaltung zweite Elemente erhalten werden können, die außerhalb des Einsatzes im Verdampfersystem besonders dicht sind und gegen das ungewünschte Austreten der Zusammen- Setzung abgesichert sind. Mit bevorzugten Absorbern kann die zum Absorber geführte Zusammensetzung durch diesen hindurchtreten und wird bei Aktivierung der Strahlenquelle verdampft, wobei der entstehende Dampf durch die Kanäle in den Schlot und zur Auslassöffnung gelangen kann. A corresponding absorber is particularly advantageous because it has a large surface area that can be wetted by the composition, so that the thermal energy can be transferred to the composition in a particularly efficient manner. Correspondingly designed absorbers can also be used as a partition between the reservoir for storing the composition and the chimney, ie the channel for the vaporized composition, with this preferred embodiment making it possible to obtain second elements that are particularly tight outside of the use in the evaporator system and are secured against the undesired leakage of the composition. With preferred absorbers, the composition conveyed to the absorber can pass through the latter and is vaporized when the radiation source is activated, the resulting vapor being able to pass through the channels into the chimney and to the outlet opening.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber entlang zumindest einer Raumrichtung ein nicht homogenes Absorptionsverhal ten aufweist, vorzugsweise einen Gradienten der Absorption entlang der Raum richtung, die der Einfallsrichtung der elektromagnetischen Strahlung auf den Absorber entspricht, wobei der Gradient der Absorption bevorzugt durch einen Konzentrationsgradienten an Pigmenten mit einem Absorptionsmaximum bei der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung in einem Absorber erzeugt wird, der ansonsten bei dieser Wellenlänge transparent oder weitgehend transparent ist. An inventive evaporator system is preferred, the absorber having a non-homogeneous absorption behavior along at least one spatial direction, preferably a gradient of absorption along the spatial direction that corresponds to the direction of incidence of the electromagnetic radiation on the Absorber corresponds, the gradient of the absorption preferably being generated by a concentration gradient of pigments with an absorption maximum at the wavelength of the electromagnetic radiation in an absorber which is otherwise transparent or largely transparent at this wavelength.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil sie einen besonders hohen Freiheitsgrad in der Ausgestaltung und Anordnung der Komponenten ermöglichen. Ein entsprechender Absorber kann nämlich auch von der Seite mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt werden und trotzdem großflächig absorbieren. Zwar verringert sich die Strahlungsintensität beimCorresponding evaporator systems according to the invention are preferred because they allow a particularly high degree of freedom in the design and arrangement of the components. A corresponding absorber can namely also be exposed to electromagnetic radiation from the side and still absorb over a large area. It is true that the radiation intensity decreases with
Durchgang der elektromagnetischen Strahlung durch den Absorber, dafür steigt jedoch die Absorptionsfähigkeit an, sodass, je nach Verlauf des Absorptionsgra dienten, leicht das gewünschte Absorptionsprofil und damit das Profil der thermi schen Energie im Absorber eingestellt werden kann. Alternativ bietet ein entspre- ehender Absorptionsgradient im Absorber auch die Möglichkeit, gezielt ortsaufge löst ein gewünschtes Temperaturprofil, d.h. ein Profil der abgegebenen thermi schen Energie, am Absorber einzustellen, also bewusst wärmere (höhere Ab sorption) und kältere (niedrigere Absorption) Bereiche bei der Bestrahlung vorzu sehen. Dies kann vorteilhafterweise auch durch Auswahl einer geeigneten Wär- meleitfähigkeit des Absorbers, z.B. eine im Vergleich mit der Zusammensetzung niedrigere Wärmeleitfähigkeit, optimiert werden. Entsprechende Absorber sind für einen Materialwissenschaftler ohne großen Aufwand herstellbar und können beispielsweise durch Rußpartikel oder geeignete Dotierung in einer Glas- oder Kristal Imatrix erzeugt werden. Der Ausdruck „weitgehend transparent“ meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass bei der entsprechenden Wellenlänge einer Absorption von weniger als 5 %, bevorzugt weniger als 2 %, weiter bevor zugt weniger als 1 %, besonders bevorzugt weniger als 0,5 %, der maximalen Absorption vorliegt. The electromagnetic radiation passes through the absorber, but the absorption capacity increases so that, depending on the course of the absorption gradient, the desired absorption profile and thus the profile of the thermal energy in the absorber can easily be set. Alternatively, a corresponding absorption gradient in the absorber also offers the option of setting a desired temperature profile, i.e. a profile of the emitted thermal energy, on the absorber, i.e. deliberately warmer (higher absorption) and colder (lower absorption) areas in the Provide irradiation. This can advantageously also be optimized by selecting a suitable thermal conductivity of the absorber, e.g. a lower thermal conductivity compared to the composition. Corresponding absorbers can be produced without great effort by a materials scientist and can be produced, for example, by soot particles or suitable doping in a glass or crystal imatrix. The expression “largely transparent” means in the context of the present invention that at the corresponding wavelength an absorption of less than 5%, preferably less than 2%, more preferably less than 1%, particularly preferably less than 0.5%, the maximum absorption is present.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Strahlen- quelle eine Lampe, ein Laser oder eine Leuchtdiode, bevorzugt ein Laser oder eine Leuchtdiode, besonders bevorzugt eine Leuchtdiode, ist, wobei vorzugswei se der Laser eine Laserdiode, ein Faser-Laser oder ein Gas-Laser ist und wobei vorzugsweise die Leuchtdiode eine Halbleiterleuchtdiode (LED), eine organische Leuchtdiode (OLED) oder eine Chip-on-board-Leuchtdiode (COB-LED) ist. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation source being a lamp, a laser or a light-emitting diode, preferably a laser or a light-emitting diode, particularly preferably a light-emitting diode, the laser preferably being a laser diode, a fiber laser or a gas Laser is and where preferably the light-emitting diode is a semiconductor light-emitting diode (LED), an organic light-emitting diode (OLED) or a chip-on-board light-emitting diode (COB-LED).
Entsprechende Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil sich die angegebenen Strahlenquellen in der Praxis als besonders effizient darin erwiesen haben, die Erfindung umzusetzen. Als ganz besonders bevorzugt hat sich dabei die Ver wendung einer Leuchtdiode erwiesen, da diese nicht nur besonders langlebig und energiesparend ist, sondern auch vergleichsweise wenig apparativen Auf wand erfordert. Es war aus Sicht der Erfinder durchaus überraschend, dass die Verwendung einer Leuchtdiode im Rahmen der Erfindung ausreichend ist, um eine sinnvolle Verdampfung zu ermöglichen, und dass nicht zwangsläufig ein monochromatischer und energiereicher Laser benötigt wird. Corresponding evaporator systems are preferred because the specified radiation sources have proven to be particularly efficient in practice in implementing the invention. The use of a light-emitting diode has proven to be particularly preferred, since it is not only particularly durable and energy-saving, but also requires comparatively little expenditure on equipment. From the inventors' point of view, it was quite surprising that the use of a light-emitting diode within the scope of the invention is sufficient to enable meaningful evaporation and that a monochromatic and high-energy laser is not necessarily required.
Bevorzugt ist alternativ ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die elektromagnetische Strahlung in der Strahlenquelle durch Induktion erzeugt wird.Alternatively, an evaporator system according to the invention is preferred, the electromagnetic radiation being generated in the radiation source by induction.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter opak ist für elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 30 %, besonders bevorzugt mehr als 10 % von der Wellenlänge des Intensitätsmaximums der von der Strahlenquelle emittierten elektromagnetischen Strahlung abweicht. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor being opaque to electromagnetic radiation with a wavelength which deviates by more than 50%, preferably more than 30%, particularly preferably more than 10%, from the wavelength of the maximum intensity of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source .
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck opak, dass ein Material nicht transparent ist, bzw. im Wesentlichen nicht transparent. Entspre chend bedeutet opak, dass die Absorption bei einer gegebenen Wellenlänge mehr als 90 %, bevorzugt mehr als 98 %, weiter bevorzugt mehr als 99 %, be sonders bevorzugt mehr als 99,5 % beträgt. Entsprechende Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil sie besonders sicher gegen einen ungewollten Energieein trag in die Zusammensetzung sind. Entsprechende Verdampfersysteme können so ausgelegt werden, dass im Wesentlichen nur die beabsichtigte von der Strah lenquelle bereitgestellte elektromagnetische Strahlung zum Absorber gelangt, und nicht etwa Streulicht aus der Umgebung. Dadurch lässt sich die Energiezu fuhr in die Zusammensetzung besonders sicher kontrollieren und die Lagerstabi- lität wird vorteilhaft erhöht. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber zumindest eine ebene Fläche, bevorzugt zwei ebene Flächen, besonders bevor zugt sechs ebene Flächen, aufweist und wobei die Strahlenquelle, der Strah lungsleiter, gegebenenfalls vorhandene Strahlenformer und der Absorber bei Verbindung des ersten und des zweiten Elements miteinander so angeordnet sind, dass die elektromagnetische Strahlung in einem Einfallswinkel von weniger als 45°, bevorzugt weniger als 20°, besonders bevorzugt weniger als 5°, ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen senkrecht, auf eine der ebenen Flächen des Absorbers auftrifft. In the context of the present invention, the term opaque means that a material is not transparent, or essentially not transparent. Correspondingly, opaque means that the absorption at a given wavelength is more than 90%, preferably more than 98%, more preferably more than 99%, particularly preferably more than 99.5%. Corresponding evaporator systems are preferred because they are particularly safe against unwanted energy entry into the composition. Corresponding evaporator systems can be designed in such a way that essentially only the intended electromagnetic radiation provided by the radiation source reaches the absorber, and not, for example, scattered light from the environment. As a result, the energy supply into the composition can be controlled particularly reliably and the storage stability is advantageously increased. An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the absorber has at least one flat surface, preferably two flat surfaces, particularly preferably six flat surfaces, and wherein the radiation source, the radiation guide, any radiation former and the absorber when the first and second elements are connected are arranged with one another in such a way that the electromagnetic radiation strikes one of the flat surfaces of the absorber at an angle of incidence of less than 45 °, preferably less than 20 °, particularly preferably less than 5 °, very particularly preferably essentially perpendicular.
In eigenen Studien hat sich gezeigt, dass die entsprechende relative Anordnung der Elemente zueinander vorteilhaft ist, weil Strahlungs- bzw. Energieverluste durch ungewollte Reflexion oder Streuung in diesen Systemen vorteilhafterweise minimiert werden und auch die Absorption im Absorber oft besonders gleichmä ßig ist. In our own studies it has been shown that the corresponding relative arrangement of the elements to one another is advantageous because radiation or energy losses due to unwanted reflection or scattering are advantageously minimized in these systems and the absorption in the absorber is often particularly even.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das Reservoir wenigstens in einem Abschnitt transparent ist, vorzugsweise transparent für sichtbares Licht, besonders bevorzugt transparent für elektromagnetische Strah lung deren Wellenlänge innerhalb von 20 %, bevorzugt innerhalb von 10 %, besonders bevorzugt innerhalb von 5 %, um das Intensitätsmaximum der Emis sion der Strahlenquelle liegt. An inventive evaporator system is preferred, the reservoir being transparent at least in one section, preferably transparent to visible light, particularly preferably transparent to electromagnetic radiation whose wavelength is within 20%, preferably within 10%, particularly preferably within 5% the maximum intensity of the emission of the radiation source is.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind vorteilhaft, weil sie dem Anwender nicht nur erlauben, den Füllstand im Reservoir von außen zu prüfen, sondern sie erlauben es besonders vorteilhaft, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung direkt durch die Wand des Reservoirs zu führen, sodass der Absorber im bzw. relativ zur Strahlenquelle hinter dem Reser voir angeordnet werden kann, was die Flexibilität bei der Anordnung der Elemen te besonders erhöht. Corresponding evaporator systems according to the invention are advantageous because they not only allow the user to check the fill level in the reservoir from the outside, but they also allow the electromagnetic radiation emitted by the radiation source to be guided directly through the wall of the reservoir so that the absorber in the or relative to the radiation source behind the reservoir can be arranged, which particularly increases the flexibility in the arrangement of the elemen te.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, umfassend einen ersten Absorber und einen zweiten Absorber sowie eine erste Strahlenquelle und eine zweite Strahlenquelle, wobei der erste und der zweite Absorber vorzugswei se mit unterschiedlichen, getrennten Abschnitten des Reservoirs verbunden sind und wobei die erste und die zweite Strahlenquelle ihr höchstes Emissionsmaxi mum vorzugsweise bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen, wobei sich die Absorptionsfähigkeit der beiden Absorber vorzugsweise bei zumindest einer der Wellenlängen des höchstes Emissionsmaximum der beiden Strahlenquellen um mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 70 %, besonders bevorzug mehr als 85 % unterscheiden. An inventive evaporator system is preferred, comprising a first absorber and a second absorber as well as a first radiation source and a second radiation source, the first and second absorbers preferably being connected to different, separate sections of the reservoir and wherein the first and second radiation sources have their highest emission maximum preferably at different wavelengths, the absorption capacity of the two absorbers preferably at least one of the wavelengths of the highest emission maximum of the two radiation sources by more than 50%, preferably more than 70%, particularly preferably differ by more than 85%.
Die Verwendung von zwei oder mehr Absorbern, bevorzugt aus unterschiedli chen Absorbermaterialien, ist für sich bereits bevorzugt, da es dadurch möglich wird, durch kontrollierte Führung der elektromagnetischen Strahlung entweder die Intensität der Verdampfung zu beeinflussen, nämlich dadurch, wie viele Ab sorber angestrahlt werden, oder auch eine selektive Ansteuerung verschiedener Absorber möglich ist, die mit verschiedenen Reservoirs oder räumlich getrennten Abschnitten des gleichen Reservoirs in Kontakt stehen. So ist es beispielsweise möglich, eine erste Verdampfung gezielt an einem ersten Absorber auszulösen, um in der Abkühlphase des ersten Absorbers bereits eine zweite Verdampfung an einem zweiten Absorber auszulösen, sodass das Verdampfersystem eine sehr geringe Latenz aufweist und quasi kontinuierlich verdampfte Zusammenset zungsportionen in einer präzise eingestellten Konzentration bereitstellen kann. The use of two or more absorbers, preferably made of different absorber materials, is already preferred in itself, as this makes it possible to either influence the intensity of the evaporation through controlled guidance of the electromagnetic radiation, namely by how many absorbers are irradiated, or a selective control of different absorbers is possible, which are in contact with different reservoirs or spatially separated sections of the same reservoir. For example, it is possible to trigger a first evaporation in a targeted manner on a first absorber in order to trigger a second evaporation on a second absorber during the cooling phase of the first absorber, so that the evaporation system has a very low latency and quasi continuously evaporated composition portions in a precise manner can provide set concentration.
Ganz besonders vorteilhaft wird dies mit zwei Strahlenquellen kombiniert, sodass die Intensität der Verdampfung durch das Zu- und Wegschalten der zusätzlichen Strahlenquelle gesteuert werden kann. Ganz besonders günstig ist es zudem, wenn die zwei Strahlenquellen unterschiedliche Emissionscharakteristika aufwei sen, d.h. wenn ein oder mehr Emissionsmaxima bei unterschiedlichen Wellen längen liegen, da dies (sofern der Absorber für diese Wellenlängen unterschiedli che Absorptionsfähigkeiten aufweist), unterschiedliche Betriebsmodi ermöglicht. Weisen die zwei Absorber bei zumindest einer der Wellenlängen des höchsten Emissionsmaximums der beiden Strahlenquellen eine unterschiedliche Absorpti onsfähigkeit auf, bevorzugt bei beiden Wellenlängen der höchsten Emissionsma xima, so lässt sich das resultierende Verdampfersystem besonders effizient steuern. Durch die gezielte Aktivierung einer oder beider Strahlenquellen können nämlich die zwei Absorber gleichzeitig, ggf. unterschiedlich stark, oder einzeln angesprochen werden, und damit beispielsweise festgelegt werden, aus wel chem Reservoir eine Verdampfung erfolgen soll. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das Verdamp fersystem für den Einsatz in einer tragbaren Verdampfungsvorrichtung, bevor zugt einem Handgerät, geeignet ist, bevorzugt in einer E-Zigarette oder einem Inhalator z.B. für medizinische Zwecke, wobei das erste Element vorzugsweise als Mehrwegteil ausgestaltet ist und das zweite Element vorzugsweise als Ein wegteil ausgestaltet ist, wobei es sich beim zweiten Element vorzugsweise um eine Kartusche handelt. Der Einsatz für medizinische Zwecke umfasst dabei insbesondere die Applikation von Medikamenten gegen Atemwegserkrankungen sowie von Schmerzmitteln. Bevorzugt sind die zwei auf die zwei Absorber abge- stimmten unterschiedlichen Emissionsmaxima der zwei Strahlenquellen in Form einer einzigen zweifarbigen Leuchtdiode realisiert. Dadurch wird eine starke Reduzierung des für die Strahlenquelle benötigten Bauraums bei gleichzeitiger Ausnutzung der oben beschriebenen Vorteile erreicht. This is particularly advantageously combined with two radiation sources so that the intensity of the evaporation can be controlled by switching the additional radiation source on and off. It is also particularly favorable if the two radiation sources have different emission characteristics, ie if one or more emission maxima are at different wavelengths, since this enables different operating modes (provided the absorber has different absorption capabilities for these wavelengths). If the two absorbers have a different absorption capacity at at least one of the wavelengths of the highest emission maximum of the two radiation sources, preferably at both wavelengths of the highest emission maxima, the resulting evaporator system can be controlled particularly efficiently. By specifically activating one or both radiation sources, the two absorbers can be addressed simultaneously, possibly with different strengths, or individually, and thus, for example, it can be determined from which reservoir an evaporation is to take place. A vaporizer system according to the invention is preferred, the vaporizer system being suitable for use in a portable vaporizing device, preferably a handheld device, preferably in an e-cigarette or an inhaler, e.g. for medical purposes, the first element preferably being designed as a reusable part and the second element is preferably designed as a one-way part, the second element preferably being a cartridge. The use for medical purposes includes in particular the application of drugs against respiratory diseases and painkillers. The two different emission maxima of the two radiation sources, which are matched to the two absorbers, are preferably implemented in the form of a single two-color light-emitting diode. As a result, the installation space required for the radiation source is greatly reduced while the advantages described above are used at the same time.
Während bei bekannten Inhalatoren für pulverförmige Medikamente der Inhalator in der Regel vor und/oder nach der Benutzung gereinigt oder gar darüberhinaus- gehend gewartet werden muss, ist dies bei einem erfindungsgemäßen Verdamp fersystem in der Regel nicht erforderlich, insbesondere da das Medikament, sei es in fester oder flüssiger Form, in dem Reservoir eingeschlossen ist. While in known inhalers for powdered medicaments the inhaler usually has to be cleaned before and / or after use or even serviced beyond that, this is usually not necessary in an evaporation system according to the invention, especially since the medicament, be it in solid or liquid form, enclosed in the reservoir.
Zudem kann ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem für verschiedene The- rapien zum Einsatz kommen, wozu entweder der Inhalt des Reservoirs im Hin blick auf die anzuwendende Therapie entsprechend eingebracht bzw. ausge tauscht wird, oder zweckmäßigerweise ein einem erfindungsgemäßen zweiten Element entsprechendes leeres oder mit einem ersten Medikament gefülltes Bauteil gegen ein anderes, ebenfalls einem erfindungsgemäßen zweiten Element entsprechendem Bauteil getauscht wird. In addition, a vaporizer system according to the invention can be used for various therapies, for which either the contents of the reservoir is introduced or exchanged accordingly with a view to the therapy to be applied, or expediently an empty or filled with a first drug corresponding to a second element according to the invention Component is exchanged for another component also corresponding to a second element according to the invention.
Auch kann ein individuelles, insbesondere manuelles, Beladen und vorausge hendes oder nachfolgendes Reinigen des Inhalators je Dosis oder Anwendung entfallen, wenn das Reservoir so groß gestaltet ist, dass es genug Raum für die Aufnahme von einer für mehrere Dosen bzw. Anwendungen ausreichenden Menge der Zusammensetzung verfügt. Da bei dem erfindungsgemäßen Verdampfer bzw. Inhalator das Medikament in Form von Dampf in der Regel vollständig in den zur Inhalation dienenden (Atem-) Luftstrom des Benutzers abgegeben wird, kann eine Reihe von weiteren Vortei len realisiert werden: Insbesondere treten typischerweise keine im Inhalator verbleibenden Reste des Medikaments nach der Anwendung auf, weil der Medi- kamentendampf, zumindest im Wesentlichen, nur im Luftstrom rekondensiert. Außerdem lässt sich ein besonders guter Anwendungserfolg erzielen, da durch die erfindungsgemäße Funktion die maximal durch den Patienten aufnehmbare Medikamentenmenge in den inhalierbaren Luftstrom abgebbar ist. Auch kann so eine Überdosierung des Medikaments durch Aufnahme von nicht entferntem Medikament bei nachfolgender Anwendung des Inhalators vermieden werden, was insbesondere im Hinblick auf eine gesteigerte Sicherheit für den Patienten vorteilhaft ist. Auch lässt sich so eine Steigerung der Kontrollmöglichkeiten bei der Behandlung des Patienten erreichen, da eine genauere Dosierung möglich ist. Individual, in particular manual, loading and prior or subsequent cleaning of the inhaler for each dose or application can be dispensed with if the reservoir is designed so large that there is enough space to accommodate an amount of the composition sufficient for several doses or applications disposes. Since in the vaporizer or inhaler according to the invention, the medicament in the form of vapor is usually completely released into the user's (breathing) air flow used for inhalation, a number of further advantages can be realized: In particular, there are typically none remaining in the inhaler Remnants of the medicament after application because the medicament vapor, at least essentially, only recondenses in the air flow. In addition, particularly good application success can be achieved, since the function according to the invention enables the maximum amount of medicament that can be absorbed by the patient to be released into the inhalable air stream. In this way, an overdosing of the medicament due to the intake of medicament which has not been removed during subsequent use of the inhaler can be avoided, which is advantageous in particular with regard to increased safety for the patient. An increase in the control options in the treatment of the patient can also be achieved in this way, since a more precise dosage is possible.
Zudem kommt das erfindungsgemäße Verdampfersystem ohne Dispergiermittel und Treibmittel (insbesondere Treibgase) aus, die insbesondere im medizini schen Umfeld oftmals ungünstig oder gar gesundheitsgefährdend sein können. Unter einem Treibgas ist hierbei insbesondere ein Gas zu verstehen, das einen gegenüber dem Umgebungsdruck erhöhten Druck aufweist und das in typischen herkömmlichen Inhalatoren dazu dient, das zu applizierende Medikament zu zerstäuben und zu beschleunigen. Auch kann auf eine Kompressionseinrichtung zur Erzeugung eines Luft- oder anderen Gasstroms, ebenso wie auf damit ein hergehende Totvolumen im Gehäuse des Inhalators verzichtet werden. So lässt sich eine Verringerung des erforderlichen Bauraums erreichen, da nur ein Luft kanal benötigt wird anstatt raumfordernder Druckkammern oder aufwendiger Federsysteme zum Vorspannen des Inhalators. Die geringeren Bauraumanforde rungen können wiederum insbesondere im Hinblick auf eine so ermöglichte Steigerung der Gestaltungsfreiheiten beim Design des Inhalators (z.B. kleinere, ansprechendere Designs sind möglich) vorteilhaft sein. In addition, the evaporator system according to the invention manages without dispersants and propellants (in particular propellant gases), which can often be unfavorable or even hazardous to health, particularly in the medical environment. In this context, a propellant gas is to be understood in particular as a gas which has a pressure that is higher than the ambient pressure and which is used in typical conventional inhalers to atomize and accelerate the medicament to be administered. It is also possible to dispense with a compression device for generating an air or other gas flow, as well as a dead volume associated therewith in the housing of the inhaler. This makes it possible to reduce the installation space required, since only one air duct is required instead of space-consuming pressure chambers or complex spring systems for pretensioning the inhaler. The lower installation space requirements can, in turn, be advantageous in particular with regard to an increase in design freedom in the design of the inhaler made possible in this way (e.g. smaller, more attractive designs are possible).
Bei einem erfindungsgemäßen Verdampfersystem bzw. Inhalator kann der Be nutzer dagegen das Medikament durch eigene Atemluft in die Lunge überführen, nachdem das Medikament verdampft wurde. Aufgrund des ermöglichten Ver zichts auf einen Einsatz von Treibmitteln zum Zerstäuben des Medikaments können bei der Benutzung herkömmlicher Inhalatoren mit Treibmitteln häufig auftretende Probleme beim Patienten, wie z.B. eine Reizung des Rachens oder Husten, effektiv vermieden werden. Auch entfällt ein bei herkömmlichen Inhalato ren sonst oftmals erforderliches manuelles Vorspannen des Inhalators zum Zer stäuben des Medikaments. So lässt sich die Benutzerfreundlichkeit insbesondere durch Vermeiden von manuellen Vorbereitungshandlungen vor der Anwendung des Inhalator verbessern. Da das erfindungsgemäße Verdampfersystem, insbesondere dessen Strah lungsquelle, elektrisch betrieben wird, lässt sich eine hohe Dosiergenauigkeit des Medikaments aufgrund der genauen Steuerbarkeit der Aktivitätsdauer der Strah lungsquelle erreichen. Dies fördert insbesondere die Anwendungsqualität, indem die verdampfte Menge des Medikaments an die individuellen Bedürfnisse des Benutzers bzw. Patienten sehr gut anpassbar und insbesondere auch im Sinne einer maximalen Dosis begrenzbar ist, was wiederum zu einer Steigerung der Anwendungssicherheit bei der Benutzung des Verdampfersystems bzw. Inhala tors genutzt werden kann. In the case of a vaporizer system or inhaler according to the invention, on the other hand, the user can transfer the drug into the lungs with his own breath, after the drug has evaporated. Owing to the fact that no propellants are used to atomize the medicament, it is possible, when using conventional inhalers with propellants, to effectively avoid problems that patients often encounter, such as irritation of the throat or coughing. There is also no need for manual pre-tensioning of the inhaler to atomize the drug, which is otherwise often required with conventional inhalers. In this way, the user-friendliness can be improved in particular by avoiding manual preparatory actions before using the inhaler. Since the vaporizer system according to the invention, in particular its radiation source, is operated electrically, a high degree of dosing accuracy of the drug can be achieved due to the precise controllability of the duration of activity of the radiation source. This particularly promotes the quality of use by the fact that the vaporized amount of the drug can be adapted very well to the individual needs of the user or patient and can in particular be limited in terms of a maximum dose, which in turn increases the safety of use when using the vaporizer system or inhala tors can be used.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das Reservoir ein oder mehrere Materialien umfasst, die ausgewählt sind aus der Gruppe be stehend aus Glas, Kristall, Metall, Keramik, Holz und Kunststoff, wobei das Re servoir bevorzugt eine weitere Außenhülle aufweist. An inventive evaporator system is preferred, the reservoir comprising one or more materials selected from the group consisting of glass, crystal, metal, ceramic, wood and plastic, the reservoir preferably having a further outer shell.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das Reservoir durch einen Beutel gebildet wird, wobei der Beutel vollständig oder teilweise aus Silikon, Gummi, Latex oder einem anderen geeigneten elastischen oder nicht elastischen Material, bevorzugt einem Kunststoff, gefertigt ist. Die Verwendung von Beuteln als Reservoir ist besonders vorteilhaft, da diese günstig zu fertigen sind und regelmäßig nur geringe Müllmengen anfallen. Zudem ist es vorteilhaf terweise nicht notwendig, im Reservoir ein Druckausgleich vorzusehen, da sich der Beutel bei gleichbleibendem Innendruck nötigenfalls kontrahiert. Darüber hinaus sind Beutel für bestimmte Anwendungen vorteilhaft, weil sie nicht splittern und dadurch mit weniger Gefahrenpotential verbunden sind. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das, bevorzugt starre, Reservoir mit einem Element zum Druckausgleich ausgestattet ist. An inventive evaporator system is preferred, the reservoir being formed by a bag, the bag being completely or partially made of silicone, rubber, latex or another suitable elastic or non-elastic material, preferably a plastic. The use of bags as reservoirs is particularly advantageous because they are inexpensive to manufacture and regularly only small amounts of waste arise. In addition, it is advantageously not necessary to provide pressure compensation in the reservoir, since the bag contracts if the internal pressure remains the same. In addition, bags are advantageous for certain applications because they do not splinter and are therefore associated with less potential for danger. An evaporator system according to the invention is preferred, the preferably rigid reservoir being equipped with an element for pressure equalization.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die elektrische Energiequelle ein Energiespeicher ist, bevorzugt eine Batterie oder eine Brenn stoffzelle, besonders bevorzugt eine Lithiumionenbatterie, insbesondere einen Lithiumpolymerakkumulator. An evaporator system according to the invention is preferred, the electrical energy source being an energy store, preferably a battery or a fuel cell, particularly preferably a lithium ion battery, in particular a lithium polymer accumulator.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Strahlen quelle dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung mit einer Intensität zu emittieren, die geeignet ist, dass der vom Absorber absorbierte und umgewan delte Teil der emittierten elektromagnetischen Strahlung in 1 bis 5 s, bevorzugt in 2 bis 4 s, besonders bevorzugt in 2,5 bis 3,5 s, zumindest 3 bis 9 mg, bevorzugt 5 bis 7 mg der Zusammensetzung verdampfen, bevorzugt genau eine vorbe stimmte Menge der Zusammensetzung, verdampfen kann. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation source being set up to emit electromagnetic radiation with an intensity that is suitable that the part of the emitted electromagnetic radiation absorbed and converted by the absorber in 1 to 5 s, preferably in 2 to 4 seconds s, particularly preferably in 2.5 to 3.5 s, at least 3 to 9 mg, preferably 5 to 7 mg of the composition evaporate, preferably exactly a predetermined amount of the composition can evaporate.
Entsprechende Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil sich in umfassenden Tests mit Verbrauchern, die das Dampferlebnis mit einem nikotinhaltigen Liquid bewerten sollten, gezeigt hat, dass die angegebenen Mengen an verdampfter Zusammensetzung für das Dampfempfinden, insbesondere im Vergleich zum Rauchen einer Zigarette, zumeist als vorteilhaft wahrgenommen wird. Günstiger weise lässt sich die verdampfte Menge an Zusammensetzung im erfindungsge mäßen Verdampfersystem durch Einstellung der Leistung der Strahlenquelle sehr genau und zuverlässig einstellen. Corresponding vaporizer systems are preferred because extensive tests with consumers who should evaluate the vaping experience with a nicotine-containing liquid have shown that the specified amounts of vaporized composition are mostly perceived as advantageous for the sensation of vapor, especially in comparison to smoking a cigarette . The evaporated amount of composition in the evaporator system according to the invention can advantageously be adjusted very precisely and reliably by adjusting the power of the radiation source.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Strahlen quelle dazu eingerichtet ist kontinuierliche und/oder gepulst betrieben zu werden, bevorzugt gepulst, bevorzugt mit Pulsdauern im Bereich von 0,2ms bis 2000ms, bevorzugt 1 ms bis 1000ms weiter bevorzugt 10ms bis 500ms, ganz besonders bevorzugt 10ms bis 100ms. Für bestimmte Anwendungen, insbesondere solche mit einer LED als Strahlenquelle, ist es bevorzugt, die Pulsdauer im Bereich von 0,5 bis 20ms, bevorzugt 1 bis 10ms, zu wählen. Bevorzugt wird die Auswahl der Pulsdauern in Abhängigkeit der thermischen Zeitkonstante des Absorbers getrof fen. Die thermische Zeitkonstante beschreibt in diesem Zusammenhang die absorberspezifische Zeit, in der die von dem Absorber abgegebene Wärmeener- gie auf 50 % der zuvor absorbierten Energie abgefallen ist. In eigenen Testreihen hat sich gezeigt, dass ein gepulster Betrieb der Strahlenquellen regelmäßig für einen besseren Energieeintrag in den Absorber sorgt und damit indirekt einen besseren Energieeintrag in die Zusammensetzung ermöglicht. Ohne an diese Theorie gebunden sein zu wollen, wird dies darauf zurückgeführt, dass der Ab sorber zwischen den Pulsen im gewissen Maße Zeit hat, dem Gleichgewichtszu stand entgegenzustreben. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation source being set up to be operated continuously and / or pulsed, preferably pulsed, preferably with pulse durations in the range from 0.2 ms to 2000 ms, preferably 1 ms to 1000 ms, more preferably 10 ms to 500 ms, very particularly preferably 10 ms to 100 ms. For certain applications, in particular those with an LED as a radiation source, it is preferred to select the pulse duration in the range from 0.5 to 20 ms, preferably 1 to 10 ms. The pulse duration is preferably selected as a function of the thermal time constant of the absorber. In this context, the thermal time constant describes the absorber-specific time in which the heat energy emitted by the absorber energy has dropped to 50% of the previously absorbed energy. Our own series of tests has shown that pulsed operation of the radiation sources regularly ensures better energy input into the absorber and thus indirectly enables better energy input into the composition. Without wishing to be bound by this theory, this is attributed to the fact that the absorber has a certain amount of time between the pulses to strive towards equilibrium.
Bevorzugt kann die Strahlenquelle während einer Einschaltdauer kontinuierlich und während einer sich an die Einschaltdauer anschließenden Zeitdauer gepulst betrieben werden. Die Einschaltdauer hat vorzugsweise eine Dauer von 1ms bis 1000ms, bevorzugt 10ms bis 1000ms, weiter bevorzugt 100ms bis 1000ms. The radiation source can preferably be operated continuously during a switch-on period and in a pulsed manner during a period following the switch-on period. The switch-on duration preferably has a duration of 1 ms to 1000 ms, preferably 10 ms to 1000 ms, more preferably 100 ms to 1000 ms.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Strahlen quelle dazu eingerichtet ist, in einem zweiten Betriebsmodus als Strahlungs sensor, insbesondere als Infrarotsensor zu fungieren. Entsprechende Verdamp fersysteme sind besonders vorteilhaft, weil sie ohne das Hinzufügen eines weite ren Bauteils und mit lediglich minimalen Änderungen in der Ansteuerung der zum Energieeintrag in den Absorber verwendete Strahlenquelle auch dazu benutzt werden kann, Strahlung zu detektieren. Dies lässt sich beispielsweise einsetzen, um durch die Detektion von Infrarotstrahlung eine Aussage über die Temperatur der Komponenten im ersten Element zu treffen. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation source being set up to function as a radiation sensor, in particular as an infrared sensor, in a second operating mode. Corresponding evaporator systems are particularly advantageous because they can also be used to detect radiation without the addition of a wider component and with only minimal changes in the control of the radiation source used to introduce energy into the absorber. This can be used, for example, to make a statement about the temperature of the components in the first element by detecting infrared radiation.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das Verdamp fersystem zumindest zwei Strahlenquellen umfasst, die vorzugsweise separat und unabhängig voneinander gesteuert werden können. An evaporator system according to the invention is preferred, the evaporator system comprising at least two radiation sources which can preferably be controlled separately and independently of one another.
Erfindungsgemäße Verdampfersysteme mit einer Strahlenquelle für monochro matische elektromagnetische Strahlung sind besonders präzise einzustellen und erlauben es, den Absorber ganz genau auf die spezifische Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung abzustimmen. Solche zumeist laserbasierten Verdampfersysteme sind angesichts der häufig komplizierten apparativen Vo raussetzung und der Anfälligkeit für Erschütterungen und Verschmutzungen jedoch derzeit vor allen Dingen für stationäre Verdampfersysteme interessant, in denen das erste Element stabiler ausgelegt werden kann und auch erschütte- rungssensitive Komponenten sicher aufnehmen kann. Auch wenn es für mobile Anwendungen prinzipiell vorstellbar ist, eine quasi-monochromatische elektro magnetische Strahlung durch den Einsatz von Filtern zu erzeugen, so kann dies doch mit unerwünschten Effizienzverlusten einhergehen. Deswegen ist es be sonders vorteilhaft, grundsätzlich Strahlenquellen zu verwenden, die inhärent zwar nicht monochromatisch sind, aber von sich aus eine niedrige spektrale Bandbreite aufweisen. Dabei hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, dass es von einem Kosten-Nutzen-Standpunkt aus betrachtet häufig nicht ratsam ist, zu viel Geld in das Bemühen zu investieren, im Bereich von bereits niedrigen spektralen Bandbreiten noch eine weitere minimale Verbesserung zu erreichen. Evaporator systems according to the invention with a radiation source for monochromic electromagnetic radiation can be set particularly precisely and allow the absorber to be matched very precisely to the specific wavelength of the electromagnetic radiation. Such mostly laser-based evaporator systems are, in view of the often complicated apparatus requirements and the susceptibility to vibrations and contamination, currently primarily of interest for stationary evaporator systems in which the first element can be designed to be more stable and also vibrate. can safely accommodate heat-sensitive components. Even if it is in principle conceivable for mobile applications to generate a quasi-monochromatic electromagnetic radiation through the use of filters, this can still be accompanied by undesirable losses in efficiency. It is therefore particularly advantageous to use radiation sources that are not inherently monochromatic, but inherently have a low spectral bandwidth. In practice, however, it has been shown that, from a cost-benefit point of view, it is often not advisable to invest too much money in efforts to achieve a further minimal improvement in the range of already low spectral bandwidths.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die elektromag netische Strahlung monochromatisch ist oder zumindest 90 % der Intensität in einen Wellenlängenbereich von +- 20 %, bevorzugt +- 10 %, besonders bevor zugt +- 5 %, um das Intensitätsmaximum herum aufweist, ganz besonders be vorzugt um das Intensitätsmaximum herum eine spektrale Bandbreite bei 50 % der Maximalintensität von 5 bis 70nm, bevorzugt 10 bis 50nm, besonders bevor zugt, 15 bis 30nm aufweist. An inventive evaporator system is preferred, the electromagnetic radiation being monochromatic or having at least 90% of the intensity in a wavelength range of + - 20%, preferably + - 10%, particularly preferably + - 5%, around the maximum intensity, very particularly preferably around the intensity maximum has a spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity of 5 to 70 nm, preferably 10 to 50 nm, particularly preferably 15 to 30 nm.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die elektromag netische Strahlung das höchste Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich zwischen 10 cm und 120nm, bevorzugt zwischen 1 cm und 200nm, besonders bevorzugt zwischen 1 mm und 280nm, ganz besonders bevorzugt zwischen 50pm und 380nm, insbesondere bevorzugt zwischen 500nm und 350nm. An inventive evaporator system is preferred, the electromagnetic radiation having the highest intensity maximum in the wavelength range between 10 cm and 120 nm, preferably between 1 cm and 200 nm, particularly preferably between 1 mm and 280 nm, very particularly preferably between 50 pm and 380 nm, particularly preferably between 500 nm and 350nm.
Wie vorstehend erläutert, ist die Erfindung auch deswegen so vorteilhaft, weil das zugrundeliegende Konzept prinzipiell für eine große Bandbreite an elektromagne tischen Strahlungen einsetzbar ist. Unter dem Gesichtspunkt der Alltagspraktika bilität, gerade unter Sicherheitsaspekten, ist jedoch klar ersichtlich, warum der Einsatz von Strahlungen im vorstehend angegebenen Bereich, insbesondere zwischen Infrarot und UV, besonders bevorzugt ist. As explained above, the invention is also so advantageous because the underlying concept can in principle be used for a wide range of electromagnetic radiation. From the point of view of everyday practicality, especially from the point of view of safety, it is clear why the use of radiation in the range specified above, in particular between infrared and UV, is particularly preferred.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest zu 50 %, bevorzugt zumindest zu 75 %, besonders bevor- zugt zumindest zu 90 %, zu absorbieren und zumindest zu 20 %, bevorzugt zumindest zu 50 %, besonders bevorzugt zumindest zu 75 %, ganz besonders bevorzugt zumindest zu 90 % in thermische Energie umzuwandeln und/oder zumindest zu 20 %, bevorzugt zumindest zu 50 %, besonders bevorzugt zumin- dest zu 75 %, ganz besonders bevorzugt zumindest zu 90 % als elektromagneti sche Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu emittieren, mit der Maßgabe, dass nie mehr als 100% der absorbierten elektromagnetischen Strahlung umgewandelt wird. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber being set up to absorb at least 50% of the electromagnetic radiation emitted by the radiation source, preferably at least 75%, particularly preferably agrees to absorb at least 90% and to convert at least 20%, preferably at least 50%, particularly preferably at least 75%, very particularly preferably at least 90% into thermal energy and / or at least 20%, preferably at least 50% %, particularly preferably at least 75%, very particularly preferably at least 90%, as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, with the proviso that never more than 100% of the absorbed electromagnetic radiation is converted.
Entsprechende Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil sie Verluste durch eine unzureichende Absorption minimieren, wobei der Absorber durch die Wahl eines geeigneten Materials bzw. geeigneten Beschichtung, sowie einer passenden Geometrie- und Oberflächenstruktur, die insbesondere auf die Anordnung zur Strahlenquelle abgestimmt sein sollte, entsprechend eingerichtet werden kann. Ebenfalls durch die Wahl des Materials lässt sich für den Fachmann steuern, ob die Strahlung mehrheitlich in thermische Energie oder in emittierte elektromagne tische Strahlung erhöhter Wellenlänge geht. Corresponding evaporator systems are preferred because they minimize losses due to inadequate absorption, the absorber being set up accordingly by choosing a suitable material or suitable coating, as well as a suitable geometry and surface structure, which should in particular be matched to the arrangement in relation to the radiation source can. The person skilled in the art can also control through the choice of material whether the majority of the radiation goes into thermal energy or into emitted electromagnetic radiation of increased wavelength.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Absorpti onseigenschaften des Absorbers durch eine Beschichtung erzeugt und/oder modifiziert werden. Entsprechende Verdampfersysteme sind ganz besonders bevorzugt, weil sich in eigenen Experimenten erfreulicherweise gezeigt hat, dass sich durch die Wahl geeigneter Beschichtung die Absorptionseigenschaften des Absorbers gezielt steuern lassen. Insbesondere lässt sich durch die Beschichtung ansonsten nicht absorbierender Bauteile, beispielsweise Teile des Reservoirs, aus diesen zumin- dest abschnittsweise ein Absorber im Sinne der vorliegenden Erfindung erzeu gen. Geeignete Beschichtungen sind durch die Wahl geeigneter Farbstoffe auf die Strahlenquelle abgestimmt. Geeignete Pigmente für eine entsprechende Beschichtung sind beispielsweise Vantablack, ein auf Kohlenstoffnanoröhren basierendes Material, oder Pigmente wie Mars Black (ein Eisenoxidpigment), Ruß, Holzkohle, Kernschwarz, Schieferschwarz oder Frankfurter Schwarz. Alter nativ kann die Oberfläche von als Absorber vorgesehenen Bauteilen auch selek tiv durch eine geeignete Oberflächenbehandlung in ihrer Absorption erhöht wer- den, beispielsweise durch das chemische Ätzen einer Nickel-Phosphor- Legierung, wobei die resultierende Oberfläche als Super Black bekannt ist. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorption properties of the absorber being generated and / or modified by a coating. Corresponding evaporator systems are particularly preferred because our own experiments have shown that the absorption properties of the absorber can be controlled in a targeted manner by choosing a suitable coating. In particular, by coating otherwise non-absorbing components, for example parts of the reservoir, an absorber within the meaning of the present invention can be generated from them at least in sections. Suitable coatings are matched to the radiation source by the choice of suitable dyes. Suitable pigments for a corresponding coating are, for example, Vantablack, a material based on carbon nanotubes, or pigments such as Mars Black (an iron oxide pigment), carbon black, charcoal, core black, slate black or Frankfurt black. Alternatively, the surface of the components provided as absorbers can also be selectively increased in their absorption through a suitable surface treatment. by chemical etching of a nickel-phosphorus alloy, the resulting surface being known as super black.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber eine strukturierte Oberfläche mit einer mittleren Oberflächenrauigkeit Ra im Bereich von 0,2pm bis 1mm, bevorzugt 1pm bis 500pm, vorzugsweise im Be reich von 2pm bis 100pm, aufweist, so dass die Benetzbarkeit des Absorbers und/oder die Absorptionsfähigkeit des Absorbers in Bezug auf die absorbierte elektromagnetische Strahlung verändert, insbesondere verbessert, wird. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber having a structured surface with an average surface roughness Ra in the range from 0.2 pm to 1 mm, preferably 1 pm to 500 pm, preferably in the range from 2 pm to 100 pm, so that the wettability of the absorber and / or the absorption capacity of the absorber in relation to the absorbed electromagnetic radiation is changed, in particular improved.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber eine Membran aufweist, die durch die Wechselwirkung mit der elektromagneti schen Strahlung in mechanische Schwingung versetzt werden kann und dadurch geeignet ist, die flüssige Zusammensetzung zu zerstäuben. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber having a membrane which can be set into mechanical vibration by interaction with the electromagnetic radiation and is therefore suitable for atomizing the liquid composition.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber zumindest abschnittsweise eine hohe Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,3 W/(m*K), vorzugsweise mehr als 20 W/(m*K), weiter vorzugsweise mehr als 100An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber at least in sections having a high thermal conductivity of more than 0.3 W / (m * K), preferably more than 20 W / (m * K), more preferably more than 100
W/(m*K) aufweist, wobei der Absorber vorzugsweise zudem abschnittsweise eine niedrige Wärmeleitfähigkeit von weniger als 10 W/(m*K), vorzugsweise weniger als 5 W/(m*K), mehr vorzugsweise weniger als 0,5 W/(m*K), sehr bevorzugt weniger als 0,3 W/(m*K) aufweist. Eine hohe Wärmeleitfähigkeit führt zu einem Vorwärmen der Zusammensetzung benachbart zum Absorber. Dadurch kann bei einer flüssigen Zusammensetzung vorteilhaft die Viskosität der Zusammenset zung beeinflusst werden, bevorzugt zu einer Herabsetzung der Viskosität, beein flusst werden. Eine niedrige Wärmeleitfähigkeit des Absorbers führt zu einer optimierten lokalen Energieeintrag. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber im Reservoir angeordnet ist, vorzugsweise am Boden des Reservoirs, im Boden eingelassen, an einer Wand des Reservoirs und/oder in eine Wand eingelassen, wobei der Absorber vorzugsweise durch einen Bereich des Reservoirs stoff schlüssig umschlossen ist. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber einen Teil der Außenhülle des Reservoirs bildet. W / (m * K), the absorber preferably also having a low thermal conductivity of less than 10 W / (m * K), preferably less than 5 W / (m * K), more preferably less than 0.5 W, in sections / (m * K), very preferably less than 0.3 W / (m * K). A high thermal conductivity leads to a preheating of the composition adjacent to the absorber. As a result, in the case of a liquid composition, the viscosity of the composition can advantageously be influenced, preferably to reduce the viscosity. A low thermal conductivity of the absorber leads to an optimized local energy input. An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the absorber is arranged in the reservoir, preferably at the bottom of the reservoir, embedded in the ground, on a wall of the reservoir and / or embedded in a wall, the absorber preferably being firmly enclosed by an area of the reservoir . An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber forming part of the outer shell of the reservoir.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber eine niedrige Wärmekapazität aufweist, besonders bevorzugt eine niedrigere Wärmekapazität als die mittlere Wärmekapazität der im Reservoir verwendeten Materialien, besonders bevorzugt der Materialien, die mit dem Absorber in Kon takt stehen, aufweist. Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil ein Absorber mit einer niedrigen Wärmekapazität besonders schnell auf Temperaturänderungen reagieren kann, da der Absorber eine soge- nannte geringe thermische Masse aufweist. Entsprechende Verdampfersysteme sind entsprechend weniger träge als vergleichbare Systeme und stehen nach einem abgeschlossenen Verdampfungsintervall schneller wieder im Ausgangs zustand zur Verfügung. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber having a low thermal capacity, particularly preferably a lower thermal capacity than the average thermal capacity of the materials used in the reservoir, particularly preferably the materials which are in contact with the absorber. Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because an absorber with a low thermal capacity can react particularly quickly to temperature changes, since the absorber has what is known as a low thermal mass. Corresponding evaporation systems are accordingly less sluggish than comparable systems and are available again in their original state more quickly after a completed evaporation interval.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber mit einem zusätzlichen Wärmeleiter verbunden ist, der dazu eingerichtet ist, die thermische Energie vom Absorber zu einem Verdampfungsbereich zu leiten, in dem die Zusammensetzung verdampft werden kann, wobei der Wärmeleiter vorzugsweise Metall, Halbleiter, Glas Keramik, Kunststoff oder Heatpipes um fasst, wobei der Wärmeleiter bevorzugt eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 0,3 W/(m*K), vorzugsweise mehr als 20 W/(m*K), weiter vorzugsweise mehr als 100An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber being connected to an additional heat conductor which is set up to conduct the thermal energy from the absorber to an evaporation area in which the composition can be evaporated, the heat conductor preferably being metal, semiconductor, glass ceramic , Plastic or heat pipes, the heat conductor preferably having a thermal conductivity of more than 0.3 W / (m * K), preferably more than 20 W / (m * K), more preferably more than 100
W/(m*K) , aufweist. W / (m * K).
Aus baulichen Gründen kann es bevorzugt sein, die Erzeugung der Wärmeener gie im Absorber räumlich von der Verdampfung der Zusammensetzung zu tren nen. In diesem Fall ist es notwendig, die im Absorber erzeugte thermische Ener- gie über einen Wärmeleiter zu einem Verdampfungsbereich zu leiten, also einem Bereich, in dem die Zusammensetzung am Wärmeleiter mit der vom Absorber erhaltenen thermischen Energie verdampft wird. Dementsprechend sind entspre chende Verdampfersysteme bevorzugt, weil sie eine noch weiter erhöhte Flexibi lität hinsichtlich der Anordnung der im Verdampfersystem verwendeten Kompo- nenten erlauben. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei das Verdamp fersystem zumindest zwei separate Absorber umfasst, wobei die zwei Absorber vorzugsweise mit zwei voneinander separierten Abschnitten des Reservoirs in Kontakt stehen. For structural reasons, it may be preferred to spatially separate the generation of the thermal energy in the absorber from the evaporation of the composition. In this case it is necessary to conduct the thermal energy generated in the absorber via a heat conductor to an evaporation area, ie an area in which the composition is evaporated on the heat conductor with the thermal energy obtained from the absorber. Corresponding evaporator systems are accordingly preferred because they allow even greater flexibility with regard to the arrangement of the components used in the evaporator system. An evaporator system according to the invention is preferred, the evaporator system comprising at least two separate absorbers, the two absorbers preferably being in contact with two sections of the reservoir that are separated from one another.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Zusammen setzung fest oder flüssig, bevorzugt flüssig, ist, wobei die Zusammensetzung bevorzugt eine Lösung, bevorzugt eine wässrige Lösung, ein Öl, ein Gel, ein Pulver oder eine Paste ist. An inventive evaporator system is preferred, the composition being solid or liquid, preferably liquid, the composition preferably being a solution, preferably an aqueous solution, an oil, a gel, a powder or a paste.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei die Strahlungs leitung im Strahlungsleiter auf Total- und/oder Teilreflexion basiert. Mit anderen Worten kann der Strahlungsleiter ein Material aufweisen, das die von der Strah lenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung nach dem Prinzip der Reflexi on der elektromagnetischen Strahlung an den Grenzflächen des Strahlungslei ters leitet. Derartige Materialien sind dem Fachmann im Zusammenhang mit der Lichtwellenleitung durch Glasfasern bekannt. Der Strahlungsleiter kann bei spielsweise ein Glas, z.B. in Form von Glasfasern, oder einen Kunststoff, bspw. PMMA oder Polycarbonat, aufweisen, der für den Zweck der Strahlungsleitung in Bezug auf die elektromagnetische Strahlung geeignet ist. Der Strahlungsleiter kann sowohl eine reine lichtleitende Wirkung als auch eine die elektromagneti sche Strahlung beeinflussende Wirkung haben, wobei er dann auch als Strahlen former wirkt. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conduction in the radiation conductor being based on total and / or partial reflection. In other words, the radiation conductor can have a material which guides the electromagnetic radiation emitted by the radiation source according to the principle of reflection on the electromagnetic radiation at the interfaces of the radiation conductor. Such materials are known to those skilled in the art in connection with optical waveguide through glass fibers. The radiation conductor can, for example, comprise a glass, e.g. in the form of glass fibers, or a plastic, e.g. PMMA or polycarbonate, which is suitable for the purpose of conducting radiation with respect to electromagnetic radiation. The radiation conductor can have both a pure light-guiding effect and an effect influencing the electromagnetic radiation, in which case it also acts as a beam former.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter in zumindest eine Richtung transparent für zumindest einen Teil der von der Strahlenquelle emittierten Strahlung, vorzugsweise für Strahlung mit der Wellen länge am Intensitätsmaximum, ist. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor being transparent in at least one direction for at least part of the radiation emitted by the radiation source, preferably for radiation with the wavelength at the maximum intensity.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter evakuierte Abschnitte umfasst. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor comprising evacuated sections.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter ein oder mehrere strahlungsleitende Materialien umfasst, welche ausge wählt sind aus der Gruppe bestehend aus Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen, bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Gläsern, Kunststoffe, mineralische Werkstoffe, organische Flüssigkeiten, Luft und Aerosole, und be sonders bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus dotierten und nicht-dotierten Quarzgläsern, Kunstharz, Polyethylen, Polyurethan, Polyethyl- terephtalat, Polypropylen, Polycyclohexylendimethylenterephthalat, mineralische Kristalle, Saphire, Bergkristalle, Diamant, Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin und Luft. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor comprising one or more radiation-guiding materials which are selected from the group consisting of solids, liquids and gases, preferably selected from the group consisting of glasses, plastics, Mineral materials, organic liquids, air and aerosols, and are particularly preferably selected from the group consisting of doped and non-doped quartz glasses, synthetic resin, polyethylene, polyurethane, polyethylene terephthalate, polypropylene, polycyclohexylene dimethylene terephthalate, mineral crystals, sapphires, rock crystals, diamond , Ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and air.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter zur Anpassung der Strahlungsleitung Linsen, insbesondere Konkav- und/oder Konvexlinsen, und/oder vollspiegelnde oder teilspiegelnde Spiegel, insbesondere Konkav- und/oder Konvexpiegel, und/oder optische Resonatoren umfasst und/oder prisma-artig und/oder in unterschiedlich leitende Bereiche segmentiert ausgeführt ist. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor comprising lenses, in particular concave and / or convex lenses, and / or fully reflecting or partially reflecting mirrors, in particular concave and / or convex mirrors, and / or optical resonators and / or prisms to adapt the radiation line -like and / or segmented into different conductive areas.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter zumindest abschnittsweise quaderförmig, kugelförmig, ringförmig, torusför- mig, scheibenförmig, U-Scheibenförmig, streifenförmig, würfelförmig, strangför mig, strangförmig verdickend, strangförmig verjüngend, gebogen, gekrümmt, asymmetrisch und/oder symmetrisch ausgeführt ist. An inventive evaporator system is preferred, the radiation conductor at least partially cuboid, spherical, ring-shaped, toroidal, disc-shaped, U-disk-shaped, strip-shaped, cube-shaped, strand-shaped, strand-shaped thickening, strand-shaped tapering, curved, curved, asymmetrical and / or symmetrical is executed.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter zumindest abschnittsweise ringförmig oder halbkreisförmig um den Absor- ber herum angeordnet ist. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation conductor being arranged at least in sections in a ring or semicircle around the absorber.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil eine zumindest abschnittsweise ringförmige Anordnung des Strahlungsleiters um den Absorber herum zu einer besonders großflächigen Bestrahlung des Absorbers führt, was in einer besonders effizienten Ausnutzung der vom Absorber zur Ver- fügung stehende Oberfläche zur Folge hat, und damit im Verhältnis zur Masse des Absorbers eine besonders hohe Absorption und damit Erzeugung von ther mischer Energie und/oder elektromagnetischer Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge verursacht. Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because an at least partially ring-shaped arrangement of the radiation conductor around the absorber leads to a particularly large-area irradiation of the absorber, which results in a particularly efficient use of the surface available from the absorber, and thus in proportion to the mass of the absorber causes a particularly high absorption and thus the generation of ther mix energy and / or electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs- leiter kontrolliert hergestellte oder statistisch erzeugte Kanäle, bevorzugt kapillare Kanäle, aufweist, die durch den Strahlungsleiter führen und/oder poröse Ab schnitte aufweist. An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the radiation guide is controlled produced or statistically produced channels, preferably capillary Channels, which lead through the radiation conductor and / or porous sections from.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Strahlungs leiter Bereiche mit höherem oder niedrigerem Ordnungsgrad aufweist, die zu mindest abschnittsweise andere physikalische Eigenschaften aufweisen, als der übrige Strahlungsleiter, und/oder wobei der Strahlungsleiter vorzugsweise ab schnittsweise opak ist. An evaporator system according to the invention is preferred, wherein the radiation conductor has areas with a higher or lower degree of order, which at least in sections have different physical properties than the rest of the radiation conductor, and / or wherein the radiation conductor is preferably partially opaque.
Ganz besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, zu sätzlich umfassend ein kapillares oder poröses Material, welches derart zwischen dem Reservoir und dem Absorber angeordnet ist, dass der Transport einer flüs sigen Zusammensetzung aus dem Reservoir zum Absorber durch Kapillarkräfte ermöglicht wird, wobei vorzugsweise zumindest eine Seite des Absorbers voll ständig von dem kapillaren oder porösen Material bedeckt wird. Bei dem kapilla ren oder porösen Material kann es sich um einen Docht handeln, wie er so ähn lich auch in Docht-Wendel-Systemen eingesetzt wird. Very particularly preferred is an inventive evaporator system, additionally comprising a capillary or porous material, which is arranged between the reservoir and the absorber in such a way that the transport of a liquid composition from the reservoir to the absorber is made possible by capillary forces, preferably at least one side of the absorber is completely covered by the capillary or porous material. The capillary or porous material can be a wick of the kind used in wick-coil systems.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil durch das kapillare oder poröse Material der Transport der flüssigen Zusammen setzung aus dem Reservoir hin zum Absorber befördert wird. Das entsprechende poröse Material saugt sich mit der Zusammensetzung voll und stellt diese in der Nähe des Absorbers zur Verfügung, sodass dieses dort verdampft werden kann. Dadurch wird nicht nur der unkontrollierte Fluss der Zusammensetzung hin zum Absorber oder durch diesen hindurch (oder sogar an diesem vorbei) aus der Kartusche heraus verhindert oder zumindest verlangsamt, sondern es wird auch unabhängig von der Orientierung des Verdampfersystems und des Füllzustands im Reservoir sichergestellt, dass stets genug Zusammensetzung in der Nähe des Absorbers vorliegt, um eine ausreichende Verdampfung sicherzustellen und damit auch das Auftreten des Leidenfrost-Effekts am Absorber zu verhindern oder zu verringern. Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because the transport of the liquid composition from the reservoir to the absorber is promoted by the capillary or porous material. The corresponding porous material soaks up the composition and makes it available in the vicinity of the absorber so that it can be evaporated there. This not only prevents or at least slows down the uncontrolled flow of the composition to the absorber or through it (or even past it) out of the cartridge, but it is also ensured, regardless of the orientation of the evaporator system and the fill level in the reservoir, that there is always enough composition in the vicinity of the absorber to ensure sufficient evaporation and thus also to prevent or reduce the occurrence of the Leidenfrost effect on the absorber.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, zusätzlich umfassend ein oder mehr Sensoreinheiten, wobei die ein oder mehr Sensoreinheiten aus gewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Strahlungssensoren, insbesondere Infrarotsensoren, Temperatursensoren, Drucksensoren, Durchflusssensoren, Strommessgeräte, Spannungsmessgeräte, Lagesensoren, Massenstromsenso ren, Volumenstromsensoren, Füllstandssensoren zur Bestimmung des Füllstan des im Tank, optische Sensoren, chemische Sensoren, chemische Analysevor richtungen. An inventive evaporator system, additionally comprising one or more sensor units, is preferred, the one or more sensor units being selected from the group consisting of radiation sensors, in particular Infrared sensors, temperature sensors, pressure sensors, flow sensors, current measuring devices, voltage measuring devices, position sensors, mass flow sensors, volume flow sensors, level sensors for determining the level in the tank, optical sensors, chemical sensors, chemical analysis devices.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind bevorzugt, weil es mit ihnen möglich ist, umfassende Informationen über das Verdampfersystem zu gewinnen, auch während des Betriebes. Dies ermöglicht eine besonders genaue Überwachung des Systems und ermöglicht es so beispielsweise, sich ankündi gende oder bereits auftretende Fehler frühzeitig zu erkennen. Über geeignete Sensoren, beispielsweise Drucksensoren und Durchflusssensoren, lässt sich gerade bei medizinischen Anwendungen zudem sicherstellen, dass die Patienten die vorgesehene Menge an Inhalat, d.h. der verdampften Zusammensetzung, tatsächlich aufgenommen haben. Durch Temperatursensoren oder chemischen Sensoren lässt sich darüber hinaus feststellen, ob die Betriebsbedingungen des Verdampfersystems ggf. zur Entstehung von unerwünschten, schädlichen Sub stanzen geführt haben oder ob davon, basierend auf der gemessenen Tempera tur, zumindest auszugehen ist. Bevorzugt sind die ein oder mehreren Sensorein heiten mit einer Not-Aus-Vorrichtung verknüpft, die im Falle der Überschreitung bestimmter Messwerte die Fortsetzung des Betriebs verhindert. Corresponding evaporator systems according to the invention are preferred because they make it possible to obtain comprehensive information about the evaporator system, even during operation. This enables particularly precise monitoring of the system and thus enables, for example, upcoming or already occurring errors to be recognized at an early stage. Using suitable sensors, for example pressure sensors and flow sensors, it can also be ensured, especially in medical applications, that the patient has actually ingested the intended amount of inhalant, i.e. the vaporized composition. Temperature sensors or chemical sensors can also be used to determine whether the operating conditions of the evaporator system may have led to the formation of undesirable, harmful substances or whether this can at least be assumed based on the measured temperature. The one or more sensor units are preferably linked to an emergency stop device which prevents operation from continuing in the event that certain measured values are exceeded.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, zusätzlich umfassend einen ergänzenden Tank zur Aufnahme von sauberer Luft, wobei der ergänzen de Tank vorzugsweise ein Druckbehälter ist. An inventive evaporator system, additionally comprising a supplementary tank for receiving clean air, is preferred, the supplementary tank preferably being a pressure vessel.
Entsprechende erfindungsgemäße Verdampfersysteme sind ganz besonders bevorzugt für medizinische Applikationen. Die tiefe Inhalation der verdampften Zusammensetzung, die mit Blick auf die ausreichende Applikation des Wirkstof fes oft wünschenswert und erforderlich ist, kann den Patienten grundsätzlich einem erhöhten Risiko aussetzen, da natürlich auch andere, potentiell uner wünschte, Bestandteile mit der aufgenommenen Atemluft besonders tief in die Lunge eindringen können. Gerade in Großstädten und Metropolen ist die Luft qualität, insbesondere hinsichtlich der Smog- und Feinstaubbelastung, jedoch in einigen Fällen so schlecht, dass es für einen Patienten mit Atemwegserkrankun- gen potentiell ungesund sein kann, so tief zu inhalieren. Ebenso entsteht ein Risiko, wenn die Applikation beispielsweise in einem gut gefüllten Krankenhaus erfolgt, wo nicht auszuschließen ist, dass beispielsweise durch Tröpfcheninfekti on übertragbare Krankheiten bei der Inhalation des Wirkstoffes aufgenommen werden, beispielsweise von dem hustenden Sitznachbarn im Wartebereich. Deshalb ist besonders positiv, dass mit dem bevorzugten Verdampfersystem kontrolliert saubere Frischluft aus einem ergänzenden Tank bereitgestellt werden kann, wodurch diese Probleme umgangen werden. Vor dem gleichen Hinter grund ist es, als ergänzende oder alternative Ausgestaltung, auch bevorzugt, dass das erfindungsgemäße Verdampfersystem über einen Zulufteinlass verfügt, an dem ein Luftfilter angeordnet ist, der beispielsweise dafür eingerichtet ist, Pollen oder Feinstaub herauszufiltern. Entsprechend ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem bevorzugt, zusätzlich umfassend einen Luftfilter, wobei der Luftfilter bevorzugt am Zulufteinlass angeordnet ist. Corresponding evaporator systems according to the invention are very particularly preferred for medical applications. The deep inhalation of the vaporized composition, which is often desirable and necessary with a view to the adequate application of the active ingredient, can in principle expose the patient to an increased risk, since of course other, potentially undesirable, constituents with the inhaled air particularly deep into the Lungs. In large cities and metropolitan areas in particular, however, the air quality, especially with regard to smog and fine dust pollution, is so bad in some cases that it is difficult for a patient with respiratory diseases. genes can be potentially unhealthy to inhale so deeply. There is also a risk if the application takes place, for example, in a well-filled hospital, where it cannot be ruled out that, for example, diseases that can be transmitted by droplet infection are absorbed when the active substance is inhaled, for example by the person sitting next to you coughing in the waiting area. It is therefore particularly positive that the preferred evaporator system can provide controlled, clean fresh air from a supplementary tank, thereby circumventing these problems. Against the same background, it is also preferred, as a supplementary or alternative embodiment, that the evaporator system according to the invention has a supply air inlet on which an air filter is arranged, which is set up, for example, to filter out pollen or fine dust. Accordingly, an evaporator system according to the invention is preferred, additionally comprising an air filter, the air filter preferably being arranged at the supply air inlet.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, zusätzlich umfassend eine Auslassöffnung und einen mit dieser Auslassöffnung verbundenen Schlot, wobei der Schlot so angeordnet ist, dass die verdampfte Zusammensetzung vom Absorber zur Auslassöffnung gelangen kann, wobei der Schlot vorzugsweise mit einem Zulufteinlass verbunden ist, durch den Luft durch den Schlot zur Auslass öffnung gelangen kann, so dass diese als Trägermedium für die verdampfte Zusammensetzung dient, wobei der Schlot vorzugsweise koaxial vom Reservoir umgeben wird und vorzugsweise durch die Wände des Reservoirs gebildet wird, oder wobei der Schlot zumindest abschnittsweise vom Absorber gebildet wird oder wobei der Schlot zwischen dem ersten und dem zweiten Element gebildet wird. An inventive evaporator system, additionally comprising an outlet opening and a chimney connected to this outlet opening, is preferred, the chimney being arranged in such a way that the evaporated composition can pass from the absorber to the outlet opening, the chimney preferably being connected to an air inlet through which air passes the chimney can reach the outlet opening so that it serves as a carrier medium for the vaporized composition, the chimney preferably being surrounded coaxially by the reservoir and preferably being formed by the walls of the reservoir, or wherein the chimney is at least partially formed by the absorber or wherein the vent is formed between the first and the second element.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, zusätzlich umfassend eine Leiterplatte und eine Steuereinrichtung für die Strahlenquelle. An evaporator system according to the invention, additionally comprising a printed circuit board and a control device for the radiation source, is preferred.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, zusätzlich umfassend einen Strahlenformer, der zur Umlenkung, Reflektion, Streuung oder Bündelung der elektromagnetischen Strahlung geeignet ist. Beispiele für einen Strahlungs former sind optische Filter, Linsen, Spiegel und weiter unten im Zusammenhang mit der Ausgestaltung des Strahlungsleiters zu finden. Entsprechende Verdamp- fersysteme sind bevorzugt, weil der Einsatz von Strahlenformern zur Umlenkung, Reflexion, Streuung, oder Bündelung der elektromagnetischen Strahlung die Flexibilität bei der Anordnung der ersten und zweiten Elemente zueinander sowie der Komponenten in den jeweiligen Elementen erheblich erhöht. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, wobei der Absorber so im Verdampfersystem angeordnet ist, dass die im Reservoir aufgenommene Zusammensetzung mit dem Absorber in Kontakt steht oder mit diesem in Kontakt gelangen kann. An evaporator system according to the invention, additionally comprising a beam shaper, which is suitable for deflecting, reflecting, scattering or focusing the electromagnetic radiation, is preferred. Examples of a radiation shaper are optical filters, lenses, mirrors and can be found further below in connection with the design of the radiation guide. Corresponding evaporation Remote systems are preferred because the use of beam formers for deflecting, reflecting, scattering or bundling the electromagnetic radiation increases the flexibility in the arrangement of the first and second elements relative to one another as well as the components in the respective elements. An evaporator system according to the invention is preferred, the absorber being arranged in the evaporator system in such a way that the composition received in the reservoir is in contact with the absorber or can come into contact with it.
Bevorzugt kann ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem eine Ausgabemen- genkontrolleinrichtung aufweisen. Dabei kann es sich insbesondere um eine Zähleinrichtung handeln, insbesondere um eine Zähleinrichtung zum Zählen von in einem definierten Betrachtungszeitraum (beispielsweise im Zeitraum seit ei nem letzten Initialisieren bzw. Zurücksetzen der Zähleinrichtung) verdampften Dosen der Zusammensetzung aufweisen. Als zu zählende Dosen kann hier insbesondere (i) eine Anzahl von verdampften Füllungen des Reservoirs bzw. von verschiedenen Reservoirs, oder (ii) eine Anzahl von durch das Verdampfer system im betrachteten Zeitraum ausgegebenen Dampfstößen oder vorbestimm ten Dampfmengeneinheiten in Frage kommen. So lässt sich, insbesondere bei medizinischen Anwendungen, im Hinblick auf die Einhaltung einer gewünschten Dosierung, die Ausgabemenge des verdampften Stoffes erfassen und somit eine einfache und zuverlässige Überwachung der Dosierung realisieren. An evaporator system according to the invention can preferably have an output quantity control device. This can in particular be a counting device, in particular a counting device for counting doses of the composition that have evaporated in a defined observation period (for example in the period since the last initialization or resetting of the counting device). The doses to be counted here can in particular be (i) a number of evaporated fillings of the reservoir or of different reservoirs, or (ii) a number of bursts of steam or predetermined steam units emitted by the evaporator system in the period under consideration. In this way, particularly in the case of medical applications, with a view to maintaining a desired dosage, the output quantity of the vaporized substance can be recorded and thus a simple and reliable monitoring of the dosage can be implemented.
Zudem ist aufgrund dieser Kontrollmöglichkeit im Hinblick auf die Verwendung einzelner Dosen ein individuelles Beladen des Verdampfersystems für jede zu applizierende bzw. zu verdampfende Einzeldosis nicht erforderlich. Die Erfindung betrifft zudem gemäß einem zweiten Aspekt eine Kartusche für ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammenset zung, umfassend: zumindest ein Reservoir zur Aufnahme der Zusammensetzung, und zumindest einen Absorber, der dazu eingerichtet ist, von einer externen Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung mit gegen- über der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei der Absorber ein dreidimensionaler Körper ist, dessen Ausdehnung in zwei Raumrichtungen größer oder zumindest gleich der Ausdehnung in die dritte Raumrichtung ist, vorzugsweise eine Platte mit beliebiger Grundfläche, insbe- sondere eine Scheibe, oder ein Quader, wobei der Absorber vorzugsweise zu mindest eine ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt zumindest vier ebene Oberflächen, wobei der Absorber derart in der Kartusche angeordnet ist, dass die im Reservoir aufgenommene Zusammensetzung mit dem Absorber in Kontakt steht oder mit diesem in Kontakt gelangen kann, wobei der Absorber derart in der Kartusche angeordnet ist, dass er von außer halb der Kartusche mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt werden kann, bei deren Wellenlänge der Absorber eine Absorption, vorzugsweise ein Absorptionsmaximum zeigt. Entsprechende erfindungsgemäße Kartuschen sind für ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem geeignet und weisen den vorstehend als besonders vorteil haft identifizierten Absorber auf, der so in der Kartusche angeordnet ist, dass er von außerhalb der Kartusche mit elektromagnetischer Strahlung beaufschlagt werden kann. Die Vorteile entsprechender erfindungsgemäßer Kartuschen erge- ben sich aus den vorstehenden Ausführungen. Bevorzugt ist die erfindungsge mäße Kartusche so ausgelegt, dass Sie nicht wieder befüllt und/oder ohne Auf bereitung wiederverwertet werden kann. In addition, because of this control option with regard to the use of individual doses, it is not necessary to load the vaporizer system individually for each individual dose to be applied or vaporized. According to a second aspect, the invention also relates to a cartridge for an evaporator system according to the invention for evaporating a composition, comprising: at least one reservoir for receiving the composition, and at least one absorber which is set up to at least partially absorb electromagnetic radiation emitted by an external radiation source and to convert this at least partially into thermal energy and / or to emit this at least partially as electromagnetic radiation with a longer wavelength than the absorbed electromagnetic radiation, The absorber is a three-dimensional body whose expansion in two spatial directions is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction, preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, the absorber preferably being at least one plane or has a curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces, the absorber being arranged in the cartridge in such a way that the composition received in the reservoir is in contact with the absorber or in contact with it kt, the absorber being arranged in the cartridge in such a way that it can be exposed to electromagnetic radiation from outside the cartridge, at the wavelength of which the absorber exhibits an absorption, preferably an absorption maximum. Corresponding cartridges according to the invention are suitable for an evaporator system according to the invention and have the absorber identified above as particularly advantageous, which is arranged in the cartridge in such a way that it can be exposed to electromagnetic radiation from outside the cartridge. The advantages of corresponding cartridges according to the invention emerge from the above explanations. The cartridge according to the invention is preferably designed in such a way that it cannot be refilled and / or recycled without processing.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus gemäß einem dritten Aspekt eine tragbare Verdampfungsvorrichtung umfassend ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammensetzung oder eine erfindungsgemäße Kartu- sehe, wobei das erste Element und das zweite Element reversibel und zerstö rungsfrei lösbar miteinander verbunden sind. In addition, according to a third aspect, the invention relates to a portable evaporation device comprising an evaporation system according to the invention for evaporating a composition or a cartridge according to the invention. see, wherein the first element and the second element are reversibly and non-destructively releasably connected to one another.
Die Vorteile entsprechender erfindungsgemäßer tragbarer Verdampfungsvorrich tungen ergeben sich aus den vorstehenden Ausführungen. Die Erfindung betrifft außerdem gemäß einem vierten Aspekt einen Absorber für ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem zum Verdampfen einer Zusammen setzung, wobei der Absorber dazu eingerichtet ist, die von einer Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absor bierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei der Absorber ein dreidimensionaler Körper ist, dessen Ausdehnung in zwei Raumrichtungen größer oder zumindest gleich der Ausdehnung in die dritte Raumrichtung ist, vorzugsweise eine Platte mit beliebiger Grundfläche, insbesondere eine Scheibe, oder ein Quader, wobei der Absorber vorzugsweise zumindest eine ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, bevorzugt zumin dest zwei, besonders bevorzugt zumindest vier ebene Oberflächen, wobei der Absorber über Kanäle, vorzugsweise kapillare Kanäle, verfügt und/oder ein poröser Festkörper ist, so dass ein Durchtritt der flüssigen Zusam- mensetzung durch den Absorber möglich ist. The advantages of corresponding portable evaporation devices according to the invention emerge from the foregoing. According to a fourth aspect, the invention also relates to an absorber for an evaporator system according to the invention for evaporating a composition, the absorber being designed to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by a radiation source and to convert this at least partially into thermal energy and / or this to emit at least partially as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, the absorber being a three-dimensional body whose extension in two spatial directions is greater than or at least equal to the extension in the third spatial direction, preferably a plate with any base area, in particular a disk or a cuboid, the absorber preferably having at least one flat or curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces, the absorber via channels, preferably capillary channels, and / or a porous solid body, so that a passage of the liquid composition through the absorber is possible.
Bevorzugte Ausgestaltungen des Absorbers ergeben sich durch Einbeziehung der oben genannten Merkmale. Preferred configurations of the absorber result from the inclusion of the features mentioned above.
Erfindungsgemäße Absorber mit einer entsprechenden Struktur haben sich in eigenen Versuchen nicht nur als besonders leistungsfähig bei der Verdampfung erwiesen, sondern sind ganz besonders vorteilhaft für den Einsatz in erfindungs gemäßen Verdampfersystemen, da sie nicht nur als Absorber funktionieren können, sondern auch die Zusammensetzung im Inneren des Reservoirs gegen die Außenwelt abschließen können, sodass diese nur dann durch den Absorber aus dem zweiten Element dringen kann, wenn dieser durch Beaufschlagung mit elektromagnetischer Strahlung erhitzt wird, so dass die verdampfende Zusam mensetzung austritt. In our own tests, absorbers according to the invention with a corresponding structure have not only proven to be particularly efficient in terms of evaporation, but are particularly advantageous for use in fiction, contemporary evaporator systems, since they can not only function as an absorber, but also the composition inside the Reservoirs can close off from the outside world, so that it can only penetrate through the absorber from the second element when it is acted upon with electromagnetic radiation is heated so that the evaporating composition emerges.
Die Erfindung betrifft gemäß einem fünften Aspekt auch eine Zusammensetzung für ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem, umfassend zumindest eine Wirk- Stoffkomponente, zumindest eine höher als die Wirkstoffkomponente siedende erste Trägersubstanz und zumindest eine niedriger als die Wirkstoffkomponente siedende zweite Trägersubstanz, wobei die Zusammensetzung zumindest ein Additiv umfasst, das die Absorptionsfähigkeit der Zusammensetzung für elektro magnetische Strahlung bei einer Wellenlänge im Bereich von 50pm bis 700nm erhöht und/oder wobei die Zusammensetzung zumindest eine Art von Partikeln umfasst, entweder als Mischung oder Dispersion, die als Absorbermaterial dazu geeignet ist, die von einer Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagneti- sehe Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu emittieren. According to a fifth aspect, the invention also relates to a composition for an evaporator system according to the invention, comprising at least one active substance component, at least one first carrier substance boiling higher than the active substance component and at least one second carrier substance boiling lower than the active substance component, the composition comprising at least one additive, which increases the absorption capacity of the composition for electromagnetic radiation at a wavelength in the range from 50pm to 700nm and / or wherein the composition comprises at least one type of particle, either as a mixture or dispersion, which is suitable as an absorber material emitted by a radiation source to absorb electromagnetic radiation at least partially and to convert this at least partially into thermal energy and / or this at least partially as electromagnetic radiation with increased compared to the absorbed electromagnetic radiation emit wavelength.
Entsprechende erfindungsgemäße Zusammensetzungen sind bevorzugt, weil sich in umfassenden Tests der Erfinder gezeigt hat, dass das Verdampfungsver halten einer Zusammensetzung besonders vorteilhaft ist, wenn neben der Wirk- Stoffkomponente, die einen bestimmten Siedepunkt aufweist, zumindest zwei Trägersubstanzen vorhanden sind, deren Siedepunkt zum einen höher und zum anderen niedriger liegt als der der Wirkstoffkomponente. Dadurch wird eine für den Wirkstoff optimale Verdampfungstemperatur der Zusammensetzung erzielt, während die höher siedende Komponente verhindert, dass das System vor der Verdampfung des restlichen Wirkstoffs trockenfällt. Corresponding compositions according to the invention are preferred because the inventors' extensive tests have shown that the evaporation behavior of a composition is particularly advantageous if, in addition to the active ingredient component that has a certain boiling point, at least two carrier substances are present, whose boiling point is higher and on the other hand is lower than that of the active ingredient component. This achieves an evaporation temperature of the composition that is optimal for the active ingredient, while the higher-boiling component prevents the system from drying out before the remaining active ingredient is evaporated.
Die Zusammensetzung kann insbesondere zumindest eine Wirkstoffkomponente, zumindest eine höher als die Wirkstoffkomponente siedende erste Trägersub stanz und zumindest eine niedriger als die Wirkstoffkomponente siedende zweite Trägersubstanz umfassen, wobei die Wirkstoffkomponente vorzugsweise Nikotin, Tetrahydrocannabinol, Cannabidiol oder Stoffe der entsprechenden Stoffklassen umfasst und die Zusammensetzung vorzugsweise zudem ein oder mehrere Lösungsmittel umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,2- Propandiol, Glyzerin und Wasser. The composition can in particular comprise at least one active ingredient component, at least one first carrier substance boiling higher than the active ingredient component and at least one second carrier substance boiling lower than the active ingredient component, the active ingredient component preferably comprising nicotine, tetrahydrocannabinol, cannabidiol or substances of the corresponding substance classes and the composition preferably also one or more Solvent includes selected from the group consisting of 1,2-propanediol, glycerin and water.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung ist spezifisch auf das erfindungsge mäße Verdampfersystem und das erfindungsgemäße Verfahren abgestimmt und kann insbesondere einen Farbstoff umfassen, der die Absorptionsfähigkeit der Zusammensetzung in dem Wellenlängenbereich erhöht in dem der Absorber zumeist die zu größeren Wellenlängen verschobenen elektromagnetische Strah lung emittiert. Dadurch kann eine erfindungsgemäße Zusammensetzung durch den Absorber besonders effizient verdampft werden, da die vom Absorber emit- tierte elektromagnetische Strahlung besonders effizient absorbiert wird. Zusätz lich oder alternativ kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung als Mischung oder Dispersion Partikel umfassen, die als einzige oder zusätzliche Absorber die Funktion des Absorbers im erfindungsgemäßen Verdampfersystem übernehmen können. Wie vorstehend erläutert, hat eine entsprechende Zusammensetzung damit nicht nur Vorteile hinsichtlich der effizienten Verdampfung, sondern ermög licht es auch, den Absorber nach der Benutzung rückstandslos aus dem zweiten Element zu entfernen, beispielsweise durch Ausspülen der Zusammensetzungs reste. The composition according to the invention is specifically tailored to the vaporizer system according to the invention and the method according to the invention and can in particular comprise a dye which increases the absorption capacity of the composition in the wavelength range in which the absorber usually emits the electromagnetic radiation shifted to larger wavelengths. As a result, a composition according to the invention can be evaporated particularly efficiently by the absorber, since the electromagnetic radiation emitted by the absorber is absorbed particularly efficiently. Additionally or alternatively, the composition according to the invention can comprise, as a mixture or dispersion, particles which, as the sole or additional absorber, can take over the function of the absorber in the evaporator system according to the invention. As explained above, a corresponding composition not only has advantages in terms of efficient evaporation, but also makes it possible to remove the absorber from the second element without leaving any residue after use, for example by rinsing out the residues of the composition.
Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Verwendung bei der Behandlung von Atemwegserkrankungen oder der Behandlung von Schmer zen, wobei die Zusammensetzung vorzugsweise durch die Wechselwirkung der Zusammensetzung mit elektromagnetischer Strahlung verdampft und vom Pati enten inhaliert wird. A composition according to the invention for use in the treatment of respiratory diseases or the treatment of pain is preferred, the composition preferably being vaporized by the interaction of the composition with electromagnetic radiation and inhaled by the patient.
Die Erfindung betrifft des Weiteren gemäß einem sechsten Aspekt ein räumliches Nebeneinander, insbesondere einen Bausatz, von mehreren Komponenten eines erfindungsgemäßen Verdampfersystems bzw. einer erfindungsgemäßen Ver dampfungsvorrichtung, umfassend: According to a sixth aspect, the invention further relates to a spatial juxtaposition, in particular a kit, of several components of an evaporator system according to the invention or an evaporation device according to the invention, comprising:
A. ein erstes Element als Mehrwegteil umfassend zumindest eine elektrische Energiequelle und mit diesem verbunden zumindest eine Strahlenquelle, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren, und B ein oder mehrere zweite Elemente als Einwegteil, bevorzugt eine erfin dungsgemäße Kartusche, umfassend in zumindest einem Reservoir eine zur Verdampfung bestimmte Zusammensetzung und einen Absorber der dazu einge richtet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagneti sche Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei das erste und die zweiten Elemente reversibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbindbar sind und wobei ein Strahlungsleiter so im ersten und/oder zweiten Element angeordnet ist, dass bei Verbindung des ersten und des zwei ten Elements miteinander eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strah lenquelle und dem Absorber gebildet wird. A. a first element as a reusable part comprising at least one electrical energy source and, connected to this, at least one radiation source which is set up to emit electromagnetic radiation, and B one or more second elements as a disposable part, preferably a cartridge according to the invention, comprising in at least one reservoir a composition intended for evaporation and an absorber which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and to at least partially absorb it to convert thermal energy and / or to emit this at least partially as electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, the first and the second elements being reversibly and non-destructively releasably connectable to one another and with a radiation conductor in the first and / or second element it is arranged that when the first and the second element are connected to one another, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source and the absorber.
Das erfindungsgemäße räumliche Nebeneinander der angeführten Komponente ist deshalb bevorzugt, weil sich erfindungsgemäße Verdampfersysteme und erfindungsgemäße Verdampfungsvorrichtungen in dieser Form wesentlich sicher lagern und transportieren lassen und somit für den Verkauf besser geeignet sind. Die Lagerung und der Verkauf in einem zusammengebauten Zustand birgt stets das Restrisiko, dass das Verdampfersystem ungewollt aktiviert wird, was für das räumliche Nebeneinander der Komponenten ausgeschlossen werden kann. The spatial juxtaposition of the listed components according to the invention is preferred because evaporator systems according to the invention and evaporation devices according to the invention can be stored and transported in this form in a substantially safe manner and are therefore more suitable for sale. Storage and sale in an assembled state always involves the residual risk that the evaporator system will be activated unintentionally, which can be ruled out for the spatial juxtaposition of the components.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass das räumliche Nebeneinander gleich mehrere zweite Elemente enthält, die als Wechselkartuschen für den Verwender zur Verfügung stehen, sobald die initiale Kartusche leer ist. In besonders bevor zugten Ausgestaltungen umfassen die enthaltenen zweiten Elemente unter schiedliche Zusammensetzungen, beispielsweise Liquids mit verschiedenen Geschmacksrichtungen oder Zusammensetzungen mit unterschiedlichen medizi nischen Wirkstoffen. In addition, it is preferred that the spatial juxtaposition contains several second elements that are available to the user as exchangeable cartridges as soon as the initial cartridge is empty. In particularly preferred embodiments, the second elements contained include different compositions, for example liquids with different flavors or compositions with different medical active ingredients.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäß räumliches Nebeneinander, zusätzlich um fassend ein Ladegerät für die elektrische Energiequelle, und/oder zusätzlich umfassend eine Bedienungsanleitung, und/oder zusätzlich umfassend eine Nachfüllvorrichtung zum Einfüllen der Zusam mensetzung in ein zweites Element, und/oder ein Gebinde umfassend die Zusammensetzung, und/oder einen Datenträger umfassend ein Computerprogrammprodukt, welches bei Aus führung auf einer Datenverarbeitungseinrichtung diese dazu veranlasst, ein Verfahren zur Steuerung oder Einstellung eines Verdampfersystems auszufüh ren. According to the invention, spatial juxtaposition is preferred, in addition to a charger for the electrical energy source, and / or additionally comprising an instruction manual, and / or additionally comprising a refill device for filling the composition into a second element, and / or a container comprising the composition, and / or a data carrier comprising a computer program product which, when executed on a data processing device, causes it to do so to perform a method of controlling or adjusting an evaporator system.
Ebenfalls betrifft die Erfindung gemäß einem siebten Aspekt ein Verfahren zum Verdampfen einer Zusammensetzung in einem Verdampfersystem, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines ersten Elements umfassend zumindest eine mit einer elektrischen Energiequelle verbundene Strahlenquelle, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung zu emittieren, b) Bereitstellen eines zweiten Elements umfassend zumindest ein Reservoir zur Aufnahme der Zusammensetzung und zumindest einen Absorber, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle emittierte elektromagnetische Strah lung zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermi sche Energie umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromag netische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strah lung erhöhter Wellenlänge zu emittieren, c) Verbinden des ersten Elements mit dem zweiten Element, sodass durch einen Strahlungsleiter eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlen quelle und dem Absorber gebildet wird, d) Aktivieren der Strahlenquelle und dadurch Verdampfen der Zusammenset zung durch die vom Absorber durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung erhaltene thermische Energie und/oder durch die die vom Absorber emittierte elektromagnetische Strahlung mit gegenüber der absorbierten elektro- magnetischen Strahlung erhöhter Wellenlänge. According to a seventh aspect, the invention also relates to a method for evaporating a composition in an evaporator system, comprising the steps: a) providing a first element comprising at least one radiation source connected to an electrical energy source, which is set up to emit electromagnetic radiation, b) Providing a second element comprising at least one reservoir for receiving the composition and at least one absorber which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and to convert this at least partially into thermal energy and / or at least partially as to emit electromagnetic radiation with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation, c) connecting the first element to the second element, so that a radiation-conducting connection between the Radiation source and the absorber is formed, d) Activation of the radiation source and thereby evaporation of the composition by the thermal energy obtained by the absorber by conversion from the electromagnetic radiation and / or by the electromagnetic radiation emitted by the absorber with a wavelength greater than that of the absorber.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, weil es die kontrollierte und sichere Verdampfung einer Zusammensetzung ermöglicht, und das in einem Verdampfersystem, welches mit hoher Betriebssicherheit betrieben werden kann. Das Verfahren ist dabei besonders einfach und kann auch von einem wenig technik-affinen Anwender ohne spezifische Einweisung ausgeführt werden. Die Verdampfung in dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei auch besonders kontrolliert, da die Aktivierung der Strahlenquelle einen besonders präzisen Energieeintrag über den Absorber in die Zusammensetzung ermöglicht. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst bevorzugt nach Schritt d) den Schritt d1), welcher das Inhalieren der verdampften Zusammensetzung, vorzugsweise niko tinhaltigen Zusammensetzung, darstellt. The method according to the invention is advantageous because it enables the controlled and safe evaporation of a composition, and that in an evaporation system which can be operated with high operational reliability. The process is particularly simple and can also be carried out by a user with little technical affinity without specific instruction. The evaporation in the method according to the invention is also particularly controlled, since the activation of the radiation source enables a particularly precise introduction of energy into the composition via the absorber. The method according to the invention preferably comprises, after step d), step d1), which is the inhalation of the vaporized composition, preferably a nicotin-containing composition.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend nach Schritt d) den Schritt: e) Lösen der mit einander verbundenen ersten und zweiten Elemente, sowie einen oder mehrere der folgenden Schritte: f1) Bereitstellen eines weiteren zweiten Elements und Verbinden des weiteren zweiten Elements mit dem ersten Element zum Verdampfen der Zusammenset zung, f2) Nachfüllen des Reservoirs im zweiten Element zum Erzeugen eines aufge- füllten zweiten Elements und Verbinden des aufgefüllten zweiten Elements mit dem ersten Element zum Verdampfen der aufgefüllten Zusammensetzung, oder f3) Recycling des zweiten Elements. A method according to the invention is preferred, additionally comprising after step d) the step: e) releasing the first and second elements connected to one another, and one or more of the following steps: f1) providing a further second element and connecting the further second element to the first element for vaporizing the composition, f2) refilling of the reservoir in the second element to produce a filled second element and connecting the filled second element to the first element for vaporizing the filled composition, or f3) recycling of the second element.
Ein entsprechendes Verfahren ist bevorzugt, weil es besonders ressourcenscho nend ist und gleichzeitig eine besonders langandauernde, nur kurzzeitig unter- brochene Inhalation ermöglicht. Sofern der Bedarf besteht, kann eine verbrauch te Kartusche direkt gegen eine unverbrauchte Kartusche ausgetauscht und das Verdampfersystem erneut in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Reservoir dem verbrauchten zweiten Element aufgefüllt werden. Dies reduziert den Bedarf an weiteren Kartuschen, wird aber mit Blick auf die Betriebssicherheit regelmäßig als nachteilig empfun den. Besonders vorteilhaft ist es, die verbrauchte Kartusche dem Recycling zuzuführen. A corresponding method is preferred because it is particularly resource-saving and at the same time a particularly long-lasting, only briefly allows broken inhalation. If the need arises, a consumed cartridge can be exchanged directly for an unused cartridge and the evaporator system can be used again in the method according to the invention. Additionally or alternatively, the reservoir can be filled up with the used second element. This reduces the need for additional cartridges, but is regularly felt to be disadvantageous in terms of operational safety. It is particularly advantageous to recycle the used cartridge.
Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren, zusätzlich umfassend den Schritt: h) Reinigen des Reservoirs im zweiten Element, wobei bevorzugt der Absor ber entfernt wird, A method according to the invention is therefore preferred, additionally comprising the step: h) cleaning the reservoir in the second element, the absorber preferably being removed,
Entsprechende Verfahren sind deshalb besonders vorteilhaft, weil das vorherge hende Reinigen des Reservoirs im zweiten Element Rückstände von Fremdkom ponenten, beispielsweise Partikel des Absorbermaterials, entfernt und damit das zweite Element für ein späteres Recycling vorbereitet. Corresponding methods are particularly advantageous because the previous cleaning of the reservoir in the second element removes residues of foreign components, for example particles of the absorber material, and thus prepares the second element for later recycling.
Die vorausgehend im Zusammenhang insbesondere mit dem Verdampfersystem nach dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Vorteile gelten, soweit im Hinblick auf den jeweiligen Aspekt anwendbar, grundsätzlich auch entsprechend für die weiteren hierin genannten Aspekte der Erfindung. The advantages mentioned above in connection in particular with the evaporator system according to the first aspect of the invention apply, insofar as they are applicable with regard to the respective aspect, in principle also correspondingly to the other aspects of the invention mentioned herein.
Offenbart wird zudem die Verwendung einer Strahlenquelle, eines Absorbers, bevorzugt eines erfindungsgemäßen Absorbers, oder einer Zusammensetzung, bevorzugt einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, in einem erfindungs gemäßen Verdampfungssystem. The use of a radiation source, an absorber, preferably an absorber according to the invention, or a composition, preferably a composition according to the invention, in an evaporation system according to the invention is also disclosed.
Als Alternative zu dem erfindungsgemäßen Verdampfersystem wird ein Ver dampfersystem offenbart, wobei das Verdampfersystem eine nicht transparente Zusammensetzung umfasst, deren ein oder mehrere Absorptionsmaxima bei einer Wellenlänge liegen, die von der Strahlenquelle emittiert wird, bevorzugt bei einer Wellenlänge die innerhalb von 20 %, bevorzugt innerhalb von 10 %, be- sonders bevorzugt innerhalb von 5 %, um das Intensitätsmaximum der Emission der Strahlenquelle liegen, so dass der Absorber durch die Zusammensetzung gebildet wird, wobei die Zusammensetzung vorzugsweise einen Farbstoff um fasst. Nachfolgend werden die Erfindung und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren gleiche Bauteile. As an alternative to the evaporator system according to the invention, an evaporator system is disclosed, the evaporator system comprising a non-transparent composition whose one or more absorption maxima are at a wavelength that is emitted by the radiation source, preferably at a wavelength that is within 20%, preferably within of 10%, particularly preferably within 5% of the intensity maximum of the emission of the radiation source, so that the absorber is formed by the composition, the composition preferably comprising a dye. The invention and preferred embodiments of the invention are explained and described in more detail below with reference to the accompanying drawings. The same reference symbols in different figures denote the same components.
In den Figuren zeigen: Fig. 1 eine schematische Flussdarstellung des Energie- und Massentrans ports zwischen den Komponenten eines erfindungsgemäßen Ver dampfersystems; The figures show: FIG. 1 a schematic flow diagram of the energy and mass transport between the components of an evaporator system according to the invention;
Fig. 2 eine schematische Flussdarstellung des Energie- und Massentrans ports zwischen den Komponenten eines erfindungsgemäßen Ver dampfersystems mit Visualisierung des ersten und zweiten Elements;2 shows a schematic flow diagram of the energy and mass transport between the components of an inventive evaporator system with visualization of the first and second elements;
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch ein beispielhaftes erfin dungsgemäßes Verdampfersystem; 3 shows a schematic cross section through an exemplary evaporator system according to the invention;
Fig. 4a-4c drei schematische Darstellungen (4a, 4b, 4c) beispielhafter relativer Anordnungen einer Strahlenquelle und eines Absorbers zueinander; Fig. 5a- 5c drei schematische Querschnittsdarstellung (5a, 5b, 5c) beispielhafter relativer Anordnungen einer Strahlenquelle und eines Absorbers zu einander in einem Ausschnitt eines erfindungsgemäßes Verdampfer systems; 4a-4c three schematic representations (4a, 4b, 4c) of exemplary relative arrangements of a radiation source and an absorber to one another; 5a-5c three schematic cross-sectional views (5a, 5b, 5c) of exemplary relative arrangements of a radiation source and an absorber to one another in a section of an evaporator system according to the invention;
Fig. 6 eine schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfin dungsgemäßen Verdampfersystems; 6 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 7 einen Ausschnitt einer schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verdampfersystems; Fig. 8 einen Ausschnitt einer schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verdampfersystems mit Vergröße rung des Verbindungsbereiches zwischen dem ersten und dem zwei ten Element; Fig. 9 einen Ausschnitt einer schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verdampfersystems; 7 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention; 8 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention with enlargement of the connection area between the first and the second element; 9 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 10 einen Ausschnitt einer schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verdampfersystems; 10 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 11 einen Ausschnitt einer schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verdampfersystems; 11 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 12 einen Ausschnitt einer schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verdampfersystems mit Vergröße rung des Verbindungsbereiches zwischen dem ersten und dem zwei ten Element; Fig. 13 eine schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfin dungsgemäßen Verdampfersystems; 12 shows a detail of a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention with enlargement of the connection area between the first and the second element; 13 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 14 eine schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfin dungsgemäßen Verdampfersystems; 14 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 15 eine schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfin dungsgemäßen Verdampfersystems; 15 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 16 eine schematische Querschnittsdarstellung eines bevorzugten erfin dungsgemäßen Verdampfersystems; 16 shows a schematic cross-sectional illustration of a preferred evaporator system according to the invention;
Fig. 17 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfah rens. Figur 1 zeigt eine schematische Flussdarstellung des Energie- und Massen transports zwischen den Komponenten eines erfindungsgemäßen Verdampfer systems 10. Diese Darstellung veranschaulicht schematisch die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verdampfersystems. Die Strahlenquelle 18 emittiert elektromagnetische Strahlung 20, die durch den Strahlungsleiter 30 auf den Absorber 26 trifft, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle 18 emittierte elektromagnetische Strahlung 20 zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie 28 umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strah lung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung 20 er höhter Wellenlänge zu emittieren. In Figur 1 ist der Absorber 26 dabei beispiel haft im Reservoir 24 angeordnet, welches zur Aufnahme der Zusammensetzung 12 geeignet ist. Die thermische Energie 28 wird unmittelbar oder über den Umweg über einen geeigneten Wärmeleiter 52 der Zusammensetzung 12 zugeführt, wobei auch die elektromagnetische Strahlung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagne tischen Strahlung 20 erhöhter Wellenlänge einen Beitrag zum Energieeintrag in die Zusammensetzung liefert. Die Zusammensetzung 12 wird in die Gasphase überführt, um Dampf 54 zu erzeugen, der dann über eine Auslassöffnung 56 zum Anwender gelangen kann.17 is a schematic flow diagram of the method according to the invention. FIG. 1 shows a schematic flow diagram of the energy and mass transport between the components of an evaporator system 10 according to the invention. This diagram illustrates the mode of operation of the evaporator system according to the invention. The radiation source 18 emits electromagnetic radiation 20 that strikes the absorber 26 through the radiation conductor 30, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18 and at least partially convert it into thermal energy 28 and / or this to emit at least partially as electromagnetic radiation 21 with compared to the absorbed electromagnetic radiation 20 he increased wavelength. In FIG. 1, the absorber 26 is arranged, for example, in the reservoir 24, which is suitable for receiving the composition 12. The thermal energy 28 is supplied to the composition 12 directly or indirectly via a suitable heat conductor 52, with the electromagnetic radiation 21 also contributing to the energy input into the composition with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation 20. The composition 12 is converted into the gas phase in order to generate steam 54 which can then reach the user via an outlet opening 56.
In diesem System wird die Zusammensetzung 12 entsprechend durch die vom Absorber 26 durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung 20 erhaltene thermische Energie 28 und/oder die vom Absorber 26 emittierte elekt- romagnetische Strahlung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagneti schen Strahlung 20 erhöhter Wellenlänge verdampft. In this system, the composition 12 is correspondingly evaporated by the thermal energy 28 obtained by the absorber 26 by conversion from the electromagnetic radiation 20 and / or the electromagnetic radiation 21 emitted by the absorber 26 with a wavelength greater than the absorbered electromagnetic radiation 20.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verdamp fersystems, die der Darstellung in Figur 1 sehr ähnlich ist. In Figur 2 sind jedoch zusätzlich noch das erste Element 14, welches vorliegend als Mehrwegteil 48 ausgeführt ist, und das zweite Element 22, welches vorliegend als Einwegteil 50 ausgeführt ist, sowie eine im ersten Element 14 angeordnete und mit der Strah lenquelle 18 verbundene elektrische Energiequelle 16 eingetragen. Entspre chend ist zu erkennen, dass das erste Element 14 eine mit einer elektrischen Energiequelle 16 verbundene Strahlenquelle 18 umfasst, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung 20 zu emittieren. Zudem umfasst das zweite Element 22 ein Reservoir 24 zur Aufnahme der Zusammensetzung 12 und den Absorber 26. Es ist schematisch angedeutet, dass der Strahlungsleiter 30 zwischen dem ers ten Element 14 und dem zweiten Element 22 angeordnet ist, wobei der Strah lungsleiter hierbei beispielsweise zweiteilig ausgeführt sein kann, beispielsweise als zwei transparente Glasscheiben, die jeweils in einem der Elemente angeord net sind und zusammen den Strahlungsleiter 30 bilden. Es ist zu erkennen, dass der Strahlungsleiter 30 so angeordnet ist, dass bei Verbindung des ersten Ele ments 14 und des zweiten Elements 22 miteinander eine strahlenleitende Ver bindung zwischen der Strahlenquelle 18 und dem Absorber 26 gebildet wird.FIG. 2 shows a schematic illustration of an evaporator system according to the invention, which is very similar to the illustration in FIG. In Figure 2, however, the first element 14, which is designed as a reusable part 48, and the second element 22, which is designed as a disposable part 50, as well as an electrical energy source arranged in the first element 14 and connected to the radiation source 18 are also shown 16 registered. Accordingly, it can be seen that the first element 14 comprises a radiation source 18 which is connected to an electrical energy source 16 and is set up to emit electromagnetic radiation 20. In addition, the second element 22 comprises a reservoir 24 for receiving the composition 12 and the absorber 26. It is indicated schematically that the radiation conductor 30 is arranged between the first element 14 and the second element 22, whereby the radiation conductor can be designed in two parts, for example as two transparent glass panes, each of which is arranged in one of the elements and together form the radiation conductor 30. It can be seen that the radiation conductor 30 is arranged such that when the first element 14 and the second element 22 are connected to one another, a radiation-conducting connection is formed between the radiation source 18 and the absorber 26.
Figur 3 zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein beispielhaftes erfin dungsgemäßes Verdampfersystem 10, welche als tragbare Verdampfungsvor richtung 46, beispielsweise als elektronische Zigarette, ausgeführt ist, die zudem auch die Zusammensetzung 12 als sogenanntes Liquid enthält. Das Verdampfer system umfasst ein erstes Element 14, welches als Mehrwegteil 48 ausgeführt ist, umfassend eine mit einer elektrischen Energiequelle 16 über eine Steuerein richtung 58 verbundene Strahlenquelle 18, die dazu eingerichtet ist, elektromag netische Strahlung 20 zu emittieren. Zudem umfasst das Verdampfersystem ein zweites Element 22, welches als Einwegteil 50 ausgeführt ist, umfassend ein Reservoir 24 mit der Zusammensetzung 12 und einen Absorber 26, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle 18 emittierte elektromagnetische Strahlung 20 zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie 28 umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagne tischen Strahlung 20 erhöhter Wellenlänge zu emittieren. FIG. 3 shows a schematic cross section through an exemplary vaporizer system 10 according to the invention, which is designed as a portable vaporization device 46, for example as an electronic cigarette, which also contains the composition 12 as a so-called liquid. The vaporizer system comprises a first element 14, which is designed as a reusable part 48, comprising a radiation source 18 which is connected to an electrical energy source 16 via a control device 58 and is set up to emit electromagnetic radiation 20. In addition, the evaporator system comprises a second element 22, which is designed as a disposable part 50, comprising a reservoir 24 with the composition 12 and an absorber 26, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18 and at least partially partially convert it into thermal energy 28 and / or at least partially emit it as electromagnetic radiation 21 with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation 20.
Das erste Element 14 und das zweite Element 22 sind reversibel und zerstö rungsfrei lösbar miteinander verbindbar, wobei sie in der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform beispielsweise durch ein Schraubsystem (nicht gezeigt) rever sibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden sind. Der Strahlungsleiter 30 ist in Figur 3 im ersten Element 22 derart angeordnet, dass eine strahlenlei tende Verbindung zwischen der Strahlenquelle 18 und dem Absorber 26 gebildet wird. Auf diese Weise ist das Verdampfersystem 10 bzw. die tragbare Verdamp fungsvorrichtung 46 dazu eingerichtet, die Zusammensetzung 12 durch die vom Absorber 26 durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung 20 erhaltene thermische Energie 28 und/oder die vom Absorber 26 emittierte elekt- romagnetische Strahlung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagneti schen Strahlung 20 erhöhter Wellenlänge zu verdampfen. The first element 14 and the second element 22 can be connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner, wherein in the embodiment shown in FIG. 3 they are reversibly and non-destructively releasably connected to one another, for example by a screw system (not shown). The radiation conductor 30 is arranged in FIG. 3 in the first element 22 in such a way that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source 18 and the absorber 26. In this way, the evaporator system 10 or the portable evaporation device 46 is set up to convert the composition 12 through the thermal energy 28 obtained by the absorber 26 through conversion from the electromagnetic radiation 20 and / or the electrical energy emitted by the absorber 26. To evaporate romagnetic radiation 21 with compared to the absorbed electromagnetic radiation's 20 increased wavelength.
Die Strahlenquelle 18 wird durch eine Steuereinrichtung 58 gesteuert bzw. gere gelt. Die Verdampfung findet in einem Verdampfungsbereich 60 statt, von dem aus der Dampf zur Auslassöffnung gelangt. Nicht gezeigt ist ein Einlass für Zu luft, welche sich mit dem Dampf in dem Verdampfungsbereich 60 mischt. Die Strahlenquelle 18 wird durch die Steuereinrichtung 58 so gesteuert, dass der vom Absorber 26 absorbierte und umgewandelte Teil der emittierten elektromag netischen Strahlung 20 ausreicht, in 3 s eine definierte Menge, beispielsweise 6 mg, der Zusammensetzung 12 zu verdampfen. The radiation source 18 is controlled or regulated by a control device 58. The evaporation takes place in an evaporation region 60, from which the steam reaches the outlet opening. An inlet for supply air, which mixes with the steam in the evaporation region 60, is not shown. The radiation source 18 is controlled by the control device 58 in such a way that the portion of the emitted electromagnetic radiation 20 absorbed and converted by the absorber 26 is sufficient to vaporize a defined amount, for example 6 mg, of the composition 12 in 3 s.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist die Strahlenquelle 18 eine LED in SMT (Surface-mounted technology) Bauweise mit einem Maximum der Emission zwischen 444 und 465nm, mit einem typischen Wert von 459nm und einer spekt ralen Bandbreite von 27nm. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verdampfer system, wobei die Strahlenquelle dazu eingerichtet ist, kontinuierlich oder gepulst betrieben zu werden, bevorzugt ist ein gepulster Betrieb. In the example shown in FIG. 3, the radiation source 18 is an LED in SMT (surface-mounted technology) design with a maximum emission between 444 and 465 nm, with a typical value of 459 nm and a spectral bandwidth of 27 nm. An evaporator system according to the invention is preferred, the radiation source being set up to be operated continuously or in a pulsed manner; pulsed operation is preferred.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist die Zusammensetzung 12, eine Flüssig keit umfassend Nikotin als Wirkstoffkomponente sowie 1 ,2-Propandiol, Glyzerin und Wasser. Die Zusammensetzung 12 zeigt bei der Wellenlänge von 444 bis 465nm nahezu keine Absorption. In the example shown in Figure 3, the composition 12 is a liquid comprising nicotine as an active ingredient component and 1,2-propanediol, glycerol and water. Composition 12 shows almost no absorption at the wavelength from 444 to 465 nm.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel besteht das Reservoir 24 aus Kunststoff, wobei auch andere Materialien eingesetzt werden können. In the example shown in FIG. 3, the reservoir 24 consists of plastic, although other materials can also be used.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist der Strahlungsleiter 30, ein quaderförmi ger Block aus Quarzglas, der in alle Raumrichtungen für die von der Strahlen quelle 18 emittierte elektromagnetische Strahlung 20 transparent ist, wobei natür lich auch andere Strahlungsleiter 30 eingesetzt werden können. In the example shown in Figure 3, the radiation conductor 30 is a quaderförmi ger block of quartz glass, which is transparent in all spatial directions for the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18, whereby other radiation conductors 30 can of course also be used.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist der Absorber 26 ein als poröser dreidi mensionaler Körper, nämlich als Platte mit 6 ebenen Flächen, ausgebildeter Kupferkörper, der mit einer schwarzen Beschichtung versehen wurde und der die elektromagnetische Strahlung 20 mit einer Wellenlänge von 459nm hinreichend absorbiert. Selbstverständlich lassen sich jedoch auch andere Absorber verwen den. In the example shown in Figure 3, the absorber 26 is a porous three-dimensional body, namely as a plate with 6 flat surfaces, designed copper body, which has been provided with a black coating and the electromagnetic radiation 20 with a wavelength of 459 nm absorbed. Of course, other absorbers can also be used.
In dem in Figur 3 gezeigten Beispiel ist der elektrische Energiespeicher 16, eine Lithiumionenbatterie mit einer Kapazität von 650mAh und einem maximalen Entladestrom von 6,5 A, jedoch lassen sich auch andere elektrische Energiespei cher 16 verwenden. In the example shown in FIG. 3, the electrical energy store 16 is a lithium ion battery with a capacity of 650 mAh and a maximum discharge current of 6.5 A, but other electrical energy stores 16 can also be used.
Die Figuren 4a bis 4c zeigen in drei schematischen Darstellungen beispielhafte relative Anordnungen einer Strahlenquelle 18 und eines Absorbers 26 zueinan der. Figures 4a to 4c show in three schematic representations exemplary relative arrangements of a radiation source 18 and an absorber 26 to one another.
In Figur 4a ist zu erkennen, dass die Strahlenquelle 18 die elektromagnetische Strahlung 20 derart durch einen Abschnitt der Reservoirs 40, d.h. die transparen te Außenwand, und die Zusammensetzung 12 leitet, dass die Strahlung senk recht, in Y-Richtung, auf den Absorber 26 auftritt, der an einer bestrahlten Ober fläche über eine mit Kanälen 34 versehene Struktur verfügt, durch die die Zu sammensetzung 12 durch Kapillarwirkung in den Absorber 26 gezogen werden kann. In der dargestellten Ausführungsform weist der Absorber 26 die größte Absorptionsfähigkeit in dem Bereich auf, der von der Strahlenquelle 18 abge wandt ist. Die Verdampfung der Zusammensetzung 12 und damit die Bildung des Dampfes 54 erfolgt damit auf der von der Strahlenquelle 18 abgewandten Seite. Diese Form der orthogonalen Bestrahlung des Absorbers 26 hat sich hinsichtlich der effizienten Energienutzung besonders bewährt. In FIG. 4a it can be seen that the radiation source 18 directs the electromagnetic radiation 20 through a section of the reservoir 40, ie the transparent outer wall, and the composition 12 in such a way that the radiation is perpendicular, in the Y direction, onto the absorber 26 occurs, which has a surface provided with channels 34 on an irradiated upper surface through which the composition 12 can be drawn into the absorber 26 by capillary action. In the embodiment shown, the absorber 26 has the greatest absorption capacity in the area that faces away from the radiation source 18. The evaporation of the composition 12 and thus the formation of the vapor 54 thus takes place on the side facing away from the radiation source 18. This form of orthogonal irradiation of the absorber 26 has proven particularly useful with regard to the efficient use of energy.
Figur 4b zeigt einen mit Figur 4a vergleichbaren Aufbau, wobei die Einstrahlung der elektromagnetischen Strahlung 20 diesmal entlang der X-Richtung erfolgt, sodass diese auf die schmalere Seite des Absorber 26 trifft. Der Absorber 26 weist jedoch in dieser Ausgestaltung einen Gradienten der Absorption entlang der X-Richtung auf, der durch einen Konzentrationsgradienten an, in diesem Beispiel schwarzen, Pigmenten 36 mit einem Absorptionsmaximum bei der Wel lenlänge der elektromagnetischen Strahlung 20 in der in diesem Beispiel als Absorber fungierenden Silikatglasmatrix erzeugt wird. FIG. 4b shows a structure comparable to FIG. 4a, the electromagnetic radiation 20 being irradiated this time along the X direction so that it strikes the narrower side of the absorber 26. In this embodiment, however, the absorber 26 has a gradient of absorption along the X direction, which is created by a concentration gradient of, in this example black, pigments 36 with an absorption maximum at the wavelength of the electromagnetic radiation 20 in the in this example as an absorber acting silicate glass matrix is generated.
Figur 4c zeigt eine Anordnung, bei der die elektromagnetische Strahlung 20 mit einem Einfallswinkel von etwa 45° auf den Absorber 26 trifft, wobei sich diese an sich weniger effiziente Anordnung immer dann bewährt, wenn mehr als ein Ab sorber 26 eingesetzt werden sollen, die von der gleichen Strahlenquelle aktiviert werden sollen. FIG. 4c shows an arrangement in which the electromagnetic radiation 20 strikes the absorber 26 at an angle of incidence of approximately 45 °, with these coming together less efficient arrangement always proven when more than one from sorber 26 are to be used, which are to be activated by the same radiation source.
Die Figuren 5a bis 5c zeigen Ausschnitte einer schematisch verschiedene relati ve Anordnungen der Strahlenquelle 18 und des Absorbers 26 in einem erfin dungsgemäßen Verdampfersystem 10, wie sie beispielhaft baulich realisiert werden können. Figures 5a to 5c show details of a schematically different relative arrangements of the radiation source 18 and the absorber 26 in an inventive evaporator system 10, as they can be realized structurally by way of example.
In den Figuren 5a bis 5c sind jeweils das erste Element 14 und das zweite Ele ment 22 durch Befestigungsmittel (nicht gezeigt) reversibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden, so dass eine strahlenleitende Verbindung zwi schen der Strahlenquelle 18 und dem Absorber 26 gebildet wird, die durch den Strahlungsleiter 30 verläuft, wobei der Strahlungsleiter 30 in Figur 5b als Ab schnitt des Reservoirs 40 ausgelegt ist. In allen dargestellten Fällen gelangt die flüssige Zusammensetzung 12 zum Absorber 26 und wird durch die an diesem Absorber 26 angeordneten Kanäle 34, die in diesen Beispielen zum Absorber 26 gerechnet werden, jedoch auch beispielsweise als porösen Docht ausgebildet sein können, mittels Kapillarkräften zum absorbierenden Teil des Absorbers 26 (dunkel dargestellt) transportiert. Dort erfolgt im Betrieb des Verdampfersystems 10 die Verdampfung der Zusammensetzung 12, so dass Dampf 54 gebildet wird, der zusammen mit Luft, die durch eine Zuluftleitung 74 bereitgestellt wird, zur Auslassöffnung 56 und zum Mundstück 76 (beide nicht gezeigt) geführt wird. In den Figuren 5a und 5b erfolgt die Beaufschlagung des Absorbers 26 mit elektro magnetischer Strahlung 20 von oben bzw. von unten, also einmal frontal auf den absorbierenden Teil des Absorbers 26 und einmal auf die Kanäle 34. In Figur 5c erfolgt die Bestrahlung, wie zuvor für Figur 4b diskutiert, von der Seite, wobei wiederum ein Gradient der Absorption durch einen Konzentrationsgradienten an Pigmenten 36 erzeugt wird, wobei dieser Gradient schematisch in Figur 5c ein gezeichnet ist. In dieser rein schematischen Darstellung ist auf der y-Achse rein qualitativ die Pigmentdichte aufgetragen, welche ein Indikator für die maximale Absorption darstellen kann, wohingegen die x-Achse den Ort im Absorber 26 und den Abstand von der Strahlenquelle abbildet. Die schematische Darstellung in Fig. 5c zeigt somit beispielhaft eine lineare Zunahme der Pigmentkonzentration mit zunehmendem Abstand zur Strahlenquelle 18. Anders ausgedrückt ist eine Abnahme der Transparenz im absorbierenden Teil des Absorbers 26 mit zuneh mendem Abstand von der Strahlenquelle entlang der Dampfrichtung gezeigt. Der Fachmann erkennt, dass es sich bei dem eingezeichneten Gradienten um eine rein qualitative Darstellung handelt, die aus Gründen der Übersichtlichkeit insbe sondere nicht die Kanäle 34 im Absorber 26 berücksichtigt, in denen die Pig mentdichte natürlich eigentlich null ist. In der Praxis haben zudem solche Absor ber 26 die besten Eigenschaften gezeigt, die eine nichtlineare Zunahme der Partikelkonzentration entlang der x-Achse zeigen. In FIGS. 5a to 5c, the first element 14 and the second element 22 are connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner by fastening means (not shown), so that a radiation-conducting connection is formed between the radiation source 18 and the absorber 26, through the radiation conductor 30 runs, the radiation conductor 30 being designed as a section of the reservoir 40 in FIG. 5b. In all the cases shown, the liquid composition 12 arrives at the absorber 26 and through the channels 34 arranged on this absorber 26, which in these examples are included in the absorber 26, but can also be designed as a porous wick, for example, by means of capillary forces to the absorbent part of the Absorber 26 (shown dark) transported. There, when the evaporator system 10 is in operation, the composition 12 is evaporated, so that vapor 54 is formed which is guided to the outlet opening 56 and to the mouthpiece 76 (both not shown) together with air, which is provided by an air supply line 74. In FIGS. 5a and 5b, electromagnetic radiation 20 is applied to the absorber 26 from above and from below, i.e. once frontally onto the absorbing part of the absorber 26 and once onto the channels 34. In FIG. 5c, the irradiation takes place as before discussed for FIG. 4b, from the side, a gradient of the absorption again being generated by a concentration gradient of pigments 36, this gradient being shown schematically in FIG. 5c. In this purely schematic representation, the pigment density is plotted purely qualitatively on the y-axis, which can represent an indicator for the maximum absorption, whereas the x-axis depicts the location in the absorber 26 and the distance from the radiation source. The schematic representation in FIG. 5c thus shows, by way of example, a linear increase in the pigment concentration with increasing distance from the radiation source 18. In other words, one is Decrease in transparency in the absorbing part of the absorber 26 is shown with increasing distance from the radiation source along the steam direction. The person skilled in the art recognizes that the gradient shown is a purely qualitative representation which, for the sake of clarity, does not take into account the channels 34 in the absorber 26 in which the pigment density is of course actually zero. In practice, such absorbers 26 have also shown the best properties, which show a non-linear increase in the particle concentration along the x-axis.
Figur 6 zeigt ein erfindungsgemäßes Verdampfersystem 10, in dem die in Figur 5c dargestellte Anordnung verbaut ist. Die aus Figur 5c bekannte Baugruppe stellt die Verbindung zwischen einem Reservoir 24 und der darin enthaltenen Zusammensetzung 12 sowie dem Schlot 64 her, der den erzeugten Dampf 54 zur Auslassöffnung führt. Der Schlot 64 hat in diesem Beispiel einen runden Querschnitt und ist koaxial mit dem ebenfalls runden Reservoir 24 angeordnet. Diese Komponenten bilden das zweite Element 22, bzw. das Einwegteil 50, welches reversibel und zerstörungsfrei lösbar mit dem ersten Element 14, bzw. dem Mehrwegteil 48, verbunden ist, welches die elektrische Stromquelle 16, die Steuereinrichtung 58 und die Strahlenquelle 18 beherbergt, wobei letztere den mit dem Absorptionsgradienten versehenen Absorber 26 seitlich durch einen für die elektromagnetische Strahlung 20 transparenten Abschnitt des Reservoirs 40 hindurch bestrahlt. FIG. 6 shows an evaporator system 10 according to the invention, in which the arrangement shown in FIG. 5c is installed. The assembly known from FIG. 5c establishes the connection between a reservoir 24 and the composition 12 contained therein as well as the chimney 64, which guides the generated steam 54 to the outlet opening. In this example, the chimney 64 has a round cross section and is arranged coaxially with the reservoir 24, which is also round. These components form the second element 22, or the disposable part 50, which is reversibly and non-destructively detachable connected to the first element 14, or the reusable part 48, which houses the electrical power source 16, the control device 58 and the radiation source 18, whereby the latter irradiates the absorber 26 provided with the absorption gradient laterally through a section of the reservoir 40 that is transparent to the electromagnetic radiation 20.
Figur 7 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verdampfersystems 10 im Querschnitt, bei dem das erste Element 14 und das zweite Element 22 durch eine formschlüssige Stechverbindung mitei nander verbunden sind. Das dargestellte Verdampfersystem 10 ist rotations symmetrisch und besitzt einen runden Querschnitt. Der Strahlungsleiter 30, in dem die Strahlungsleitung auf Total- bzw. Teilreflexion basiert, ist entsprechend ringförmig um den Absorber 26 herum angeordnet und sorgt somit für eine um laufende Bestrahlung des Absorbers 26. Der scheibenförmige und mit einem Docht 66 gefüllten Kanälen 34 versehene Absorber 26 weist ausgehend vom mittels des Strahlenleiters 30 bestrahlten Rand der Scheibe zum Mittelpunkt der Scheibe einen radialen, nach innen ansteigenden Absorptionsgradienten auf, der beispielsweise durch Farbpartikel in einer ansonsten transparenten Kristallmatrix gebildet wird und dadurch, trotz der indirekten, seitlichen Bestrahlung des Absor bers 26, ein gleichmäßiges Temperaturprofil erzeugt. FIG. 7 shows a section of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, in which the first element 14 and the second element 22 are connected to one another by a form-fitting piercing connection. The illustrated evaporator system 10 is rotationally symmetrical and has a round cross section. The radiation conductor 30, in which the radiation conduction is based on total or partial reflection, is accordingly arranged in a ring around the absorber 26 and thus ensures continuous irradiation of the absorber 26. The disc-shaped absorber 26, which is filled with a wick 66, is provided with channels 34 has, starting from the edge of the pane irradiated by means of the radiation guide 30 to the center of the pane, a radial, inwardly increasing absorption gradient, which is caused, for example, by color particles in an otherwise transparent crystal matrix is formed and thereby, despite the indirect, lateral irradiation of the absorber 26, a uniform temperature profile is generated.
Figur 8 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verdampfersystems 10 im Querschnitt, bei dem es sich um eine kon struktive Abänderung der Figur 7 handelt, bei der der Absorber 26 in diesem Fall als poröser Festkörperring aus Dochtmaterial ausgebildet ist und auch gleichzei tig als Docht 66 dient. Die über den Strahlungsleiter 30 geführte elektromagneti sche Strahlung 20 wird über den Strahlenformer 38 in Verlängerung des Strah lungsleiters 30 durch Streuung aufgespreizt, so dass die gesamte Außenfläche des Absorbers 26 beaufschlagt wird. Figure 8 shows a detail of a preferred embodiment of the fiction, contemporary evaporator system 10 in cross section, which is a constructive modification of Figure 7, in which the absorber 26 is formed in this case as a porous solid ring made of wick material and also as a Wick 66 is used. The electromagnetic radiation 20 passed over the radiation conductor 30 is spread by scattering over the beam shaper 38 as an extension of the radiation conductor 30, so that the entire outer surface of the absorber 26 is acted upon.
Figur 9 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verdampfersystems 10 im Querschnitt, wobei die einzelnen Kompo nenten, die in diesem rotationssymmetrischen Verdampfersystem 10 angeordnet sind, vorstehend bereits beschrieben wurden. Das besonders Effiziente an der Ausführungsform in Figur 9 ist, dass der ringförmige, scheibenartige Absorber 26 als poröser, mit Kanälen 34 versehener Absorber 26 ausgebildet ist, der durch den unteren Boden des Reservoirs 24 gebildet wird. Sowohl das Reservoir 24 als auch der Absorber 26 umgeben den Schlot, der koaxial zu dem Reservoir 24 und Absorber 26 angeordnet ist. Die Zusammensetzung 12 tritt aus dem Reservoir 24 durch die Kanäle 34 in den Absorber ein und wird dort durch Wechselwirkung des Absorbers 26 mit der elektromagnetischen Strahlung 20 wie oben beschrie ben verdampft. Der Dampf wird von der Zuluft 68 mitgeführt und verlässt das Verdampfersystems 10 über den Schlot 64, z.B. in Richtung eines Anwenders.FIG. 9 shows a detail of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, the individual components which are arranged in this rotationally symmetrical evaporator system 10 having already been described above. What is particularly efficient about the embodiment in FIG. 9 is that the annular, disk-like absorber 26 is designed as a porous absorber 26 provided with channels 34, which is formed by the lower base of the reservoir 24. Both the reservoir 24 and the absorber 26 surround the chimney, which is arranged coaxially to the reservoir 24 and the absorber 26. The composition 12 enters the absorber from the reservoir 24 through the channels 34 and is evaporated there as a result of the interaction of the absorber 26 with the electromagnetic radiation 20 as described above. The steam is carried along by the supply air 68 and leaves the evaporator system 10 via the chimney 64, e.g. in the direction of a user.
Der in Figur 10 im Querschnitt gezeigte Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestal tung des erfindungsgemäßen Verdampfersystems 10 unterscheidet sich von der Darstellung in Figur 9 im Wesentlichen dadurch, dass statt eines ringförmigen Absorbers 26 ein hohlkegelförmiger Absorber 26 eingesetzt wird. Dies erlaubt es, durch die schräge Anstellung relativ zu einer Längsachse des Schlots 64 und der Strahlenquelle 18 bei gleicher Durchtrittsfläche für die Zusammensetzung 12 einen niedrigeren Abstrahlungswinkel an der Strahlenquelle 18 einzustellen und trotzdem den Absorber 26 vollständig mit elektromagnetischer Strahlung zu beaufschlagen. Zudem ist durch die Anstellung des Absorbers 26 in Bezug auf den Durchmesser des Reservoirs 24 bzw. des zweiten Elements 22 eine kleinere Bauform möglich. The detail of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention shown in cross section in FIG. 10 differs from the illustration in FIG. 9 essentially in that a hollow cone-shaped absorber 26 is used instead of an annular absorber 26. This makes it possible to set a lower angle of radiation at the radiation source 18 due to the inclined position relative to a longitudinal axis of the chimney 64 and the radiation source 18 with the same passage area for the composition 12 and nevertheless to subject the absorber 26 completely with electromagnetic radiation. In addition, the employment of the absorber 26 in relation to the diameter of the reservoir 24 or of the second element 22, a smaller design is possible.
Figur 11 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verdampfersystems 10 im Querschnitt, wobei die Zusammensetzung 12 im Reservoir 24 über einen zumindest teilweise porösen Abschnitt 40 des Reservoirs 24, hier des Bodens, dem Absorber 26 zugeführt wird, wobei dieser Abschnitt beispielsweise auch als separater Docht ausgeführt sein kann. Der Absorber 26 wird nicht in gerader Linie von der Strahlenquelle 18 bestrahlt, son dern die Strahlenquelle 18 ist im verbundenen Zustand auf einen Strahlenformer 38 ausgerichtet, der die elektromagnetische Strahlung 20 reflektiert und auf den Absorber 26 umlenkt. Vom Absorber gelangt der Dampf 54 über eine Verbindung 70 zum Schlot (hier nicht gezeigt). FIG. 11 shows a section of a preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, the composition 12 in the reservoir 24 being fed to the absorber 26 via an at least partially porous section 40 of the reservoir 24, here the bottom, this section also being, for example, separate wick can be executed. The absorber 26 is not irradiated in a straight line from the radiation source 18, son countries the radiation source 18 is aligned in the connected state on a beam shaper 38, which reflects the electromagnetic radiation 20 and deflects it onto the absorber 26. The steam 54 arrives from the absorber via a connection 70 to the chimney (not shown here).
Figur 12 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verdampfersystems 10 im Querschnitt, wobei das Verdampfersystem 10 zwei Reservoirs 24a und 24b umfasst, die jeweils mit einem von zwei Absor bern 26a und 26b verbunden sind, die über zwei separate Strahlenquellen 18a und 18b mit elektromagnetischer Strahlung bestrahlt werden können, so dass der Dampf aus der Zusammensetzung 12 aus dem linken und/oder rechten Reser voir 24a und 24b über die Verbindung 70 zum Schlot (hier nicht gezeigt) gelan gen kann. Das Verdampfersystem 10 umfasst demnach einen ersten Absorber 26a und einen zweiten Absorber 26b sowie eine erste Strahlenquelle 18a und eine zweite Strahlenquelle 18b, wobei der erste Absorber 26a und der zweite Absorber 26b mit unterschiedlichen, getrennten Abschnitten des Reservoirs 24a und 24b verbunden sind. Figure 12 shows a section of a preferred embodiment of the fiction, contemporary evaporator system 10 in cross section, wherein the evaporator system 10 comprises two reservoirs 24a and 24b, which are each connected to one of two absorbers 26a and 26b, which are connected via two separate radiation sources 18a and 18b electromagnetic radiation can be irradiated, so that the vapor from the composition 12 from the left and / or right reservoir 24a and 24b via the connection 70 to the chimney (not shown here) can get. The evaporator system 10 accordingly comprises a first absorber 26a and a second absorber 26b as well as a first radiation source 18a and a second radiation source 18b, the first absorber 26a and the second absorber 26b being connected to different, separate sections of the reservoir 24a and 24b.
Die dargestellte Ausführungsform funktioniert im Prinzip wie nachfolgend be schrieben. Der erste Absorber 26a wird durch das erste Reservoir 24a mit Zu sammensetzung 12 versorgt, wobei der erste Absorber 26a flüssigkeitsleitend mit dem Docht 66 fluidgekoppelt ist und durch diesen mit der Zusammensetzung 12 benetzt wird. Gleiches gilt für den zweiten Absorber 26b. Bei Aktvierung des Verdampfersystems 10 wird die erste Strahlenquelle 18a derart angesteuert, dass die erste Strahlenquelle 18a zunächst die erste Absorberfläche 26a wäh rend einer Beleuchtungsdauer beleuchtet. Während eines Teils der Beleuch- tungsdauer absorbiert der Absorber 26a die elektromagnetische Strahlung 20 und wandelt diese (u.a.) wie oben beschrieben z.B. in thermische Energie um.The illustrated embodiment works in principle as described below be. The first absorber 26a is supplied with the composition 12 through the first reservoir 24a, the first absorber 26a being fluidly coupled to the wick 66 in a fluid-conducting manner and being wetted with the composition 12 by this. The same applies to the second absorber 26b. When the evaporator system 10 is activated, the first radiation source 18a is controlled in such a way that the first radiation source 18a initially illuminates the first absorber surface 26a during an illumination period. During part of the lighting During the period of time, the absorber 26a absorbs the electromagnetic radiation 20 and converts it (among other things) into thermal energy, for example, as described above.
Die Zusammensetzung nimmt die thermische Energie auf und verdampft. Nach einer vorbestimmten Zeit wird die erste Strahlenquelle 18a deaktiviert und die zweite Strahlenquelle 18b aktiviert. Die zweite Strahlenquelle 18b beleuchtet den zweiten Absorber 26b wie zuvor beschrieben. Während einer weiteren vorbe stimmten Zeit der Beleuchtungsdauer der zweite Strahlenquelle 18b kann Zu sammensetzung 12 aus dem ersten Reservoir 24a in den ersten Absorber 26a nachströmen. Nach der vorbestimmten Beleuchtungsdauer der zweiten Strahlen- quelle 18b wird diese abgeschaltet. Der Vorteil dieses Aufbaus ist eine quasi kontinuierlichere Verdampfung der Zusammensetzung durch die sequentielle, nacheinander folgende Beleuchtung der verschiedenen Absorber 26a und 26b. Dadurch kann während der Dauer der Beleuchtung des zweiten Absorbers 26b erste Absorber 26a wieder mit Zusammensetzung 12 aus dem entsprechenden Reservoir 24a befüllt werden. Alternativ ist es bei diesem Aufbau auch denkbar, dass sich die Zusammensetzung 12 in dem Reservoir 24a und die Zusammen setzung 12 in dem Reservoir 24b unterscheiden. Beispielsweise könnte das Reservoir 24a eine Zusammensetzung 12 mit Nikotin aufweisen. Das Reservoir 24b könnte eine Zusammensetzung aufweisen, die Cannabidiol oder Tetrahydro- cannabinol enthält. Die Strahlenquellen 18a und 18b können dann unabhängig voneinander, d.h. beispielsweise nach Wahl des gewünschten Wirkstoffs durch den Anwender, betrieben werden. Ein weiteres Beispiel für zwei sich voneinander unterscheidenden Zusammensetzungen in dem Reservoir 24a und 24b können Wirkstoffe sein, die bei der Therapie von Atemwegserkrankungen verwendet werden. Dafür kann das Reservoir 24a eine Zusammensetzung 12 mit einem Wirkstoff aufweisen, den ein Patient nach einem von einem Arzt festgelegten Schema regelmäßig einnimmt. Das Reservoir 24b kann einen Wirkstoff aufwei sen, den der Patient im Notfall anwenden kann. Auch in diesem Fall würde der Betrieb der Strahlenquellen 18a, 18b von der Wahl des zu verdampfenden Wirk- Stoffs im Reservoir 24a bzw. 24b durch den Patienten abhängen. The composition absorbs the thermal energy and evaporates. After a predetermined time, the first radiation source 18a is deactivated and the second radiation source 18b is activated. The second radiation source 18b illuminates the second absorber 26b as described above. During a further predetermined time of the illumination duration of the second radiation source 18b, composition 12 can flow from the first reservoir 24a into the first absorber 26a. After the predetermined duration of illumination of the second radiation source 18b, it is switched off. The advantage of this structure is a more or less continuous evaporation of the composition due to the sequential, successive illumination of the various absorbers 26a and 26b. As a result, during the duration of the illumination of the second absorber 26b, the first absorber 26a can be refilled with composition 12 from the corresponding reservoir 24a. Alternatively, with this structure it is also conceivable that the composition 12 in the reservoir 24a and the composition 12 in the reservoir 24b differ. For example, the reservoir 24a could have a composition 12 with nicotine. The reservoir 24b could have a composition that contains cannabidiol or tetrahydrocannabinol. The radiation sources 18a and 18b can then be operated independently of one another, i.e. for example according to the choice of the desired active ingredient by the user. Another example of two compositions in the reservoir 24a and 24b which differ from one another can be active ingredients which are used in the therapy of respiratory diseases. For this purpose, the reservoir 24a can have a composition 12 with an active substance that a patient regularly takes in accordance with a schedule established by a doctor. The reservoir 24b can have an active ingredient that the patient can use in an emergency. In this case too, the operation of the radiation sources 18a, 18b would depend on the patient's choice of the active substance to be vaporized in the reservoir 24a or 24b.
Figur 13 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdamp fersystems 10 im Querschnitt, wobei es sich um einen stationären Aufbau han delt, wie er beispielsweise in Inhalatoren Verwendung finden kann. Besonders ist hier, dass ein Strahlenformer 38 verwendet wird, um die relativ fokussierte elekt romagnetische Strahlung 20 einer monochromatischen Laser-Strahlenquelle 18 so zu streuen, dass eine relativ große Oberfläche des Absorbers 26 beaufschlagt werden kann, um auch mit einem Laser ein gleichmäßiges Verdampfen der Zusammensetzung 12 zu ermöglichen. FIG. 13 shows a preferred embodiment of the evaporation system 10 according to the invention in cross section, which is a stationary structure such as can be used, for example, in inhalers. Is special Here, that a beam shaper 38 is used to scatter the relatively focused electromagnetic radiation 20 of a monochromatic laser radiation source 18 so that a relatively large surface of the absorber 26 can be acted upon in order to evenly vaporize the composition 12 with a laser to enable.
Die Figuren 14, 15 und 16 zeigen besonders bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verdampfersystems 10 im Querschnitt, wobei das zweite Element 22 jeweils als Mundstück 76 ausgebildet ist (Fig. 16), oder zusammen mit dem ersten Element 14 ein Mundstück 76 formt (Fig. 14 und 15). Figur 14 zeigt ein besonders leistungsstarkes Verdampfersystems 10, welches über die insgesamt drei Strahlenquellen 18 eine besonders intensive und gleichmäßige Verdampfung ermöglicht. In den Figuren 14 und 15 wird der Schlot 64, der den Dampf 54 zum Mundstück 76 leitet, zwischen dem ersten Element 14 und dem zweiten Element 22 gebildet, was dadurch ermöglicht wird, dass der Absorber 26 einen ungewünschten Austritt der Zusammensetzung 12 aus dem Reservoir 24 unterbindet. Im Gegensatz hierzu ist der Schlot 64 in der in Figur 16 dargestellten Ausführungsform in die Kartusche integriert, was ganz besonders bevorzugt ist, da das Mehrwegteil 48 auch dann nicht in Kontakt mit der Zusammensetzung gelangt, wenn es ungewollt, z.B. durch mechanische Beschädigung des Absor- bers 26, zu einem Austritt der Zusammensetzung 12 aus dem Reservoir 24 kommt. FIGS. 14, 15 and 16 show a particularly preferred embodiment of the evaporator system 10 according to the invention in cross section, the second element 22 each being designed as a mouthpiece 76 (FIG. 16), or together with the first element 14 forming a mouthpiece 76 (FIG. 14 and 15). FIG. 14 shows a particularly powerful evaporator system 10, which enables particularly intensive and uniform evaporation via the total of three radiation sources 18. In FIGS. 14 and 15, the chimney 64, which conducts the steam 54 to the mouthpiece 76, is formed between the first element 14 and the second element 22, which is made possible by the absorber 26 preventing the composition 12 from escaping undesirably from the reservoir 24 prevents. In contrast to this, the chimney 64 in the embodiment shown in FIG. 16 is integrated into the cartridge, which is particularly preferred because the reusable part 48 does not come into contact with the composition even if it is unintentionally, e.g. due to mechanical damage to the absorber. Above 26, the composition 12 emerges from the reservoir 24.
Figur 17 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Ver fahrens, welches die abgebildeten Schritte umfasst, nämlich: das Bereitstellen 100 eines ersten Elements 14 umfassend zumindest eine mit einer elektrischen Energiequelle 16 verbundene Strahlenquelle 18, die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung 20 zu emittieren, das Bereitstellen 102 eines ein zweites Elements 22 umfassend zumindest ein Reservoir 24 zur Aufnahme der Zusammensetzung 12 und zumindest einen Absorber 26, der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle 18 emittierte elektromagnetische Strahlung 20 zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie 28 umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung 20 erhöhter Wellenlänge zu emittie ren, das Verbinden 104 des ersten Elements 14 mit dem zweiten Element 22, sodass durch einen Strahlungsleiter 30 eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle 18 und dem Absorber 26 gebildet wird, und das Aktivieren 106 der Strahlenquelle 18 und dadurch Verdampfen der Zusam mensetzung 12 durch die vom Absorber 26 durch Umwandlung aus der elektro magnetischen Strahlung 20 erhaltene thermische Energie 28 und/oder durch die die vom Absorber 26 emittierte elektromagnetische Strahlung 21 mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung 20 erhöhter Wellenlänge. FIG. 17 shows a schematic flow diagram of the method according to the invention, which comprises the illustrated steps, namely: the provision 100 of a first element 14 comprising at least one radiation source 18 connected to an electrical energy source 16, which is set up to emit electromagnetic radiation 20 that Providing 102 a second element 22 comprising at least one reservoir 24 for receiving the composition 12 and at least one absorber 26, which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation 20 emitted by the radiation source 18 and at least partially convert it into thermal energy 28 and / or this at least partially as electromagnetic radiation 21 with opposite to emit absorbed electromagnetic radiation 20 of increased wavelength, connecting 104 the first element 14 to the second element 22 so that a radiation conductor 30 is formed between the radiation source 18 and the absorber 26, and activating 106 the radiation source 18 and thereby evaporation of the composition 12 through the thermal energy 28 obtained by the absorber 26 by conversion from the electromagnetic radiation 20 and / or through the electromagnetic radiation 21 emitted by the absorber 26 with an increased wavelength compared to the absorber electromagnetic radiation 20.
Dargestellt sind zudem die optionalen Schritte des bevorzugten Verfahrens 108,Also shown are the optional steps of the preferred method 108,
110, 112 und 114, nämlich: das Lösen 108 der mit einander verbundenen ersten 14 und zweiten Elemente 22, das Bereitstellen 110 eines weiteren zweiten Ele ments 22 und Verbinden des weiteren zweiten Elements 22 mit dem ersten Element 14 zum Verdampfen der Zusammensetzung 12, das Nachfüllen 112 des Reservoirs 24 im zweiten Element 22 zum Erzeugen eines aufgefüllten zweiten Elements 22 und Verbinden des aufgefüllten zweiten Elements 22 mit dem ers ten Element 14 zum Verdampfen der aufgefüllten Zusammensetzung 12, oder das Recycling 114 des zweiten Elements 22. 110, 112 and 114, namely: the detachment 108 of the first 14 and second elements 22 connected to one another, the provision 110 of a further second element 22 and connection of the further second element 22 to the first element 14 for vaporizing the composition 12, the Refilling 112 of the reservoir 24 in the second element 22 to create a filled second element 22 and connecting the filled second element 22 to the first element 14 to vaporize the filled composition 12, or the recycling 114 of the second element 22.
Bezuaszeichen Bezuaszeichen
10 Verdampfersystem 10 evaporator system
12 Zusammensetzung 14 erstes Element 12 composition 14 first element
16 elektrische Energiequelle 16 source of electrical energy
18 Strahlenquelle 18 radiation source
18a erste Strahlenquelle 18a first radiation source
18b zweite Strahlenquelle 20 elektromagnetische Strahlung 18b second radiation source 20 electromagnetic radiation
21 elektromagnetische Strahlung mit erhöhter Wellenlänge21 electromagnetic radiation with increased wavelength
22 zweites Element 22 second element
24 Reservoir 24 reservoir
24a erster getrennter Abschnitt des Reservoirs 24b zweiter getrennter Abschnitt des Reservoirs 24a first separate section of the reservoir 24b second separate section of the reservoir
26 Absorber 26 absorbers
26a erster Absorber 26a first absorber
26b zweiter Absorber 26b second absorber
28 thermische Energie 30 Strahlungsleiter 28 thermal energy 30 radiation conductor
32 ebene oder gekrümmte Oberfläche 32 flat or curved surface
34 Kanäle 34 channels
36 Konzentrationsgradient an Pigmente 36 concentration gradient of pigments
38 Strahlenformer 40 Abschnitt des Reservoirs 38 Beam Shaper 40 Section of the Reservoir
42 unterschiedliche, getrennte Abschnitte des Reservoirs 44 Kartusche 42 different, separate sections of the reservoir 44 cartridge
46 Tragbare Verdampfungsvorrichtung 46 Portable Vaporizer
48 Mehrwegteil 50 Einwegteil 48 reusable part 50 single-use part
52 Wärmeleiter 52 heat conductors
54 Dampf 54 steam
56 Auslassöffnung 56 outlet opening
58 Steuereinrichtung 60 Verdampfungsbereich 62 Wand (fakultativ) 58 Control device 60 evaporation area 62 wall (optional)
64 Schlot 64 chimney
66 Docht 68 Zuluft 66 Wick 68 Supply air
70 Verbindung zum Schlot 70 Connection to the chimney
72 Verbindung zum Reservoir 72 Connection to the reservoir
74 Zuluftleitung 74 Air supply line
76 Mundstück 78 Zulufteinlass 76 mouthpiece 78 air inlet
100 Bereitstellen eines ersten Elements 102 Bereitstellen eines zweiten Elements 104 Verbinden des ersten Elements mit dem zweiten Element 106 Aktivieren der Strahlenquelle und dadurch Verdampfen 108 Lösen der mit einander verbundenen ersten und zweiten Elemente100 providing a first element 102 providing a second element 104 connecting the first element to the second element 106 activating the radiation source and thereby vaporizing 108 releasing the first and second elements connected to one another
110 Bereitstellen eines weiteren zweiten Elements und Verbinden des weiteren zweiten Elements 112 Nachfüllen des Reservoirs im zweiten Element 114 Recycling des zweiten Elements 110 Providing a further second element and connecting the further second element 112 Refilling the reservoir in the second element 114 Recycling the second element
X, Y, Z Raumrichtung X, Y, Z spatial direction

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verdampfersystem (10) zum Verdampfen einer Zusammensetzung (12) (12), umfassend: ein erstes Element (14) umfassend zumindest eine mit einer elektri- sehen Energiequelle (16) verbundene Strahlenquelle (18, 18a, 18b), die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (20) zu emit tieren, und ein zweites Element (22) umfassend zumindest ein Reservoir (24) zur Aufnahme der Zusammensetzung (12) und zumindest einen Absor- ber (26, 26a, 26b), der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquel le (18, 18a, 18b) emittierte elektromagnetische Strahlung (20) zumin dest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in ther mische Energie (28) umzuwandeln und/oder diese zumindest teilwei se als elektromagnetische Strahlung (21) mit gegenüber der absor- bierten elektromagnetischen Strahlung (20) erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei das erste und das zweite Element (14, 22) reversibel und zerstö rungsfrei lösbar miteinander verbindbar sind und wobei ein Strahlungsleiter (30) so angeordnet ist, dass bei Verbindung des ersten und des zweiten Elements (14, 22) miteinander eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle (18, 18a, 18b) und dem Absorber (26, 26a, 26b) gebildet wird, wobei das Verdampfersystem (10) dazu eingerichtet ist, die Zusammenset zung (12) durch die vom Absorber (26, 26a, 26b) durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung (20) erhaltene thermische Energie (28) und/oder die vom Absorber (26, 26a, 26b) emittierte elektromagnetische Strahlung (21) mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strah lung (20) erhöhter Wellenlänge zu verdampfen. 2. Verdampfersystem (10) nach Anspruch 1 , wobei die emittierte elektromag netische Strahlung (20) das höchste Intensitätsmaximum unterhalb einer Wellenlänge von 500 nm aufweist, vorzugsweise im Bereich von 410 bis 490 nm, bevorzugt 430 bis 480 nm, besonders bevorzugt 440 bis 470 nm, wobei die elektromagnetische Strahlung besonders vorzugsweise eine spektrale Bandbreite bei 50 % der Maximalintensität von 5 bis 50 nm, be vorzugt 10 bis 40 nm, besonders bevorzugt 20 bis 30 nm, aufweist. 1. A vaporizer system (10) for vaporizing a composition (12) (12), comprising: a first element (14) comprising at least one radiation source (18, 18a, 18b) connected to an electrical energy source (16) and set up for this purpose is to emit electromagnetic radiation (20), and a second element (22) comprising at least one reservoir (24) for receiving the composition (12) and at least one absorber (26, 26a, 26b) which is set up for this purpose to at least partially absorb the electromagnetic radiation (20) emitted by the radiation source (18, 18a, 18b) and convert this at least partially into thermal energy (28) and / or at least partially as electromagnetic radiation (21) to emit increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation (20), the first and the second element (14, 22) being reversibly and non-destructively releasably connectable to one another and wherein a radiation conductor (30) s o it is arranged that when the first and second elements (14, 22) are connected to one another, a radiation-guiding connection is formed between the radiation source (18, 18a, 18b) and the absorber (26, 26a, 26b), the evaporator system (10 ) is set up for this purpose, the composition (12) by the thermal energy (28) obtained from the absorber (26, 26a, 26b) by conversion from the electromagnetic radiation (20) and / or from the absorber (26, 26a, 26b) to evaporate emitted electromagnetic radiation (21) with compared to the absorbed electromagnetic Strah treatment (20) increased wavelength. 2. evaporator system (10) according to claim 1, wherein the emitted electromagnetic radiation (20) has the highest intensity maximum below a wavelength of 500 nm, preferably in the range from 410 to 490 nm, preferably 430 to 480 nm, particularly preferably 440 to 470 nm, the electromagnetic radiation particularly preferably having a spectral bandwidth at 50% of the maximum intensity of 5 to 50 nm, preferably 10 to 40 nm, particularly preferably 20 to 30 nm.
3. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) ein dreidimensionaler Körper ist, dessen Ausdeh nung in zwei Raumrichtungen (X, Y, Z) größer oder zumindest gleich der Ausdehnung in die dritte Raumrichtung (X, Y, Z) ist, vorzugsweise eine Platte mit beliebiger Grundfläche, insbesondere eine Scheibe, oder ein Quader, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) vorzugsweise zumindest eine ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt zumindest vier ebene Oberflächen, oder wobei das Verdampfersystem (10) eine Zusammensetzung (12) umfasst und der Absorber (26, 26a, 26b) durch Partikel gebildet wird, die mit der zu verdampfenden Zusammensetzung (12) vermischt oder in der zu verdamp fenden Zusammensetzung (12) dispergiert sind. 3. Evaporator system (10) according to one of claims 1 or 2, wherein the absorber (26, 26a, 26b) is a three-dimensional body whose expansion in two spatial directions (X, Y, Z) is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction (X, Y, Z) is, preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, the absorber (26, 26a, 26b) preferably having at least one flat or curved surface, preferably at least two, especially preferably at least four flat surfaces, or wherein the evaporator system (10) comprises a composition (12) and the absorber (26, 26a, 26b) is formed by particles that are mixed with the composition (12) to be evaporated or in the to be evaporated Composition (12) are dispersed.
4. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der4. evaporator system (10) according to any one of claims 1 to 3, wherein the
Absorber (26, 26a, 26b) so ausgelegt ist, dass ein oder mehrere seiner Ab- sorptionsmaxima für elektromagnetische Strahlung (20) bei einer Wellen länge der elektromagnetischen Strahlung (20) liegen, die von der Strahlen quelle (18, 18a, 18b) emittiert wird, bevorzugt bei einer Wellenlänge die in nerhalb von 20 %, bevorzugt innerhalb von 10 %, besonders bevorzugt in nerhalb von 5 %, um ein Intensitätsmaximum der Emission der Strahlen- quelle (18, 18a, 18b) liegen. 5. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) über Kanäle (34), vorzugsweise kapillare Kanäle (34), verfügt und/oder ein poröser Festkörper ist, so dass der Absorber (26, 26a, 26b) flüssigkeitsleitend ist und ein Durchtritt der flüssigen Zusammen setzung (12) durch den Absorber (26, 26a, 26b) möglich ist, wobei der Ab sorber (26, 26a, 26b) vorzugsweise eine Membran umfasst, die erst bei Überschreiten einer Grenztemperatur einen Durchtritt der flüssigen Zu sammensetzung (12) durch den Absorber (26, 26a, 26b) erlaubt. The absorber (26, 26a, 26b) is designed so that one or more of its absorption maxima for electromagnetic radiation (20) are at a wavelength of the electromagnetic radiation (20) emanating from the radiation source (18, 18a, 18b) is emitted, preferably at a wavelength which is within 20%, preferably within 10%, particularly preferably within 5%, around an intensity maximum of the emission of the radiation source (18, 18a, 18b). 5. Evaporator system (10) according to one of claims 1 to 4, wherein the absorber (26, 26a, 26b) has channels (34), preferably capillary channels (34), and / or is a porous solid, so that the absorber (26, 26a, 26b) is liquid-conducting and a passage of the liquid composition (12) through the absorber (26, 26a, 26b) is possible, wherein the absorber (26, 26a, 26b) preferably comprises a membrane that only when a limit temperature is exceeded, the liquid composition (12) is allowed to pass through the absorber (26, 26a, 26b).
6. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) entlang zumindest einer Raumrichtung (X, Y, Z) ein nicht homogenes Absorptionsverhalten aufweist, vorzugsweise einen Gradienten der Absorption entlang der Raumrichtung, die der Einfallsrich- tung der elektromagnetischen Strahlung (20) auf den Absorber (26, 26a,6. Evaporator system (10) according to one of claims 1 to 5, wherein the absorber (26, 26a, 26b) has a non-homogeneous absorption behavior along at least one spatial direction (X, Y, Z), preferably a gradient of the absorption along the spatial direction, that of the direction of incidence of the electromagnetic radiation (20) on the absorber (26, 26a,
26b) entspricht, wobei der Gradient der Absorption bevorzugt durch einen Konzentrationsgradienten (36) an Pigmenten mit einem Absorptionsmaxi mum bei der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung (20) in einem Absorber (26, 26a, 26b) erzeugt wird, der ansonsten bei dieser Wellenlän- ge transparent oder weitgehend transparent ist. 26b), the gradient of the absorption preferably being generated by a concentration gradient (36) of pigments with an absorption maximum at the wavelength of the electromagnetic radiation (20) in an absorber (26, 26a, 26b) which is otherwise at this wavelength ge is transparent or largely transparent.
7. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Strahlenquelle (18, 18a, 18b) eine Lampe, ein Laser oder eine Leuchtdio de, bevorzugt ein Laser oder eine Leuchtdiode, besonders bevorzugt eine Leuchtdiode, ist, wobei vorzugsweise der Laser eine Laserdiode, ein Faser-7. evaporator system (10) according to one of claims 1 to 6, wherein the radiation source (18, 18a, 18b) is a lamp, a laser or a light emitting diode, preferably a laser or a light emitting diode, particularly preferably a light emitting diode, is preferably the laser a laser diode, a fiber
Laser oder ein Gas-Laser ist und wobei vorzugsweise die Leuchtdiode eine Halbleiterleuchtdiode, eine organische Leuchtdiode oder eine Chip-on- board-Leuchtdiode ist. 8. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei derIs a laser or a gas laser and wherein the light-emitting diode is preferably a semiconductor light-emitting diode, an organic light-emitting diode or a chip-on-board light-emitting diode. 8. evaporator system (10) according to any one of claims 1 to 7, wherein the
Strahlungsleiter (30) opak ist für elektromagnetische Strahlung (20) mit ei ner Wellenlänge, die mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 30 %, besonders bevorzugt mehr als 10 % von der Wellenlänge des Intensitätsmaximums der von der Strahlenquelle (18, 18a, 18b) emittierten elektromagnetischenRadiation conductor (30) is opaque for electromagnetic radiation (20) with a wavelength that is more than 50%, preferably more than 30%, particularly preferably more than 10% of the wavelength of the maximum intensity of the radiation source (18, 18a, 18b ) emitted electromagnetic
Strahlung (20) abweicht. Radiation (20) differs.
9. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) zumindest eine ebene Fläche, bevorzugt zwei ebene Flächen, besonders bevorzugt sechs ebene Flächen, aufweist und wobei die Strahlenquelle (18, 18a, 18b), der Strahlungsleiter (30), gegebe nenfalls vorhandene Strahlenformer (38) und der Absorber (26, 26a, 26b) bei Verbindung des ersten und des zweiten Elements (14, 22) miteinander so angeordnet sind, dass die elektromagnetische Strahlung (20) in einem Einfallswinkel von weniger als 45°, bevorzugt weniger als 20°, besonders bevorzugt weniger als 5°, ganz besonders bevorzugt im Wesentlichen senkrecht, auf eine der ebenen Flächen des Absorbers (26, 26a, 26b) auf trifft. 10. Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das9. Evaporator system (10) according to one of claims 1 to 8, wherein the absorber (26, 26a, 26b) has at least one flat surface, preferably two flat surfaces, particularly preferably six flat surfaces, and wherein the radiation source (18, 18a, 18b), the radiation conductor (30), any existing beam shaper (38) and the absorber (26, 26a, 26b) when the first and second elements (14, 22) are connected to one another are arranged in such a way that the electromagnetic radiation (20 ) hits one of the flat surfaces of the absorber (26, 26a, 26b) at an angle of incidence of less than 45 °, preferably less than 20 °, particularly preferably less than 5 °, very particularly preferably essentially perpendicular. 10. evaporator system (10) according to any one of claims 1 to 9, wherein the
Reservoir (24) wenigstens in einem Abschnitt (40) transparent ist, vor zugsweise transparent für sichtbares Licht, besonders bevorzugt transpa rent für elektromagnetische Strahlung (20) deren Wellenlänge innerhalb von 20 %, bevorzugt innerhalb von 10 %, besonders bevorzugt innerhalb von 5 %, um das Intensitätsmaximum der Emission der Strahlenquelle (18,Reservoir (24) is transparent in at least one section (40), preferably transparent for visible light, particularly preferably transparent for electromagnetic radiation (20) whose wavelength is within 20%, preferably within 10%, particularly preferably within 5% to determine the maximum intensity of the emission of the radiation source (18,
18a, 18b) liegt. 18a, 18b).
11 . Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, umfassend einen ersten Absorber (26a) und einen zweiten Absorber (26b) sowie eine erste Strahlenquelle (18a) und eine zweite Strahlenquelle (18b), wobei der erste und der zweite Absorber (26a, 26b) vorzugsweise mit unterschiedli chen, getrennten Abschnitten des Reservoirs (24a, 24b) verbunden sind und wobei die erste und die zweite Strahlenquelle (18a, 18b) ihr höchstes Emissionsmaximum vorzugsweise bei unterschiedlichen Wellenlängen aufweisen, wobei sich die Absorptionsfähigkeit der beiden Absorber (26a,11. Evaporator system (10) according to one of claims 1 to 10, comprising a first absorber (26a) and a second absorber (26b) as well as a first radiation source (18a) and a second radiation source (18b), wherein the first and second absorbers (26a, 26b) are preferably connected to different, separate sections of the reservoir (24a, 24b) and the first and second radiation sources (18a, 18b) preferably have their highest emission maximum at different wavelengths, whereby the absorption capacity of the two absorbers (26a,
26b) vorzugsweise bei zumindest einer der Wellenlängen des höchstes Emissionsmaximum der beiden Strahlenquellen (18a, 18b) um mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 70 % besonders bevorzug mehr als 85 % unter scheiden. 26b) preferably at least one of the wavelengths of the highest emission maximum of the two radiation sources (18a, 18b) by more than 50%, preferably more than 70%, particularly preferably more than 85%.
12. Kartusche (44) für ein Verdampfersystem (10) zum Verdampfen einer Zusammensetzung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , umfassend: zumindest ein Reservoir (24) zur Aufnahme der Zusammensetzung (12), und - zumindest einen Absorber (26, 26a, 26b), der dazu eingerichtet ist, von einer externen Strahlenquelle (18, 18a, 18b) emittierte elektro magnetische Strahlung (20) zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie (28) umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung (21 ) mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung12. Cartridge (44) for an evaporator system (10) for evaporating a composition (12) according to one of claims 1 to 11, comprising: at least one reservoir (24) for receiving the composition (12), and - at least one absorber (26) , 26a, 26b), which is set up to at least partially absorb electromagnetic radiation (20) emitted by an external radiation source (18, 18a, 18b) and to convert this at least partially into thermal energy (28) and / or at least partially as electromagnetic radiation (21) with opposite to the absorbed electromagnetic radiation
(20) erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) ein dreidimensionaler Körper ist, dessen Ausdehnung in zwei Raumrichtungen (X, Y, Z) größer oder zumindest gleich der Ausdehnung in die dritte Raumrichtung (X, Y, Z) ist, vorzugswei- se eine Platte mit beliebiger Grundfläche, insbesondere eine Scheibe, oder ein Quader, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) vorzugsweise zumindest ei ne ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt zumindest vier ebene Oberflächen, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) derart in der Kartusche (44) angeordnet ist, dass die im Reservoir (24) aufgenommene Zusammensetzung (12) mit dem Absorber (26, 26a, 26b) in Kontakt steht oder mit diesem in Kontakt gelangen kann, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) derart in der Kartusche (44) angeordnet ist, dass er von außerhalb der Kartusche (44) mit elektromagnetischer Strahlung (20) beaufschlagt werden kann, bei deren Wellenlänge der Ab sorber (26, 26a, 26b) eine Absorption, vorzugsweise ein Absorptionsmaxi mum zeigt. (20) to emit increased wavelength, the absorber (26, 26a, 26b) being a three-dimensional body, the extent of which in two spatial directions (X, Y, Z) is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction (X, Y, Z) is preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, the absorber (26, 26a, 26b) preferably having at least one flat or curved surface, preferably at least two, particularly preferably at least four flat surfaces Surfaces, the absorber (26, 26a, 26b) being arranged in the cartridge (44) in such a way that the composition (12) received in the reservoir (24) with the absorber (26, 26a, 26b) is in contact or can come into contact with it, the absorber (26, 26a, 26b) being arranged in the cartridge (44) in such a way that it is with electromagnetic radiation (20) can be applied, at the wavelength of which the absorber (26, 26a, 26b) shows an absorption, preferably an absorption maximum.
13. Tragbare Verdampfungsvorrichtung umfassend ein Verdampfersystem (10) zum Verdampfen einer Zusammensetzung (12) nach einem der Ansprüche13. A portable vaporizer device comprising a vaporizer system (10) for vaporizing a composition (12) according to any one of claims
1 bis 11 , wobei das erste Element (14) und das zweite Element (22) rever sibel und zerstörungsfrei lösbar miteinander verbunden sind. 1 to 11, wherein the first element (14) and the second element (22) are reversibly and non-destructively detachably connected to one another.
14. Absorber (26, 26a, 26b) für ein Verdampfersystem (10) zum Verdampfen einer Zusammensetzung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Absorber (26, 26a, 26b) dazu eingerichtet ist, die von einer Strahlen quelle (18, 18a, 18b) emittierte elektromagnetische Strahlung (20) zumin dest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie (28) umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektro- magnetische Strahlung (21 ) mit gegenüber der absorbierten elektromagne tischen Strahlung (20) erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) ein dreidimensionaler Körper ist, dessen Ausdehnung in zwei Raumrichtungen (X, Y, Z) größer oder zumindest gleich der Ausdehnung in die dritte Raumrichtung (X, Y, Z) ist, vorzugswei- se eine Platte mit beliebiger Grundfläche, insbesondere eine Scheibe, oder ein Quader, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) vorzugsweise zumindest ei ne ebene oder gekrümmte Oberfläche aufweist, bevorzugt zumindest zwei, besonders bevorzugt zumindest vier ebene Oberflächen, wobei der Absorber (26, 26a, 26b) über Kanäle (34), vorzugsweise kapilla- re Kanäle (34), verfügt und/oder ein poröser Festkörper ist, so dass ein Durchtritt der flüssigen Zusammensetzung (12) durch den Absorber (26, 26a, 26b) möglich ist. 14. absorber (26, 26a, 26b) for an evaporator system (10) for evaporating a composition (12) according to any one of claims 1 to 11, wherein the absorber (26, 26a, 26b) is set up to source from a radiation (18, 18a, 18b) to at least partially absorb emitted electromagnetic radiation (20) and convert this at least partially into thermal energy (28) and / or at least partially as electromagnetic radiation (21) with opposite to the absorbed electromagnetic radiation (20) to emit increased wavelength, the absorber (26, 26a, 26b) being a three-dimensional body, the extent of which in two spatial directions (X, Y, Z) is greater than or at least equal to the expansion in the third spatial direction (X, Y, Z) is preferably a plate with any base area, in particular a disk, or a cuboid, the absorber (26, 26a, 26b) preferably having at least one flat or curved surface, preferably at least two , particularly preferably at least four flat surfaces, the absorber (26, 26a, 26b) having channels (34), preferably capillary channels (34), and / or being a porous solid body, so that a Passage of the liquid composition (12) through the absorber (26, 26a, 26b) is possible.
15. Zusammensetzung (12) für ein Verdampfersystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfassend zumindest eine Wirkstoffkomponente, zu mindest eine höher als die Wirkstoffkomponente siedende erste Trä gersubstanz und zumindest eine niedriger als die Wirkstoffkomponente siedende zweite Trägersubstanz, wobei die Zusammensetzung (12) zu mindest ein Additiv umfasst, das die Absorptionsfähigkeit der Zusammen- Setzung (12) für elektromagnetischer Strahlung bei einer Wellenlänge im15. Composition (12) for an evaporator system (10) according to one of claims 1 to 11 comprising at least one active ingredient component, at least one first carrier substance boiling higher than the active ingredient component and at least one second carrier substance boiling lower than the active ingredient component, wherein the composition ( 12) comprises at least one additive which the absorption capacity of the composition (12) for electromagnetic radiation at a wavelength im
Bereich von 50 pm bis 700 nm erhöht und/oder wobei die Zusammenset zung (12) zumindest eine Art von Partikeln umfasst, entweder als Mischung oder Dispersion, die als Absorbermaterial dazu geeignet ist, die von einer Strahlenquelle (18, 18a, 18b) emittierte elektromagnetische Strahlung (20) zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in ther mische Energie (28) umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung (21) mit gegenüber der absorbierten elekt romagnetischen Strahlung (20) erhöhter Wellenlänge zu emittieren. 16. Räumliches Nebeneinander von mehreren Komponenten eines Verdamp fersystems (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , umfassend: Increased range from 50 pm to 700 nm and / or wherein the composition (12) comprises at least one type of particle, either as a mixture or dispersion, which is suitable as an absorber material, emitted by a radiation source (18, 18a, 18b) at least partially absorb electromagnetic radiation (20) and at least partially convert it into thermal energy (28) and / or at least partially emit it as electromagnetic radiation (21) with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation (20). 16. Spatial juxtaposition of several components of an evaporator system (10) according to one of claims 1 to 11, comprising:
A. ein erstes Element (14) als Mehrwegteil (48) umfassend zumindest eine elektrische Energiequelle (16) und mit diesem verbunden zu mindest eine Strahlenquelle (18, 18a, 18b), die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (20) zu emittieren, und A. a first element (14) as a reusable part (48) comprising at least one electrical energy source (16) and connected to it to at least one radiation source (18, 18a, 18b) which is set up to emit electromagnetic radiation (20), and
B ein oder mehrere zweite Elemente (22) als Einwegteil (50), bevorzugt eine Kartusche (44) nach Anspruch 12, umfassend in zumindest ei nem Reservoir (24) eine zur Verdampfung bestimmte Zusammenset zung (12) und einen Absorber (26, 26a, 26b) der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle (18, 18a, 18b) emittierte elektromagneti- sehe Strahlung (20) zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie (28) umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung (21) mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung (20) erhöhter Wellenlänge zu emittieren, wobei das erste und die zweiten Elemente (14, 22) reversibel und zerstö rungsfrei lösbar miteinander verbindbar sind und wobei ein Strahlungsleiter (30) so im ersten und/oder zweiten Element (14, 22) angeordnet ist, dass bei Verbindung des ersten und des zweiten Elements (14, 22) miteinander eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle (18, 18a,B one or more second elements (22) as a disposable part (50), preferably a cartridge (44) according to claim 12, comprising a composition (12) intended for evaporation and an absorber (26, 26a) in at least one reservoir (24) , 26b) which is set up to control the electromagnetic radiation emitted by the radiation source (18, 18a, 18b) see radiation (20) at least partially absorb and convert this at least partially into thermal energy (28) and / or emit this at least partially as electromagnetic radiation (21) with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation (20), the first and the second elements (14, 22) can be connected to one another in a reversible and non-destructive releasable manner, and a radiation conductor (30) is arranged in the first and / or second element (14, 22) in such a way that when the first and second element (14 , 22) a radiation-conducting connection between the radiation source (18, 18a,
18b) und dem Absorber (26, 26a, 26b) gebildet wird. 18b) and the absorber (26, 26a, 26b) is formed.
17. Verfahren zum Verdampfen einer Zusammensetzung (12) in einem Ver dampfersystem (10), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen (100) eines ersten Elements (14) umfassend zumindest eine mit einer elektrischen Energiequelle (16) verbundene Strahlen quelle (18, 18a, 18b), die dazu eingerichtet ist, elektromagnetische Strahlung (20) zu emittieren, b) Bereitstellen (102) eines zweiten Elements (22) umfassend zumin dest ein Reservoir (24) zur Aufnahme der Zusammensetzung (12) und zumindest einen Absorber (26, 26a, 26b), der dazu eingerichtet ist, die von der Strahlenquelle (18, 18a, 18b) emittierte elektromagne tische Strahlung (20) zumindest teilweise zu absorbieren und diese zumindest teilweise in thermische Energie (28) umzuwandeln und/oder diese zumindest teilweise als elektromagnetische Strahlung17. A method for vaporizing a composition (12) in a vaporizer system (10), comprising the steps of: a) providing (100) a first element (14) comprising at least one radiation source (18) connected to an electrical energy source (16) 18a, 18b), which is set up to emit electromagnetic radiation (20), b) providing (102) a second element (22) comprising at least one reservoir (24) for receiving the composition (12) and at least one absorber ( 26, 26a, 26b), which is set up to at least partially absorb the electromagnetic radiation (20) emitted by the radiation source (18, 18a, 18b) and to convert this at least partially into thermal energy (28) and / or at least this partly as electromagnetic radiation
(21) mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung (20) erhöhter Wellenlänge zu emittieren, c) Verbinden (104) des ersten Elements (14) mit dem zweiten Element(21) to emit with an increased wavelength compared to the absorbed electromagnetic radiation (20), c) connecting (104) the first element (14) to the second element
(22), sodass durch einen Strahlungsleiter (30) eine strahlenleitende Verbindung zwischen der Strahlenquelle (18, 18a, 18b) und dem Ab sorber (26, 26a, 26b) gebildet wird, und d) Aktivieren (106) der Strahlenquelle (18, 18a, 18b) und dadurch Ver dampfen der Zusammensetzung (12) durch die vom Absorber (26, 26a, 26b) durch Umwandlung aus der elektromagnetischen Strahlung(22), so that a radiation-conducting Connection between the radiation source (18, 18a, 18b) and the absorber (26, 26a, 26b) is formed, and d) activating (106) the radiation source (18, 18a, 18b) and thereby evaporating the composition (12) by the absorber (26, 26a, 26b) by conversion from the electromagnetic radiation
(20) erhaltene thermische Energie (28) und/oder durch die die vom Absorber (26, 26a, 26b) emittierte elektromagnetische Strahlung (21) mit gegenüber der absorbierten elektromagnetischen Strahlung (20) erhöhter Wellenlänge. Verfahren nach Anspruch 17, zusätzlich umfassend nach Schritt d) den(20) obtained thermal energy (28) and / or by the electromagnetic radiation (21) emitted by the absorber (26, 26a, 26b) and having a longer wavelength than the absorbed electromagnetic radiation (20). The method of claim 17, additionally comprising after step d) the
Schritt: e) Lösen (108) der mit einander verbundenen ersten und zweiten Ele mente (14, 22), sowie einen der folgenden Schritte: f1) Bereitstellen (110) eines weiteren zweiten Elements (22) und Verbin den des weiteren zweiten Elements (22) mit dem ersten Element (14) zum Verdampfen der Zusammensetzung (12), f2) Nachfüllen (112) des Reservoirs (24) im zweiten Element (22) zum Erzeugen eines aufgefüllten zweiten Elements (22) und Verbinden des aufgefüllten zweiten Elements (22) mit dem ersten Element (14) zum Verdampfen der aufgefüllten Zusammensetzung (12), oder f3) Recycling (114) des zweiten Elements (22). Step: e) releasing (108) the interconnected first and second elements (14, 22), and one of the following steps: f1) providing (110) a further second element (22) and connecting the further second element ( 22) with the first element (14) for vaporizing the composition (12), f2) refilling (112) the reservoir (24) in the second element (22) for producing a filled second element (22) and connecting the filled second element ( 22) with the first element (14) for vaporizing the replenished composition (12), or f3) recycling (114) the second element (22).
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